Orientador: Prof. Dr. Andreas Friedrich Grauer / Coorientadores: Profª Drª karen Juliana do Amaral e Prof. Dr. Gustavo Rafael Collere Possetti / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Mestrado Profissional em Meio Ambiente Urbano e Industrial, em parceria com o Serviço Nacional de Aprendizagem Industrial e a Universität Stuttgart. Defesa: Curitiba, 25/11/2016 / Inclui referências / Resumo: Os sistemas anaeróbios de tratamento de esgotos possibilitam o abatimento da carga orgânica, gerando subprodutos sólidos e gasosos que são fontes de energia renováveis. No entanto, no Brasil, esses subprodutos normalmente são considerados apenas como passivos ambientais, sendo seu aproveitamento energético pouco explorado. Neste trabalho avaliou-se o potencial de aproveitamento energético dos subprodutos de uma estação de tratamento anaeróbia de esgotos (ETE) de médio porte por meio da análise de fluxos de materiais (AFM) e de energia (AFE), que foram construídos com base nos dados operacionais coletados ao longo dos anos de 2014 e 2015. Identificou-se que a etapa de tratamento com maior potencial energético é o tratamento anaeróbio, sendo o biogás responsável por mais de 75% deste potencial. As lagoas aeradas e de decantação é a etapa de tratamento com o maior consumo de energia elétrica, responsável por mais de 70% da demanda da ETE. A partir das informações obtidas por meio da AFM e AFE foram calculados indicadores específicos de materiais e de energia, que foram comparados com dados reportados na literatura. Os mesmos dados foram utilizados para avaliação dos seguintes cenários: 1 - geração de eletricidade a partir do biogás, 2 - cogeração a partir do biogás, 3 - secagem térmica do lodo a partir do biogás, 4 - secagem térmica do lodo e da escuma a partir do biogás, 5 - secagem térmica do lodo e da escuma a partir da combustão do lodo, escuma e biogás, 6 - secagem térmica do lodo e da escuma a partir da energia térmica do lodo, biogás e escuma e geração de energia elétrica a partir do biogás. Os cenários propostos foram avaliados quanto às suas potencialidades energéticas e custos evitados. Dentre os benefícios identificados na avaliação dos diferentes cenários, destaca-se o potencial de geração de energia elétrica da ordem de 1.600 MWhe, redução dos volumes de lodo e escuma chegando a 90%, e custos evitados que chegariam a R$ 1.184.446,79 em 2015. Palavras-chave: Biogás. Lodo. Escuma. Reatores anaeróbios / Abstract: Anaerobic wastewater treatment systems enable the reduction of the organic load present in wastewater, generating solid and gaseous byproducts which are renewable energy sources. However, in Brazil, these byproducts normally are considered only as environmental liabilities, being your energy use poorly explored. In this work the energetic potential of byproducts generated in a medium size wastewater treatment plant (ETE) were evaluated by the materials (AFM) and energy flow analysis (AFE) that were built based on operational data collected over the years 2014 and 2015. It was identified that the treatment step which offers the highest energetic potential was the anaerobic treatment and the biogas responsible for more than 75% of energetic potential. The aerated lagoon and decantation is the treatment step with the highest energetic consumption from ETE, responsible for more than 70% of ETE demand. Based on information obtained from AFM and AFE, specific indicators of material and energy were calculated and compared to data reported in the literature. The same data obtained were used for evaluated the following scenarios: 1 - generation of electricity from biogas, 2 - cogeneration from biogas, 3 - sludge drying from biogas thermal energy, 4 - sludge and scum thermal drying from biogas energy, 5 - sludge and scum thermal drying from the sludge, scum and biogas combustion, 6 - sludge and scum thermal drying from the sludge, scum and biogas combustion and electricity generation from biogas. The proposed scenarios were evaluated about energetic potentials and avoided costs. Among the identified benefits in the evaluation of different scenarios, stands out the potential of electricity generation about 1.600 MWhe, reduction of sludge and scum volume reaching until 90% and avoided costs which would reach R$ 1.184.446,79, in 2015. Key-words: Biogas. Sludge. Scum. Anaerobic Reactors

Orientadora : Profª. Drª. Adriana Sbicca Fernandes / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciencias Sociais Aplicadas, Programa de Pós-Graduação em Desenvolvimento Ecônomico. Defesa : Curitiba, 26/04/2016 / Inclui referências : f. 90-95 / Resumo: O segmento de geração de energia elétrica no Brasil sempre foicaracterizado pela exploração do potencial hidroelétrico do país. No entanto, o sdados da geração demonstram uma queda gradativa da participação da hidroeletricidade na matriz de energia elétrica brasileira, principalmente porque a exploração do potencial hídrico remanescente implica em impactos ambientais locais irreversíveis à região Amazônica. Diante dos indícios de uma mudança no modelo e padrão de geração de energia elétrica no país, o objetivo geral da pesquisa foi analisar o segmento de geração de energia elétrica brasileiro, identificando as principais barreiras ao estabelecimento de um novo paradigma tecnológico, mais a dequado aos princípios de sustentabilidade econômico-ambiental. Ou seja, baseado no uso de fontes de energias alternativas renováveis. A análise foi baseadana teoria de paradigma tecnológico e trajetória tecnológica e em dados secundáriosdo setor elétrico brasileiro. Os objetivos específicos da pesquisa foram: apresentar aevolução do paradigma tecnológico hidroelétrico no Brasil, com destaque para as dificuldades enfrentadas pela trajetória tecnológica hidroelétrica; analisar um possível processo de mudança de paradigma tecnológico no segmento de geraçãode energia elétrica brasileiro; identificar as principais barreiras ao aumento da participação da bioeletricidade da biomassa residual da cana-de-açúcar na matriz de energia elétrica brasileira. Por meio da pesquisa foi possível constatar que, por voltada década de 1990, se iniciou um processo gradativo de esgotamento do paradigma tecnológico hidroelétrico no Brasil, que levou ao aumento do consumo de outras fontes de energia elétrica, alterando o padrão e modelo de geração. Apesar dessa mudança, ainda não é possível determinar qual o novo paradigma tecnológico dosegmento de geração de energia elétrica brasileiro. As barreiras à bioeletricidade, apresentadas na pesquisa, demonstram algumas medidas e políticas públicas que precisam ser criadas para incentivar as fontes de energia renováveis alternativas epara incentivar a indução de um novo paradigma tecnológico sustentável, do pontode vista econômico e ambiental. Palavras-chave: Paradigma. Hidroeletricidade. Energias Renováveis. Biomassa. Bioeletricidade. Cana-de-açúcar. / Abstract: The power generation sector in Brazil has always been characterized by the exploitation of the hydroelectric potential of the country. However, generation of data show a gradual drop in the share of hydroelectricity in the Brazilian energy matrix, mainly because the exploitation of the remaining hydro potential implies irreversible local environmental impacts on the Amazon region. Faced with the evidence of a change in the model and pattern of electricity generation in the country, the overall objective of the research was to analyze the Brazilian electricity generation segment, identifying the main barriers to the establishment of a new technological paradigm, more suitable to the principles economic and environmental sustainability. That is, based on the use of renewable alternative energy sources. The analysis was based on the technological paradigm theory and technological trajectory and secondary data from the Brazilian electric sector. The specific objectives of the research were: to present the evolution of the technological paradigm hydropower in Brazil, highlighting the difficulties faced by hydroelectric technological trajectory; analyze a possible process of changing technological paradigm in the Brazilian electric power generation segment; identify the main barriers to increased participation of bioelectricity residual biomass sugarcane in the Brazilian energy matrix. Through research it was established that by the 1990s, began a gradual process of exhaustion of technological paradigm hydropower in Brazil, which led to increased use of other sources of electricity, changing the default and generation model . Despite this change, it is still not possible to determine which new technological paradigm in the Brazilian electric power generation segment. Barriers to bioelectricity, presented research demonstrate some measures and policies that need to be created to encourage alternative renewable energy sources and to encourage the induction of a new sustainable paradigm technological, economic and environmental point of view. Keywords: Paradigm. Hydroelectricity. Renewable energy. Biomass. Bioelectricity. Sugar cane.

Orientador : Prof. Drª. Thelma Solange Piazza Fernandes / Coorientador : Prof. Dr. Marcelo Bessa / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. Defesa: Curitiba, 18/03/2016 / Inclui referências : f. 111-114 / Área de concentração: Sistemas energia / Resumo: O uso da fonte de geração de energia eólica tem sido incentivado pelos agentes dosetor elétrico e se disseminando no Brasil, pois os grandes potenciais hidrelétricos estãodiminuindo levando à diversificação da matriz energética, através da formação de umconjunto diversificado de geração com forte predominância hidrelétrica, térmicas e renováveiscomo eólica, solar, biomassa e etc. Assim, é preciso incorporar nos estudos de planejamentoda operação hidrotérmica também o planejamento da operação de fonte de geração eólica afim de bem utilizar as vantagens de cada tipo de geração. Tendo em vista esta tendência, estetrabalho objetiva analisar a influência de se incorporar a geração eólica, levando emconsideração sua sazonalidade, a um problema de despacho de energia elétrica via AlgoritmosGenéticos onde as restrições elétricas são incluídas através de um Fluxo de Potência Ótimolinear que é resolvido mês a mês ao longo do período de 1 ano de planejamento. O métodoproposto foi testado em um sistema de 34 barras. Foram propostas diversas formas parainserir a geração eólica ao longo de patamares de carga. A representação que modela períodosde carga pesada, média e leve com ou sem geração eólica, operando a plena carga, é arepresentação que se mostrou mais adequada para esse sistema teste, pois é a que identificoulinhas de transmissão com capacidade de transmissão máxima atingidas, mostrou também overtimento de unidades hidráulicos sendo influenciados pela inserção da geração de fonteeólica, sendo portanto, a mais representativa.Palavras-chave: Planejamento da operação. Despacho eólio hidrotérmico.Algoritmos Genéticos. / Abstract: The use of wind power generation source has been encouraged by the agents of the electricity sector and is spreading in Brazil, as the great hydroelectric potential is decreasing leading to the diversification of energy sources, creating a diverse set of generation with strong hydroelectric presence, thermal and renewable predominance such as wind, solar, biomass, etc. Thus, it is necessary to incorporate the studies of hydrothermal operational plan to the wind power source operational plan, in order to take advantage of each type of generation. Aiming to contribute to this field, this paper seeks to analyze the influence of incorporating wind generation, taking into account its seasonality, to a dispatch problem of electricity via Genetic Algorithms where electrical restrictions are included through an linear Optimal Power Flow that it is solved by month over the period of 1 year plan. The proposed method was tested on a 34-bar system. It was proposed several ways to introduce the wind power over load steps. The heavy, medium and light load representation of periods are modeled, with or without wind power, and operating at full capacity; this representation was more appropriate for this test system. This was the only representation that identified transmission lines with maximum transmission capacity and also showed spillage of hydraulic units being influenced by insertion of wind power generation, and thus being the most representative model. Keywords: Operation Power Planning. Hydro thermal wind dispatch. Genetic Algorithm.

Made available in DSpace on 2015-07-13T12:10:16Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2015-02-27. Added 1 bitstream(s) on 2015-07-13T12:25:31Z : No. of bitstreams: 1 000836695.pdf: 1571978 bytes, checksum: 4e307c80099ecf2308070178e4aa39ab (MD5) / Atualmente, a busca por novas fontes de energias renováveis tem sido o motivo de pesquisas e investimentos, sendo que a possibilidade de exploração da energia dos oceanos pode ser uma interessante alternativa. Um desses processos é baseado na extração da energia térmica solar acumulada na superfície dos oceanos. Parte dessa energia pode ser transformada em eletricidade e em vários outros subprodutos por meio de um processo conhecido como Conversão da Energia Térmica dos Oceanos (OTEC), que utiliza a água fria obtida a partir de uma profundidade de 1.000 m. As usinas OTEC podem operar em sistemas térmicos aberto, fechado ou híbrido, sendo que, para operar de forma adequada, o local de instalação da usina OTEC deve ter águas com temperatura média da superfície maior que 24 °C. O Brasil possui várias regiões que atendem esta condição sendo, portanto, um dos países com boa capacidade de instalação de usina OTEC para ajudar a suprir sua demanda energética. Este trabalho apresenta o estudo de viabilidade termodinâmica, termoeconômica e econômica de instalação de uma usina OTEC no Brasil por meio de simulações numéricas de seis casos de ciclos fechados, sendo cinco deles com um estágio (três com coletores solares e dois sem); e um caso com dois estágios, sem coletor solar. Os resultados mostraram que a planta com dois estágios não se mostrou viável. No entanto, observou-se que uma usina com ciclo fechado, com um estágio, é capaz de produzir de 13 a 19 MW, dependendo do caso, com custo entre R$ 0,55 (com coletor) e R$ 0,65 (sem coletor) por kW. Esse valor é inferior ao custo da energia produzida por motores estacionários a Diesel, de modo que essa tecnologia pode ser uma alternativa viável e sustentável para substituição dessa forma de geração de eletricidade no nordeste do Brasil, sendo também capaz de produzir água dessalinizada e sal / The search for new sources of clean renewable energy has been the subject of current research and investment, and the possible exploration of oceanic processes may be an interesting alternative. One of these processes is based on extraction of the solar thermal energy accumulated in the ocean upper layer. A fraction of this energy can be converted into electricity and various byproducts by means of a conversion process known simply as Ocean Thermal Energy Conversion (OTEC), which uses the cold water gotten from a depth of 1,000 m. OTEC plants operate in three distinct thermal cycles: open, closed and hybrid. To operate in an adequate form, the local of installation of an OTEC plant must have the sea's average surface temperature greater than 24 oC. Brazil has several offshore regions with these conditions, being one of the countries with good capacity to install OTEC plants to help to supply the electrical and energy demands. This work presents the study of thermodymanic, thermoeconomic and economic feasibility to install an OTEC plant in Brazil through numerical simulation of six cases of closed thermal cycles of an OTEC plant, being five of them with one stage (three with and two without solar boosters); one case with two stages and none solar booster. The results have shown that the two-stage plant has not been feseable. However, the one-stage closed cycle plants are able to produce between 13 to 19 MW, depending on the case considered, with cost between R$ 0,55 (with solar booster) and R$ 0,65 (without solar booster) per kW. These values is lower than the energy cost produced by Diesel stationary engines, so that this technology may be a feseable and sustainable alternative to replace this kind of power generation in Brazilian Northeast region, being able to produce fresh water and salt too

Made available in DSpace on 2014-12-02T11:16:41Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-02-14Bitstream added on 2014-12-02T11:21:00Z : No. of bitstreams: 1 000752686.pdf: 1677927 bytes, checksum: 39259b0bc7b91b06d1866f18b7b5f124 (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Atualmente existe uma grande demanda no desenvolvimento de novas fontes de energia. Uma das possíveis alternativas para produção de energia são as células solares e, dentre estas, as células solares orgânicas. Estas ainda apresentam baixa eficiência na conversão de energia, por isso um grande número de pesquisas vem sendo realizadas com o intuito de melhorar suas características. No presente trabalho estudamos os componentes aceitadores de elétrons, utilizados na camada ativa das células solares orgânicas, especificamente aqueles formados por C60 e seu derivados, que têm sido amplamente estudados, devido ao seu bom desempenho. Estes estudos visam principalmente ajustar os níveis eletrônicos, assim possibilitando o aumento da tensão de circuito aberto e, por sua vez, aumentando a eficiência de conversão de energia. Nesse trabalho propõe-se uma metodologia que apresenta bons resultados na representação das propriedades estruturais e eletrônicas dos sistemas aqui estudados. Esta metodologia utiliza níveis de teoria semi-empíricos e ab initio. Também foram investigados métodos para correlacionar as propriedades eletrônicas dos materiais estudados com a tensão de circuito aberto, já que esta tensão está diretamente relacionada à eficiência das células solares orgânicas. Através deste trabalho encontramos um método capaz de simular a tensão de circuito aberto com desvio médio de 13%. Por fim, investigamos possíveis substituições químicas em derivados de C60. A partir desse estudo, notamos padrões de comportamentos nos níveis eletrônicos ocasionados de acordo com o tipo de substituinte / Today, there is a great demand in the development of new energy resources. One of the possible alternatives for energy production are solar cells and, among them, organic solar cells. They still have low efficiency in energy conversion, therefore a lot of research has been conducted in order to improve their characteristics. In this work we studied the electron acceptor components, used in the active layer of organic solar cells, specifically those formed by C60 and its derivatives, which have been widely studied because their good charge transport properties. These studies mainly aim at adjusting the electronic levels, thus enabling the increase of the open circuit voltage and increasing the efficiency of energy conversion. In this work we propose a methodology that provides good results in the representation of the structural and electronic properties of the systems hereby studied. This methodology is a mix of semiempirical and ab initio theory levels. We also investigated methods to correlate the electronic properties of materials studied with the open circuit voltage, as this is directly linked to the efficiency of organic solar cells. Through this work we found a method to simulate the open-circuit voltage with a medium deviation of 13%. And finally, we investigate possible chemical substitutions on the C60 derivatives. From this study, we observed patterns in electron levels behavior caused according to the type of the substituent

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Departamento de Engenharia Mecânica, 2013. / Submitted by Jaqueline Ferreira de Souza (jaquefs.braz@gmail.com) on 2013-07-22T17:39:32Z No. of bitstreams: 1 2013_WescleyOliveiraVianaBarbosa.pdf: 4424999 bytes, checksum: 661008b6c33fa7632900bc38df7be773 (MD5) / Approved for entry into archive by Jaqueline Ferreira de Souza(jaquefs.braz@gmail.com) on 2013-07-22T17:39:58Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_WescleyOliveiraVianaBarbosa.pdf: 4424999 bytes, checksum: 661008b6c33fa7632900bc38df7be773 (MD5) / Made available in DSpace on 2013-07-22T17:39:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_WescleyOliveiraVianaBarbosa.pdf: 4424999 bytes, checksum: 661008b6c33fa7632900bc38df7be773 (MD5) / A busca por fontes alternativas de energia cresce cada vez mais no cenário mundial. O conceito de converter energia mecânica em energia elétrica a partir do uso de materiais piezelétricos tem sido estudado por diversos pesquisadores. Estes materiais, quando submetidos a carregamentos mecânicos externos, produzem uma distribuição de cargas elétricas em suas superfícies (efeito piezelétrico direto). Por outro lado, quando são sujeitos a campos elétricos externos, exibem variações em sua forma e dimensões (efeito piezelétrico inverso). Para geração de energia elétrica, basicamente, o material piezelétrico é acoplado à estrutura vibrante e, enquanto a estrutura vibra, o material é deformado, gerando energia elétrica. Neste contexto, o presente trabalho apresenta uma investigação experimental da capacidade de coleta de energia de uma viga piezelétrica de MFC excitada mecanicamente. Esse dispositivo é conceituado como “Power harversting”. O objetivo desta dissertação é investigar o sistema quando submetido a oscilações harmônicas de base em uma faixa de frequência que engloba a primeira frequência de ressonância. Diferentes situações são consideradas com a variação da amplitude e da frequência de excitação da base e das cargas resistivas e reativas que compõem o circuito elétrico que está acoplado à viga. Para cada caso analisado, a tensão elétrica e a potência elétrica geradas, a potência mecânica fornecida e eficiência do dispositivo são avaliadas. Os resultados são discutidos com o propósito de definir o circuito mais apropriado. ______________________________________________________________________________ ABSTRACT / The search for alternative energy sources grows increasingly on the world stage. The concept of converting mechanical energy into electrical energy through the use of piezoelectric materials has been studied by several researchers. These materials, when subjected to external mechanical loads produce a distribution of electrical charges on their surfaces (direct piezoelectric effect). Moreover, when subjected to external electric fields, exhibit variation in its shape and dimensions (inverse piezoelectric effect). For electricity generation, basically the piezoelectric material is attached to the vibrating structure, and while the structure vibrates, the material is deformed, generating electricity. This dissertation presents an experimental investigation of the energy harvesting capacity of a MFC piezoelectric beam mechanically excited. This device is known as a "Power harversting". The aim is to investigate the system when subjected to harmonic base oscillations in a frequency that includes first resonance frequency occurs. Different situations are considered, by varying the base amplitude and resistive and reactive loads that compose an electrical circuit that is coupled to the beam. For each analyzed case, the generated voltage and electrical power, the supplied mechanical power and efficiency of the device are evaluated. The results are discussed in order to further define the circuit more suitable.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2007. / Submitted by Aline Jacob (alinesjacob@hotmail.com) on 2010-01-12T22:29:45Z No. of bitstreams: 1 2007_RenataMaerydeLimaMendonca.pdf: 921021 bytes, checksum: 9f40ab9b990dab4c588481179a067121 (MD5) / Approved for entry into archive by Daniel Ribeiro(daniel@bce.unb.br) on 2010-01-12T23:27:54Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2007_RenataMaerydeLimaMendonca.pdf: 921021 bytes, checksum: 9f40ab9b990dab4c588481179a067121 (MD5) / Made available in DSpace on 2010-01-12T23:27:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2007_RenataMaerydeLimaMendonca.pdf: 921021 bytes, checksum: 9f40ab9b990dab4c588481179a067121 (MD5) Previous issue date: 2007-04-19 / A preocupação com o meio ambiente aliada à necessidade de crescimento econômico incessante torna inadiável o desenvolvimento sustentável: inovações tecnologias e a utilização cada vez maior de energia renovável, substituindo principalmente os combustíveis de origem fóssil, que são as maiores fontes de emissão de poluentes causadores do aquecimento global. Uma alternativa é o biodiesel, obtido pela transesterificação de um óleo vegetal com um álcool de cadeia curta. O trabalho realizado avaliou o balanço energético e de dióxido de carbono equivalente na produção e utilização do biodiesel à base de óleo de soja, utilizando o método de Avaliação de Ciclo de Vida (ACV) nesse sistema. A ACV é uma técnica para investigação de um produto, com todas as entradas e saídas pertinentes ao ciclo de vida abordado pelo estudo. Elaborou - se o sistema com auxílio da ferramenta GaBi, incluindo toda a produção agrícola da soja, a transesterificação utilizando etanol da cana de açúcar e a queima em motores diesel, comparando com a utilização de misturas com o óleo diesel e com o diesel puro. Os resultados mostraram que o ciclo de vida da produção e uso de biodiesel é completamente renovável dentro da fronteira analisada para o sistema, proporcionando maior absorção que produção de CO2 equivalente na utilização de 100% de biodiesel com razão de -1,124 ton de CO2 equivalente por cada 1 ton de biodiesel consumido. O óleo diesel apresentou emissão de 3,55 ton / ton de combustível consumido. A energia no ciclo resultou em um balanço equilibrado e consumo de 1,65 MJ por MJ de energia produzido. _______________________________________________________________________________ ABSTRACT / The concern with the allied environment to the necessity of incessant economic growth getting no postpone. The sustainable development: innovations technologies and the use of renewable energy, mainly substituting fossil fuels. They are the biggest source of global warming emissions. An alternative is the biodiesel, gotten for the transesterification to a vegetal oil and a alcohol. The developed work has evaluating the energy and carbon dioxide balance about biodiesel production and use to engines diesel, using the method of Life Cycle Assessment (LCA). LCA is a technique for inquiry of a product, with all the pertinent inputs and outputs to the boarded life cycle for the study. The system was building with the tool GaBi, including all the agricultural production of the soybean, transesterification using ethanol and combustion in engines diesel, comparing with the use of mixtures with the oil diesel and pure diesel. The results had shown biodiesel like completely renewable for this system, the life cycle provide a carbon deficit, greater CO2 equivalent absorption in the production and using 100% of biodiesel, reason of – 1,24 ton of CO2 equivalent for each 1 ton of biodiesel consumed. The diesel oil shows emissions of 3,55 ton/ton of consumed fuel. The energy used in the cycle resulted in a equilibrate rocking to biodiesel and use of 1,65 MJ/MJ produced fuel.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2007. / Submitted by Aline Jacob (alinesjacob@hotmail.com) on 2010-01-19T00:45:51Z No. of bitstreams: 1 2007_RicardodaSilvaRibeiro.pdf: 1904148 bytes, checksum: 2fba1d6073741bbd13658de15c3923c4 (MD5) / Approved for entry into archive by Carolina Campos(carolinacamposmaia@gmail.com) on 2010-01-19T19:10:36Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2007_RicardodaSilvaRibeiro.pdf: 1904148 bytes, checksum: 2fba1d6073741bbd13658de15c3923c4 (MD5) / Made available in DSpace on 2010-01-19T19:10:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2007_RicardodaSilvaRibeiro.pdf: 1904148 bytes, checksum: 2fba1d6073741bbd13658de15c3923c4 (MD5) Previous issue date: 2007-08-07 / Este trabalho tem por objetivo o estudo da gaseificação de biomassa em plantas de leito fixo com tecnologia "downdraft" estratificado. O desempenho de unidades de gaseificação é dependente do tipo de biomassa principalmente no que concerne a composição química, forma, tamanho e teor de umidade. Os níveis de alcatrão e o poder calorífico do gás produzido, por exemplo, são parâmetros importantes que garantem a operação da planta em níveis satisfatórios por períodos de tempo preestabelecidos. Neste estudo, a qualidade energética do gás foi estimada por meio de um conjunto moto gerador e um sistema de dissipação de energia (banco de resistências). As curvas de desempenho do sistema de geração como um todo foi obtida variando-se a carga no motor de combustão interna em regime de rotação constante. Investigou-se, também, o nível de substituição do combustível original (diesel) por gás de biomassa, sem a ocorrência de detonação, através da análise das curvas de pressão dinâmica no cilindro do motor, mantendo níveis satisfatórios nas emissões. _______________________________________________________________________________ ABSTRACT / The main objective of this work was to study biomass gasification in fixed bed plants with downdraft technology. The performance of gasification units depend on the type of the biomass, mainly with respect to chemical composition, shape, size and humidity. The tar levels and the energy content of the producer gas, for example, are important parameters for a reliable plant operation for long periods of time. In this study, the gas efficiency was estimated using a generator set coupled to a dissipation energy system. The performance characteristic of the generation system was obtained by varying the load of the internal combustion engine in constant rotation regime. The substitution level of the original fuel (diesel) by producer gas without detonation was also investigated through the analyses of the dynamic pressure curves in the cylinder engine and keeping satisfactory emissions levels.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Química, Programa de Pós-Graduação em Tecnologias Química e Biológica, 2017. / Submitted by Raquel Almeida (raquel.df13@gmail.com) on 2017-06-22T17:13:49Z No. of bitstreams: 1 2017_AmandaAssunçãoRosa.pdf: 3848579 bytes, checksum: 95d04e76faa19a13a299750deeec8755 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br) on 2017-08-22T17:41:35Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2017_AmandaAssunçãoRosa.pdf: 3848579 bytes, checksum: 95d04e76faa19a13a299750deeec8755 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-22T17:41:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017_AmandaAssunçãoRosa.pdf: 3848579 bytes, checksum: 95d04e76faa19a13a299750deeec8755 (MD5) Previous issue date: 2017-08-22 / Com o aumento da dependência energética bem como da produção agroindustrial e da geração de resíduos, encontrar uma solução ambiental que transforme resíduos agroindustriais em fontes de energia ou em produtos de alto valor agregado torna-se bastante necessário. Baseado nesse contexto, este trabalho teve como objetivo avaliar a conversão termoquímica do engaço de dendê em gás combustível, buscando maximizar a produção dos gases de interesse (CO, H2 e CH4). Por meio das caracterizações da biomassa em estudo (engaço de dendê) e sua comparação com o bagaço de cana e outras biomassas utilizadas para fins energéticos apresentadas na literatura, foi possível perceber que o engaço apresenta propriedades que possibilitam sua utilização para a geração de energia, agregando valor a este resíduo da cadeia produtiva do dendê. Analisando os resultados obtidos para os processos termoquímicos utilizando o engaço como matériaprima e os resultados preliminares para o bagaço, foi possível averiguar a diferença na composição do gás gerado com os diferentes agentes (ar, vapor d'água e N2). Comparando os diferentes agentes, verificou-se uma maior conversão do engaço de dendê nos gases CH4 e H2, (0,05 e 0,04 g de gás/g de biomassa, respectivamente) para os testes realizados com vapor, nos quais também foi observado um alto valor para a relação da massa de biomassa alimentada pela massa de CO produzida (em torno de 0,25 g de CO gerado por grama de engaço). No entanto, as maiores conversões da biomassa in natura para geração de CO foram obtidas nas gaseificações que utilizaram ar como agente gaseificante. Nesses casos foi possível observar uma tendência crescente na formação de CO com o aumento da razão de equivalência (RE), atingindo um máximo de cerca de 0,56 g de CO produzido por grama de engaço consumido para RE = 0,43. Comparando os resultados obtidos nos processos com engaço de dendê e bagaço de cana, foi possível perceber que, em geral, nos processos realizados com engaço de dendê houve maior conversão da biomassa nos gases de interesse (CO, H2 e CH4), com exceção do processo com nitrogênio, cuja maior conversão de CO foi obtida utilizando o bagaço como matéria-prima. / With increasing energy dependence as well as agro-industrial production and waste generation, it is necessary to find an environmental solution to transform agroindustrial residues into an energy source or value-added products. Based on this context, the objective of this study was to evaluate the thermochemical conversion of oil palm empty fruit bunch (OPEFB) to fuel gas, aiming to maximize the production of the gases of interest (CO, H2 and CH4). Through the characterization of the biomass under study (OPEFB) and its comparison with sugarcane bagasse and other biomasses used for energetic purposes presented in the literature, it was possible to perceive that the OPEFB presents properties that allow its use for energy generation, adding value to this residue of the oil palm chain. Analyzing the results obtained for the thermo-chemical processes using the OPEFB as raw material and the preliminary results for the bagasse, it was possible to verify the difference in the composition of the gas generated with the different agents (air, steam and N2). Comparing the different agents, there was a greater conversion of OPEFB to CH4 and H2, (0.05 and 0.04 g of gas/g of biomass, respectively) for the tests carried out with steam, in which a high value was observed for the ratio mass of CO produced by mass biomass fed (around 0.25 g of CO generated per gram of OPEFB). However, the highest conversions of in natura biomass for CO generation were obtained through gasification using air as fluidizing agent. In these cases, it was possible to observe an increasing trend in CO formation with the increase of the equivalence ratio, reaching a maximum of about 0.56 g of CO produced per gram of OPEFB consumed for ER = 0.43. Comparing the results obtained in the processes with OPEFB and sugarcane bagasse, it was possible to observe that, in general, in the processes carried out with OPEFB there was a greater conversion of the biomass to the gases of interest (CO, H2 and CH4), except for the nitrogen process, whose higher conversion of CO was obtained using bagasse as raw material.

Orientador: Jorge de Lucas Junior / Coorientador: David Ferreira Lopes / Banca: Mônica Sarolli Silva de Mendonça Costa / Banca: Maura Seiko Tsutsui Esperancini / Resumo: A tecnologia de biodigestão anaeróbia desperta interesse, por apresentar vantagens como a geração de energia elétrica, a redução da poluição dos recursos hídricos, do solo e do ar, com a produção de biogás e biofertilizante; produtos de elevado valor agregado à atividade agropecuária. Objetivou-se avaliar, tecnicamente e economicamente, o efeito da co-digestão de tubérculos de batata doce, com dejetos de bovinos leiteiros confinados, em relação aos potenciais de produção e qualidade do biogás e do biofertilizante, utilizando-se biodigestores de regime semicontínuo. O experimento foi dividido em duas etapas, ensaio de biodigestão anaeróbia e análise de viabilidade econômica. A primeira etapa teve duração de seis meses avaliando-se a inclusão de diferentes quantidades de batata doce (0%, 20%, 30%, 40%, 50%) em relação ao dejeto. Foram abastecidos 20 biodigestores sendo cinco tratamentos com quatro repetições. Para análise dos dados considerou-se um delineamento inteiramente casualizado, utilizando-se o programa Sigmaplot 12.0 com nível de significância de 5%. Na segunda etapa foram definidos os gastos e as receitas geradas com a implantação de biodigestores para cinco cenários estimados, cada qual, com 200 bovinos leiteiros, sendo os dejetos gerados por esses, co-digeridos com diferentes porcentagens de batata doce (0%, 20%, 30%, 40% e 50%). Por meio das técnicas do fluxo de caixa descontado, Valor Presente Líquido, Taxa Interna de Retorno, Payback descontado e Índice de lucrat... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Anaerobic biodigestion technology is of interest because it presents advantages such as the generation of electric energy, the reduction of pollution of water, soil, and air resources, with the production of biogas and biofertilizer; products of high added value to the livestock activity. The objective of this study was to evaluate, technically and economically, the effect of co-digestion of sweet potato root with confined dairy cattle's waste, in relation to the quantity and quality of the biogas and the quality of the biofertilizer, using biodigesters of semicontinuous regime. The experiment was divided into two stages, anaerobic biodigestion test and economic viability analysis. The first stage lasted six months, evaluating the inclusion of different percentage of sweet potatoes (0%, 20%, 30%, 40%, 50%) in relation to the waste. Twenty biodigesters were supplied of five treatments with four repetitions. For data analysis, a completely randomized design was used, using the Sigmaplot 12.0 program with a significance level of 5%. In the second stage, the outgoing and income generated with the implantation of biodigesters for five scenarios were estimated, each one with 200 dairy cattle, and the wastes generated by them, co-digested with different percentages of sweet potatoes (0%, 20 %, 30%, 40% and 50%). The economic data were analyzed.through the techniques of discounted cash flow, Net Present Value, Internal Rate of Return, Discounted Payback and Profitability Index. The addition of sweet potatoes to biodigesters with bovine milk manures increased linearly the production of biogas and methane as the proportions of sweet potatoes increased. The concentrations of methane were between 63% and 65.5%, characterizing the biogas obtained as good quality. The concentrations of nitrogen found in the biofertilizer increased in proportion to the increase of sweet potato, since the concentrations ... / Mestre