As ideias fundamentais sobre entropia de emaranhamento e fluxos de renormalização são expostas, assim como uma introdução a CFTs e sua ligacão com a estrutura do espaco de parâmetros. A anomalia de traço é calculada em uma abordagem semi-clássica usando o método de heat kernel\" e regularização por função zeta . Mostramos que os coeficientes de Seeley-DeWitt são responsáveis pela quebra de simetria conforme em um espaço-tempo curvo de dimensão par, com isso alcançamos uma definição geométrica para as cargas centrais. A inexistência de anomalias no caso de dimensões ímpares também e mostrado. O C-theorem\", que prova a monotonicidade das cargas centrais sob o fluxo de renormalização, é demonstrado como feito por Zamolodchikov por meio de uma abordagem euclideana assumindo unitariedade, positividade por reflexão e condições de renormalizabilidade. A análise feita por Cardy também e demonstrada, nela considera-se os mesmos ingredientes. Por fim, a prova tecida por Casini & Huerta é demonstrada com detalhes, essa prova utiliza das propriedades de strong subadditivity da entropia de emaranhamento, unitariedade e invariância sob o grupo de Poincaré. Com isso, uma conexão com informação quântica é feita naturalmente. No último capítulo generalizamos o conceito de carga central para dimensões ímpares as definindo como o termo universal na entropia de emarahamento de uma esfera. As considerações geométricas feitas para provar o C-theorem\" são estendidas para um espaço-tempo de Minkowski com três dimensões. Como consequência temos a prova do F-theorem\" que é o analogo em três dimensões do C-theorem\". / The fundamental ideas of entanglement entropy and RG flows are laid out, as well as the basics of CFTs and its connection to the framework of RG flows. The trace anomaly is calculated in a semi-classical fashion by using the heat kernel method and zeta-function regularization. It is shown that the Seeley-DeWitt coefficients are responsible for the breaking of conformal symmetry in a curved even-dimensional background, which also achieves a geometrical definition of a central charge. The absence of anomalies in odd space-time dimensions is also contemplated. The C-theorem, which proves the monotonicity of the two dimensional central charge under RG flows, is demonstrated as first done by Zamolodchikov in an euclidean approach assuming unitarity, reflection positivity, and renormalizability conditions. Cardy\'s analysis is also demonstrated by considering the same conditions as Zamolodchikovs . And at last the proof via entanglement entropy by Casini & Huerta which relies on the strong subadditivity property of EE, unitarity and Poincaré invariance is explained in detail, providing a quantum information approach to the problem. In the last chapter a generalization of central charges to odd dimensional space-times is given through the universal term of the EE of a sphere. We provide the extension of the geometrical setup considered in the proof of the C-theorem to a three dimensional Minkowski space-time, which ultimately yields the F-theorem, constituting the three dimensional analog of the C-theorem.

O modelo originalmente proposto por Navarro e Cabezas-Gómez (2005) para determinação da Efetividade térmica de trocadores de calor de fluxo cruzado, é avaliado e ampliado. Esta ampliação é extensiva para três casos particulares. No primeiro, o número de unidades de transferência (NUT) é determinado em função da efetividade térmica (E) e da razão entre as capacidades térmicas (C*). No segundo, cartas do fator de correção F para o método da média logarítmica da diferença de temperaturas (MLDT) são desenvolvidas a partir de uma associação entre os métodos E-NUT e MLDT realizada por Kays e London (1998). Os resultados obtidos são validados a partir da comparação com valores provenientes de relações analíticas de configurações conhecidas. Por último, uma análise global de trocadores de calor de fluxo cruzado com geometrias complexas é realizada através dos métodos E-NUT, MLDT, Eficiência, análise de geração de entropia e o princípio da uniformidade da diferença do campo de temperaturas. Os valores obtidos mostraram boa precisão para todas as configurações testadas, demonstrando que o presente trabalho permite analisar o desempenho de diferentes configurações de trocadores de calor de fluxo cruzado usando diversos métodos de análise. / The pattern originally proposed by Navarro and Cabezas-Gómez (2005) for cross-flow heat exchangers thermal effectiveness resolution, is analysed and extended. This extension is available in three particular cases. In the first one, the number of tranfer units (NTU) is defined in funtion of thermal effectiveness (E) and heat capacity rate ratio (C*). In the second one, charts for correction factor F for logarithm mean temperature difference (LMTD) approach are developed from a relation between E-NTU and LMTD approaches by Kays and London (1998). The obtained results are authenticated from a comparison with data from analytical expressions of traditional arrangements. For the last one, a whole analysis of crossflow heat exchangers with complex flow arrangements is realized by E-NTU, LMTD, Efficiency, analysis of entropy generation and the uniformity principle of the temperature difference field. The obtained values showed a good precision for every settings simulated, demonstrating that the present research is able to make an analysis of cross-flow heat exchangers performance in different settings using several approaches.

O desenvolvimento de novos materiais com baixa densidade e propriedades mecânicas estáveis em altas temperaturas é necessário para reduzir o consumo de combustível e consequentemente a emissão de gases no setor aeroespacial. Uma nova classe de materiais chamada HEAs (Ligas de Alta Entropia), que combinam elementos refratários e alumínio podem ser candidatas para superar esse desafio. Ligas de Alta Entropia contendo Al-Zr-Nb-Ti-V estão sendo estudadas em nosso grupo de pesquisa. Os diagramas de fases são uma ferramenta necessária para o desenvolvimento e otimização dessas ligas. O objetivo do presente trabalho é a investigação experimental do sistema ternário Al-V-Zr a 1200°C. Ligas do sistema foram fundidas em um forno a arco com cadinho de cobre refrigerado a água e eletrodo não consumível de tungstênio sob atmosfera de argônio. Pedaços das amostras foram embrulhados em folhas de Zr e tratadas a 1200°C por 10 dias usando tubos de sílica em vácuo primário para alcançar o equilíbrio termodinâmico. Para a observação das microestruturas, as amostras foram preparadas pelo método metalográfico padrão. A composição e microestrutura das amostras foram analisadas por microscopia eletrônica de varredura (MEV) e espectroscopia por energia dispersiva (EDS). A caracterização microestrutural das amostras foi complementada por difratometria de raios X (DRX) utilizando pó e radiação de Cu-K?. No trabalho publicado por Guzei (1993) foi proposto a existência de duas fases ternárias com estequiometria Zr0,9V0,4Al2,7 e Zr13V2Al5. Entretanto neste trabalho, apenas a fase ternária Zr0,9V0,4Al2,7 foi observada. Em contrapartida, observou-se a estabilidade uma outra fase ternária com estequiometria aproximada (Zr,Al)2V e protótipo Ti2Ni. Uma nova seção isotérmica a 1200°C foi proposta baseada no equilíbrio termodinâmico determinado pelas medições das composições das fases. / The development of new materials with low density and stable mechanical properties at high temperature is necessary to reduce fuel consumption and consequently the emission of gases. A new class of material called HEA combining refractory elements and aluminum can be good candidate to overcome this challenge. High entropy alloys in the Al-Zr-Nb-Ti-V system are being investigated in our research group. The phase diagram data are a necessary tool for the design and optimization of the alloys. The objective of these study is an experimental research of the Al-V-Zr ternary system at 1200°C. Several alloys were melted in an arc furnace using non-consumable tungsten electrode in a water cooled copper crucible, under an inert atmosphere of argonium. Parts of the samples were treated at 1200 °C for 10 days using silica tubes sealed under primary vacuum in order to achieve the thermodynamic equilibrium. For the observation of microstructures, the specimens were prepared following conventional metallographic methods. The compositions and microstructures of the alloys were investigated by scanning electron microscopy (SEM) and electronic microanalysis (EDS). The microstructural characterization was complemented by X-ray diffractrometry (XRD) on powder using Cu-k? radiation. In the work published by Guzei (1993) the existence of two ternary phases with the stoichiometry Zr0,9V0,4Al2,7 and Zr13V2Al5 is indicated. However, in this work only the ternary phase Zr0,9V0,4Al2,7 was observed. In addition, another ternary phase with approximate stoichiometry (Zr,Al)2V and prototype Ti2Ni was observed. A new isothermal section at 1200°C is proposed based on the thermodynamic equilibria determined to measured compositions of the phases.

Submitted by Fabíola Silva (fabiola.silva@famerp.br) on 2016-09-27T15:19:20Z No. of bitstreams: 1 marcosaureliobdeoliveira_tese.pdf: 6679652 bytes, checksum: cda6b164bdebbe6a1f4cfdb403d7ea04 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-27T15:19:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 marcosaureliobdeoliveira_tese.pdf: 6679652 bytes, checksum: cda6b164bdebbe6a1f4cfdb403d7ea04 (MD5) Previous issue date: 2014-12-09 / Introduction: Solutions that cause elective cardiac arrest are often evolving, but the ideal compound has not yet been found. The authors compare a new cardioplegic solution with histidine-tryptophan-glutamate (HTG) with histidine-tryptophan-acetoglutarato (HTK) in a model of isolated rat heart. Objective: Benchmarking HTK and HTG solutions regarding the activity of caspase, KI -67, IL - 8, Shannon entropy and fractal dimension. Materials and Methods: Twenty male rats, Wistar race, were analyzed and heparinized. The chest was opened, held and cardiectomia infused 40 mL/kg of appropriate cardioplegia. The hearts were kept for 2 hours at 4°C in the same solution, and afterwards placed in the Langendorff apparatus for 30 min with Ringer-Locke solution. The immunohistochemical analyses were performed for caspase, IL-8, KI-67, Shannon entropy and fractal dimension. Results: The concentration of caspase was lower in group 2, and KI-67 was higher in group 2, both P<0.05. There was no statistical difference between the values of IL-8 between the groups. Both the Shannon entropy and the fractal dimension were not different in the two groups. Conclusions: The HTG solution was better than with HTK because they had reduced caspase (apoptosis) increased KI-67 (cell proliferation), they did not show different values of IL-8 (inflammation, necrosis). Additionally they did not show change in amount or distribution of the information (observed by the Shannon entropy and fractal dimension) in histological slices. / Introdução: As soluções que provocam parada cardíaca eletiva estão em constante evolução, porém o composto ideal ainda não foi encontrado. Os autores comparam uma nova solução cardioplégica com histidina-triptofano-glutamato (HTG) com histidinatriptofano- acetoglutarato (HTK) em modelo de coração isolado de rato. Objetivo: Avaliar comparativamente as soluções HTK e HTG no que se refere à atividade de caspase, KI-67, IL-8, entropia de Shannon e dimensão fractal. Materiais e Métodos: Vinte ratos machos de raça Wistar foram anestesiados e heparinizados. O tórax foi aberto, realizada cardiectomia e infundido 40 mL/Kg de solução cardioplégica apropriada. Os corações foram mantidos por 2 horas na mesma solução a 4oC e, após esse período, colocados em aparato de Langendorff por 30 minutos com solução de Ringer Locke. Foram feitas análises imuno-histoquímicas para caspase, IL-8, KI-67, entropia de Shannon e dimensão fractal. Resultados: A concentração de caspase estava menor no grupo 2, e da KI-67 estava mais elevada no grupo 2, ambos com P<0,05. Não houve diferença estatística entre os valores de IL-8 entre os grupos. Tanto a entropia de Shannon quanto a dimensão fractal não foram diferentes nos dois grupos. Conclusões: A solução com HTG foi mais eficaz que a com HTK, pois reduziu a caspase (apoptose), aumentou o KI-67 (proliferação celular); não apresentou valores diferentes de IL-8 (inflamação e necrose) que no grupo 1 e não apresentou alteração da quantidade ou distribuição das informações (observadas pela entropia de Shannon e dimensão fractal) nas lâminas histológicas.

Esta tese apresenta um desenvolvimento do fator de atrito (f) para escoamentos incompressíveis. O desenvolvimento é baseado no modelo clássico de Colebrook-White e no recente modelo da Entropia Máxima. Este desenvolvimento pode ser considerado como um modelo conceitual, porém não completamente, por causa do relacionamento entre o número de Reynolds (Re) e o parâmetro de entropia (M) determinado através de ajustes numéricos realizados com bons dados experimentais. Quatro algoritmos de cálculo foram criados para simplificar a aplicação do modelo, evidenciando sua eficácia e a eficiência. / This thesis presents a development of friction factor (f) for incompressible pipe flow calculation. The development is based on the classical Colebrook-White model and on the recent maximum entropy model. The development cam be considered as a conceptual one, but not completely, because the relationship that links the Reynolds number (Re) to the entropy parameter (M) was determined by numerical fitting on accurate but experimental data. Four calculation algorithms were produced to simplify the model applications, evidencing efficiency and effectiveness.

O fenômeno da nucleação é um processo intrinsecamente irreversível. A Teoria Entrópica da Nucleação (TEN) aborda-o analisando um processo reversível equivalente no qual há liberação de calor latente (variação da entalpia), concomitante a um rearranjo estrutural descrito pela variação da entropia antes e depois de certa quantidade de material ter nucleado. Para visualizar a dinâmica e facilitar a análise foi escolhido um processo isobárico. O diagrama de Mollier modificado para evidenciar a região metaestável ajudou a desenvolver uma expressão para o cálculo do tamanho do núcleo crítico, mediante a teoria da flutuação de Landau. Para analisar o sistema na região metaestável, obteve-se a função entropia, S(H,P0), em que aspectos físicos e geométricos (como o princípio de estabilidade termodinâmica) foram determinantes. Cálculos do núcleo crítico em relação à temperatura mostraram concordância qualitativa com o trabalho de Dillmann-Meier. Porém, entende-se que a função do núcleo crítico está incompleta. Para lidar com aglomerados e núcleos em uma abordagem termodinâmica, um ensemble a pressão constante é o mais apropriado, cuja variável conjugada é o volume. Com base em uma teoria das flutuações isotérmicas em um fluido ideal (Koper-Reiss), desenvolveu-se a teoria das flutuações não-isotérmicas (Mokross), aplicável a um fluido não-ideal metaestável mantido a pressão e temperatura constantes. Os parâmetros termodinâmicos do elemento de volume que flutua mudam e diferem daqueles do banho, e evolvem acordando com a equação de estado S=S(H,P). / The phenomenon of nucleation is an intrinsically irreversible process. The nucleation is explored by the Entropic Nucleation Theory (ENT), in which, the irreversible process is replaced by an equivalent one, although now, the process is reversible in which there is a change in the enthalpy, and also an structural rearrangement coded in the change of de entropy. To study the dynamics and perform the analysis an isobaric process was chosen. The metastable region was used to develop an expression for the calculation of size of the critical nucleus, having in mind the Landau´s fluctuation theory. This region was obtained with the help of the modified Mollier diagram. The physical and geometric features of the system were crucial to obtain the entropy function, S(H,P0), used to analyze the metastable region. Calculations of the critical nucleus, with respect to the temperature, were in qualitative agreement with Dillmann-Meier work. Although, the function for the critical nucleus is incomplete. To handle with clusters and nucleus in a thermodynamic framework, a constant pressure assemble is preferable having the volume as the conjugated variable. With the help of the isothermal fluctuation theory, in an ideal fluid (Koper-Reiss), the non-isothermal fluctuation theory (Mokross) was developed, and used to study a non-ideal metastable fluid kept at constant pressure and temperature. The thermodynamics parameters of the fluctuating volume element change, differing from those of the bath, and the state equation, S=S(H,P) gives its evolution.

O presente trabalho objetiva a obtenção de configurações ótimas para geração conjunta de energia eletromecânica e calor em usinas sucroalcooleiras, avaliando o impacto destas nos custos de produção de açúcar, álcool e eletricidade. Desta maneira, uma proposta para a avaliação do uso racional da energia em usinas é desenvolvida, utilizando as análises exergética e termoeconômica como ferramentas de avaliação das alternativas propostas sob o ponto de vista da termodinâmica, da análise econômico-financeira e da perspectiva ambiental. Após a apresentação dos principais processos de conversão de energia de uma usina sucroalcooleira, uma análise exergética é desenvolvida a fim de identificar os principais mecanismos de geração de entropia e propor alternativas para melhorar o desempenho termoeconômico- ambiental da usina. O sistema de cogeração é identificado como o principal destruidor de exergia e diversas configurações são propostas para esse sistema, incluindo outras modificações relacionadas aos processos de produção de açúcar e álcool. As propostas incluem a elevação dos parâmetros de geração de vapor nas caldeiras, maior integração térmica dos processos, eletrificação dos acionamentos mecânicos e uso de sistemas avançados de cogeração, considerando sistemas com vapor supercrítico e ciclos combinados com gaseificação de biomassa. Para avaliar o impacto dessas alterações no desempenho termodinâmico da usina, propõe-se o uso do custo em base exergética dos produtos da usina. Mostra-se que o aumento da geração de eletricidade excedente está diretamente relacionado ao melhor desempenho dos processos de produção de açúcar e álcool. Os sistemas avançados de cogeração são capazes de gerar muito mais eletricidade excedente quando comparados aos sistemas convencionais. Essa situação implica um aumento da rentabilidade da eletricidade frente aos demais produtos, mostrando a importância desse produto para o lucro da usina. As análises de viabilidade econômico-financeiras indicaram que para os sistemas convencionais o par 67 bar e 480°C apresenta o melhor benefício financeiro atualmente; ainda a eletrificação das moendas só se justifica em casos de ampliação da capacidade de moagem ou substituição das turbinas por esgotamento da vida útil. O sistema supercrítico é mais atrativo economicamente frente aos ciclos combinados com gaseificação atmosférica. Finalmente, é proposta uma discussão sobre a renovabilidade dos processos baseada em um índice exergético de renovabilidade, trazendo uma nova visão sobre a renovabilidade das usinas como produtoras de fontes de energia renovável. / This thesis aims at obtaining optimal configurations of cogeneration systems for sugarcane mills, analyzing its impacts on the production of sugar, ethanol and electricity. In this sense, it is proposed the assessment of the rational use of energy inside the mill, using exergy and thermoeconomic analysis as evaluation tools of each alternative based on different criteria: thermodynamics, economics and finance, and environmental impacts. After a brief discussion regarding the different energy conversion processes used in sugarcane mill, an exergy analysis is developed in order to identify the main sources of irreversibilities, and also to propose alternatives to improve the thermo-economic-environmental performance of the mill. The cogeneration system is shown to be the process which generates more entropy among all; hence different configurations are developed, including changes in the sugar and ethanol production processes. These modifications include: higher steam temperature and pressure in the boiler, better thermal integration among the processes, electrification of the milling system, and the use of more advanced cogeneration systems, considering supercritical steam systems and biomass integrated gasification combined cycles. For the evaluation the impact of these configurations on the thermodynamic performance of the mill, it is used the exergybased cost. It is shown that the higher the generation of excess electricity is, the better is the thermodynamic performance of the mill. Advanced cogeneration systems are able to generate much more electricity than conventional ones. This means a better profitability of those, increasing the importance of electricity for the profit of the mill. Economical feasibility analyses show that the best option for power generation in conventional cogeneration systems is with steam temperature of 480°C and pressure of 67 bar, while electrification of mills are only interesting if there is a need of replacement the turbines due to increasing capacities or end of lifetime. Supercritical steam system is more economic attractive than combined cycles based on atmospheric gasification. Finally, a discussion on the renewability of processes is made based on an exergy index of renewability.

Submitted by Cleide Dantas (cleidedantas@ufpa.br) on 2014-10-07T12:17:57Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_MapeamentoMagnetizacaoAparente.pdf: 16704480 bytes, checksum: 6fe5c2fb634108450df79f55876738e4 (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Rosa Silva (arosa@ufpa.br) on 2014-10-08T14:31:01Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_MapeamentoMagnetizacaoAparente.pdf: 16704480 bytes, checksum: 6fe5c2fb634108450df79f55876738e4 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-10-08T14:31:01Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_MapeamentoMagnetizacaoAparente.pdf: 16704480 bytes, checksum: 6fe5c2fb634108450df79f55876738e4 (MD5) Previous issue date: 2007 / Apresentamos um novo método de mapeamento de magnetização aparente no plano horizontal que combina a minimização da entropia de primeira ordem com a maximização da entropia de ordem zero dos contrastes de magnetização estimados. O modelo interpretativo é uma malha de prismas verticais justapostos ao longo de ambas as direções horizontais. Presumimos que o topo e a base das fontes magnéticas são planos e horizontais e estimamos os contrastes de magnetização dos prismas. A minimização da entropia de primeira ordem favorece soluções de bordas abruptas e a maximização da entropia de ordem zero evita a tendência de a fonte estimada ser um único prisma. Desta forma, uma combinação judiciosa de ambos os vínculos pode levar a soluções caracterizadas por regiões de contraste de magnetização virtualmente constantes separadas por descontinuidades abruptas. Aplicamos este método a dados sintéticos produzidos por intrusões simuladas em sedimentos e que apresentam topo e base planos e horizontais. Comparando nossos resultados com aqueles obtidos pelo vínculo da suavidade, mostramos que ambos os métodos produzem uma boa e equivalente localização do centro das fontes. Todavia, a regularização entrópica delineia as bordas do corpo com maior detalhe. Ambos os vínculos (suavidade e regularização entrópica) foram aplicados a uma anomalia real sobre um escarnito magnético em Butte Valley, Nevada, Estados Unidos. A regularização entrópica produziu uma estimativa da distribuição de magnetização com bordas mais abruptas, menor volume e maiores valores de magnetização aparente comparados àqueles produzidos pelo vinculo da suavidade. / We present a new apparent-magnetization mapping method on the horizontal plane that combines the minimization of the first-order entropy with the maximization of the zeroth-order entropy of the estimated magnetization contrasts. The interpretation model is a grid of vertical, juxtaposed prisms in both horizontal directions. We assume that the top and the bottom of the magnetic sources are flat and horizontal and estimate the prisms' magnetization contrasts. The minimization of the first-order entropy favors solutions presenting sharp borders, and the maximization of the zeroth-order entropy prevents the tendency of the source estimate to become a single prism. Thus, a judicious combination of both constraints may lead to solutions characterized by regions with virtually constant estimated magnetization contrasts separated by sharp discontinuities. We apply our method to synthetic data from simulated intrusive bodies in sediments that present flat and horizontal tops. By comparing our results with those obtained with the smoothness constraint, we show that both methods produce good and equivalent locations of the sources' central positions. However, the entropic regularization delineates the boundaries of the bodies with greater detail. Both the proposed and the smoothness constraints are applied to a real anomaly over a magnetic skarn in Butte Valley, Nevada, USA. The entropic regularization produced an estimated magnetization distribution with sharper boundaries, smaller volume, and higher apparent magnetization as compared with the results produced by the smoothness constraint.

Provamos que \'C POT. 1\' genericamente difeomorfismos simpléticos ou são Anosov ou possuem entropia topológica limitada por baixo pelo supremo sobre o menor expoente de Lyapunov positivo dos pontos periódicos hiperbólicos. Usando isto exibimos exemplos de difeomorfismos conservativos sobre superfícies que não são pontos de semicontinuidade superior para a entropia topológica. Provamos também que \'C POT. 1\' genericamente difeomorfismos simpléticos não Anosov não admitem extensões simbólicas. Mudando de assunto, Hayashi estendeu um resultado de Mañé, provando que todo difeomorfismo f que possui uma \'C POT. 1\' vizinhança U, onde todos os pontos periódicos de qualquer g \'PERTENCE A\' U são hiperbólicos, é de fato um difeomorfismo Axioma A. Aqui, provamos o resultado análogo a este no caso conservativo, e a partir deste é possível exibir uma demonstração de um fato \"folclore\", a conjectura de Palis no caso conservativo / We prove that a \'C POT.1\' generic symplectic diffeomorphism is either Anosov or the topological entropy is bounded from below by the supremum over the smallest positive Lyapunov exponent of the periodic points. By means of that we give examples of area preserving diffeomorphisms which are not point of upper semicontinuity of entropy function in \'C POT. 1\' topology. We also prove that \'C POT. 1\'- generic symplectic diffeomorphisms outside the Anosov ones do not admit symbolic extension. Changing of subject, Hayashi has extended a result of Mañé, proving that every diffeomorphism f which has a \'C POT. 1\'-neighborhood U, where all periodic points of any g \'IT BELONGS\' U are hyperbolic, it is an Axiom A diffeomorphism. Here, we prove the analogous result in the volume preserving scenario, and using it we prove a \"folklore\" fact, the Palis conjecture in this context

O presente trabalho objetiva a obtenção de configurações ótimas para geração conjunta de energia eletromecânica e calor em usinas sucroalcooleiras, avaliando o impacto destas nos custos de produção de açúcar, álcool e eletricidade. Desta maneira, uma proposta para a avaliação do uso racional da energia em usinas é desenvolvida, utilizando as análises exergética e termoeconômica como ferramentas de avaliação das alternativas propostas sob o ponto de vista da termodinâmica, da análise econômico-financeira e da perspectiva ambiental. Após a apresentação dos principais processos de conversão de energia de uma usina sucroalcooleira, uma análise exergética é desenvolvida a fim de identificar os principais mecanismos de geração de entropia e propor alternativas para melhorar o desempenho termoeconômico- ambiental da usina. O sistema de cogeração é identificado como o principal destruidor de exergia e diversas configurações são propostas para esse sistema, incluindo outras modificações relacionadas aos processos de produção de açúcar e álcool. As propostas incluem a elevação dos parâmetros de geração de vapor nas caldeiras, maior integração térmica dos processos, eletrificação dos acionamentos mecânicos e uso de sistemas avançados de cogeração, considerando sistemas com vapor supercrítico e ciclos combinados com gaseificação de biomassa. Para avaliar o impacto dessas alterações no desempenho termodinâmico da usina, propõe-se o uso do custo em base exergética dos produtos da usina. Mostra-se que o aumento da geração de eletricidade excedente está diretamente relacionado ao melhor desempenho dos processos de produção de açúcar e álcool. Os sistemas avançados de cogeração são capazes de gerar muito mais eletricidade excedente quando comparados aos sistemas convencionais. Essa situação implica um aumento da rentabilidade da eletricidade frente aos demais produtos, mostrando a importância desse produto para o lucro da usina. As análises de viabilidade econômico-financeiras indicaram que para os sistemas convencionais o par 67 bar e 480°C apresenta o melhor benefício financeiro atualmente; ainda a eletrificação das moendas só se justifica em casos de ampliação da capacidade de moagem ou substituição das turbinas por esgotamento da vida útil. O sistema supercrítico é mais atrativo economicamente frente aos ciclos combinados com gaseificação atmosférica. Finalmente, é proposta uma discussão sobre a renovabilidade dos processos baseada em um índice exergético de renovabilidade, trazendo uma nova visão sobre a renovabilidade das usinas como produtoras de fontes de energia renovável. / This thesis aims at obtaining optimal configurations of cogeneration systems for sugarcane mills, analyzing its impacts on the production of sugar, ethanol and electricity. In this sense, it is proposed the assessment of the rational use of energy inside the mill, using exergy and thermoeconomic analysis as evaluation tools of each alternative based on different criteria: thermodynamics, economics and finance, and environmental impacts. After a brief discussion regarding the different energy conversion processes used in sugarcane mill, an exergy analysis is developed in order to identify the main sources of irreversibilities, and also to propose alternatives to improve the thermo-economic-environmental performance of the mill. The cogeneration system is shown to be the process which generates more entropy among all; hence different configurations are developed, including changes in the sugar and ethanol production processes. These modifications include: higher steam temperature and pressure in the boiler, better thermal integration among the processes, electrification of the milling system, and the use of more advanced cogeneration systems, considering supercritical steam systems and biomass integrated gasification combined cycles. For the evaluation the impact of these configurations on the thermodynamic performance of the mill, it is used the exergybased cost. It is shown that the higher the generation of excess electricity is, the better is the thermodynamic performance of the mill. Advanced cogeneration systems are able to generate much more electricity than conventional ones. This means a better profitability of those, increasing the importance of electricity for the profit of the mill. Economical feasibility analyses show that the best option for power generation in conventional cogeneration systems is with steam temperature of 480°C and pressure of 67 bar, while electrification of mills are only interesting if there is a need of replacement the turbines due to increasing capacities or end of lifetime. Supercritical steam system is more economic attractive than combined cycles based on atmospheric gasification. Finally, a discussion on the renewability of processes is made based on an exergy index of renewability.