O motor a álcool pré-vaporizado tem potencial para ser uma alternativa mais eficiente e menos poluente aos motores a álcool convencionais. Nele, o combustível é vaporizado com calor rejeitado pelo próprio motor e admitido na fase gasosa, aproveitando-se das vantagens dos motores com combustíveis nessa fase sem alguns dos seus inconvenientes. O projeto foi aperfeiçoado buscando viabilidade técnica e econômica para sua instalação em veículos automotores. Água do sistema de arrefecimento cede calor para a ebulição do combustível. As novas tecnologias para injeção de combustíveis gasosos contribuem para esse objetivo, bem como o desenvolvimento de um sistema sustentável e auto-ajustável de geração de vapor de etanol que usa a água do sistema de arrefecimento. Conseguiu-se maior eficiência em quase todos os regimes de funcionamento estudados, bem como meios de reduzir as principais emissões automotivas indesejáveis. / Pre-vaporized ethanol engine (PVEE) has potential to be more efficient and less pollutant than conventional ethanol-powered engines. In it, fuel is vaporized with heat rejected by engine itself and intook in gaseous form, taking advantage of this kind of fuel but without some of its inconveniences. The PVEE project was polished looking for economical and technical liability to future use in automotive vehicles. New gaseous fuel injection technologies contribute to this goal, together the development of a sustainable and self-adjustable ethanol vapor generating system who uses water from engine\'s cooling systems. Better efficiency was achieved in almost all investigated regimes, as well as were found ways to reduce the main undesirable automotive emissions.

Orientador: Helenice de Oliveira Florentino Silva / Resumo: A escassez de combustíveis fósseis e a demanda por fontes alternativas de energia renovável e limpa são impulsionadores para o desenvolvimento de biocombustíveis, tais como o biohidrogênio. Este gás é conhecido por seu alto valor calorífico, extrema leveza e baixa densidade, além de, ao ser queimado, produzir apenas vapor d'água e calor. Dentre os modos de produção, destaca-se a fermentação escura, a qual gera biohidrogênio e subprodutos através do tratamento microbiológico de resíduos agroindustriais. O objetivo deste trabalho foi modelar matematicamente este bioprocesso, estudar suas propriedades à luz da teoria de estabilidade, além de propor um modelo de otimização que determine uma combinação das concentrações de substrato e bactérias, tais que maximizem o rendimento da produção de biohidrogênio. Foram propostas duas heurísticas para a resolução do modelo, Algoritmo de Busca em Vizinhança Variável e Algoritmo Memético. Os resultados das simulações numéricas mostraram que o modelo obtido corrobora com a dinâmica bioquímica e microbiológica do bioprocesso. / Abstract: The lack of fossil fuels and the demand of alternative, renewable and clean energy sources promote development in biofuels, as biohydrogen. It is known by its high heat, extreme lightness and low density and also when it burns, the products are only steam and energy. Among the productions ways, we highlight dark fermentation, which generates biohydrogen and subproducts through organic waste microbiological treatment. The aim of this work was to mathematical model this bioprocess, to study its properties via stability analysis, besides to propose a optmization model to determine a combination of substract and bacteria concentrations, in order to maximize biohydrogen production yield. To solve the mathematical model have been proposed two heuristics: Variable Neighboor Search Algorithm and Memetic Algorithm. Numeric simulations showed that the mathematical model corroborates with the bioprocess microbial and biochemical dynamics. / Mestre

O presente trabalho teve como objetivo principal a avaliação do regime operacional semicontínuo para a produção de hidrogênio e ácidos graxos voláteis, utilizando glicerol como substrato e inóculo misto. Em um teste preliminar em batelada, foi avaliado o potencial de produção de hidrogênio deste substrato, comparando com sacarose, utilizando inóculo natural e direto. Foram verificados resultados satisfatórios, com parâmetros de desempenho semelhantes e até superiores aos obtidos com sacarose, quando utilizada a inoculação direta. Sendo assim, dois reatores semi-contínuos foram operados durante 132 dias, empregando biomassa suspensa, e glicerol nas concentrações de 10 e 50 g/L. O inóculo empregado foi oriundo de reator anaeróbio, submetido a tratamento térmico. Para comparação dos resultados dos reatores semi-contínuos, outros dois reatores foram operados de forma contínua, durante 62 dias, sob as mesmas condições já descritas, exceto pela presença de meio suporte para aderência da biomassa. O tempo de detenção hidráulico testado foi 1 d em ambos os regimes operacionais propostos, sendo e o tempo de detenção celular dos reatores semi-contínuos de 1,5 d. Os indicadores de desempenho avaliados foram eficiência de conversão do substrato, volume, produtividade e rendimento de hidrogênio, bem como distribuição mássica de ácidos graxos voláteis e grau de acidificação. Também foi verificada a diversidade microbiana nos reatores semi-contínuos e contínuos. Os principais ácidos graxos formados nos reatores semicontínuos foram acético e butírico, e nos contínuos, propiônico. No início do experimento, foi verificada elevada produção de biogás e hidrogênio nos reatores semi-contínuos, com queda dos valores no decorrer do teste, sendo mais pronunciada no reator com maior concentração afluente de glicerol. Já os reatores contínuos, desde o início do teste, apresentaram baixa produção de gás, o que consequentemente resultou em baixíssimos valores de rendimento e produtividade de hidrogênio. Os reatores semi-contínuos apresentaram satisfatória produtividade volumétrica quando a menor concentração de glicerol foi empregada, alcançando o valor máximo de 2928 mL H2/L.d, e baixo rendimento, em torno de 0,1 mol H2/mol glicerol. Foi possível associar a elevada produção hidrogênio e ácidos graxos voláteis nos reatores semi-contínuos com o gênero Enterobacter. Já a baixa produção foi vinculada ao gênero Clostridium. Nos reatores contínuos, foi verificada a influência da família Veillonellaceae (Pectinatus), que são produtores de ácido propiônico. / The purpose of the present work was to evaluate the semi-continuous operational regime for production of hydrogen and volatile fatty acids, using glycerol as substrate and mixed inoculum. The hydrogen production potential from glycerol was evaluated by a preliminary batch test using natural and direct inoculum, and the results were compared with sucrose. Satisfactory hydrogen production results from glycerol were observed when direct inoculation was used, with similar and even better values when compared to sucrose. Two semi-continuous reactors were operated, during 132 days, with suspended biomass and glycerol at concentrations of 10 and 50 g/L. The inoculum was from an anaerobic reactor, submitted to thermal treatment. Two other reactors were operated continuously for 62 days as a comparison for the results of the semi-continuous reactors. The same conditions were applied, except for the presence of support medium for biomass adherence. The hydraulic detention time tested was 1 d in both operating regimes, and the semi-continuous reactors cell detention time was 1.5 d. The evaluated performance indicators were substrate conversion efficiency, volume and hydrogen yield, as well as mass distribution of volatile fatty acids and acidification degree. Microbial diversity was also evaluated in semi-continuous and continuous reactors. The main fatty acids formed were acetic and butyric in the semicontinuous, and propionic in the continuous reactors. There was a high production of biogas and hydrogen in the semi-continuous reactors at the beginning of the experiment, with rates dropping during the test, mainly in the reactor with higher affluent glycerol concentration. The continuous reactors presented low gas production from the beginning of the test, which resulted in extremely low values of hydrogen yield. The semi-continuous reactors presented satisfactory volumetric productivity when the lowest concentration of glycerol was used, reaching a maximum value of 2928 mL H2/L.d, and low yield, around 0.1 mol H2 / mol glycerol. It was possible to associate the high production of hydrogen and volatile fatty acids in the semi-continuous reactors with the genus Enterobacter. The low hydrogen production was related to the genus Clostridium. The continuous reactors were influenced by the presence of Veillonellaceae (Pectinatus) family, which are propionic acid producers.

Submitted by Jean Medeiros (jeanletras@uepb.edu.br) on 2016-05-03T13:32:24Z No. of bitstreams: 1 PDF - Ramon Freire da Silva.pdf: 2172249 bytes, checksum: 4d80236030ada8b7da00fcc846672e9b (MD5) / Approved for entry into archive by Secta BC (secta.csu.bc@uepb.edu.br) on 2016-07-25T19:29:36Z (GMT) No. of bitstreams: 1 PDF - Ramon Freire da Silva.pdf: 2172249 bytes, checksum: 4d80236030ada8b7da00fcc846672e9b (MD5) / Approved for entry into archive by Secta BC (secta.csu.bc@uepb.edu.br) on 2016-07-25T19:32:45Z (GMT) No. of bitstreams: 1 PDF - Ramon Freire da Silva.pdf: 2172249 bytes, checksum: 4d80236030ada8b7da00fcc846672e9b (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-25T19:32:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PDF - Ramon Freire da Silva.pdf: 2172249 bytes, checksum: 4d80236030ada8b7da00fcc846672e9b (MD5) Previous issue date: 2016-02-18 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Biodiesel is an alternative to renewable fuel production in the national energy matrix comes from oilseeds such as the castor bean and peanuts which are plants grown by farmers in semi-arid northeast. In the paper aimed to optimize via ethyl, basic catalysis using ultrasound system 3 biodiesel synthesis of castor beans and peanuts. Initially we used the designs Box Behnken 2 with 12 factorial points (+1 and -1), to estimate the experimental error were used three central points (0), totaling 15 experiments. They were analyzed three independent variables catalyst concentration, proportion castor beans/peanut, molar ratio alcohol:oil due to the mass yield of biodiesel. We analyzed the effects of the variables and the significance using the Student test and analysis of variance to 95% probability. Aiming to optimize the reaction conditions of synthesis used a second Box Behnken 2 design with 12 factorial points, three central points with three independent variables: catalyst concentration, castor bean/peanut proportion and molar ratio alcohol / oil, adapting the levels under the influence of variables from the previous design. The 3 experimental optimum condition was determined using response surface methodology. The ultrasound system is feasible for biodiesel synthesis castor beans and peanuts, because we used a reaction time and temperature under 60 minutes and 40°C respectively, without compromising the mass yield of biodiesel. The design has set a great experimental conditions: catalyst concentration 1.06%, proportion castor bean/peanut 32.6/67.4 and molar ratio alcohol/oil 22.95:1. In these experimental conditions the maximum theoretical yield calculated was 91,83%. After application of the theoretical conditions was observed a 91,56% yield small difference exists between 0,27% yields. / O biodiesel é uma alternativa para produção de combustível renovável na matriz energética nacional, tem origem em grãos oleaginosos a exemplo da mamona e amendoim que são plantas cultivadas por agricultores familiares no semiárido nordestino. No trabalho, objetivou-se otimizar via etílica, catálise básica, utilizando sistema de ultrassom a síntese de biodiesel de mamona e amendoim. Inicialmente utilizou-se o delineamentos Box Behnken 2 com 12 pontos fatoriais (+1 3 e -1), para estimativa do erro experimental foram utilizados 3 pontos centrais (0), totalizando 15 experimentos. Foram analisadas três variáveis independentes concentração de catalisador, proporção mamona/amendoim, razão álcool/óleo em função do rendimento mássico de biodiesel. Analisou-se os efeitos das variáveis e a significância por meio do teste t-student e análise de variância a 95% de probabilidade. Objetivando-se otimizar as condições reacionais de síntese utilizou-se um segundo delineamento Box Behnken 2 com 12 pontos fatoriais, 3 pontos centrais com três variáveis independentes: concentração de catalisador, proporção mamona/amendoim e razão álcool/óleo, adequando-se os níveis de acordo com a influência das variáveis do 3 delineamento anterior. A condição ótima experimental foi determinada utilizando-se metodologia de superfície de resposta. O sistema de ultrassom é viável para síntese de biodiesel de mamona e amendoim, pois utilizou-se um tempo de reação e temperatura baixos 60 minutos e 40ºC respectivamente, sem comprometer o rendimento mássico do biodiesel. O delineamento estabeleceu como ótimo experimental as condições: concentração de catalisador 1,06%, proporção mamona/amendoim 32,6/67,4 e razão álcool/óleo 22,95:1. Nessas condições experimentais o rendimento máximo teórico calculado foi 91,83%. Após aplicação das condições teóricas observou-se um rendimento 91,56% existindo pequena diferença entre os rendimentos de 0,27%.

A motivação para o desenvolvimento desse trabalho surge em um momento em que se verifica uma participação cada vez mais significativa das fontes energéticas renováveis não convencionais no País. Não obstante, o cenário de evolução evidencia que o arcabouço regulatório e as regras de mercado não acompanharam as especificidades inerentes à exploração dessas fontes. Como consequência, temos um setor elétrico moldado para a exploração de usinas de grande porte, como hidrelétricas e termelétricas convencionais, cuja expansão aponta para modicidade tarifária baseada em preço de venda de energia calculado de forma isolada, sem considerar os custos indiretos e as externalidades de cada fonte. Por essa razão, para que se mantenha adequado ritmo de inserção na matriz energética, devem ser buscadas opções para que fontes renováveis não convencionais sejam cada vez mais competitivas na atual configuração do mercado energético. A contribuição dessa pesquisa, portanto, centra-se na identificação do comportamento energético complementar, com suporte de estudos e simulações envolvendo a sazonalidade na produção e as características particulares de cada fonte, permitindo incrementos de produção e receita, sem aumentar o risco de perdas. Tal ganho é possível em virtude das compensações energéticas feitas entre as diferentes fontes em um portfólio combinado, mitigando a receita em risco decorrente das variações que existem nos preços de curto prazo e na produção energética. As simulações foram divididas em três etapas, de forma evolutiva e complementar. A primeira considera quatro fontes distintas: biomassa, eólica, solar e pequena central hidrelétrica (PCH), combinadas em diferentes portfólios, com o objetivo de identificar o arranjo com maior receita, dada a probabilidade de valores abaixo de um mínimo estabelecido. A segunda analisa a complementação entre uma PCH e quatro diferentes parques eólicos com histórico de geração reconstituído a partir de velocidades de vento desde 1948, obtidas a partir de modelo de Mesoescala, caracterizando uma evolução em relação à primeira simulação, onde foram considerados dados determinísticos, além da utilização do CVaR como critério de risco. Finalmente, a última etapa considerou a entrada gradual de uma fonte renovável em um portfólio hidráulico existente, com o objetivo de analisar o comportamento do risco. / The motivation to write this thesis has arisen at a time when the participation of nonconventional renewable sources in the Brazilian electric energy matrix has become more significant. However, the scenario of the regulatory framework and market rules has not followed the specificity of the nature of these sources. Therefore, the electric sector is shaped for the exploitation of large power plants, such as the conventional hydro and thermal; at the same time, the expansion aims at tariff reduction based on energy selling prices alone, putting aside indirect costs and externalities of each source. In order to maintain a higher growth rate in the national electric matrix, nonconventional renewable sources must find alternatives to the current electric market. Therefore, the purpose of this study is to identify a complementary pattern for these sources by means of studying and simulating seasonality of energy production and specific features of each one. This allows revenues increase while mitigating risks in a scenario where spot prices and energy production vary greatly. Such gains are possible due to differences amongst each source considered in the simulations, compensating the results in a diversified portfolio. Simulations were divided into three stages and carried out in an evolutionary and complementary manner. The first stage involves four different renewable sources: biomass, wind, solar and small hydro power. All of these sources were combined in different portfolios in order to identify an arrangement that provides the best revenue giving an acceptance of risk, measured by probability of revenue under a minimum settled value. The second stage has analysed the complementation between a small hydro and four different fields of wind power plants. In addition, the wind generation data was a reconstruction of wind speed data validated since 1948, with the aid of Mesoescale Models; an evolution in comparison to the first stage, which has used deterministic information. Another improvement was that the risk was measured using the CVaR (Conditional Value at Risk). Finally, an increasing amount of renewable source was added into an existing hydraulic portfolio, in order to analyse the risk effects of the combination.

A motivação para o desenvolvimento desse trabalho surge em um momento em que se verifica uma participação cada vez mais significativa das fontes energéticas renováveis não convencionais no País. Não obstante, o cenário de evolução evidencia que o arcabouço regulatório e as regras de mercado não acompanharam as especificidades inerentes à exploração dessas fontes. Assim, para que se mantenha adequado ritmo de inserção na matriz energética, devem ser buscadas opções para que fontes alternativas sejam cada vez mais competitivas na atual configuração do mercado energético. A contribuição dessa pesquisa, portanto, centra-se na análise dos riscos de mercado incorridos por esses geradores de fontes intermitentes de energia ao comercializarem energia no ambiente de contratação livre. Nessa perspectiva, a Dissertação foi desenvolvida abordando tipos de geração de energia e suas características técnicas e econômicas, legislação do setor elétrico, regras de comercialização, balanço energético do sistema, formação de preços no mercado de curto prazo e precificação de contratos no ACL, diferença de preços entre submercados, requisitos de flexibilidade e sazonalidade nos contratos de venda a consumidores livres e seu impacto na precificação de contratos, identificação de comportamento energético complementar para mitigação de riscos de mercado entre fontes renováveis e rebatimento na formulação de mecanismo de hedge, análise de portfólio de contratos e estratégia ótima de contratação de energia para agentes geradores atuando no ACL. Como resposta ao desafio de equacionar o impasse surgido na comercialização de fontes de produção sazonal, propõe-se um modelo para definir estratégias de contratação para agentes geradores e comercializadores a partir da complementação energética entre diferentes tipos de fontes, de forma a maximizar os ganhos de comercialização para um risco estabelecido. Busca-se a composição ideal dessas fontes na carteira de um comercializador para minimizar o risco de exposição à volatilidade dos preços do mercado de curto prazo. Isso é possível em virtude das compensações energéticas feitas entre as diferentes fontes em um portfólio combinado, mitigando a receita em risco decorrente das variações que existem nos preços de curto prazo e na produção energética. De forma complementar, estruturou-se um modelo de negócio no qual uma empresa detentora de ativos de geração hidrelétrica compra os direitos de produção de uma eólica e/ou biomassa para incorporar ao seu portfólio e vender como contrato por quantidade. Determinou-se o volume de energia a ser comprado de cada fonte, o preço, a estratégia mais indicada de contratação e a mitigação de fatores de risco contemplados nos contratos de venda, buscando maximizar os ganhos de comercialização condicionada a critérios de risco pré-fixados. / The motivation to write this thesis has arisen at a time when the participation of nonconventional renewable sources in the Brazilian electric energy matrix has become more significant. However, the scenario of the regulatory framework and market rules has not followed the specificity of the nature of these sources. In order to maintain a higher growth rate in the national electric matrix, non-conventional renewable sources must find alternatives to the current electric market. The contribution of this study focuses on the market risks analysis incurred by intermittent energy sources to commercialize energy in the free market. From this perspective, the study was developed addressing types of power generation and its technical and economic characteristics, legislation in the electricity sector, commercialization rules, system energy balance, spot market and long term contract pricing, difference prices between submarkets, flexibility requirements and seasonality in sales contracts to free consumers and their impact on contract pricing, identify complementary energy behavior for mitigating market risks from renewable sources and formulation of \"hedge\" mechanism, portfolio analysis and optimal strategy of energy contracting for generating agents acting in the ACL. In response to the challenge of solving the impasse in the commercialization of seasonal production sources, a model for contracting strategies was proposed for generation companies and retailer agents from the energy complementation between different types of sources in order to maximize the gains of marketing to an established risk. This allows revenues increase while mitigating risks in a scenario where spot prices and energy production vary greatly. An arrangement that provides the minimum risk was identified for retailer portfolio. This is possible due to differences amongst each source considered in the simulations, compensating the results in a diversified portfolio. As a complement, a business model was structured in which a generation company with hydro power assets purchases production rights of a wind and / or biomass to incorporate to its portfolio and sell as contract \"for quantity.\" It was determined the amount of energy to be purchased from each source, the price, the best contracting strategy and mitigation of risk factors included in sales contracts, seeking to maximize the revenue giving an acceptance of risk.

Made available in DSpace on 2017-07-10T17:40:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Jucenei_Fernando_Frandoloso.pdf: 2058559 bytes, checksum: c7eb1f67e2acec95f16251b8a8f7bb00 (MD5) Previous issue date: 2013-11-23 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The objective of the study was to evaluate the growth, the gait of absorption and accumulation of nutrients and the crop yield of jatropha in the western region of Paraná. For production of seedlings we used seeds coming from Dourados - MS, planting a seed in each tub of 120 cm3 of substrate. The time of formation of the seedlings was 60 days after sowing. The field experiment was carried out in the period of December 2009 to December 2011, in spaced of 3 x 2 , in an Oxisol dystrophic anagen bulbs (O D A) at the experimental station of Pato Bragado PR, belonging to the core of experimental stations of the State University of Paraná, under the geographical coordinates 24 39 43 S e 54 15 53 W and altitude of 247 meters. During the experimental conduction the fertilization of coverage with 40 kg ha -1 of N and 40 kg ha -1 of K 2 O annually. The experimental design was a completely randomized design with four replicates, and it used a plant of each block every 90, 180, 270, 360, 450, 540, 630 and 72 days after transplanting (DAT) which after the measures that were not destroyed were cut close to the soil and separated in leafs, stems, petioles and flower and fruit, and put up for drying. The assessments of the growth of the plants consisted of the measure of the height of the plant, the stem diameter number of leafs, area of the cup, mass of dry leaves, petiole, branches and fruits, when present, determination of leaf area LA, rate of absolute and relative growth (RAG and RRG), reason of leaf area (RLA), reason weight of leaf (RWL), and leaf area index (LAI). For the chemical analysis of nutrients, representative samples of the different components of the plant were passed in mill type Willye and stored for future determination of mineral elements. For determination of the total quantity of nutrients accumulated in each part of the plant the concentration of each nutrient was multiplied by the mass of the dry material of the said component in each time of sampling. The monitoring of fruit production, was performed in additional area, in 32 selected plants. The analysis data of growth, of dry material, concentration and accumulation of nutrients in each component were submitted to statistical analysis using the program Sigmaplot12. The cultivation of jatropha presents linear growth in height and diameter of the base in the early years of cultivation. The jatropha curcas has a period of vegetative rest well defined, and it is in the months of March to September; the greatest mass of dry leaves, mass of petiole and the highest number of leaves occur in the month of December of each year along with the largest leaf area with increments of more than 100% in this parameter from one year to another, the absolute growth rate (and the leaf area index (LAI) exhibit higher values at the end of each year, the relative growth rate, ratio of leaf area and the reason weight of leaves have higher values at the beginning of each year; the production of jatropha shows values of 93 g per plant at 18 months of age, with harvest period in the months of January to July in the region. The total accumulation of macronutrients followed the following descending order K, Ca,N,Mg,P,S. The macronutrients P, K, and Mg present redistribution to the stem in the period of leaf senescence. In the fruits (seed + shell) the order of accumulation was N,K,Ca, P, Mg, S. The total accumulation of micronutrients obeyed the following order: Mn, Fe, Zn, B, Cu, Mo and in ripe fruits the order was: Fe, Mn, B, Zn, Cu, Mo. The micronutrients Cu, Zn and Fe present redistribution to the stem in the period of leaf senescence. The export of macronutrients by fruits is high, and is needed 199,69 and 306 kg ha-1, of N, P 2 O 5 and K 2 O, respectively for the production of 4000 g/plant in a population of 1667 plants ha-1. The recommendations for fertilization of coverage in the western region of Paraná must be carried out in the period from September to march, depending on the water regime it is suggested to use formulated with the relationship N:P 2 O 5 , K 2 O of 2,88:1,0:4,4. / O objetivo do trabalho foi de avaliar o crescimento, a marcha de absorção e acúmulo de nutrientes e a produtividade da cultura do pinhão manso na região oeste do Paraná. Para produção das mudas utilizou-se sementes procedentes de Dourados-MS sendo plantada uma semente por tubete de 120 cm 3 de substrato. O tempo de formação das mudas foi de 60 dias após semeadura. O experimento foi conduzido a campo no período de dezembro de 2009 a dezembro 2011, em espaçamento 3 x 2 m, em um Latossolo Vermelho distrófico (LVd) na Estação Experimental de Pato Bragado-PR, pertencente ao Núcleo de Estações Experimentais da Universidade Estadual do Paraná, sob as coordenadas geográficas 24°39 43 S e 54°15 53 W, e altitude de 247 m. Durante a condução do experimento foi realizada adubação de cobertura com 40 kg ha -1 de N e 40 kg ha -1 de K 2 O anualmente. O delineamento experimental foi em blocos com quatro repetições, sendo utilizada uma planta de cada bloco aos 90, 180, 270, 360, 450, 540, 630 e 720 dias após o transplantio (DAT), as quais após as medidas não destrutivas foram cortadas rente ao solo e separadas em folhas, caule, pecíolos e inflorescência e frutos, e postas para secar. As avaliações do crescimento das plantas consistiram da medida da altura de planta, diâmetro de caule, número de folhas, área da copa, massa de matéria seca de folhas, pecíolo, ramos e frutos, quando presentes, determinação da área foliar (AF), taxa de crescimento absoluto e relativo (TCA e TCR), razão de área foliar (RAF), razão peso de folha (RPF) e índice de área foliar (IAF). Para a análise química dos nutrientes, amostras representativas dos diferentes órgãos da planta foram passadas em moinho tipo Willye e armazenadas para futura determinação dos elementos minerais. Para determinação da quantidade total de nutrientes acumulados em cada parte da planta, a concentração de cada nutriente foi multiplicada pela massa da matéria seca do referido órgão, em cada época de amostragem. O acompanhamento da produção de frutos foi realizado em área adicional, em 32 plantas selecionadas. A cultura do pinhão manso apresenta crescimento linear em altura e diâmetro da base nos primeiros anos de cultivo. O pinhão manso apresentou um período de repouso vegetativo bem definido, sendo este nos meses de março a setembro; a maior massa de matéria seca de folhas, massa de pecíolo e o maior número de folhas ocorrem no mês de dezembro de cada ano juntamente com a maior área foliar com incremento de mais de 100% neste parâmetro de um ano a outro; a taxa de crescimento absoluto (TCA) e o índice de área foliar apresentam maiores valores no final de cada ano, já a taxa de crescimento relativo (TCR), a razão de área foliar (RAF) e a razão peso de folhas apresentam maiores valores no início de cada ano; a produção do pinhão manso apresenta valores de 93 g por planta aos 18 meses de idade, com período de colheita nos meses de janeiro a julho na região. O acúmulo total de macronutrientes obedeceu a seguinte ordem decrescente: K>Ca>N>Mg>P>S, mesma ordem apresentada pelo caule, órgão este responsável pelo maior acúmulo de nutrientes. Os macronutrientes P, K e Mg apresentam redistribuição para o caule no período de senescência foliar. Nas sementes maduras a ordem de acúmulo de nutrientes encontrada foi: N>Ca>K>Mg>P>S, e no fruto inteiro foi: N>K>Ca>P>Mg>S. O acúmulo total de micronutrientes obedeceu a seguinte ordem: Mn>Fe>Zn>B>Cu>Mo, e em frutos maduros a ordem foi: Fe>Mn>B>Zn>Cu>Mo. Os micronutrientes Cu, Zn e Fe apresentam redistribuição para o caule no período de senescência foliar. A exportação de macronutrientes pelos frutos é elevada, sendo necessários 199, 69, e 306 kg ha -1 de N, P 2 O 5 e K 2 O, respectivamente para produção de 4000 g/planta em uma população de 1667 plantas ha -1. As recomendações de adubações de cobertura na região oeste do Paraná devem ser realizadas no período de setembro a março, dependendo do regime hídrico, sugerindo-se utilizar formulados com a relação N:P 2 O 5 :K 2 O de 2,88:1,0:4,4.

O presente trabalho apresenta e analisa cenários para os próximos anos para a expansão da demanda do etanol a base de cana de açúcar no Brasil, considerando a influência dos condicionantes envolvidos e os conseqüentes impactos , necessidades e alternativas futuras na logística de distribuição deste insumo energético no Brasil. Mais especificamente apresenta o histórico e a evolução da cultura da cana-de-açúcar no Brasil e nos principais países produtores e consumidores dos derivados da cana-de-açúcar, aspectos produtivos relacionados á produção de etanol. Apresenta ainda os condicionantes para a demanda do etanol produzido no Brasil e as necessidades decorrentes de infra-estrutura logística para a distribuição do etanol nos mercado interno e para exportação. / This present work presents and analyses different scenarios for the following years for the demand expansion of sugarcane ethanol in Brazil. It considers the influence of different drivers involved and the consequent impacts, needs and future alternatives for distribution logistics of this energy source in Brazil. More specifically, this work presents historical evolution of sugarcane culture in Brazil and in other main producers and consumers of sugarcane products, productive aspects related to ethanol production . It presents drivers to the demand expansion of the ethanol produced in Brazil and the related needs of infrastructure and logistics for the ethanol distribution in the Brazilian local market and export markets.

Made available in DSpace on 2017-07-10T15:14:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Karine_N_Lupatini.pdf: 2653837 bytes, checksum: 3f96563a78bfc1de4ba5e308ad1fe38b (MD5) Previous issue date: 2016-03-22 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The biopolymer Chitosan has become object of several studies in recent years as proton conductive polymer membrane of hydrogen into PEM fuel cells. The main reasons are related to the possibility to undergo chemical and physical changes due to amine groups present, and its low cost. The schoolwork testing Chitosan membranes as proton conductivity, generally employ arrays of other polymers together, forming composites with properties better suited for this purpose. Very few schoolwork bother to study the effect of the properties of chitosan on the obtaining of these membranes, and Chitosan membranes are usually employed. The aim of this project was to develop membranes of Chitosan from shrimp shell of fresh water produced in Western Paraná, to be used as electrolyte fuel cells and comparing the results with those presented by the use of commercial Chitosan sample. This schoolwork investigated the influence of degree of deacetylation (GD), molar mass and reticulation of the different samples of chitosan on the performance of the membranes obtained front proton conductivity, water absorption, ion exchange capacity, mechanical strength, XRD and TGA. Chitosan QB, produced in the laboratory, presented desired characteristics of 76% GD and molar mass of 64 kDA. These properties have improved the performance of Chitosan membranes, as well as the crosslinking. The FTIR analysis proved that the crosslinking did not alter the functional groups of Chitosan, while the DRX found that the character of the MQBs became more amorphous than the MQAs and, in general, by the dTG says that the membranes have thermal stability up to 600-700° C, suitable to be applied in CaC. MQB04 and MQB05 membranes resulted in higher conductivity of 1.9 and 1.6 x 10-2 respectively and, in this case, the crosslinking provided better mechanical resistance of up to 45 N to the MQB04 membrane. The protonic conductivity obtained for MQB04 and MQB05 was significant, but still low compared to Nafion®. However, the versatility of Chitosan and the possibility of exploration and chemical modifications of its structure, still making it attractive for the research and development of Proton conducting polymeric membranes with superior performance to found in this schoolwork / O biopolímero quitosana tem se tornado objeto de vários estudos nos últimos anos como membrana polimérica condutora de prótons de hidrogênio em células a combustível do tipo PEM. As principais razões estão relacionadas à possibilidade de sofrer modificações físicas e químicas devido aos grupos amina presentes, e a seu baixo custo. Os trabalhos que testam membranas de quitosana como condutoras de prótons, geralmente empregam matrizes de outros polímeros em conjunto, formando compósitos com propriedades mais adequadas para esta finalidade. Pouquíssimos trabalhos se preocupam em estudar o efeito das propriedades da quitosana sobre a obtenção destas membranas, sendo que normalmente membranas de quitosana comercial são empregadas. O objetivo do presente trabalho foi desenvolver membranas de quitosana extraída de carapaças de camarão de água doce produzidos na região oeste do Paraná, para serem empregadas como eletrólito em células a combustível, comparando os resultados obtidos com aqueles apresentados pelo uso de amostra de quitosana comercial. Este trabalho investigou a influência do grau de desacetilação (GD), massa molar e reticulação das distintas amostras de quitosana, sobre o desempenho das membranas obtidas frente à condutividade protônica, absorção de água, capacidade de troca iônica, resistência mecânica, DRX e TGA. A quitosana QB, produzida no laboratório, apresentou características desejadas de GD de 76% e massa molar de 64 kDA. As propriedades de QB melhoraram o desempenho das membranas de quitosana, assim como a reticulação. A análise de FTIR comprovou que a reticulação não alterou os grupos funcionais da quitosana, enquanto que a DRX constatou que o caráter das MQBs tornou-se mais amorfo que às MQAs. As membranas MQB04 e MQB05 resultaram em condutividades superiores de 1,9 e 1,6x10-2 respectivamente e, neste caso, a reticulação proporcionou melhor resistência mecânica de até 45 N para a membrana MQB04. A condutividade protônica obtida para MQB04 e MQB05 foi expressiva, porém, ainda baixa se comparada ao Nafion®. Entretanto, a versatilidade da quitosana e a possibilidade de exploração e de modificações químicas da sua estrutura, continua tornando-a atrativa para a pesquisa e desenvolvimento de membranas poliméricas condutoras de prótons com desempenho ainda superior aos encontrados neste trabalho

Made available in DSpace on 2017-07-10T15:14:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Luiz Inacio Chaves.pdf: 1830089 bytes, checksum: 5146991baf6ffcd2929ea26b316d8b8d (MD5) Previous issue date: 2012-09-17 / The use of biomass as energy source is one of the most promising, because it contributes to reduce emissions of carbon dioxide in the atmosphere and allow the decentralized energy generation. Gasification is a technology of processing biomass energy into a gaseous biofuel of low calorific value. The gas can be used in Otto cycle engine for power generation in isolated communities. This study evaluated the capacity of the gasification gas in a fixed bed gasifier downtraft of two stages, the wood consumption, the efficiency of the gasifier and the gas consumption and efficiency in apower-generator Otto cycle. The gasifier use was a TERMOQUIP brand, model CD 40. The evaluated power-generator was a BRANCO brand, direct injection and power of 13 cv coupled to an electric generator of 5.5 cv. The gasification gas was injected into the engine mixed with the intake air. The generator was subjected to loads ranging from 0.5 kW to 2.5 kW, with the aid of a bank of electrical resistances. The production of gas from the gasifier and gas consumption by the motor were measured by means of a gasometer. The average gas production resulting from the gasification of wood presented during testing was 14.28 m³ hˉ ¹. Wood consumption averaged 5.61 kg hˉ ¹. The average yield of gas per unit weight was approximately 2.55 m3kgˉ ¹. The gasification efficiency averaged 57.2%. When fed with synthesis gas, the output voltage of the generator was kept within the standards established by Companhia Paranaense de Energia (Copel, 2008), varying only between 221 and 223 V. For tests with the power-generator the best condition occurred for the highest load, 2.5 kW, where the gas consumption was about 10.6 m³ hˉ ¹ and specific fuel consumption of 4.8 m³ kWhˉ¹. For this condition, the average specific fuel consumption of equivalent wood was 1.9 kg kWh ˉ ¹ and the overall efficiency of power-generator was about 16.6%. / O uso da biomassa como fonte de energia é uma das formas mais promissoras, pois contribui para a redução das emissões de dióxido de carbono na atmosfera e possibilita a geração descentralizada de energia. A gaseificação é uma tecnologia de transformação energética da biomassa num biocombustível gasoso de baixo poder calorífico. O gás pode ser utilizado em motor ciclo Otto para geração de energia elétrica em comunidades isoladas. Este trabalho avaliou a capacidade de produção de gás de gaseificação em um gaseificador concorrente de leito fixo de dois estágios, o consumo de madeira, a eficiência do gaseificador, a eficiência e o consumo de gás num motor-gerador ciclo Otto. O gaseificador utilizado foi da marca TERMOQUIP, modelo CD 40. O motor-gerador avaliado foi da marca BRANCO, com injeção direta e potência de 13 cv acoplado a um gerador elétrico de 5,5 cv. O gás de gaseificação foi injetado no motor misturado com o ar de admissão. O gerador foi submetido a cargas que variaram entre 0,5 kW e 2,5 kW, com o auxílio de um banco de resistências elétricas. A produção de gás do gaseificador e o consumo de gás pelo motor foram medidos por meio de um gasômetro. A produção de gás média resultante da gaseificação de madeira apresentada durante os testes foi de 14,28 m³ hˉ¹. O consumo de madeira apresentou uma média de 5,61 kg hˉ¹. A média de rendimento de gás por unidade de massa foi de aproximadamente 2,55 m3 kgˉ¹. A eficiência de gaseificação média foi de 57,2 %.Quando alimentado com gás de síntese, a tensão de saída do gerador se manteve dentro dos padrões estabelecidos pela Companhia Paranaense de Energia (COPEL, 2008), variando somente entre 221 e 223 V. Em relação aos testes com o motor-gerador, a melhor condição ocorreu para a maior carga, 2,5 kW, onde o consumo de gás foi cerca de 10,6 m³ hˉ¹ e o consumo específico de combustível de 4,8 m³ kWhˉ¹. Para essa condição, a média de consumo específico equivalente de madeira foi de 1,9 kg kWhˉ¹e a eficiência global do motor-gerador foi de 16,6 %.