[pt] Absorção é um processo no qual os componentes de uma corrente gasosa são separados através do uso de um solvente líquido. O processo pode ser simplesmente físico ou seguido por uma reação química. Na indústria, um processo de absorção importante é a remoção de dióxido de carbono (CO2), usando uma solução aquosa de monoethanolamina (MEA), dos gases de combustão expelidos pelas plantas alimentadas por combustíveis fosseis tais como: as usinas de geração de energia, a indústria farmacêutica, a indústria de petróleo, etc. Os projetos desenvolvidos por grandes corporações usualmente são cercados de sigilo, e as companhias evitam a divulgação de suas soluções tecnológicas. Além disso, no Brasil pouco tem-se publicado a respeito. Neste trabalho, apresenta-se um modelo simples que simula a absorção de CO2 em solução aquosa de MEA. O modelo envolve as equações de conservação de massa, quantidade de movimento e energia, podendo predizer o comportamento geral do processo de absorção. Os resultados das simulações da absorção de CO2 em contracorrente com uma coluna de filme líquido foram comparados com dados experimentais disponíveis apresentando uma boa concordância. / [en] Absorption is a process where the components of a gaseous stream are separated through the use of a liquid solvent. The process may be simply physical or be followed by a chemical reaction. In industry, one of the most important absorption processes is the removal of carbon dioxide (CO2), by using an aqueous solution of monoethanolamine (MEA), from flue gases exhausted by fossil-fuel-fired power plants, the pharmaceutical industry, the petroleum industry, etc. The projects developed by large companies usually are surrounded by secrecy and the companies avoid dissemination of their technological solutions. In addition, there is almost nothing published in Brazil about this subject. In this work, we present a simple model that simulates the absorption of CO2 by a MEA based aqueous solution. The model involves the equations for the conservation of mass, momentum, and energy, and may predict the general behavior of the absorption process. Results for the simulation of the absorption of CO2 in a countercurrent liquid film contactor were compared with available experimental data, presenting good agreement.

[pt] Este estudo tem como motivação as incertezas relacionadas ao suprimento de gás natural no Brasil nos próximos anos em função de possíveis atrasos nos projetos do Pré-Sal. Para mitigar o risco da produção de gás natural ficar aquém da planejada para os próximos anos, a Petrobras vem ampliando as alternativas para a oferta de gás natural através da construção de terminais de regaseificação de Gás Natural Liquefeito (GNL). Dentro deste cenário é analisada a viabilidade de construção de um Complexo Gás-químico para a produção de fertilizante nitrogenado e outros produtos químicos, considerando que a planta tem a opção de complementar o suprimento pleno do complexo por meio da importação de GNL nos períodos em que a oferta de gás natural for insuficiente para atender o consumo total desta planta. É utilizada a distribuição triangular e processos estocásticos de reversão à média para modelaras incertezas relativas às variáveis suprimento e preço, respectivamente, e simulação de Monte Carlo para o apreçamento da opção de troca de insumos. Os resultados obtidos indicam que a opção por GNL como complementação do suprimento pleno do Complexo aumenta o valor do projeto, comprovando que este é uma alternativa economicamente viável e atrativa. / [en] This study was motivated by the uncertainties related to the natural gas supply in Brazil in the coming years due to possible delays in the Pre-Salt projects. To mitigate the risk of natural gas production falling short of planned for the coming years, Petrobras has been expanding the alternatives for the natural gas supply by building regasification of Liquefied Natural Gas (LNG) terminals. Within this scenario is analyzed the feasibility of building a gas chemical complex to produce nitrogenous fertilizer and other chemicals, considering that the plant has the option to complement the plentiful supply of the complex by importing LNG in periods that the natural gas supply is insufficient to meet the total consumption of this plant. The triangular distribution and stochastic mean reversion is used to model uncertainties regarding supply and price variables, respectively, and Monte Carlo simulation for pricing the option to switch inputs. The results indicate that the choice of LNG as a supply of full complementation of he complex increases the value of the project, proving that this is a viable and economically attractive alternative.

[pt] A síntese direta de dimetil éter (DME) a partir de gás de síntese é catalisada a partir de catalisadores bifuncionais que possuem duas propriedades: uma hidrogenante que catalisa a formação de metanol a partir de gás de síntese e a outra desidratante que se encarrega da formação do dimetil éter a partir do metanol. Catalisadores bifuncionais com componente hidrogenante baseado em Cu, Zn e Al e componente desidratante baseado na zeólita H-ferrierita foram sintetizados, avaliando-se, o método de preparação, a influência do alumínio no componente hidrogenante e a razão componente desidratante versus componente hidrogenante. Dos diferentes métodos de preparação utilizados: precipitação-deposição, coprecipitação-impregnação e coprecipitação-sedimentação foram os dois últimos que apresentaram melhores resultados na conversão de gás de síntese além de apresentar a formação do precursor do catalisador de síntese de metanol. Os catalisadores foram caracterizados por: absorção atômica, análise térmica gravimétrica, adsorção de N2, difração de raios-x, redução com temperatura programada (RTP), dessorção com temperatura programada de amônia (DTPNH3), dessorção com temperatura programada de hidrogênio (DTP-H2) e microscopia eletrônica de transmissão. Verificou-se que o catalisador bifuncional apresenta um entupimento no volume de poros de aproximadamente 50 por cento. Os resultados dos raios-x identificaram a formação das fases auricalcita, hidrozincita, malaquita e rosacita nos catalisadores com componente hidrogenante baseado em Cu e Zn dos catalisadores com componente hidrogenante baseado em Cu, Zn e Al, e razão atômica Cu/Zn/Al:55/30/15, se observou somente a fase hidrotalcita. A inclusão de alumínio no componente hidrogenante favoreceu a formação de partículas de CuO muito pequenas, conforme observado na microscopia eletrônica de transmissão e difração de raios-x. A análise da DTP-H2 mostrou que os catalisadores preparados por coprecipitação-impregnação apresentam áreas de cobre um pouco maiores. A DTP-NH3 identificou a presença de sítios ácidos de Lewis e de Bronsted que ainda permanecem na H-ferrierita após a preparação do catalisador bifuncional. Sítios ácidos de Bronsted diminuem em maior proporção no catalisador bifuncional quando é preparado pelo método de coprecipitação-impregnação. Os testes catalíticos mostraram não existem grandes diferenças entre os catalisadores bifuncionais preparados por ambos os métodos e que o alumínio no componente hidrogenante não melhora a atividade catalítica destes catalisadores na síntese direta de DME. Concluiu-se que a etapa limitante do processo é a hidrogenação e que esta é dominada pelo cobre e que a H-ferrierita é um excelente componente desidratante pela sua elevada acidez. / [en] The direct synthesis of dimethyl ether from syngas is catalyzed by bifunctional catalysts: the hydrogenation function that catalyzes the methanol formation and the dehydration function to produce dimethyl ether from methanol. Bifunctional catalysts with Cu, Zn and Al as hydrogenation component and Hferrierite zeolite as dehydration component had been synthesized. It was evaluated the method of preparation, the influence of aluminum present in the hydrogenation component and dehydration/hydrogenation component ratio. The coprecipitating impregnation and coprecipitating sedimentation methods were used to form the precursor of hydrogenation component. The catalysts had been characterized by atomic absorption, thermal gravimetry analysis, N2 adsorption, xrays diffraction, TPR, ammonia TPD, hydrogen TPD and transmission electronic microscopy. It was verified that the bifunctional catalyst lost 50 percent of its pore volume. The results of x-rays identified the formation of aurichalcite, hydrozincite, malachite and rosacite phases in the catalyst based on Cu and Zn. However, in the catalyst based on Cu, Zn and Al (for an atomic ratio, Cu/Zn/Al:55/30/15) only the hidrotalcite phase was found. It was observed that the aluminum introduction in the hydrogenation component favors the formation of very small particles of CuO as verified in transmission electronic microscopy and x-rays diffraction. The NH3-TPD identified the presence of Lewis and Bronsted acid sites that still remain in the H-ferrierite after the preparation of the bifunctional catalysts. Bronsted acid sites had an importante decrease in the bifunctional catalysts when it is prepared by the method of coprecipitating impregnation. The catalytic tests showed that the catalysts prepared by the coprecipitating sedimentation method, present higher conversions and DME selectivitys than the prepared by coprecipitating impregnation. The presence of Al in the hydrogenation component doesn`t improve the catalytic activity. It can be concluded that the H-ferrierite is an excellent dehydration component for its high acidity and that the methanol synthesis can be limitant in the process of direct synthesis of DME from syngas.

[pt] O uso de tecnologias para incrementar a geração distribuída de energia elétrica, particularmente microturbinas a gás, tem aumentado ultimamente devido à crise de energia que muitos países, como o Brasil têm passado o que é um incentivo à produção independente de energia elétrica. Procedimentos têm sido desenvolvidos para verificar os dados de desempenho de microturbinas, com objetivo de comissionamento. Quando alguém compra um sistema de geração de energia, sua partida pode apenas ser efetivada quando os dados do fabricante concordam com os de projeto, dentro de uma faixa de incerteza acordada, qualificando, portanto, estudos de viabilidade anteriormente realizados. Muitos procedimentos são detalhados para verificar os dados de desempenho sob condições de teste, extrapolando-os para outras diferentes. Potência, consumo de gás, emissão dos gases, qualidade da energia elétrica (incluindo distorção harmônica e frequência) estão entre os parâmetros normalmente medidos. A freqüência de aquisição de dados é normalmente especificada para atender as características de desempenho do equipamento sob condições estáveis de teste. Também, a incerteza dos instrumentos de medição é normalmente especificada, sem qualquer referência à incerteza expandida dos parâmetros calculados, que são usados para caracterizar seu desempenho. Este trabalho descreve um método para avaliação dos dados de desempenho de uma microturbina a gás, juntamente com uma metodologia para calcular a incerteza dos parâmetros que caracterizam seu desempenho, com objetivos de comissionamento, a partir da incerteza dos instrumentos de medição, e fazendo uma análise crítica dos objetivos de medição a serem alcançados. A metodologia é baseada nos conceitos metrológicos mais recentes, de forma que resultados confiáveis possam ser alcançados, utiliza condições de referência, estabelecidas por norma internacional [ISO-2314, 1973], para especificação dos dados de desempenho dos equipamentos, com objetivo de comparação, e segue as diretrizes da U.S. Enveronmental Protection Agency para especificação do desempenho a ser alcançado. / [en] The use of technologies for increasing distributed electric energy generation, particularly gas fired microturbines, has been lately growing due to the energies crisis many countries, including Brasil, have experienced, which is an incentive to an independent electric energy production. Procedures have been developed to check microturbine performance data for commissioning purposes. When somebody buys an energy production plant, its start-up can only be accomplished when manufacturers data matches the design data within an agreed uncertainty band, thus qualifying the previously made feasibility studies. Many procedures are detailed for checking the performance data under testing conditions, and extrapolating them for different ones. Power, gas consumption, gas emissions, electric energy quality (including harmonic distortion and frequency) are among the usually measured parameters. Data acquisition frequency is usually specified to match specified equipment behaviour under stable test conditions. Also, the uncertainty of the measurement instruments are usually specified, without, however, defining the expanded uncertainty of the calculated parameters, which are used to characterize their performance. This work presents a method for evaluating the gas fired microturbine performance data for electric energy generation, together with a methodology for calculating the uncertainty of parameters that characterize its performance for commissioning purposes, starting up from the uncertainty of the measurement instruments, and making a critical analysis of the measurement goals. The methodology is based on most recently used metrology concepts, so that reliable results can be achieved, uses ISO reference conditions for specifying equipment performance data for comparison purposes and follows U.S. Environment Protection Agency directions for specifying performance goals.

[pt] Esta pesquisa foi motivada pela percepção de que embora a indústria de óleo e gás seja madura e intensiva em capital, observa-se um crescimento acelerado do estabelecimento de alianças com vistas à cooperação tecnológica. Sendo a expansão dos limites de atuação da indústria e a agregação de segurança e rentabilidade às operações os principais motivadores do estabelecimento destas alianças. Neste sentido, o objetivo do trabalho é contribuir aos estudos sobre a gestão das empresas e suas alianças focando nas suas implicações estratégicas globais. Para isso tem-se como estudo de caso uma das maiores empresas do setor – a Petrobras, tendo como foco exclusivo as alianças para cooperação tecnológica. Dada a relevância da pesquisa e desenvolvimento para a evolução do setor e a ausência de um estudo que delimite as implicações estratégicas deste tipo de alianças, a pesquisa visa suprir esta lacuna. Além disso, este estudo adaptou o arcabouço de analise estratégica relacional de Macedo-Soares (2011) para as alianças de cooperação tecnológica da Petrobras. Os resultados demonstram a relevância estratégica deste conjunto de alianças, no sentido de despertar oportunidades e mitigar ameaças no nível da indústria de óleo e gás. / [en] This research was motivated by the perception that although the oil and gas is mature and capital intensive industry, there is a rapid growth of alliances aiming technological cooperation. The expansion of the limits of performance and the aggregation of industry safety and profitability of operations the main drivers of the establishment of these alliances. In this sense, the study aims to contribute to studies on the management of companies and alliances focusing on the global strategic implications. To have this as a case study of one of the largest companies - Petrobras, focusing exclusive on alliances for technological cooperation. Given the relevance of research and development for the sector s evolution and the absence of a study that establishes the strategic implications of such alliances, the research aims to fill this gap. In addition, this study has adapted the framework for strategic analysis of relational Macedo-Soares (2011) for technological cooperation alliances Petrobras. The results show the relevance of this set of strategic alliances, to raising opportunities and mitigate threats at the level of oil and gas industry.

[pt] A regulamentação do uso por terceiros, mediante remuneração adequada ao titular das instalações de transporte de gás natural, estabelece que o transportador deve divulgar sua capacidade disponível, sendo esta entendida como a diferença entre a capacidade máxima do gasoduto e a soma das capacidades contratadas com o consumo próprio. Foi verificado que existe uma série de fatores que são determinantes na identificação dessa capacidade, dentre os quais se destacam: a metodologia de cálculo do escoamento empregada, as condições operacionais, a localização dos pontos de entrega e a consideração do regime transiente. Foi proposta a criação de um regulamento técnico de cálculo e verificação de capacidade que serviria de base para a instauração de um processo de avaliação da capacidade disponível e a regulamentação da publicação de informações que são igualmente importantes para implementação do livre acesso a gasodutos. O pano de fundo para toda discussão apresentada é a crescente importância do gás natural na Matriz Energética Brasileira e a necessidade de promover tanto o crescimento da infra-estrutura de transporte de gás natural quanto a introdução de concorrência nos elos da cadeia que não se caracterizam como monopólio natural, ou seja, no suprimento e na comercialização de gás natural. / [en] The third party access to natural gas pipeline is regulated by the ANP Resolution n.º 169/98 that establishes that Gas Pipeline Companies must publish it`s available capacity, defined as the difference between the maximum capacity and the contracted capacities discouting fuel gas. It was verified that some of factors affect the calculation of this capacity, for exemple:flow equation, operational conditions, delivery points and transient cenarios. It was proposed a technical regulation of verification of pipeline capacity that should be used as a base for the evaluation of available capacity. Additionally, it was also proposed a regulation of information postings that are equally important for implement open access on gas pipelines. The background for all that is the increasing importance of natural gas in the National Energy Mix and the necessity to promote the increase of pipelines infrastructure and to introduce competition in the production and final use. / [es] La regulamentación del uso por terceros, mediante remuneración adecuada al titular, de las instalaciones de transporte de gas natural, establece que el transportador debe divulgar su capacidad disponible, siendo ésta entendida como la diferencia entre la capacidad máxima del gasoducto y la suma de las capacidades contratadas con el consumo proprio. Se verificó que existe una serie de factores que son determinantes en la identificación de esa capacidad, dentro los cuales se destacan: La metodología empleada en el cálculo del flujo, las condiciones operacionales, La localización de los puntos de entrega y la consideración del régimen transitorio. Se propone la creación de un regulamento técnico de cálculo y verificación de capacidad que serviría de base para la instauración de un proceso de evaluación de la capacidad disponible; y la regulamentación de la publicación de informaciones que son igualmente importantes para implementación del aceso libre a los gasoductos. El porqué de esta discusión es la cresciente importancia del gas natural en la Matriz Energética Brasilera y la necesidad de promover tanto el crescimiento de la infra-extructura de transporte de gas natural como la introducción de competencia en los eslabones de la cadena que no se caracterizan como monopolio natural, o sea, en el suplemento y en la comercialización de gas natural.

[pt] Dadas as expectativas de grandes descobertas de petróleo no Brasil (que incluem o pré-sal) a recente legislação que regulamenta a medição de vazão de petróleo e gás natural no país - e que faz intenso uso de infra-estrutura laboratorial- está sendo revista. A presente pesquisa de mestrado tem por objetivo desenvolver uma análise crítica envolvendo aspectos técnicos e legais do Regulamento Técnico de Medição de Petróleo e Gás Natural (RTM) instituído pela Portaria Conjunta ANP-INMETRO 001/2000. A motivação institucional para o desenvolvimento da pesquisa origina-se do interesse da Petrobrás em colaborar para o avanço do conhecimento relacionado às tecnologias e aos aspectos legais da medição. E, também, da experiência do autor no setor de contratos da Petrobrás cuja problemática da medição da produção de petróleo e gás natural está sendo revista. O trabalho foi desenvolvido no contexto de recentes descobertas de campos gigantes em águas profundas e ultra-profundas. Após o anúncio dessas novas reservas, agentes econômicos têm pressionado a Agência Nacional de Petróleo (ANP) para revisar e reavaliar o Regulamento Técnico de Medição instituído pela Portaria Conjunta ANP-INMETRO 001/2000. O trabalho seguiu os seguintes preceitos metodológicos (i) estudo de legislações aplicáveis à medição de petróleo e gás de países industrializados; (ii) entrevista com especialistas do INMETRO, ANP, Petrobrás (CENPES, divisão de contratos) e com dirigentes técnicos dos principais laboratórios de medição de vazão de petróleo e gás ern operação no país (IPT, CT-PETRO, CT-GÁS, CONAUT, METROVAL, EMERSON) para avaliar pontos críticos da Portaria Conjunta ANP-INMETRO; (iii) análise da consistência e adequação técnica e jurídica da referida Portaria e (iv) identificar novas demandas e necessidades da indústria de petróleo e gás natural no país. Dentre os resultados da pesquisa destacam-se a identificação e a classificação de aspectos técnicos e legais da Portaria ANP-INMETRO 001/2000 que carecem de revisão. Como conclusão, o trabalho sugere a adaptação da legislação vigente para fazer frente a novos desafios impostos ao setor. / [en] Because of the expectation for further massive oil fmdings in Brazil`s continen tal platform-including the presalt play-, the existing laws which regnlate the oil and natural gás measurement involving intensive use of laboratory infras-tructure are being reviewed. The objective of this M.Sc.`s research project is to assess legal and technical aspects of the Joint Administrative Rule ANP-INMETRO / 001/2000, specifically the Technical Regulation of Oil and Natural Gás Measurement (RTM).The inotivation of this work emerged frorn the anthors own experience at the legal department of Petrobras dealing with custody transfer contracts where measurements of the production of oiland natural gás play a key economic role. Following the announcements of the ultra-deep giant fields, the work was developed in an economic context where agents are pressing the Brazilian Petroleum Agency (ANP) the national oil and gás regulator to review and reassess the applicable Technical Regulation of Measurement (RMO). The project followed four methodological precepts (i) study of applicable laws to the flow measuremeut of oil and gás in developed countries; (ii) interview with experts of INMETRO, ANP, PETOBRAS (CENPES, division of contracts) and technical managers of themain laboratories involved in flow measurements (IPT, CT-PETRO, CTGAS, CONAUT, METROVAL, EMERSON) to ascertain criticai points in the Joint Administrative Rule ANP-INMETRO; (iii) analysis of consistency of legal and technical aspects of the Administrative Rule and (iv) identify new demands and needs of the oil and gás industry in the country. As the main result, the work identified and characterized technical and legal aspects of the legislation related to oil and gás flow measnrements to help reformulate and update the Administrative Rule, ANP-INMETRO 001/2000. In conclusion, the oil and gás legislation conccrning the Technical Regulation and Measurement should be adapted to new exploration challenges.

[pt] A presente dissertação de mestrado faz uma análise metrológica focada na medição da vazão e totalização do volume de gás natural através de placa de orifício. O trabalho considera no cômputo da vazão a determinação das propriedades físico-químicas do combustível e a utilização desses parâmetros na medição de volume de gás natural. O trabalho também considera aspectos relativos à aquisição eletrônica de outras variáveis como pressão, temperatura e pressão diferencial, comumente amostradas em uma estação de medição de vazão de gás natural por placa de orifício. Não obstante, o estudo reflete uma permanente preocupação da Petrobras em garantir a confiabilidade de suas medições e encontra sua motivação em mostrar que metrologia constitui-se, de fato, em importante insumo para avaliação de impacto técnico e econômico. O estudo considera três alternativas para aplicação da composição química do gás natural no cálculo da vazão de gás natural em cada um dos pontos de transferência de custódia da malha de gasodutos da Petrobras. Cada uma das soluções técnicas está associada a investimentos em instalação, operação e manutenção de complexos equipamentos, criando inusitadas oportunidades para análise da confiabilidade metrológica capazes de produzir impacto econômico, cabendo aqui lembrar que incertezas e erros associados ao processo de medição não necessariamente são reduzidos com o aumento dos investimentos em tecnologia e instrumentação. O estudo dessas questões torna-se ainda mais atraente quando se considera que a malha de gasodutos da Petrobras distribuem cerca de 35 dos 45 milhões de m3 de gás natural consumidos diariamente no Brasil. Cabe ainda salientar a relevância deste estudo no âmbito das melhorias estruturais propostas, uma vez que a presente dissertação mostra que é possível garantir controle metrológico a um custo justificado, agregando benefícios que não se limitam à malha de gasodutos existente. / [en] This study presents a metrological analysis focused on the natural gas flow and volume measurement by orifice plate measurement systems. It takes into account the determination of chemical and physical properties and the application of these parameters in the flow and volume measurement. The study also considers aspects related to the electronic sampling of other process information such as pressure, temperature and differential pressure. Nevertheless, it demonstrates that metrology is, in fact, an important input of economical and technical analysis and shows a permanent concern of Petrobras: to guarantee measurement reliability. The dissertation presents three alternatives to the application of the natural gas composition in the computation of flow and volume measurement. When measuring natural gas flow and volume at the custody transfer points, the invoicing process begins to take place. Therefore, each one of the alternatives is associated to benefits, such as reduction of uncertainty, and costs and investments in equipments. It`s worthy to mention that it creates interesting opportunities to develop metrological analysis capable of generate economical impact. This study is even more attractive when referring to a 50 million cubic meters scenario, the Brazilian daily natural gas volume consumption. The relevance of this study is to show that is possible guarantee metrological control to a justified cost.

[pt] O crescimento da demanda por energia elétrica e investimentos governamentais em fontes renováveis incentivam produtores do setor sucro-energético no país a buscar melhorias nos processos de suas usinas. Através do aumento da produção de vapor nas caldeiras de biomassa, que operam com ciclos Rankine, é possível gerar energia elétrica excedente para comercialização. O Brasil, um dos maiores produtores de cana-de-açúcar do mundo, gera resíduos derivados da cana com alto potencial energético. Os ciclos termodinâmicos híbridos têm sido utilizados em várias usinas de biomassa no exterior utilizando como combustíveis o gás natural e resíduos sólidos urbano (waste-to-energy). Como mostrado por diferentes autores, é possível, com estes ciclos, melhorar a eficiência térmica das usinas utilizando gases quentes da exaustão de uma turbina a gás operando com gás natural. A desvantagem é que o percentual de participação do gás natural de alguns ciclos híbridos pode ser alto, tornando estes projetos economicamente inviáveis. Neste trabalho será aplicado um ciclo híbrido adaptado para usinas de cana-de-açúcar brasileiras que queimam o bagaço em caldeiras de biomassa com reaquecimento externo. Os benefícios destes ciclos termodinâmicos incluem a melhoria de eficiência da planta, acarretando a maior geração de energia elétrica e aumento da quantidade de vapor de processo produzido para a mesma quantidade de bagaço queimado originalmente. Além da melhoria da eficiência térmica, o ciclo tem como uma de suas principais vantagens o fato de não depender de grandes quantidades de gás natural, reduzindo a possibilidade de prejuízos caso haja aumento do seu preço. Por último será mostrado que, embora haja a queima deste combustível fóssil, é possível reduzir as emissões específicas de CO2/kWh devido ao seu baixo consumo na usina aliado a elevada geração de energia elétrica. / [en] The growing electric energy demand and government investments in renewable sources motivated sugar producers in Brazil to improve the thermal efficiencies of their sugarcane plants. For this reason, to generate excess electric energy and to sell it, has become an important and extra source of revenue. This country, one of the biggest sugarcane producers in the world, employs sugar waste, with high energetic potential, in boilers operated with Rankine cycles. Thermodynamic hybrid cycles have been in use in several biomass plants abroad, using natural gas and municipal solids waste as fuels. As shown by different authors, it is possible to increase the thermal efficiency of these plants by means of the heat recovery from hot exhaust gases of a gas turbine operating with natural gas. The main disadvantage of hybrid cycles, for some cases, is the high fraction of natural gas as fuel, making these specific plants economically unfeasible. In this work, a hybrid cycle concept is presented and studied, adapted for Brazilian sugar cane plants which burn bagasse in biomass boilers with reheating systems. The benefits of these thermodynamics cycles include a thermal efficiency improvement thus allowing more power generation and higher production of process steam, for the same amount of bagasse originally burned. Besides the higher thermal efficiency, the hybrid cycle presents the advantage of not depending on large natural gas consumption. This makes the plant s economic feasibility less dependent on fluctuations on natural gas prices. Furthermore, this study shows that, although a fossil fuel is burned, it is possible to reduce CO2/kWh specific emissions due to lower consumption of fossil fuels and to higher power generation.

[pt] O objetivo deste trabalho é predizer e otimizar o desempenho de motores funcionando no modo bicombustível, diesel-gás natural, fazendo uso da inteligência artificial. Pretende-se determinar a taxa de substituição ótima do combustível original diesel pelo gás natural que minimize custos de operação (combustíveis) e emissões de poluentes, tais como: monóxido de carbono, CO, hidrocarbonetos, HC, e óxidos de nitrogênio, NOx, priorizando-se também a eficiência térmica. Os dados analisados foram obtidos de testes anteriormente realizados. O procedimento envolve treinamento, validação e teste (utilizando redes neurais). Com os dados analisados foram treinadas diferentes redes neurais 06 para a aprendizagem e predição, as quais vão prever mapas de novos valores baseando-se nos dados experimentais já apreendidos. Finalmente, e continuando com o processo de otimização (técnica de Algoritmos Genéticos), é determinada a melhor taxa de substituição de diesel-gás natural, com as menores taxas de emissões dentro dos mapas gerados. Os resultados indicam uma boa concordância entre os dados experimentais e os previstos pela rede neural. O processo de otimização utilizado determina os pontos de trabalho adequados para cada caso analisado. / [en] The purpose of this study is to predict and optimize the internal combustion engine performance using diesel-natural gas fuel using the artificial intelligence. The ultimate goal is to determine the optimal substitution rate of natural gas to minimize the costs of operation and pollutants emissions such as carbon monoxide CO, hydrocarbons HC and nitrogen oxides NOx, considering the values of efficiency. The analyzed data are obtained from tests performed earlier. The procedure involves training, validation and test (using neural networks). Once these data were analyzed with different trained neural networks for learning and prediction, which are maps of the predicted values based on experimental data have been seized. Finally, and continuing with the process of optimization (technique of Genetic Algorithms), is given the best substitution rate of and lower emissions in the maps generated. The results indicate a good agreement between data and neural network, the process of optimization using certain items of work appropriate for each case analyzed.