Marine Renewable Energy (MRE) is a promising source of energy for the future. However, it is still under development and many challenges need to be overcome to develop competitive solutions. While the design of the station keeping system of traditional offshore oil and gas structures is driven mainly by their low frequency motions, MRE devices are installed at nearshore locations and move dynamically. Because of these criteria, MRE mooring systems require novel mooring systems and associated standards. MRE mooring standards need to take into account the highly dynamic behaviour of these systems, which can lead to large mooring loads. The nature of these loads needs to be investigated to improve the confidence in mooring design and to improve cost-effectiveness. The aim of this thesis is to develop the understanding of peak mooring loads on highly dynamic mooring systems, in particular, the environmental conditions associated with the loads. In addition, preliminary research into the response of the mooring systems to environmental conditions is presented. Both field tests and tank tests have been conducted. Field tests give insight into the behaviour of a dynamic mooring system in real sea conditions. Measuring the mooring loads and the environmental conditions - wave, and current if available – for several months, a methodology has been developed to detect peak mooring loads and identify the associated environmental conditions in order to compare them with the environmental conditions recorded throughout the field tests. The principal finding is that peak mooring loads occur for sea states with large but not always the highest significant wave height HS. The understanding of the effect of tidal conditions on peak mooring loads requires further work. A tank test of a dynamic mooring system in moderate sea states has been conducted to observe the dynamic behaviour of the mooring system. Tank tests enable detailed observations of the dynamic behaviour of a system in a well controlled environment and allow the calibration of a numerical model. The model can be used to investigate separate physical parameters. The results from this thesis will assist in the development of specific standards for MRE mooring systems. These standards are essential for the evolution of the MRE industry.

Este estudo foi motivado pela necessidade de se tratar o excesso de vazão afluente às estações de tratamento de esgoto, que ocorre em dias de chuvas intensas. A hipótese central deste estudo é a de que a adoção de processo físico-químico para o tratamento de esgoto excedente diluído, pode ser vantajosa em relação ao aumento da capacidade com a ampliação dos sistemas exclusivamente biológicos. A pesquisa foi desenvolvida na ETE Martim de Sá da SABESP, localizada em Caraguatatuba/SP, onde o esgoto é tratado por lodos ativados em bateladas sequenciais. Estudou-se a variação da vazão de esgoto afluente na época de chuvas, bem como o funcionamento das bateladas. Além disso, foi avaliado o emprego da coagulação, floculação e sedimentação em decantador laminar para tratar o excesso de vazão com aplicação de sulfato de alumínio, cloreto férrico e polímero catiônico em uma estação piloto, após a realização de ensaios em escala de bancada em aparelho de Jar Test. O monitoramento da vazão afluente mostrou que em dias de chuvas e com ocorrência de desvios, a vazão máxima foi 220 L/s, ou seja, até 6 vezes maior que a vazão média de tempo seco. Para esta situação, o processo físico-químico pode tornar-se uma alternativa promissora, devido à sua capacidade de trabalho sob altas vazões em instalações de menor porte. Nos ensaios para se avaliar o tratamento físico-químico utilizou-se esgoto bruto pertencente a duas faixas de DBO: 50 e 100 mg/L e taxa de aplicação superficial no decantador de 76,82 m³ / m² / dia. A melhor dosagem de produto químico utilizada para tratar o esgoto bruto da faixa de DBO igual a 50 mg/L foi 40mg/L de cloreto férrico mais 0,5mg/L de polímero catiônico resultando em efluentes com DBO média de 26mg/L. Para o esgoto bruto da faixa de DBO igual a 100 mg/L a melhor dosagem foi a de 60mg/L de cloreto férrico, com DBO média dos efluentes igual a 44mg/L. Para esta faixa de trabalho é recomendável prever a aplicação de polímero. Por esta pesquisa concluiu-se que é possível atender aos limites legais de qualidade do esgoto tratado com o emprego do tratamento físico-químico, além disso produziu elementos importantes para subsidiar a avaliação econômica para a implantação desta tecnologia em paralelo ao sistema de lodo ativado nas situações de sobrecarga hidráulica. No entanto, a análise do fluxograma do funcionamento da estação com o processo de lodos ativado em bateladas, indicou que é possível efetuar o tratamento da vazão de 220 L/s pelo processo biológico. Assim, é recomendável a implantação do tratamento físico-químico somente se, após a realização do teste em escala real do funcionamento das bateladas com a vazão de 220 L/s, o tratamento biológico não atender aos padrões estabelecidos. / This study was motivated by the need to treat high wastewater influent exceeding in sewage treatment plants, which occurs on days of heavy rain. The central hypothesis of this study is that the physical-chemical process to treat dilute sewage overflow, it can be advantageous with respect to increased capacity and expansion of biological systems. The research was conducted in ETE Martim de Sá (SABESP), located in Caraguatatuba / SP, where the sewage is treated by sequencing batch reactor. It was studied the variation of the flow of wastewater during the rainy season, and the operation of the batch. Furthermore, it was evaluated the use of coagulation, flocculation and sedimentation in plate settler with application of aluminium sulfate, ferric chloride and cationic polymer in a pilot plant, after the testing of bench scale apparatus in Jar Test. Monitoring the inflow showed that on days of rainfall and bypass, the maximum flow was 220 L/s, up to 6 times the dry weather average flow. For this situation, the physico-chemical process may become a promising alternative, due to its ability to work under high flow rates in smaller facilities. In tests to evaluate the physical-chemical treatment was used two kinds of raw sewage: 50 and 100 mg/L BOD, overflow rate used in the plated settling tank was 76.82 m³/m² / day. The best dosage of chemical used to treat the raw sewage BOD of 50 mg/L was 40 mg/L ferric chloride plus 0.5 mg/L of cationic polymer, resulting in average effluent with BOD of 26 mg/L. For the raw sewage of the range BOD of 100 mg/L, 60 mg/L ferric chloride was the best dosage with an average BOD of effluent equal to 44 mg/L. For this range of work is recommended to provide for the application of polymer. This research concluded that it is possible to comply with the legal standard of treated sewage with physical-chemical treatment, also produced evidence that can help in the economic evaluation for the implementation of this technology in parallel with the activated sludge system in hydraulic overload situations. However, analysis of the flow diagram of operation of the station with the sequencing batch reactor, indicated that it is possible to make the treatment of flow of 220 L/s by the biological process. Therefore, is recommend the implementation of physical-chemical treatment only if after the test-scale operation of the batches with the flow rate of 220 L/s, the biological treatment doesn\'t meet the established standards.

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Barro Preto WWTP has two modules of stabilizing lagoons (A and B). Module A was utilized as evidence. In other words, it did not receive cesspool and septic tank waste discharge. Module B rate was 0.20%. In order to force the system, the WWTP total flow was deviated to module B and the volumetric flow rate yielded was 0.05%. To characterize sludge yield in the Trindade-GO municipality, composite samples from six septage haulers were collected. Parameter analyses were: PH, Biological Oxygen Demand (BOD), Chemical Oxygen Demand (COD), solid series (TSS,VSS, FSS,TS,TVS,TFS), oils and grease, total Kjedhal nitrogen, amonniacal nitrogen, phosphorus and Escherichia coli. Sludge deposit bathymetry was conducted in the anaerobic lagoons and surface scum bulk was collected and quantified. To assess the interference of co-treatment in the performance of stabilizing lagoons simple samples were collected from the anaerobic, facultative and maturation lagoons. Parameters analyzed were: PH, BOD, COD, settleable solids ,total suspended solids, amonniacal nitrogen, phosphorus, oils and grease, total coliforms and E. coli. For the independent samples the t- Student test was applied in order to compare the values obtained from the lagoon effluents. In addition, results from maturation lagoons were compared with the Conama Resolution 430/2011 and the State Decree 1,745/1979.Statistically, no significant interference was observed in the co-treatment of cesspool and septic tank septage in the Barro Preto WWTP, except for settleable solids in the anaerobic lagoon effluents. Maturation lagoon effluents were in accordance with the Conama Resolution 430/2011 and State Decree 1,745/1979 requirements for analyzed parameters, with the exception of BOD, with yielded higher values in both modules over some periods of the study. The wastes from cesspool and septic tanks have characteristics similar to concentrated sewage pH raging between 5.3 and 8.4. COD/BOD ratio found was 3.92 mg.L-1, indicating that these residues are not found industries. The amount of scum collected from anaerobic lagoons was similar displaying an increase of 8% in sludge formation in the receiving lagoon. Hence, we concluded that Barro Preto WWTP is fit for the co-treatment of cesspool and septic tank septage disposal produced by the municipality of Trindade-GO. Furthermore, results show that anaerobic systems followed by facultative and maturation lagoons conforming to the same standards practiced by Barro Preto WWTP are fit to co-treat cesspool and septic tank septage. / A deficiência de sistemas públicos de saneamento básico, no Brasil, faz com que boa parte da população busque alternativas individuais, para o tratamento e a disposição final dos esgotos domésticos, como os tanques sépticos e as fossas rudimentares. Os resíduos provenientes desses sistemas individuais são, usualmente, destinados para as Estações de Tratamento de Esgoto (ETE), que não são projetadas para essa finalidade. Como consequência, observa-se a diminuição, na eficiência do tratamento dos resíduos sanitários pela ETE, que, por sua vez, leva a poluição aos recursos hídricos. Dessa forma, a presente pesquisa teve como objetivo avaliar os impactos do lançamento de resíduos de fossas e tanque séptico, em lagoa anaeróbia, seguida de lagoa facultativa e lagoa de maturação. A ETE Barro Preto possui dois módulos de lagoas de estabilização (A e B). O módulo A foi utilizado como testemunho, ou seja, não recebeu resíduos de fossa e tanques sépticos. A taxa de aplicação volumétrica, no módulo B, foi de 0,20%. Com a finalidade de forçar o sistema, toda a vazão da ETE foi desviada para o módulo B e a taxa de aplicação volumétrica foi de 0,05%. Para caracterização do lodo gerado, no município de Trindade-GO, foram coletadas amostras compostas de seis caminhões limpa-fossa. Os parâmetros analisados foram: pH, DBO, DQO, série de sólidos (SST, SSV, SSF, ST, STV, STF), óleos e graxas, nitrogênio total Kjedahl, nitrogênio amoniacal, fósforo e Escherichia coli. Foi realizado a batimetria do lodo depositado nas lagoas anaeróbias e a escuma formada na superfície das mesmas foi removida e quantificada. Para avaliar as interferências da codisposição, no desempenho das lagoas de estabilização, foram coletadas amostras simples dos efluentes das lagoas anaeróbias, das facultativas e de maturação. Os parâmetros analisados foram: pH, DBO, DQO, sólidos sedimentáveis, sólidos suspensos totais, nitrogênio amoniacal, fósforo, óleos e graxas, coliformes totais e E.coli. Para amostras independentes, foi realizado o teste t de Student, com o objetivo de comparar os valores obtidos, nos efluentes das lagoas. Além disso, foram comparados os resultados das lagoas de maturação, com a resolução Conama nº430/2011 e o Decreto Estadual nº 1.745/1979. Os resíduos de fossa e tanque sépticos dispostos na ETE possuem características de esgoto concentrado, com pH variando entre 5,3 e 8,4. A relação DQO/DBO encontrada foi de 3,92 mg.L-1, indicando que possivelmente esses resíduos não são provenientes de indústrias. Estatisticamente, não houve interferência significativa da codisposição de resíduos de fossa e tanques sépticos, na ETE Barro Preto, exceto para os sólidos sedimentáveis, no efluente das lagoas anaeróbias. Os efluentes das lagoas de maturação atenderam às exigências da resolução Conama nº 430/2011 e Decreto Estadual nº 1.745/1979, para os parâmetros avaliados, exceto para DBO que registrou valores acima do permitido, por tais resoluções, em ambos os módulos, em alguns períodos de estudo. A quantidade de escuma retirado nas lagoas anaeróbias foi similar e houve um aumento de 8% na geração de lodo na lagoa receptora. Portanto, conclui-se que a ETE Barro Preto pode ser utilizada como alternativa para a codisposição dos resíduos esgotados de fossa e tanques sépticos gerados no município de Trindade-GO. Além do mais, os resultados mostraram que em sistemas formados por lagoas anaeróbias, seguidas de facultativas e maturação, operando nas mesmas condições que a ETE Barro Preto, podem ser utilizadas para a codisposição de resíduos provenientes de fossa e tanques sépticos.

O fenômeno de injeção de vapor em tanques de alívio é de relevância no projeto de reatores de água leve, sejam eles do tipo reator de água pressurizada (PWR) ou reator de água fervente (BWR). Este fenômeno permite a rápida absorção do vapor injetado em massa de água, por meio de sua condensação, uma vez que este vapor pode conter contaminantes químicos ou radiológicos que não permitem o seu descarte diretamente no ambiente. Desta forma, facilita-se a coleta do vapor produzido por descarga de vapor da água do resfriamento do reator, radiologicamente contaminada, e evita-se o que projeto de dispositivos e equipamentos necessite considerar a elevada pressão do vapor. A rapidez com que se dá a condensação é fruto de processos físicos que ocorrem na interface de vapor e água e que ainda não possuem modelo analítico e numérico definido. Em 1972 um modelo semi-empírico foi proposto, o qual, desde então, vem evoluindo. Não obstante, até o presente momento, não há modelo definitivo que se proponha a abranger toda extensão das condições experimentais. Estes modelos são fortemente dependentes do fluxo de massa que atravessa a interface de vapor e água, entretanto, até a presente data, não há expressão que determine este fluxo de massa, de tal forma que o valor de 275 Kg/m2/s vem sendo assumido como \"representativo da ordem de grandeza do fenômeno\" até o presente momento. Neste trabalho, é proposto um método de cálculo analítico do fluxo de massa, considerando-se como premissa a isentropia da injeção, e o desenvolvimento da 1ª e 2ª leis da Termodinâmica. Ainda, o fenômeno é analisado experimentalmente, por meio da análise dos dados produzidos no experimento do Circuito Termo Hidráulico de 150 bar (Loop 150), realizado nas dependências do CENTRO TECNOLÓGICO DA MARINHA EM SÃO PAULO. Por fim, um modelo numérico em software comercial foi desenvolvido para complementar a análise. Os resultados obtidos comprovam que a formulação isentrópica do fluxo de massa corrige de maneira satisfatória o fluxo de massa constante utilizado até então nos modelos semi-empíricos. Tal comprovação se deu através de análise numérica e da confrontação com dados experimentais obtidos na literatura. / The phenomenon of vapor injection in relief tanks presents relevance in the design of light water reactors, be they of the type pressurized water reactor (PWR) or boiling water reactor (BWR). This phenomenon allows the rapid absorption of the vapor injected in a mass of water, by condensation. Since this vapor may contain chemical or radiological contaminants that do not allow its discharge directly in the environment, it must be collected. The condensation avoids the design of devices and equipment, which need to consider the high vapor pressure, and allows the vapor to be collected. The rapidity with which the condensation occurs is the result of physical processes that occur at the interface of steam and water. These processes do not yet have a defined numerical and analytical model. In 1972 a semi-empirical model was proposed, which has, since then, evolved. Nevertheless, up to the present moment, there is no definitive model that intends to cover every extension of the experimental conditions. These models are strongly dependent on the mass flow through the steam and water interface, however, up to date, there is no expression that determines this mass flow. For the sake of this, the value of 275 kg / m2 / s has been assumed as \"representative of the order of magnitude of the phenomenon\" up to the present moment. In this work, a method of analytical calculation of mass flow is proposed, considering as premise the isotropy of the injection, and the development of the 1st and 2nd laws of thermodynamics. Still, the phenomenon is analyzed experimentally, by means of the analysis of the data produced in the experiment of Loop 150, realized in dependencies of the CENTRO TECNOLÓGICO DA MARINHA EM SÃO PAULO. Finally, a numerical model in commercial software was developed to complement the analysis. The result is proven with an isentropic mass flow formulation, which satisfactorily corrected the mass used in the former semi-empirical models. Such verification was performed through a series of data and confrontation with experimental data in the literature.

O vírus da diarreia viral bovina (BVDV) causa uma das doenças mais importantes de bovinos em termos de custos econômicos e sociais, uma vez que é largamente disseminado na população de gado leiteiro. Os objetivos do trabalho foram estimar a prevalência em nível de rebanho e investigar fatores associados aos níveis de anticorpos em leite de tanque através de um estudo de caso-controle pareado, bem como discutir estratégias de construção de modelos. Para estimar a prevalência de rebanho, amostras de tanque de leite foram selecionadas aleatoriamente (n = 314) de uma população (N = 1604). A prevalência real de BVDV foi de 24,3% (IC95% = 20,1-29,3%). Para o estudo de caso-controle, rebanhos positivos para BVDV (altos níveis de anticorpos) foram classificados como casos (n = 21) e pareados (n = 63) por produção de leite com rebanhos que apresentaram baixos títulos de anticorpos (razão 1:3). Para análise, três modelos multivariáveis foram construídos: 1) modelo completo, onde todas as 21 variáveis independentes foram oferecidas, e dois modelos foram criados de acordo com conhecimento empírico e similaridades entre as variáveis independentes, 2) modelo de fatores animais e 3) modelo de biossegurança. Um questionário foi aplicado (n = 84) para obtenção de informações a respeito de possíveis fatores de risco para BVDV. O modelo completo (Modelo 1) identificou as seguintes variáveis: idade com critério de eliminação (OR = 0,10; IC95% = 0,02 – 0,39; P < 0,01); propriedades que forneceram leite a outras cooperativas anteriormente (OR = 4,13; IC95% = 1,17 - 14,49; P = 0,02) e a presença de piquete de isolamento para animais doentes (OR = 0,14; IC95% = 0,01 – 0,26; P = 0,02). O modelo de biossegurança (Modelo 3) revelou uma associação significativa com o uso de monta natural (OR = 9,03; IC95% = 2,14 – 38,03; P < 0,01); presença de piquete de isolamento para animais doentes (OR = 0,06; IC95% = 0,05 – 0,83; P = 0,03); anos fornecendo leite para a mesma cooperativa (OR = 0,94; IC95% = 0,91 – 0,97; P < 0,01) e contato direto pela cerca entre bovinos de propriedades vizinhas (OR = 5,78; IC95% = 1,41 – 23,67; P = 0,04). O modelo de biossegurança pode ser considerado o “melhor”, pois obteve AIC = 43,880 e BIC = 48,058 menores quando comparado com o modelo completo que obteve AIC = 50,445 e BIC = 53,779. Esta dissertação tem a intenção de promover a discussão sobre as estratégias de construção de modelos especialmente quando se trata de saúde animal. Recomenda-se a aplicação de agrupamento de variáveis independentes como uma boa alternativa na construção de modelos, uma vez que este processo pode levar a uma melhor compreensão a respeito da associação entre cause e efeito de doenças. / Bovine viral diarrhea virus (BVDV) causes one of the most important diseases of cattle in terms of economic costs and welfare, since it is widespread in the dairy cattle population. The aims were to estimate herd prevalence and investigate factors associated with antibodies in bulk tank milk (BTM) in dairy herds through a matched case-control design as well as discuss model-building strategies. To estimate herd prevalence, BTM samples were randomly selected (n = 314) from a population (N = 1604). The true prevalence of BVDV was 24.3% (CI95% = 20.1 - 29.3%). For the case-control study, BVDV antibody-positive herds (high antibody titers) were classified as cases (n = 21) and matched (n = 63) by milk production with herds presenting low antibody titers (ratio of 1:3). For analysis, three multivariable models were built: 1) full model, holding all 21 independent variables; and two models divided according to empirical knowledge and similarity among independent variables, i.e., 2) animal factor model and 3) biosecurity model. A questionnaire was applied (n = 84) to get information about possible BVDV risk factors. The full model (model 1) identified the following variables: age as a culling criteria (OR = 0.10; IC95% = 0.02 – 0.39; P < 0.01); farms that provided milk to other industries previously (OR = 4.13; IC95% = 1.17 – 14.49; P = 0.02); and isolation paddocks for ill animals (OR = 0.14; IC95% = 0.01 – 0.26; P = 0.02). The biosecurity model (model 3) revealed a significant association with the use of natural mating (OR = 9.03; IC95% = 2.14 – 38.03; P < 0.01); isolation paddocks for ill animals (OR = 0.06; IC95% = 0.05 – 0.83; P = 0.03); years providing milk for the same industry (OR = 0.94; CI95% = 0.89 - 0.99; P = 0.02); and direct contact over fences among cattle of neighboring farms (OR = 5.78; IC95% = 1.41 – 23.67; P = 0.04). The biosecurity model could be considered the “best” since AIC = 43,880 and BIC = 48,058 when compared with the full model where AIC = 50,445 and BIC = 53,579. This paper intends to promote discussion about the model-building strategy when animal-health-modeling is on the line. We recommend the application of grouping predictors as a good choice for model building since it could lead to a better understanding of disease-exposure associations.

Made available in DSpace on 2017-07-10T15:14:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Mauricio Medeiros.pdf: 2573107 bytes, checksum: 1e5a17966417b43d576f37b4837c682b (MD5) Previous issue date: 2012-02-17 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This work was developed at the State University of West of Paraná UNIOESTE, campus de Cascavel and was aimed at developing a computer program to simulate and scale, optimally, a system of solar water heating. To determine the efficiency parameters of the system were installed three solar collectors of 1.05 m2 each, brand Pro Sol, coupled to a thermal reservoir of 200 liters, containing electrical resistances auxiliary 2000 W. The system works by using thermosyphon, and was installed in a metal bracket fixed to the ground, oriented to the north at an angle of 35 degrees from the horizontal. We collected hourly data of solar radiation and water temperatures, and evaluated two scenarios. In the first scenario, it was considered system utilization auxiliary heating controlled by a thermostat, which linked and hang up the electrical resistances as the temperature of water in boiler oscillated around of temperature of consumption (40 º C). In the second scenario, it was considered the system to power auxiliary heating only in timetables of water consumption, when the water temperature in boiler was lower than the temperature of consumption. Coefficients were calculated heat loss in the solar collector and storage tank, the heat removal factor of solar collector and the overall efficiency of the heating system installed. These calculated parameters and other data collected were used in software developed for simulation and design in order to satisfactorily meet the needs of hot water consumption, and minimize the total installation costs and energy consumption. Finally, these system costs solar heating were compared to costs of an electric shower conventional. The results obtained were as follows: coefficient of heat loss in the solar collector (5,45 Wm-2ºC-1), coefficient of heat loss in the thermal reservoir (5,34 Wm-2ºC-1), removal factor heat of the solar collector (0.78) and overall system efficiency (31%). The times of return on capital invested in the solar heating system (compared to a conventional electric shower), for the two scenarios of use, were, respectively, 11.45 years and 7.81 years. / Este trabalho foi desenvolvido na Universidade Estadual do Oeste do Paraná UNIOESTE, campus de Cascavel, e teve por objetivo principal o desenvolvimento de um programa computacional para simular e dimensionar, de forma otimizada, um sistema de aquecimento solar de água. Para determinar os parâmetros de eficiência do sistema, foram instalados três coletores solares de 1,05 m2 cada, da marca Pro Sol, acoplados a um reservatório térmico de 200 litros, contendo resistências elétricas auxiliares de 2000 W. O sistema utilizado funciona por termossifão, e foi instalado em um suporte metálico fixado ao solo, com orientação para o norte, num ângulo de 35º em relação à horizontal. Foram coletados dados horários de radiação solar e temperaturas da água, e avaliados dois cenários. No primeiro cenário, considerou-se a utilização do sistema de aquecimento auxiliar controlado por um termostato, que ligava e desligava as resistências elétricas conforme a temperatura da água no boiler oscilava em torno da temperatura de consumo (40ºC). No segundo cenário, considerou-se o acionamento do sistema de aquecimento auxiliar somente nos horários de consumo de água, quando a temperatura da água no boiler estivesse menor que a temperatura de consumo. Foram calculados os coeficientes de perda de calor no coletor solar e no reservatório térmico, o fator de remoção de calor no coletor solar e a eficiência global do sistema de aquecimento instalado. Esses parâmetros calculados, e os demais dados coletados, foram utilizados no software desenvolvido para simulação e dimensionamento, de maneira a atender satisfatoriamente às necessidades de consumo de água quente, e minimizar os custos totais de instalação e consumo de energia elétrica. Por fim, esses custos do sistema de aquecimento solar foram comparados aos custos de um chuveiro elétrico convencional. Os resultados obtidos foram os seguintes: coeficiente de perda de calor no coletor solar (5,45 Wm-2ºC-1), coeficiente de perda de calor no reservatório térmico (5,34 Wm-2ºC-1), fator de emoção de calor do coletor solar (0,78) e eficiência global do sistema (31%). Os tempos de retorno do capital investido no sistema de aquecimento solar (em comparação a um chuveiro elétrico convencional), para os dois cenários de utilização, foram de, respectivamente, 11,38 anos e 5,73 anos.

Les effets de la foudre sur les lignes d'assemblage des avions peuvent s'avérer catastrophiques. L'un des phénomènes redoutés est l'étincelage au niveau d'une fixation bien souvent associé à un défaut sur les résistances de contact. Au vu des contraintes normatives, du manque de connaissance de cette problématique multi-physiques et de l'incapacité structurelle à avoir une approche uniquement expérimentale, les avionneurs se sont notamment tournés vers la modélisation. Dans ce manuscrit, on s'intéresse particulièrement à la modélisation des lignes d'assemblage pour le dimensionnement de la contrainte locale sur celles-ci. La méthode des différences finies dans le domaine temporel (FDTD), couramment utilisée pour la problématique foudre en aéronautique, nous sert de méthode de résolution. De multiples modèles de fixations allant de modèles simplifiés, représentant par exemple la fixation par un fil résistif, à des modèles plus complexes, représentant l'ensemble des résistances de contact, sont développés et validés. Par ailleurs, pour répondre aux incertitudes associées aux résistances de contact des fixations, des modèles statistiques sont appliqués aux paramètres résistifs des modèles de fixation. Ces mêmes modèles statistiques découlent de l'étude d'une base de données issue d’une campagne de mesures menée par Dassault Aviation sur un ensemble d’éprouvettes tests. A l'aide de ces modèles, la contrainte sur les fixations d'un caisson représentant un réservoir de carburant d'un avion est étudiée de manière stochastique. / The lightning effects on the fastening assemblies of an airplane may be critical. One of the most critical phenomenon is the sparking effect around the fasteners. This effect is usually associated to the contact resistances. Due to the standards, the lack of knowledge about this multiphysics issue and the inability to follow only an experimental approach, the aircraft manufacturers have chosen a modelling way. In this manuscript, we model the fastening assemblies in order to understand the local constraint on these assemblies. The finite difference time domain (FDTD) method mostly used for the lightning issue in the aircraft industry is chosen as the solving method. Several fastener models are developed and validated. We present simplified models, as the resistive wire model for instance, up to complex one with all the contact resistance of the fastener. Furthermore, due to the large uncertainties from one fastener to the other one in the same family, the fastener models are supplemented with statistical models. Thanks to a data base measurement created from several measurement campaigns made by Dassault Aviation, distribution laws are established to characterize the lightning injection effects or the state after lightning injection on the fasteners. Using this statistical models, a stochastic study is presented in order to evaluate the uncertainties in a fuel tank modelling.

Este trabalho foi desenvolvido no município de Nova Redenção, localizado na região da Chapada Diamantina no estado da Bahia, nordeste brasileiro. Nesse município é grave o quadro de saneamento ambiental, assim como em outros do interior do Brasil. A falta de recursos financeiros e humanos é fator que dificulta a resolução desse problema. Acredita-se que estudos e aprimoramentos de tecnologias simplificadas de coleta e tratamento de esgoto doméstico que superem essas dificuldades estão em consonância com as peculiaridades dessas localidades e são, atualmente, tópicos importantes para pesquisa. Esta proposta teve como objetivo a concepção, instalação e avaliação de um sistema condominial de coleta de esgoto (SCE) em porção da zona urbana do município, onde moram, aproximadamente, 250 habitantes. Também se estudou a concepção, instalação e partida do sistema tratamento do esgoto - decanto-digestor seguido de alagados construídos de fluxo sub-superficial. Avaliou-se a aceitação do SCE pela comunidade e seu funcionamento. Caracterizaram-se os afluentes e efluentes das unidades do sistema de tratamento em termos de remoção da matéria orgânica (MO), sólidos (SST), nutrientes (N e P) e Escherichia coli. Realizou-se estudo da hidrodinâmica das unidades do sistema, com uso de traçador. Efetuou-se o balanço hídrico nos alagados. A rede condominial instalada mostrou-se, como em experiências de outros autores, satisfatória e adequada em sua aplicação em comunidades com características semelhantes à desse estudo. O aspecto da tecnologia do SCE mais estranhado pela comunidade foi o diâmetro utilizado para o esgotamento, devido, principalmente, ao receio que a tubulação entupisse. Não se registrou nenhuma queixa entre vizinhos quanto ao fato da rede passar dentro dos lotes. O sistema de tratamento estudado mostrou, depois de onze semanas de monitoramento, 85% de remoção de DQO e 86% de \'DBO IND.5\'; 90% de remoção de SST; a remoção de nitrogênio amoniacal, fósfoto total e solúvel foram de: 25%, 36% e 40%, respectivamente. A remoção de E. coli foi de 2,1 unidades logarítmicas. A areia utilizada, de granulometria muito fina, afetou sobremaneira a hidrodinâmica dos alagados construídos, fazendo com que houvesse uma lâmina sobre o material suporte. Isso diminuiu o tempo de detenção hidráulica dos alagados e pode ter ocasionado em menor eficiência do sistema. / This work was developed in the city of Nova Redenção, located in the region of the Chapada Diamantina in the state of Bahia, northeastern Brazil. In this city there are serious problems of environmental sanitation as well as in other within the country. Lack of financial and human resources is a factor that complicates the resolution of this problem. It is believed that studies and improvements in technologies for simplified collection and treatment of domestic sewage are in line with the peculiarities of these locations and are, today, important topics for research. This proposal was aimed at the design, installation and evaluation of a \'condominial\' sewerage (CS) in the village portion of the township, where live approximately 250 people. The objective of the study was also the design, installation and start of the sewage treatment system - septic tank followed by sub-superficial flow constructed wetlands. The acceptance of the CS by the community and its operation were evaluated. The treatment system was characterized in terms of removal of organic matter (OM), solids (TSS), nutrients (N and P) and Escherichia coli. The hydrodynamics of the system units was studied, using tracer. The water balance of constructed wetlands has been done. The \'condominial\' sewerage demonstrated, as well as in other experiences, good and proper application in communities with similar characteristics to this study. The community did not accept only the small diameter used, due mainly to their fear of clogging. Complaints from neighbors about the tubes passing through backyards were not registered. The treatment system study showed, after eleven weeks of monitoring, 85% of removal of COD and 86% of BOD5, 90% of removal of TSS, the removal of ammonia nitrogen, total and soluble fósfoto were: 25%, 36% and 40% respectively. The removal of E. coli was 2.1 logarithmic units. The sand used, of a very fine particle size, has particularly affected the hydrodynamics of the constructed wetlands, creating a sheet of water on the support material. It reduced the hydraulic detention time of the flooded water, which may be the cause of low efficiency.

A concentração demográfica e de sistemas coletivos de esgotamento sanitário dentro do perímetro urbano da maioria dos municípios brasileiros, dificulta a viabilização do fornecimento de serviços de tratamento de esgotos domésticos à habitações e núcleos habitacionais isolados situados em áreas periurbanas e rurais, intensificando os danos provocados pela poluição de origem antrópica ao meio ambiente e à preservação da saúde pública. Para contribuir no equacionamento deste problema, o presente estudo teve por finalidade avaliar uma wetland construída híbrida em escala real, composta por uma unidade com fluxo contínuo subsuperficial vertical seguida por uma unidade de fluxo contínuo subsuperficial horizontal, cultivadas com capim Vetiver, para o tratamento de efluente proveniente de tanque séptico. A presente configuração experimental busca uma solução de baixo custo e simplificada para o tratamento descentralizado de esgotos domésticos. A estação experimental de tratamento de esgotos, parte integrante e um dos produtos da Rede Nacional de Tratamento de Esgotos Descentralizados RENTED, foi construída no Centro Tecnológico de Hidráulica CTH / Escola Politécnica EPUSP, campus Butantã da USP, em São Paulo. O esgoto bruto foi proveniente do Conjunto Residencial da USP e do restaurante central da Cidade Universitária. As vazões média e máxima de esgoto bruto, respectivamente, de 640L.d-1 e 1600L.d-1, foram aplicadas à entrada do TS de 5.000L e deste escoaram por gravidade à entrada da wetland construída híbrida, com TDH total de 2,8d e 1,1d, respectivamente, sob aplicação das vazões média e máxima de projeto. O monitoramento do experimento em campo, incluindo o período inicial de partida, durou 6 meses consecutivos. Foram avaliados os parâmetros físico-químicos e microbiológicos do esgoto bruto e do efluente do tanque séptico e das câmaras da wetland construída híbrida durante 97 dias consecutivos. Os resultados indicaram que tanto as mudas jovens quanto as adultas de capim Vetiver adaptaram-se bem às condições ambientais. As eficiências médias de remoção no efluente tratado final quanto à matéria orgânica carbonácea foram de 96 por cento para DBO5,20 e 90 por cento para DQO, 40 por cento para N-total, 23 por cento para N-amoniacal total, 60 por cento para P-total, 52 por cento para P-PO4, 74 por cento para SST, 96 por cento para SSV, 75 por cento para sólidos sedimentáveis, 44 por cento para SDV, 88 por cento para sulfeto total, e 97 por cento para óleos e graxas totais, variando entre 73 por cento a 100 por cento . Cerca de 80 por cento da fração orgânica da matéria nitrogenada presente no esgoto bruto foi removida. A remoção de coliformes termotolerantes foi, em média, de 2 e 3 unidades log, e de Escherichia Coli, média de 1 e 3 unidades log, respectivamente, sob aplicação das vazões máxima e média, Giardia sp, média de 99,995 por cento , Cryptosporidium sp, média de 98,7 por cento , Enterovírus, média de 99,6 por cento , e Ascaris sp, média de 0,10 ovo/L. A remoção de sulfetos propiciou a geração de efluente tratado sem odores desagradáveis. A diminuição da vazão aplicada e a elevação do TDH influenciaram positivamente no desempenho do sistema com relação às remoções dos parâmetros físico-químicos e microbiológicos. Com base no presente estudo, ficou evidente o benefício da associação de wetlands construídas com fluxo vertical e horizontal no tratamento de efluente de tanque séptico. O capim Vetiver apresentou bom potencial de utilização em wetlands 8 construídas para tratamento de esgotos domésticos. O sistema experimental de tratamento apresentou flexibilidade operacional, mantendo bom desempenho inclusive nos períodos de sobrecarga. A qualidade do efluente tratado final obtido no presente estudo atende às exigências de lançamento e aos padrões de emissão de efluentes líquidos em corpos dágua e em sistemas públicos de esgotamento sanitário definidos na legislação ambiental federal e do Estado de São Paulo. A tecnologia de wetlands construídas híbridas associada ao tratamento de efluentes de tanque séptico apresentou bom potencial para o tratamento descentralizado de esgotos domésticos, inclusive em regiões com pouca disponibilidade de área livre. / The demographic concentration and collective systems of sanitation inside the urban perimeter of most Brazilian municipalities, hampers the feasibility of providing sewage treatment services to domestic dwellings and housing isolated nuclei located in peri-urban and rural areas, intensifying the damage caused by pollution of human origin to the environment and to the preservation of public health. For help in solving this problem, the present study had the purpose to evaluate a hybrid constructed wetland full-scale, composed of a unit with continuous vertical subsurface flow followed by a continuous horizontal subsurface flow unit, grown with Vetiver grass, for the treatment of effluent from septic tank. This experimental search setting a low-cost and simplified solution for decentralized treatment of household sewage. The experimental sewage treatment station, integral and one of the products of the Rede Nacional de Tratamento de Esgotos Descentralizados RENTED, was built on the Centro Tecnológico de Hidráulica CTH / Escola Politécnica EPUSP, campus Butantã of USP, in São Paulo. The raw sewage was coming from the residential condominium of the USP and the central restaurant of the University City. The average and maximum flows of raw sewage, respectively, of 640L.d-1 and 1600L.d-1, have been applied to the septic tank input to 5,000L and drained by gravity from the edge of the hybrid constructed wetland with TDH total of 2.8d and 1.1d, respectively, under application of the average and maximum flow rates. Monitoring the experiment in the field, including the early period, lasted 6 months. They were evaluated the physico-chemical and microbiological parameters of raw sewage and effluent from septic tank and the chambers of hybrid constructed wetland during 97 consecutive days. The results indicated that both the young seedlings as the adults of Vetiver grass have adapted well to environmental conditions. The average removal efficiencies in the final treated effluent as to carbonaceous organic matter were 96 per cent for BOD5,20 and 90 per cent for COD, 40 per cent for Ntotal, 23 per cent for N-ammoniacal, 60 per cent for P-total, 52 per cent for P-PO4, 74 per cent for SST, 96 per cent for SSV, 75 per cent for settleable solids, 44 per cent for SDV, 88 per cent for total sulfide, and 97 per cent for oils and greases totals, ranging from 73 per cent to 100 per cent . About 80 per cent of the organic fraction of nitrogen matter present in the raw sewage has been removed. The thermotolerants coliforms removal was, in average, of 2 and 3 log units, and Escherichia Coli, average of 1 and 3 log units, respectively, under application of the maximum and average flow rates, Giardia sp, average of 99.995 per cent , Cryptosporidium sp, average of 98.7 per cent , Enterovirus, average of 99.6 per cent , and Ascaris sp, average of 0.10 eggs/L. Removal of sulfides allowed the generation of treated effluent without unpleasant odors. The decrease in flow rate applied and the elevation of TDH influenced positively on system performance with respect to removals of chemical-physical and microbiological parameters. Based on this study, it became apparent the association benefit constructed wetlands with vertical and horizontal flow in the treatment of wastewater of septic tank. The Vetiver grass has good potential for use in constructed wetlands for wastewater treatment. The experimental system of treatment presented operational flexibility while maintaining good performance even in periods of overload. The quality of the final treated effluent obtained in this study 10 meets the requirements and emission standards of liquid effluents in water bodies and in public sanitation systems defined in federal environmental legislation and the State of São Paulo in Brazil. Hybrid constructed wetlands technology associated with the septic tank effluent treatment showed good potential for decentralized domestic wastewater treatment, including in regions with low availability of free area.

<p>There are many types of bioreactors used for producing bacteria populations in commercial, medical and research applications. </p><p>This report presents a systematic discussion of some of the most important models corresponding to the well known reproduction kinetics such as the Michaelis-Menten kinetics, competitive substrate inhibition and competitive product inhibition. We propose a modification of a known model, analyze it in the same manner as known models and discuss the most popular types of bioreactors and ways of controlling them. </p><p>This work summarises much of the known results and may serve as an aid in attempts to design new models.</p>