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Desempenho hidráulico de fitas gotejadoras operando sob diferentes temperaturas da água / Hydraulic performance of drip tapes operating in a range of water temperaturesAraujo, Ana Claudia Sátiro de 15 March 2019 (has links)
As variações de temperatura influenciam nas propriedades da água, especialmente na viscosidade. Este pode ser um fator significativo, que afeta a vazão dos emissores e consequentemente a uniformidade de aplicação. A necessidade de estudos que considerem o material das fitas gotejadoras, com diferentes tipos de emissores integrados e diferentes características construtivas, são importantes para entender a sensibilidade desses materiais quando submetidos a temperaturas de água distintas. Este experimento foi conduzido no Laboratório de Ensaios de Material de Irrigação (LEMI) do Departamento de Engenharia de Biossistemas da Escola Superior de Agricultura \"Luiz de Queiroz\" - ESALQ/USP. Foram avaliados cinco tipos de fitas gotejadoras, com diferentes emissores integrados e espessuras de parede. As curvas vazão-pressão para os diferentes materiais e espessuras de parede, apresentaram a mesma tendência, porém, com valores distintos dos parâmetros K e x para cada temperatura. Os valores de CVf para todos os materiais nas diferentes temperaturas apresentaram valores em conformidade com o estipulado por norma técnica. Não houve uma tendência específica dos valores de CVf e de IQR em relação à temperatura da água para os materiais avaliados. Para os emissores planos de fluxo turbulento, a vazão tende a diminuir com o incremento da temperatura, porém não significativamente (p>0,05). Para os emissores contínuos de fluxo turbulento, respostas diferentes foram obtidas, sendo que no emissor SilverDrip® a vazão aumentou com o incremento da temperatura (p<0,05), enquanto no emissor Turbo Tape®, a vazão diminuiu e as maiores variações de vazão ocorreram a partir de 60 kPa (p<0,05). Para o emissor moldado, a vazão aumentou (p<0,05) em função da temperatura, porém a maior variação ocorreu nas pressões mais baixas. Para nenhum dos materiais houve diferença significativa (p>0,05) na variação de vazão entre as espessuras de parede, indicando para os emissores estudados, que a espessura de parede não influencia na sensibilidade do emissor às variações de temperatura. Os resultados obtidos indicam que a sensibilidade do emissor em função da temperatura da água está associada ao valor do expoente de fluxo do emissor. / Temperature variations influence the properties of water, especially viscosity. This can be a significant factor, which affects the emitters\' discharge and consequently the uniformity of application. Studies analyzing drip tape material, types of integrated emitters and manufacturing characteristics are important to understand the sensitivity of these materials when operated in a range of values of water temperature. This experiment was carry out at the Laboratory of Tests of Irrigation Material (LEMI) of the Department of Engineering of Biosystems of the \"Luiz de Queiroz\" School of Agriculture - ESALQ / USP. Five types of drip tapes were evaluated, with various integrated emitters and wall thicknesses. The pressure-flow curves presented the same trend for the evaluated material, however, different values of the parameters K and x were found for each temperature. The CVf for all materials evaluating in a range of temperatures presented values in accordance with technical standards. There was no specific trend of the values of CVf neither IQR in relation to the water temperature. For the turbulent flow emitters, the discharge tends to decrease with increasing temperature, but not significantly (p>0.05). For the continuous emitters of turbulent flow, different responses were obtained, the emitter SilverDrip® the discharge increased with the increase of the temperature (p<0,05), while for the emitter Turbo Tape®, the discharge decreased and the greater variations of flow occurred from 60 kPa (p<0.05). For the emitter molded, the discharge increased (p<0.05) as a function of temperature, but the greater variation occurred in the lower pressures. For any of the materials, there was a significant difference (p>0.05) in the discharge variation comparing the wall thicknesses, indicating for the emitters studied, the wall thickness does not influence the discharge sensitivity to temperature variations. The results indicate that the sensitivity of the emitter as a function of the water temperature is associated with the exponent of emitter flow.
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Estudo da dissolução da alumina no banho eletrolítico na produção de alumínio primário em cubas de tecnologia VSS Soderberg. / Study of alumina dissolution in cryolitic bath to aluminium production in VSS Soderberg technology.Marinho, Diego Cota 10 October 2018 (has links)
O processo de dissolução da alumina para produção de alumínio primário em condições industriais em cubas de Tecnologia VSS (Vertical Stud Soderberg) com alimentação lateral em batelada é bastante complexo, pois sofre interferência de muitas variáveis de processo como: temperatura e química de banho, propriedades físico-químicas da alumina, concentração inicial de alumina no banho, quantidade de alumina adicionada e massa de banho disponível para dissolução. Um bom controle de adição de alumina e variáveis de processo contribuem para garantia de uma melhor eficiência de corrente, menor consumo de energia e redução da quantidade de lama (alumina não dissolvida) formada que se deposita no fundo das cubas, comprometendo a passagem da corrente elétrica e consequentemente reduzindo a eficiência dos fornos. No presente trabalho foram realizados experimentos para determinação da concentração da alumina, temperatura do banho, temperatura da crosta, altura da cavidade das cubas e caracterização da lama. Os resultados mostram as principais variáveis que influenciam no processo de dissolução da alumina, o comportamento semelhante da concentração da alumina e diferença de temperatura do banho durante os intervalos de alimentação de 2:40 e 4:00 horas, a temperatura de entrada da alumina e as condições de perda de cavidade devido a deposição de lama no fundo das cubas. / The dissolution process of alumina on industrial conditions (side feeding VSS-Vertical Stud Soderberg technology) to aluminum production is very complex, because suffers interference from process variables such as: temperature and bath chemistry, physicochemical properties of alumina, initial alumina concentration in the bath, amount of alumina added and bath mass available. A good control of alumina addition and process variables will contribute to keep good the current efficiency, lower energy consumption and reduction of the amount of sludge (undissolved alumina) formed at the bottom that in the future will compromise the flow of the electric current that will consequently reduce the efficiency of the pots . This work, were carried out experiments to determine alumina concentration, bath temperature, crust temperature, high of the pots and sludge characterization. The results show the main variables that influence the dissolution process, the similar behavior of the alumina concentration, difference of the bath temperature during the feeding intervals of 2:40 and 4:00 hours, the inlet temperature of the alumina and the losses of cavity due the sludge deposition on the bottom.
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Estudo e modelagem de sistemas de detecção de danos em estruturas mecânicas baseados na impedância eletromecânica /Antunes, Rothschild Alencastro. January 2019 (has links)
Orientador: Jozué Vieira Filho / Resumo: As técnicas de detecção de danos baseadas na Impedância Eletromecânica (EMI) baseiam-se na capacidade dos materiais piezoeléctricos em atuar como sensores e atuadores e contribuem para o desenvolvimento de sistemas de Structural Health Monitoring (SHM). As técnicas clássicas baseadas na EMI utilizam um transdutor Pb-Lead Zirconate Titanite (PZT ) ligado à estrutura monitorada e medem a assinatura de impedância do PZT. No entanto, as técnicas baseadas na EMI dependem de diferentes fatores, como faixa de frequência, número de PZT, temperatura ambiente, tipo de estrutura, entre outros. Assim, para demonstrar a eficácia dos métodos baseados na EMI, faz-se necessário realizar experimentos práticos, o que não é uma tarefa trivial, considerando tais fatores. Portanto, neste trabalho são estudados e propostos procedimentos para criar modelos numéricos, usando elementos finitos (FE), de técnicas baseadas na EMI usando o software PZFlex®. Além disso, os modelos desenvolvidos são usados para propor uma técnica inovadora de compensação de temperatura em sistemas baseados na EMI. Foram modeladas, simuladas e analisadas algumas estruturas clássicas como placa-de-alumínio/PZT e tubo-de-aço/PZT. Os resultados das simulações foram comparados com os equivalentes obtidos com modelos experimentais reais e mostraram-se fortemente correlacionados, indicando que o modelo proposto pode ser uma ferramenta poderosa para o desenvolvimento de técnicas de SHM baseadas na EMI. Foram realizadas simulações ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The damage detection techniques based on the Electromechanical Impedance (EMI) rely on the ability of piezoelectric materials in acting as sensors and actuators and contribute to the development of Structural Health Monitoring (SHM) systems. The classical EMI-based techniques use a Pb-Lead Zirconate Titanite (PZT) transducer bonded to the monitored structure and measure the impedance signature of the PZT. However, the techniques based on EMI depend on different factors, such as frequency range, number of PZTs, environmental temperature, type of structure, among others. Thus, to demonstrate the effectiveness of EMI-based methods, it is necessary to carry out practical experiments, which is not a trivial task considering such factors. Therefore, in this work, it is studied and proposed procedures to create numerical models of techniques based on the EMI, using finite elements (FE) and the PZFlex® software. In addition, the developed models are used to propose an innovative temperature compensation technique for EMI-based systems. Some classical structures were modelled, simulated and analyzed, such as aluminum plate/PZT and steel pipe/PZT. The results of the simulations were compared with the equivalents obtained by experimental models and showed to be strongly correlated, indicating that the proposed model can be a powerful tool for the development of EMI-based SHM techniques. Simulations were performed to analyze the behavior of the signatures under the effect of temperature,... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor
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Inferindo a desidratação de anuros terrestres e arbóreos na Mata Atlântica do sul do Brasil a partir do microclima, tamanho corporal e permeabilidade de modelos de ágar / Inferring dehydration in terrestrial and arboreal anurans in the Atlantic forest of southern Brazil from microclimate, body size and permeability of agar modelsChinchilla, Jesus Eduardo Ortega 19 February 2019 (has links)
O aquecimento climático apresenta um impacto sem precedentes na biodiversidade, afetando o desempenho fisiológico e a tolerância dos organismos, particularmente para ectotermos terrestres, que funcionam perto dos seus limites fisiológicos superiores. No entanto, estas relações entre clima e biodiversidade têm sido estudadas principalmente em grandes escalas que não explicam o microclima, entendido como clima numa escala individual. Atualmente o microclima é considerado essencial para compreender o impacto de suas alterações sobre a diversidade biológica com interesses focais sobre dado táxon. A Mata Atlântica do Brasil apresenta uma diversidade fisionômica e biológica que são causa e efeito do clima. Essas relações amplas não são suficientes para explicar as opções de termo e hidro regulação disponíveis para pequenos animais, que é particularmente importante para anfíbios anuros, um táxon particularmente diversificado. Portanto, o objetivo deste projeto foi investigar os microclimas que os anuros da Mata Atlântica podem experenciar em diferentes fisionomias, estratos e habitats fragmentados (áreas abertas, borda e interior da floresta). Todos esses fatores devem influenciar variação hidrotermal numa escala espaço temporal, compatível com o tamanho do corpo dos adultos. Para definir estas relações, usamos um conjunto de indicadores (modelos de ágar com sensores e imagens infravermelhas) que estimam a temperatura operativa e disponibilidade de água no ambiente. Este estudo foi baseado em dados de tamanho corporal real que incluem a maioria dos gamas de tamanhos e permeabilidade de pele de anuros presentes no Parque Estadual Intervales. Usamos como unidade amostral pares de modelos de ágar que simulam a forma e extremos de tamanho corpóreo (pequena vs. grande) e tipos de permeabilidade (totalmente permeáveis vs. impermeáveis). Em geral, modelos permeáveis, especialmente de tamanhos menores, apresentam maior perda de água em áreas de vegetação mais baixa, especialmente no dossel, áreas abertas e em mata de altitude. Os dados obtidos permitiram propor hipóteses de impacto diferencial de altas e baixas temperaturas e baixa umidade relativa, de acordo com a faixa microambiental ocupada pelos anuros. Estas informações ajudam no entendimento da paisagem hidrotermal e do impacto das mudanças climáticas sobre a história natural, em interpretação de dados eco-fisiológicos, modelagem climática e previsão do impacto do clima sobre anuros, particularmente no contexto da dinâmica térmica e do balanço hídrico em escalas espaciais e temporais / Climate warming presents an unprecedented impact to global biodiversity, affecting physiological performance and tolerance of organisms, particularly for terrestrial ectotherms, which function near their upper physiological limits. However, the relationships between climate and biodiversity have been studied mainly at large scales that do not explain microclimate, understood as climate at individual scale. Microclimate is currently considered essential to understand the impact of climate on biological diversity with focal interests on given taxa. Atlantic Forest of Brazil presents physiognomic and biological diversity that are cause and effect of climate. These relationships are not enough to explain options of thermo and hydro-regulation available for small animals, particularly important for anuran amphibians, a particularly diverse taxon. Therefore, the aim of this project was to investigate the microclimates from Atlantic Forest experimented by anurans in different physiognomies, stratums and fragmented habitats (open areas, edge and inside forest). All these factors should influence hydrothermal variation at temporal-space scale compatible with the body size of adults. To define this diversity, we used a set of indicators (agar models with sensors and infrared images) that estimate the operative temperature and water availability. This study was based on actual body size data to include most ranges of size and of skin\'s permeability. We used as sampling unit; pairs of agar\'s models that simulate shape and two body size extremes (small vs. large) and two types of permeability (fully permeable vs. impermeable). In general, permeable models especially of smaller sizes have a higher water loss in lower vegetation areas, especially in Canopy, Open Area and High-Altitude Forest. The data collected allowed to propose hypotheses regarding differential impact of high and low temperatures, and low relative humidity, according to the micro-environmental range occupied by anurans. This information will help to understand hydrothermal landscapes and impact of climate on natural history, interpretation of eco-physiological data, climate modeling and prediction of the impact of climate change on anurans, particularly in the context of thermal dynamics and water balance in spatial and temporal scales
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Desenvolvimento e efeito da concentração atmosférica de CO2 e da temperatura em plântulas juvenis de Hymenaea courbaril L., jatobá / Development and atmospheric CO2 concentration and temperature responses in platlets of Hymenaea courbaril L., jatobáMayorga, Adriana Yepes 09 December 2010 (has links)
O enriquecimento da atmosfera com CO2, produto principalmente das atividades humanas, e a consequênte elevação na temperatura ambiente têm se revelado como importantes fatores que afetam a produtividade das plantas. Hymenaea courbaril L. é uma espécie classificada como secundária tardia no processo de sucessão, de reconhecida importância ecológica por sua ampla distribuição ao longo das Américas. Esta árvore tem sido usada como planta modelo no estudo da mobilização de carboidratos de reserva de parede celular de cotilédones, no estudo das respostas de espécies do Neotrópico às elevadas concentrações de CO2, entre outras pesquisas. É conhecido que em jatobá a mobilização de XG de reserva é conduzida primeiramente às folhas em desenvolvimento. Às elevadas temperaturas favorecem o processo de mobilização. Também é sabido que as elevadas concentrações de CO2 diminuem a mobilização de XG dos cotilédones na fase de pós-germinação. O enfoque deste trabalho foi direcionado ao estudo do desenvolvimento inicial de plantas de jatobá e à compreensão dos processos fisiológicos e do metabolismo de carbono envolvidos nas respostas de plantas juvenis às elevadas concentrações de CO2 e à eT. Com esta pesquisa foi evidenciado que estes fatores se associam sinergicamente e favorecem o desenvolvimento de plantas juvenis de jatobá, acelerando o amadurecimento das folhas de enverdecimento tardio através de um maior e mais rápido acúmulo de clorofilas. Tal interação também parece anular a amortização da mobilização de XG e a aclimatação da fotossíntese, promovidos pelas eCO2. No presente estudo também foi evidenciado que as elevadas concentrações de CO2 favorecem as taxas de assimilação de CO2 e à produção de carboidratos não estruturais, como amido. As elevadas temperaturas aceleram o metabolismo das plantas de jatobá, sendo que o aumento no metabolismo depende do conteúdo de carboidratos. As eT favorecem a síntese de Sac, diminuem a produção de amido, portanto, diminuem a razão Amido/Sac à noite. A estratégia metabólica de jatobá reduziria a sensação por parte da hexoquinase do fluxo de hexoses, com o que se atenuaria o abatimento da síntese de enzimas da fotossíntese (aclimatação da fotossíntese). O desenvolvimento inicial de plantas de jatobá permitiu identificar duas fases de crescimento, que estão determinadas pelas suas fontes e reservas de carbono. A primeira fase é de crescimento linear, e conta com os carboidratos produto da mobilização de XG, a fotossíntese e um enorme armazenamento de amido no caule, este último usado possivelmente como fonte complementaria de carbono para a planta até o completo amadurecimento do sistema fotossintetizante. A segunda fase é de estabilização do crescimento, uma vez que são esgotadas as reservas de amido do caule. Neste ponto, a força do dreno de crescimento diminui e aumenta o acúmulo de amido nas folhas completamente expandidas. Considerando-se as estratégias adaptativas de jatobá, em ausência de estresse hídrico, as condições ambientais de e CO2 até 760ppm e eT até 3°C promovem o crescimento de plantas juvenis de H. courbaril. / The continuous rise in anthropogenic CO2 concentration has the potential to lead to an approximate 3°C increase in temperature worldwide and these is thought as being important factors that affect the plants productivity and distribution. Hymenaea courbaril L., jatobá, is a late-successional species that is recognized by its ecological importance and by their distribution from central America to the south of Brazil. This plant species has been used as a model for the studies of cell wall storage carbohydrates mobilization, as well as for the studies of Neotropic species responses to enrichment CO2 atmosphere. It is known that XG mobilization products are driven primarily to expanding leaves. Elevated temperatures promote this mobilization process. In the present work, he initial development of seedlings of Hymenaea courbaril was investigated in order to understand aspects of physiological bevavior and carbon metabolism under elevated CO2 concentrations (e CO2) and/or elevated temperature (eT, +3°C). The results showed that the e CO2 and eT, when associated, actively improved H. courbaril L. young plants development, promoting the maturation of its delayed greening leaves with a higher and a faster chlorophyll accumulation. Such interaction seems to block the reduction of XG mobilization and the photosynthesis acclimation, previously observed to be promoted by the elevated CO2 atmosphere. It was observed that eCO2 increases net assimilation CO2 rates and the non structural carbohydrates production, like starch. Elevated temperatures improved the metabolism in general and this seems to depend on the carbohydrates status. Elevated temperatures enhanced the sucrose synthesis, diminished the starch production, and the starch/sucrose ratio during the night. The metabolic features observed for Hymenaea courbaril are likely to be associated he sugar sensing mechanism, which reduces the photosynthetic enzymes synthesis reduction (photosynthesis acclimation). The jatobas initial development showed two phases determined by its storage compounds in the cotyledons. The first is a linear growth period during which XG mobilization, photosynthesis and a high starch level is stored in the stem, the latter possibly used as a supplementary carbon source until photosynthesis is fully established. The second phase is growth stabilization, once the stem starch reserves are utilized. At that point, the growth sink forces diminish and consequently an increased concentration of starch is obseved in the completed expanded leaves. Considering those strategies, without water stress, the conditions of elevated CO2 and elevated temperature promote growth of young H. courbaril plants.
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Efeito do uso combinado das tecnologias de micro-ondas e infravermelho no preparo de alimentos bifásicos em forno tipo túnel / Effect of combined use of microwave and infrared technologies for cooking biphasic foods in tunnel ovenPiza, Luciana Vieira 16 November 2016 (has links)
O uso combinado das tecnologias de micro-ondas e infravermelho, para aquecimento e reaquecimento de produtos prontos, pode ser considerado uma nova e eficiente técnica de preparo de alimentos, já que o processo de cozimento é otimizado e melhor controlado, pois altos fluxos de calor são transferidos para a superfície do alimento, com controle quase que instantâneo da energia fornecida. Dentro desse contexto, o objetivo deste trabalho foi desenvolver e testar uma nova forma de reaquecimento de produtos assados, por meio da combinação de micro-ondas e infravermelho em forno tipo túnel. Simulações computacionais e testes preliminares foram realizados em ambientes nos quais pode-se controlar, tanto as emissões da radiação infravermelha quanto a micro-ondas. Os testes foram realizados com salgados assados como forma de evidenciar a eficácia de ação de ambas as tecnologias, levando-se em conta a complexidade das condições de contorno de tais alimentos, uma vez que os mesmos podem ser modelados como possuindo duas fases: uma cujas as propriedades são estabelecidas pela massa e a outra em que as propriedades são provenientes do recheio. Foram realizados estudos preliminares que permitiram verificar o comportamento de cada fase do alimento frente ao reaquecimento pelas duas radiações, o que forneceu os tempos de ação de 15 segundos de micro-ondas (protótipo modelo), mais 30 segundos de infravermelho no forno tipo túnel. Com a metodologia desenvolvida foi possível medir com eficiência a temperatura interna e externa das amostras, bem como a migração de umidade do centro para a superfície, permitindo concluir que a ação de ambas as radiações foi eficiente no reaqueciamento dos alimentos no forno tipo túnel estudado. / The combined use of microwave and infrared technologies for heating and reheating of fast-food may be considered a new and efficient technique for food preparation, due the fact that baking process is optimized and controlled, such technology have high heat flows transferring to the food surface instantaneous energy. In this context, the aim of this study was to develop and test a new way of heating baked foods, through a combination of microwave and infrared oven type tunnel. Computer simulation and preliminary tests were carried out in environments in which one can control both the emission of infrared radiation as a microwave. The tests were conducted with baked foods in order to show the effectiveness and action of both technologies, taking into account the complexity of such foods boundary conditions, they can be modelled as having two phases: one whose the properties are set by the dough properties and the other where the properties of components bounded by dough.Preliminary studies was carried out to verify the effect of both radiations in each food phase which provided the action times of 15 seconds of microwave (prototype model) 30 seconds infrared oven tunnel type. With this methodology was ble the measurement of internal and external temperature of the samples, as well as moisture migration from the center to the surface. The results showed that the action of both radiation was effective in rehating biphasic food.
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Análise de distribuição de temperaturas e tensões residuais em soldas do tipo ring-weld. / Analysis of the temperature and residual stress fields in ring-welds.Filgueira Rodeiro, Pablo 10 April 2003 (has links)
Este estudo apresenta uma abordagem para a determinação do campo de temperaturas e tensões residuais desenvolvidos durante a soldagem de uma solda do tipo ring-weld. Devido à complexidade da junta soldada e à velocidade de deposição, um modelo de elementos finitos sólido-tridimensional foi elaborado para a solução do campo de temperaturas e tensões residuais. As características não-lineares do fenômeno tais como a dependência das propriedades físicas e mecânicas com a temperatura e a deposição de material ao longo da soldagem foram consideradas neste estudo. Um ensaio com termopares foi realizado com a finalidade de comparação e validação do modelo térmico utilizado. Os resultados obtidos mostraram uma boa correlação entre o ensaio e o modelo numérico, permitindo uma maior confiabilidade para a execução do modelo mecânico subseqüente. Os resultados do modelo mecânico para a determinação das tensões residuais não foram comprovados por ensaio, porém os resultados se apresentaram qualitativamente satisfatórios. / This study presents an approach to determine the temperature field and residual stresses developed during the welding of a ring-weld. Due to the complexity of the welded joint and its deposition speed, a 3D solid finite element model was constructed for solving the temperature and residual stress fields. The non-linear characteristics of the phenomenon such as, the temperature dependence of the physical properties and the material deposition through the welding process were taken into account. A thermocouple test was performed in order to compare and validate the thermal model used. The results obtained have shown a good correlation between the test and numerical model results, allowing a greater reliability to the execution of the subsequent mechanical model. The results of the mechanical model used for determining the residual stresses were not verified by testing, but the results were qualitatively adequate.
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A influência térmica na dinâmica das membranas celulares: uma contribuição na conservação de Steindachneridion parahybae (Siluriformes: Pimelodidae), uma espécie de peixe ameaçada de extinção / The termal influence on the dynamics of cell membranes: a contribution to the conservation of Steindachneridion parahybae (Siluriformes: Pimelodidae), a threatened species of fishRibeiro, Cristiéle da Silva 04 June 2012 (has links)
A temperatura é o fator ambiental mais importante que afeta a atividade de animais ectotérmicos, como peixes. Ajustes compensatórios à temperatura ocorrem em diferentes cursos temporais, que variam de menos de um minuto a mais de um mês, e as membranas são os primeiros alvos afetados pelas mudanças de temperatura, com resposta imediata dos componentes lipídicos a este desafio. Este trabalho teve como objetivo estimar a capacidade alostática (na estrutura e funções de membrana) no contexto das variáveis climáticas relevantes e caracterizar o âmbito e os mecanismos de mudança, incluindo os mecanismos que concedem tolerância a mudanças de temperatura agudas e crônicas. Juvenis de Steindachneridion parahybae uma espécie de peixe nativa ameaçada de extinção, foram progressivamente resfriados de 30° C a 24, 17 e 12 ° C, nas quais foram mantidas por até 5 dias no tratamento agudo e por até 30 dias no tratamento crônico. Os tecidos hepático, encefálico e branquial foram amostrados, com análises subsequentes das principais frações fosfolipídicas (fosfatidilcolina (FC) e fosfatidiletanolamina (FE) e análises posicionais de cada fração), atividade da Na+/ K+-ATPase e histomorfologia branquial. Os animais mantidos na temperatura mais baixa mostraram uma elevada taxa de mortalidade, provavelmente devido à proximidade desta temperatura ao limite térmico inferior para esta espécie. A atividade da Na+/ K+-ATPase se mostrou aumentada nas temperaturas mais baixas, corroborando o aumento das lesões morfológicas branquiais e massa de fígado para estas temperaturas. Em geral o perfil de ácidos graxos de FC mantiveram-se mais estáveis do que o observado para FE. O teste agudo aparentemente afetou consideravelmente C20-22n3 (FC hepática e sn-1 ; FE encefálica e hepática), enquanto que no teste crônico, C20-22n6 foi o grupamento mais afetado (FC e FE hepático em sn-2 e sn-1). O ensaio agudo mostrou um padrão de manutenção da estrutura de membrana cerebral, com uma diminuição de C20-22n3 hepática e aumento destes ácidos graxos no encéfalo durante o tratamento. Em ambos os tecidos e frações analisados foi possível detectar evidências significativas de reestruturação da membrana, mostrando que o Surubim do Paraíba foi capaz de proporcionar ajustes compensatórios em respostas de aclimatação. / Temperature is the most important environmental factor affecting the activity of ectothermic animals such as fish. Compensatory adjustments to temperature occur with time courses ranging from less than a minute to more than a month, and membranes are the first targets affected by change of temperature, and their lipid components respond immediately to this challenge. This project aimed to estimate the allostatic capacity (in membrane structure and function) in the context of relevant climate variables, and to characterize the scope and the defense mechanisms available, including those yielding tolerance to acute and chronic temperature shifts. Steindachneridion parahybae juveniles, an endangered native fish species, were progressively cooled from 30°C to 24, 17 and 12°C, in which they were maintained for up to 5 days in the acute trial and for up 30 days in the chronic trial. Brain, liver and branchial tissues were sampled, with subsequent analyses of the main phospholipids fractions (phosphatidylcholine (PC) and phosphatidylethanolamine (PE), and the positional analyses of each fraction), Na+/K+-ATPase activity and histomorphology of gills. The animals maintained atlower temperature showed a high rate of mortality, probably because this temperature is near the lower thermal limit for this species. The activity of Na+ K+ATPase increased at lower temperatures, the same pattern observed for morphological injuries in gills and increased liver mass. Generally the fatty acid profiles of PC remained more stable than those in PE. The acute test apparently had affected considerably C20-22n3 (liver PC and sn-1 PC; PE in brain and liver), while for the chronic test, C20-22n6 was more affected (PC and PE liver on sn-2 and sn-1). The acute trial showed a pattern of maintenance of brain membrane structure, with a decrease of PE-associated C20-22n3 in the liver and an increase of these fatty acids in brain during the test. In both tissues and fractions analyzed it was possible to detect significant evidences of membrane restructuring, showing that the Surubim do Paraiba was able to provide compensatory adjustments in acclimation responses
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Estudo ab initio dos efeitos de ligantes e temperatura na estabilidade e meta-estabilidade de nanoclusters metálicos / Ab initio Study of the Ligands and Temperature Effects on the Stability and Meta-stability of Metallic NanoclustersGuedes Sobrinho, Diego 28 July 2017 (has links)
Nanoclusters de metais de transição (TM) com dimensões de ~1,0 nm têm atraído grande interesse em diversas aplicações tecnológicas, como microeletrônica, óptica, dispositivos magnéticos e principalmente como nanocatalisadores. Nesse contexto, a morfologia desses sistemas é um fator fundamental para otimzação de performace nessas aplicações, tendo em vista a relação direta entre as propriedades físico-químicas e a estrutura atômica do nanocluster determinada pelas condições do ambiente (temperatura e moléculas adsorvidas). No entanto, diante das limitações relativas à precisão das técnicas de caracterização experimental disponíveis atualmente, sobretudo em dimensões nanométricas, o uso de cálculos computacionais através de métodos de primeiros princípios (ab initio) e baseados na teoria do funcional da densidade se torna indispensável. Neste trabalho, foram investigados os efeitos de ligantes e temperaturas nas propriedades estruturais, eletrônicas, estabilidade e meta-estabilidade de nanoclusters de TM. (i) Os efeitos de ligantes de (PH3)n e (SH2)n (saturação gradativa em n = 1, 6, 12 e 18) adsorvidos em nanoclusters unários de Pt55 e Au55 com estruturas icosaédricas (ICO), cuboctaédricas (CUB) e desordenadas de core reduzido (DRC) foram estudados a 0K. Em fase gasosa, as estruturas DRC com 7 e 9 átomos na região do core são 5,34 eV (Pt55) e 2,20 eV (Au55) mais estáveis que modelo ICO com simetria Ih com 13 átomos no core. Os resultados mostraram que existe uma forte compressão do core catiônico pela superfície aniônica induzida por interações de Coulomb (core+-superfície-), levando ao colapso e redução de estresse das estruturas simétricas a partir da redução do número de átomos na região do core. No entanto, a estabilidade da estrutura ICO aumenta com o aumento do número de moléculas adsorvidas, de modo que DRC e ICO se tornam energeticamente degeneradas em < 0,5 eV. Além disso, a adição de ligantes na superfície aniônica reduz a transferência de cargas entre as regiões de core+-superfície-, contribuindo para a redução das interações de Coulomb e, consequentemente, aliviando o estresse interno da estrutura ICO. Resultados similares foram obtidos utilizando ligantes de trifenilfosfina (PPh3), nos quais as longas cadeias carbônicas adicionam interações laterais entre os ligantes. (ii) Nanoclusters de binários de PtnCo(55 - n) a 0K mostraram alta estabilidade em todo intervalo de composições, indicando uma correlação direta entre estabilidade e distribuição homogênea de átomos de Pt e Co formando a nanoliga com estrutura ICO. No entanto, sob uma atmosfera saturada de ligantes de CO adsorvidos, a estabilidade da nanoliga diminui (aumenta) para composições com grandes quantidades de Pt (Co). As análises mostraram que sob os efeitos da adsorção as composições permanecem com configuração ICO, exceto para Pt42Co13 (estrutura core@shell do tipo Co@Pt em fase gasosa), onde as moléculas de CO deslocam os átomos de Co para a superfície, e, então, induzindo um processo de amorfização na formação de uma estrutura formada com átomos de Pt ocupando o core. Para investigar os efeitos de temperatura na estabilidade e meta-estabilidade de nanoclusters e clusters de Au utilizando dinâmica molecular de Born-Oppenheimer, foram utilizados nanoclusters de tamanho médio de Au25, Au38 e Au40 em fase gasosa e clusters de Au13 sob diferentes atmosferas saturadas de CO. (iii) Observou-se que em temperaturas de 300, 400, 500 e 600 K os nanoclusters exibem estruturas dinâmicas para as regiões de core-superfície, com core tetraédrico (4 átomos) ou T-bipiramidal (5 átomos) catiônicos fracamente ligados à superfície aniônica flexível. Uma abordagem estatística através de um algoritmo de redução de dimensionalidades para representação no espaço euclideano bidimensional, chamado de sketch-map, foi proposta como uma nova linguagem para analisar a superfície de energia livre (FES) dos sistemas calculada na aproximação de multistate Bennet acceptance-ratio. A FES foi utilizada como uma análise qualitativa das configurações estáveis e meta-estáveis sob os efeitos de temperaturas, indicando as regiões preferenciais do espaço configuracional de cada nanocluster investigado. (iv) Incluindo os efeitos de ligantes e temperaturas em clusters de Au13, foi observado que em altas temperaturas os clusters de Au13 em fase gasosa tendem a configurações mais abertas com menor comprimento de ligação com relação às estruturas tridimensionais. Por outro lado, a saturação do ambiente com ligantes de CO restringem a mobilidade dos átomos nos clusters de Au13, favorecendo a amostragem de estruturas tridimensionais mesmo em temperaturas relativamente altas. A análise de população de cargas mostrou uma alta concentração de elétrons nos átomos de O, de modo que o forte catiônico dos clusters de Au13 leva ao aumento da coordenação atômica, contribuindo para a estabilização das estruturas mais tridimensionais. / Transition metal nanoclusters (TM) with dimensions of ~1,0 nm have attracted great interest in various technological applications such as microelectronics, optics, magnetic devices and mainly as nanocatalysts. In this way, the morphology of these systems is a fundamental factor for optimization of performance in these applications, considering the direct relationship between the physicochemical properties and the atomic structure of the nanocluster determined by the ambient conditions (temperature and adsorbed molecules). In this sense, in view of the limitations on the precision of the experimental characterization techniques currently available, especially in nanometric dimensions, the use of computational calculations using first principles methods (ab initio) and based on the density functional theory is indispensable. Thus, in this work, the effects of binders and temperatures on the structural, electronic properties, stability and metastability of TM nanoclusters were investigated. (i) In this way, the (PH3)n and (SH2)n ligands effects with gradual saturation at n = 1, 6, 12 and 18 adsorbed onto nanoclusters Pt55 and Au55 with icosahedral (ICO), cuboctahedron (CUB), and distorted reduced core (DRC) structures were studied at 0K. In the gas phase, the DRC structures with 7 and 9 atoms in the core region are 5,34 eV (Pt55) and 2,20 eV (Au55) more stable than ICO model with symmetry Ih with 13 atoms in core. The results showed that there is a strong compression of the cationic core by the anionic surface induced by interactions of Coulomb (core+-surface-), leading to collapse and stress reduction of the symmetrical structures from the reduction of the number of atoms in the core region. However, the stability of the ICO structure increases with increasing Number of molecules adsorbed, so that DRC and ICO become approximately degenerated in energy in < 0,5 eV. In addition, ligands on the anionic surface reduces the transfer of charges between core+- surface-, contributing to the reduction of interactions of Coulomb and, consequently, alleviating the internal stress of the ICO. Similar result were obtained using triphenylphosphine (PPh3) as large ligands, in which the long carbon chains add side interactions between the ligands. (ii) PtnCo(55 - n) binares nanoclusters at 0K showed a high stability across the range of compositions, indicating a direct correlation between stability and homogeneous distribution of Pt and Co atoms forming the nanoalloys with ICO structure. However, under a saturated atmosphere of adsorbed CO ligands, the stability of the nanoaaloys decreases (increases) to compositions with large amounts of Pt (Co). Analyzes have shown that under the effects of adsorption the compositions remain with ICO configuration, except for Pt42Co13 (Co@Pt as core@shell in gas-phase), where Co molecules displace the Co atoms to the surface, and then inducing an amorphization process for a structure formed with Pt atoms occupying the core. To investigate the temperature effects on the stability and metastability of Au nanoclusters and clusters by using Born-Oppenheimer molecular dynamics, medium size nanoclusters of Au25, Au38, and Au40 were used in gas-phase and clusters of Au13 under different saturated atmospheres of CO. (iii) It has been observed that at temperatures of 300, 400, 500, and 600 K, the nanoclusters exhibit dynamic structures for the core-surface regions with cationic tetrahedral (4 atoms) or T-bipyramidal (5 atoms) cores weakly bound to the flexible anionic surface. A statistical approach using a dimensionality reduction algorithm for two-dimensional Euclidean space representation, called sketch-map, was proposed as a new language to analyze the free energy surface (FES) of the systems calculated on the approximation of multistate Bennet acceptance-ratio. The FES was used as a qualitative analysis of the stable and metastable configurations under the effect of temperature, indicating the preferred regions of the configurational space of each nanocluster investigated. (iv) By including the effects of ligands and temperatures on Au13 clusters, it was observed that at high temperatures the Au13 clusters in gas-phase tend to have more open configurations with less bond length relative to three-dimensional structures. On the other hand, the saturation of the environment with CO ligands restricts the mobility of the atoms in Au13 clusters, favoring the sampling of three-dimensional structures even at temperatures relatively high. The charge population analysis showed a high concentration of electrons in the O atoms, so that the strong cationic character of the Au13 clusters leads to increased atomic coordination, contributing to the stabilization of the more three-dimensional.
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Uso de tecnologia de redes de sensores sem fio para levantamento do perfil de temperaturas em um forno tipo túnel experimental / Use of wireless sensor networks for raising the temperature profile technology in an experimental tunnel type furnaceNowicki, Luiz Sérgio 22 April 2014 (has links)
Atualmente as indústrias alimentícias brasileiras estão trabalhando para a conservação de energia, principalmente no setor industrial, com o uso de tecnologias mais eficientes voltadas para esta necessidade. Nesse sentido, a reestruturação tecnológica traz o desenvolvimento de novos produtos, reduzindo os gastos com energia e os impactos ambientais associados ao interesse dos consumidores na garantia e qualidade dos alimentos. No que se referem a alimentos assados, muitas indústrias usam forno tipo túnel. Sendo assim, entender o comportamento térmico de tais fornos é crucial para os programas que visam aperfeiçoar o controle dos gastos com energia, tanto quanto avaliar os impactos ambientais associados ao consumo dela e assim garantir a competitividade, cujo principal requisito é a produção de alimentos com qualidade de maneira sustentável. Dentro deste contexto, este trabalho teve como objetivo monitorar o perfil de temperatura em um forno tipo túnel de uma mini linha experimental de produção de biscoitos em tempo real, utilizando sensores de temperatura acoplados a um sistema de comunicação sem fio. A metodologia desenvolvida usa um sistema de aquisição de dados, no qual seis sensores termopar tipo K foram distribuídos em três zonas de aquecimento do forno. Estes termopares foram conectados a um dispositivo eletrônico denominado AD595 que fez o condicionamento do sinal e a saída do mesmo, a qual estava conectada a um sistema de transmissão que usa o protocolo Zigbee. Este protocolo Zigbee foi controlado por um software na linguagem Visual Basic versão 6.0. Os resultados obtidos mostraram que tal metodologia permitiu monitorar as temperaturas em tempo real das seis diferentes zonas de aquecimento do forno, permitindo assim obter o perfil ideal para cozimento. / Currently Brazilian food industries are working to conserve energy, especially in the industrial sector with the use of more efficient technologies for this need. In this sense, the technological restructuring brings the development of new products, reducing energy costs and environmental impacts associated with consumer interest in quality assurance and food. As they relate to baked goods, many industries use tunnel kiln type. Therefore, to understand the thermal behavior of such furnaces is crucial for programs aimed at improving the control of energy expenditure as much as evaluating the associated environmental impacts her consumption and thus ensure competitiveness whose main requirement is the production of quality food sustainably. Within this context, this study aimed to monitor the temperature profile in an oven of an experimental mini biscuit production line in real time, using temperature sensors coupled to a wireless communication system type tunnel. The methodology developed uses a data acquisition system, in which six K-type thermocouple sensors were divided into three heating zones of the furnace. These thermocouples were connected to an electronic device called AD595 which made the signal conditioning and output the same, which was connected to a transmission system that uses the Zigbee protocol. This Zigbee protocol was controlled by software in visual basic language version 6.0. The results obtained showed that this methodology allowed monitor the temperatures in real time the six different heating zones of the furnace, thus allowing optimal for cooking profile.
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