Made available in DSpace on 2015-05-08T14:53:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 3056611 bytes, checksum: e73001b52f3f37e092e742b4d599ce04 (MD5) Previous issue date: 2014-02-14 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / This dissertation deals with the Pollution-Routing Problem (PRP), a Vehicle Routing Problem (VRP) with environmental considerations, recently introduced in the literature by Bekta ¸s e Laporte (2011). The objective is to minimize operational and environmental costs while respecting route-load constraints and service time windows. Costs are based on driver wages and fuel consumption, which depends on many factors, such as travel distance and vehicle load. Vehicle speeds are additional decision variables of the problem which complement routing decisions. They impact the total cost, the travel times between the locations, and thus the set of feasible routes. We propose a hybrid method that combines a local search-based metaheuristic with an exact approach and a recursive speed-optimization algorithm. Moreover, two other green VRP variants, the Fuel Consumption VRP (FCVRP) and the Energy Minimizing VRP (EMVRP), are addressed. The results obtained compare very favorably with those found in the literature, and many new improved solutions are reported. / Esta dissertação lida com o Pollution-Routing Problem (PRP), i.e. um Problema de Roteamento de Veículos (PRV) com considerações ambientais, recentemente introduzido na literatura por Bekta¸s e Laporte (2011). O objetivo consiste na minimização dos custos operacionais e ambientais, respeitando as restrições de carga dos veículos e janelas de tempo dos clientes. O custo é baseado no salário dos motoristas e no consumo de combustível, que depende de diversos fatores, como distância percorrida e carga transportada. As velocidades dos veículos são variáveis de decisão adicionais que complementam as decisões de roteamento. Tais velocidades interferem diretamente no custo total, nos tempos de viagem, bem como no conjunto de rotas viáveis. Uma abordagem híbrida que combina uma metaheurística baseada em busca local com uma abordagem exata e um algoritmo recursivo para otimizar as velocidades é proposta para solucionar o problema. Além do PRP, outras duas variantes do PRV com considerações ambientais são tratadas: o PRV considerando consumo de combustível e o PRV com minimização de energia. Os resultados obtidos se mostraram bastante favoráveis quando comparados com os melhores da literatura, e diversas soluções melhoradas são reportadas.

Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2016-07-25T19:35:29Z No. of bitstreams: 1 HasanLopesShihadeh_DISSERT.pdf: 4749062 bytes, checksum: 5c56d7aad70a0d9ccc2eba27d546688b (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2016-07-28T23:45:09Z (GMT) No. of bitstreams: 1 HasanLopesShihadeh_DISSERT.pdf: 4749062 bytes, checksum: 5c56d7aad70a0d9ccc2eba27d546688b (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-28T23:45:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 HasanLopesShihadeh_DISSERT.pdf: 4749062 bytes, checksum: 5c56d7aad70a0d9ccc2eba27d546688b (MD5) Previous issue date: 2015-09-08 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior (CAPES) / Neste trabalho foi realizado um estudo para a obtenc?a?o de para?metros para um modelo regional de velocidades 1D va?lido para a Provi?ncia Borborema, NE do Brasil. Para tanto, foram utilizados eventos que ocorreram na mesma entre 2001 e 2013 com magnitude acima de 2.9 e que tiveram epicentros bem determinados por redes locais de estac?o?es ou back azimuth, quando os dados sa?o de boa qualidade. Foram escolhidos 7 eventos ocorridos nas principais a?reas si?smicas da Provi?ncia Borborema. Os eventos selecionados foram, ao todo, registrados em 74 estac?o?es das redes: RSISNE, INCT-ET, Mile?nio, Joa?o Ca?mara - RN, Sa?o Rafael - RN, Caruaru - PE, Sa?o Caetano - PE, Castanha?o - CE, Santana do Acarau - CE, Taipu - RN e Sobral - CE e a estac?a?o RCBR da rede IRIS/USGS - GSN. Para a determinac?a?o dos para?metros do modelo realizou-se a inversa?o do tempo de percurso atrave?s de um ajuste de retas aos tempos observados. A validac?a?o deste modelo se deu de modo independente atrave?s da comparac?a?o com outros modelos conhecidos (globais e regionais para o Brasil). O modelo final, nomeado MBB, apresenta um modelo crustal lateralmente homoge?neo composto por duas camadas com crosta superior de 11,45 km de espessura e uma crosta com espessura total de 33,90 km, sendo a base da segunda camada limitada pela descontinuidade de Moho. A velocidade da onda P na crosta superior foi estimada em 6,00 Km/s e na crosta inferior 6,64 Km/s. A velocidade da onda P no manto superior foi estimada em 8,21 Km/s com uma raza?o VP/VS de aproximadamente 1,740 ? 0,002. / In this work it was performed a study to obtain parameters for an 1D regional velocity model for the Borborema Province, NE Brazil. It was used earthquakes occurred between 2001 and 2013 with magnitude greater than 2.9 mb either from epicentres determined from local seismic networks or by back azimuth determination, when possible. We chose seven events which occurred in the main seismic areas in the Borborema Province. The selected events were recorded in up to 74 seismic stations from the following networks: RSISNE, INCT-ET, Jo?o C?mara ? RN, S?o Rafael ? RN, Caruaru - PE, S?o Caetano - PE, Castanh?o - CE, Santana do Acarau - CE, Taipu ? RN e Sobral ? CE, and the RCBR (IRIS/USGS?GSN). For the determination of the model parameters were inverted via a travel-time table and its fit. These model parameters were compared with other known model (global and regional) and have improved the epicentral determination. This final set of parameters model, we called MBB is laterally homogeneous with an upper crust at 11,45 km depth and total crustal thickness of 33,9 km. The P-wave velocity in the upper crust was estimated at 6.0 km/s and 6.64 km/s for it lower part. The P-wave velocity in the upper mantle we estimated at 8.21 km/s with an VP/VS ratio of approximately 1.74.

O ensaio do anel consiste na compressão de uma amostra em formato de anel com as proporções 6:3:2 (diâmetro externo; diâmetro interno; altura) que foi deformada em sua altura. Neste trabalho realizaram-se ensaios de compressão de anel para três ordens de grandeza de velocidades de deformação: 3,00; 0,30; 0,03 mm/s, e dois graus de redução na altura: 20% e 50%. Os ensaios foram realizados em duas condições, uma na qual os ensaios sucessivos foram realizados na mesma posição da ferramenta sem polimento da mesma e outra na qual entre ensaios consecutivos, as ferramentas foram polidas recuperando sua condição superficial inicial. Para cada condição ensaiada sobre superfície polida foram realizadas 10 réplicas. Para ensaios sobre superfície sem polimento intermediário foram realizadas 10 compressões de anéis consecutivas. As ferramentas foram fabricadas de aço ferramenta e os corpos de prova, anéis, em aço SAE 1020 nas dimensões 18 x 9 x 6 mm (raio externo, raio interno e altura). Nas observações das superfícies de trabalho bem como das microestruturas foi utilizado microscópio óptico e microscópio eletrônico de varredura. Para os ensaios com polimento das ferramentas entre ensaios observou-se que: a) A elevação da redução de altura não resultou na variação do coeficiente de atrito para as três velocidades estudadas. b) Para 50% de deformação a elevação da velocidade resultou numa pequena, porém significativa redução do coeficiente de atrito. Para os ensaios sem polimento intermediário das ferramentas observou-se que: a) O aumento da redução de altura elevou significativamente o valor do coeficiente de atrito para as três velocidades estudadas. b) Para 20% de deformação a elevação da velocidade resultou numa pequena, porém significativa redução do coeficiente de atrito. A análise da superfície das ferramentas mostrou qualitativamente que nos ensaios sem polimento intermediário das ferramentas realizados com 50% de deformação a adesão do material do anel sobre a ferramenta era maior do que para os ensaios realizados com 20%. Atribuiu-se a elevação do coeficiente de atrito em relação aos ensaios com polimento intermediário das ferramentas à adesão de material. / The test consists of the compression of a ring-shaped sample in the proportion of 6:3:2 (outer diameter; inner diameter; thickness) that was deformed along its height. Ring compression tests were performed with conformation speed in three orders of magnitude: 3,00; 0,30; 0,03 mm/s, and two height reduction degrees: 20% and 50%. The experiments were performed in two different conditions: one in which successive tests were performed in the same tool position without polishing it, and another in which the tools were polished between successive tests, recovering its surfaces initial condition. The test under the polished surface condition was repeated 10 times. For the test of surfaces without intermediate polishing, 10 consecutive ring compressions were performed. The dies were made of High Speed Steel and the specimens were made of SAE 1020 steel with dimensions of 18 x 9 x 6 mm (outer radius, inner radius and thickness). The working surface and the microstructures were analyzed with optical microscope and scanning electron microscope. The tests with intermediate tool polishing presented the following results: a) an increase in the height reduction degree did not result in variation of the friction coefficient in the three studied conformation speed. b) In the tests with 50% of height reduction degree, an increase in the conformation speed resulted in a small but significant decrease in the friction coefficient. The tests without intermediate tool polishing showed that: a) an increase in the height reduction degree significantly increased the friction coefficient for the three studied conformation speed. b) In the tests with 20% of height reduction degree, an increase in the conformation speed resulted in a small but significant decrease in the friction coefficient. The qualitative analysis of the tool surface showed that in the tests without intermediate tool polishing performed with 50% of deformation, the adhesion of ring material on the tool was greater than in the tests with 20% of deformation. The increase in the friction coefficient in relation to the tests with intermediate polishing was attributed to adhesion of material.

O presente trabalho de mestrado está inserido nos estudos de refração profunda do Projeto Temático 'Estudos Geofísicos e Modelo Tectônico dos Setores Central e Sudeste da Província Tocantins, Brasil Central'. Nesses estudos foram levantadas três linhas de refração de aproximadamente 300 km de extensão, duas no setor Central da Província Tocantins e uma no setor Sudeste, que é o objeto de estudo deste trabalho. Foram utilizados 111 sismógrafos digitais SGR pertencentes ao programa PASSCAL, instrumentos auxiliares do USGS, e 13 sismógrafos digitais e instrumentos auxiliares do IAG/USP. A linha sísmica teve aproximadamente 300 km de extensão com pontos de registro separados a cada 2,5 km, distribuídos ao longo de estradas principais e secundárias. A cada 50 km, aproximadamente, foi realizada uma explosão, nas explosões dos extremos da linha foram utilizados 1000 kg de explosivo e para a explosão central uma carga de 500 kg. Para a determinação das coordenadas geográficas dos pontos de tiro e de registro, foi utilizado o método diferencial com medidas de GPS. O principal objetivo deste trabalho foi obter como produto final um modelo de velocidades sísmicas contendo as características físicas das principais descontinuidades na crosta terrestre e no manto superior. Para análise e processamento dos dados foram utilizados os pacotes SAC, SU, SEIS. Para a modelagem foram utilizados a teoria do raio e a elaboração de sismogramas sintéticos, do pacote SEIS. Para a elaboração do modelo final foram utilizados os dados das explosões dos pontos extremos e central, tendo em vista que devido a problemas técnicos não foram registrados os sinais das outras 4 explosões. Além disso, as explosões registradas não apresentaram sinais claros em toda a extensão da linha. Devido a tudo isso e considerando as unidades geológicas presentes na região de estudo são sugeridos três modelos de velocidades sísmicas. O primeiro modelo refere-se ao tiro direto (EX31) localizado no extremo sudoeste da linha, sobre a Bacia do Paraná. Para este modelo obteve-se para superfície (0 km) a velocidade inicial de 2 km/s (coberturas); para a profundidade de 0,086 km a velocidade inicial é de 5,15 km/s (basalto); para a profundidade de 0,350 km obteve-se a velocidade inicial de 4,6 km/s (arenito - camada de baixa velocidade); para profundidade de 0,650 km a velocidade inicial é de 5,75 km/s e para profundidade de 4 km obteve-se a velocidade inicial de 6,07 km/s. O segundo modelo refere-se ao tiro reverso (EX34) localizado no centro da linha sobre granitóides do Grupo Araxá. Para este modelo obteve -se para superfície (0 km) a velocidade inicial de 2 km/s; para a profundidade de 0,06 km a velocidade inicial é de 5,69 km/s e para a profundidade de 0,860 km obteve-se a velocidade inicial de 6,25 km/s. Finalmente, o terceiro modelo refere-se ao tiro direto para toda a extensão da linha (300 km). Este modelo foi definido a partir de fases secundárias lidas nos registros e modelos anteriores propostos na literatura. Da superfície até os 4 km iniciais de profundidade este modelo é igual ao primeiro, para uma profundidade de 20 km obteve-se a velocidade inicial de 6,70 km/s e para uma profundidade de 40 km a velocidade é de 8,00 km/s (descontinuidade de MOHO). / This work to fulfil the degree of Master of Sciences is inserted among the deep seismic refraction studies of the Thematic Project 'Geophysical Studies and Tectonic Model of the Tocantins Province Central and Southeast Sectors, Central Brazil'. Three refraction lines, of around 300 km long each, were deployed, two of them in the Central sector and the other in the SE sector, that is subject of the present work. The equipment used in this experiment was composed by 111 SGR digital seismographs belonging to the PASSCAL Program. Complemented with auxiliary instruments from USGS and 13 seismographs belonging to IAG/USP. The space among the recording points was 2.5 km, which were located along main and secondary roads. Every 50 km was fired an explosion with 1000 kg of emulsion in each extreme and 500 kg in the central point. The geographical co-ordinates were determined by using the GPS differential method. The main objective of this work is to obtain as a final product a seismic velocity model with the physical characteristics of the main discontinuities in the crust and upper mantle. The packages SAC, SU and SEIS were used to perform the data analysis and processing. To carry on the modelling were used the ray theory and the synthetic seismograms construction, belonging to the SEIS package Data from the extreme and middle points of the seismic line were used to elaborate the final model, considering that due to technical problems signals from the other four explosions were not recorded. Apart from that, the recorded explosions did not present clear signals all along the extension of the line. Due to these facts, and considering also the geological units present in the studied region, are suggested three seismic velocity models. The first model is referred to the direct shot (EX31), which is localised in the Southwest extreme of the line on the Parana Basin province. In this model we obtained the P wave velocity (VP) of 2 km/sec at the surface, corresponding to the unconsolidated sediments and soil on the top of that basin. At a depth of 86 m we found VP of 5,15 km/sec and at a depth of 350 m the velocity VP of 4,6 km/sec, corresponding to the basalt and sand layers of the Parana Basin. Underlying them, at 650 m of depth we found the basement with VP of 5,75 km/sec and finally at a depth of 4 km there is a layer with VP of 6,07 km/sec, corresponding to a typical upper crust P wave velocity. The second model corresponds to the reverse shot (EX34) that is localised in the middle point of the line on the granitoides of the Araxa Group. For this model we obtained VP of 2 km/sec for the superficial layers, then at a depth of 60 m was obtained V P of 5,69 km/sec and for a depth of 860 m the value of V P is 6,25 km/sec. Finally, the third model belongs to the whole line section (300 km) from the direct shot (EX31). This model was obtained by using the arrivals of secondary phases and the results of models proposed in other works. From the surface down to 4 km of depth this model is similar to the first one. At 20 km of depth there is a layer with VP of 6,70 km/sec, corresponding to the lower crust, with Moho at a depth of 40 km with VP of 8,00 km/sec.

A variedade dos meios porosos é evidente na pluralidade de seus usos. Não por acaso, a avaliação dos escoamentos que neles sucedem é comum a diversos campos de conhecimento. Avanços nas técnicas experimentais e numéricas têm sido observados recentemente. No entanto, progressos posteriores no assunto encontram-se condicionados à evolução da contraparte teórica. Em virtude disso, no presente estudo, foi desenvolvido um modelo analítico para o escoamento em meios porosos. Este modelo se baseia no princípio da entropia máxima (PEM), advindo da teoria da informação. Por meio dele, foi possível a determinação estatística das velocidades locais de um fluido e puderam ser deduzidas expressões embasadas nas Equações de Navier-Stokes, tais quais as Leis de Darcy, de Forchheimer e a Equação de Darcy-Weisbach. Ele permitiu, também, a atribuição de significados físicos mais precisos para grandezas intervenientes no escoamento em meios porosos, como o número de Reynolds e o coeficiente de permeabilidade intrínseca. Dele emergiu, ainda, o parâmetro de entropia, modelador da distribuição de velocidades, capaz de delimitar os regimes de escoamento e que viabiliza a conexão entre a micro e a macroescala do problema. Verificou-se uma grande aderência do modelo proposto a resultados obtidos em escala de bancada, piloto e real, constantes na literatura científica. Por essas razões e pelo fato de o modelo proposto ter como base um número bastante reduzido de premissas, conclui-se que ele é geral e robusto, sendo aplicável às mais distintas áreas que requeiram uma descrição analítica do escoamento em meios porosos. / Given the wide-ranging uses of porous media, it is no coincidence that several distinct fields of knowledge require analysis and evaluation of flows occurring therein. Recent advances in this area have included experimental and numerical techniques. However, further developments in the subject are conditioned to (and held back by) the evolution in its theoretical counterpart. As a result, this study proposes a new analytical model for the flow through porous media, based on information theory\'s principle of maximum entropy (POME). The proposed model allows for the statistical determination of a fluid\'s local velocities. Further, it also permits the deduction of expressions based on the Navier-Stokes Equations, such as Darcy\'s and Forchheimer\'s Laws and the Darcy-Weisbach Equation. It bestows more precise physical meanings to the quantities typically involved in the flow through porous media, such as the Reynolds number and the intrinsic permeability coefficient, as well. Furthermore, the proposed model introduces an entropy parameter, which represents the statistical distribution of velocities and is capable of delimiting flow regimes. This parameter also permits a clear connection between both micro and macro scales of the problem. The proposed model showed great adherence to bench, pilot and real scale results found in scientific literature. For these reasons, and due to its reduced number of premises, the proposed model is concluded to be general and robust, and that it can be applied to countless areas in which an analytical description of flow through porous media is required.

Com o crescimento urbano ao redor das minerações surgiram novos problemas como o desconforto dos vizinhos com vibrações, que podem provocar danos nas estruturas das casas, a poeira, os ultralançamento, a sobrepressão atmosférica, entre outros. Atualmente no Brasil as restrições ambientais são cada vez mais rígidas e são exigidos mais monitoramentos sismográficos como medida de controle ambiental. A Geosonic Inc. foi a primeira a usar o sistema de mapa de iso-velocidades, mas seu uso não é prática corrente no Brasil devido ao elevado custo de instrumentação e de operação no campo. Iramina (2002) desenvolveu um método com equações de carga-distância simulando um mapa de iso-velocidades. O objetivo deste trabalho é verificar a metodologia proposta por Iramina (2002), que construiu mapas de iso-velocidades usando oito monitoramentos unidirecionais para oito detonações diferentes e sequenciais numa mesma bancada e analisar alternativas para a construção dos mapas de iso-velocidade. Neste trabalho foram monitoradas quatro detonações e em cada uma delas, quatro direções diferentes foram selecionadas utilizando um total de 20 sismógrafos. As detonações avaliadas foram todas na mesma bancada e com características similares. Para cada direção foram estimados os parâmetros da equação carga-distância e foram construídos e comparados diferentes mapas de iso-velocidade. Conclui-se que a disposição dos geofones deve-se adequar aos objetivos do monitoramento. Oito a quinze geofones alinhados são adequados para uma curva carga-distância. Sessenta e quatro ou mais geofones, bem distribuídos espacialmente, podem gerar um mapa de iso-velocidades referente a uma única detonação. A alta variabilidade das características dos maciços rochosos parece não permitir bons resultados quando os sismógrafos não são bem distribuídos ao redor da detonação. / The urban growth around the open pit mines causes some problems hard to solve due to possible damage to structures built as result of unwanted ground vibration propagation, blast overpressure, flyrocks, water contamination and also particulate matter dispersion. Currently in Brazil, the environmental constraints are increasingly rigid and it is required seismographic monitoring as a measure of environmental control. Geosonic Inc. was the first to use the iso-seismic maps, but this technique is not commonly used in Brazil due to the high cost of instrumentation and field operation. Iramina (2002) developed a model of vibration predictor equations that simulates an iso-seismic map. Thus, the objective of this work is to verify the methodology developed by Iramina (2002), who implemented an iso-seismic map from eight unidirectional measurements in eight different and sequential detonations in the same bench and analyze alternatives for the construction of iso-seismic maps. Herein were monitored four detonations with four directions in each and 20 seismographs at most. All detonations were monitored in the same bench and with similar characteristics. For each direction were estimated the parameters of the vibration predictor equations and from these equations were obtained and compared different iso-seismic maps. Then, it is concluded that the arrangement of geophones should suit to the objectives of monitoring. In this sense, eight to fifteen aligned geophones are suitable for a good load-distance curve, sixty-four geophones or more spatially well distributed, must generate a iso-seismic map corresponding to a single detonation. The high variability of the characteristics of the rock mass does not seem to allow good results when the seismograph are not well distributed around the detonation.

[pt] Um espectrômetro de massa por tempo-de-vôo 252Cf-PDMS foi empregado para a realização de três atividades: a) o aperfeiçoamento do espectrômetro com a instalação de novos dispositivos; b) a análise da emissão secundária de agregados iônicos por um alvo de LiF; c) a análise da fragmentação em vôo de íons positivos (LiF)nLi+ metaestáveis. O aperfeiçoamento do espectrômetro consistiu: i) na blindagem elétrica do detector start para aumentar a sua estabilidade; ii) na caracterização de dois pares de placas defletoras já existentes; iii) na instalação de um novo tipo de detector sensível à posição com anodo multi-fios, e iv) no projeto e na instalação de uma lente Einzel para aumentar a transmissão de íons secundários entre a amostra e o detector. A emissão secundária de agregados iônicos por um filme de LiF policristalino, bombardeado por fragmentos de fissão de ~ 60 MeV foi analisada através da técnica tempo-de-vôo (TOF). O detector sensível à posição recém instalado permite o emprego da técnica XY-TOF para analisar distribuições angulares de íons Li e dos agregados (LiF)nLi+. Determinaram-se as distribuições angulares dos agregados com n = 0 a 3, através de medidas simultâneas de suas velocidades axiais e radiais, evento por evento. A vida media de íons metaestáveis (LiF)nLi+* é determinada fazendo uso da configuração do espectrômetro e especialmente do comprimento do tubo de vôo livre. Após serem emitidas, as espécies iônicas metaestáveis monocarregadas são aceleradas por um campo elétrico da ordem de 2 kV/mm, e conduzidas a uma região de campo externo nulo, onde podem se dissociar espontaneamente em um fragmento iônico e outro neutro. Para facilitar a analise dos dados, impede-se a detecção do fragmento iônico através de um filtro eletrostático. Foram analisados os agregados iônicos com n = 1 a 5. Encontrouse que os valores das vidas medias estão na faixa de 30 a 100 ns. Discute-se também a detecção de espécies neutras produzidas por colisão de agregados (LiF)nLi+ com moléculas de gás residual. / [en] A 252Cf-PDMS time-of-flight mass spectrometer was used for the accomplishment of three activities: a) improvement of the spectrometer by introducing new devices; b) analysis of the LiF cluster ion secondary emission; c) analysis of the (LiF)nLi+ metastable íon fragmentation, in flight. The spectrometer improvement consists of: i) the shielding of the start detector to increase its stability, ii) the characterization of two existing deflecting- plate pairs, iii) the installation of a new type of position-sensitive delay line detector for secundary ions, and iv) the project and manufacture of a Einzel lens to increase the transmission of the secondary íons between the sample and the detector. The secondary cluster ion emission of policrystalline LiF, induced by the impact of fission fragments (60 MeV), is analyzed by the time-of-flight technique (TOF). The new position sensitive delay-line detector allows the use of the XY-TOF technique to analyze angular distributions of Li ions and (LiF)nLi+ clusters. Event by event, their axial and radial velocities are measured simultaneously, allowing the angular distributions measurement of clusters with n = 0 to 3. Mean lives of metastable clusters are determined through the measurement of the detection rate dependence on the target bias. After been emitted, the monocharged metatable ions are acelerated by a 2 kV/mm electric field towards a field-free region, where they can spontaneously dissociateinto two fragments, one ion and another neutral. To facilitate the data analysis, it is avoided the detection of ionic fragments by placing an electrostatic filter in front of the detector. Mean lives values of 30 to 100 ns are determined for ionic clusters with n = 1 to 5. The production of neutral species by collision of the (LiF)nLi+ clusters with the gas molecules is also discussed.

A variedade dos meios porosos é evidente na pluralidade de seus usos. Não por acaso, a avaliação dos escoamentos que neles sucedem é comum a diversos campos de conhecimento. Avanços nas técnicas experimentais e numéricas têm sido observados recentemente. No entanto, progressos posteriores no assunto encontram-se condicionados à evolução da contraparte teórica. Em virtude disso, no presente estudo, foi desenvolvido um modelo analítico para o escoamento em meios porosos. Este modelo se baseia no princípio da entropia máxima (PEM), advindo da teoria da informação. Por meio dele, foi possível a determinação estatística das velocidades locais de um fluido e puderam ser deduzidas expressões embasadas nas Equações de Navier-Stokes, tais quais as Leis de Darcy, de Forchheimer e a Equação de Darcy-Weisbach. Ele permitiu, também, a atribuição de significados físicos mais precisos para grandezas intervenientes no escoamento em meios porosos, como o número de Reynolds e o coeficiente de permeabilidade intrínseca. Dele emergiu, ainda, o parâmetro de entropia, modelador da distribuição de velocidades, capaz de delimitar os regimes de escoamento e que viabiliza a conexão entre a micro e a macroescala do problema. Verificou-se uma grande aderência do modelo proposto a resultados obtidos em escala de bancada, piloto e real, constantes na literatura científica. Por essas razões e pelo fato de o modelo proposto ter como base um número bastante reduzido de premissas, conclui-se que ele é geral e robusto, sendo aplicável às mais distintas áreas que requeiram uma descrição analítica do escoamento em meios porosos. / Given the wide-ranging uses of porous media, it is no coincidence that several distinct fields of knowledge require analysis and evaluation of flows occurring therein. Recent advances in this area have included experimental and numerical techniques. However, further developments in the subject are conditioned to (and held back by) the evolution in its theoretical counterpart. As a result, this study proposes a new analytical model for the flow through porous media, based on information theory\'s principle of maximum entropy (POME). The proposed model allows for the statistical determination of a fluid\'s local velocities. Further, it also permits the deduction of expressions based on the Navier-Stokes Equations, such as Darcy\'s and Forchheimer\'s Laws and the Darcy-Weisbach Equation. It bestows more precise physical meanings to the quantities typically involved in the flow through porous media, such as the Reynolds number and the intrinsic permeability coefficient, as well. Furthermore, the proposed model introduces an entropy parameter, which represents the statistical distribution of velocities and is capable of delimiting flow regimes. This parameter also permits a clear connection between both micro and macro scales of the problem. The proposed model showed great adherence to bench, pilot and real scale results found in scientific literature. For these reasons, and due to its reduced number of premises, the proposed model is concluded to be general and robust, and that it can be applied to countless areas in which an analytical description of flow through porous media is required.

Com o crescimento urbano ao redor das minerações surgiram novos problemas como o desconforto dos vizinhos com vibrações, que podem provocar danos nas estruturas das casas, a poeira, os ultralançamento, a sobrepressão atmosférica, entre outros. Atualmente no Brasil as restrições ambientais são cada vez mais rígidas e são exigidos mais monitoramentos sismográficos como medida de controle ambiental. A Geosonic Inc. foi a primeira a usar o sistema de mapa de iso-velocidades, mas seu uso não é prática corrente no Brasil devido ao elevado custo de instrumentação e de operação no campo. Iramina (2002) desenvolveu um método com equações de carga-distância simulando um mapa de iso-velocidades. O objetivo deste trabalho é verificar a metodologia proposta por Iramina (2002), que construiu mapas de iso-velocidades usando oito monitoramentos unidirecionais para oito detonações diferentes e sequenciais numa mesma bancada e analisar alternativas para a construção dos mapas de iso-velocidade. Neste trabalho foram monitoradas quatro detonações e em cada uma delas, quatro direções diferentes foram selecionadas utilizando um total de 20 sismógrafos. As detonações avaliadas foram todas na mesma bancada e com características similares. Para cada direção foram estimados os parâmetros da equação carga-distância e foram construídos e comparados diferentes mapas de iso-velocidade. Conclui-se que a disposição dos geofones deve-se adequar aos objetivos do monitoramento. Oito a quinze geofones alinhados são adequados para uma curva carga-distância. Sessenta e quatro ou mais geofones, bem distribuídos espacialmente, podem gerar um mapa de iso-velocidades referente a uma única detonação. A alta variabilidade das características dos maciços rochosos parece não permitir bons resultados quando os sismógrafos não são bem distribuídos ao redor da detonação. / The urban growth around the open pit mines causes some problems hard to solve due to possible damage to structures built as result of unwanted ground vibration propagation, blast overpressure, flyrocks, water contamination and also particulate matter dispersion. Currently in Brazil, the environmental constraints are increasingly rigid and it is required seismographic monitoring as a measure of environmental control. Geosonic Inc. was the first to use the iso-seismic maps, but this technique is not commonly used in Brazil due to the high cost of instrumentation and field operation. Iramina (2002) developed a model of vibration predictor equations that simulates an iso-seismic map. Thus, the objective of this work is to verify the methodology developed by Iramina (2002), who implemented an iso-seismic map from eight unidirectional measurements in eight different and sequential detonations in the same bench and analyze alternatives for the construction of iso-seismic maps. Herein were monitored four detonations with four directions in each and 20 seismographs at most. All detonations were monitored in the same bench and with similar characteristics. For each direction were estimated the parameters of the vibration predictor equations and from these equations were obtained and compared different iso-seismic maps. Then, it is concluded that the arrangement of geophones should suit to the objectives of monitoring. In this sense, eight to fifteen aligned geophones are suitable for a good load-distance curve, sixty-four geophones or more spatially well distributed, must generate a iso-seismic map corresponding to a single detonation. The high variability of the characteristics of the rock mass does not seem to allow good results when the seismograph are not well distributed around the detonation.

Submitted by Jesiel Ferreira Gomes (jesielgomes@ufcg.edu.br) on 2018-04-17T23:15:52Z No. of bitstreams: 1 FELIPE DE OLIVEIRA APOLINÁRIO – DISSERTAÇÃO (PPGEPM) 2016.pdf: 5151929 bytes, checksum: f4706d54cb97c9b01a64299ddb28cd7d (MD5) / Made available in DSpace on 2018-04-17T23:15:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 FELIPE DE OLIVEIRA APOLINÁRIO – DISSERTAÇÃO (PPGEPM) 2016.pdf: 5151929 bytes, checksum: f4706d54cb97c9b01a64299ddb28cd7d (MD5) Previous issue date: 2016-09-06 / Capes / O presente trabalho teve como objetivo analisar a influência da saturação fluida nas propriedades elásticas de rochas carbonáticas, bem como a eficácia dos modelos de substituição de fluidos e de simulação computacional. Foram estudadas 9 amostras de rochas carbonáticas, sendo dois calcários laminados e sete tufas. As medições de velocidade foram realizadas em amostras secas, saturadas com água ou com óleo, sob diferentes pressões efetivas. A simulação de propagação de ondas foi feita no COMSOL Multiphysics 5.1, utilizando o Avizo Fire 8.1 para a criação das amostras digitais. Análise por difração de raios X (DRX) foi realizada para determinar a composição das amostras de rocha. Os resultados obtidos nos ensaios laboratoriais e nas simulações computacionais foram comparados com as estimativas dos modelos de substituição de fluidosGassmann, Biot e Brown & Korringa. Foi observado que a saturação das amostras com agua ou óleo geraram aumentos nas velocidades de propagação de onda P, porém sem apresentar um comportamento padrão. Para o caso das ondas S, a saturação por óleo predominantemente gerou aumentos nas velocidades, com exceção para os casos em que as amostras possuíam porosidade secundária do tipo vugular, devido à pouca influência que o óleo oferece para o módulo de cisalhamento nestes casos. A saturação por água resultou em diminuições das velocidades de propagação de onda S devido ao aumento da densidade total. Também foi constatado que o modelo de Gassmann foi o mais efetivo na estimativa de velocidades de onda P e S, enquanto que o de Biot mostrou-se eficaz apenas para a estimativa de velocidades de ondas S, sendo ineficiente para a estimativa de velocidades de ondas P, com erros de até 20%. A simulação computacional gerou resultados superdimensionados, porém que evidenciam que um aperfeiçoamento da metodologia, tal como o aumento do número de pontos de leitura pode gerar resultados mais próximos dos obtidos laboratorialmente e de maior confiabilidade. / This research aimed to analyze the influence of the saturating fluid in carbonate rocks, as well as verify the effectiveness of the fluid substitution models and computational simulations of wave propagation. To do so, nine carbonate rock samples were analyzed, which two of them were laminated limestones and seven were carbonate tufas. The measurement of velocities were made in dry, water saturated and oil saturated samples, under different effective pressures. The wave propagation simulations were made in COMSOL Multiphysics 5.1 using Avizo Fire 8.1 to generate the digital rock samples. The results obtained in lab procedures and in computer simulations were compared with the estimated velocities of the fluid substitution models of Gassmann, Biot and Brown & Korringa. It was observed that the saturation of the samples with water or oil resulted in an increasing of P-wave velocities, however without a pattern. The saturation with oil resulted in most cases in an increasing of S-wave velocities, the exceptions occurred in samples which had vugular porosity, due to the small influence of the oil in the shear modulus in this cases. T he saturation with water resulted in a decreasing of S-wave velocities due to the increment of the bulk density. It was found that the Gassmann’s model was more effective than the other two models in estimating P-wave and S-wave velocities. Biot’s model generated unsatisfying results to P-wave velocities, with errors up to 20%. However, this model had a good accuracy in estimating S-wave velocities. The computer simulations produced mainly overestimated results, though it was shown that an optimization of methodology, such as and addition in the number of the measure points, could improve the quality of the data, providing more representative results.