Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Ceilândia, Programa de Pós-graduação em Ciências e Tecnologias em Saúde, 2015. / Submitted by Fernanda Percia França (fernandafranca@bce.unb.br) on 2015-11-25T15:45:25Z No. of bitstreams: 1 2015_VictorBragaCoelhoVieira.pdf: 9835542 bytes, checksum: 14fad34abf1aea2ba962215ce5cca008 (MD5) / Approved for entry into archive by Marília Freitas(marilia@bce.unb.br) on 2016-05-26T20:22:00Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2015_VictorBragaCoelhoVieira.pdf: 9835542 bytes, checksum: 14fad34abf1aea2ba962215ce5cca008 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-26T20:22:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2015_VictorBragaCoelhoVieira.pdf: 9835542 bytes, checksum: 14fad34abf1aea2ba962215ce5cca008 (MD5) / No último século, o câncer se tornou uma das principais causas de morte no mundo. Os tratamentos frequentemente utilizados no tratamento podem causar vários efeitos colaterais, complicações decorrentes e até a morte do paciente. No entanto, o bioativo Indol-3-carbinol (I3C) tem demonstrado efeitos preventivos e antineoplásicos promissores. Considerando a necessidade do incremento nos métodos do tratamento oncológico, o aumento da eficiência e diminuição dos efeitos colaterais dos tratamentos atualmente existentes, este trabalho visa impregnar nanopartículas mesoporosas e correlacionar a liberação do ativo I3C com as diferentes porosidades dos materiais mesoporosos obtidos. Esses materiais foram analisados, quanto a impregnação e liberação, e caracterizados por espectrometria de infravermelho por transformada de FOURIER (FTIR), calorimetria exploratória diferencial (DSC), difração de raios X, difração de raios X a ângulos rasantes, adsorção/dessorção de nitrogênio, medidas de potencial ZETA, ressonância paramagnética eletrônica (EPR), UV-vis e microscopia de transmissão e varredura. Por meio da técnica de FTIR, foi possível observar bandas de absorção referente as sílicas, a ausência do surfactante e a presença do I3C. Os dados obtidos pelo FTIR e DSC mostraram que a remoção do surfactante depende da temperatura utilizada no tratamento térmico. A difração de raios X e BET apontaram no tratamento térmico das amostras, que temperaturas superiores a 450ºC causaram a cristalinidade e diminuição da porosidade dos óxidos de sílicio, respectivamente. A técnica de EPR revelou a impregnação do I3C nas redes de sílica, através da diminuição dos pontos de defeito nas amostras impregnadas. As medidas de difração de raios X a ângulos rasantes evidenciaram um mesoporoso do tipo SBA-16 de estrutura cúbica de corpo centrado Im3m. Com esses resultados pode se concluir que quanto maior concentração de TEOS, usado na síntese dos mesoporosos, menor a porosidade dos materiais obtidos e que esses parâmetros exerceram uma influência direta na liberação do principio ativo I3C, medidos no UV-vis. ______________________________________________________________________________________________ ABSTRACT / Over the last century, cancer became a leading cause of death worldwide. The treatments often used in the treatment can cause various side effects, complications and even death of the patient. However, Indole-3-carbinol bioactive (I3C) has demonstrated promising anticancer and preventive effects. Considering the need of the increase in the methods of cancer treatment, increased efficiency and reduction of side effects of currently available treatments, this work aims to impregnate mesoporous nanoparticles and to correlate the release of the active I3C with the different porosities of mesoporous materials obtained. These materials were analyzed, as impregnation and release, and characterized by infrared of spectroscopy (FITR), differential scanning calorimetry (DSC), X-ray diffraction, X-ray diffraction at small angles, adsorption / desorption of nitrogen, ZETA potential, electron paramagnetic resonance (EPR), UV-vis and transmission microscopy and scanning. Through FITR technique, it was possible to observe absorption bands relating silicas, the absence of surfactant, and the presence of I3C. The FITR and data obtained by DSC showed that removal of the surfactant depends on the temperature used in the heat treatment. The diffraction X-ray and BET showed the thermal treatment of samples, that temperatures above 450° C caused the crystallinity and decrease the porosity of the sand oxides, respectively. The EPR technique revealed the impregnation of I3C in silica networks, by lowering the defect points in the impregnated samples. Measures to X-ray diffraction to grazing angles shown a mesoporous SBA-16 cubic structure type body centered Im3m. With these results it can be concluded that the higher concentration of TEOS used in the synthesis of mesoporous, lower porosity of the obtained materials and that these parameters exert a direct influence on the release of the active principle I3C measured UV-vis.

Neste trabalho desenvolveu-se um modelo matemático para o escoamento reativo em meios porosos. O modelo foi verificado em duas situações problemas: escoamento com precipitação e/ou dissolução de minerais, onde a calcita é o principal mineral; e combustão em meio poroso. O modelo baseia-se em um conjunto de equações diferenciais não lineares constituído da equação da quantidade de movimento, equação da temperatura, equações das concentrações das espécies (minerais) e equações de frações de massa das espécies (combustão). O conjunto foi!! discretizado pelo método de diferenças finitas centrais com TVD (Total Variation Diminishing) para o caso da combustão. O sistema foi resolvido através dos métodos de Gauss-Seidel e de Runge-Kutta simplificado. Os testes realizados em ambos os casos mostraram-se satisfatórios quando comparados com dados da literatura. / This work develops a mathematical model for reactive flow in porous media. The model is verified in two problem situations: flow with precipitation and/or dissolution of minerals, where calcite is the principal mineral, and combustion in porous media. The model is based on a set of nonlinear diferential equations consisting of the quantity of momentum equation, temperature equation, equations of species concentrations (minerals) and equations of mass fractions of species (combustion) equation. The set is discretized by the central finite diference method with TVD (Total Variation Diminishing ) in the event of combustion. The system is solved by the Gauss-Seidel and the simplified Runge-Kutta. The tests performed in both cases were satisfactory when compared to data found in the literature.

O objetivo do presente trabalho é determinar numericamente o perfil de umedecimento em um meio poroso submetido a um processo de infiltração. A descrição do movimento transiente de água em solo não-expansivo é dada em termos da equação não-linear de Fokker-Planck ou da equação de Richards. As dificuldades na solução da equação são não somente devido aos termos não-lineares envolvidos mas também às condições de fronteira dependentes do tempo e ao ajuste dos dados experimentais para os parâmetros fisicos. Neste trabalho é considerado um esquema de diferença finita de três niveis para a simulação de infiltração em uma coluna homogênea, semi-infinita satisfazendo a condição de fluxo constante na superficie. O esquema proposto é implicito com erro de truncamento de segunda ordem no tempo e espaço. O termo convectivo é aproximado por quatro diferentes esquemas. A influência da discretização da derivada na fronteira também é analisada através de quatro esquemas. Os resultados obtidos na simulação numérica pelo esquema de três niveis com termo convectivo aproximado por diferença ascendente (upwind) e condição de fronteira discretizada com ponto ficticio apresentam melhor aproximação aos perfis de umedecimento experimentais que os obtidos por esquemas de dois niveis. / The purpose of the present work is to determine numerically the water content profile in a porous medium submitted to an infiltration process. The description of the transient water movement in nonswelling soil is given in terms of the non-linear Fokker-Planck equation or Richards equation. The difficulties in solving this equation are due not only the nonlinearities involved but also to time-dependent boundary conditions and to the fitting of the experimental data for the physical parameters. In this work, we consider a three-level finite difference scheme for the simulation of infiltration in an homogeneous semi-infinite column satisfying constant flux condition at the surface. This is an implicit scheme which is second-order accurate in time and space. The convective term is approximated by four different schemes. The influence of the discretization of the boundary derivative is analysed by four schemes. The results of the numerical simulation by the three-level scheme with convective term approximated by forward difference (upwind) discretizated with ficticious and point boundary exhibited condition a closer approximation to the experimental water content pro1ile than the ones obtained by two-level scheme.

Neste trabalho desenvolveu-se um modelo matemático para o escoamento reativo em meios porosos. O modelo foi verificado em duas situações problemas: escoamento com precipitação e/ou dissolução de minerais, onde a calcita é o principal mineral; e combustão em meio poroso. O modelo baseia-se em um conjunto de equações diferenciais não lineares constituído da equação da quantidade de movimento, equação da temperatura, equações das concentrações das espécies (minerais) e equações de frações de massa das espécies (combustão). O conjunto foi!! discretizado pelo método de diferenças finitas centrais com TVD (Total Variation Diminishing) para o caso da combustão. O sistema foi resolvido através dos métodos de Gauss-Seidel e de Runge-Kutta simplificado. Os testes realizados em ambos os casos mostraram-se satisfatórios quando comparados com dados da literatura. / This work develops a mathematical model for reactive flow in porous media. The model is verified in two problem situations: flow with precipitation and/or dissolution of minerals, where calcite is the principal mineral, and combustion in porous media. The model is based on a set of nonlinear diferential equations consisting of the quantity of momentum equation, temperature equation, equations of species concentrations (minerals) and equations of mass fractions of species (combustion) equation. The set is discretized by the central finite diference method with TVD (Total Variation Diminishing ) in the event of combustion. The system is solved by the Gauss-Seidel and the simplified Runge-Kutta. The tests performed in both cases were satisfactory when compared to data found in the literature.

O objetivo do presente trabalho é determinar numericamente o perfil de umedecimento em um meio poroso submetido a um processo de infiltração. A descrição do movimento transiente de água em solo não-expansivo é dada em termos da equação não-linear de Fokker-Planck ou da equação de Richards. As dificuldades na solução da equação são não somente devido aos termos não-lineares envolvidos mas também às condições de fronteira dependentes do tempo e ao ajuste dos dados experimentais para os parâmetros fisicos. Neste trabalho é considerado um esquema de diferença finita de três niveis para a simulação de infiltração em uma coluna homogênea, semi-infinita satisfazendo a condição de fluxo constante na superficie. O esquema proposto é implicito com erro de truncamento de segunda ordem no tempo e espaço. O termo convectivo é aproximado por quatro diferentes esquemas. A influência da discretização da derivada na fronteira também é analisada através de quatro esquemas. Os resultados obtidos na simulação numérica pelo esquema de três niveis com termo convectivo aproximado por diferença ascendente (upwind) e condição de fronteira discretizada com ponto ficticio apresentam melhor aproximação aos perfis de umedecimento experimentais que os obtidos por esquemas de dois niveis. / The purpose of the present work is to determine numerically the water content profile in a porous medium submitted to an infiltration process. The description of the transient water movement in nonswelling soil is given in terms of the non-linear Fokker-Planck equation or Richards equation. The difficulties in solving this equation are due not only the nonlinearities involved but also to time-dependent boundary conditions and to the fitting of the experimental data for the physical parameters. In this work, we consider a three-level finite difference scheme for the simulation of infiltration in an homogeneous semi-infinite column satisfying constant flux condition at the surface. This is an implicit scheme which is second-order accurate in time and space. The convective term is approximated by four different schemes. The influence of the discretization of the boundary derivative is analysed by four schemes. The results of the numerical simulation by the three-level scheme with convective term approximated by forward difference (upwind) discretizated with ficticious and point boundary exhibited condition a closer approximation to the experimental water content pro1ile than the ones obtained by two-level scheme.

Neste trabalho, será analisado um problema de fluxo unidimensional e transiente de água em meio poroso não saturado, modelado pela equação não linear de Richards. Serão empregadas as relações constitutivas de Van Genuchten e desenvolvido um método híbrido de aproximantes Pad´e e decomposição de Adomian. Neste estudo, o procedimento de Adomian da forma como proposto não obtém convergência para a solução. Por consequência, apresenta-se neste trabalho, uma solução heurística parametrizada para a equação não linear de Richards, para o cálculo do fluxo vertical unidimensional e transiente. Essa solução é otimizada via mínimos quadrados e método de Newton não linear, avaliada pela equação de governo e, é comparada aos perfis numéricos do potencial matricial encontrados na literatura. O perfil do potencial matricial gerado pela solução heurística é próximo ao da solução numérica, podendo assim já ser utilizado em aplicações. Porém, essa solução heurística de- fine a inicialização da recursão de um esquema alternativo de Adomian, para a equação não linear de Richards, num trabalho futuro. / In this paper, we consider a transient one-dimensional flow problem of water in un- saturated porous media, modeled by the nonlinear Richards equation. Constitutive relations of Van Genuchten will be employed and a hybrid method of Pad´e approximants and Ado- mian decomposition is developed. In this study, the solution obtained by the procedure of Adomian, as it was proposed, did not converge. Consequently, this work presents a heuristic solution parameterized for nonlinear Richards equation with the objective to calculate the one-dimensional vertical transient flow. This solution is optimized via least squares and Newton’s nonlinear method and evaluated by the Richards nonlinear equation. The results are compared to the profiles of the numerical matrix potential in the literature. The matrix potential profile generated by the heuristic solution is close to the numerical solution. This solution defines a heuristic initialization of the recursion for an alternative Adomian scheme. This scheme will be applied to the nonlinear Richards equation, in a future work.

Made available in DSpace on 2018-08-01T21:59:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_11434_Tese final Thierry Ramos Lopes-PPGFis20171017-84306.pdf: 4845442 bytes, checksum: 6f0a17c6599ae234eae1fceca5d8dc89 (MD5) Previous issue date: 2017-09-06 / Este trabalho é dedicado ao estudo de materiais carbonosos porosos ativados física e quimicamente, tendo como principal ferramenta a técnica de ressonância magnética nuclear (RMN) no estado sólido em uma abordagem multinuclear. Os carvões ativados foram obtidos utilizando como precursor o endocarpo de babaçu (EB). As amostras ativadas fisicamente (usando vapor de água) foram nomeadas de EBF, enquanto que as amostras ativadas quimicamente (usando H3PO4) foram nomeadas de EBP. Os carvões ativados apresentaram alta área superficial específica, com valores dependendo das condições experimentais utilizadas em cada processo de ativação. Os espectros de RMN de 1H das amostras EBF mostraram dois picos principais com deslocamentos químicos variáveis com a temperatura de ativação. O pico mais largo foi associado aos núcleos 1H em grupos aromáticos, sendo o outro associado à água adsorvida. Foram ainda investigadas amostras hidratadas de grafites moídos, sendo identificada uma variação significativa no deslocamento químico do pico associado à água adsorvida em função do aumento no tempo de moagem (que causou alterações estruturais nos grafites moídos). Nas amostras EBP tratadas termicamente, a natureza química dos compostos contendo fósforo foi estudada por RMN de 1H, 13C e 31P no estado sólido, incluindo experimentos 2D de correlação 1H -31 P, onde foi possível detectar a formação de diferentes compostos de fósforo nos poros do carvão. Devido à ocorrência natural de compostos de silício no EB, a ativação química com H3PO4 produziu nanocristais de pirofosfato de silício. Nanocompósitos contendo compostos de alumínio nanoestruturados foram obtidos por impregnação de carvões ativados das séries EBF e EBP com Al(NO3)9H2O, seguida de tratamentos térmicos em diferentes temperaturas; espectros de RMN de 27Al foram utilizados para investigar o tipo de coordenação dos cátions Al3+ presentes em cada amostra, a qual foi modificada dependendo da temperatura de tratamento térmico.

Orientador: Jorge Isaias Llagostera Beltran / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-26T22:32:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Maria_Paulo_M.pdf: 5714892 bytes, checksum: 0ce6a0fcbc8a6c537095eaed5eb435f1 (MD5) Previous issue date: 2000 / Resumo: o fenômeno da convecção natural no interior de cavidades porosas foi estudado em situações envolvendo o regime transitório, procurando analisar a influência de diversos aspectos sobre o processo de transferência de calor e sobre as caracteristicas do escoamento. A metodologia utilizada consistiu na consideração de escoamentos em meios porosos saturados, envolvendo situações em que seja aplicável a lei de Darcy. As equações diferenciais que representam a conservação de energia, de quantidade de movimento e de massa foram adimensionalizadas e discretizadas, e os sistemas obtidos resolvidos numericamente de modo a simular o fenômeno, em regime transitório. Dessa forma, foram estudados os aspectos relevantes do processo de evolução dos campos de temperatura e de velocidades, e calculados os valores locais e globais do número de Nusselt para diversos casos. Nos experimentos numéricos realizados foi constatado que a solução em regime permanente depende da condição inicial (ponto de partida) do problema, além da possibilidade da existência de múltiplas soluções estáveis para as mesmas condições de contorno e parâmetros adimensionais do problema. Os resultados estão apresentados na forma de tabelas, gráficos e mapas dos campos de temperatura e de função corrente com os respectivos comentários e conclusões / Abstract: The present work reports a numerical simulation on transient natural convection occurring in a porous cavity. The botton wall ofthe bibimensional cavity is heated while the upper wall is cooled, both maintained at constant temperatures. The transient regime is examined for several intensities of the buoyancy effects due to temperature variations. The transient fluid flow and heat transfer characteristics are studied. Global Nusselt numbers are reported for the heated and cooled wall. Aspects ofthe fluid flow and temperature fields are illustrated by contour maps / Mestrado / Termica e Fluidos / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador: Carlos Alberto Ferrari / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica "Gleb Wataghin" / Made available in DSpace on 2018-07-27T00:09:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Vieira_ChristianAlexandre_D.pdf: 76427331 bytes, checksum: 7b0be5f04fcd45c4e72a33aaad916d58 (MD5) Previous issue date: 2000 / Resumo: Este trabalho está subdividido em sete capítulos e duas etapas de pesquisa. Na introdução é feito um levantamento do histórico da matriz energética brasileira e da situação desta em relação à situação global. É apresentada, também, uma visão geral das formas convencionais de obtenção de energia, baseadas no petróleo, carvão e gás natural, e dos esforços recentes da pesquisa para obtenção de combustíveis alternativos a partir da biomassa; neste contexto, é feita uma apresentção sumária do Programa BEM (Biomassa-Energia-Materiais) que tem, como um de seus subprodutos, o Combustível Celulignina Catalítica, combustível sólido, objeto de estudo desta tese. Numa primeira etapa, compreendida pelos capítulos 2 e 3, são desenvolvidos os trabalhos de pesquisa básica visando a caracterização da celulignina como combustível: para isto, é feito um estudo da teoria envolvida no processo de combustão de partículas sólidas porosas através dos trabalhos de Essenhigh, que tiveram sua origem baseada em um trabalho de Thiele (1939) sobre atividade catalítica de grãos de catalisadores porosos. Para a obtenção dos resutados experimentais, procedeu-se com a queima de partículas isoladas de celulignina, auxiliada por feixe laser, sobre placa plana de vidro; no processo, mediu-se o tempo de queima e a intensidade de radiação integrada emitida em função do tempo, para posteriormente se levantarem as curvas de tempo de queima e potência específica média em função do diâmetro característico inicial da partícula; esta última curva é análoga ao fator de efetividade de Thiele e define um diâmetro ótimo de partícula na faixa de 100mm. Na segunda etapa dos trabalhos, estudam-se as aplicações da celulignina como combustível de caldeiras, turbinas tipo gás e Magnetohidrodinâmica (MHD). Para aplicação em caldeiras, simula-se a combustão da celulignina e de óleo combustível através do cálculo de equilíbrio químico: a comparação dos resultados mostra que o usoda celulignina é vantajoso neste caso. Para aplicação em turbinas tipo gás, foi projetada, construída e testada uma bancada de testes de combustão, além de se proceder com novas simulações da combustão aplicadas a este caso; os resultados experimentais desta etapa foram corroborados com os da etapa de pesquisa básica e se mostraram promissores do ponto de vista de aplicação tecnológica. Para aplicação em MHD, foram feitas simulações da combustão da celulignina aditivada com 1% de K2CO3 visando determinar concentração de íons no plasma gerado / Abstract: This work is divided in eight chapters and two research levels. In the introduction, a hystorical overview of Brazilian energetic matrix and its situation into the global one is shown. It is also introduced a general overview on conventional ways of energy production from petroleum, coal and natural gas. The environmental problems originated from fossil fuels consumption gave rise to research efforts seeking for alternative fuels production from biomass. Into this context the BEM (Biomass-Energy-Materials) Program is introduced. The Catalytic Cellulignin Fuel, a solid fuel produced from biomass prehydrolisis, the research object of this thesis, is one of the products generated by the BEM Program Technology. Chapters 2 and 3 aim at the characterization of cellulignin as a new thermoelectric fuel based on fundamental laws of porous particle combustion. Our theoretical work is based on Essenhigh and Thiele's papers. Thiele's work (1939) discusses the activity of porous catalysts while Essenhigh's works are the expansion of the first one towards the combustion theory of porous cellulignin particles on at glass plates. During particle combustion, integrated radiation is measured as a function of time. Burning time and specific mean power emited are measured as a function of the initial characteristic diameter of particles. The last curve is analogous to Thiele's effectiveness factor and defines the optimum initial characteristic diameter of particles in the range of 100 mm for technological purposes. From chapter 4 through 7 are discussed technological applications for cellulignin. Chapter 4 treats cellulignin as a fuel for boilers. In this way, cellulignin and fuel oil combustion are simulated by chemical equilibrium calculation and boiler performance is analysed: the results show advantages on cellulignin use against fuel oil. Chapter 5 has preliminar experimental results from a Test Rig designed, assembled and tested by the author on cellulignin combustion for application as fuer for gas type turbines. Combustion data obtained match experimental results from laboratory. In chapter 6 cellulignin combustion simulation is used for high pressure combustor design to be used in a gaspe turbine. In chapter 7 cellulignin and natural gas combustion simulations are compared for MHD purposes. Chapter 8 shows the conclusions and perspectives for this thesis / Doutorado / Física / Doutor em Ciências

Orientador: Antonio Claudio de França Correa / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica e Instituto de Geociencias / Made available in DSpace on 2018-07-31T14:53:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Delgado_ElianaIsidorinaAquevequeReydetde_D.pdf: 13123395 bytes, checksum: 86342412b0dccff64b6ed4a32ffc7494 (MD5) Previous issue date: 2001 / Resumo: O fenômeno da dispersão de um fluido dentro de outro tem sido amplamente estudado. Não obstante, ainda fica uma grande área pouco explorada no campo de escoamento em meios porosos, onde as propriedades da rocha influenciam o percurso do fluxo dos fluidos envolvidos. Este trabalho descreve experimentos consistentes em deslocamento de gases a baixas pressões,. com o objetivo de observar melhor este comportamento, efetuar medições das vazões dos fluidos e registrar as correspondentes mudanças na composição dos mesmos. Construíram-se meios porosos não consolidados e projetou-se os testes necessários para efetuar este estudo. Os meios porosos se conectaram com as fontes de alimentação dos gases num extremo, e uma saída para o cromatógrafo no outro extremo. As cromatografias obtidas aos tempos necessários e a medição dos fluxos foram a base para todos os estudos posteriores. Fizeram-se as avaliações das propriedades necessárias mediante uso das equações correspondentes. Utilizou-se um método da função erro inversa, e um método probabilístico, auxiliados com os respectivos gráficos, para calcular os coeficientes angulares, cujos valores introduzidos nas fórmulas deram a solução procurada. Os resultados destes testes são importantes porque permitem relacionar certas propriedades do meio poroso com os valores da dispersão que poderia obter-se num deslocamento de gases / Abstract: Dispersion phenomenon among fluids has been widely studied. Nevertheless still remains a big area, not well explored, on the field of flow in porous media, where the rock properties influence the flow path of the involved fluids. This work describes experiments consisting in gas displacement at very low pressures, with the objective of a better observing of this behavior, to carry out flow measurements and to record the corresponding changes in the fluid composition. Unconsolidated porous media were constructed, and necessary tests designed in order to do this study. These porous media were connected to the gas feeding at one of the ends, and to the chromatograph on the other end. The chromatographs obtained at fixed times, and the flow measurements were the base for the subsequent studies. Necessary properties were evaluated by means of the corresponding equations. An inverse error function method, and a probabilistic method were used, with the help of respective plots, to ca1culate the slopes, whose values, introduced into the formulas, produced the expected solution. These tests results are important because they permit to relate certain porous media properties with dispersion values that could be obtained from a gas displacement / Doutorado / Doutor em Ciências e Engenharia de Petróleo