Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2016-03-10T16:32:03Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1063660 bytes, checksum: 458439f98bd1db03de01f77aeb362970 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-03-10T16:32:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1063660 bytes, checksum: 458439f98bd1db03de01f77aeb362970 (MD5) Previous issue date: 2015-08-26 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / A geração de energia elétrica no Brasil nos últimos anos tem sido comprometida pelo baixo nível dos reservatórios das usinas hidrelétricas causado por uma redução significativa no volume de chuvas. Aliado a esse fator, as restrições cada vez maiores à construção de novas usinas hidrelétricas e o rápido crescimento da demanda levaram ao acionamento contínuo e construção de novas usinas termelétricas movidas a carvão, gás natural, óleo diesel e óleo combustível. A utilização intensa de combustíveis fósseis na geração de energia elevou de forma vertiginosa o nível de emissões de poluentes para geração de energia elétrica no Brasil. Em meio a este cenário crítico do setor energético, houve a aprovação de uma regulamentação que possibilita aos consumidores terem seu próprio sistema de geração distribuída por meio de fontes renováveis. A Resolução Normativa ANEEL no 482 é um passo importante em direção a inserção da energia solar fotovoltaica na matriz de geração de energia elétrica brasileira. Os sistemas fotovoltaicos ainda possuem custos elevados quando comparados a outras fontes de geração de energia elétrica. No entanto, o uso crescente de termelétricas no Brasil é acompanhado do aumento da poluição, que causa danos ao meio ambiente e à população, com aumento de despesas relacionadas, principalmente, à saúde. Os painéis fotovoltaicos não emitem poluentes para gerar energia, o que os tornam mais atrativos do ponto de vista ambiental. O crescente aumento da demanda de energia trás desafios aos planejadores dos sistemas elétricos de potência. A facilidade de instalação e operação dos sistemas fotovoltaicos permitem seu uso em qualquer lugar com disponibilidade de radiação solar. Com o correto planejamento, estes sistemas podem contribuir para a melhoria das condições de fornecimento de energia elétrica, agregando valor ao seu uso. Sua versatilidade se estende à sua formidável integração às edificações, podendo ser utilizado como revestimento de fachadas, brises e cobertura de edificações, reduzindo custos com materiais de construção. A todos estas características observadas além da geração de energia elétrica, dá-se o nome de externalidades. / The electric power generation in Brazil in recent years has been affected by the low level of the hydroelectric plants reservoirs caused by a significant reduction in rainfall. In addition to this factor, the increasing restrictions on the new hydroelectric power plants construction and the fast growth in demand led to the continuous operation and construction of new thermal power plants fueled by coal, natural gas and oil. The intense use of fossil fuels in power generation significantly increased the level of pollutant emissions for electricity generation in Brazil. In the midst of this critical scenario of the energy sector, there was the approval of a regulation that enables consumers to connect its own distributed generating system through renewable sources to the electrical grid. The Resolution ANEEL No. 482 is an important step towards the inclusion of photovoltaic solar energy in the Brazilian electricity generation matrix. Photovoltaic systems still have high costs compared to other sources of electricity generation. However, the increasing use of thermal power plants in Brazil is followed by increased pollution, causing damage to the environment and the population, which fells the increase of expenses related mainly to health care. The photovoltaics panels do not emit pollutants to generate power, which makes them more attractive from an environmental point of view. The increasing energy demand brings challenges to planners of electrical power systems. The easy installation and operation of photovoltaics systems allow its use anywhere with available solar radiation. With proper planning, these systems can contribute to the improvement of electricity supply, adding value to its use. Its versatility extends to his formidable integration to buildings in which it can be used as façade cladding, louvers and building coverage, reducing costs with building materials. To all these characteristics observed beyond electricity generation, is given the name of externalities.

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2016-03-16T10:18:25Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 10784501 bytes, checksum: 310c50e585e16629c7d845d202baf9ed (MD5) / Made available in DSpace on 2016-03-16T10:18:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 10784501 bytes, checksum: 310c50e585e16629c7d845d202baf9ed (MD5) Previous issue date: 2015-08-26 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / A questão energética é um dos pontos centrais do conceito de desenvolvimento sustentável, entendido como o processo que busca satisfazer as necessidades do presente sem comprometer o futuro. A energia está presente em todas as ações de nossa vida cotidiana sendo, portanto, fundamental conhecer e dominar as técnicas de geração e conversão energéticas visando garantir a preservação do meio ambiente e o desenvolvimento social. O esgotamento das reservas de petróleo e os impactos ambientais causados pelo uso intensivo de combustíveis fósseis colocou na ordem do dia a discussão sobre novas fontes alternativas de energia. Esse tema tem sido pauta das reuniões dos chefes de estado, objeto de pesquisa em universidades e preocupação dos cidadãos ao redor do mundo. Uma das fontes renováveis para a geração de energia é o biogás resultante da digestão anaeróbia de resíduos animais, vegetais, industriais ou residenciais. Para melhorar o rendimento da digestão anaeróbia uma das tecnologias que vem sendo estudadas é a codigestão. Essa tecnologia é definida como a digestão simultânea de dois ou mais substratos orgânicos com o objetivo de maximizar a produção de biogás/biometano. O biometano é o metano produzido a partir da biomassa com propriedades energéticas semelhantes as do gás natural. A maioria dos projetos energéticos no meio rural não aproveita o potencial de geração de energia in loco, sendo caracterizados somente pela expansão da rede elétrica até as propriedades. A geração distribuída de energia elétrica se caracteriza por sua localização próxima aos centros de carga, sendo conectada ao sistema de distribuição ou na própria unidade consumidora apresentando como vantagens: (i) aumento da confiabilidade de fornecimento para consumidores; (ii) aumento da qualidade de energia; (iii) possibilidade de gerenciamento da ponta; (iv) possibilidade de redução de custos de expansão; (v) redução dos custos de transmissão e distribuição; (vi) adiamento e descentralização de investimentos; (vii) viabilidade econômica para atendimento de regiões remotas; e (viii) diversificação da matriz energética. O uso de ferramentas computacionais para o dimensionamento e planejamento integrado de recursos é uma opção para avaliar o potencial local e regional para a geração de energia a partir de resíduos agropecuários. Atualmente existem no mercado vários softwares de dimensionamento energético, a maioria tem um alto custo de licenciamento e uma vez que foram desenvolvidos em países do hemisfério norte não contemplam dados da realidade dos países em desenvolvimento como o Brasil. Neste trabalho foi desenvolvida a ferramenta computacional SAUDADE. (Sistema de Avaliação do Uso da Digestão Anaeróbia para o Dimensionamento Energético) composta por planilhas de cálculo do Microsoft Excel. A ferramenta possui uma base de dados constituída em uma geodatabase com a finalidade de criar o vínculo com o Sistema de Informação Geográfica (SIG) desenvolvido em ArcGIS. Para otimizar a mistura de resíduos animais e vegetais visando maximizar a produção de biometano foi utilizado o complemento do Microsoft Excel chamado Solver que permite o cálculo por programação linear. A ferramenta computacional SAUDADE pode ser aplicada para determinar o potencial de aproveitamento de resíduos agropecuários a nível de propriedade individual (uma granja) ou por meio de condomínios (associação de várias granjas) para o uso energético. O objetivo deste trabalho foi buscar soluções energéticas para as cadeias produtivas de frango de corte e de suínos da região da Zona da Mata de Minas Gerais a partir de resíduos agropecuários. A região é formada por 142 municípios e situa-se na porção sudeste do estado, próxima à divisa dos estados do Rio de Janeiro e do Espírito Santo. Os 2,19 milhões de habitantes da Zona da Mata representam 10,63% da população de Minas Gerais. Em 2011, a participação da região no Produto Interno Bruto (PIB) do Estado foi de apenas 7,47%. Em 2001, a Zona da Mata era responsável por 8,3% do PIB mineiro. Com mais de 5% da população abaixo da linha da miséria e crescente perda de dinamismo econômico, o combate à pobreza extrema é um desafio para a região. A avicultura e a suinocultura estão entre os segmentos que mais se destacam na agropecuária da Zona da Mata de Minas Gerais. De acordo com o IMA existem 241 granjas de suínos e 530 granjas de frango na região. O descarte dos dejetos da produção de suínos e frangos constituem um grave problema ambiental caso não sejam tratados convenientemente causando danos a saúde humana e animal. O aproveitamento desses resíduos agropecuários pode consistir numa nova cadeia de produção com um conjunto de processos para a geração, coleta, transporte e conversão energética, além da utilização como fertilizantes agrícolas. A aplicação da ferramenta computacional SAUDADE no estudo de caso da região da Zona da Mata de Minas Gerais teve os seguintes objetivos: (i) estimar os resíduos agropecuários disponíveis; (ii) estimar o potencial de produção de biometano a partir da codigestão de dejetos animais e resíduos de cultivos vegetais; (iii) comparação entre o potencial de geração de energia com o biometano produzido somente com os dejetos animais e o biometano produzido com a codigestão dos dejetos animais e resíduos de cultivos vegetais; (iv) avaliar os impactos da energia gerada com o biometano na matriz energética da região; (v) avaliar o potencial de produção de biofertilzante; (vi) avaliar o potencial de mitigação de emissões equivalentes de CO 2 ; (vii) avaliar a viabilidade econômica da geração de energia a partir do biometano em granjas de suínos e de frangos; (viii) avaliar a viabilidade econômica de condomínios de agroenergia considerando o transporte de resíduos por dutos ou estradas e o transporte do biometano por gasodutos. Os resultados deste estudo demonstraram que: (i) a codigestão contribui para aumentar a produção de biometano; (ii) o biofertilzante contribui para a viabilidade econômica dos cenários simulados; (iii) o potencial de energia gerada a partir do biometano pode satisfazer a demanda energética para produção de suínos e frangos nas granjas; (iv) o potencial de energia gerada a partir do biometano, produto da codigestão anaeróbia, pode satisfazer a demanda energética da maioria dos municípios em que foram simulados condomínios de agroenergia; (v) a inserção da eletricidade gerada a partir do biometano pode evitar a construção de novas pequenas centrais hidrelétricas na região evitando-se assim impactos ambientais e sociais; (vi) apesar dos benefícios da codigestão, a grande maioria dos cenários simulados não tiveram viabilidade econômica; e (vii) sem o estabelecimento de políticas públicas claras e eficazes para fomentar o uso dos resíduos agropecuários para a produção de biometano, esse potencial de energia não trará os benefícios energéticos e ambientais tão importantes para o setor. / The energy issue is one of the central points of the concept of sustainable development, understood as the process that seeks to satisfy the needs of the present without compromising the future. The energy is present in all the actions of our everyday lives is fundamental to know and master the techniques of generation and energy conversion in order to ensure the preservation of the environment and social development. The depletion of oil reserves and the environmental impacts caused by the intensive use of fossil fuels put on the agenda the discussion of new renewable energy sources. This theme has been the agenda of meetings of heads of states, the research object in universities and preoccupation of citizens around the world. One of renewable energy options for power generation is the biogas resulting from the anaerobic digestion of animal waste, vegetable, industrial or residential. To improve the efficiency of the anaerobic digestion one of the technologies that is being studied is the co-digestion. This technology is defined as the simultaneous digestion of two or more organic substrates in order to maximize production of biogas/biomethane. The bio-methane is methane (CH 4 ) produced from biomass with properties similar to those of the natural gas. Most energetic projects in rural areas despises power generation in loco, being characterized only by the expansion of the power grid until the properties. Distributed power generation is characterized by its location close to load centers, being connected to the distribution system or in the consumer unit. This type of generation has the following advantages: (i) increase the reliability of energy supply to consumers; (ii) increased power quality; (iii) peak hour management; (iv) the possibility of reducing expansion costs; (v) reduction in electrical transmission and distribution costs; (vi) delay and decentralization of investment; (vii) economic viability for service in remote areas; and (viii) diversification of energy sources. The use of computational tools for the design and integrated resource planning is an option to assess the local and regional potential for generating energy from agricultural waste. Currently exist in the market several energetic sizing software, most have a high cost of licensing and since been developed in northern countries do not match the reality of developing countries like Brazil. In this work was developed a computational tool named SAUDADE (System of Anaerobic Digestion Use and Assessment for the Energetic System Sizing) consists of Microsoft Excel spreadsheets. The tool has a database consisting in a geodatabase in order to create the link with the Geographic Information System (GIS) developed in ArcGIS. To optimize the mix of animal and vegetable waste to maximize the production of biomethane was used Microsoft Excel Solver that allows the optimization calculation by linear programming. The computational tool SAUDADE can be applied to size the use of agricultural waste to individual property level (a farm) or through condominiums (association of several farms).The objective was to seek energy solutions for production chains poultry and swine in the area of Zona da Mata of Minas Gerais State from agricultural waste. The region is composed by 142 municipalities and is located in the Southeastern portion of the state, near the border of Rio de Janeiro and Espirito Santo States. The 2.19 million inhabitants of the Zona da Mata represent 10.63% of the population of Minas Gerais. In 2011, the region's share in gross domestic product (GDP) of the State was only 7.47%. In 2001, the Zona da Mata was responsible for 8.3% of the state GDP. With more than 5% of the population below the poverty line and with increasing loss of economic dynamism, combating extreme poverty is a challenge for the region. The poultry and swine production are among the segments that stand out in agriculture in the Mata region of Minas Gerais. According to the Agricultural Institute of Minas Gerais (IMA) there are 241 swine farms and 530 poultry farms in the region. The waste from the production of swine and poultry are a serious environmental problem causing damage to human and animal health. The use of these agricultural waste may consist of a new production chain with a set of processes for the generation, collection, transportation and energy conversion. The application of computational tool SAUDADE in the case study of Minas Gerais Zona da Mata region had the following objectives: (i) estimate agricultural waste available; (ii) estimate the biomethane production potential from co-digestion of animal and waste vegetable; (iii) comparison of the potential for energy generation with biomethane produced only of animal waste and biomethane produced with the codigestion of animal waste and vegetable waste; (iv) evaluate the energy impact generated with biomethane in the energy matrix of the region; (v) evaluate the biofertilizer production potential; (vi) assess the potential for mitigation of CO2 equivalent emissions; (vii) evaluate the economic feasibility of energy generation from biomethane in swine and poultry farms; (viii) evaluating the economic viability of bioenergy condominiums considering the transport of waste through pipelines or roads and the transport of biomethane by pipelines. The results showed that: (i) the co-digestion helps to increase the production of biomethane; (ii) the biofertilzer contributes to the economic viability of simulated scenarios; (iii) the potential for energy generated from biomethane can meet the energy demand for the production of swine and poultry on the farms level; (iv) the potential for energy generation from biomethane can satisfy the energy demand of most of the municipalities in which they simulated condominiums agro- energy; (v) the inclusion of electricity generated from biomethane into the regional energy matrix can prevent the construction of new small hydropower plants in the region thus avoiding environmental and social impacts; (vi) despite the benefits of co- digestion, the vast majority of scenarios simulated presented no economic feasibility; and (vii) without establishing clear and effective public policies to promote the use of agricultural waste for the production of biomethane, the energy potential will not become in installed capacity. / La generación y uso de la energía es uno de los aspectos fundamentales implicados enpara el concepto de desarrollo sostenible, entendido como el proceso que busca satisfacer las necesidades del presente sin poner en peligro las del futuro. La energía está presente en todas las acciones de nuestra vida cotidiana por lo que es muy importante fundamental conocer y dominar las técnicas de generación y conversión de energía con el fin de garantizar la preservación del medio ambiente y el desarrollo social. El agotamiento de las reservas de petróleo y los impactos ambientales causados por el uso intensivo de combustibles fósiles, han puesto en la agenda la discusión de sobre las nuevas fuentes de energía renovables. Este tema ha sido discutido debatido en reuniones de jefes de Estado, es objeto de investigación en las universidades y de conversaciones de ciudadanos interesados de todo el mundo. Una de estas fuentes de energías renovables es el biogás resultante de la digestión anaerobia de los residuos animales, vegetales, industriales o y residenciales. Para mejorar la eficiencia de la digestión anaeróbica una de las tecnologías que se están estudiandoobjeto de estudio es la codigestión. Esta tecnología se define como la digestión simultánea de dos o más sustratos orgánicos con el fin de maximizar la producción de biogás / biometano. El biometano es el metano (CH4) producido a partir de biomasa con propiedades similares próximas a las del gas natural. La mayoría de los proyectos de energía en las zonas rurales desprecia la generación "in situ", consistiendo solamente en la expansión de la red eléctrica a las propiedades. La generación distribuida de energía distribuida se caracteriza por su ubicación cerca de los centros de cargademanda, pudiendo estar conectado o no a la red de distribución o en la unidad de consumo que, presentando las siguientes ventajas: (i) aumentar la fiabilidad del suministro a los consumidores; (ii) una mayor calidad de la energía; (iii) posibilidad de gestión de la demanda en las horas de consumo máximo; (iv) la posibilidad de reducciónir de los costes de expansión de la red pública de distribución; (v) reducción de los costes de transporte y distribución; (vi) aplazamiento y descentralización de la inversión; (vii) la viabilidad económica para el servicio en zonas remotas; y (viii) la diversificación de las fuentes de energía. El uso de herramientas computacionales para el dimensionamiento y la planificación integrada de los recursos es una opción para evaluar el potencial local y regional para de la generación de energía a partir de residuos agrícolas. Actualmente existen en el mercado varios softwares de dimensionamiento energético, la mayoría de los cuales tienen un alto costo de la licencia. Además, dado que y una vez que son desarrollados en los países del nortedel hemisferio norte, no atiendencoinciden con la realidad de los países en desarrollo, como es Brasil. En este trabajo fue desarrollada una herramienta computacional llamada SAUDADE (Sistema de Evaluación del Uso de la Digestión Anaerobia para el Dimensionamiento Energético), consistente mpuesta deen un conjunto de hojas de cálculo desarrolladas en el entornodel Microsoft Excel. La herramienta tiene una base de datos creada en unaconsistente en una geodatabase, con el fin de crear el vínculo con el Sistema de Información Geográfica (SIG) desarrollado en con el programa ArcGIS. Para optimizar la mezcla de residuos animales y vegetales con el objetivo de maximizar la producción de biometano, fue utilizado el complemento del Microsoft Excel llamado Solver que permite el cálculo coen programación lineal. La herramienta computacional S.A.U.D.A.D.E. se puede aplicar para dimensionar la utilización de residuos agroganaderos a nivel de propiedad individual (una granja) o a través de condominios (asociaciones ón de varias granjas). El objetivo de este trabajo fue buscar soluciones energéticas para las cadenaslos sectores productivos de producción de pollo de engorde y de cerdos en la región de Zona da Mata de Minas Gerais. La región está formada por 142 municipios y se encuentra en la parte sureste del estado, cerca de la frontera de los estados de Río de Janeiro y Espirito Santo. La región tiene 2,19 millones de habitantes que representan 10,63% de la población de Minas Gerais. En 2011, la región fue responsable porgeneró el 7,47% del producto interno bruto (PIB) del Estado. En 2001, esa poercentajge era de 8,3%. Con más de 5% de la población por debajo del umbral la línea de la pobreza y el aumento de la pérdida de dinamismo económico, la lucha contra la pobreza extrema es un desafío para la región. La avicultura y porcinocultura se encuentran entre los segmentos que se destacan en la agroganadería de la región de Zona da Mata de Minas Gerais. De acuerdo con el Instituto de Agroganadería de Minas Gerais (IMA), existen 241 granjas de cerdos y 530 granjas avícolas en la región. Los residuos de la producción de cerdos y pollos son un grave problema ambiental que causan daños a la salud humana y animal. El uso energético de estos residuos ganaderos puede consistir en una nueva cadena de producción, con un conjunto de procedimientos para la conversión de generación y, recolección, transporte de lay energía. La aplicación de la herramienta computacional SAUDADE en el estudio de caso de la región de Zona da Mata de Minas Gerais tuvo los siguientes objetivos: (i) estimar los residuos agroganaderos disponibles; (ii) estimar el potencial de producción de biometano a partir de los residuos animales y vegetales a través de la codigestión; (iii) comparación del potencial de generación de energía con el biometano producido solamente con residuos animales con el biometano producido con la codigestión de residuos animales y vegetales; (iv) evaluar el impacto de la energía generada con el biometano en la matriz energética de la región; (v) evaluar el potencial de producción de biofertilzante; (vi) evaluar estudiar el potencial de mitigación de las emisiones de CO2; (vii) evaluar la viabilidad económica de la generación de energía a partir del biometano en granjas de cerdos y pollos; (viii) evaluar analizar la viabilidad económica de condominios agrupaciones de bioenergía, considerando el transporte de los residuos a través de tuberías o camiones y el transporte de biometano por gasoducto. Los resultados mostraron que: (i) la codigestión ayuda a aumentar la producción de biometano; (ii) el biofertilizante contribuye a la viabilidad económica de los escenarios simulados; (iii) el potencial de la energía generada a partir de biometano puede satisfacer la demanda de energía para la producción de cerdos y pollos en las granjas; (iv) el potencial de la energía generada a partir de biometano puede satisfacer la demanda de energía de la mayoría de los municipios en los que fueran simuladlas agrupaciones os condominios agroenergéticas de productoresía; (v) la inclusión de la electricidad generada a partir de biometano puede evitar la construcción de nuevas pequeñas centrales hidroeléctricas en la región, evitando así impactos ambientales y sociales; (vi) aunque existan ventajas en la codigestión, la gran mayoría de los escenarios simulados no tenía viabilidad económica; y (vii) sin establecer políticas públicas claras y eficaces para promover el uso de residuos agroganaderos para la producción de biometano, el potencial de la energía no se convertirá en capacidad instalada.

Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2016-06-01T14:27:52Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1370595 bytes, checksum: f086bb4ff130a80fbe4c4f6865067cbe (MD5) / Made available in DSpace on 2016-06-01T14:27:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1370595 bytes, checksum: f086bb4ff130a80fbe4c4f6865067cbe (MD5) Previous issue date: 2016-02-17 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Esta pesquisa teve como tema o uso de efluentes da indústria de carnes como meio de cultivo de microalgas para a produção de biomassa que pode ser utilizada para diferentes fins, dentre eles a geração de bioenergia. O primeiro estudo avaliou o cultivo de microalgas em lagoas de alta taxa, com a utilização de efluentes da indústria de carnes, previamente tratados em nível primário e secundário. As distintas condições nutricionais tiveram efeito na produção de biomassa total. O uso de lagoas de alta taxa como tratamento secundário e terciário de efluentes da indústria de carnes propiciou o crescimento de biomassa com eficiente remoção de nutrientes, atendendo a legislação. No entanto, um pós-tratamento terciário, no caso do uso da lagoa de alta taxa como tratamento secundário, seria ainda necessário para o polimento do efluente em termos de remoção de matéria orgânica. O segundo estudo avaliou o cultivo de microalgas em lagoa de alta taxa e em fotobiorreator coluna de bolha, com a utilização de efluente da indústria de carnes, previamente tratado em nível primário. Os diferentes tipos de sistema de cultivo influenciaram na produtividade de biomassa total. O desempenho energético de cada sistema foi avaliado em termos de produtividade específica de biomassa e pela razão energética liquida. A lagoa de alta taxa teve desempenho ligeiramente melhor, principalmente na produção por input energético. A escolha entre um ou outro sistema depende do objetivo de utilização da biomassa. No entanto, quando se fala em utilização de efluentes para o cultivo de microalgas, a opção pela lagoa de alta taxa se faz mais coerente, pelos baixos custos inseridos na operação e manutenção da tecnologia. / This research has been on the use of meat processing industry waste as a means of microalgae cultivation for the production of biomass that can be used for different purposes, including the generation of bioenergy. The first study assessed the cultivation of microalgae in high rate ponds, with the use of meat processing industry effluents, previously treated in primary and secondary level. The different nutritional conditions had effect on total biomass production. High rate ponds use as secondary and tertiary treatment of meat processing industry effluents favored the growth of biomass with efficient removal of nutrients, in accordance with regulations. However, a tertiary post-treatment in the case of the use of the high rate pond as a secondary treatment, would still be necessary to polish the effluent in terms of removal of organic matter. The second study evaluated the cultivation of microalgae in high rate pond and bubble column photobioreactor with the use of the effluent from the meat processing industry, previously treated at primary level. The different cultivation system influenced in total biomass yield. The energy performance of each system was evaluated in terms of specific biomass productivity and net energy ratio. The high rate pond had slightly better performance, particularly in the production per energy input. The choice between one or other system depends on the purpose of use of biomass. However, when it comes to using wastewater for cultivation of microalgae, the choice of high rate pond becomes more consistent, since it has lower operational and maintenance costs.

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2016-06-08T09:15:01Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 4105598 bytes, checksum: dc8c0825f877ae7cd4e5cc11e4050110 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-06-08T09:15:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 4105598 bytes, checksum: dc8c0825f877ae7cd4e5cc11e4050110 (MD5) Previous issue date: 2016-02-15 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais / Essa pesquisa abordou a produção de biomassa em lagoas de alta taxa (LATs) durante o tratamento de esgoto doméstico e o aproveitamento dessa biomassa para a produção de bio-óleo por meio do processo de liquefação hidrotérmica. Avaliou-se a produção de biomassa em diferentes profundidades da LAT e a adioao de CO2. Foram monitoradas LATs de 20, 3O e 4O cm de profundidade, com e sem adição de CO2 e uma sétima LAT com 4O cm de profundidade com efluente da desinfecção ultravioleta, com o intuito de aferir se esse dispositivo permitia a adooao de maiores profundidades. A biomassa produzida nas LATs foi caracterizada e utilizada no processo de liquefação hidrotérmica. Foram avaliados os efeitos de parametros operacionais, tais como tempo de reação, temperatura e razão biomassa/água. A liquefação hidrotérmica converte toda matéria orgânica presente na biomassa, não apenas lipídeos, e ocorre em meio aquoso. Essas características fazem com que o processo possua grande potencial para o aproveitamento da biomassa gerada em LATs durante o tratamento de efluentes, uma vez que, comumente, a fração lipídica é reduzida e o conteúdo de água é elevado. Os experimentos permitiram observar que a assimilação de CO2 pelas microalgas nas LATs varia com a profundidade, sendo que esse valor foi de 90%, 72% e 68% para as LATs de 20, 30 e 4O cm, respectivamente. Somado a isso, constatou-se que a redução da demanda de CO2 no meio de cultivo e a pré-desinfecção UV permitem a adoção de profundidades maiores, com produção de biomassa algal em LATs de 4O cm equivalente a LATs de 30 cm, sem comprometer a eficiência do tratamento do efluente. Sobre a liquefação hidrotérmica, a elevação do tempo de reação acima de 15 minutos não propiciou ganhos significativos de rendimentos e a temperatura a partir de 300ºC favoreceu a formação do bio-óleo. O rendimento do bio-óleo nessas condições foi de 25,3% em base seca. Os demais subprodutos apresentaram características que Ihes conferem o potencial para aproveitamento dentro do Ciclo de produção de biomassa e geração de energia, o que é de suma importância para a viabilidade econômica e ambiental do processo. O processo de secagem e o conteúdo de água no interior do reator foram os fatores que mais contribuiram negativamente para o balanço energético do prooesso. No entanto, o mesmo foi positivo em grande parte das condições avaliadas. O estudo esta relacionado as reais necessidades do país no que diz respeito a solução de problemas ambientais e a produção de energia limpa. Concomitantemente, está em consonância com o que vem sendo estudado em nível mundial em termos de biotecnologia de microalgas, e seu amplo leque de utilização. / This research addressed the production of biomass in high rate ponds (HRPs) during domestic sewage treatment and the utilization of this biomass for bio- oil production through hydrothermal liquefaction process. Regarding biomass production, HRP depth and 002 addition were together evaluated. HRPs of 20, 30 and 40 cm of depth, with and without COz addition were monitored, in addition to a seventh HRP with 40 cm depth and ultraviolet disinfected effluent. This last pond had the main objective to test whether this device allows the adoption of greater depths. Biomass produced in HRPs was characterized and used in hydrothermal liquefaction process. Operational parameters were assessed, such as, reaction time, temperature and biomass/water ratio. Hydrothermal liquefaction converts the all the organic matter present in the biomass, not only lipids, and occurs in aqueous medium. Due to these characteristics, the process has a great potential for the utilization of biomass produced in HRPs during wastewater treatment, since it usually has low lipid fraction and high water content. Experiments allowed to observe that 002 assimilation through microalgae in HRPs can vary with depth. 002 assimilation values were 90%, 72% and 68% for HRPs of 20, 30 and 40 cm of depth, respectively. Beside this, was found that the reduction of 002 demand in the growth medium and the pre-UV disinfection allow the adoption of greater depths, with algal biomass production in HRPs of 40 cm depth equivalent to 30 cm HRPs, without compromising the efficiency of wastewater treatment. Regarding hydrothermal liquefaction, time reaction elevation of more than 15 minutes did not contribute to significant gains of yield. Temperatures equal to or higher than 300°C have favored bio-oil formation. Bio-oil yield in these conditions was 25.3% in dry basis. Other products presented characteristics that indicated their potential for utilization within the cycle of biomass production and energy generation, which is very important for the economic and environmental viability of the process. The biomass dewatering process and water content inside the reactor were the main factors that negatively contributed for the energy balance of the process. However, the balance was positive in most of the evaluated conditions. This study is related with real needs of the country regarding environmental problem solving and clean energy production. At the same time, is in accordance with what has been studied worldwide in terms of microalgae biotechnology and its wide range of use.

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2016-06-23T10:26:27Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 4335912 bytes, checksum: 8c41081d54b327dd1753e9a1ccadbea0 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-06-23T10:26:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 4335912 bytes, checksum: 8c41081d54b327dd1753e9a1ccadbea0 (MD5) Previous issue date: 1989-10-19 / Para as condições de Cajamarca, na Serra Norte do Peru, com latitude 7°10'S. longitude 78°30'w e altitude 2600m, foram determinados, por regressão linear, os parâmetros mensais e anuais do modelo Angstrom-Prescott, que quantifica a irradiância solar global (Q) em função da irradiância solar no topo da atmosfera (Qo), e os valores da razão entre o brilho solar medido (n) e a duração do sol acima do horizonte (N). Os resultados da análise de covariância mostram que não existem diferenças significativas entre as regressões mensais,sendo possível o uso do modelo anual. Dentre os parâmetros utilizados no modelo de Angstrom-Prescott para a estimativa da irradiância solar, os determinados por Glover e McCulloch, em 1958. são tão precisos quanto os desenvolvidos no presente trabalho, sendo que os desenvolvidos por Penman, Prescott e Bennet apresentam os maiores erros de estimativa em comparação com os valores medidos com o piranômetro. A partir dos dados da evaporação no evaporimetro de Piche, da velocidade do vento e do défcit da pressão de saturação de vapor d'água, foi desenvolvido um modelo similar ao apresentado por Penman (1956), para a estimativa do poder evaporante da atmosfera, cujos valores apresentam di{erenças significativas a 1% de probabilidade. sendo menores os valores do modelo original. 0s resultados anteriormente mencionados foram introduzidos no modelo de Penman para a estimativa da ETp, cujos resultados para os dados de 1981, segundo o teste t, apresentam diferenças significativas a 1% de probabilidade. 0 modelo original subestima a ETp, em virtude. basicamente, do erro na estimativa do balanco de radiação. / Dissertação antiga, resumo somente em português

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2016-06-29T15:14:14Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 612093 bytes, checksum: ab1fd9099d493ae4e5417ce2266959d7 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-06-29T15:14:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 612093 bytes, checksum: ab1fd9099d493ae4e5417ce2266959d7 (MD5) Previous issue date: 2016-02-17 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / O presente estudo teve como objetivo avaliar o potencial energético da biomassa algal produzida em lagoas de alta taxa para a produção de biocombustíveis sólidos. Assim, foram avaliadas diferentes biomassas algais para a produção de energia, todas cultivadas como subproduto do tratamento de efluentes em lagoas de alta taxa (LATs), a saber: i) Biomassa produzida em efluente doméstico e coletada diretamente da LAT (L) ii) Biomassa produzida em efluente doméstico em sistema misto lagoa-painéis e coletada dos painéis (P) e iii) biomassa proveniente do tratamento de efluente da indústria de beneficiamento de carnes e coletada diretamente da LAT (I). As três biomassas foram caracterizadas quanto a sua composição química elementar (CHNOS), matérias voláteis, carbono fixo, teor de cinzas, poder calorífico superior, inferior e útil, análise de macro, micronutrientes e metais pesados, densidade a granel, densidade energética e análise termogravimétrica. Posteriormente, foram produzidos briquetes a partir da mistura das biomassas algais com epicarpo do fruto de pinhão manso em diferentes proporções e foram determinadas e avaliadas as propriedades físicas, químicas e mecânicas dos briquetes. Pode-se concluir que biomassa algal I mostrou-se como a melhor alternativa para geração de energia térmica, pois apresentou maior massa residual orgânica na análise termogravimétrica (TGA) e também devido ao seu maior teor de carbono e hidrogênio e ao seu alto poder calorífico e densidade energética. As biomassas L e P, em contrapartida, apresentaram características desfavoráveis à utilização energética principalmente devido ao baixo poder calorífico e alto teor de cinzas. A adição da biomassa algal na composição briquetes, em geral, diminuiu a higroscopicidade e o teor de carbono fixo, e por outro lado aumentou a densidade aparente, o teor de cinzas e a densidade energética. A produção de briquetes compostos por biomassa algal e epicarpo do fruto de pinhão manso em escala laboratorial mostrou-se tecnicamente viável devido principalmente a alta densidade energética obtida em todos os tratamentos. Dessa forma, a biomassa algal I, na proporção de 50%, apresentou-se como a melhor matéria prima para produção de briquetes por promoverem o aumento do poder calorífico, teor de materiais voláteis, densidade aparente, densidade energética e por apresentar menores teores de cinzas comparados aos briquetes compostos pelas biomassas L e P. / The objective of this study is to assess the energy potential of algal biomass for solid biofuels production. Thus, were evaluated different algal biomass for energy production, all of them were cultured as a byproduct of the effluent treatment in the high rate algal ponds (HRAPs). They are: i) produced biomass in domestic wastewater and collected directly from HRAP (L) ii) Biomass produced in domestic wastewater on a mixed pond-panel system and collected from the panels (P) and iii) biomass from treatment of industrial effluent and collected directly from the HRAP (I). At first, the three biomass were characterized by chemical composition (CHNOS), volatile matter, fixed carbon, ash content, higher, lower and net calorific value, macro, micronutrients and heavy metals analysis, bulk density, energy density and TGA. From the analysis of the results it can be concluded that algal biomass I showed up as the best alternative to thermal power generation, as it presented higher organic residual mass in the thermogravimetric analysis (TGA) and also because of its higher carbon content, hydrogen, its high calorific value and energy density. The biomass L and P, however, it showed unfavorable characteristics to energy use mainly due to the low calorific value and high ash content. Subsequently, briquettes were produced from the mixture of algal biomasses with epicarp of Jatropha in different proportions, thus were determined, and evaluated the physical, chemical and mechanical properties of the briquettes. The results showed that the addition of the algal biomass in the briquettes, in general, decreased hygroscopicity and the fixed carbon content, and on the other hand increased bulk density, ash content and energy density. The production of briquettes made up of algal biomass and epicarp of the jatropha fruit on a laboratory scale proved that it is technically feasible mainly due to high energy density obtained in all treatments.

CASTELO BRANCO, P. T. V. Sistema de energia elétrica portátil usando painel fotovoltaico para aplicação em notebooks. 2011. 96 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2012. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2012-10-02T18:56:55Z No. of bitstreams: 1 2011_dis_pdetvcastelobranco.pdf: 7798113 bytes, checksum: bb6bdd2e4f1c2d846f05a28ea6300cba (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2012-10-10T14:43:18Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2011_dis_pdetvcastelobranco.pdf: 7798113 bytes, checksum: bb6bdd2e4f1c2d846f05a28ea6300cba (MD5) / Made available in DSpace on 2012-10-10T14:43:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2011_dis_pdetvcastelobranco.pdf: 7798113 bytes, checksum: bb6bdd2e4f1c2d846f05a28ea6300cba (MD5) Previous issue date: 2011-12-02 / This study proposes the development of a portable power supply to feed notebook computers and other electronic equipment using photovoltaic energy. The complete system is composed by two polycrystalline photovoltaic modules of 54W in parallel, a classic boost converter that allows to work the photovoltaic modules in the maximum power point (MPP) and to charge two lead-acid valve regulated batteries (VRLA Valve-Regulated Lead Acid) of 40Ah associates in series to form a bus of 24Vcc, and a boost-flyback converter that has as function to raise the battery bank voltage of 24Vcc to output voltage of 250Vcc. The boost converter uses the algorithm perturb and observe (P&O) to track the maximum power point of the photovoltaic modules. On the other hand, in the boost-flyback converter operates in continuous conduction mode (CCM) using peak current mode control technique to regulate the output voltage. To verify the feasibility of the two stage power supply, was developed a prototype with first stage of 120W output power, and the second stage of 200W output power. / Este trabalho propõe o desenvolvimento de uma fonte de alimentação portátil para notebooks e outros equipamentos eletrônicos usando energia fotovoltaica. O sistema completo é composto por dois módulos fotovoltaicos poli-cristalinos de 54W conectados em paralelo; um conversor boost clássico usado para controlar a carga das baterias de chumbo-ácido reguladas a válvula (VRLA-Valve Regulated Lead Acid) de 40 Ah associadas em série formando um barramento de 24Vcc e um conversor boost-flyback que tem a função de elevar a tensão do banco de baterias de 24Vcc a uma tensão de saída de 250Vcc. O conversor boost utiliza o algoritmo perturba e observa (P&O) para conseguir o ponto de máxima potência dos módulos fotovoltaicos. Por outro lado, no conversor boost-flyback que opera em modo de condução contínua (MCC) é usada a técnica de controle por corrente de pico. Para verificar o princípio de funcionamento da fonte de alimentação de dois estágios, o primeiro estágio foi desenvolvido com potência de saída de 120W e o segundo estágio com potência de saída de 200W.

CARVALHO, Francisco Ivanhoel Aguiar de. Uma avaliação de viabilidade financeira no uso da energia solar fotovoltaica apoiada pela resolução ANEEL 482/2012 sobre geração distribuída no setor elétrico do Brasil. 2014. 109 f. Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Ceará, Faculdade de Economia, Administração, Atuária e Contabilidade, Mestrado Profissional em Administração e Controladoria, Fortaleza-CE, 2014. / Submitted by Dioneide Barros (dioneidebarros@gmail.com) on 2016-03-21T16:25:05Z No. of bitstreams: 1 2014_dis_fiacarvalho.pdf: 1889508 bytes, checksum: d32837337b49aa89316b1c78c8f8918d (MD5) / Approved for entry into archive by Dioneide Barros(dioneidebarros@gmail.com) on 2016-03-22T14:49:27Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_dis_fiacarvalho.pdf: 1889508 bytes, checksum: d32837337b49aa89316b1c78c8f8918d (MD5) / Made available in DSpace on 2016-03-22T14:49:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_dis_fiacarvalho.pdf: 1889508 bytes, checksum: d32837337b49aa89316b1c78c8f8918d (MD5) Previous issue date: 2014 / This dissertation is to examine, through an economic analysis the impacts of the implementation of ANEEL Resolution 482/2012 laying down the general conditions for the access of micro and minigeneration conferred to the distribution systems of electric power from the method of energy compensation. As a way to evaluate the economic feasibility for implementation of the methodology in the Brazilian electric sector, the survey was conducted on Photovoltaic Systems Connected to the Network - SFCR by building two scenarios: (i) proposal for self-sufficiency in photovoltaic generation, paying availability cost of distribution and taxes due and (ii) where the aim is to use photovoltaic in order to cancel the "sun time" in alternative generation, also paying costs availability and taxes. A model KD140SX-UPU panel was used, for their benefit cost and compatible with lifetime-researched bibliography. Also was used to rate the residential consumer B1 approved by ANEEL for COELCE through the approving resolution 1.711/2014, which is 0.35922 R$ / kWh plus taxes. The results of the economic analysis for the consumer proved attractive only for scenario (ii) because the internal rate of return was higher than the hurdle rate and the average payback time was calculated between 7 and 10 years. About the impact of the power utility, the results indicated that the adhesion of potential customers, probably the last consumption range (greater than 220 kWh) could lead to economic effects in Net Operating Revenue, which may be the subject of future research, but that the grid would be affected positively, since the decentralized load would bring a loss reduction, stability of supply voltage and, in some circumstances, delay of future investments. Furthermore, it is noted that the price impact could reflect positively to the captive consumers, since the excess energy injected into the network, provide a better study of the planning area of engineering companies, better sizing electrical equipment and enabling best use of these assets, optimizing their lifetime and contributing to the low tariffs. / A presente dissertação analisa a viabilidade financeira de implantação de projetos de geração de energia fotovoltaica na perspectiva do consumidor. Através da Resolução Normativa ANEEL 482/2012, que estabelece as condições gerais para o acesso de microgeração e minigeração conferidas aos sistemas de distribuição de energia elétrica por meio do método de compensação do referido produto energético. Para tanto, a pesquisa foi realizada sobre os Sistemas Fotovoltaicos Conectados à Rede – SFCR, através da construção de dois cenários: (i) proposta de auto-suficiência em geração fotovoltaica, pagando o custo de disponibilidade da distribuidora e os impostos devidos e (ii) onde o intuito é utilizar a energia fotovoltaica de forma a anular o “horário de sol” na geração alternativa, também arcando com custos de disponibilidade e impostos devidos. As simulações utilizaram o painel KD140SX-UPU, por seu custo benefício e vida útil, tomando por base a tarifa do consumidor residencial B1 homologada pela ANEEL para a COELCE através da Resolução Homologatória 1.711/2014, que é de 0,35922 R$/kWh. O resultado da análise econômica para o consumidor mostrou-se atrativa apenas no cenário (ii) uma vez que a Taxa Interna de Retorno foi maior que a Taxa Mínima de Atratividade e o tempo médio de Payback calculado de 9,92 anos. Acerca de efeitos para a concessionária de energia, as discussões indicaram que a adesão de potenciais consumidores, provavelmente da ultima faixa de consumo (maior que 220 kWh) poderia ocasionar impactos econômicos na Receita Operacional Liquida, o que pode ser objeto de pesquisas futuras, mas que a rede elétrica seria afetada de forma positiva, uma vez que a carga descentralizada traria uma redução de perdas, estabilidade de tensão de fornecimento e a possibilidade de postergação dos investimentos na ampliação da rede de distribuição. A pesquisa conclui que a implementação plena da Resolução ANEEL 482/2012 torna-se viável com modificações regulatórias, regras claras no aspecto técnico, maior participação governamental na concessão de incentivos financeiros e em linhas especiais de financiamento. Por estas implementações, benefícios tarifários poderiam refletir de forma positiva para o consumidor cativo, uma vez a energia excedente injetada na rede, acarretaria um melhor planejamento de engenharia das empresas, dimensionando melhor os equipamentos elétricos, otimizando, assim, os índices de aproveitamento destes bens, aumentando sua vida útil e contribuindo para a modicidade tarifária.

COURAS, D. J. N. P . Desenvolvimento teórico-experimental de um modelo de turbina Tesla aplicado à geração descentralizada por fontes renováveis. 2009. 145 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2009. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2016-03-21T14:46:03Z No. of bitstreams: 1 2009_dis_djnpcouras.PDF: 6591712 bytes, checksum: 1a3c8a2bb42dab2c8e0fd0aedc803908 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2016-03-31T16:06:33Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2009_dis_djnpcouras.PDF: 6591712 bytes, checksum: 1a3c8a2bb42dab2c8e0fd0aedc803908 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-03-31T16:06:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2009_dis_djnpcouras.PDF: 6591712 bytes, checksum: 1a3c8a2bb42dab2c8e0fd0aedc803908 (MD5) Previous issue date: 2009-08-31 / The current master’s dissertation treats the experimental and theoretical development of a new model of Tesla turbine, also known as disk turbine, in which the research focus was to study this propulsion device viewing its application in distributed energy generation systems from biomass renewable resources. A turbine’s prototype was developed, in laboratory scale, to determine the design parameters through the theoretical and experimental studies in order to interpret the phenomena present in the internal processes of this kind of flux machine. The research was directed toward the effect analysis of the gap between disks on the torque and the power, as a function of the flow’s fluidynamic boundary layer, correlating the flow velocity regimes with the working fluid properties. A methodology for isentropic and exergetic efficiency calculation is taken from experimental data and theoretical analyses through simulation (supported by the software ANSYS-CFX), which determines the pressure distribution profile inside the expansion chamber, characterizing flow lines and pressure gradients. Complementarily, a modal analysis of turbine’s vibration signals is performed, studying the dynamic behavior of the structure with the purposes of detecting the natural frequencies and investigating the influence of the disk’s gap on the vibration level of this device. This study points out the robustness and the operational versatility of this kind of turbine by the fact of it allows a wide rotation range and by its easy adaptation to commercial generators, suggesting its application into generation and co-generation systems for the rural area as well as for the industry. / A presente dissertação de mestrado trata do desenvolvimento teórico-experimental de um novo modelo da Turbina Tesla, também conhecida como turbina de discos, em que o foco da pesquisa foi estudar esse dispositivo de propulsão visando sua aplicação em sistemas de geração de energia distribuída a partir de fontes renováveis de biomassa. Um protótipo da turbina foi desenvolvido, em escala de laboratório, para determinar os parâmetros de projeto através de estudos teórico e experimental, a fim de interpretar os fenômenos presentes nos processos internos desse tipo de máquina de fluxo. A pesquisa foi direcionada à análise dos efeitos do espaçamento entre discos sobre o torque e a potência, como uma função da camada limite fluidodinâmica do escoamento, correlacionando os regimes de velocidades de escoamento às propriedades do fluido de trabalho. A metodologia para cálculo das eficiências isentrópicas e exergéticas é estabelecida a partir de dados experimentais e da análise teórica por simulação (apoiada pelo software ANSYS-CFX), a qual determina o perfil de distribuição de pressão dentro da câmara de expansão, caracterizando as linhas de escoamento e os gradientes de pressão. Complementarmente, uma análise modal dos sinais de vibração da turbina foi realizada, estudando o comportamento dinâmico da estrutura com o propósito de detectar as freqüências naturais e investigando a influência do espaçamento dos discos sobre o nível de vibraçãodesse dispositivo. Este estudo aponta a robustez e a versatilidade operacional desse tipo de turbina, pelo fato dela admitir ampla faixa de rotação e por sua fácil adaptação a geradores comerciais, sugerindo sua aplicação em sistemas de geração e co-geração tanto para o meio rural como para a indústria.

LOPES, Amanda Fonseca. Síntese e caracterização de novos corantes sensibilizadores de células solares. 2015. 65 f. Dissertação (mestrado em química)- Universidade Federal do Ceará, Fortaleza-CE, 2015. / Submitted by Elineudson Ribeiro (elineudsonr@gmail.com) on 2016-04-05T17:32:45Z No. of bitstreams: 1 2016_dis_aflopes.pdf: 3049113 bytes, checksum: 4f1bb8151ac04167916f89fc4b6968fa (MD5) / Approved for entry into archive by José Jairo Viana de Sousa (jairo@ufc.br) on 2016-05-20T18:16:49Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_dis_aflopes.pdf: 3049113 bytes, checksum: 4f1bb8151ac04167916f89fc4b6968fa (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-20T18:16:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_dis_aflopes.pdf: 3049113 bytes, checksum: 4f1bb8151ac04167916f89fc4b6968fa (MD5) Previous issue date: 2015 / Increasing global energy demand has driven the development of renewable alternative energy sources, such as Dye sensitizers Solar Cells (DSSCs). In an attempt to contribute to this purpose, four new bipyridine ruthenium complexes containing substituted quinonoides ligands were synthesized and characterized for use as efficient dyes in DSSCs. The complexes were purified by using chromatographic techniques and characterized by the use of spectroscopic techniques. Experimental data obtained by UV-vis were compared with those from density functional theory (DFT) studies. The UV-vis spectra of these compounds showed bands at about 524 nm ascribed to MLCT transitions. Time-dependent DFT is in good agreement with experimental fit. The FT-IR showed the presence of characteristic bands quinonoid and bipyridine ligands. 1H NMR spectra exhibited the signals of quinonoid ligands as well as the expected correlations in each case by COSY. The mass spectra of compounds NN-bqdi-Br and NN-bqdi -COOH exhibited fragments that confirm the presence of their respective quinonoid moiety. The results show that the NN-bqdi-complex (CH3)2, NN-bqdi-COOH, Nn-bqdi-Br and NN-bqdi-(Cl)2 were obtained and with future perspectives to study the performance of these compounds such a dye for DSSCs. / O aumento da demanda energética mundial têm impulsionado o desenvolvimento de fontes alternativas de energia renováveis, como as células solares sensibilizadas por corantes (DSSCs). Na tentativa de contribuir para esse propósito, quatro novos complexos bipiridínicos de rutênio, contendo ligantes quinonóides substituídos foram sintetizados e caracterizados para utilização como corantes sensibilizadores eficientes em DSSCs. Os complexos foram purificados por meio do uso de técnicas cromatográficas e caracterizados por meio do uso de técnicas espectroscópicas. Os resultados de UV-vis obtidos experimentalmente foram comparados com os obtidos a partir de estudos de DFT. Os espectros de UV-vis dos compostos apresentaram bandas em aproximadamente 524 nm, atribuídas a transições do tipo MLCT. A investigação teórica dos complexos sintetizados neste trabalho confirma que as bandas observadas nos espectros de UV-vis dos compostos são similares às observadas experimentalmente, sugerindo que as bases utilizadas nos cálculos de DFT são capazes de descrever o perfil eletrônico dos complexos. Os espectros vibracionais na região do infravermelho exibiram bandas características da presença de ligantes bipiridínicos e quinonóides. Os espectros de RMN de 1H e COSY exibiram os sinais indicativos da presença dos ligantes quinonóides substituídos, bem como as correlações esperadas em cada caso. Os espectros de massa dos compostos NN-bqdi-Br e NN-bqdi-COOH exibiram fragmentos que confirmam a presença dos respectivos ligantes quinonóides nestes complexos. Os resultados obtidos evidenciam que os complexos NN-bqdi-(CH3)2, NN-bqdi-COOH, NN-bqdi-Br e NN-bqdi-(Cl)2 foram obtidos e como perspectivas futuras, pretende-se estudar a performance destes compostos como corantes sensibilizadores em DSSCs.