Made available in DSpace on 2016-08-29T15:36:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_8857_Lima Deleon Martins.pdf: 5003018 bytes, checksum: 6024d9e3d40945e8d8055d202cb4b9e9 (MD5) Previous issue date: 2015-11-13 / O objetivo central foi estudar as implicações das alterações ambientais em Coffea spp. O primeiro capítulo apresentou um âmbito geral sobre o potencial impacto das mudanças climáticas sobre o desenvolvimento do cafeeiro, com foco nas implicações do dióxido de carbono (CO2) e da temperatura do ar. O segundo, resultou do ensaio que objetivou submeter plantas de dois genótipos de Coffea arabica e um de C. canephora, em vasos, sob condições controladas de irradiância (800 µmol m-2s-1), umidade relativa (75%) a duas condições de [CO2] (380 ou 700 µL CO2 L-1) durante aproximadamente um ano, sem restrições de água, nutrientes ou de desenvolvimento radicular. Os resultados apontaram que em todos os genótipos, a alta [CO2] promoveu tendências opostas para densidade e tamanho dos estômatos, que diminuíram e aumentaram, respectivamente. Independentemente do genótipo ou da [CO2], a taxa de assimilação líquida de CO2 aumentou (34-49%) quando medida a 700 em comparação a 380 µL de CO2 L-1. Este resultado, juntamente com a condutância estomática quase inalterados, levou a um aumento de eficiência do uso da água instantânea. Os resultados também mostraram um reforço de componentes fotossintéticos (e respiratório), ou seja, do transporte de elétrons nos tilacóide e das atividades de enzimas, o que pode ter contribuído para a melhoria nas taxas máximas de transporte de elétrons, na carboxilação e na capacidade fotossintética sob elevada [CO2], embora estas respostas tenham sido independes dos genótipos. A eficiência do fotossistema II, energia dirigida aos eventos fotoquímicos, carboidratos nãoestruturais, pigmento fotossintético e permeabilidade da membrana não respondeu ao aumento da [CO2]. Apesar de algumas diferenças entre os genótipos, não há respostas claras em relação ao comportamento dos genótipos a elevada [CO2]. No geral, como nenhum sinal aparente de regulação negativa fotossintética (down-regulation) foi encontrado, os resultados sugerem que plantas de Coffea spp. podem suportar com sucesso a alta [CO2], sob as atuais condições experimentais. O terceiro capítulo, pretendeu proporcionar um primeiro vislumbre sobre o efeito do impacto combinado da elavada [CO2] e da alta temperatura sobre o conteúdo mineral e equilíbrio em plantas de Coffea spp.. Foram cultivados, em vasos, dois genótipos de Coffea arabica (cv. Icatu e IPR 108) e um de C. canephora (cv. Conilon Clone 153) em 380 ou 700 µL de CO2 L-1, por um ano, após foram expostas a um aumento gradual da temperatura de 25/20°C (dia/noite) até 42/34 °C, ao longo de 8 semanas. Na temperatura de controle, plantas crescidas em 700 µL de CO2 L-1 apresentaram um efeito de diluição moderada (entre 7% e 25%) no clone 153 (para N, Mg, Ca, Fe) e em Icatu (para N, K e Fe), mas não em IPR 108 (exceto para Fe) quando comparada com plantas crescidas a 380 µL de CO2 L-1, nesta mesma condição, com o aumento da temperatura houve uma diminuição dos teores nutricionais. Apesar das mudanças promovidas pela [CO2] e temperatura, a grande maioria das relações minerais forammantidas dentro de uma faixa consideravelmente adequada, o que sugere que esta planta pode se manter estável em relação ao balanço mineral em um contexto de mudanças climáticas. O quarto capítulo, apresenta uma análise de variáveis climáticas históricas de forma espacial e temporal para caracterização da vulnerabilidade climática de microrregiões na busca de estratégias de mitigação e adaptação que possam subsidiar a melhoria dos sistemas de produção de plantas de café conilon, sendo considerado o Estado do Espírito Santo, Brasil, como estudo de caso. Os resultados indicam que a vulnerabilidade em áreas de cultivo de café robusta está ligada a alta temperatura do ar, ao baixo índice de precipitação pluvial, a sazonalidade da precipitação pluvial e ao déficit hídrico. As estratégias de adaptação e mitigação de maior potencial apontam para o plantio de clones melhorados de café robusta, para a utilização de sistemas de policultivos, arborizados e sombreados, para o adensamento de plantas de café conilon, para implantação de sistemas de irrigação e para a utilização de manejo de plantas espontâneas.

Made available in DSpace on 2016-08-29T15:39:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_9214_Pedro Junior Zucatelli - versão final.pdf: 4865384 bytes, checksum: 570b50189e5399bc757b7e56ec6fff81 (MD5) Previous issue date: 2015-09-01 / Conforme reconhecido pelo Protocolo de Kyoto, planejar um futuro energético ecologicamente correto é o grande desafio do Século XXI. Os padrões atuais de recursos energéticos e de uso de energia se mostram prejudiciais para o bem-estar da humanidade ao longo prazo. A integridade dos sistemas naturais essenciais já está em risco devido às mudanças climáticas causadas pelas intensas emissões dos Gases de Efeito Estufa na atmosfera. Neste contexto, o Sequestro Geológico de Carbono (ou Carbon Capture and Storage CCS) é uma atividade promissora que visa contribuir para a redução da emissão dos gases causadores do efeito estufa e a mitigação das alterações climáticas, por meio da captura, transporte e armazenamento de CO2 em formações geológicas adequadas (aquíferos salinos, reservatórios de hidrocarbonetos e reservatórios de carvão). Portanto, inserida neste cenário, esta Dissertação teve como objetivo analisar o potencial técnico do sequestro geológico de CO2 na Bacia do Espírito Santo onshore e offshore abordando os ambientes geológicos propícios para a aplicação de projetos de CCS, as fases que compõem estes projetos, seus investimentos e custos operacionais. Além disso, foi realizada a modelagem matemática da potencialidade de armazenamento assim como a estimativa de rentabilidade financeira com a execução do projeto de armazenamento por meio da venda do óleo extra produzido pela técnica de recuperação avançada de petróleo e pela comercialização dos Créditos de Carbono. Para isso, este projeto teve como estratégia metodológica: a pesquisa exploratória e a revisão da literatura relacionada com o tema, a coleta de dados secundários, via análise de documentos, e a coleta de dados primários, via entrevistas com experts e participações em congressos nacionais e internacionais voltados para o tema. Sendo assim, conclui-se que os projetos de CCS são possíveis de implantação no estado do Espírito Santo, isto porque além da estrutura geológica dos reservatórios de petróleo e gás da bacia capixaba contribuir para bons resultados (pois, na maioria dos casos, são reservatórios areníticos com presença de rocha selante), o potencial dos aquíferos salinos capixabas e o potencial dos campos de hidrocarbonetos estudados nesta dissertação (Campo de Golfinho, Inhambú, Fazenda Alegre, Cação, Canapu, Cangoá, Peroá e Camarupim) merecem destaque nacional; entretanto, a falta de maturidade dos setores privado e público, com relação ao gerenciamento dos projetos desta natureza e ao seu uso em larga escala, impede o avanço de tais tecnologias no estado do Espírito Santo e, por consequência, no Brasil. Palavras-chave: Bacia do Espírito Santo. Dióxido de Carbono. Energia. Reservatórios Geológicos. Sequestro Geológico de Carbono. Sustentabilidade

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2015. / Made available in DSpace on 2016-02-23T04:07:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 337588.pdf: 1244161 bytes, checksum: 7371a92f16794f7a052d9569ba9385f6 (MD5) Previous issue date: 2015 / No Brasil existem 38 mil postos de abastecimento de combustíveis e a vida útil dos tanques de armazenamento desses combustíveis é de 25 anos. Ao longo do tempo, os tanques apresentam desgastes, corrosões, podendo ocorrer vazamentos de combustíveis e, por consequência, contaminações tanto do solo quanto das águas subterrâneas. Os maiores problemas da contaminação do solo e das águas subterrâneas são devidos aos hidrocarbonetos monoaromáticos como o Benzeno, Tolueno, Etilbenzeno e Xilenos, conhecidos como compostos BTEX, sendo os constituintes da gasolina mais solúveis em água. Estes contaminantes químicos apresentam toxicidade crônica, mesmo em baixas concentrações. O objetivo desta pesquisa foi propor uma alternativa para remoção da gasolina de efluentes aquosos por processos adsortivos, utilizando dois tipos de carvões como materiais adsorventes, um proveniente da casca de coco e outro betuminoso, a fim de comparar a melhor eficiência entre eles. Foi utilizado um efluente sintético preparado através de uma dispersão homegênia de água destilada e gasolina em concentração inicial de 150 mg/L, tipicamente encontrado em contaminações de combustíveis. Para caracterização físico-química dos carvões ativados, foram realizados ensaios de teor umidade, material volátil, teor de cinzas, microscopia eletrônica de varredura e área superficial. Realizou-se ensaios cinéticos para avaliação dos parâmetros como pH e temperatura, tempo de contato, estudos isotérmicos de equilíbrio, reutilização do adsorvente e teste de toxicidade aguda, antes e após o tratamento. Os experimentos foram realizados em batelada, com agitação, pH e temperatura controlados. O processo de adsorção resultou numa capacidade de adsorção máxima de 348,85 mg/g de gasolina para o carvão casca de coco e de 274,11 mg/g de gasolina para o carvão betuminoso. O melhor desempenho foi obtido com temperatura de 22 °C e pH 6,00. O modelo de equilíbrio de Langmuir-Freundlich foi o que melhor se ajustou aos dados experimentais do carvão casca de coco e para os dados experimentais do carvão betuminoso o modelo que os melhor representou foi o de Langmuir. Foi constatada a possibilidade da reutilização dos adsorventes após processo de dessorção. O teste de toxicidade com Daphnia magna indicou que após o tratamento com o carvão casca de coco a toxicidade do efluente aumentou indicando efeito tóxico do adsorvente. Entretanto, a não remoção dos contaminantes pode representar maior prejuízo em longo prazo, considerando o acúmulo dos compostos tóxicos em lençóis hídricos. O processo de adsorção com carvão ativado proveniente da casca de coco mostrou-sepromissor para a remoção de contaminantes provenientes da gasolina, atingindo elevadas capacidade de adsorção.<br> / Abstract : There are 38 thousands of gas stations in Brazil and the lifetime of the gas storage tank is 25 years. Leaks of gas can be happened because of the aging of the gas storage tank showing, overtime, wears and corrosion polluting the soil and groundwater. The main problem of contamination in soil and groundwater is due to monoaromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, ethylbenzene and xylene known as BTEX. They are more soluble in water than other compounds, as well as, showing chronic toxicity to the living beings. The main purpose of this study is providing an alternative of gasoline removal from groundwater using two kinds of activated carbon, one from coconut shell and another bituminous. The study compares these two kinds of carbons showing the best adsorption efficiency between them. The initial solution was prepared with a homogeneous dispersion of gasoline and water resulting a 150 mg/L concentration, which is a typical concentration found in groundwater contamination by gasoline. Laboratory tests were performed to characterized physically and chemically the activated carbons such as humidity, volatile material, levels of ash, scanning electron microscopy and surface area. Kinetics tests were performed to evaluate experimental parameters such as pH, temperature, contact time, isothermal equilibrium, adsorbent reuse and acute toxicity, before and after adsorption treatment. The temperature and pH were controlled during the tests. The adsorption process resulted in a maximum adsorption capacity of 348,85 mg/g for coconut shell carbon and 274,11 mg/g of bituminous carbon for gasoline removal from groundwater. The best performance of adsorption process was achieved with 22 oC and pH 6,00. The Langmuir-Freundlich model adjusted for coconut shell carbon data and for bituminous carbon data was Langmuir model. The both activated carbons can be reused by desorption process, however they lose adsorption capacity every process. The acute toxicity test with Daphnia magna showed that after adsorption process with coconut shell carbon the water toxicity was increased. Despite that, the none treatment of contaminants in groundwater will represent a great harm in the future because of the contaminants accumulation overtime. The adsorption process with coconut shell carbon is promising for gasoline removal in groundwater contaminations achieving high performance.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Sócio-Econômico, Programa de Pós-Graduação em Economia, Florianópolis, 2015. / Made available in DSpace on 2016-04-19T04:10:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 337651.pdf: 2144208 bytes, checksum: ada0ebaa999e6db85814be00d342eee4 (MD5) Previous issue date: 2015 / Para que as emissões de CO2 possam ser reduzidas sem limitar o crescimento econômico, investimentos substanciais devem ser aportados no desenvolvimento de tecnologias limpas e expansão da área florestal. As contribuições deste trabalho podem ser sintetizadas em: (1) Baseado no trabalho de Caetano, Gherardi e Yoneyama (2008) é proposto um modelo não-linear estocástico que descreve a dinâmica das emissões de CO2, área florestal e com elementos que procuram fornecer um entendimento da natureza do crescimento econômico, e (2) apresentar um método para gerenciar de forma efetiva os recursos disponíveis aplicando a metodologia proposta por Chen e Lin (2011), que aplica um modelo robusto de trajetória de controle que força a trajetória do sistema proposto para um determinado nível desejado, por meio de um jogo estocástico fuzzy Takagi-Sugeno. Assim, a pesquisa desenvolvida nesse estudo teve como objetivo analisar como os controles especificados no sistema elaborado devem se comportar para que a economia entre em uma trajetória de diminuição das emissões de CO2, aumento da área florestal e crescimento econômico no período 2015-2025. As conclusões mostram que o controle referente ao reflorestamento tem uma componente média de investimento da ordem de 140 milhões de R$, com preço de 2000. O comportamento do esforço de controle que visa o desenvolvimento de tecnologias limpas tem um grande aumento no estágio inicial da simulação e deve manter um investimento constante de aproximadamente 11 bilhões de R$, com preço de 2000. Em relação aos controles para o crescimento econômico, o primeiro, a parcela do PIB que é investida em estoque de capital salta para 1000 bilhões de R$, a preço de 2000, no estágio inicial da simulação e depois este valor pode ser decrescido ao nível de 900 bilhões de R$, a preço de 2000. O segundo aborda os efeitos de interação das frações agregadas da mão-de-obra e do capital a serem utilizadas na produção de mercadorias. Visando atender a demanda de manutenção da taxa de crescimento do PIB, este controle deve evoluir de 0,8856, em 2015, para 2,31 em 2016. Depois este fator de controle diminui o seu valor para 0,79. Conclui-se que para este controle atingir este comportamento, mudanças positivas devem ser realizadas nos parâmetros referentes às elasticidades do produto em relação ao estoque de capital, estoque de trabalho e capital humano.<br> / Abstract : To ensure that emissions of CO2 can be reduced without limiting economic growth, substantial investments should be invested in developing clean technologies and expanding forest area. The contributions of this work can be summarized in: (1) Based on work by Caetano, Gherardi and Yoneyama (2008) is proposed a nonlinear stochastic model describing the dynamics of CO2 emissions, forestry and elements that trying to supply an understanding the nature of economic growth, and (2) present a method to effectively manage available resources by applying the methodology proposed by Chen and Lin (2011), which applies a robust model control trajectory that forces the path of the proposed system to a particular desired level through a fuzzy stochastic game Takagi-Sugeno. Thus, the research developed in this study aimed to analyze how the controls specified in the system designed should behave for the economy to enter a trajectory of reduction of CO2 emissions, increased forest area and economic growth in the period 2015-2025. The conclusions show that the control related to the reforestation component has an average investment of the order of R$ 140 million, with prices of 2000. The control effort behavior aiming to develop clean technologies have greatly increased in the initial stage of simulation and must maintain a constant investment of approximately R$ 11 billion, with prices of 2000. egarding the controls for economic growth, the first, the share of GDP that is invested in capital stock jumps to R$ 1000 billion, prices of 2000, at the initial stage of the simulation, then this value can be decreased to level of R$ 900 billion, prices of 2000. The second addresses the interaction effects of aggregate fractions of hand labor and capital to be used in the production of goods. To meet the maintenance demands of the GDP growth rate, this control should move from 0.8856 in 2015 to 2.31 in 2016. After this control factor diminishes its value to 0.79. It was concluded that for this control achieve this behavior, positive changes should be made in the parameters for the product elasticities with respect to capital stock, inventory work and human capital.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2015 / Made available in DSpace on 2016-04-19T04:19:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 337980.pdf: 6364778 bytes, checksum: bb2e7568804a0193473228cfe8b5b7c7 (MD5) Previous issue date: 2015 / Carvões ativados (AC) são utilizados como substratos na adsorção de biomateriais, pois permitem o carregamento de grandes quantidades de proteínas. Além disso, estes materiais podem ser incorporados para uma rápida transferência de elétrons. O tratamento de AC com ozônio tem demonstrado ser uma ótima técnica para inserção de grupos oxigenados na superfície do carvão, melhorando suas características e aplicações. O carvão ativado pode ser utilizado como suporte para a imobilização de proteínas, possibilitando o reuso e estabilidade das mesmas. A albumina (BSA), principal componente do sangue, é uma proteína capaz de ser excitada por luz UV, desencadeando reações fotoquímicas, tornando a fotoinserção uma alternativa para a ligação entre carvão ativado e BSA. O objetivo deste trabalho é a oxidação do carvão ativado com ozônio em diferentes condições e utilizar a luz UV (254nm)para inserir a albumina nos diferentes produtos de oxidação do carvão. Foram preparados três carvões por meio da oxidação com ozônio: AC.O3, AC.O3-H2O e AC.O3-NaOH. Os carvões preparados e o carvão comercial foram caracterizados por TGA/FTIR, FTIR, análise elementar e análise superficial pelo método BET. Os carvões foram fotolisados em um reator isotérmico com luz UV 254 nm durante 10 min, a reação foi acompanhada por quantificação do carbono orgânico total presente em solução e o sólido resultante caracterizado por FTIR, TGA/FTIR e análise elementar. As reações de fotoinserção ocorreram no mesmo reator UV com 1 g L-1 de albumina e 2 g L-1 de carvão. As caracterizações dos carvões demonstraram que os diferentes tratamentos produzem carvões com distintos graus de oxidação, sendo o AC.O3 o carvão que apresentou maior porcentagem de grupos carboxílicos em sua superfície e menor área superficial. As caracterizações das fotólises dos carvões apontaram para a liberação de grupos orgânicos dos carvões durante a reação, gerando assim grupos ativos a inserção. As análises de FTIR dos produtos das reações de fotoinserções com albumina indicaram o aparecimento de novas bandas, os termogramas a maior perda de massa, a análise elementar para a maior porcentagem de oxigênio em comparação aos respectivos carvões originais e a análise de XPS para o surgimento de ligações de nitrogênio (400,3 eV) características de amina de albumina.<br> / Abstract : Activated carbon (AC) is used as subtract in the adsorption of biomaterials, since it allows the charging of large amounts ofproteins. Moreover, these materials can be incorporated for quick electron transference. The treatment of AC with ozone has shown to be a great technic for insertion of oxygenated groups onto carbon surface, improving its characteristics and application. The AC can be used as support to immobilize proteins, making possible the reutilization and stability of this proteins. Albumin (BSA), main blood component, is a protein capable of being excited by UV light, starting photochemical reactions, making photoinsertionan an alternative to connect AC and BSA. The goal of this study is the oxidation of AC with ozone, in diverse conditions, and to use UV light (254nm) to insert albumin in different products of carbon oxidation. Three carbons were prepared by ozone oxidation: AC.O3, AC.O3-H2O and AC.O3-NaOH. The manufactured carbon and the commercial carbon were characterized by TGA/FTIR, FTIR, elemental analysis and surface analysis by BET method. The carbons were photolysed in an isothermal reactor by UV light 254 nm for 10 minutes, there action was followed by measuring the total organic carbon present in the solution and the resulting solid was characterized by TGA/FTIR, FTIR and elemental analysis. The photoinsertion occurred in the same UV reactor with 1 gL-1 of albumin and 2 gL-1of carbon. The carbon characterization showed that the different treatment resulted in carbons with diverse degrees of oxidation, being the AC.O3 the carbon that exhibited the largest percentage of carboxylic groups in its surface and the smallest superficial area. The carbon photolysis characterization pointed to the release of organic groups during the reaction, resulting in groups active to insertion. The FTIR analyses of albumin photoinsertion products indicated the appearance of new bands, the thermograms indicated bigger mass loss, elemental analysis showed more percentage of oxygen in those samples when compared with the original carbons, the XPS analysis indicated the presence of new nitrogen bonds (400.3 eV) typical of the amide from albumin.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2015. / Made available in DSpace on 2016-05-24T17:40:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 338916.pdf: 1608467 bytes, checksum: 23dec638e6d54767a7815bbbc05e726e (MD5) Previous issue date: 2015 / Abtsract : The present work describes the designing of a manufacturing process for the production of aluminum matrix composites reinforced with carbon fibers. The matrix was chosen to be an interlayering of aluminum foils and nickel mesh stripes, cold rolled with 70% of thickness reduction, being then submitted to different heat treatments, of which immersion in pure aluminum melt was found to be the most promising. Microstructure and composition of the samples were analyzed with scanning electron microscopy, energy-dispersive X-ray spectroscopy, X-ray diffractography and microhardness test, whose results showed the presence of remaining nickel and intermetallic compounds formed during the processing, namely Ni2Al3 and NiAl, agreeing with studies on reactive diffusion found in the literature. Furthermore, composites were produced by incorporating nickel-coated carbon fibers to the manufacturing process, being evaluated the effect of the fibers addition to the material with scanning electron microscopy, energy-dispersive Xray spectroscopy, X-ray diffractography and fiber content estimation via image binarization. Intermetallic phases were also present in the microstructure of the composites, nevertheless in smaller extent and in an aluminum matrix. Bond between matrix and fibers was found to be strong, since no fiber pull out took place. Performed fiber content analysis showed that the optimum fiber volume content is between 15% and 40%. Mechanical properties of both without and with fibers materials were assessed through 4-point bending tests, having theirfracture surface analyzed afterwards.<br> / O presente trabalho descreve o desenvolvimento de um processo de fabricação para a produção de compósitos de matriz de alumínio reforçados com fibras de carbono. O material escolhido para a matriz era constituído por camadas intercaladas de folhas de alumínio e malha de níquel, laminadas a frio com 70% de redução de espessura, sendo então submetidos a diferentes tratamentos térmicos, dentre os quais imersão em fundido de alumínio mostrou-se o mais promissor. A microestrutura e a composição das amostras foram analisadas com microscopia eletrônica de varredura, espectroscopia dispersiva de raios-X, difratografia de raios-X e testes de microdureza, cujos resultados mostraram a presença de níquel remanescente e compostos intermetálicos, Ni2Al3 e NiAl, coincidindo com estudos sobre difusão reativa encontrados na literatura. Além disso, compósitos foram produzidos através da incorporação de fibras de carbono revestidas com níquel ao processo de fabricação, sendo avaliados os efeitos da adição de fibras ao material com microscopia eletrônica de varredura, espectroscopia dispersiva de raios-X, difratografia de raios-X e estimativa do teor de fibras através de binarização de imagens. Fases intermetálicas também estavam presentes na microestrutura do compósito, entretanto em menor quantidade e em uma matriz de alumínio. A adesão entre matriz e fibras foi avaliada como sendo alta, visto que não ocorrou o fenômeno de pull out das fibras. As análises de teor de fibra mostraram que o volume de fibras ótimo encontra-se entre 15% e 40%. Tanto propriedades mecânicas do material sem fibra, quanto do com fibra, foram aferidos com teste de flexão em 4 pontos, posteriormente tendo sua superfície de fratura analisada.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2012-10-26T10:26:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 310137.pdf: 20958033 bytes, checksum: cfc7bda6b292668cc3bf64c18ed83427 (MD5) / O fenômeno do aquecimento global tem incentivado as pesquisas em sistemas eficientes e que não agridam o meio ambiente, com intuito de reduzir substancialmente as emissões de gases que contribuem ao efeito estufa. Devido ao potencial impacto na atmosfera dos fluidos refrigerantes sintéticos, comumente utilizados nos sistemas de refrigeração e ar condicionado, os refrigerantes denominados de naturais têm ganhado espaço, principalmente devido a sua estabilidade e abundância. Os sistemas de refrigeração por ejetor datam de 1901. Entretanto, sua aplicação tem sido reduzida devido à robustez dos equipamentos e sua baixa eficiência. Nos últimos anos, contudo, tem-se constatado uma grande quantidade de pesquisas que visam a utilização de sistemas de ejetor combinados a sistemas solares. Entretanto, os modelos de cálculo orientados para o projeto e otimização de ejetores sobretudo para condição de gás real ainda apresentam deficiências. Os modelos existentes para predição do desempenho de ejetores não podem ser aplicados para avaliar ejetores operados com refrigerantes naturais, tais como água e CO2, devido ao desenvolvimento de um escoamento bifásico no interior do ejetor. Por conseguinte, propõe-se nesta tese um novo modelo termodinâmico para análise de ejetores de vapor, considerando a equação de estado do gás real e a condição de escoamento bifásico. Nesse contexto, propõe-se a utilização de um modelo de relaxação para o cálculo da velocidade do som em meios bifásicos. O modelo proposto apresenta uma nova abordagem para a modelagem da interação entre os escoamentos primário e secundário na câmara de sucção onde não ocorre mistura dos escoamentos, mas se considera a transferência de energia decorrente dos choques desenvolvidos nesta seção. Os resultados obtidos do modelo apresentam boa aderência aos dados experimentais disponíveis nas referências técnicas afins, para os fluidos de trabalho HCFC141b, vapor d'água e CO2. O modelo unidimensional foi verificado através de simulações em CFD, empregando as equações de estado de gás real. Os resultados das simulações corroboram as hipóteses adotadas no modelo unidimensional e fornecem uma base para a análise detalhada do escoamento em ejetores. O modelo apresentado no presente trabalho é aqui utilizado na análise exergética de dois ciclos inovadores, um de refrigeração por ejetor de configuração em cascata e outro de geração combinada de potência e refrigeração. / Global warming has encouraged the scientific community to carry out research on energy effcient and environmentally friendly systems, in order to substantially reduce the greenhouse gases emissions. Considering the impact of the refrigerants commonly used by refrigeration and air conditioning systems on the atmosphere, the so-called natural refrigerants have gain more attention, mainly due to their stability and low cost. The ejector refrigeration system dates from 1901. Nevertheless, its application has been reduced due to the robustness of the equipment involved and low effciency. Notwithstanding, in the last years a rapid growth in the researches concerning these systems has been observed, especially, systems combining ejector refrigeration with low temperature solar collectors. Meanwhile, the mathematical modeling of vapor ejector still needs improvements especially for real gases. The existing models for performance prediction of the ejectors cannot be applied to evaluate ejectors operated with natural refrigerants, as Water and Carbon Dioxide. Therefore, the present Thesis proposes a new thermodynamic model to analyze vapor ejectors, which considers a real gas equation of state and two-phase flow condition. In this context, the utilization of a relaxation model has been proposed to calculate the speed of sound in the two-phase flow. The proposed model represents a new approach, which includes modeling the interaction of the two flows inside the suction chamber. In this section, the streams do not mix; however, energy is transferred between the flows due to the oblique shocks commonly developed in the chamber. The results show good agreement with the experimental data available in the literature for the working fluids HCFC141b,Water and Carbon Dioxide The One-Dimensional model was compared to CFD simulations, using real gas equations of state. The results of these simulations corroborate the hypotheses established in the One-Dimensional model and provide the base for a detailed analysis of the flow inside of the ejector. The model presented herein is used to develop an exergetic analysis of to novel cycles: the cascade ejector refrigeration cycle and a power and refrigeration cogeneration cycle.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2013 / Made available in DSpace on 2013-07-16T21:14:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 316401.pdf: 1031128 bytes, checksum: 26bce3380bec13fa9e5818de6c78c70d (MD5) / A indústria petrolífera é considerada uma das principais responsáveis pela poluição das águas, visto que os efluentes gerados por ela possuem alto teor de contaminantes, como os metais pesados. O chumbo, um dos metais pesados presente nos efluentes petroquímicos, apresenta risco para a saúde humana e para o meio aquático mesmo em baixas concentrações. Muitos estudos para a remoção de chumbo em efluentes são realizados por adsorção com carvão ativado, reconhecido como um ótimo adsorvente para purificação de águas. Este trabalho teve como objetivo remover chumbo de efluentes sintéticos por processo adsortivo utilizando carvão ativado de ossos bovinos como adsorvente. Foram realizados ensaios de caracterização físico-química do carvão, a avaliação das condições ótimas para os parâmetros pH e tempo de contato, os estudos cinéticos e isotérmicos de equilíbrio, bem como o estudo para reutilização do adsorvente. Observou-se a necessidade de realização de tratamento químico para o carvão ativado, pois este apresentava alta porcentagem de grupos carbonatos e fosfatos. O tratamento químico com HNO3, além de remover fósforo e cálcio da composição química elementar, aumentou a área superficial significativamente, bem como sua microporosidade. O carvão ativado apresentou concentração de grupos funcionais de superfície ácidos maior que dos grupos básicos, dando-lhe característica de bom trocador catiônico. O pHpcz determinado foi igual a 4,0 e o tempo mínimo de contato foi de 6 horas para a realização dos ensaios. Foi observado que o tempo para o equilíbrio cinético diminui com o aumento da concentração inicial de metal na solução e os valores encontrados para qexp foram de 32,1, 50,1, e 42,3 mg.g-1 para concentração de 100, 150 e 200 mg.L-1, respectivamente. O modelo cinético de pseudo-segunda ordem representou melhor os dados experimentais para todas as concentrações iniciais estudadas, apresentando bons coeficientes de correlação linear. Os modelos de Langmuir e Freundlich foram utilizados para ajustar os dados experimentais e estes apresentaram boa correlação, sendo o modelo de Langmuir o que melhor descreveu o equilíbrio, apresentando melhor R2. Verificou-se que a dessorção com HCl apresentou maior eficiência, o tempo mínimo para o equilíbrio de dessorção foi de 3 horas e a recuperação é de aproximadamente 50%.<br> / Abstract : The oil industry is considered one of the main causes of water pollution since the effluents generated by it have high levels of contaminants such as heavy metals. Lead, one of the heavy metals present in the petrochemical effluents, presents a risk to human health and to water environments even at low concentrations. Many studies for lead removal in wastewater are carried out by adsorption with activated carbon, recognized as an excellent adsorbent for water purification. This work's objective was to remove lead from synthetic wastewater by adsorptive process using activated carbon from bovine bones as adsorbent. Tests of physical-chemical characterization of coal were made, as well as the evaluation of optimum conditions for the pH and contact time parameters, kinetic and isothermal equilibrium studies, and the study for reuse of the adsorbent. It was observed a need for conducting chemical treatment for activated carbon, since it had a high percentage of carbonate and phosphate groups. The chemical treatment with HNO3, besides removing the calcium and phosphorus from the chemical composition, also increased the surface area significantly, as well as its microporosity. The activated carbon presented a concentration of surface functional groups of acids higher than basic groups, giving it a good cation exchanger characteristic. The determined pHpcz was equal to 4.0 and the minimum contact time was 6 hours for the tests to be made. It was observed that the kinetic equilibrium time decreases with the increase of initial metal concentration in the solution and the values found for qexp were 32.1, 50.1 and 42.3 mg.g-1 for concentrations of 100, 150 and 200 mg.L-1, respectively. The pseudo-second order kinetic model best represented the experimental data for all initial concentrations studied, presenting good linear correlation coefficients. The Langmuir and Freundlich models were used to adjust the experimental data and these showed good correlation, being the Langmuir model the one that best described the balance, showing better R2. It was verified that the desorption with HCl presented the highest efficiency, the minimum time for desorption equilibrium was 3 hours and the recovery is approximately 50%.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas, Programa de Pós-Graduação em Química, Florianópolis, 2013. / Made available in DSpace on 2013-12-06T00:41:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 319755.pdf: 2187572 bytes, checksum: eafd6890938a6ca0b4db749b497c87cc (MD5) Previous issue date: 2013 / Este trabalho teve como objetivo a obtenção de nanotubos de carbono através da reação de decomposição catalítica do metano realizada sobre catalisadores contendo 5% ou 10% de ferro, cobalto ou níquel suportados em alumina. Foram testadas diferentes condições de ativação dos catalisadores, diferentes fluxos reacionais e diferentes temperaturas reacionais (somente para os catalisadores de níquel). O método de impregnação utilizado no preparo dos materiais foi o método de impregnação úmida, o qual mostrou-se efetivo através das análises de Absorção Atômica e Energia Dispersiva. Os catalisadores foram caracterizados através de Fisissorção de Nitrogênio, Difração de Raios X, Redução a Temperatura Programada e Microscopia Eletrônica de Varredura, e o material depositado sob os catalisadores foi caracterizado através de Análise Termogravimétrica, Espectroscopia Raman e Microscopia Eletrônica de Transmissão. Os rendimentos mostraram-se dependentes do fluxo de metano, sendo que, com o fluxo baixo, os catalisadores apresentaram baixo rendimento. Os catalisadores foram capazes de depositar nanotubos de carbono independentemente da condição de ativação empregada, sendo que o catalisador contendo 10% Co na condição de ativação 1, e o catalisador contendo 10% Fe na condição de ativação 2 formaram nanotubos de carbono de paredes simples. Os demais catalisadores formaram nanotubos de paredes múltiplas em ambas as condições. Os rendimentos para os catalisadores de níquel mostraram-se dependentes da temperatura reacional, apresentando maior rendimento a 700°C, porém, formando nanotubos de menor qualidade. <br> / Abstract : This study aimed to obtain carbon nanotubes by catalytic decomposition of methane held on catalysts containing 5% or 10% iron, cobalt or nickel supported on alumine. It were tested different conditions of activation of the catalysts, different flows and different temperature?s reactions (only for nickel catalysts). The impregnation method used in the preparation of materials was the wet impregnation method, which proved to be effective by Atomic Absorption and Energy Dispersive analysis. The catalysts were characterized by Nitrogen Physisorption, X-ray Diffraction, Temperature Programmed Reduction and Scanning Electron Microscopy, and the material deposited on the catalysts was characterized by Thermogravimetric Analysis, Raman Spectroscopy and Transmission Electron Microscopy. The yields were dependent on the methane flow, while with the low flow rate, the catalysts showed low yield. The catalysts were able to deposit carbon nanotubes regardless of activation conditions employed, where the catalyst containing 10% Co in the activation condition 1, the catalyst containing 10% Fe in the activation condition 2 formed single-walled carbon nanotubes. The other catalysts formed multi-walled nanotubes in both conditions. The yields for nickel catalysts were dependent on the reaction temperature, with higher yields at 700°C, however, formed low-quality nanotubes.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2016. / Made available in DSpace on 2017-01-24T03:14:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 343414.pdf: 2673908 bytes, checksum: 1b6bbb9a4e7a4574ff0c3dc8bb9cfa18 (MD5) Previous issue date: 2016 / Com o intuito de alcançar as metas estabelecidas na remoção de enxofre de óleos lubrificantes, estudos vêm sendo realizados visando aperfeiçoar o processo de purificação de combustíveis através de melhorias de processos tradicionais de hidrotratamento (HDT), bem como o desenvolvimento de novas tecnologias. A presença de compostos orgânicos de enxofre no petróleo e posteriormente nos combustíveis é altamente indesejada, devido aos mais diversos problemas causados, dentre os quais pode-se citar a taxa de corrosão dos equipamentos e tubulações, o envenenamento de catalisadores empregados no tratamento catalítico, além do fato que esses compostos liberarem dióxido de enxofre (SO2), um dos principais poluentes atmosféricos e responsável pela chuva ácida. Dessa forma, vem sendo dada uma atenção especial aos estudos de processos adsortivos para a remoção de compostos sulfurados, especialmente devido ao fato que a adsorção pode ser realizada em temperaturas e pressões mais baixas, além de não utilizar hidrogênio. Logo, o desafio dessa abordagem é desenvolver adsorventes com alta capacidade de adsorção para compostos sulfurados. À vista disso, este trabalho pautou-se em estudar a adsorção de enxofre, na forma de dibenzotiofeno (DBT), presente em óleo lubrificante sintético (decahidronaftaleno, DHN), avaliando-se a eficiência do carvão ativado betuminoso (CAB) e do carvão ativado da casca de coco (CAC), nas granulometrias de 10?14 mesh e 20?30 mesh, com e sem modificação superficial. Para a conclusão deste trabalho, foram realizados testes com óleo real. Os resultados demostraram que os carvões ativados em estudo foram eficientes no que diz respeito a capacidade adsortiva de DBT. Inicialmente, através do planejamento experimental realizado para CAB e CAC de ambas granulometrias, obteve-se uma melhor capacidade adsortiva para o CAB e CAC com a granulometria 20?30 mesh. As modificações superficiais realizadas no CAB e no CAC com granulometria 20?30 foram promissoras quando a amostra foi acidificada e calcinada para ambos os carvões em estudo, atingindo resultado superior ao carvão sem tratamento prévio. O modelo cinético de pseudo-segunda ordem representou melhor os dados experimentais cinéticos para todos os adsorventes estudados. Os estudos das isotermas mostraram que o modelo de Langmuir-Freundlich foi o que melhor descreveu o equilíbrio termodinâmico para as amostras em estudo. Por sua vez, o procedimento numérico para a solução do modelo de transferência de massa demonstrou que o modelo proposto é adequado ao sistema analisado. Por fim, pode-se afirmar que o teste comóleo naftênico médio obteve resultados satisfatórios em termos de capacidade adsortiva, sendo, pois, alcançado o objetivo do trabalho em questão: trazer à tona mais uma possibilidade de proporcionar a produção de óleos lubrificantes limpos, com o menor custo possível.<br> / Abstract : In order to achieve the goals set in the removal of sulfur from the lubricants oils, studies have been accomplished with the view to meliorate the process of fuel purification through improvements in the traditional hydrotreating process (HDT), as well as the development of new technologies. This happened because of the presence of organic sulfur compounds in the oil that comes into fuel is highly undesirable, due to various problems caused, among which we can mention the rate of equipament corrosion and piping, the poisoning of catalysts used in the treatment catalystic, other than the fact that these compounds releasing sulfur dioxide (SO2), a major atmospheric pollutant and responsible for acid rain. Thus, it has been given a special attention to study the adsorptive processes which aims to the removal of sulfur compounds. The use of adsorption has advantages, because it can be accomplished at lower temperatures and pressures, besides this process doesn?t use hydrogen. Before long, the challenge of this approach is to develop adsorbents with high adsorption capacity for sulfur compounds.Based on this, such task was guided to study the sulfur adsorption, more precisely in dibenzothiophene (DBT) form, that is present in synthetic lubricant oil (decahydronaphthalene, DHN), with the purpose of evaluating the efficiency of activated carbon bituminous (CAB), as well, of the activated carbon that becomes from the coconut shell (CAC), in grit sizes mesh of 10?14 and 20?30, both the surface modified samples as also in those not modified and, to top and aprimorate the study, there were done tests using real oil. The obtained results showed that the activated carbon studied was effective in regard to the adsorption capacity of DBT. Initially, through experimental design performed for the CAB and CAC samples from both granulometry, it was realized that the best adsorption capacity becomes from the CAB and the CAC with 20?30 mesh particle size. The superficial changes made in the CAB and in the CAC samples with particle size from 20?30, were promising when the sample was acidified and calcined for both carbon under observation, reaching better results than untreated activated carbon. While, the pseudo-second order of kinetic model shows a better kinetic experimental data for all the adsorbents studied; the analysis of the isotherms demonstrated that the model Langmuir-Freundlich was the best in describing the thermodynamic equilibrium for the samples analyzed. In turn, the numerical procedure for the mass transfer model solution exhibits that the model is appropriate for the analyzed system. Finally, we can say that the test made with medium naphthenic oilobtained satisfactory results in terms of adsorption capacity, and therefore is was achieved the objective of the task in question: to bring up another possibility of providing the production of clean lubricating oil, with lowest possible activated carbon.