[pt] O impacto ambiental causado pela queima de combustíveis por veículos automotivos, atualmente, atua como restrição na especificação de parâmetros de projetos de motores em vários Países. O uso de etanol hidratado no Brasil criou a necessidade de determinar o comportamento das emissões de poluentes sob condições típicas de projeto, auxiliando o estabelecimento de uma política de controle de poluição. Nesta pesquisa, as emissões de um motor monocilíndrico foram medidas, basicamente óxido nítrico, monóxido de carbono e aldeídos. Usou-se gasolina comercial e etanol hidratado como combustíveis. A influencia da taxa de compressão, da relação combustível-ar e da quantidade de água no etanol, na performance do motor e no comportamento das emissões de acetaldeído foi desenvolvido para cálculos em computador digital, concordando bem com os resultados experimentais. Usando este modelo, valores de emissões de poluentes por motores de combustão interna, usando etanol hidratado foram calculados, mostrando uma tendência bem definida que pode ser útil para políticas de controle de poluição. / [en] The impact on the environment caused by the burning of fuels from automotive vehicles, nowadays, acts as a restriction on the specification of the engine designe parameters in several countries. The use of ethyl acohol-ewater blends in Brazil has created the necessity of determining the pollutant emission pattern under typical design operating conditions aiming the stablishment of a pollution control policy. In this research, emissions from a monocylinder engine were measured, bassicaly ntric oxide, carbon monoxide and aldehydes. The engine was fueled with commercial gasoline and ethyl alcohol-water blends. The influence of the compression ratio, air-fuel ratio and water content of blens, on the perfomance of the engine and pollutant pattern was studied. A Kinetic model, taking into account CO and NO formations mechanisms, as well as acetaldehyde emissions was developed for digital computer calculations, matching the experimental results to the calculated ones. The, using this model, values of the pollutant emissions from internal combustion engines, fueled with ethyl alcohol-water blends were calculated showing a very well defined trend, which can be useful for pollution control policies.

[pt] O presente trabalho investigou a dispersão de poluentes na forma de gases e material particulando provinientes de uma chaminé sujeita a ventos transversais. Os campos de concentração, velocidade e temperatura foram determinados através numérica das equação de conservação de massa, quantidade de movimento linear, energia e espécie química nas suas formas tridimensionais para regime permanente. Os efeitos da força de empuxo devido aos gradientes de temperatura foram considerados através da solução simultânea das equações de quantidade de movimento linear e energia.O escoamento foi considerado parabólico na direção principal e foi utilizado o modelo k--e de turbulência. O modelo desenvolvido neste trabalho, incorporou os efeitos produzidos pelo campo gravitacional para o caso de material particulado. Os campos de concentração obtidos, apresentam boa concordância com os resultados do Modelo de Pluma Gaussiana. Um estudo paramétrico revelou a influência das razões de velocidade e temperatura entre gases da emissão e o vento sobre os campos de concentração, velocidade e temperatura. A velocidade de deposição das partículas também mostrou influência sobre o campo de concentração. / [en] The present work numerically investigated the dispersion of pollutants in the form of gases or particulate matter emitted from a single stack subjected to horizontal winds. The concentration, velocity and temperature fields were determinate by the solution of the equations governing the conservation of mass, linear momentum, energy and chemical species for steady-state, three-dimensional flow conditions. Buoyancy effects due to temperature gradients were considered by the simultaneous solution of the linear momentum and energy equations. The flow was considered to be the parabolic in the principal direction and the K-E Turbulence Model was employed. The model developed accounted for gravitational setting of particulate matter. The predictions for the concentration field the influence of the wind-to-discharge velocity and temperature ratios on the concentration, velocity and temperature fields. The particle settling velocity was also shown to influence the concentration field.

[pt] O presente trabalho realiza a integração entre a solução computacional por elementos finitos para as equações que descrevem s condições elétricas reinantes no espaço interletrodos de um Precipitador Eletrostático (PE) fio-placas e dados experimentais obtidos em um canal de precipitação com a mesma forma geométrica. A integração acima é necessária à qualquer tentativa de projeto teórico de um PE, uma vez que tais equações exigem para o seu fechamento a introdução de um parâmetro denominado mobilidade de portador de carga, para o qual não se tem possibilidade de previsão teórica de valor, devido ao grande número de variáveis físicas que podem influenciá-lo. Além disso, as soluções teóricas em geral são obtidas dentro de uma modelagem que supõe a existência de um canal de placas paralelas provido de alguns eletrodos emissores consecutivamente dispostos na linha central do canal de precipitação. Essa redução da situação real à uma situação simplificada impede a observação crucial de que o fenômeno de precipitação eletrostática em um PE é um fenômeno que sofre uma variação física contínua ao longo da região de precipitação, à medida que material particulado vai sendo retirado da carga em escoamento. Qualquer solução teórica acaba sendo de pouca utilidade ao projeto de um canal de precipitação completo. No presente trabalho estamos propondo a utilização de um equipamento laboratorial que permite a medição de correntes elétricas entregues por portadores de carga em áreas discretas das placas planas aterradas em um escoamento de ar com cargas de particulados sólidos, dentro de um canal de precipitação com um número razoável de eletrodos emissores. A partir das correntes de placa medida é determinada um valor para mobilidade elétrica associada a cada região longitudinal da secção de precipitação. Essa mobilidade elétrica é então adimensionalizada em termos de alguns parâmetros, sendo que no presente representa a profundidade de penetração no campo de precipitação. Por fim utiliza-se a mobilidade elétrica adimensional como predição para as condições elétricas à serem esperadas em diferentes valores de tensão aplicada, sendo sugerido seu uso como ferramenta auxiliar no projeto de precipitadores eletrostáticos. Foi observado que o campo elétrico originado em cada um dos eletrodos apresenta uma ação alternada de aceleração ou desaceleração sobre o material particulado em suspensão, respectivamente nas regiões imediatamente após, ou antes, de cada eletrodo emissor, relativamente à direção do escoamento. Esse fenômeno físico, não mencionado em qualquer uma das referencias do presente trabalho, foi denominado aqui efeito de alternância e tem uma importância fundamental com relação ao uso da mobilidade adimensional no projeto de PÉS e também quanto às possibilidades de otimização de PÉS já em operação. / [en] This work integrates a numerical solution, obtained by finite elements and characteristic methods applied to the governing equations of the electrical conditions in the inter-electrodes region of a wire-plate Eletrostatic Precipitador (EP), with data acquired in a precipitation channel with the same geometric form. The integration above mentioned is demanded by any attempt of an analytical project of an EP due to the introduction of a paramenter, denominated mobility of the charge carriers, in the closure of the governing equations. Further, the analytical solutions are in general obtained under the modeling of a precipitation region provided with a small number of corona wires, just enough to give simetry considerations. It must be kept in mind that in an EP each channel is provided with dozens of corona wires. The simplification above interdicts the crucial observation that the precipitation phenomena in an EP suffers physical changes along the axial length of the channel, due to the continuos wuthdrawing of particulate material from the total load. Solutions apropiated to a single region are so not very useful to the project of an entire channel. In this work we present an experimental apparatus which allows the measurement of eletric currents in discrete areas of the colleting plates. The apparatus is provided with a number of corona wires that can simulate a channel of an EP. Using the values of the currents measured at each of thediscrete plates it is obtained a value for the electrical mobility associated to discrete regions longitudinally with the flow. A dimensionless mobility is then obtained in terms of some parameters. In the present work these parameters were restricted to the applied potential. It is then suggested how an EP projectist could use the method as a tool for helping in the design process. It was observed that the eletric field originated in each of the corona wires acts alternatedely accelerating or desaccelerating the charged particulate load, pespectively in the regions immediately after or before each corona wire, with respect to the main direction of the flow. This physical phenomena, not mentioned in any of the references of the present work, was denomitade here as alternation effect, and has fundamental importance in the use of the dimensionless mobility as a project tool and also in the possibilities of upgrading Eps already in use.

[pt] As bifenilas policloradas (PCBs) foram durante muitos anos usadas, principalmente, como fluidos refrigerantes e lubrificantes, em transformadores, capacitores e outros equipamentos elétricos. Os éteres difenílicos polibromados (PBDEs) ainda são amplamente utilizados como retardadores de chamas. Ambos são considerados poluentes orgânicos de extrema toxicidade e reportados como potentes interferentes endócrinos. Existem trabalhos anteriores que já detectaram PCBs na baía de Guanabara, porém, a pesquisa sobre PBDEs é pioneira. Foi desenvolvida e validada uma metodologia para extração, simultânea dos PCBs e PBDEs. Todas as amostras foram coletadas, extraídas, limpas e analisadas por GC-MS. Os PCBs foram os poluentes predominantes; entre eles o PCB-153 (bifenila-2, 2’, 4, 4’, 5, 5’-hexaclorada) provou ser o poluente mais disseminado, apresentando teor máximo de 261 ng.g-1 de peso seco no fígado de tainha. A ocorrência dos PBDEs foi significativamente menor; o PBDE-47 (éter difenílico- 2, 2’, 4, 4’-tetrabromado) foi o mais freqüente, apresentando um teor máximo de 46 ng.g-1 de peso seco no músculo de corvina. Comparando-se com outros ecossistemas, as concentrações de PCBs são maiores e as de PBDEs menores. / [en] Polychlorinated biphenyls (PCBs) have been used mainly as coolants and lubricants in transformers, capacitors, and other electrical equipments. Polybrominated diphenyl ethers (PBDEs) are still widely used as additive flame retardants. Both are among the most toxic environmental pollutants and reported as powerful endocrine disruptor. In Guanabara Bay previous studies have already detected PCBs, but the PBDE investigation is pioneer. A procedure for extracting simultaneously PCBs and PBDEs was developed and validated. Samples were collected, extracted, cleaned and analyzed by GC-MS. PCBs were the predominant pollutants, among them PCB-153 (2, 2’, 4, 4’, 5, 5’- hexachlorobiphenyl) proved to be the most disseminated one, with the highest content of 261 ng.g-1 dry weight (dw) in fish liver. PBDE occurrences were significantly lower, being the PBDE-47 (2, 2’, 4, 4’-tetrabromodiphenyl ether the most frequent, with the highest content of 46 ng.g-1 dry weight (dw) in fish tissue. In comparison to other ecosystems PCBs showed higher contents and PBDEs the lower ones.

[pt] A poluição atmosférica é um problema mundial latente e é prejudicial à saúde, à visibilidade e ao clima. Devido a estes fatores, diversos estudos e pesquisas foram desenvolvidos para caracterizar a sua composição química, concentração, tamanho de partículas, etc. Com o objetivo de construir instrumentos adequados para o controle da qualidade do ar, mas estes instrumentos são sofisticados, complicados e de alto custo. Esta dissertação refere-se ao estudo de viabilidade para a utilização de componentes optoeletrônicos simples, tais como diodos emissores de luz (LED) e fotodetectores ópticos, como sensores de medição da variação da concentração de poluentes particulados atmosféricos em relação ao tempo. O principio de medição baseia-se nas propriedades ópticas da luz: reflexão, refração e absorção que ocorre quando um feixe de luz incide sobre as partículas de um poluente qualquer, dando lugar à atenuação da intensidade do feixe incidente, que é proporcional à concentração de poluente. Selecionaram-se LED e fotodetectores, segundo as informações dadas nas especificações fornecidas pelo fabricante. Formaram-se quatro tipos diferentes de Pares Emissores-Detectores, (Pares E-D), onde cada LED trabalhava com um fotodetector específico. As avaliações foram feitas em função dos Pares E-D nas condições recomendadas pelo fabricante e, selecionaram-se dois tipos diferentes de Pares E-D, que apresentaram melhores características físicas, tempo de resposta (11 e 16µs), o nível do sinal gerado pelo fotodetector (entre 2,50V e 3,50V), e estabilidade em uma faixa de temperatura de 20oC à 30oC. Para testar o funcionamento dos Pares E-D como sensores de medição da variação da concentração dos poluentes particulados atmosféricos foi construída uma maquete instrumentada com oito Pares (E-D), quatro de cada tipo dos Pares E-D selecionados previamente. Teve-se cuidado na disposição física dos Pares E-D para evitar interferências de luz. Para diminuir o ruído do circuito, a placa Protoboard foi substituída por uma placa impressa. A razão sinal/ruído foi de 3,242V/0,020V, (162:1). Foi desenvolvido um programa especifico no software LabVIEW, com o propósito de registrar os sinais gerados pelos fotodetectores a cada 10 µs e armazená-los em uma base de dados para posterior análise. A maquete instrumentada e o software de aquisição representam um sistema de medição para a caracterização da dispersão dos poluentes particulados atmosféricos. Para verificar o desempenho da maquete instrumentada e do software de aquisição, foram feitas simulações de contaminação ambiental. Utilizando uma máquina geradora de fumaça, jogou-se fumaça sobre a maquete, foram obtidos resultados satisfatórios, já que trabalhando com os oito Pares E-D ativos, conseguiu-se obter 12500 dados por segundo para cada Par E-D. Estas quantidades de dados registrados pelo programa feito no software LabVIEW foram mais que suficientes para a construção das curvas de caracterização preliminares. / [en] The atmospheric pollution is a latent world-wide problem, and it is harmful to the health, visibility and climate. For these factors, several studies and researches have been developed to characterize the chemical composition of the pollutants, concentration, size of particles, etc, with the objective of constructing adjusted instruments for the control of the air quality, but these instruments are sophisticated, complicated and very expensive. This dissertation is a study about the feasibility to use simple optoelectronic components, such as light emitting diodes (LED) and optical photo detectors, as sensors for measuring the variation of the concentration of atmospheric particulate pollutants in relation to time. The measurement principle is based on the optic properties of the light: reflection, refraction and absorption that occur when a light beam arrives on particles of any pollutant, taking place the attenuation of the intensity of the incident beam, which is proportional to the pollutant concentration. LED and photo detectors were selected according to information given in the specifications supplied for the manufacturer. Four different types of Pairs formed Emitters-Detectors, (Pairs E-D), where each LED worked with a specific photo detector. The evaluations were made in function of the Pairs E-D according to the recommendation of the manufacturer and two types different of Pairs E-D were selected, which presented better physical characteristics, time of response (11 and 16µs), level of the signal generated by the photo detector, (between 2,50V and 3,50V), and stability in a range of temperatures between 20oC to 30oC. To test the functioning of the Pairs E-D as sensors for measuring of the variation of the concentration of the atmospheric particulate pollutants. It was built an instrumented reduced model with eight Pairs E-D was built, four of each type of the Pairs E-D selected previously. It was taken care of the physical disposition of the Pairs E-D to prevent light interferences. To reduce the noise of the circuit, the Protoboard was substituted by a circuit board printed. The relation signal/noise was 3,242V/0,020V, (162:1). A specific program was developed in the software LabVIEW. The goal was to register the signals generated by photo detectors at each 10µs, and to store the data for posterior analysis. The instrumented reduced model and the software to the data acquisition represent a system for measurement and the characterization of the dispersion of the atmospheric particulate pollutants. To verify the performance of the instrumented reduced model and the software for acquisition, simulations of ambient contamination were made. A FOG machine was used to generate smoke on the reduced model, The results were satisfactory. Working with the eight active E-D Pairs, it was possible to get 12500 data per second for each Pair E-D. This amount of registered data by the acquisition program in LabVIEW was enough for the construction of the preliminary curves of characterization for the E-D Pairs.