[pt] Há algum tempo biocombustíveis renováveis são potenciais soluções sugeridas às questões de emissão de poluentes e dependência da sociedade aos derivados fósseis. Biodiesel e etanol são combustíveis comerciais renováveis candidatos à substituição das fontes fósseis, especialmente, em motores de ignição por compressão, os quais são tipicamente mais eficientes do que aqueles de ignição por centelha. Misturas ternárias de diesel, biodiesel e etanol formam estratégias de substituição parcial do diesel aplicáveis em motores de ignição por compressão sem a necessidade de grandes adaptações. Nesta dissertação realizaram-se avaliações experimentais em um motor multi-cilíndrico de ignição por compressão (MWM 4.10 TCA), abastecido com misturas de diesel, biodiesel (até 15 por cento em teor volumétrico) e etanol anidro (até 20 por cento em teor volumétrico). Cada mistura ternária é composta por diferentes proporções do álcool e sempre com a concentração volumétrica de 1 por cento de um aditivo estabilizador da mistura. Portanto, os testes associam substituições parciais do diesel por biocombustíveis a avaliações de desempenho do motor e da combustão das misturas, sob algumas condições de carga, regimes de rotação e instantes de injeção de combustível. Os testes realizados indicam que misturas com 20 por cento em volume de concentração de etanol experimentam inícios de combustão até 4,7 graus CA mais atrasados. Porém, a busca de instantes otimizados na injeção de combustível trouxe melhorias ao desempenho do motor, permitiu conversões energéticas mais vantajosas do etanol na ignição por compressão frente à ignição por centelha, além de minimizar efeitos do etanol em retardar o início da combustão. / [en] Renewable biofuels have been proposed for a long time as an alternative to the issues concerned to pollutants emission and also society s liability to fossil fuels. Biodiesel and ethanol are renewable commercial fuel candidates for fossil fuels substitution, especially, in compression ignition engines, which are typically more efficient than the spark ignition ones. Diesel s partial replacement, such as the substitution by ternary blends formed by diesel, biodiesel and ethanol, is a strategy applicable to compression ignition engines without the need of further modifications. In this dissertation tests were run in a multi-cylinder compression ignition engine (MWM 4.10 TCA), fueled with diesel, biodiesel (up to 15 percent in volumetric content) and anhydrous ethanol (up to 20 percent in volumetric content) blends. Each mixture should be composed by different alcohol s proportions and always containing a 1 percent volumetric concentration of additive in order to ensure ternary s blend stability. Therefore, tests try to ally diesel s partial replacement by biofuels with engine performance and blends combustion assessment, under some combinations of load, engine speed and injection timing conditions. The tests performed indicate that the start of the combustion experienced up to 4.7 degrees CA postponements, when fueled with a 20 percent ethanol volumetric concentration blend. Still, optimized injection timing investigation brought improvements to engine performance, allowed better ethanol energetic conversions through compression ignition when compared to spark ignition and could also minimize delays caused by ethanol s presence in the beginning of the combustion.

[pt] No presente trabalho, ensaios experimentais de um motor do ciclo Diesel consumindo etanol hidratado ou gás natural em substituição parcial ao óleo diesel, foram realizados. Os objetivos principais foram verificar as influências dos combustíveis alternativos e avaliar as técnicas do avanço da injeção do diesel e da restrição parcial do ar de admissão, em relação aos parâmetros característicos da combustão, desempenho e emissões. Com base nos dados do diagrama pressão-ângulo de virabrequim, foi possível analisar alguns parâmetros característicos da combustão, tais como o início da combustão, a máxima taxa de elevação de pressão e o pico de pressão. Os parâmetros do desempenho e emissões do motor foram analisados através do rendimento térmico e as concentrações de monóxido de carbono, hidrocarbonetos, material particulado e óxidos de nitrogênio. Os resultados obtidos mostraram que as técnicas avaliadas no modo bicombustível junto com as elevadas taxas de substituição do óleo diesel favoreceram a melhor queima dos combustíveis alternativos, refletindo-se favoravelmente em menores emissões de CO e MP, além de um pequeno aumento no rendimento térmico do motor. No entanto, houve também um acréscimo nas emissões de NOX e, no caso específico do avanço da injeção, foi notado um maior ruído gerado pelo motor. / [en] In this report, experimental tests of a Diesel cycle engine running with hydrous ethanol or natural gas with partial substitution for diesel fuel were performed. The main objectives were to verify the influence of alternative fuels and evaluate the advancing of diesel injection timing and the air partial restriction, regarding the characteristic parameters of combustion, performance and emissions. Based on data from the pressure-crank angle diagram, it was possible to analyze some characteristic parameters of combustion, such as the start of combustion, the maximum rate of pressure rise and peak pressure. The parameters of the engine performance and emissions were analyzed through the thermal efficiency and the concentrations of carbon monoxide, hydrocarbons, particulate matter and nitrogen oxides. The results showed that the techniques evaluated in dual fuel mode with higher rates of substitution of diesel fuel favored a better burning of the alternative fuels, reflecting favorably in lower emissions of CO and PM, and also in a small increase in the engine thermal efficiency. However, there was also an increase in NOX emissions and, in the specific case of the advanced injection timing, it was noted a louder noise generated by the engine.

[pt] A análise isotópica vem crescendo a cada ano devido à sua grande área de atuação nas diversas áreas da ciência. Existem diversas técnicas utilizadas para realizar a determinação das concentrações naturais dos isótopos e suas variações, sendo que a mais utilizada é a espectrometria de massa de razões isotópicas (EMRI). Uma técnica analítica que vem ganhando espaço no mercado é a espectroscopia de cavidade ressonante do tipo ring-down (ECRRD) (Cavity Ring-Down Spectroscopy - CRDS), que é uma técnica baseada em laser. Ao contrário dos espectrômetros de massa, estes analisadores exigem pouco ou nenhum tratamento da amostra, diminuindo com isso o tempo de análise. O presente trabalho tem como objetivo obter a assinatura isotópica 13C/12C em amostra sólidas e líquidas, empregando um analisador a laser. Foi desenvolvido e implementado um método de análise isotópica empregando um analisador de carbono orgânico total acoplado a um espectrômetro de cavidade ressonante do tipo ring-down (iTOC-CRDS). Os resultados obtidos foram comparados com os obtidos através de um EMRI. O desempenho do método foi avaliado através dos parâmetros de linearidade; exatidão, pela utilização de materiais de referência certificados; precisão, pela repetitividade e reprodutibilidade; além dos cálculos das incertezas associadas. Foram analisadas amostras de açúcar, biomassas, bio-óleo, biocombustível, metanol e gasolina. / [en] The use of isotopic analyses grows each year, due to large area of expertise in several science areas. Several techniques are used to perform the determination of natural isotope concentrations and their variations, with isotopic ratio mass spectroscopy (IRMS) being the most widely used. An analytical technique that is gaining market space is the cavity ring-down spectroscopy. Unlike mass spectrometers, these analyzers require little or no sample treatment, thereby reducing the analysis time. The present study aimed to obtain the 13C/12C isotopic signature in solid and liquid samples using a laser analyzer. An isotopic analysis method using a total organic carbon analyzer coupled to a cavity ring-down spectrometer (iTOC-CRDS) was developed and implemented. The results were compared with those obtained by IRMS. The method performance was evaluated by the parameters of linearity; accuracy, using standard reference materials; precision, using parameters of repeatability and reproducibility and by calculating the associated uncertainties. The analyzed samples were sugar, biomass, bio-oil, biofuel, methanol and gasoline.

[pt] Com a crescente demanda – nacional e internacional – por biocombustíveis e a pressão internacional para redução da emissão de gases de efeito estufa, o Brasil teria muito a ganhar, do ponto de vista econômico e ambiental, com um aumento na eficiência e oferta de biocombustíveis. O advento da produção de biocombustíveis produzidos em fazendas de alga possibilita uma relação de simbiose com usinas de cana-de-açúcar. Tais algas se alimentam, entre outras substâncias, de dióxido de carbono, e a abundante biomassa de cana queimada em caldeiras, aliada à incidência solar privilegiada no Brasil, fazem da utilização de algas em usinas de cana uma possibilidade de conversão de emissões de gás de efeito estufa em biocombustível. Essa dissertação tem como objetivo estimar o resultado da implantação de uma fazenda de algas em uma usina de cana-de-açúcar. A usina em questão sofreu vistoria e fez-se o levantamento da produção de energia renovável e as emissões atmosféricas dos principais gases de efeito estufa (CH4, N2O e CO2), através da metodologia de Avaliação de Ciclo de Vida (ACV). A meta, a partir desta análise e com o uso de dados primário de uma empresa que instala fazendas de alga, é estimar o acréscimo de biocombustível gerado por algas e o decréscimo das emissões de GEE no processo produtivo. Os resultados obtidos na Usina Estudada mostram que caso a mesma implantasse uma fazenda de algas em seu parque industrial, sua eficiência energética na produção de energia através do etanol quase triplicaria ao passo em que emitiria quatro vezes menos poluentes em sua cadeia de produção. Caso a usina optasse por gerar exclusivamente Biodiesel, produziria Biodiesel (B100) para 19 anos de subsistência com um combustível 78,4 por cento menos poluente em termos de GEE. Aproximações mostram que caso a totalidade da lavoura de cana implante fazendas de algas no Brasil, apenas o Biodiesel gerado neste processo seria equivalente à quase 70 por cento da produção Brasileira de diesel de 2012. / [en] With the demand for Biofuels growing – in Brazil and abroad – and with worldwide efforts to reduce greenhouse gas (GHG) emissions, Brazil would have much to gain, from an environmental and economic point of view, from increasing the efficiency and offer of biofuels. The advent of biofuels produced in algae farms enabled a symbiotic relationship with ethanol plants. Such algae feeds off, among other things, Carbon Dioxide, and the abundant biomass burned in ethanol plants boilers, along with Brazil s privileged solar incidence, and this regime permits such farms to convert GHG to biofuel. The objective of this study was to investigate an ethanol plant as a productive system to understand how the addition of an algae farm could change the status quo of energy efficiency and emission of pollutant gases. The system analyzed includes the sugarcane sowing, the plantation handling, the harvesting, the industrial activities, and the Ethanol distribution. The goal, from this analysis and using primary data from a company that installs algae farms, is to estimate the increase of biofuel generated by algae and decrease GHG emissions in the production process. The results obtained in Plant Studied show that an algae farm in its industrial grounds would better its energy efficiency in almost threefold, while generating four times less atmospheric pollution in their production chain. If the plant chose to produce exclusively Biodiesel, production of B100 Biodiesel would be enough for the industry s diesel needs for 19 years, with a 78.4 percent cleaner fuel in terms of GHG emissions. Approximations show that if all the sugar cane fields implant algae farms in Brazil, the Biodiesel generated in this process would be equivalent to almost 70 percent of the Brazilian production of diesel from 2012.

[pt] A frota veicular brasileira utiliza largamente combustíveis fósseis, como a gasolina, e biocombustíveis, como o bioetanol, este último utilizado in natura, na forma hidratada, ou como aditivo para a gasolina, na forma anidra. Em caso de vazamento destes combustíveis leves para o meio ambiente, a correlação entre contaminantes e fontes suspeitas aplicando técnicas tradicionais, como a Cromatografia Gasosa acoplada à Espectrometria de Massas (GC-MS - Gas Chromatography coupled to Mass Spectrometry) é extremamente difícil, pois gasolinas não possuem biomarcadores e apresentam distribuições de hidrocarbonetos semelhantes, enquanto a diferenciação inequívoca do etanol é inviável. Uma alternativa analítica recente é a Análise de Isótopos Estáveis de Compostos Específicos (CSIA - Compound-specific stable isotope analysis) por meio de Espectrometria de Massas de Razão Isotópica em Fluxo Contínuo (CF-IRMS - Continuous Flow Isotope Ratio Mass Spectrometry). Neste trabalho, uma metodologia de análise isotópica aplicável à gasolina foi implementada utilizando também a extração em Headspace (HS-CF-IRMS). A introdução de amostras por Micro Extração em Fase Sólida (SPME - Solid Phase Micro Extraction), como alternativa ao Headspace, também foi avaliada, apresentando, no entanto, problemas técnicos que restringiram seu uso apenas aos padrões de BTEX, inviabilizando sua aplicação em amostras de gasolina nas condições testadas. Foram analisadas as razões isotópicas de hidrogênio (delta elevado a 2 H) de tolueno, etilbenzeno e xilenos de 38 amostras de gasolina coletadas em 12 refinarias brasileiras ao longo de várias campanhas de amostragem, visando avaliar a existência de assinaturas isotópicas específicas para cada refinaria pesquisada. Os resultados foram avaliados estatisticamente utilizando Análise de Variância (ANOVA), na qual foram encontrados grupos de dados estatisticamente homogêneos. A representação e análise gráfica tridimensional destes grupos de dados permitiu identificar seis refinarias com razões isotópicas específicas, assim como dois conjuntos de refinarias agrupadas por similaridade de assinaturas isotópicas na maioria dos gráficos estudados. No entanto, devido a valores discrepantes entre campanhas distintas para algumas refinarias, os resultados preliminares obtidos neste estudo são válidos somente para as campanhas não excluídas no tratamento estatístico, não podendo, portanto, ser entendidos como uma regra geral. Com relação ao etanol, marcadores isotópicos foram utilizados e testados como ferramenta para identificação de sua origem geográfica. Neste caso, foram avaliadas as razões isotópicas de carbono (delta elevado a 13 C) e hidrogênio (elevado a 2 H) do biocombustível produzido em quatro usinas localizadas em áreas de cultivo dos estados do Amazonas (Norte), Mato Grosso (Centro-Oeste), São Paulo (Sudeste) e Rio Grande do Sul (Sul), bem como os valores de delta13C da cana-de-açúcar coletada nos respectivos canaviais. A técnica empregada foi CF-IRMS. Também foram determinados os perfis isotópicos de oxigênio (delta elevado a 18 O) e hidrogênio em água da planta, do solo de cultivo, da precipitação pluviométrica e de corpos d água associados aos canaviais das respectivas usinas, através da técnica de Espectroscopia de Infravermelho de Razão Isotópica (IRIS – Isotope Ratio Infrared Spectroscopy). O etanol apresentou variações sazonais de delta2H similares às observadas para a água da planta, ressaltando a influência do ciclo hidrológico na sua razão isotópica. Foi constatado que a influência substancial e complexa do ciclo hidrológico sobre delta elevado a 2 H, aliada à pequena variação de delta elevado a 13 C, dificulta o uso destes isótopos como marcadores de origem do etanol. / [en] Brazilian vehicle fleet makes wide use of fossil fuels and biofuels such as gasoline and bioethanol, the latter used neat, hydrated, or as gasoline additive, anhydrous. In case of leakage of such light fuels to the environment, correlation between contaminants and suspicious sources applying traditional techniques such as Gas Chromatography coupled to Mass Spectrometry (GC-MS) is extremely difficult, since gasoline does not have biomarkers and presents similar hydrocarbons distributions, while unambiguous differentiation of ethanol is unfeasible. A recent analytical alternative is the Compound-Specific Stable Isotope Analysis (CSIA) by Continuous Flow Isotope Ratio Mass Spectrometry (CF-IRMS). In this work, a methodology for isotopic analysis suitable to gasoline was implemented using also headspace extraction (HS-CF-IRMS). Sample introduction using Solid Phase Micro-Extraction (SPME) as an alternative to Headspace was also evaluated, presenting, however, technical problems which restricted its use only to BTEX standards, preventing its application in gasoline samples under the tested conditions. Analyses of hydrogen isotopic ratios (delta 2 H) for toluene, ethylbenzene and xylenes present in the composition of 38 gasoline samples collected in 12 Brazilian refineries were performed along several sampling campaigns, aiming at the assessment of the existence of specific isotopic signatures for each refinery studed. Results obtained were statistically evaluated using Analysis of Variance (ANOVA), yielding statistically homogeneous groups of data. Graphical representation analysis in 3D of these data sets allowed the identification of six refineries with specific isotopic ratios, as well as two sets grouped by similarity of their isotopic ratios in most of the studied plots. However, due to inconsistent values between different campaigns for some refineries, the preliminary results obtained in this study are valid only for the campaigns not excluded in the statistical treatment, therefore they cannot be understood as a general rule. Regarding to ethanol, isotopic markers were used and tested as a tool for identification of its geographical origin. In this case carbon and hydrogen isotopic ratios (delta 13 C and delta 2 H) were evaluated in the biofuel produced in four sugarcane mills located in crop areas from the states of Amazonas (North), Mato Grosso (Center-West), São Paulo (Southeast) and Rio Grande do Sul (South), as well as delta 13 C values in plants collected in respective sugarcane fields. The technique used was CF-IRMS. Also, oxygen (delta 18 O) and hydrogen isotopic patterns were determined in plant-water, soil-water, rainwater, and water from reservoirs and some rivers associated to each sugarcane mill, through Isotope Ratio Infrared Spectroscopy (IRIS). Ethanol showed similar seasonal variation of delta 2 H as those observed for plant-water, highlighting the influence of hydrological cycle on the isotopic fingerprint of the alcohol. It was found that the substantial and complex influence of the hydrological cycle on delta 2 H and the small variations on delta 13 C constrain the use of isotopes as tracers for ethanol origin.

[pt] A introdução do carro Flex-fuel no mercado brasileiro em 2003 mudou a forma de decisão do consumidor. Se antes era necessário escolher o combustível pelo tipo de veículo, movido somente a gasolina ou somente a álcool, hoje é possível escolher um tipo de carro com duas opções de combustível. O carro Flex funciona com gasolina, etanol ou qualquer mistura desses combustíveis em qualquer proporção. Essa flexibilidade gera uma vantagem econômica para o seu proprietário, mas qual o benefício financeiro de um carro Flex-fuel em comparação a um carro movido somente à gasolina? Geograficamente, onde se localiza o proprietário que se beneficia mais dessa flexibilidade? Este estudo aplica a Teoria de Opções Reais na análise do valor da opção do carro Flex para as cinco regiões geográficas do Brasil: Nordeste, Norte, Centro-Oeste, Sudeste e Sul. São atendidas tanto as diferenças de preços regionais quanto a preferência de automóvel do consumidor dessas regiões. Para esse propósito, são considerados que os preços históricos dos combustíveis são estocásticos e seguem o Movimento de Reversão à Média Aritmético. A previsão dos preços e o valor da opção são gerados através da Simulação de Monte Carlo. Os resultados indicam que a opção de escolher o combustível mais barato no abastecimento adiciona considerável valor para o proprietário do carro Flex em todas as regiões e modelos de carro considerados, sendo a região Sudeste a mais beneficiada pela opção Flex. / [en] The introduction of the Flex-fuel car to the Brazilian market in 2003 changed the way of decision of the customers. If before it was necessary to choose the fuel by the kind of vehicle, fueled only by gas or only by sugarcane ethanol, today it is possible to choose one kind of car with two fuel possibilities. The Flexfuel car can run with gas, sugarcane ethanol or any mix of those fuels at any proportion. This resulting flexibility generates an economic advantage for the car’s owners, but what are the finance benefits of having a Flex-fuel car in comparison to a gas-powered car? Where is geographically located the owner which benefits more from this flexibility? This study applies the Real Option method to analyze the option value of the Flex-fuel cars in each of the five geographic regions of Brazil: Northeast, North, Central-West, Southeast and South. It regards regional prices differences and their customer’s car preference. For this purpose, it considers that the historical fuel prices are stochastic and follow the Arithmetic Mean Reverting diffusion process. Monte Carlo Simulation provides the forecasted fuel prices and option values. The results show that the option to choose the cheapest fuel at the refueling moment adds significant value for the owner of all the regions and car models considered. The Southeast region is the most benefited from it.

[pt] O pH constitui um dos parâmetros de controle de qualidade do etanol combustível, sendo estabelecido pela norma brasileira ABNT NBR 10891, cujo escopo é específico para etanol hidratado combustível, e pela norma americana ASTM D 6423, a qual o foco é o etanol anidro combustível. Neste contexto, o presente estudo apresenta uma análise crítica à composição dos eletrodos utilizados pelos diferentes sistemas de medições para pH de etanol, devido à presença de água na composição do eletrodo de vidro. Com isso, o objetivo do presente estudo consistiu em uma proposta de um novo sistema para medição de pH de etanol hidratado combustível, o qual foi o único solvente utilizado, empregando como referência indicadores ácido-base. Por meio do planejamento de experimentos Box-Behnken foi possível determinar a condição otimizada esperada para o novo sistema de medição, o qual foi comparado com os sistemas propostos pelos referenciais normativos e posteriormente com o intervalo de pH definido pelos indicadores. Os resultados revelaram que os valores de pH obtidos pelos diferentes sistemas utilizados, incluindo o proposto pelo presente estudo, são estatisticamente diferentes entre si, e que somente os valores obtidos pelo novo sistema de medição se adequa à faixa de pH encontrada pelos indicadores. O eletrodo otimizado apresentou uma sensibilidade de resposta adequada à equação de Nernst, tendo um comportamento operacional adequado ao novo sistema de medição proposto pelo presente estudo. / [en] The pH is one of the quality control parameters of fuel ethanol, established by the Brazilian standard ABNT NBR 10891, whose scope is specific for hydrated fuel ethanol, and by the American standard ASTM D 6423, which focuses on anhydrous ethanol fuel. In this context, the present study presents a critical analysis of the composition of the electrodes used by the different measurement systems for ethanol pH, due to the presence of water in the composition of the glass electrode. Thus, the objective of the present study was to propose a new system for measuring the pH of hydrated fuel ethanol, which was the only solvent used, using acid-base indicators as a reference. Box-Behnken Design made possible to determine the optimal condition expected for the new measurement system, which was compared with the systems proposed by the normative references and later with the pH range defined by the indicators. The results revealed that the pH values obtained by the different systems used, including the one proposed by the present study, are statistically different from each other, and that only the values obtained by the new measurement system are suitable for the pH range found by the indicators. The optimized electrode presented an adequate response sensitivity to the Nernst equation, having an operational behavior adequate to the new measurement system proposed by the present study.

[pt] Nos últimos anos, a crescente preocupação com o meio ambiente tem impulsionado o desenvolvimento de processos alternativos e sustentáveis para a obtenção de compostos importantes na indústria química. O isobuteno é um hidrocarboneto, comumente utilizado como intermediário para a síntese de diversos produtos, como polímeros e aditivos de combustíveis. A principal forma de produção desse hidrocarboneto é a partir do craqueamento da nafta, pelo qual é produzido como um coproduto por uma via dependente de fontes fósseis. Para atender à demanda de isobuteno associado a uma produção sustentável, novos estudos têm sugerido a síntese dessa olefina a partir da conversão catalítica de compostos como o etanol, uma matériaprima renovável que pode ser obtida a partir do processamento de diferentes biomassas. Experimentos recentes mostraram que uma mistura física In2O3+ZrO2 apresenta o mesmo desempenho de catalisadores In2O3/ZrO2, sendo ambos promissores para esse tipo de reação química. Assim, o objetivo deste estudo consiste em investigar esta mistura física como catalisador na síntese do isobuteno a partir do etanol. Nesta pesquisa, os catalisadores In2O3, ZrO2 e uma mistura física In2O3+ZrO2 foram avaliados por testes catalíticos em leito fixo e caracterizados pelas técnicas de DRX, XPS, EPR, TPD (CO, CO2, isopropanol, etanol e acetona), Fisissorção de N2, TPR-H2 e espectroscopia de infravermelho com adsorção de piridina. Os resultados revelam que a mistura física apresenta uma atividade catalítica superior ao In2O3 e ao ZrO2 puros, sendo capaz de formar isobuteno com uma seletividade de 36 por cento. O efeito sinérgico desses dois óxidos é verificado, resultando na formação de vacâncias catiônicas e aniônicas no catalisador MF, bem como promovendo as propriedades redox e básicas do sistema. / [en] In recent years, the growing concern with the environment has driven the development of alternative and sustainable processes to obtain important compounds in the chemical industry. Isobutene is a hydrocarbon commonly used as an intermediate for the synthesis of various products such as polymers and fuel additives. The main form of the production of this hydrocarbon is from the cracking of naphtha, by which it is produced as a co-product by a pathway dependent on fossil sources. To meet the demand for isobutene associated with sustainable production, new studies have suggested the synthesis of this olefin from the catalytic conversion of compounds such as ethanol, a renewable raw material that can be obtained from the processing of different biomasses. Recent experiments have shown that an In2O3+ ZrO2 physical mixture (MF) has the same performance as In2O3/ZrO2 catalysts, both of which are promising for this type of chemical reaction. Thus, the aim of this study is to investigate this physical mixture as a catalyst in the synthesis of isobutene from ethanol. In this research, the In2O3, ZrO2 catalysts and an In2O3+ZrO2 physical mixture were evaluated by fixed bed catalytic tests and characterized by the techniques of XRD, XPS, EPR, TPD (CO, CO2, isopropanol, ethanol and acetone), N2 physisorption, TPR-H2 and infrared spectroscopy with pyridine adsorption. The results show that the physical mixture has a catalytic activity superior to pure oxides, In2O3 and ZrO2, being able to form isobutene with a selectivity of 36 percent. The synergistic effect of these two oxides is verified, resulting in the formation of cationic and anionic vacancies in the MF catalyst, as well as promoting the redox and basic properties of the system.

[pt] Devido à crescente utilização de fontes alternativas de energia, as do tipo renováveis têm se mostrado cada vez mais atraentes e viáveis. O etanol, oriundo da cana-de-açúcar, é considerado um combustível promissor e uma alternativa menos poluente que o petróleo nos dias de hoje. Além disso, o volume de produção de etanol no Brasil também tem crescido de forma consistente. Tendo em vista aos fatores supracitados, o estudo de quando a indústria maximiza lucros com a produção de etanol ou açúcar se faz importante.A escolha do modelo estocástico pode influenciar de forma determinante o valor da opção real avaliada. Sendo assim, na presente dissertação propõe-se modelar opções de conversão de acordo com o Movimento de Reversão à Média com saltos de Poisson. Será analisado o caso açúcar/etanol, ou melhor, quando será mais eficiente produzir açúcar (commodity alimentícia) ou etanol (commodity energética).Foi escolhido o Movimento de Reversão à Média com saltos de Poisson, pois apesar de os preços de commodities serem relativamente bem modelados pelo Movimento de Reversão à Média, o etanol e o açúcar sofrem variações bruscas em intervalos curtos de tempo. Essas variações se devem a agentes externos, tais como preço de petróleo e ações governamentais. Dependendo dos preços relativos de etanol e açúcar, há a possibilidade de alteração do mix de produção através da opção de conversão. Através da modelagem de opções citadas, e utilizando a simulação de Monte Carlo, esta dissertação determina o valor das opções disponíveis à indústria. / [en] Due to the increasing employment of alternative sources of energy, renewable type has been proved more and more attractive and viable. Ethanol, derived from sugar cane, in the present days is being considered a promising fuel and also a less polluting alternative to oil. In addition, the volume of ethanol production in Brazil has grown consistently. Given the above mentioned factors, the study of the moment when the industry maximizes profits from the production of ethanol or sugar becomes relevant. The choice of the stochastic model may have greater influence on the assessed value of real option. Thus, in this paper, we propose to model switch options in accordance with the Mean Reversion Process with Poisson jumps. Sugar/ethanol case will be analyzed, or rather, when it will be more efficient to produce sugar (food commodity) or ethanol (energy commodity). The Mean Reversion Process with Poisson jumps has been chosen, despite of commodity prices being relatively well modeled by the Mean Reversion Process, because ethanol and sugar suffer abrupt changes in short intervals. These variations are due to external agents, such as oil price and government actions. Depending on the relative prices of ethanol and sugar, there is a possibility of changing the mix of production through the switch option. Through modeling above mentioned options, and using the Monte Carlo simulation, this paper determines the value of the options available to the industry.

[pt] As projeções para as próximas décadas indicam que os combustíveis tradicionais, derivados do petróleo, associados à utilização de biocombustíveis nos motores de combustão interna continuarão sendo a principal fonte de propulsão dos veículos. Isto justifica as intensas pesquisas por todo o Mundo, para atender aos desafios de aumento de eficiência e redução de emissões de poluentes. As modelagens dos combustíveis comerciais, que possuem centenas de componentes, e dos processos de combustão em motor são, hoje, desafios reais. Também carecem estudos sistemáticos para compreender melhor como os diferentes componentes de combustíveis interagem em mistura e influenciam os parâmetros de combustão e desempenho nos motores. No presente trabalho, realizaram-se seleção de componentes e ensaios experimentais em motor comercial para identificar formulações reduzidas representativas de gasolinas comerciais brasileiras. Concluiu-se que formulações compostas de n-heptano, iso-octano, tolueno e etanol podem ser utilizadas para modelagem de gasolinas oxigenadas. Implementaram-se metodologias para avaliar a influência dos componentes nas propriedades dos combustíveis e parâmetros de combustão e desempenho do motor, identificando os potencias de cada componente e seus grupos químicos. Com dados experimentais de pressão no cilindro desenvolveu-se modelagem para se calcular a velocidade de propagação de chama no motor, bem como foram obtidas relações para calculá-la a partir da velocidade de chama laminar do combustível na condição padrão. Estas relações possuem como parâmetros de entrada o Reynolds de admissão, pressão e temperatura dos gases não queimados na câmara de combustão. Os resultados reúnem informações e metodologias que poderão ser usadas em várias etapas do processo de desenvolvimento de combustíveis para diferentes aplicações. / [en] For the next decades it is expected that the fossil fuels and bio-fuels usage in internal combustion engines remains to be the main source for vehicular propulsion. This justifies the intense worldwide research and development to comply with the challenges of increasing efficiency and emissions reduction. The modeling of commercial fuels and engine combustion processes presents great challenges. There is also the need to better understand how different fuel components interact and influence engine combustion and performance parameters. In the present work, components selection and engine dynamometer tests were done to identify representative surrogate fuels for commercial Brazilian gasoline. It was concluded that formulations of n-heptane, iso-octane, toluene and ethanol can be used to model oxygenated gasolines. Methodologies were implemented to evaluate the influence of the fuel components on fuel properties and several engine combustion and performance parameters. The potentials of each component and corresponding chemical group were identified. Using in cylinder pressure measurements it was developed a methodology to calculate flame propagation velocity in a commercial engine. Further, mathematical modeling was developed to calculate this combustion parameter, based on fuel laminar flame velocity at standard condition. The relations were designed considering the intake Reynolds number, temperature and pressure of the unburned gases inside the cylinder. The results put together informations and methodologies that can be used in several steps of the fuel development process for different applications.