A constante emissão de CO2 na atmosfera devido a fontes antropogênica despertou uma preocupação crescente em função da sua atuação no efeito estufa. Um número crescente de metodologias para redução da concentração deste gás na atmosfera vem sendo proposta e uma alternativa atrativa é a da inserção do CO2 em anéis epóxidos para formação de carbonatos cíclicos. Apesar de já existirem inúmeros trabalhos a respeito destas reações, o mecanismo pelo qual elas ocorrem não está completamente esclarecido. Neste trabalho é apresentado o estudo mecanístico da cicloadição de CO2 em diferentes epóxidos catalisada por líquidos iônicos haletos de alquil-imidazólios, CnMIm X (n = 1, 2, 3, 4 e X = Cl, Br, I), através da Teoria do Funcional da Densidade empregando-se o funcional !B97X-D e o conjunto de base 6-31G(d,p) e LanL2DZ (somente para o I). Propuseram-se duas rotas distintas para o mecanismo, uma composta por três etapas e outra composta por somente duas etapas. Ambas as rotas tiveram a primeira etapa como sendo a mais energética e correspondendo à abertura do anel epóxido e mostraram ser competitivas entre si energeticamente. Esta etapa mostrou depender de ambos cátion e ânion do catalisador para ocorrer, onde uma ligação de hidrogênio não clássica com o H2 do imidazólio aparece no estado de transição. Verificou-se que no geral a energia de ativação da reação diminui com o aumento da cadeia alquílica do cátion imidazólio assim como diminui com o aumento do caráter nucleofílico do haleto (Cl > Br > I). O substituinte do anel epóxido também exerce influência sobre a energia de ativação da reação, porém não há uma tendência bem definida. Constatou-se que o sítio mais favorável para ataque nucleofílico é o carbono não substituído do anel epóxido tanto pela diferença de energia quanto por análise de índices de reatividade de Fukui e de interações não covalentes. Uma análise de 14 funcionais da densidade e do método perturbativo de segunda ordem MP2 em comparação ao método composto G4MP2 revelaram a forte dependência das energias de ativação com o método empregado. Através de cálculos de dinâmica molecular clássica foi possível estudar dinamicamente o sistema brometo de 1-butil-3-metil imidazólio, o óxido de estireno e o CO2 e notou-se a formação de duas fases com a presença de uma interface. Adicionalmente, observou-se que a probabilidade da reação ocorrer no bulk do líquido iônico é maior, pois a proporção catalisador/substrato é maior nesta região. Por meio da dinâmica molecular de Born-Oppenheimer constatou-se que o anel epóxido também pode ser ativado através de interações com os hidrogênios H4 e H5 do anel imidazólio. / The constant emission of CO2 into the atmosphere due to anthropogenic sources has generated a growing concern regarding the greenhouse effect. Many methodologies to reduce the atmospheric CO2 concentration have been proposed and an alternative is the insertion of CO2 into epoxides to form cyclic carbonates. Although there are a lot of studies in this area, the reaction mechanism by which they occur is still unclear. In this work the cycloaddition mechanism of CO2 into different epoxides catalyzed by alkyl-imidazolium halide ionic liquids, CnMIm X (n = 1, 2, 3, 4 e X = Cl, Br, I), is presented. Density Functional Theory in conjunction with the functional !B97X-D and 6-31G(d,p) and LanL2DZ (for I atoms) basis sets were employed. Two distinct routes were proposed for the mechanism: one composed of three steps and another composed by only two steps. Both routes showed that the first step regarding the epoxide ring opening is the determined one and they are energetically competitive with each other. This step depends on both cation and anion from the catalyst to proceed through a non-classical hydrogen bond in the transition state. It was found that the activation energy decreases with the chain length of the alkyl group from the imidazolium ring as well as with the nucleophilic character of the halide (Cl > Br > I). The epoxide ring substituent also exerts influence on the activation energy of this reaction, but there is no well defined behaviour. The most favourable site for nucleophilic attack is the non-substituted epoxide ring carbon as was shown by the reaction energy difference and through reactive Fukui index and non-covalent interaction (NCI) analysis. 14 exchange-correlation density functionals were investigated and compared to the well established second order perturbation theory (MP2) method and G4MP2 composite method. One found out that the activation energies strongly depends on the chosen method. Through classical molecular dynamics it was possible to study the system 1-butyl-3-methyl-imidazolium bromide together with styrene oxide and CO2 e the formation of two phases with the presence of an interface was observed. Additionally, it was shown that the probability of the reaction to occur in the ionic liquid bulk is bigger because the catalyst/substrate proportion is bigger in this region. Born-Oppenheimer molecular dynamics was used to prove that the H4 and H5 hydrogen atoms from the imidazolium ring may interact with the oxygen atom from the epoxide and activate the C–O bond for the reaction to proceed.

Este trabalho objetiva fazer uma análise do processo de trefilação através do uso de simulação computacional e avaliar a influência de variáveis do processo como lubrificante (coeficiente de atrito) e ângulo de fieira, bem como, verificar a eficácia da simulação na previsão de força, de temperatura e das tensões residuais. Foi realizado um trabalho experimental que envolveu a determinação do coeficiente de atrito através do ensaio do anel e a determinação das curvas de escoamento que foram retiradas de amostras trefiladas de um processo real. Efetuaram-se os cálculos das tensões do processo usando dados de curvas de escoamento e equações da literatura, posteriormente realizaram-se simulações computacionais que foram comparadas aos resultados obtidos através dos cálculos. Também se usou, adicionalmente, a simulação otimizada para avaliar as tensões residuais a fim de averiguar estes resultados de tensões residuais, comparando-os com resultados experimentais obtidos via difração de nêutrons para as mesmas barras que foram extraídas do processo industrial. Observou-se que a curva de escoamento do material é determinante para a obtenção de resultados confiáveis. A simulação foi boa para a estimativa da força, mas ainda apresenta limitações quanto à previsão de tensões residuais. / This paper aims to analyze the drawing process using simulation and evaluate the influence of process variables such as lubricant (friction coefficient) and angle of die as well as verify the effectiveness of simulation to preview the drawing force, temperature and residual stresses. Experimental work was carried out involving the determination of friction coefficient by means of the ring test and determination of flow curves by compression tests. The calculations of the stress of the process using data from the flow curves and equations from the literature have been carried out. Later on the experimental results were compared to the simulated results. It was also used in addition, the optimized simulation to evaluate the residual stresses and the results were then compared with experimental results obtained by neutron diffraction for the same bars that were extracted from the industrial process. The results are very influenced by the flow stress curve chosen. The simulation was satisfactory for the estimation of the drawing force but must be improved for a better estimation of residual stresses.

O presente trabalho apresenta a modelagem do escoamento de ar sobre um terreno complexo empregando, e comparando os resultados, três programas comerciais de previsão de potencial eólico, WaSP, Meteodyn WT e WindSim. Por se tratar de um modelo simplificado, o programa WaSP nem sempre é adequado para previsão de energia em terrenos muito complexos pois não é capaz de prever turbulência, separação de escoamento e efeitos de estabilidade existentes neste tipo de terreno. Para que se consiga modelar a turbulência existente de maneira mais coerente, utilizam-se programas de mecânica dos fluidos computacional como o Meteodyn WT e o WindSim que modelam o escoamento através das equações médias de Reynolds. A finalidade do estudo é identificar a capacidade de previsão das velocidades de vento por meio de cada um dos programas em um parque eólico localizado na Chapada da Diamantina, tendo em vista que a correta previsão da produção de energia depende de um entendimento correto e detalhado dos recursos disponíveis. Avaliando apenas condição atmosférica neutra e comparando os resultados obtidos, conclui-se que o programa WindSim obteve o menor erro na estimativa da velocidade do vento, -3,7% quando comparado aos outros programas WaSP e Meteodyn, -5,1% e -6,5% respectivamente. O maior erro de aproximação foi obtido pelo programa WaSP, +11% quando comparado aos outros programas Meteodyn e WindSim, +10,6% e +7,9% respectivamente. Para o programa Meteodyn foram avaliados casos com diferentes condições de estabilidade, o erro máximo e mínimo foi de +10,6% e -6,5%, respectivamente em atmosfera estável, mantendo-se elevado. O programa WindSim permite a alteração de variáveis que são fixas no Meteodyn e também a simulação dos efeitos de estabilidade através da inclusão da equação de energia inicializada através do comprimento de Monin-Obukhov o que, implicou em uma melhora significativa nos resultados obtidos e em um maior tempo computacional. O erro, menor e maior, apresentado pelo programa WindSim foi reduzido a, -1,8% e +4,4% respectivamente. Destaca-se que as conclusões obtidas se aplicam ao caso estudado. / This work studies the air flow modeling over a complex terrain using and comparing the results of three commercial programs that estimates the wind field in a site: WaSP, Meteodyn WT and WindSim. Being WAsP a simplified model, it is not always suitable to estimate the flow in complex terrain because it is not able to predict the turbulence, flow separations and stability effects present in these kind of terrains. To model the existing turbulence two computational fluid mechanics programs i.e. Meteodyn WT and WindSim, which models the flow through the Reynolds Averaged Navier-Stokes equations have been used. This study aims to identify the wind speed predictive capacity of each program in a windfarm located on Chapada da Diamantina, as a correct production prediction depends on a correct estimation of the wind field. Evaluating only neutral atmospheric setup and comparing it with the measures, WindSim had the lowest wind speed estimation error, -3.7% compared with WaSP and Meteodyn programs, that provided -5.1% and -6.5% respectively. The greatest error was obtained by WaSP program, +11%, followed by Meteodyn, +10.6% and WindSim, +7.9%. WindSim enables changes in some variables that are fixed in Meteodyn and enables also the simulation of stability effects through the introduction of the energy equation with a Monin-Obukhov length initialization. For Meteodyn program different stabilities were evaluated, but the results obtained were not satisfactory. The maximum and minimum error were reduced to +10.6% and -6.5%, respectively, in stable atmosphere. Due to the specific site studied conditions the simulation of stability effects resulted in a significant improvement in the results even though a larger computational time. Enabling the energy equations setting up stable atmospheric stability, both WindSim errors are reduced to -1.8% and +4.4% respectively. It is noteworthy that the conclusions apply to the case studied.

A tese apresenta um panorama global e atual da inserção da motocicleta em países representativos dos sete continentes, com ênfase no Brasil. Para isso, foram feitas análises sobre quatro elementos da realidade da motocicleta no mundo: (i) a propriedade, analisada através dos dados das frotas mundiais; (ii) os diferentes usos das motocicletas; (iii) os acidentes com motociclistas, através de uma reflexão sobre dados de acidentalidade, suas consequências para a sociedade e possíveis intervenções; (iv) as práticas de operação das motocicletas empregadas em algumas cidades do mundo. Após, foi proposto o desenvolvimento de procedimentos padronizados para a coleta de dados na identificação do corredor virtual e a criação de um método para análise desses corredores, quanto as suas diversas características. O método proposto incorpora análises quantitativas e qualitativas da operação da motocicleta em corredor virtual. Foram escolhidos como parâmetros para a criação do método alguns elementos físicos para caracterizar o corredor virtual, como velocidades praticadas pelas motocicletas ao estarem operando no corredor, acelerações, desacelerações e larguras do corredor virtual. Foi realizada, também, uma análise observacional do comportamento de cada motocicleta pesquisada, com ênfase nas particularidades dos movimentos. A aplicação do método envolveu a análise de dados coletados na cidade de Porto Alegre, Rio Grande do Sul. Na aplicação do método, os resultados mostram que a velocidade média adquirida pela motocicleta não depende somente da variável largura do corredor virtual. Também identificam as larguras mínimas e máximas usadas pelos motociclistas nos corredores virtuais, nos ambientes estudados. O estudo de caso mostrou que a aplicação do método proposto é simples, sendo possível a sua transferência a outras realidades brasileiras. / This thesis presents a global and current overview of the insertion of motorcycle in representative countries of the seven continents, with an emphasis on Brazil. For that, four elements about reality’s motorcycle in the world were analyzed: (i) ownership, analyzed through the data of world fleet; (ii) the different uses of motorcycles; (iii) accidents involving motorcyclists, its consequences for society and interventions possible; (iv) operation practices currently in place in some cities of the world. Beyond that, it was development standardized procedures to collection data that identified the lane sharing and was created a method to analyzing these lanes, about its some characteristics. The method analyzed quantitative and qualitative data around the motorcycle’s operation on a lane sharing, and the parameters used were some physical elements to characterize the lane sharing, as speeds practiced by the motorcycles in operation in the corridor, accelerations, decelerations and widths of the lane sharing. Was also performed an observational analysis on the behavior of each motorcycle researched, with emphasis in a particularities of the movements. The model was applied based on data collect in the city of Porto Alegre, Rio Grande do Sul. The results showed that the average speed acquired by motorcycle not depends only on the width of the lane sharing. Also identified the minimum and maximum widths used by motorcyclists in lane sharing in the study’s place. The case showed that the application of the proposed method is simple, and may be transferred to other Brazilian’s realities.

Este trabalho é um estudo da aplicação de um sistema que utiliza a cogeração para hotéis localizados na cidade de Porto Alegre, RS, Brasil. Foi analisada a implantação desse tipo de sistema, também chamado de CHP (Combined Heat and Power), de um ponto de vista econômico e energético. A questão econômica foi determinada pela viabilidade através de métodos de análise quantitativa, neste caso, dando enfoque ao tempo de retorno do investimento. Para a análise energética foi realizado o estudo dos consumos e demandas anuais da operação do prédio através da ferramenta de simulação térmo-energética de edificações. O software escolhido foi o EnergyPlus. Essas análises, energéticas e econômicas, foram realizadas através de uma comparação entre o hotel sem o sistema de CHP e o hotel com o sistema de CHP. O hotel hipotético simulado foi definido através de um levantamento de informações a respeito do desempenho energético de hotéis que funcionam em Porto Alegre. Além dos estudos energéticos e econômicos, foram realizadas variações em parâmetros do hotel para tentar abranger uma série de possíveis cenários e verificar suas viabilidades econômicas. Foi visto que a cogeração pode trazer redução de custo operacional mesmo não tendo um menor consumo energético anual. Em alguns cenários o tempo de retorno do investimento apresentou valor abaixo dos seis anos, sendo considerado como uma boa opção de investimento. / This work is a study of the application of a CHP (Combined Heat and Power) system in hotels built in the city of Porto Alegre, RS, Brazil. This system was analyzed from an economic and energetic point of view. The economic matter on its viability perspective was determined through quantitative methods, in this case, with the focus on the time frame for the investment's return. For the energetic analysis, a annual energy consumption and demand study was performed utilizing a whole-building energy model with computer simulation. The chosen software was EnergyPlus. The analyses, energetic and economic, were performed through a comparison between the hotel without the CHP system and with the CHP system. The hypothetic simulated hotel was determined by a data survey on the energetic performance of hotels build in Porto Alegre. In addition to the energetic and economic studies, some parametric variations to the hotel were made to include a series of possible scenarios and check their economic viability. It was observed that the CHP can provide some operational cost reductions even without presenting a lower annual energetic consumption. In some scenarios, the time to return the investment showed figures lower than six years, being considered a good investment option.

Crescem de forma bastante acelerada as discussões sobre o fato dos concretos fornecidos nas obras brasileiras não estarem atingindo a resistência à compressão especificada nos projetos estruturais, os ditos concretos não conformes. Neste contexto, analisar de forma detalhada os fatores e processos que levam a não conformidade no atendimento aos parâmetros especificados em projeto surge como uma importante questão no âmbito da construção civil do país. Neste trabalho são discutidos os procedimentos adotados na avaliação da qualidade do concreto produzido e aplicado nas obras brasileiras. Também são analisados os fatores que interferem nos resultados da resistência à compressão do concreto, bem como são avaliadas as repercussões proporcionadas por estes no controle tecnológico do material. A influência dos casos de não conformidade no atendimento da resistência à compressão do concreto especificada em projeto no nível de segurança estrutural também é avaliada através do valor do índice de confiabilidade (B). A confiabilidade foi avaliada para o caso de pilares dimensionados de acordo com a NBR 6118 (ABNT, 2014), uma vez que do ponto de vista do risco estrutural e importância de fc, estes são os elementos mais suscetíveis a problemas. A simulação do comportamento dos pilares e consequente determinação da carga de ruptura foram realizadas através de um modelo numérico baseado no Método dos Elementos Finitos, tendo sido consideradas as não linearidades física e geométrica. O método de Monte Carlo e o método FORM foram adotados para a determinação de . O modelo computacional utilizado foi apresentado e sua validação realizada de forma satisfatória através da comparação com resultados experimentais determinados por diversos pesquisadores. Além da resistência à compressão do concreto, inúmeras outras variáveis envolvidas no comportamento estrutural dos pilares foram avaliadas, seguindo modelos propostos por outros autores e através de resultados obtidos ao longo do trabalho. Os resultados mostram que, nos casos de verificação de não conformidades do concreto entregue, inúmeros fatores devem ser observados na busca de uma avaliação segura do real nível de comprometimento da segurança estrutural; sob o ponto de vista de evitar desnecessários conflitos entre as partes envolvidas ou, no caso contrário, gerar falsa sensação de segurança. / The discussion about the fact that the concrete provided by concrete companies for the Brazilian work sites is not reaching the compressive strength specified in the structural design is growing rapidly. These are the so-called non-compliant concretes. In this context, a detailed analysis of the factors and processes that lead to non-compliance emerges as an important issue in the Brazilian construction industry. This thesis discusses the procedures used in the quality control of concrete produced and used in Brazilian work sites. The factors that influence the results of the compressive strength test of concrete, as well as their repercussion on the material quality control were also analyzed. The influence of non-compliance on the compressive strength specified in the design on the structural safety level was evaluated through the reliability index (B).The reliability of columns designed according to NBR-6118 (ABNT, 2014) was assessed. These elements are the most susceptible to problems from the point of view of concrete non-compliance. A numerical model based on the Finite Element Method was used to carry out the simulation of columns behavior and the consequent determination of their load capacity. In this method, the material and geometric non-linearities are considered. The Monte Carlo method and the FORM method were adopted for the determination of the reliability index (B). The computer model used was presented and validated by comparison with experimental results obtained by different researchers. Besides the compressive strength of concrete, numerous other variables involved in the structural behavior of colunms were evaluated, such as load eccentricity, reinforcement ratio, live to dead load ratio and column slenderness. The results show that, in cases of concrete non-compliance, numerous factors must be observed in the search for a reliable estimation of the actual impact to the structure safety level. This is important from the point of view of avoiding unnecessary conflicts between the parties and, on the other hand, generating false sense of security.

Este trabalho tem por objetivo principal propor uma sistematização de procedimento para a realização de Reproduções Simuladas Virtuais dos Fatos (RSF 3D). Dentre os objetivos específicos, buscou-se analisar processos criativos do Design de produto quanto à aplicabilidade destes na técnica pericial dos exames de Reprodução Simulada dos Fatos (RSF) e comparar estes processos de Design com técnicas de RSF, juntamente com as de animações forenses. Também se buscou sistematizar um procedimento baseado em análises comparativas de processos de Design, RSF e animações forenses para que fosse possível aplicar o procedimento proposto e comparar os resultados obtidos com o procedimento tradicional de RSF e o de RSF 3D a fim de ser verificada a aplicabilidade deste procedimento. Para tanto, a fundamentação teórica abordou temas como Design e Criminalística. Da área do Design foram estudados os fundamentos de Design contra o crime e suas aplicações em Criminalística bem como foram abordados alguns dos principais processos de projeto de produto. Da Criminalística, as pesquisas foram focadas nos fundamentos da perícia criminal, nos processos existentes para a realização de exames de RSF e de animações forenses. O assunto de animações forenses foi pesquisado, também, quanto as suas origens e recomendações adotadas pela justiça Norte-Americana, tidas como parâmetro de aceitação naquele país para animações computadorizadas em processos judiciais. Foi feito um levantamento das metodologias de animação forense já publicadas juntamente com alguns casos de aplicação realizados pela autora ao longo de oito anos atuando no IGP-RS enquanto perita criminal. A metodologia deste trabalho consistiu na seleção de um processo de Design que melhor atendesse aos fundamentos de perícia criminal aplicados aos exames de reprodução simulada dos fatos. Este método de Design adotado norteou a proposta do procedimento de realização de reproduções simuladas dos fatos tridimensionais, o qual foi criado a partir da sistematização dos processos de RSF e de animações forenses pesquisados. A sistematização de procedimento proposta foi submetida a um teste de verificação de aplicabilidade que consistiu na aplicação das etapas partindo-se de um caso de RSF atendido pela autora. O teste obteve sucesso em sua avaliação, a qual consistiu na comparação do exame realizado com o resultado obtido e, também, no atendimento aos quesitos de avaliação de RSF 3D propostos nesta pesquisa. O procedimento proposto revelou novas possibilidades de exames para os casos de RSF e, consequentemente, novos tipos de conclusões periciais. Com isso, verificou-se que o Design virtual pode cumprir um importante papel social, contribuindo para a elucidação de crimes. / The main objective of this paper is to propose a procedure systematization to make a simulated virtual reproduction of facts (SRF 3D). As specific objectives, we aimed to analyze the creative processes of the product's Design concerning their applicability in the forensic technique of simulated reproduction of facts (SRF) exams and compare these processes of Design to SRF techniques as well as to forensic animation techniques. We also aimed to systematize a procedure based in comparative analysis of Design processes, SRF and forensic animation to make possible the application of a proposal procedure and the comparison of the obtained results with the traditional procedure of SRF and SRF 3D to finally verify the applicability of this procedure. Therefore, the theoretical foundations have presented topics such as Design and Criminalistics. Concerning Design, the fundamentals of design against crime and its application in criminalistics were studied, as well as some main processes of the product's project. In Criminalistics, the researches focused in the fundamentals of forensics, in the existing processes to perform examination of simulated reproduction of facts and forensic animations. The subject forensic animation was also researched about its origins and the recommendations adopted by the U.S. justice, which are taken as parameter for acceptance in the country for computer animation in lawsuits. A research concerning already published forensic animation methodologies was conducted as well as some application cases made by the author over the eight years working in the IGP-RS as forensic expert. This paper's methodology is based in the selection of a Design process that better attend to the fundamentals of forensics applied to the exams of simulated reproduction of facts. The Design method used has guided the procedure proposal of performing tridimensional simulated reproduction of facts, which was created based on the systematization of the SRF and forensic animation processes researched. The proposed procedure systematization was subjected to a test for verification of applicability, that consisted in the application of the steps from a SRF case in which the author worked as a forensic expert. The test was successful in its evaluation, that consisted in comparing the exam with the result and, also, by the meeting of the requirements of the evaluation SRF 3D proposed in this research. The proposed procedure has revealed new possibilities of exams to the cases of SRF and, consequently, new types of forensics conclusions. With this, it was found that the virtual Design can accomplish an important social role, contributing to the solving of crimes.

Submitted by Irene Nascimento (irene.kessia@ufpe.br) on 2016-10-04T19:09:24Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) tese mariana viana para BC revisado profa Rita.pdf: 5880006 bytes, checksum: 58b21f8952495e3aba8663b4efa5c48c (MD5) / Made available in DSpace on 2016-10-04T19:09:24Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) tese mariana viana para BC revisado profa Rita.pdf: 5880006 bytes, checksum: 58b21f8952495e3aba8663b4efa5c48c (MD5) Previous issue date: 2016-02-12 / Capes / O câncer de mama desenvolve-se de maneira silenciosa, podendo levar a óbito se não for tratado em sua fase inicial. Por este motivo, é necessário desenvolver técnicas para sua detecção precoce. A carcinogênese altera a temperatura dos tecidos na região afetada e o uso da simulação computacional calcula como ocorre tal fenômeno. A imagem por infravermelho é capaz de indicar a distribuição superficial de temperatura e a comparação destes valores com os cálculos obtidos na simulação computacional é uma ferramenta promissora para a detecção precoce do câncer de mama. O objetivo desta tese é construir a geometria substituta tridimensional (3D) da mama feminina a partir de imagens por infravermelho da paciente. Isso possibilita o cálculo da distribuição de temperatura através de software de dinâmica dos fluidos computacional (CFD – Computational Fluid Dynamics). O corregistro de uma prótese mamária externa aos contornos da paciente modelou a superfície da geometria tridimensional da mama. No interior dessa geometria existem os lóbulos mamários, os ductos lactíferos, o tecido adiposo da mama e a lesão conforme indicado no exame de ultrassonografia da paciente. Um software de CFD realizou o preparo da geometria e subsequente cálculo da distribuição de temperatura na mama. Um estudo de caso verificou o impacto da inserção das estruturas citadas na geometria substituta. O erro entre as temperaturas máximas indicadas pela imagem por infravermelho das pacientes na região da pele sobre a anomalia e a temperatura máxima alcançada no cálculo de temperatura sobre a região correspondente na geometria substituta foi de 0,20%. A geometria 3D aqui apresentada adequa-se aos contornos de cada paciente e é mais próxima da mama real do que a geometria substituta 3D obtida pelo escaneamento de próteses mamárias externas e outras apresentadas na literatura técnica. Além disso, a geometria desenvolvida permitiu o cálculo de temperatura nos casos em que não era possível com a geometria anteriormente utilizada. / Breast cancer develops silently and can lead to death if not treated in its early stages. For this reason, it is necessary to develop techniques for its early detection. The carcinogenesis changes the temperature of the tissue in the affected area, the use of computer simulation to evaluate how such a phenomenon occurs. The infrared image can indicate the surface temperature distribution, and the comparison of these figures with the calculations obtained in a computer simulation is a promising tool for early detection of breast cancer. The purpose of this thesis is to build three-dimensional (3D) surrogate geometry of the female breast from infrared images of the patient. It allows the calculation of the distribution of temperature through Computational Fluid Dynamics (CFD) software. The breast prosthesis co-registration to the contours of the patient modeled the external surface of the 3D geometry of the breast. Within this geometry, there are mammary lobules, lactiferous ducts and adipose tissue of the breast and the lesion as indicated in the ultrasound examination of the patient. CFD software performed the preparation of the geometry and subsequent calculation of the breast temperature distribution. A case study verified the impact of the insertion of such structures in the surrogate geometry. The error between the maximum temperature indicated by the infrared image of the patient in the area of the skin over the abnormality and the maximum temperature achieved in the temperature calculation in the corresponding region in the surrogate geometry were 0.20%. The 3D geometry presented here fits the contours of each patient, and it is closer to the real breast than the surrogate 3D geometries acquired by the scanning of external breast prostheses and others ones presented in the technical literature. Furthermore, the modeled geometry allowed the temperature calculation in cases where it was not possible with the geometry that was previously used.

Orientadores: Antonio Jose de Almeida Meirelles, Roberta Ceriani / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenahria de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-12T23:20:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Taham_Thiago_M.pdf: 2455225 bytes, checksum: c1d9574336bac7f84b970238a9896a58 (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: A etapa de desacidificação por via física deve ser delineada de forma a aproveitar a grande diferença na volatilidade dos compostos indesejáveis e do óleo neutro sob altas temperaturas e vácuo, sem causar danos importantes aos nutracêuticos, sem produção excessiva de ácidos graxos trans e sem perda elevada de óleo neutro. Aprimorar as condições operacionais desta importante etapa do refino de óleos vegetais é um assunto relevante atualmente. Neste sentido, o uso de ferramentas computacionais na análise dos efeitos das variáveis de processo e da variabilidade da matéria-prima na qualidade do produto final torna-se bastante interessante. No entanto, a modelagem matemática de sistemas químicos complexos, como os óleos vegetais, demanda o levantamento de uma grande variedade de propriedades físicas e métodos preditivos, cuja acurácia pode ser questionada. Dentro deste contexto, o presente trabalho investigou experimentalmente o processo de desacidificação por via física em batelada de sistemas-modelos graxos de composição conhecida (triacilgliceróis + ácidos graxos + tocoferol), seguindo planejamentos fatoriais, e validou os resultados finais das respostas de interesse, acidez final, concentração de nutracêuticos e perda de óleo neutro, gerados por simulação computacional nas mesmas condições de processo. Os desvios médios encontrados foram satisfatórios e comprovaram a capacidade da ferramenta de simulação de prever os valores finais próximos dos reais / Abstract: The steam deacidification step must be designed in order to take into account the high difference in the volatility of undesirable compounds and the neutral oil under high temperatures and vacuum, without causing damage to nutraceutical compounds, excessive production of trans fatty acids and neutral oil loss. To improve the process conditions of this important stage of vegetable oils refining is a relevant topic nowadays. Thus, using computacional simulation in the effect analysis of the process variables and the variability of raw material in the final product quality becomes relevant. However, the mathematical modeling of complex chemical systems, such as edible oils, requires knowledge of a wide variety of physical properties and predictive methods, whose accuracy can be questioned. This work studied experimentally the steam deacidification process of fatty model-systems with known composition (triacylglycerol + fatty acids + tocopherol), following experimental designs, and tried to validate the results responses of interest (final acidity, neutral oil loss and nutraceutical content), generated by computational simulation under the same process conditions. The mean deviation was satisfactory and showed the computational simulation ability to predict final results close to the real ones / Mestrado / Mestre em Engenharia de Alimentos

Orientadores: Antonio Jose de Almeida Meirelles, Roberta Ceriani / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-12T23:42:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silva_SimoneMonteiroe_M.pdf: 2957959 bytes, checksum: f87550c181a2c8385702e38ac3b23215 (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: O óleo de buriti (Mauritia flexuosa), obtido do fruto de uma palmeira nativa do Brasil, é uma fonte rica em b-caroteno e tocoferóis. Sua alta acidez (geralmente superior a 2,0%, expressos em ácido oléico), em conjunto com seus baixos teores de fósforo (10 mg/kg), torna interessante o seu refino por via física. Dessa forma, o objetivo deste trabalho é estudar a desacidificação por via física do óleo de buriti, visando manter os compostos nutracêuticos. Na primeira fase deste trabalho foi avaliada variabilidade do óleo de buriti de diversas procedências, pois o valor nutricional do óleo bruto pode variar com a sazonalidade e também com o processo de extração. Foi verificado que os óleos obtidos artesanalmente possuem maior valor nutracêutico. Entretanto, eles não são produzidos em larga escala, e em quantidades suficientes para a utilização comercial. Por isso foi utilizado um blend formado por um óleo de buriti artesanal obtido em uma feira popular e um industrial adquirido da empresa BERACA-SABARÁ. A utilização desse blend foi a melhor combinação entre qualidade e quantidade. O blend de óleo de buriti foi completamente caracterizado em termos da composição em ácidos graxos, classes de acilgliceróis e características físico-químicas. Estas análises, além de permitir conhecer de fato o sistema em estudo, tornam possível a modelagem e simulação dos experimentos. Os experimentos de desacidificação foram realizados no desodorizador em batelada desenvolvido pelo grupo de pesquisa juntamente com a empresa MARCONI, seguindo planejamento fatorial completo com duas variáveis independentes, sendo elas temperatura e vazão de vapor. Foram retiradas amostras após 30 e 60 minutos de stripping, obtendo dois planejamentos. Em cada uma das amostras de óleo foram realizadas análises de acidez. Também foram determinados teor de carotenóides e tocoferóis totais por HPLC, seguindo metodologia desenvolvida durante este trabalho. Foram recolhidas as fases aquosas e oleosas do destilado, e determinadas acidez e teor de água. Estas análises possibilitaram a determinação por diferença da perda de óleo neutro no destilado e a realização de balanços de massa para averiguar a qualidade dos experimentos. Os dados experimentais foram comparados com os obtidos por um programa de simulação computacional desenvolvido no grupo de pesquisa, utilizando o software MatLabè, que descreve a desodorização em batelada. A desacidificação por via física se mostrou um processo interessante para reduzir a acidez do óleo de buriti. Para isso, deve-se priorizar a utilização de altas vazões de vapor para o óleo de buriti, pois minimiza a degradação de carotenos e a perda de tocoferóis. A simulação computacional desenvolvida foi eficiente na predição da acidez e tocoferóis no óleo final, e apresenta uma boa perspectiva auxiliar na melhora da qualidade do óleo final, através da definição dos parâmetros do processo de acordo com a matéria-prima e a especificação do produto final / Abstract: Buriti oil (Mauritia flexuosa), obtained from the fruit of a palm tree native to Brazil, is a rich source of b-carotene and tocopherols. Its high acidity (usually above 2.0%), in conjunction with their low levels of phospholipids (below 10 ppm), enables buriti oil to physical refining. This work aimed to investigate the physical refining of buriti oil maintaining nutraceuticals compounds. At the first step, the variability of oil from different proveniences was evaluated, because the nutritional value of crude oil may vary with the seasonality and also with the extraction process. It was found that the artisanal oils have greater nutraceutical value. However, they are not produced in large scale, and in sufficient quantities for commercial use. So we used a blend formed by an artesanal buriti oil obtained at a popular market and an industrial, acquired from BERACA SABARA company. The use of this blend was the best combination of quality and quantity. The blend of buriti oil has been completely characterized in terms of fatty acids composition, classes of acilglycerides, and physical and chemical characteristics. These analyses allows the study of a well know system and to make the modeling and simulation of the experiments. The experiments were conducted in batch deodorizer developed by the research group in cooperation with MARCONI Company, following a full factorial experimental design with two independent variables, which are temperature and steam flow rate. Samples were removed after 30 and 60 minutes of stripping, getting two plans. Acidity was determined in the samples of oil. Carotenoids and tocopherols content was determined by HPLC, following methodology developed during this work. The aqueous and oily phases of distillate were collected, and its acidity and moisture content was determined. These analyses allowed the determination of neutral oil loss in distillate by difference and to make mass balances to assure the quality of the experiments. Experimental data were compared with those obtained by a computer simulation program which describes a batch deodorizer, developed in the research group, using the software MatLab è. The physical refining was an interesting process to reduce the acidity of the buriti oil. For this, it should prioritize the use of high flow of steam to the buriti oil, because it minimizes carotenes degradation and tocopherols loss. The simulation was efficient in predicting the acidity and tocopherols in the final oil, and gives a good perspective to help the quality of the final oil improving, by defining the process parameters according to raw material and final product specification / Mestrado / Mestre em Engenharia de Alimentos