O presente estudo foi realizado para verificar a possibilidade de redução do núcleo do reator IEA-R1 do IPEN/CNEN-SP. Cálculos neutrônicos foram desenvolvidos para um conjunto de novas configurações para que, a posteriori, a análise termo-hidráulica e de segurança pudessem ser realizadas. As novas configurações analisadas são menores por diversos motivos, como obter uma melhor utilização do combustível, melhor distribuição dos fluxos de nêutrons, dentre outros. Para que se possa atingir tais configurações, a densidade de Urânio no combustível deve ser aumentada. Neste estudo, combustíveis de U3Si2-Al com 4,8gU/cm3 foram testados e novos núcleos para o reator IEA-R1 foram propostos e discutidos. A análise neutrônica não impõe restrições aos núcleos estudados. A análise termohidráulica mostrou que as margens de segurança e os perfis de temperatura ao longo das placas combustíveis não excedem os limites de projeto. Os coeficientes de temperatura obtidos para os novos núcleos, no caso isotérmico, são todos negativos, conforme desejado. A queima mostrou que núcleos supercompactos não apresentam excesso de reatividade suficiente para o funcionamento dos mesmo, ao se utilizar combustíveis com 4,8gU/cm3. Um APR (Acidente de Perda de Refrigerante) foi simulado para os núcleos remanescentes. A ruptura da fronteira do primário se mostrou o acidente mais crítico, devido ao curto tempo para o esvaziamento completo da piscina do reator. As temperaturas atingidas após o descobrimento foram calculadas e não excedem aquelas cujos valores propiciam empolamento nas placas combustíveis (475 °! a 550 °!), uma vez que se obedeça os tempos de esvaziamento seguro da piscina para as novas configurações. / This study was performed considering prospective candidates for the IPEN/CNEN-SP IEA-R1 research reactor core. Some neutronic calculations were developed for a set of new core configurations to push forward the thermal-hydraulic and safety analysis. The new core configurations will be smaller for several reasons (e.g., better fuel utilization, neutron fluxes and so on). To achieve such smaller arrangements, the U-fuel density has to be increased. In the current study, configurations with 4.8gU/cm3 U3Si2- Al fuels were tested using the software MCNP and a set of new core configurations for the IPEN/CNEN-SP IEA-R1 research reactor has been presented and discussed. The Neutronic analysis imposes no restrictions on the new cores. The Thermal- Hydraulic (TH) analysis showed that the safety margins and the temperature profile through the fuel plate dont exceed the design limits. The isothermal temperature coefficients were calculated being all negative, as desired. The burnup concludes that super compact cores dont have enough excess reactivity to keep the reactor working with 4.8gU/cm3 U3Si2-Al fuels. A LOCA (Loss of Cooling Accident) was simulated for the remaining cores. The border rupture of the primary system was the most critical accident, due to the short time for the complete emptying of the reactor pool. The temperatures reached after this accident were calculated and dont exceed the fuel plates limits (475 °C - 550 °C), once the time for safe emptying are taken into account for the IEA-R1 pool.

Orientador: Roberto Alves de Oliveira / Coorientador: Rose Maria Duda / Banca: Valderi Duarte Leite / Banca: Marcelo Bruno / Resumo: Neste trabalho avaliou-se os efeitos da suplementação de ferro, níquel e cobalto na produção de metano da vinhaça proveniente da destilação do etanol de cana-de-açúcar, em reatores anaeróbios de fluxo ascendente com manta de lodo (UASB, R1 e R2) termofílicos, em série. Para determinar os efeitos da adição do Fe, Ni e Co, o experimento foi realizado em 3 diferentes fases. Na fase I foi realizada a partida dos reatores UASB, R1 e R2, com o aumento gradativo da carga orgânica volumétrica (COV) até valores de 9,4 g DQOtotal (L d)-1. Nas fases II e III a COV variou entre 9,9 a 14,9 g DQOtotal (L d)-1, e a fase III distinguiu-se da fase II pela suplementação com Fe, Ni e Co, na vinhaça afluente. Para o R1, a suplementação com elementos traço induziu ao decréscimo de ácidos voláteis totais, de 1801 para 834 mg L-1, aumento na produção volumétrica de metano (PVM) em 101% e aumento na eficiência remoção de DQO para 53%. O Fe foi considerado o principal elemento traço por seus efeitos de precipitação com sulfeto e participação nas fases acetogênicas e metanogênicas da digestão anaeróbia. As relações Fe/DQO, Ni/DQO e Co/DQO de 12,59, 0,138 e 0,191 mg (g DQOremovida)-1, respectivamente, foram consideradas ideais para o R1, pois, possibilitaram as mais altas PVM atingindo até 1,4 L CH4 (L d)-1. No sistema (R1+R2), a adição de Fe, Ni e Co promoveu estabilidade operacional, e auxiliou na remoção de DQO, melhorando a eficiência total do sistema. Porém, não favoreceu a PVM, que manteve-se com... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: In this study was evaluated the effects of supplementation with iron, nickel and cobalt on vinasse in reactors upflow anaerobic sludge blanket (UASB, R1 and R2) thermophilic, in series. To determine the effects of the addition of trace elements, the experiment was conducted in 3 phases. During the first phase was characterized by the gradual increase of the organic loading rate (OLR) up to 9.4 g CODtotal (L d)-1, and start-up of system. In the phase II and III the OLR varied between 9.9 to 14.9 g CODtotal (L d)-1, the phase III distinguished of phase II only in trace element supplementation. For R1, trace element supplementation induced a decreased in total volatile acids, from 1801 to 834 mg L-1, increase in methane production rate (MPR) by 101% and increased in chemical oxygen demand (COD) removal efficiency to 53%. The Fe was considered the most relevant in the system due to its ability to precipitate with sulfide and participation in acetogenic and methanogenic phases of anaerobic digestion. The ratios Fe/COD, Ni/COD and Co/COD 12.59, 0.138, 0.191 mg g-1 CODremoved, respectively, they were considered ideal for R1, as they enabled as higher MPR reaching up to 1.4 L CH4 (L d)-1. For the system (R1+R2), the supplementation of Fe, Ni and Co promoted operational stability, and assisted in the removal of COD increasing the total efficiency of the system. However it did not favor the MPR, which remained on average of 0.571 L CH4 (L d)-1, and was similar to phase II, without addition of trace elements, with mean of 0.555 L CH4 (L d)-1. Therefore, it was verified that with the addition of trace elements, only R1 would be sufficient for the treatment of vinasse, but, if the treatment in chosen without the addition of trace elements, R2 would be essential for obtaining methane, but, without assurance of operational stability for the anaerobic digestion system. / Mestre

Orientador: Raquel Fernandes Pupo Nogueira / Banca: Clovis Augusto Ribeiro / Banca: Maria Valnice Boldrin / Banca: Emerson Henrique de Faria / Banca: Renato Falcão Dantas / Resumo: Este trabalho descreve um estudo comparativo da atividade catalítica de material obtido com imobilização de ferro em vários suportes argilominerais: Argila natural modificada com amido (AN+A) Vermiculita (V) e Nontronita (N) para processo Fenton heterogêneo. A atividade catalítica foi avaliada pela degradação dos antibióticos sulfatiazol (STZ) e cefalexina (CFX) utilizando dispositivos LED-UV (360 nm) e LED-Vis (460 nm) como fonte de irradiação, bem como solar. Os materiais usados como suportes de ferro passaram previamente por processo de moagem, secagem e peneiragem (≤ 180 μm). Foram realizadas diversas impregnações de Fe em diferentes condições e com posterior tratamento térmico (450, 600 e 750 °C). Os materiais foram caracterizados pelas técnicas de Fluorescência de raios X, Difração de Raios- X, Espectroscopia de Reflectância Difusa, Espectrometria de absorção ultravioleta-visível e infravermelho próximo, área superficial específica, Microscopia Eletrônica de Varredura de Alta Resolução e Potencial Zeta. Foi observado que o aumento do pH natural da solução (pH < 1) para 5,0 proporcionou uma maior impregnação de Fe passando de 7,4% (m/m) para 49% Fe no caso AN+ A, e para 45% Fe para a N. Os materiais apresentaram em sua composição química SiO2, Al2O3, Fe2O3, K2O, TiO2, MgO como óxidos maioritários, e mostraram alta absorção na faixa UVA, UVB e Vis e energias de banda proibida de 1,9 eV. O Potencial Zeta em pH 3,0 mostrou comportamentos opostos para os dois materiais sendo... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: This work describes a comparative study of the catalytic activity of material obtained with iron immobilization in several clay minerals: Natural clay modified with starch (AN + A) Vermiculite (V) and Nontronite (N) for heterogeneous Fenton process. The catalytic activity was evaluated by the degradation of the antibiotics sulfathiazole (STZ) and cefalexin (CFX) using LED-UV (360 nm) and LED-Vis (460 nm) devices as irradiation source as well as solar. The clay minerals used as iron supports were previously crushed, dried and sieved (≤ 180 μm). Several iron impregnations were carried out under different conditions and with subsequent thermal treatment (450, 600 and 750 °C). The materials were characterized by the techniques of X-ray Fluorescence, X-ray Diffraction, Diffuse Reflectance Spectroscopy, Ultraviolet-Visible and Near Infrared Absorption Spectrometry, specific surface area, High Resolution Scanning Electron Microscopy couple to Energy dispersive X-ray spectroscopy. It was observed that the increase inthe natural pH of the solution (pH <1)to 5.0 provided an improved Fe impregnation from 7.4% (m / m) to 49% Fe in the AN + A case, and to 45% Fe in the case of N. The materials presented in the chemical composition SiO2, Al2O3, Fe2O3, K2O, TiO2, MgO as major oxides, and showed high absorption in the UVA, UVB and Vis range, and bandgap energies of 1.9 eV. The Zeta Potential at pH 3.0 showed opposite behaviors for the two materials with -12.7 mV for AN + A 49% Fe and 7.2 mV ... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

A motivação deste trabalho vem da necessidade de agilizar, de maneira segura, o processo dos cálculos neutrônicos e termo-hidráulicos durante a realização da mudança de configuração do reator nuclear de pesquisas IEA-R1. A metodologia de cálculo existente envolve a execução de vários programas computacionais e códigos nucleares nas áreas de física de reatores e termo-hidráulica. Para tanto, foi elaborado uma plataforma de gerenciamento que conjuga os cálculos dos programas já consagrados (\"Two Db\", \"Leopard\", \"Citation\", \"Dens\" e \"Cobra\") numa única ferramenta computacional. A principal contribuição deste trabalho é a concepção de uma interface que simplificará a rotina de cálculos executados no reator IEA-R1, tendo um aspecto didático e uma aparência mais amigável e moderna. / The motivation for this work comes from the need for the process of neutronic and termo-hidraulic calculation to becomes faster, in a safe way, during the configuration change of the research nuclear reactor IEA-R1. The current calculation methodology requires the execution of several softwares and nuclear codes in the areas of Reactor Physics and Thermo-Hidraulic. Therefore, a software was elaborated, which will combines the calculation mentioned in a single computational tool. The main contribution of this work is the creation of an interface that makes the IEA-R1 research reactor executed calculation routine simpler, having didactic aspect e a more friendly and modern appearance.

Neste trabalho foi realizado uma comparação entre três tipos de alvos (UAl2-Al, U-Ni cilíndrico e U-Ni placa) para a produção de 99Mo por fissão do 235U. Para isso foram desenvolvidas análises neutrônicas e termo-hidráulicas. Também foram realizados experimentos para se validar as metodologias de cálculo termo-hidráulica e neutrônica utilizadas neste trabalho. Para os cálculos neutrônicos foram utilizados os programas NJOY99.0, AMPX-II e HAMMERTECHNION, para geração das seções de choque, e os programas SCALE 6.0 e CITATION para os cálculos tridimensionais dos núcleos, queima do combustível e produção de 99Mo. Para os cálculos termo-hidráulicos foram utilizados os programas MTRCRIEAR1 e ANSYS CFX para calcular as variáveis térmicas e hidráulicas dos dispositivos de irradiação e compará-las a limites e critérios de projeto estabelecidos. Primeiro foram realizadas análises neutrônicas e termo-hidráulicas para o reator IEA-R1 com os alvos de UAl2-Al (10 miniplacas). As análises demonstraram que a atividade total obtida para o 99Mo nas miniplacas não atende à demanda dos hospitais brasileiros (450 Ci/semana) e que nenhum limite de projeto termo-hidráulico é ultrapassado. Em seguida foram realizados os mesmos cálculos para os três tipos de alvo no Reator Multipropósito Brasileiro (RMB). As análises neutrônicas demonstraram que os três alvos podem atender à demanda dos hospitais brasileiros. As análises termo-hidráulicos demonstram que será necessário uma velocidade mínima no dispositivo de irradiação de 7 m/s para o UAl2, de 8 m/s para o alvo de U-Ni cilíndrico e de 9 m/s para o alvo de U-Ni placa para que nenhum limite de projeto seja ultrapassado. Foram realizados experimentos em uma bancada de aferição de vazão para se validar a metodologia de cálculo termo-hidráulico. Os experimentos realizados para se validar os cálculos neutrônicos foram feitos no reator IPEN/MB-01. Todos os experimentos foram simulados com as metodologias acima descritas e os resultados comparados entre si. Os resultados das simulações apresentaram boa concordância com os resultados experimentais. / In this work neutronic and thermal-hydraulic analyses were made to compare three types of targets (UAl2-Al, U-Ni cylindrical and U-Ni plate) used for the production of 99Mo by fission of 235U. Some experiments were conducted to validate the neutronic and thermal-hydraulics methodologies used in this work. For the neutronic calculations the computational programs NJOY99.0, AMPX-II and HAMMERTECHNION were used to generate the cross sections. SCALE 6.0 and CITATION computational programs were used for three-dimensional calculations of the reactor cores, fuel burning and the production of 99Mo. The computational programs MTRCR-IEAR1 and ANSYS CFX were used to calculate the thermal and hydraulic parameters of the irradiation devices and for comparing them to limits and design criteria. First were performed neutronic and thermal-hydraulic analyzes for the reactor IEA-R1 with the targets of UAl2-Al (10 miniplates). Analyses have shown that the total activity obtained for 99Mo on the miniplates does not meet the demand of Brazilian hospitals (450 Ci/week) and that no limit of thermo-hydraulic design is overtaken. Next, the same calculations were performed for the three target types in Multipurpose Brazilian Reactor (MBR). The neutronic analyzes demonstrated that the three targets meet the demand of Brazilian hospitals. The thermal hydraulic analysis shows that a minimum speed of 7 m/s for the target UAl2-Al, 8 m/s for the cylindrical target U-Ni and 9 m/s for the target U-Ni plate will be necessary in the irradiation device to not exceed the design limits. Were performed experiments using a test bench for validate the methodologies for the thermal-hydraulic calculation. The experiments performed to validate the neutronic calculations were made in the reactor IPEN/MB-01. All experiments were simulated with the methodologies described above and the results compared. The simulations results showed good agreement with experimental results.

O presente trabalho tem o objetivo de avaliar os riscos potenciais apresentados pelos incidentes em reatores nucleares de pesquisa. Para o desenvolvimento do trabalho, duas bases de dados do Organismo Internacional de Energia Atômica, OIEA, foram usadas, o Incident Report System for Research Reactor e Research Reactor Data Base. Para este tipo de avaliação fez-se uso de Análise Probabilística de Segurança (APS), dentro de um limite de confiança de 90% e, Análise de Probabilidades determinística (APD). Para obtenção dos resultados dos cálculos de probabilidades por APS, utilizou-se a teoria e as equações sugeridas em documento da IAEA TECDOC - 636. O desenvolvimento dos cálculos das probabilidades por APS utilizou-se o Programa Scilab versão 5.1.1, de livre acesso, executável nas plataformas do Windows, Linux. Um programa específico para obter os resultados das probabilidades foi desenvolvido dentro do programa principal Scilab 5.1.1., para duas distribuições Fischer e Chi-quadrado, ambas no limite de confiança de 90%. Fazendo uso das equações de Sordi e do programa Origin 6.0, foram obtidas as doses máximas admissíveis relacionadas às probabilidades que satisfazem os limites de riscos estabelecidos pela Comissão Internacional de Proteção Radiológica, CIPR e, pode-se também obter estas doses máximas graficamente com a figura 1 resultante dos cálculos de probabilidades x doses máximas admissíveis. Verificou-se que a confiabilidade nos resultados das probabilidades está relacionada com a experiência operacional (reator x ano e fração) e, que quanto maior ela for, maior é a confiabilidade no resultado. Finalizando, sugere-se uma lista de futuros trabalhos que complementam este. / This study aims to evaluate the potential risks submitted by the incidents in nuclear research reactors. For its development, two databases of the International Atomic Energy Agency, IAEA, were used, the Incident Report System for Research Reactor and Research Reactor Data Base. For this type of assessment was used the Probabilistic Safety Analysis (PSA), within a confidence level of 90% and the Deterministic Probability Analysis (DPA). To obtain the results of calculations of probabilities for PSA, were used the theory and equations in the paper IAEA TECDOC - 636. The development of the calculations of probabilities for PSA was used the program Scilab version 5.1.1, free access, executable on Windows and Linux platforms. A specific program to get the results of probability was developed within the main program Scilab 5.1.1., for two distributions Fischer and Chi-square, both with the confidence level of 90%. Using the Sordi equations and Origin 6.0 program, were obtained the maximum admissible doses related to satisfy the risk limits established by the International Commission on Radiological Protection, ICRP, and were also obtained these maximum doses graphically figure1 resulting from the calculations of probabilities x maximum admissible doses. It was found that the reliability of the results of probability is related to the operational experience (reactor x year and fractions) and that the larger it is, greater the confidence in the outcome. Finally, a suggested list of future work to complement this paper was gathered.

Este trabalho tem como objetivo a avaliação dosimétrica de componentes semicondutores (detectores Barreira de Superfície e fotodiodos PIN) para aplicação em medições de dose equivalente em campos de baixo fluxo de nêutrons (rápidos e térmicos), utilizando uma fonte de AmBe de alto fluxo, a instalação de Neutrongrafia do reator IEA-R1 (fluxos térmicos/epitérmicos) e fluxo de nêutrons rápidos do núcleo do reator IPEN/MB-01 (UCRI Unidade Crítica). Para a detecção de nêutrons (térmicos, epitérmicos e rápidos) foram usados componentes moderadores e conversores (parafina, boro e polietileno). Os fluxos resultantes da moderação e conversão foram utilizados para a irradiação de componentes semicondutores (SSB - Barreira de Superfície e fotodiodos). Foi utilizado também um conversor misto constituído de uma folha de polietileno borado (marca Kodak). O método de simulação por Monte Carlo foi utilizado para avaliar de forma analítica a espessura ótima da parafina. O resultado obtido foi similar ao verificado experimentalmente e serviu para avaliar o fluxo de nêutrons emergentes do moderador (parafina). Da mesma forma, através de simulação, foi avaliado também o fluxo de nêutrons rápidos que atinge o conversor de polietileno que cobre a face sensível dos semicondutores. O nível de radiação gama foi avaliado cobrindo o detector por inteiro com uma folha de cádmio de 1 mm de espessura. O reator IPEN/MB-01 foi usado para avaliar a resposta dos detectores para nêutrons rápidos de alto fluxo. Os resultados, de uma forma geral, mostraram concordância e similaridade com os trabalhos desenvolvidos por outros grupos de pesquisas. Foi também estabelecida uma abordagem para o cálculo de dose equivalente utilizando os espectros obtidos nas experiências. / The main objetive of this research is the dosimetric evaluation of semiconductor componentes (surface barrier detectors and PIN photodiodes) for applications in dose equivalent measurements on low dose fields (fast and thermal fluxes) using an AmBe neutron source, the IEA-R1 reactor neutrongraphy facility (epithermal and thermal fluxes) and the Critical Unit facility IPEN/MB-01 (fast fluxes). As moderator compound to fast neutrons flux from the AmBe source was used paraffin and boron and polyethylene as converter for thermal and fast neutrons measurements. The resulting fluxes were used to the irradiation of semiconductor components (SSB Surface Barrier Detector and PIN photodiodes). A mixed converter made of a borated polyethylene foil (Kodak) was also used. Monte Carlo simulation metodology was employed to evaluate analytically the optimal paraffin thickness. The obtained results were similar to the experimental data and allowed the evaluation of emerging neutron flux from moderator, as well as the fast neutron flux reaching the polyethylene covering the semiconductor sensitive surface. Gamma radiation levels were evaluated covering the whole detector with cadmium foil 1 mm thick, allowing thermal neutrons blockage and gamma radiation measurements. The IPEN/MB-01 facility was employed to evaluate the detector response for high neutron flux. The results were in good agreement with other studies published. Using the obtained spectra an approach to dose equivalent calculation was established.

A Qualificação de Performance (QP) é requisito das Boas Práticas de Fabricação e consiste de uma documentação de todas as atividades envolvidas para produzir um produto específico, neste caso, a toxina diftérica. O objetivo é garantir que as especificações do produto atendam aos resultados das análises de rotina. O Instituto Butantan introduziu um biorreator para ser utilizado nesta produção e a QP foi considerada e desenvolvida. Análises da temperatura e pressão foram realizadas durante três ciclos de esterilização. Sensores de temperatura e indicadores biológicos foram previamente distribuídos no equipamento considerando pontos críticos pré-observados. Os resultados da curva de temperatura e pressão validaram o equipamento. Três ciclos de crescimento de C. diphtheriae foram realizados e monitorados. Os resultados da DO ou turbidez medidos tanto por um espectrofotometro convencional como por um sensor de biomassa on line mostraram títulos da toxina já a partir de 48 horas (teste de floculação). A toxina foi caracterizada bioquimicamente. / Performance qualification (PQ) is requisite of the Good Manufacturing Practices and consists on complete documentation of all activities involved to produce a specific product, in this case, the diphtheria toxin. The goal is to ascertain all product specifications that were determined by its routine analysis. Instituto Butantan introduced a bioreactor to be use in the diphtheria toxin production and the PQ must be considered and developed. Analysis of the temperature and the pressure were performed during three sterilization cycles. Temperature sensors and biological indicators where previously distributed in the equipment, considering critical pre-observed points. The temperature and pressure curve results validated the equipment. Three C. diphtheriae growth cycles were performed and monitored. The optical density (OD) or turbidity results measured either by one conventional spectrophotometer and/or by one on line biomass sensor showed toxin titers after 48 hours of the harvesting (flocculation test). The toxin was biochemically characterized.

Os Processos Oxidativos Avançados (POAs) têm sido largamente empregados para o tratamento de efluentes contendo compostos orgânicos altamente tóxicos, que por sua vez, são dificilmente degradados pelos sistemas de tratamento biológico convencional. Além disso, os tratamentos físico-químicos, como filtração, adsorção e floculação, não destroem o composto tóxico, e sim, apenas transferem-no para outra fase, causando um subseqüente problema de descarte. A principal barreira para a aplicação do POA em escala industrial é o alto custo relacionado à utilização da radiação ultravioleta (UV). Desta maneira, torna-se interessante desenvolver um reator com uma fonte artificial de radiação UV de custo reduzido. Neste trabalho, foi projetado um reator tubular fotoquímico de aço inox 304 que apresenta um conjunto de 12 lâmpadas fluorescentes como fonte de radiação UV (40W/lâmpada), posicionadas verticalmente na superfície interna do mesmo. O processo estudado foi o processo foto-Fenton, que consiste em uma combinação de íons ferrosos, peróxido de hidrogênio e radiação UV, aplicado na degradação de um efluente aquoso contendo fenol como poluente modelo (100–500 mgC.L-1). Os resultados experimentais indicaram que a taxa de degradação aumenta com a radiação UV, até atingir a saturação de fótons da luz UV . Com o objetivo de verificar a influência das variáveis de processo, foi realizado um planejamento experimental, no qual possibilitou-se obter um modelo para o processo e a respectiva superfície de resposta. Neste processo foi utilizada uma combinação de Fe2+ (0,27–30 mM), H2O2 (0,2–6 moles) e radiação UV, chegando-se a uma mineralização de 82% para 100 mgC.L-1 de fenol e 81% para 500 mgC.L-1 de fenol. Devido à complexidade apresentada pelo processo foto-Fenton, foi aplicado outro tipo de modelagem matemática, baseado na técnica de redes neurais artificiais (RNA), chegando-se a um coeficiente de determinação de 99% entre os valores experimentais e os valores calculados pelo modelo. / Advanced Oxidation Processes (AOPs) have been largely used for the treatment of wastewaters containing highly toxic organic compounds, which are hardly degraded by the conventional biological systems. Besides, the physicalchemical treatments, such as filtration, adsorption and flocculation, do not destroy the target compounds, which are simply transferred to another phase, causing a subsequent problem of disposal. The main barrier for the application of the POA in industrial scale is the high cost related to the use of ultraviolet radiation (UV) sources. Therefore, it has been proposed a development of a reduced cost reactor with an artificial source of UV radiation. In the present work, a tubular photochemical reactor was developed, which is made in stainless steel and presents a row of 12 fluorescent lamps as the UV radiation source (40W/lamp), attached vertically onto the inner surface of the reactor. It has been studied the photo-Fenton process, that consists in a combination of ferrous ions, hydrogen peroxide and UV radiation, applied in the degradation of an aqueous solution containing phenol as pollutant model (100–500 mgC.L-1). The experimental results indicated that the degradation rate increases as the UV irradiance increases. In order to verify the influence of the process variables in phenol degradation, an experimental design was carried out by the response surface method and the corresponding polynomial model was determined. In this process, it was used a combination of Fe2+ (0,27–30 mM), H2O2 (0,2–6 moles) and UV radiation. The mineralisation efficiency was 82% for phenol 100 mgC.L-1 and 81% for phenol 500 mgC.L-1. Due to the complexity presented by the photo-Fenton process, another type of mathematical modelling was applied, based on the artificial neural network (ANN), obtaining 99% of coefficient of determination between the experimental values and the values calculated by the model.

As estações de tratamento de esgotos por lodos ativados são caracterizadas por modelos cinéticos de comportamento não linear de difícil parametrização. A utilização de técnicas de identificação paramétricas para a modelagem de tais estações produz modelos com parâmetros sem significado operacional e variantes no tempo. Por outro lado, a lógica nebulosa permite ao usuário de modelos baseados em tal técnica uma parametrização mais próxima do raciocínio humano. A facilidade da parametrização nebulosa reside na atribuição de valores lingüísticos às variáveis de entrada do modelo. Esta dissertação utiliza técnicas de modelagem nebulosa, como ANFIS e regras limitadas, para identificar o comportamento da concentração de oxigênio dissolvido do tanque de aeração do benchmark de uma planta de tratamento de esgotos por lodos ativados com remoção de nitrogênio. / Activated sludge wastewater treatment plants are characterized by kinetic models of highly nonlinear behavior, whose time varying parameters are very difficult to calibrate. The use of parametric identification techniques to build models of such plants results in models with parameters without operational meaning. Alternatively, the fuzzy logic enables users of models, which are based on this technique, a parametrization similar to human reasoning. The simplicity of the fuzzy logic consists of the attribution of linguistic labels to the model input variables. This dissertation uses fuzzy logic techniques, such as ANFIS and limited rules, to identify the behavior of the dissolved oxigen in the aeration tank of a benchmark activated sludge wastewater treatment plant, with nitrogen removal.