Made available in DSpace on 2017-07-10T18:08:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Citieli Giongo.pdf: 582976 bytes, checksum: f111bc4e475aed239fba2b45a360406b (MD5) Previous issue date: 2011-02-24 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The cultivation of cassava extends throughout Brazil because of its excellent adaptation to different soils and climatic conditions. Our country occupies the second position at the worldwide ranking in cultivating this plant (15% of the world production). The industrial processing of cassava generates a liquid waste, the so called manipueira, considered as a pollutant due to the high organic load and it contains a cyanogenic glycoside, which can be hydrolyzed to cyanide. One way to minimize environmental impacts and to aggregate value to the effluent is its use in the production of volatile fatty acids (VFA) via anaerobic fermentation, which was the main goal of this study, performed using manipueira as a substrate and inoculum of swine dejection. The fermentation process during the production of VFA is characterized as a result of the activity of acidogenic bacteria, by the pH decrease and increased hydrolysis and acidification of the organic matter. Inoculum of swine and of bovine dejections were tested in synthetic medium at 30°C and initial pH of 7.0, to define the most appropriate inoculum for the production of volatile fatty acids, swine dejection presented the best results and was used in posterior fermentations. Besides the parameter of VFA production, the behavior of pH, alkalinity and acidity were as well monitored in all experiments. In the fermentation performed with manipueira as a substrate, glucose was used as the main carbon source and different concentrations were tested (1, 2, 5 and 9 g/L) and it was observed that the concentration of 2 g/L of glucose produced about 2.5 g/L of VFA, expressed as acetic acid, after 36h and at pH 5.0, this concentration of glucose was used in further experiments. The alkalinity and temperature levels were tested by experimental design, in which at 30°C with 3 g/L of sodium bicarbonate better conditions were observed, resulting in the production of 3.4 g/L of VFA in 45h. On the basis of these conditions, the model for the production of VFAs was validated by performing fermentations in triplicate and evaluating the reproducibility of the process. There were minor variations between replicates, as assessed by the low relative standard deviation (RSD) from the mean value of the results. The highest production of volatile fatty acids in this experiment was obtained at 45h with an average of VFAs production of 3.4 g/L, with RSD of 1.4% and pH 5.6. The chemical oxygen demand (COD) and the amount of cyanide in manipueira were analyzed being 8865 mg/L of O2 and 1.9 mg/L, respectively, among other physical and chemical characteristics that were determined. After the anaerobic fermentation process, a reduction of 21.6% of COD amount and 12.9% of cyanide amount were obtained, indicating that the production of VFAs not only aggregates value to the manipueira but also contributes to the reduction of important contaminants. / O cultivo da mandioca se estende por todo o Brasil, dada à fácil adaptação aos diferentes tipos de solos e condições climáticas. Nosso país ocupa o segundo lugar no cultivo dessa planta (15% da produção mundial). O processamento industrial da mandioca gera a manipueira como resíduo líquido, considerado poluente devido à alta carga orgânica e por conter um glicosídeo cianogênico que é hidrolisável a cianeto. Uma das maneiras de minimizar os impactos ambientais e agregar valor ao efluente é a sua utilização na produção de ácidos graxos voláteis (AGVs) via fermentação anaeróbia, objetivo principal deste trabalho, o qual foi realizado utilizando a manipueira como substrato e inóculo de dejeto suíno. O processo fermentativo na produção dos AGVs caracteriza-se, como resultado da atividade das bactérias acidogênicas, pela diminuição do pH e aumento da hidrólise e acidificação da matéria orgânica. Foram testados em meio sintético, à temperatura de 30 ºC e pH inicial de 7,0, inóculos de dejetos de suínos e bovinos para definir o melhor inóculo na produção dos ácidos graxos voláteis, sendo o dejeto de suíno o que apresentou os melhores resultados e por isso foi utilizado nas fermentações posteriores. Além do parâmetro de produção de AGVs também foram monitorados o comportamento do pH, acidez e alcalinidade em todos os experimentos. Em fermentações realizadas com a manipueira como substrato, testaram-se diferentes concentrações de glicose como principal fonte de carbono (1, 2, 5 e 9 g/L) e observou-se que a concentração de 2 g/L de glicose produziu cerca de 2,5 g/L de AGVs, expressos como ácido acético, em 36h e com pH 5,0, sendo esta a concentração de glicose utilizada nos experimentos posteriores. Diferentes níveis de alcalinidade e temperatura foram testados através de planejamentos experimentais em que a melhor condição observada foi em 30ºC com 3 g/L de bicarbonato de sódio, obtendo-se 3,4 g/L de AGVs em 45h. A partir dessas condições validou-se o modelo para produção de AGVs realizando fermentações em triplicata e avaliando quanto à repetibilidade do processo. Verificaram-se variações mínimas entre as réplicas, avaliadas pelo baixo desvio padrão relativo (DPR) obtido pela média dos resultados. A maior produção de ácidos graxos voláteis neste experimento foi obtida em 45h com média de 3,4 g/L de AGVs, DPR de 1,4% e pH em 5,6. A demanda química de oxigênio (DQO) e a quantidade de cianeto analisadas na manipueira eram de 8865 mg/L de O2 e 1,9 mg/L, respectivamente, entre outras características físico-químicas determinadas. Após o processo de fermentação anaeróbia obteve-se redução de 21,6% da quantidade de DQO e 12,9% da quantidade de cianeto, indicando que a produção de AGVs, além de agregar valor a manipueira, contribui na redução de contaminantes importantes.

Made available in DSpace on 2017-07-10T19:23:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Fabiola G_ Nesello Vieira.pdf: 1352690 bytes, checksum: dde9077ce35994c9a408a58112929a03 (MD5) Previous issue date: 2014-06-10 / The abundant lignocellulosic biomass in agro-industrial waste can be reused as an inexpensive substrate for inducing the production of enzymes such as β-xylosidases. The purpose of this study was to analyze the production of β-xylosidase from Aspergillus fumigatus (PC-7S-2 M), isolated from the Atlantic Forest of the Dog Head State Park (Paraná, Brazil) and later identified by morphological and molecular (ITS) methods. The mesophilic fungus was grown at 28 °C in liquid culture media containing Czapeck and 1% of different agroindustrial residues (w/v): passion fruit peel, Ponkan peel, barley brewing residue, soy flakes and ripe banana peel. Inoculants of 105 conidia ml-1 were incubated for 7 days, filtered and assayed for β-xylosidase intracellular activity obtaining a maximum value of 15 U ml-1 of the enzyme in the presence of barley brewing residue after 4 days of cultivation. Then, it was used a Central Composite Rotational Design (CCRD) to optimize the production of β-xylosidase, using barley brewing residue as carbon source at a significance level of p<0.10 which generated a predicted model of 245.04 U ml-1. Model validation provided an average optimized result equal to 229.06 U ml-1 for the enzyme. Thus, the production of β-xylosidase increased in 1,500% over the initially obtained for A. fumigatus in the presence of the barley brewing residue, therefore, achieving 93.47% of the predicted model. This finding emphasizes the availability of A. fumigatus β-xylosidase production with possible applications in several biotechnological process. / A biomassa lignocelulósica abundante nos resíduos agroindustriais, pode ser reutilizada como substrato barato para induzir a produção de enzimas, como β-Xilosidases. O objetivo deste trabalho foi analisar a produção de β-Xilosidase de Aspergillus fumigatus (PC-7S-2 M), isolado da Mata Atlântica do Parque Estadual Cabeça do Cachorro (Paraná, Brasil) e posteriormente identificado por métodos morfológicos e moleculares (ITS). O fungo mesofílico foi cultivado à temperatura de 28 °C em meios líquidos de cultura Czapeck, contendo 1% de diferentes resíduos agroindustriais (w/v): casca de maracujá, casca de pokan, bagaço de cevada, flocos de soja e casca de banana madura. Inóculos de 105 conídios mL-1 foram incubados durante 7 dias, filtrados e submetidos a dosagem de β-Xilosidase intracelular, obtendo-se um valor máximo de 15 U ml-1 para a enzima na presença de bagaço de cevada com 4 dias de cultivo. Assim, utilizou-se um delineamento composto central rotacional (DCCR) para otimizar a produção de -Xilosidase, usando o bagaço de cevada como fonte de carbono em um nível de significância p < 0,10, o qual gerou um modelo predito de 245,04 U ml-1. A validação do modelo forneceu um resultado otimizado médio igual a 229,06 U ml-1 para a enzima. Assim, a produção de β-Xilosidase aumentou em 1.500% em relação à obtida inicialmente para o fungo A. fumigatus na presença de bagaço de cevada como fonte de carbono (15 U ml-1), permitindo, deste modo, alcançar 93,47 % do modelo predito. Este achado ressalta a viabilidade de produção de β-Xilosidase de A. fumigatus com possíveis aplicações em vários processos biotecnológicos.

Submitted by Jorge Silva (jorgelmsilva@ufrrj.br) on 2017-07-28T18:32:47Z No. of bitstreams: 1 2016 - Renata Ara?jo Dantass.pdf: 3354692 bytes, checksum: 1d9395453e1cd720f2bd08e346ef7ce7 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-07-28T18:32:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016 - Renata Ara?jo Dantass.pdf: 3354692 bytes, checksum: 1d9395453e1cd720f2bd08e346ef7ce7 (MD5) Previous issue date: 2016-12-15 / The increasing economic and technological development over the world has caused a huge demand of energy. In Brazil, the transportation sector is the main responsible for energy consumption in the country, reaching 45.2% of the diesel use. In this scenario, renewable fuels become an attractive alternative due to the numerous benefits attributed to their use, such as degradability, absence of toxicity, reduction of pollutant emission and renewable origin. As in other countries, Brazil has authorized the use of a minimum quantity of biodiesel in diesel. Currently, according to federal law n? 11.097/2005, the minimum mixing percentage is equivalent to 7% and during 2016, it will increase to 8%. However, the major challenge to produce biodiesel in a large-scale is the high operating cost. According to the literature, the raw material costs are so high, and correspond to 70-85% of the total cost of production. The use of alternative and low cost sources of triglycerides for biodiesel production has been extensively studied. Waste oil, from domestic and commercial consumption, is a potential residue because of its high quantity available and low aggregated value. In this context, the production of biodiesel in a pilot unit present in the UFRRJ was studied using the homogeneous alkaline transesterification reaction. The operational condition used in the pilot plant was previously determined from an experimental planning, choosing the best one that gave the high conversion and acceptable values of viscosity. The simulations were performed in the SuperPro Designer?, and the prices of materials, utilities, consumables and costs with operators were determined based on the domestic and international market. A previous analysis of the production of 250 kg/batch of biodiesel was economically viable considering the unit cost of biodiesel of $ 0.62/kg. The sensitivity analysis showed that the plant becomes economically viable from a biodiesel price equal or greater than $ 0.754/kg, almost 34 cents above the initially estimated value. In order to turn the biodiesel production more profitable, simulations were done with different vegetable oils with different levels of costs. The results were unsatisfactory from the economic point of view, confirming the importance of the use of low cost raw materials. A scale up was made from the pilot unit and the technical and economic data showed that the project becomes more profitable starting from the production of 2.500 kg of residual oil, presenting IRR and return time of respectively 116.9 % and 1 year. The production of biodiesel in the pilot unit was carried out and the specifications were compared to ANP. The values of viscosity, specific mass, flash point, iodine content and corrosivity were in the limit range established by ANP. / O crescente desenvolvimento econ?mico e tecnol?gico associado ao aumento populacional tem provocado uma grande demanda de energia. No Brasil, atrav?s do Balan?o Energ?tico Nacional divulgado pelo Minist?rio de Minas e Energia, foi apontado que o setor de transporte foi o maior respons?vel pelo consumo de energia no pa?s, sendo a maior parte (45,2%) referente ao uso de ?leo diesel. Neste cen?rio, os combust?veis renov?veis tornam-se uma alternativa atraente devido aos in?meros benef?cios atribu?dos ao seu uso, como degradabilidade, aus?ncia de toxicidade, redu??o da emiss?o de poluentes e origem renov?vel. Assim como em outros pa?ses, o Brasil autorizou o uso de misturas m?nimas obrigat?rias de biodiesel ao diesel. Atualmente, de acordo com a lei federal n?. 11.097/2005, o percentual de mistura m?nima ? equivalente a 7% e, para o ano de 2016, foi aprovado o aumento para 8%. Entretanto, a maior barreira para produ??o e utiliza??o de biodiesel em larga escala ? o elevado custo operacional. De acordo com a literatura, o custo de aquisi??o da mat?ria prima ? o mais alto e corresponde entre 70- 85% do custo total de produ??o. O uso de fontes de triglicer?deos alternativas e menos dispendiosas para produ??o de biodiesel tem sido amplamente estudada. O ?leo residual, proveniente do consumo dom?stico e comercial, ? uma fonte em potencial devido a sua vasta abund?ncia e baixo valor agregado. Neste contexto, a produ??o de biodiesel em uma unidade piloto presente na UFRRJ foi estudada a partir da rea??o de transesterifica??o homog?nea b?sica. A condi??o operacional empregada na planta piloto foi previamente determinada a partir de um planejamento experimental, objetivando maior convers?o e menor gasto energ?tico e material. Com aux?lio de um simulador comercial, SuperPro Designer?, o balan?o de massa e energia foi realizado. Com base no mercado nacional e internacional, os pre?os de materiais, utilidades, consum?veis e custos com operadores foram determinados. Uma an?lise pr?via da produ??o de 250 kg/batelada de biodiesel, de acordo com as opera??es unit?rias presentes na planta original, apresentou-se invi?vel economicamente considerando o custo unit?rio de biodiesel de $0,62/kg. A an?lise de sensibilidade mostrou que a planta torna-se vi?vel economicamente a partir de um pre?o de venda do biodiesel igual ou superior a $0,754/kg, 34 centavos acima do valor inicialmente estimado. Simula??es da produ??o de biodiesel na unidade piloto com ?leos vegetais de diferentes custos de aquisi??o foram realizadas. Os resultados mostraram-se insatisfat?rios do ponto de vista econ?mico, ratificando a import?ncia do uso de mat?rias-primas de baixo valor agregado. Um ?scale up? foi feito a partir da unidade piloto e os dados t?cnicos e econ?micos mostraram que o projeto torna-se mais lucrativo partindo da produ??o de 2.500 kg de ?leo residual, apresentando TIR e tempo de retorno de, respectivamente, 116,9% e 1 ano. A produ??o de biodiesel na unidade piloto foi realizada e o biodiesel produzido foi analisado e comparado quanto ?s especifica??es da ANP. Os valores de viscosidade cinem?tica, massa espec?fica, ponto de fulgor, ?ndice de iodo, corrosividade ao cobre e aspecto atenderam os limites preconizados pela ANP.

Orientadores: Saul Barisnik Suslick, Denis Jose Schiozer / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica, Instituto de Geociências / Made available in DSpace on 2018-08-12T08:07:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Avansi_GuilhermeDaniel_M.pdf: 1362823 bytes, checksum: 732bf257c2ca9c9de80531fdd59770e5 (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: O processo tradicional de estratégia de produção demanda muitas simulações, devido ao alto número de variáveis e combinações. Devido à impossibilidade de investigar todas as alternativas, processos tradicionais levam a resultados sub-ótimos. Processos automatizados podem resolver em partes esse problema, porém o tempo computacional se eleva devido ao acréscimo do número de simulações geradas no processo. Dentro desta perspectiva, este trabalho propõe uma metodologia de aplicação de metamodelos no processo de estratégia de produção e na avaliação econômica de campos de petróleo, possibilitando um número maior de alternativas e aumentando as chances de melhores decisões na escolha da estratégia de produção de campos de petróleo, sendo que metamodelos já foram utilizados em outras áreas (análise de risco, ajuste de histórico etc.). Os metamodelos estudados e aplicados envolvem: métodos estatísticos; planejamento estatístico; metodologia de superfície de resposta e teste de consistência. Os metamodelos utilizados neste trabalho mostraram que podem ser utilizados para seleção de estratégias de produção, trazendo uma opção adicional ao processo além de encontrar soluções que não são observadas pelos métodos tradicionais, e que permitiu mudar a decisão utilizada no processo de avaliação econômica em um amplo espaço de solução / Abstract: The traditional process of production strategy demands many simulations due to the high number of variables and possibilities. Sub-optimal results can be obtained from manual processes; Automatic processes can mitigate this problem but the computational effort increases as a result of the number of simulations generated in the process. Thus, the objective of this work is an attempt of application of proxy models in the production strategy optimization and in the economic evaluation in petroleum fields, allowing the selection of production strategy evaluating a higher number of alternatives and increasing the chances to find better solutions. Proxies have been used in important applications such as risk analysis, history matching etc. The applied proxy models combine the following components: statistics methods, experimental planning, the response surface methodology and consistency checking. We have shown that proxy models can be used in a definition of production strategy, bringing an additional option in the process. The advantage is to find solutions that are not investigated by the traditional methods; proxy models create new possibilities to change a decision used in an economic evaluation process in a wider solution space / Mestrado / Reservatórios e Gestão / Mestre em Ciências e Engenharia de Petróleo

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / The objective of this study was to determine the sample size necessary to estimate the average, the coefficient of variation, the Pearson linear correlation coefficient and the direct effects of explanatory variables on grain yield in maize. In 361, 373 and 416 plants, respectively, of the simple, triple and double hybrids of the 2008/09 crop and, in 1,777, 1,693 and 1,720 plants, respectively, of the simple, triple and double hybrids of the 2009/10 crop, were measured eleven explanatory variables: plant height at harvest (AP), ear height (AIE), ear weight (PE), number of grain rows per ear (NF), ear length (CE), ear diameter (DE), cob weight (PS), cob diameter (DS), weight of hundred grains (MCG), number of grains per ear (NGR), grain length (CGR) and the main variable, grain yield (PROD). For each hybrid and crop, descriptives statistics for each variable were calculated and the correlation coefficients and direct effects of explanatory variables on PROD were estimated, in nine scenarios of traditional and ridge path analysis. Then, the sample size necessary to estimate the average, the coefficients of variation and of correlation and the direct effects of each explanatory variable on PROD were determined, for each type of hybrid, crop, scenario and type of path analysis, by resampling with replacement. The sample size necessary to estimate the mean and the coefficients of variation and of correlation ranges among hybrids, crops and variables or pairs of variables. The sample size necessary to estimate the direct effects ranges among hybrids, crops, scenarios, types of path analysis and explanatory variables. Independently of hybrid, crop and variable, 375 plants are enough to estimate the mean and the coefficient of variation with amplitude of the confidence interval of 95% (AIC95%) maximum of 10% and for the estimation of the correlation coefficients with a AIC95% maximum of 0.25. For the estimation of direct effects, with AIC95% maximum of 0.25, are required from 10 to 530 plants, depending of the type of hybrid, crop, scenario, type of path analysis and explanatory variable. The measurement of 120 plants is sufficient to estimate the average with AIC95% maximum of 20%, for the estimation of the coefficient of variation with AIC95% maximum of 15% and for the estimation of correlation coefficients with AIC95% maximum of 0.45, independently of the hybrid, crop and variable. The measurement of 120 plants is also sufficient for the estimation of the direct effects of AIE, CE and DE on PROD in the ninth scenario, with AIC95% maximum of 0.25, and in the ninth scenario, CE and DE have greater direct effects on PROD, independent of the type of hybrid, the crop and the type of path analysis. / O objetivo deste trabalho foi determinar o tamanho de amostra necessário para a estimação da média, do coeficiente de variação, do coeficiente de correlação linear de Pearson e dos efeitos diretos de variáveis explicativas sobre a produtividade de grãos em milho. Em 361, 373 e 416 plantas, respectivamente, dos híbridos simples, triplo e duplo da safra 2008/09 e, em 1.777, 1.693 e 1.720 plantas, respectivamente, dos híbridos simples, triplo e duplo da safra 2009/10, foram mensuradas onze variáveis explicativas: altura de planta na colheita (AP), altura de inserção de espiga (AIE), peso de espiga (PE), número de fileiras de grãos por espiga (NF), comprimento de espiga (CE), diâmetro de espiga (DE), peso de sabugo (PS), diâmetro de sabugo (DS), massa de cem grãos (MCG), número de grãos por espiga (NGR), comprimento de grãos (CGR) e, a variável principal produtividade de grãos (PROD). A seguir, em cada híbrido e safra, foram calculadas estatísticas descritivas para cada variável e estimados os coeficientes de correlação e os efeitos diretos de variáveis explicativas sobre a PROD, para nove cenários de análises de trilha tradicional e em crista. Após, determinou-se o tamanho de amostra necessário para a estimação da média, dos coeficientes de variação e de correlação e dos efeitos diretos de cada variável explicativa sobre a PROD, em cada tipo de híbrido, safra, cenário e tipo de análise de trilha, por meio de reamostragem com reposição. O tamanho de amostra necessário para a estimação da média e dos coeficientes de variação e de correlação varia entre híbridos, safras e variáveis ou pares de variáveis. O tamanho de amostra necessário para a estimação dos efeitos diretos varia entre híbridos, safras, cenários, tipos de análises de trilha e variáveis explicativas. Independentemente do híbrido, da safra e da variável, 375 plantas são suficientes para a estimação da média e do coeficiente de variação com amplitude do intervalo de confiança de 95% (AIC95%) máxima de 10% e, para a estimação de coeficientes de correlação com AIC95% máxima de 0,25. Para a estimação de efeitos diretos com AIC95% máxima de 0,25, são necessárias de 10 a 530 plantas, dependendo do tipo de híbrido, da safra, do cenário, do tipo de análise de trilha e da variável explicativa. A mensuração de 120 plantas é suficiente para a estimação da média com AIC95% máxima de 20%, para a estimação do coeficiente de variação com AIC95% máxima de 15% e, para a estimação de coeficientes de correlação com AIC95% máxima de 0,45, independentemente do híbrido, da safra e da variável. A mensuração de 120 plantas também é suficiente para a estimação dos efeitos diretos de AIE, CE e DE sobre PROD no nono cenário, com AIC95% máxima de 0,25, sendo que nesse cenário, CE e DE possuem maiores efeitos diretos sobre PROD, independentemente do tipo de híbrido, da safra e do tipo de análise de trilha.

The search for improved physical and mechanical properties of ceramic tiles is an increasingly urgent need, facing increasing competition from the globalization of the economy. The design of experiments has been used more and more to model, simulate and obtain characteristics of interest in several areas of science. This work aimed at the development of mathematical models for predicting the properties of water absorption, linear shrinkage and flexural strength of the ceramic tiles using the factorial design of experiments. Samples of three clay deposits were collected, whose physical, chemical and mineralogical characterizations, showed that these are clay characteristics used in the industry of ceramic tiles. Then, based on the major variables of ceramic processing that directly influence the final quality of the ceramic tiles( formulation, particle size, pressing and firing conditions), mathematical models were developed for the prediction of properties of water absorption, linear shrinkage and of the flexural strength modulus. Mathematical models obtained for the prediction of absorption and shrinkage were considered satisfactory for they were able to describe the experimental data in the evaluated range and to the desired level of trust. However, the same has not happened to the model for the flexural strength that must be associated to peculiar characteristic of mechanical behavior of ceramic materials. This work has shown that the importance of characterization of experimental errors in a design of experiments and presents a proposal of procedures for the usage of factorial planning of experiments, specially in the modeling of mechanical behavior of ceramic materials. / A busca da melhoria de propriedades físicas e mecânicas da cerâmica de revestimento é uma necessidade cada vez mais premente devido, principalmente à globalização da economia. O planejamento de experimentos tem sido cada vez mais utilizado para modelar, simular e obter características de interesses em diversas áreas da ciência. Este trabalho teve como objetivo o desenvolvimento de modelos matemáticos para predição das propriedades de absorção de água, retração linear e resistência à flexão da cerâmica de revestimento usando o planejamento fatorial de experimentos. Foram coletadas amostras de 03 depósitos argilosos, cuja caracterização física, química e mineralógica mostrou que as mesmas são características de argilas utilizadas na indústria da cerâmica de revestimento. Em seguida, com base nas principais variáveis do processamento cerâmico que influenciam diretamente a qualidade final do revestimento cerâmico (formulação, granulometria, prensagem e condições de queima), foram desenvolvidos modelos matemáticos para predição das propriedades de absorção de água, retração linear e do módulo de resistência à flexão. Os modelos matemáticos obtidos para predição da absorção e retração foram considerados satisfatórios, pois foram capazes de descrever os dados experimentais na faixa avaliada e para o nível de confiança desejado. Entretanto o mesmo não ocorreu com o modelo para resistência à flexão, que deve estar associado às características peculiares do comportamento mecânico dos materiais cerâmicos. Este trabalho demonstrou também a importância da caracterização dos erros experimentais em um planejamento de experimentos, e apresenta uma proposta de procedimentos para a utilização do planejamento fatorial de experimentos, especialmente na modelagem do comportamento mecânico de materiais cerâmicos.

Orientador: Paulo Jose Rocha de Albuquerque / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo / Made available in DSpace on 2018-08-27T16:49:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Garcia_JeanRodrigo_D.pdf: 14218038 bytes, checksum: cdf7e3c252a38593da86399a1b22a73a (MD5) Previous issue date: 2015 / Resumo: Nesta pesquisa, analisou-se o comportamento de quatro radiers estaqueados, executados a partir de conjuntos de blocos compostos por estacas mecanicamente escavadas a trado, com 5 m de comprimento e 0,25 m de diâmetro (D), executados em solo de diabásio da região de Campinas/SP. Para tanto, foram executados blocos de fundação tipo radier estaqueado, compostos de uma, duas, três e quatro estacas, espaçadas de 5D. Esses blocos de fundação foram ensaiados a partir de provas de carga do tipo estática e lenta (SML), seguindo as prescrições da NBR12131/2006. As estacas foram instrumentadas em profundidade com strain-gages posicionados no topo e na ponta, com a finalidade de avaliar o mecanismo de distribuição de carga em profundidade, assim como avaliar as parcelas de contribuição de cada elemento (estaca e radier) na capacidade do radier estaqueado. Para melhor entender o comportamento desse tipo de fundação utilizou-se de análises tridimensionais (3D) por elementos finitos, por meio do software LCPC-Cesar. O modelo constitutivo utilizado foi de Mohr-Coulomb, que leva em consideração o comportamento elastoplástico do solo. Os resultados experimentais apontaram uma contribuição média devido ao contato radier-solo de 21% e 79% devido às estacas (lateral + ponta), em relação à capacidade total delas. Os resultados numéricos, justificados pela dificuldade em representar o efeito de escorregamento do contato entre o elemento de fundação e o solo, demonstraram maior participação pelo contato (36%) e menor parcela devido às estacas (64%). As análises numéricas de grupos de estacas, comparadas aos radiers estaqueados, demonstraram que a maior participação da resistência de ponta é gerada em função da existência do efeito de contato / Abstract: This research analyzed the behavior of four piled rafts executed from sets of blocks composed by mechanically augered piles. The piles, with 5m long, 0.25m diameter (D) were executed in diabase soil from the region of Campinas/SP. With this purpose, foundation blocks comprising one, two, three and four piles with spacing of 5D were executed in contact with the soil. These foundation blocks underwent slow maintained load tests (SML) per prescriptions of NBR12131/2006. The piles were instrumented at depth with strain-gages placed at the top and at the tip in order to assess the mechanism of load distribution in depth, and also to asses the percentage of contribution of each element (pile and radier) on the capacity of the piled rafts. To get a better understanding of this type of foundation, three-dimensional (3D) finite element analyses were made by means of the LCPC-Cesar software program. The constitutive model used was the Mohr-Coulomb, which takes the elastoplastic behavior of the soil in consideration. The experimental results indicated a mean contribution via contact of 21% and 79% due to the piles (lateral + tip) in comparison to their total capacity. The numerical results, justified by the difficulty to represent the effect of 'breaking' the contact between the foundation element and the soil, demonstrated greater participation of the contact (36%) and a smaller percentage due to the piles (64%). In comparison with the foundation blocks with contact, the numerical analyses from which the contact was eliminated demonstrated that the greater participation of tip resistance is generated as a function of the existence of the contact effect / Doutorado / Estruturas e Geotécnica / Doutor em Engenharia Civil

Submitted by Biblioteca Central (biblioteca@unicap.br) on 2018-07-19T13:31:13Z No. of bitstreams: 2 hugo_geovanni_gomes_gamboa.pdf: 5687774 bytes, checksum: dc28db58ddab00d3a71f4246989eb1c4 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2018-07-19T13:31:13Z (GMT). No. of bitstreams: 2 hugo_geovanni_gomes_gamboa.pdf: 5687774 bytes, checksum: dc28db58ddab00d3a71f4246989eb1c4 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2017-06-17 / A lower specific fuel consumption has been the main reason for conducting research and technological developments in thermal production area of energy. One of the options to reach that desired condition is an efficient control of the engine block temperature in the generator group of a thermal plant. To this, they were tested different antifreeze, which gave the deionized water in preparation for the secondary refrigerant, reductions in thermos physical properties of their specific heat and thermal conductivity. After choosing the antifreeze with the help of experimental design using central composite rotate design (CCRD), the 30 % ethylene glycol solution had their performance compared to deionized water on a bench scale unit of a diesel generator group. Experimental data on the response of aqueous solution of ethylene glycol, against temperature variations at the entrance of the generator motor unit were monitored and stored in an electronic register (FieldLogger) and subsequently analyzed graphically with the aid of a computer. Although a lower value for the specific heat of the aqueous ethylene glycol solution had, as expected, produced pulses faster response to temperature changes in the engine block input, from the 70 ° C reduction in thermal conductivity contributed to production of pulses lower for pure deionized water. However, in the power range tested the aqueous solution of ethylene glycol presented as advantages a reduction of specific fuel consumption of the order of 42% between 68 °C and 75 °C. / Um menor consumo específico de combustível tem sido um dos principais motivos para realização de pesquisas e desenvolvimentos tecnológicos na área de produção térmica de energia. Uma das opções para se chegar a essa condição desejada é um controle eficiente da temperatura do bloco do motor do grupo gerador em uma termelétrica. Para isso, foram testados diferentes anticongelantes, os quais conferiram à água deionizada de preparação do refrigerante secundário, reduções em suas propriedades termofísicas de calor específico e condutividade térmica. Após a escolha do anticongelante com auxílio de experimentos, utilizando-se Delineamento Composto Central Rotacional (DCCR) e propondo um modelo de previsão, a solução de etilenoglicol a 30% teve seu desempenho em relação à água deionizada testado em uma unidade de bancada de um grupo gerador diesel. Os dados experimentais sobre a resposta da solução aquosa de etilenoglicol, frente a variações de temperatura na entrada do bloco do motor do grupo gerador foram acompanhados e armazenados em um registrador eletrônico (fieldlogger) e, posteriormente, analisado graficamente com auxílio de um computador. Apesar de um menor valor para o calor específico da solução aquosa de etilenoglicol ter, como esperado, produzido pulsos de respostas mais rápidas às variações de temperatura na entrada do bloco, a partir dos 70 oC a redução na condutividade térmica contribuiu para produção de pulsos menores para a água deionizada pura. Contudo, na faixa de potência testada a solução aquosa de etilenoglicol apresentou vantagens com redução de consumo específico da ordem de 42% entre 68 oC e 75 oC.

A nanotecnologia tem sido aplicada para o desenvolvimento de materiais para diversas aplicações inclusive na inativação de patógenos. As nanopartículas de sílica (npSi) destacam-se pela alta área superficial, facilidade na alteração da superfície para aumento da eficiência adsortiva, penetrabilidade e toxicidade para bactérias gram-negativas sendo biocompatíveis para células de mamíferos e mais foto-estáveis que a maioria dos compostos orgânicos. Devido as suas vantagens, as npSi podem ser usadas para veicular fotossensibilizadores (FSs) uma vez que permitem sua utilização em solução aquosa em que os FSs geralmente são insolúveis. Além disso, o uso de FSs em vez de antibióticos, permite a inativação microbiológica pela Terapia Fotodinâmica sem que as bactérias adquiram resistência por mecanismos genéticos. Esse processo ocorre pela interação entre um FS, luz e oxigênio molecular produzindo oxigênio singleto que é extremamente reativo danificando estruturas celulares. O objetivo desse estudo foi otimizar a fotoinativação dinâmica de E .coli utilizando Azul de Metileno (AM) e Azul de Toluidina O (ATO) veiculados por npSi. As npSi foram preparadas pela metodologia sol-gel, caracterizadas por microscopia eletrônica de varredura (MEV) e submetidas à adsorção de AM e ATO em sua superfície. A presença de AM e ATO na superfície das npSi foram analisadas por espectroscopia no infravermelho; espectroscopia de fluorescência por raio-X e análise termogravimétrica. O planejamento experimental, iniciado pelo fatorial 23 e modelado ao composto central em busca das condições ótimas foi adotado pela primeira vez nessa aplicabilidade, visando a fotoinativação de E. coli empregando AM e ATO em solução e em seguida com npSi. AM e ATO veiculados por npSi permitem a fotoinativação em concentrações mais baixas de FS (20 e 51% respectivamente), causando desestruturação da integridade bacteriana demonstrada por MEV. Os resultados sugerem que a veiculação de AM e ATO por npSi é extremamente efetiva para a fotoinativação dinâmica de E. coli e que o planejamento composto central pode levar à completa inativação das bactérias. / Nanotechnology has been applied to the development of materials for several apllications inclusive inactivation of pathogens. The silica nanoparticles (npSi) are distinguished by high surface area, ease of change the surface in order to increase the adsorption efficiency, penetrability and toxicity in gram-negative bacteria being biocompatible with mammalian cells and more photo-stable than most the organic compounds. Due to its advantages, npSi can be used to carry photosensitizers (PSs) since they allow its use in aquous solution in which PSs are frequently insoluble. Furthermore, the use of PSs instead of antibiotics, allows the microbiological inactivation by Photodynamic Therapy without bacteria to develop resistance by genetic mechanisms. This process occurs by the interaction among a PS, light and molecular oxygen producing singlet oxygen, which is extremely reactive, causing damage to cellular structures. The aim of this study was to optimize the photoinactivation of E. coli using Methylene Blue (MB) and Toluidine Blue O (TBO) carried by npSi using the central composite design. The npSi were prepared by sol-gel method, characterized by scanning electron microscopy (SEM) and subjected to adsorption of MB and TBO on its surface. The presence of FSs on the surface of npSi were analyzed by infrared spectroscopy, fluorescence X-ray spectroscopy and thermogravimetric analysis. The experimental design, initiated by the factorial 23 and modeled by the central composite in search of the optimal conditions was adopted for the first-time for this applicability, aiming the E. coli photoinactivation employing MB and TBO in solution and then with npSi. MB and TBO carried by npSi allowed the photoinactivation in lower concentrations of PS (20 and 51% respectively), causing disruption of bacterial integrity demonstrated by SEM. The results suggest that MB and TBO carried by npSi are extremely effective for dynamic photoinactivation of E. coli and the central composite design can lead to complete inactivation of bacteria.

Haemophilus influenzae b (Hib) é uma bactéria patogênica causadora de pneumonia e meningite. Sua cápsula polissacarídica (PRP) é considerada como principal fator de virulência e utilizada como antígeno vacinal. Hib é fastidioso e requer micronutrientes para seu desenvolvimento. A finalidade deste trabalho é estabelecer o meio quimicamente definido para desenvolvimento de Hib e produção de PRP. Inicialmente, definiu-se um meio a partir de dados da literatura. Este meio foi estudado através do delineamento de Plackett-Burman de 44 ensaios, obtendo-se valores máximos de DO540nm de 5,0 UA, e 227,7 mg/L de PRP. A análise estatística revelou que EDTA, NH4Cl, Cys e PVA podem ser removidos do meio sem impactar os parâmetros estudados e que Glm, Hipoxantina, Inosina, Tiamina, Hemina e Tween 80 apresentam efeito significativo positivo para produção de PRP. Analisando os meios estudados, foi possível verificar que a composição do E44 possibilitou produzir o PRP a US$ 16,50/g, sendo considerado o meio quimicamente definido estabelecido neste trabalho. / Haemophilus influenzae b (Hib) is a pathogenic bacterium that causes pneumonia and meningitis. Its capsular polysaccharide (PRP) is considered as a major virulence factor and used as vaccine antigen. Hib is fastidious and requires micronutrients for its development. The purpose of this study is to establish the chemically defined medium for Hib development and PRP production. Initially, a medium was defined based in the literature. This medium was studied by the Plackett-Burman design of 44 trials, achieving maximum values of DO540nm of 5.0 AU and 227.7 mg / L of PRP. Statistical analysis revealed that EDTA, NH4Cl, Cys and PVA can be removed from the medium without impacting the parameters studied and Glm, Hypoxanthine, Inosine, Thiamine, Tween 80 and Hemin exhibit significant positive effect on the PRP production. Analyzing the studied media, it was possible to verify that the composition of E44 enabled to produce PRP to $ 16.50/g, being considered the chemically defined medium established in this work.