O coeficiente de reoxigenação superficial (K2) é o parâmetro mais importante dos modelos matemáticos usados para simular a qualidade da água em rios. Ele quantifica indiretamente a capacidade de um corpo dágua recuperar-se, em termos de concentração de oxigênio dissolvido, após receber cargas poluidoras. Técnicas de previsão foram criadas para estimar o valor desse coeficiente, mas obtiveram sucesso apenas parcial; algumas são imprecisas e outras são dispendiosas. Esse trabalho traz contribuições teóricas e experimentais acerca de metodologias para a determinação indireta do coeficiente de reoxigenação superficial. Os estudos foram realizados em um tanque hidrodinâmico agitado por jatos e planejados de forma a avaliar a existência de correlações entre o fenômeno de reoxigenação superficial e os fenômenos físicos associados às novas metodologias de previsão do K2 propostas nesse trabalho. O resfriamento de um sólido metálico, o decaimento da concentração de sólidos totais dissolvidos (STD) em esferas perfuradas com minibrocas de 0,4 e 0,5 mm de diâmetro e a variação da componente vertical da velocidade junto à superfície livre foram os fenômenos físicos investigados. Modelos matemáticos foram produzidos através de análises de regressão linear entre os parâmetros K2 e o coeficiente de transferência térmica (Kt), associado ao resfriamento do sólido metálico; K2 vs. H (profundidade da água no tanque) e o coeficiente de transferência de massa por convecção (hm), associado ao decaimento de STD; e K2 e a taxa de dissipação de energia cinética turbulenta por unidade de massa (ε), associada à intensidade turbulenta junto à superfície livre. Os resultados revelaram que há uma forte correlação entre o K2 e os parâmetros associados aos fenômenos físicos aqui investigados, com coeficientes de correlação acima de 0,9. A aplicabilidade dos modelos obtidos é restrita às condições hidrodinâmicas nas quais os ensaios foram realizados, uma vez que não há base teórica e nem experimental indicando que as relações entre os fenômenos sejam constantes e independentes da turbulência. Sugere-se que validações em campo, com desenvolvimento de métodos específicos, sejam um próximo passo em pesquisas futuras para que se possa atribuir utilidade definitiva às metodologias aqui estudadas. / The surface reoxygenation coefficient (K2) is the most important parameter in the water quality mathematical modelling in streams. It indirectly measures the ability of a water mass recover quality after a release of wastewater. Predictive techniques have been produced for estimating K2, but they achieved only partial success; some are inaccurate and others are expensive. This work includes contributions from experimental and theoretical studies about methods for the indirect determination of the surface reoxygenation coefficient. Studies were carried out in a jet-agitated vessel and were planned to assess the correlations between surface reoxygenation and physical phenomena, which are related to the new methods for the prediction of K2. The cooling of a solid metal, total dissolved solids (TDS) concentration decay, vertical component velocity near the free surface were the physical phenomena investigated. Mathematical models have been produced using linear regression analysis between K2 and thermal transfer coefficient (Kt), associated with the solid metal cooling; K2 vs. H (depth of the water in the vessel) and mass transfer coefficient by convection (hm), associated with the TDS concentration decay; and K2 and turbulence kinetic energy dissipation rate (ε), associated with the vertical component velocity near the free surface. Results revealed that there is a strong correlation between K2 and the physical parameters here investigated, statistically confirmed by correlation coefficients above 0,9. The applicability of the approach used here is limited to hydrodynamic conditions in which the tests were performed, once there is no theoretical basis, or experimental, indicating that the relations between the physical parameters are constant and independent of the turbulence level. It is suggested that field tests with the development of specific methods are a next step for future research, rendering useful the methods studied here.

Dissertação(mestrado) - Universidade Federal do Rio Grande, Programa de Pós–Graduação em Oceanografia Biológica, Instituto de Oceanografia, 2012. / Submitted by Cristiane Gomides (cristiane_gomides@hotmail.com) on 2013-10-11T11:38:27Z No. of bitstreams: 1 Lais.pdf: 937026 bytes, checksum: 99723480330641cd5bc515f0c200b9f0 (MD5) / Approved for entry into archive by Sabrina Andrade (sabrinabeatriz@ibest.com.br) on 2013-10-17T17:16:57Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Lais.pdf: 937026 bytes, checksum: 99723480330641cd5bc515f0c200b9f0 (MD5) / Made available in DSpace on 2013-10-17T17:16:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Lais.pdf: 937026 bytes, checksum: 99723480330641cd5bc515f0c200b9f0 (MD5) Previous issue date: 2012 / Os organismos bentônicos intermareais enfrentam oscilações periódicas nos níveis de oxigênio na água associadas ao ciclo de marés. Durante o recuo da maré, eles ficam expostos ao ar e sujeitos a hipóxia, favorecendo uma redução nas espécies reativas de oxigênio (ERO) e nas defesas antioxidantes. Porém, na reoxigenação há um aumento acentuado na geração de ERO. Para minimizar os prejuízos desse processo, existem mecanismos antecipatórios, tal como o aumento das defesas antioxidantes durante a hipóxia. Por sua vez, o estresse causado por poluentes químicos, como o cobre, pode alterar o padrão destas respostas. Neste estudo foram avaliadas respostas de biomarcadores associados ao estresse oxidativo e metabolismo (capacidade antioxidante total contra radicais peroxil - ACAP, atividade da superóxido dismutase - SOD, concentração de glutationa reduzida - GSH, peroxidação lipídica - LPO e concentração de ATP) na anêmona Bunodosoma cangicum pré-exposta (96 h) ao cobre (6,1 ± 2.7 μg.L-1) e submetida a hipóxia (6 h a 0.5 mgO2.L-1) seguida da reoxigenação (6 h a 7.5 mg O2.L-1). Nas anêmonas controle não foram observadas variações na ACAP, GSH, LPO e ATP. Entretanto, a atividade da SOD aumentou durante a hipóxia. Nas anêmonas pré-expostas ao cobre, a ACAP foi reduzida na hipóxia e reoxigenação. A atividade da SOD não se alterou e a concentração de GSH aumentou no início do experimento, na hipóxia e na reoxigenação. A concentração de ATP diminuiu na reoxigenação, porém a LPO não se alterou em todas as condições experimentais. Estes resultados indicam a existência de mecanismos antecipatórios para prevenção dos efeitos negativos da reoxigenação em B. cangicum e que a exposição ao cobre em concentração ambientalmente relevante afeta negativamente estes mecanismos. / Intertidal benthic organisms are subjected to changes in oxygen availability during the tidal cycle. A hypoxic condition may occur during air exposure, thus favoring a decreased level of oxygen reactive species (ROS) and antioxidant defenses. However, during re-oxygenation a ROS overproduction may occur. Anticipatory mechanisms such as a buildup of antioxidant defenses under hypoxia could be present to avoid a possible oxidative damage occurring during these processes. In turn, chemical stress induced pollutants such as copper may affect the response of these mechanisms. In the present study, the response of biomarkers associated with oxidative stress and energy (total antioxidant capacity against peroxyl radicals - ACAP, superoxide dismutase activity - SOD, lipid peroxidation - LPO, reduced glutathione - GSH, and ATP concentration) were evaluated in the sea anemone Bunadosoma cangicum pre-exposed (96 h) to copper (6.1 ± 2.7 μg.L-1) and submitted to hypoxia (6 h at 5 mg O2.L-1) followed by re-oxygenation (6 h at 7.5 mg O2.L-1). In sea anemones kept under control conditions, ACAP, GSH concentration, LPO and ATP concentration did not change over the experimental time. However, SOD activity was increased under hypoxia. In sea anemones pre-exposed to copper, ACAP was reduced under hypoxia and re-oxygenation. GSH concentration was increased during hypoxia and reoxygenation, while ATP concentration was reduced during re-oxygenation. These findings indicate that B. cangicum shows anticipatory mechanisms to avoid the oxidative stress during re-oxygenation and that pre-exposure to an environmentally relevant concentration of copper affects these mechanisms.

O coeficiente de reoxigenação superficial (K2) é o parâmetro mais importante dos modelos matemáticos usados para simular a qualidade da água em rios. Ele quantifica indiretamente a capacidade de um corpo dágua recuperar-se, em termos de concentração de oxigênio dissolvido, após receber cargas poluidoras. Técnicas de previsão foram criadas para estimar o valor desse coeficiente, mas obtiveram sucesso apenas parcial; algumas são imprecisas e outras são dispendiosas. Esse trabalho traz contribuições teóricas e experimentais acerca de metodologias para a determinação indireta do coeficiente de reoxigenação superficial. Os estudos foram realizados em um tanque hidrodinâmico agitado por jatos e planejados de forma a avaliar a existência de correlações entre o fenômeno de reoxigenação superficial e os fenômenos físicos associados às novas metodologias de previsão do K2 propostas nesse trabalho. O resfriamento de um sólido metálico, o decaimento da concentração de sólidos totais dissolvidos (STD) em esferas perfuradas com minibrocas de 0,4 e 0,5 mm de diâmetro e a variação da componente vertical da velocidade junto à superfície livre foram os fenômenos físicos investigados. Modelos matemáticos foram produzidos através de análises de regressão linear entre os parâmetros K2 e o coeficiente de transferência térmica (Kt), associado ao resfriamento do sólido metálico; K2 vs. H (profundidade da água no tanque) e o coeficiente de transferência de massa por convecção (hm), associado ao decaimento de STD; e K2 e a taxa de dissipação de energia cinética turbulenta por unidade de massa (ε), associada à intensidade turbulenta junto à superfície livre. Os resultados revelaram que há uma forte correlação entre o K2 e os parâmetros associados aos fenômenos físicos aqui investigados, com coeficientes de correlação acima de 0,9. A aplicabilidade dos modelos obtidos é restrita às condições hidrodinâmicas nas quais os ensaios foram realizados, uma vez que não há base teórica e nem experimental indicando que as relações entre os fenômenos sejam constantes e independentes da turbulência. Sugere-se que validações em campo, com desenvolvimento de métodos específicos, sejam um próximo passo em pesquisas futuras para que se possa atribuir utilidade definitiva às metodologias aqui estudadas. / The surface reoxygenation coefficient (K2) is the most important parameter in the water quality mathematical modelling in streams. It indirectly measures the ability of a water mass recover quality after a release of wastewater. Predictive techniques have been produced for estimating K2, but they achieved only partial success; some are inaccurate and others are expensive. This work includes contributions from experimental and theoretical studies about methods for the indirect determination of the surface reoxygenation coefficient. Studies were carried out in a jet-agitated vessel and were planned to assess the correlations between surface reoxygenation and physical phenomena, which are related to the new methods for the prediction of K2. The cooling of a solid metal, total dissolved solids (TDS) concentration decay, vertical component velocity near the free surface were the physical phenomena investigated. Mathematical models have been produced using linear regression analysis between K2 and thermal transfer coefficient (Kt), associated with the solid metal cooling; K2 vs. H (depth of the water in the vessel) and mass transfer coefficient by convection (hm), associated with the TDS concentration decay; and K2 and turbulence kinetic energy dissipation rate (ε), associated with the vertical component velocity near the free surface. Results revealed that there is a strong correlation between K2 and the physical parameters here investigated, statistically confirmed by correlation coefficients above 0,9. The applicability of the approach used here is limited to hydrodynamic conditions in which the tests were performed, once there is no theoretical basis, or experimental, indicating that the relations between the physical parameters are constant and independent of the turbulence level. It is suggested that field tests with the development of specific methods are a next step for future research, rendering useful the methods studied here.

A reoxigenação de água residuária é tratada na literatura técnica de maneira análoga à reoxigenação na água limpa; os efeitos do consumo de oxigênio pela população bacteriana ativa são quantificados pela introdução dos parâmetros alfa e beta. Alfa corrige o coeficiente volumétrico de transferência de massa do oxigênio e beta corrige a concentração de saturação do oxigênio dissolvido na água. Com o presente estudo pretende-se tornar explícitos os parâmetros cinéticos envolvidos no processo, de modo a fornecer base conceitual para um melhor entendimento do fenômeno. A pesquisa é feita a partir de trabalho experimental, seguido de modelagem matemática conceitual. No entanto, no lugar dos microrganismos como sumidouro de oxigênio dissolvido foi utilizado o borbulhamento sub-superficial de gás nitrogênio, em processo de stripping. Um processo físico, portanto, substitui o processo bioquímico no papel de retirar o oxigênio dissolvido no seio líquido. O modelo matemático proposto ajustou-se bem aos dados experimentais, sendo que a sua validação pôde ser obtida através das análises estatísticas realizadas. / The reoxygenation in wastewater is seen in the technical literature in an analogous way as the reoxygenation of clean water. The effects of the oxygen consumed by active bacteria population are quantified with the introduction of the parameters alpha and beta. Alpha corrects for the volumetric mass transfer coefficient and beta corrects for the dissolved oxygen saturation concentration. The present research intends to make explicit the kinetic of the process, in order to supply conceptual support to a better understanding of the phenomenon. The research is done through experimental work, followed by conceptual, mathematical modeling. Stripping with nitrogen is used as an oxygen sink instead of microorganisms. Thus, a physical process replaces the biochemical process. The proposed mathematical model fitted well to the experimental data, and its validation could be obtained through the statistical analyses done.

O trabalho apresenta uma investigação sobre a influência da umidade atmosférica no processo de absorção de oxigênio atmosférico por corpo de água através de sua superfície líquida livre. Os experimentos realizados em laboratório consistem na reoxigenação de uma massa de água, contida em um tanque cilíndrico, submetida à agitação mecânica. A atmosfera que reabastece de oxigênio a massa líquida é controlada e os ensaios são conduzidos com vários níveis de umidade do ar, o que provoca diferentes taxas de evaporação. Simultaneamente, determinam-se os coeficientes de reoxigenação, K2 (h-1), em cada experimento. Investiga-se neste trabalho a correlação entre esses dois parâmetros. O processo de reoxigenação é analisado inicialmente com o uso de metodologia clássica baseada em modelos matemáticos tradicionais (possivelmente inadequados). Propõe-se neste trabalho, um modelo original para essa mesma análise. / The influence of the atmospheric humidity on the process of absorption of oxygen by a water body through its free surface is presented herein. Laboratory experiments were run for the reoxygenation of a water mass kept in a cylindrical vessel under mechanical agitation. The quality of the atmospheric air transferring oxygen to water is controlled and the tests are run with several levels of air humidity, what renders different rates of evaporation. The corresponding coefficients of reaeration K2 (h-1) are determined for each experiment. The correlation between these two latter parameters is investigated. The process of reoxygenation is analyzed initially using a classical methodology based on traditional mathematical models (possibly inadequate). An original model for the same analysis is proposed in this work.

A importância dada aos parâmetros de qualidade da água, principalmente nas últimas décadas justifica a realização desse trabalho, que investiga a relação de alguns parâmetros turbulentos com o coeficiente de reaeração, 'K IND.2', através de duas técnicas distintas de medida: o método ótico e a técnica fotográfica. O método ótico relaciona a intensidade de luz recebida por um diodo imerso na água com a velocidade vertical no ponto onde é realizada a medida; os dados coletados pelo método ótico constituem um sinal elétrico que contém a informação da deformação da superfície. A partir desse sinal determinam-se os seguintes parâmetros: valor RMS da tensão, função de autocorrelação, macroescala e espectro. Os resultados obtidos por esse método são funções temporais. O método fotográfico consiste em obter fotografias de partículas iluminadas sobre a superfície livre da água, com tempo de exposição conhecido. O método foi melhorado pela adição de dois disparos de flash, para permitir a determinação da variação da velocidade. As fotos são digitalizadas em um software gráfico e os valores obtidos são interpolados através do método Kriging de interpolação. O método fotográfico é uma função espacial. A partir do método fotográfico são determinados os seguintes parâmetros: valor RMS, função de autocorrelação e espectro. Os resultados obtidos permitem a comparação quantitativa entre as funções de autocorrelação e espectros, e a relação entre o coeficiente de reaeração, 'K IND.2' e o valor RMS obtidos pela sonda e pela foto / The importance given to the parameters of quality of the water, mainly in the last decades, it justifies the accomplishment of this work, that it investigates the relation of some turbulent parameters with the re-aeration coefficient, 'K IND.2', through two different techniques of measure: the optic method and the photographic technique. The optic method relates the intensity of the light received by a immersed diode in the water with the vertical speed at the point where the measure is accomplished; the data collected by the optic method are electric signs that contains the information of the deformation of the surface. Thereafter this signs, the following parameters are determined: RMS value of tension, self-correlation function, macro-scale and spectrum. The results obtained for this method they are temporal functions. The photographic method consists of obtaining pictures of illuminated particles on the free surface of the water, with time of exhibition known. The method was improved by addition of two shots of flashes, to allow the determination of the variation of the speed. The pictures, then, are digitized in a graphic software and the values obtained are interpolated through the Kriging interpolation method. The photographic method is a spatial function. With the photographic method may be determined the following parameters: RMS value, self-correlation function and spectrum. The results obtained may provide the quantitative comparison between the self-correlation function and spectrum; and also the relation between the re-aeration coefficient, 'K IND.2', and the RMS value, that are obtained through the probe and the picture

O parâmetro que determina o processo de transferência de oxigênio através da interface ar-água em escoamentos com superficie livre é o coeficiente de reaeração superficial, \'K IND.2\'. Existe um grande número de equações na literatura científica que realizam a previsão do coeficiente de reaeração, no entanto, a maioria dessas equações considera apenas algumas características hidráulicas do corpo de água como a velocidade e a profundidade, e ainda, como em sua maioria são de natureza empírica, acabam sendo adequadas para corpos de água específicos. Além destes dois parâmetros (velocidade e profundidade do escoamento), existem outros doze que são considerados importantes para estudos de reoxigenação em águas superficiais. É neste contexto que o objetivo deste trabalho foi estudar em condições de laboratório a influência da rugosidade do leito de um canal sobre o coeficiente de reaeração superficial. Além da rugosidade, foram variadas as condições de velocidade média do escoamento e profundidade da lâmina de água. A variação da rugosidade foi realizada através da implementação de obstáculos com geometria conhecida, dispostos transversalmente ao escoamento, e denominados como macro-rugosidades. Os resultados demonstraram evidências de que o coeficiente de reaeração superficial é controlado de forma significativa pela rugosidade do leito do canal. Foram desenvolvidos dois modelos matemáticos de natureza semi-empírica para a previsão do \'K IND.2\', os quais incorporam variáveis hidrodinâmicas e geométricas consideradas relevantes para o processo de transferência de massa na interface ar-água. / The parameter that determines the process of oxygen transfer through the air-water interface in flows with free surface is the superficial reaeration coefficient, \'K IND.2\'. There are a large quantity of equations in the cientific literature that perform the prevision of the reaeration coefficient; however, most of them consider only some of the hydraulic characteristics of water body; for example, the velocity and the depth. Most of these equations have empirical origin and are adequate just for a specific water body. In addition to these two parameters (velocity and depth of flow), there are another twelve important parameters in reoxygenation studies in superficial waters. In this context, the aim of this work was to study the influence of bed roughness of a channel on the superficial reaeration coefficient, under laboratory conditions. Besides the roughness, the conditions of mean velocity of the flow and depth of water were varied. The variation of roughness was done with implementation of obstacles with known geometry, arranged transversely to the flow direction, and called macro-roughness. The results have shown evidences that the surface reaeration coefficient is controlled significantly by the roughness of the channel bed. Two mathematical models of semi-empirical origin for the \'K IND.2\' prevision were developed, which incorporate hydrodynamic and geometric variables considered relevant in the process of mass transfer in air-water interface.

Made available in DSpace on 2015-07-22T20:49:33Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2011-03-31 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Introdução: Os pacientes com Miopatia Mitocondrial (MM) e Oftalmoplegia Externa Progressiva (OEP) apresentam disfunção na cadeia respiratória com incapacidade de aumentar a extração de oxigênio muscular e sintetizar ATP aerobicamente, levando à intolerância ao esforço e lentificação da cinética do O2. Quando a extração de oxigênio é comprometida, na tentativa de se manter o consumo de oxigênio muscular, uma hipótese é que estes pacientes poderiam aumentar compensatoriamente a oferta de oxigênio, apresentando, assim, uma resposta hipercinética cardiovascular e ventilatória. Por outro lado, alguns indícios de menor oferta de oxigênio foram encontrados em pacientes com MM, como um menor fluxo sanguíneo muscular no antebraço e uma maior capacidade de produção de ATP após a suplementação de oxigênio. A cinética do O2 na fase de recuperação (REC) nos fornece, assim, subsídios quanto ao pagamento do débito de oxigênio tecidual e ao reabastecimento do estoque de oxigênio sanguíneo após o exercício. Ao nosso conhecimento, a cinética do O2 REC nunca foi avaliada nos pacientes com MM, assim como a integração desta variável com as respostas não-invasivas cardiovasculares e de extração de oxigênio muscular. Objetivo: contrastar as dinâmicas da oferta e da utilização de oxigênio na recuperação do exercício em pacientes com MM; e identificar os principais mecanismos fisiopatológicos da intolerância ao esforço nestes indivíduos. Métodos: Foram avaliadas em 12 pacientes com MM e 12 controles saudáveis, as cinéticas de recuperação: (i) do O2 pulmonar, (ii) da variação na concentração da deoxiemoglobina ([HHb], mensurada pela espectroscopia de raios quasi infravermelhos - NIRS) no vasto lateral, (iii) do débito cardíaco (DC) por bioimpedância transtorácica, após um teste de carga constante de alta intensidade (70% da carga máxima atingida em teste incremental prévio) até o limite da tolerância em cicloergômetro. Resultados: Foram observadas cinéticas mais lentas de reoxigenação da [HHb], ([HHb] = 43,7 ± 21,2 vs 27,5 ± 6,7) e do O2 ( O2 = 58,1 ± 25,1 vs 38,8 ± 7,6) nos pacientes com MM em relação aos controles, respectivamente. Estas respostas foram associadas a uma cinética de DC mais rápida em relação ao O2, nos pacientes comparados aos controles (T½DC * 1,44 / O2 = 1,3 ± 0,4 vs 1,7 ± 0,6). Conclusão: Os pacientes com MM na forma OEP apresentam, na recuperação do exercício de alta intensidade, um pagamento elevado do débito de oxigênio contraído no exercício e reoxigenação mais lenta da [HHb]. Estas respostas, associadas à cinética mais rápida do DC em relação ao O2 são indícios de que possa haver um déficit no transporte de oxigênio microvascular, além do comprometimento mitocondrial característico desta doença. / Background: Mitochondrial Myopathy patients (MM) and Progressive External Ophthalmoplegia (PEO) present with respiratory chain dysfunction and inability to increase muscle oxygen extraction and aerobic ATP synthesis, leading to exercise intolerance and slower O2 kinetics. When oxygen extraction is impaired, in an attempt to maintain muscle oxygen uptake, these patients could increase oxygen delivery, thus exhibiting a hyperkinetic cardiovascular and ventilatory response. On the other hand, some evidence of oxygen delivery impairment was found in MM patients, such as a decrease in muscle blood flow in the forearm and a greater capacity for ATP production after oxygen supplementation. Recovery O2 kinetics provides information on tissue oxygen debt repayment and oxygen blood store replenishment after exercise. To our knowledge, recovery O2 kinetics has never been evaluated in MM patients, as well as its integration with the non-invasive cardiovascular and muscle reoxygenation responses. Objective: to contrast oxygen delivery and utilization dynamics on exercise recovery of MM patients and to identify the main pathophysiologic mechanisms of exercise intolerance in these subjects. Methods: Were evaluated in 12 MM patients and 12 healthy controls, the recovery kinetics of: (i) O2 (ii) deoxyhemoglobin variation ([HHb], measured by near-infrared spectroscopy - NIRS) in vastus lateralis, (iii) cardiac output (CO) by transthoracic bioimpedance, after a high-intensity constant work rate test (70% of maximal workload in a previous incremental test) to the limit of tolerance in a cycle ergometer. Results: We detected slower kinetics for [HHb] ([HHb] = 43.7 ± 21.2 vs. 27.5 ± 6.7) and for O2 ( O2 = 58.1 ± 25.1 vs. 38.8 ± 7.6) in MM patients compared to controls, respectively. Additionally, these responses were associated with a faster recovery CO kinetics in relation to O2 kinetics in MM patients compared to controls (T½DC*1,44 / O2 = 1,3 ± 0,4 vs. 1,7 ± 0,6). Conclusion: Patients with MM and PEO present with a higher oxygen debt and slower reoxygenation kinetics in the recovery of a high-intensity exercise test. Those responses were associated with a faster CO recovery in relation to O2 kinetics, indicating a microvascular oxygen transport deficit, besides the characteristic mitochondrial impairment observed in these patients. / TEDE / BV UNIFESP: Teses e dissertações

O trabalho apresenta uma investigação sobre a influência da umidade atmosférica no processo de absorção de oxigênio atmosférico por corpo de água através de sua superfície líquida livre. Os experimentos realizados em laboratório consistem na reoxigenação de uma massa de água, contida em um tanque cilíndrico, submetida à agitação mecânica. A atmosfera que reabastece de oxigênio a massa líquida é controlada e os ensaios são conduzidos com vários níveis de umidade do ar, o que provoca diferentes taxas de evaporação. Simultaneamente, determinam-se os coeficientes de reoxigenação, K2 (h-1), em cada experimento. Investiga-se neste trabalho a correlação entre esses dois parâmetros. O processo de reoxigenação é analisado inicialmente com o uso de metodologia clássica baseada em modelos matemáticos tradicionais (possivelmente inadequados). Propõe-se neste trabalho, um modelo original para essa mesma análise. / The influence of the atmospheric humidity on the process of absorption of oxygen by a water body through its free surface is presented herein. Laboratory experiments were run for the reoxygenation of a water mass kept in a cylindrical vessel under mechanical agitation. The quality of the atmospheric air transferring oxygen to water is controlled and the tests are run with several levels of air humidity, what renders different rates of evaporation. The corresponding coefficients of reaeration K2 (h-1) are determined for each experiment. The correlation between these two latter parameters is investigated. The process of reoxygenation is analyzed initially using a classical methodology based on traditional mathematical models (possibly inadequate). An original model for the same analysis is proposed in this work.

A importância dada aos parâmetros de qualidade da água, principalmente nas últimas décadas justifica a realização desse trabalho, que investiga a relação de alguns parâmetros turbulentos com o coeficiente de reaeração, 'K IND.2', através de duas técnicas distintas de medida: o método ótico e a técnica fotográfica. O método ótico relaciona a intensidade de luz recebida por um diodo imerso na água com a velocidade vertical no ponto onde é realizada a medida; os dados coletados pelo método ótico constituem um sinal elétrico que contém a informação da deformação da superfície. A partir desse sinal determinam-se os seguintes parâmetros: valor RMS da tensão, função de autocorrelação, macroescala e espectro. Os resultados obtidos por esse método são funções temporais. O método fotográfico consiste em obter fotografias de partículas iluminadas sobre a superfície livre da água, com tempo de exposição conhecido. O método foi melhorado pela adição de dois disparos de flash, para permitir a determinação da variação da velocidade. As fotos são digitalizadas em um software gráfico e os valores obtidos são interpolados através do método Kriging de interpolação. O método fotográfico é uma função espacial. A partir do método fotográfico são determinados os seguintes parâmetros: valor RMS, função de autocorrelação e espectro. Os resultados obtidos permitem a comparação quantitativa entre as funções de autocorrelação e espectros, e a relação entre o coeficiente de reaeração, 'K IND.2' e o valor RMS obtidos pela sonda e pela foto / The importance given to the parameters of quality of the water, mainly in the last decades, it justifies the accomplishment of this work, that it investigates the relation of some turbulent parameters with the re-aeration coefficient, 'K IND.2', through two different techniques of measure: the optic method and the photographic technique. The optic method relates the intensity of the light received by a immersed diode in the water with the vertical speed at the point where the measure is accomplished; the data collected by the optic method are electric signs that contains the information of the deformation of the surface. Thereafter this signs, the following parameters are determined: RMS value of tension, self-correlation function, macro-scale and spectrum. The results obtained for this method they are temporal functions. The photographic method consists of obtaining pictures of illuminated particles on the free surface of the water, with time of exhibition known. The method was improved by addition of two shots of flashes, to allow the determination of the variation of the speed. The pictures, then, are digitized in a graphic software and the values obtained are interpolated through the Kriging interpolation method. The photographic method is a spatial function. With the photographic method may be determined the following parameters: RMS value, self-correlation function and spectrum. The results obtained may provide the quantitative comparison between the self-correlation function and spectrum; and also the relation between the re-aeration coefficient, 'K IND.2', and the RMS value, that are obtained through the probe and the picture