Estágio realizado na empresa LIPOR e orientado pelo Dr. Abílio Almeida / Tese de mestrado integrado. Engenharia do Ambiente. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2010

Estágio realizado na EFACEC Ambiente, S. A. e orientado pelo Eng.ª Amélia Fonseca / Tese de mestrado integrado. Engenharia Química. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2009

Estágio realizado na SONAE Indústria e orientado pelo Eng.º Carlos Tavares Ferreira / Tese de mestrado integrado. Engenharia Química. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2009

Submitted by SIMONE SIMÕES AMARAL null (simonesimoessi@gmail.com) on 2017-05-05T16:13:41Z No. of bitstreams: 1 Versão Final.pdf: 7430161 bytes, checksum: 3a44590f9683d726da54963b426f3ee7 (MD5) / Approved for entry into archive by Luiz Galeffi (luizgaleffi@gmail.com) on 2017-05-05T16:16:02Z (GMT) No. of bitstreams: 1 amaral_ss_dr_guara.pdf: 7430161 bytes, checksum: 3a44590f9683d726da54963b426f3ee7 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-05T16:16:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 amaral_ss_dr_guara.pdf: 7430161 bytes, checksum: 3a44590f9683d726da54963b426f3ee7 (MD5) Previous issue date: 2017-04-12 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Apesar das novas tecnologias de gerenciamento e combate aos incêndios, o fogo em florestas ainda ocorre em grande escala, causando danos ao meio ambiente e à sociedade. Os danos causados pelo fogo são dependentes de fatores como combustível, clima e topografia do terreno. Para minimização e controle dos efeitos causados pelo fogo é importante o estudo de tais fatores. Assim, o objetivo deste trabalho foi analisar a condição que potencializa a propagação do fogo e a emissão de poluentes gasosos. O estudo da condição que potencializa o fogo e suas emissões foi realizado para biomassas de florestas plantadas. Os principais fatores, que afetam o fogo e suas emissões, foram avaliados através de experimentos de laboratório. Os fatores de controle avaliados foram: espécie, percentual de liteira, carga de combustível, irradiância solar, umidade relativa, velocidade do vento e inclinação do terreno. Estes experimentos foram planejados e analisados utilizando a matriz L18 da metodologia de Taguchi. O dispositivo de queima foi adaptado, para que o estudo pudesse ser realizado. As emissões também foram quantificadas para floresta nativa (biomassa da Amazônia), com experimentos conduzidos em campo e em laboratório. Para os níveis dos fatores estabelecidos, em laboratório, a condição encontrada que potencializou a propagação do fogo e a emissão de poluentes gasosos foi a queima de Eucalyptus sp., com aproximadamente 30 % de liteira, carga de 2,5 kg de combustível, nível mínimo de umidade relativa (40 %), velocidade do vento de 3,5 m/s e inclinação do terreno de 30°. A máxima irradiância (1kW/m2) potencializou as emissões gasosas, cujos valores de fator de emissão foram de 1.495±62 g/kg para CO2, 71,52±4,33 g/kg para CO, 1,96±0,78 g/kg para NO e 14,75±3,55 g/kg para UHC. Experimentos conduzidos com a irradiância no nível 1 potencializaram a propagação do fogo. Quando comparados os resultados de queima de biomassa da Amazônia, a queima em campo apresentou valores mais elevados das emissões por hectare, para os compostos parcialmente oxidados. / Despite the new technologies of management and fire fighting, fire in forests still occurs on a large scale, causing damage to the environment and society. The damages caused by the fire are dependent on factors such as fuel, weather, and topography of the land. To minimize and control the effects caused by fire is important the study of such factors. Thus, the objective of this work was to analyze the condition that enhances the spread of fire and the emission of gaseous pollutants. The study of the condition that enhances the fire and their emissions was conducted for biomasses of planted forests. The main factors, which affect the fire, were evaluated through laboratory experiments. The control factors evaluated were: specie, percentage of litter, fuel load, irradiance, relative humidity, wind speed and inclination. These experiments were designed and analyzed using the matrix L18 of Taguchi methodology. The burning device was adapted, so that the study could be performed. The emissions were also quantified to native forest (Amazon biomass), with experiments conducted in the field and in the laboratory. For the levels of the established factors, the condition found that enhanced the spread of fire and the emission of gaseous pollutants was: Eucalyptus sp. burning, with approximately 30% litter, 2.5 kg of fuel load, minimum relative humidity (40%), wind velocity of 3.5 m/s and inclination of 30°. The maximum irradiance (1kW/m2) potentiated the gaseous emissions, whose emission factor values were 1,495 ± 62 g/kg for CO2, 71.52 ± 4.33 g/kg for CO, 1.96 ± 0.78 g/kg for NO and 14.75 ± 3.55 g/kg for UHC. Experiments conducted with irradiance at level 1 enhanced the spread of fire. When the results of the Amazon biomass burning were compared, field burning presented higher emissions per hectare, for partially oxidized compounds. / FAPESP: 2013/21231-0

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Composting of pig slurry (DLS) is an important strategy to mitigate the environmental damage of intensive pig farms. Despite being a promising strategy, one of the problems from composting is still the losses of nitrogen (N) by volatilization of ammonia (NH3). Acidification of DLS before to addition to the piles, reducing the pH and thus, the piles, may be a possibility to circumvent this problem. However, little is known about the effect of acidification of DLS, not only on emissions of (NH3) as with respect to emissions of greenhouse gases (GEE) (CO2, CH4 e N2O) during the process, especially in automated systems where the addition of manure and mixing of piles are frequent. This study was conducted with the objective of evaluating the effect of acidification of pig slurry on ammonia and greenhouse gases emissions during an automated composting process. The study was conducted at the Federal University of Santa Maria, RS, during 154 days in compost piles containing the mixture of wood shavings and sawdust as substrate, with weekly additions of DLS, followed by two revolving piles during the first 106 days. Between 107 and 154 days were made only weekly turnings piles. Two treatments were tested, one with manure acidification with H3PO4 to pH around 6.0 and another without acidification. The evaluation of emissions of NH3 was carried out in semi-open static chambers, while the GEE was performed in static chambers. The pH of DLS was reduced on average 0.87 units with acidification compared to the original values and the average value of all applications was 5.84. In compost piles, the pH decreased from 8.11 to 6.72 on average during all period of the experiment. The concentrations of NH4+ at the end of the experiment were, on an average of two evaluated layers, 102.98 mg kg-1 in the pile without acidification and 398.81 mg kg-1 in the pile with acidification, while the levels of NO3- were 13.37 mg kg-1 in the pile without acidification and 1371.04 mg kg-1 in the pile with acidification. The cumulative emission of NH3 in the treatment with acidification was 32.6 g m-2, 70% lower than the treatment without acidification (107.8 g m-2). Acidification of DLS also reduced the cumulative CO2 emissions to the atmosphere of 91.65 kg m-2 to 69.05 kg m-2 (25%) and the CH4 of 639.97 g m-2 to 227.13 g m-2 (65%). On the other hand, acidification of DLS at the time of addition to the substrate increased the cumulative emission of N2O by 30.4 g N-N2O m-2 (130%) at 154 days of composting. / A compostagem de dejetos líquidos de suínos (DLS) é uma importante estratégia para mitigar o passivo ambiental da suinocultura intensiva. Apesar de ser uma estratégia promissora, um dos problemas decorrentes da compostagem são, ainda, as perdas de nitrogênio (N) por volatilização de amônia (NH3). A acidificação dos DLS previamente a adição às pilhas, reduzindo seu pH e, consequentemente, das pilhas, pode ser uma possibilidade para contornar esse problema. Todavia, pouco se conhece sobre o efeito da acidificação dos DLS, não somente sobre as emissões de NH3 como no que tange às emissões de gases de efeito estufa (GEE) (CO2, CH4 e N2O) durante o processo, sobretudo, em sistemas automatizados, onde a adição de dejetos e o revolvimento das pilhas são frequentes. Esse trabalho foi conduzido com o objetivo de avaliar o efeito da acidificação de dejetos líquidos de suínos sobre as emissões de amônia e gases de efeito estufa durante um processo de compostagem automatizada. O trabalho foi conduzido na Universidade Federal de Santa Maria, RS, durante 154 dias, em pilhas de compostagem contendo a mistura de maravalha e serragem como substrato, com adições semanais de DLS, seguidas de dois revolvimentos das pilhas durante os primeiros 106 dias. No período entre 107 e 154 dias foram efetuados apenas revolvimentos semanais das pilhas. Foram testados dois tratamentos, sendo um com acidificação dos dejetos com H3PO4 até pH próximo a 6,0 e outro sem acidificação. A avaliação das emissões de NH3 foi realizada em câmaras estáticas semi-abertas, enquanto a de GEE foi realizada em câmaras estáticas. O pH dos DLS foi reduzido em média 0,87 unidades com a acidificação em relação aos valores originais, sendo o valor médio de todas as aplicações de 5,84. Nas pilhas de compostagem, o pH reduziu de 8,11 para 6,72 na média de todo período de condução do experimento. Os teores de NH4+ ao final do experimento foram, na média das duas camadas avaliadas, de 102,98 mg kg-1 na pilha sem acidificação e 398,81 mg kg-1 na pilha com acidificação, enquanto os teores de NO3- foram de 13,37 mg kg-1 na pilha sem acidificação e 1371,04 mg kg-1 na pilha com acidificação. A emissão acumulada de NH3 no tratamento com acidificação foi de 32,6 g m-2, 70% inferior ao tratamento sem acidificação (107,8 g m-2). A acidificação dos DLS reduziu, também, as emissões acumuladas de CO2 para a atmosfera de 91,65 kg m-2 para 69,05 kg m-2 (25%) e CH4 de 639,97 g m-2 para 227,13 g m-2 (65%). Por outro lado, a acidificação dos DLS no momento da sua adição ao substrato aumentou a emissão acumulada de N2O em 30,4 g N-N2O m-2 (130%) em 154 dias de compostagem.

Made available in DSpace on 2016-08-19T12:56:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 CASSIO DA SILVA DIAS.pdf: 1841610 bytes, checksum: 19960efa8e582ace78afd42034c3916a (MD5) Previous issue date: 2010-11-26 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / In nature babassu oil can be applied as fuel in diesel engines. However, such practice is limited by its high viscosity and gum formation tendency. Conversely, vegetal oil-based microemulsions often have appropriated combustion and physicochemical properties. In such context, this work aims to evaluate microemulsions from vegetal oil, hydrated alcohol and fusel oil as an alternative fuel. Thus, the babassu chemical properties were determined by several analyses and its miscibility pattern was evaluated by means of phase diagrams. Based on such study, were selected microemulsion with high oil content. Among them, the 60% oil-based ternary system has presented desired characteristics, being evaluated as pure or binary diesel blended fuels. The combustion efficiency, for all samples, was evaluated according to fuel consumption, gaseous exhaust emission. In general, all microemulsified systems has presented low viscosities, being inferior to the initial oil and equivalent to diesel. Furthermore, it was observed a significant reduction of the gaseous releases for B5 microemulsion blend. / A utilização do óleo de babaçu in natura em motores do ciclo diesel é limitada, tendo em vista que sua alta viscosidade pode ocasionar a formação de gomas e entupimento dos bicos injetores do motor. Entretanto, a obtenção de microemulsões a partir do óleo vegetal, álcool hidratado e óleo fúsel constitui uma alternativa para redução da viscosidade do sistema, apresentando vantagens nos aspectos sociais, econômicos e ambientais. O objetivo desse trabalho é a obtenção de microemulsões combustíveis. Na primeira etapa foram avaliados os parâmetros físico-químicos do óleo de babaçu, sendo então, construído um diagrama de fases a partir dos componentes formadores das microemulsões. Posteriormente, fez-se a seleção da região de microemulsão dos sistemas com maior proporção de óleo vegetal nos quais foram realizados ensaios físico-químicos de caracterização, sendo escolhido um sistema com proporção de 60% do óleo vegetal para ser testado puro e misturado ao diesel em um motor. A eficiência da combustão das microemulsões e de suas misturas binárias com o diesel no motor, baseou-se na quantificação do consumo, vazão dos gases e emissões de CO, CO2 e NOx. Os sistemas microemulsionados apresentaram uma redução significativa da viscosidade, quando comparado ao óleo de babaçu degomado, ficando-as semelhantes ao diesel e atingindo valores equivalentes aos padrões de comercialização. Houve uma melhora nos índices de emissões gasosas para as misturas das microemulsões com o B5.

O objetivo do presente trabalho de pesquisa é o desenvolvimento de uma metodologia de monitoramento e detecção de defeitos esporádicos e de difícil diagnóstico, bem como o estudo de caso de sistemas de ignição de motores de combustão interna do ciclo Otto. O estudo visa aumentar a robustez do sistema perante falhas esporádicas de difícil detecção, reduzindo drasticamente o tempo de determinação da origem da falha. Através de testes acelerados e simulados em bancadas, a metodologia indica o estado atual dos componentes do sistema de ignição no tocante ao potencial de ocorrência de falhas esporádicas que afetam a combustão e também a confiabilidade do veículo. Os componentes e sistemas objetos da pesquisa são identificados por meio de um processo de análise de risco e de fatores como: ocorrência de muitos anos de histórico de campo, indicadores de reparos repetitivos, falhas esporádicas e de difícil diagnóstico, quebras de qualidade e do comportamento do sistema de diagnóstico OBD Br-2 (On-Board Diagnostic versão 2) diante de falhas intermitentes. A metodologia também proporciona uma ferramenta de análise de interfaces de componentes, que são fontes de falhas potenciais nem sempre consideradas nos processos de análise. Por meio de testes acelerados desses componentes críticos, é proposta metodologia para análise e correção imediata do processo produtivo de tais componentes, culminando na melhoria da confiabilidade dos processos críticos. A metodologia visa a aumentar a robustez do sistema de ignição, detectando rapidamente potenciais falhas esporádicas de difícil diagnóstico oriundas dos processos de fabricação e corrigindo-as imediatamente, introduzindo, assim, um fator de confiabilidade a um componente ou a um processo crítico cuja criticidade era até então desconhecida. Tal criticidade passa a ser gerenciada com impacto positivo nas emissões de poluentes e na confiabilidade global do conjunto. / The objective of this research work is the development of a methodology to monitor and identify sporadic and difficult to detect failures as well as present a case study on the ignition system of internal combustion engines. Such study aims to increase the system reliability. It also helps to reduce dramatically the time to define the failure root cause. Using accelerated test benches, the methodology will indicate the current situation of the components related to the potential of intermittent failure occurrence which affect the combustion and vehicle reliability. The components and systems of this study are identified by a process risk analysis as well as factors like: occurrence time history, repetitive repair index, sporadic and difficult to detect failures, quality breakdown index, and the behavior of the OBD-2 diagnostic system (On-Board Diagnostic version 2) The methodology will also provide a tool to analyze the components interfaces. Such interfaces are a source of potential failures but are not considered in the analysis process. By means of accelerated tests of such critical parts it will be proposed an analysis methodology and a prompt interference at the production process, increasing the reliability of the critical processes. The methodology aims the system robustness increase of the ignition system detecting very fast the sporadic failure potential on the manufacturing process. By introducing a reliability degree of a component or process it will be managed with a benefic impact on emissions and overall reliability of the ignition system.