RODRIGUES, A. P. Estudo experimental de um dessalinizador térmico com aquecimento controlado. 2011. 73 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2011. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2012-09-05T14:11:13Z No. of bitstreams: 1 2011_dis_aprodrigues.pdf: 2818056 bytes, checksum: e00a7a138953e201db360cb02c7cc53d (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2012-09-05T14:11:50Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2011_dis_aprodrigues.pdf: 2818056 bytes, checksum: e00a7a138953e201db360cb02c7cc53d (MD5) / Made available in DSpace on 2012-09-05T14:11:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2011_dis_aprodrigues.pdf: 2818056 bytes, checksum: e00a7a138953e201db360cb02c7cc53d (MD5) Previous issue date: 2011-03 / Solar desalination systems operate with a transient heat source, the solar radiation, what makes it difficult to identify of the influence of the process variables and the constructive geometric parameters of the desalination tower. The present work presents the experimental study of thermal a desalination system prototype with heat recovery mechanism and controlled power supply to operate in transient and steady-state regimes. This prototype made possible the study of the operational parameters that influence the desalinated water production in the tower, namely, the height of the water column in the storage tank, the type of burner, the natural gas flow, the number of desalination stages, and the use of a nano film on the condensation surface. Additionally, it was possible to thermally characterize the desalination tower by determining the experimental overall heat transfer coefficient (K1) of the simultaneous evaporation, radiation, and convection processes between the surface of the water in the tank and the condensation walls of the first stage immediately above. The desalination system consisted of a natural gas burning equipment, a tank of storage, and a tower with six desalination stages. By controlling the natural gas flow, it was possible to keep present and constant operating temperatures. The results showed that the use of linear burner (ideal burner) and of 6 liters of water in the tank of storage presented the best desalinated water production. They also showed that the flow of 0.533 g / min of natural gas and the use of 6 or 7 desalination stages are more adequate for tower operation. With the experimental measurements, the determination of the performance coefficient (COP), and of the gain output radio (GOR) was possible. These values were 4.09 and 5.91, respectively. An increase of 65.59% in the desalinated water production was measured with the use of the nano film; however, chemical tests to verify possible chemical contamination were not carried out. / Os dessalinizadores solares operam com uma fonte de calor variável, a radiação solar, o que dificulta a identificação da influência das variáveis de processo e dos parâmetros geométricos construtivos da torre de dessalinização. O presente trabalho apresenta o estudo experimental de um protótipo dessalinizador térmico com recuperação de calor e fonte de energia controlada, projetado para operar nos regimes transiente e permanente. Esse protótipo possibilitou o estudo dos parâmetros operacionais que influenciam na produção de água dessalinizada na torre de dessalinização, a saber, a altura da coluna d’água no tanque de armazenamento, o tipo de queimador, a vazão de gás natural, o número de estágios e o uso de uma nanopelícula sob a superfície de condensação. Além disso, foi possível realizar a caracterização térmica da torre pela determinação experimental do coeficiente de transferência de calor (K1) dos processos simultâneos de evaporação, radiação, convecção da superfície da água no tanque e de condensação nas paredes do estágio imediatamente superior ao tanque. O dessalinizador estudado é composto por um queimador, um tanque de armazenamento e uma torre de dessalinização com seis estágios. Controlando-se a vazão de gás natural foi possível manter temperaturas de operação pré-estabelecidas e constantes. Os resultados mostraram que o uso do queimador linear (queimador ideal) e de 6 litros de água no tanque de armazenamento apresentaram a melhor produção da torre. Foi mostrado também que a vazão de 0,533 g/min para o gás natural e o uso de 6 a 7 estágios de dessalinização são mais adequados para a torre. Com as medições experimentais foi possível a determinação do coeficiente de desempenho, COP, e da razão de ganho na saída, GOR, e esses valores foram de 4,09 e 5,91, respectivamente. Um aumento de 65,59% na produção de água dessalinizada foi observado com o uso de nanopelícula, embora testes químicos de possível contaminação não puderam ser realizados.

CAMELO, A. R. S. C. Combustão do biogás e do natural com elevadas concentrações de H2S e CO2 em caldeira de queimador poroso. 2012. 116 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2012. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2012-09-12T12:55:50Z No. of bitstreams: 1 2012_dis_arscamelo.pdf: 4740689 bytes, checksum: bf08f66b8546f2a95a020d8996bc79bb (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2012-09-14T14:03:09Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2012_dis_arscamelo.pdf: 4740689 bytes, checksum: bf08f66b8546f2a95a020d8996bc79bb (MD5) / Made available in DSpace on 2012-09-14T14:03:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2012_dis_arscamelo.pdf: 4740689 bytes, checksum: bf08f66b8546f2a95a020d8996bc79bb (MD5) Previous issue date: 2012 / The use of biogas and natural gas (GN) with high concentrations of carbon dioxide (CO2) and hydrogen sulfide (H2S) through conventional combustion thermal systems can result in reaction instability or flame front quenching, under risk of irreversible damages to the physical structure of a piece of equipments, due to corrosive acids remaining from reaction. Furthermore, high concentrations of these contaminants favor the occurrence of high pollutant levels in the products, like carbon monoxide (CO) and unburned hydrocarbon (HC), among others. Therefore, an experimental study was performed with basis on the application of a non conventional combustion technology, Filtration Combustion, in order to deal with these low-quality fuels. The experimental apparatus employed in this research consists of a reciprocal flow porous boiler, in which its burner is completely filled by ceramic spheres of alumina (Al2O3), forming an inert porous matrix, which involves boiler’s heat exchangers. The burning process of both the fuels was investigated under extreme operation conditions, in terms of ultra-lean fuel-air mixtures. As support for interpretation of the process phenomena, a numerical simulation model was applied, which takes in account the methane oxidation mechanism in a porous medium, adapted to identify the chemical effects of a high CO2-concentration on the reaction. The influence of the main operation parameters, equivalence ratio and gas flow velocity, on combustion products and on reaction stability was studied theoretically and experimentally. The results have shown excellent boiler operation stability with ultra-low emissions of NOx and CO, less than 1 ppm for equivalence ratios inferior to 0.6, and with the H2S-burning efficiency overcoming 99%. / O aproveitamento do biogás e do gás natural (GN) com elevadas concentrações de dióxido de carbono (CO2) e de sulfeto de hidrogênio (H2S), através de sistemas térmicos de combustão convencionais, pode resultar em instabilidade de reação ou, até, apagamento da frente de chama, sob risco de avarias irreversíveis para estrutura física dos equipamentos, devido aos ácidos corrosivos decorrentes da reação. Ainda, altas concentrações desses contaminantes favorecem a ocorrência de elevados índices de gases poluentes nos produtos, a exemplo de monóxido de carbono (CO) e hidrocarbonetos não queimados (HC), dentre outros. Por essa razão, um estudo experimental foi realizado com base na aplicação de uma tecnologia de combustão não-convencional, a Combustão de Filtração, a fim de lidar com esses combustíveis de baixa qualidade. O aparato experimental empregado nessa pesquisa consiste de uma caldeira porosa de escoamento recíproco, em que seu queimador é preenchido completamente por esferas cerâmicas de alumina (Al2O3), formando uma matriz porosa inerte, que envolve os trocadores de calor da caldeira. O processo de queima de ambos os combustíveis foi investigado sob condições extremas de operação, em termos de misturas ar-combustível ultra-pobres. Como suporte para interpretação dos fenômenos do processo, foi aplicado um modelo numérico de simulação, que considera o mecanismo de oxidação do metano em um meio poroso, adaptado para identificar os efeitos químicos de uma alta concentração de CO2 sobre a reação. A influência dos principais parâmetros de operação, razão de equivalência e velocidade da mistura ar-combustível, sob os produtos de combustão e sob a instabilidade de reação foi estudada teórica e experimentalmente. Os resultados mostram excelente estabilidade operacional da caldeira com emissões ultra-baixas de CO e NOx, inferiores a 1 ppm para razões de equivalência menores que 0,6, e com eficiência de queima do H2S de mais de 99%.

FREITAS FILHO, M. M. Concepção de um modelo de distribuição de gás natural liquefeito para o Estado do Ceará. 2008. 112 f. Dissertação (Mestrado em Logística e Pesquisa Operacional) – Pró-Reitoria de Pesquisa e Pós-Graduação, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2008. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2016-03-17T16:02:07Z No. of bitstreams: 1 2008_dis_msfreitasfilho.pdf: 1657395 bytes, checksum: 555ba627eeb153f960c378a95f4218d4 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2016-04-07T14:39:05Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2008_dis_msfreitasfilho.pdf: 1657395 bytes, checksum: 555ba627eeb153f960c378a95f4218d4 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-07T14:39:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2008_dis_msfreitasfilho.pdf: 1657395 bytes, checksum: 555ba627eeb153f960c378a95f4218d4 (MD5) Previous issue date: 2008-10-03 / This work presents an alternative approach to the Brazilian natural gas market development, particularly to the State of Ceará, suggesting a liquefied natural gas (LNG) distribution model to the regions that are not supplied by gas pipeline, in an efficient way to complement the existing distribution system. In a such way, we researched to know the LNG chain, its evolution in the world-wide market and the support infrastructure to the transport and distribution. Using these information, we intended to plan the liquefied natural gas infrastructure distribution model (LNGDM) considering the logistic and operational research frameworks. In the model conception, the infrastructure considered to the LNG distribution formulation were: the Pecém Port LNG terminal, the existing highway-rail system in the State of Ceará and the infrastructure concepts to the LNG distribution in the Ceará State sub-areas. The model suggests a new layout for the LNG distribution chain in the State, allows to a technical and economic evaluation of the optimized used infrastructures that compose the model, showing the most efficient form, with the minimum cost, and promotes the accessibility of the natural gas to the regions not supplied by gas pipelines. / O presente trabalho apresenta uma alternativa de desenvolvimento do mercado brasileiro de gás natural, particularmente no âmbito do Estado do Ceará, propondo um modelo de distribuição de gás natural liquefeito (GNL) para regiões não atendidas por gasodutos, complementando o sistema de distribuição existente de forma eficiente. Para tanto, buscou-se conhecer a cadeia do GNL, sua evolução no mercado mundial e a infra-estrutura de suporte ao transporte e distribuição. À luz dessas informações, procurou-se conceber o modelo de infra-estrutura de distribuição de gás natural liquefeito (MDGNL) suportado por técnicas de logística e de pesquisa operacional. Na concepção do modelo, as infra-estruturas utilizadas para a estruturação da distribuição do gás natural liquefeito foram: o terminal de GNL do Porto do Pecém, o sistema viário existente no Estado do Ceará e as infraestruturas concebidas para a distribuição do gás natural nas sub-regiões no interior do Estado. O modelo desenvolve um novo layout para a cadeia de distribuição de GNL no Estado, permite uma avaliação técnica e econômica da utilização otimizada das infra-estruturas que o compõem, apontando a forma mais eficiente, com o mínimo custo, e promove a acessibilidade do gás natural às regiões não atendidas por gasodutos.

O aumento da população mundial e da demanda por recursos naturais têm levado a uma pressão cada vez maior sobre os ecossistemas. A dependência da sociedade pós-industrial de combustíveis fósseis e a intensificação do uso das terras vêm provocando incrementos nas concentrações de gases de efeito estufa na atmosfera, com impactos aparentes sobre diversos processos naturais. O solo tem um papel fundamental nesse contexto, pois é base para os sistemas produtivos agrícolas, os quais apresentam fluxos de gases de efeito estufa determinados pelo sistema de manejo. Este estudo teve como principal objetivo calibrar e validar o modelo DAYCENT utilizando dados de fluxos de gases de efeito estufa obtidos em experimentos de longo prazo na Depressão Central do Rio Grande do Sul. Os dados de solo, clima e plantas disponíveis foram utilizados para inicializar o modelo. As simulações foram divididas em três fases: equilíbrio inicial para estabilizar as variáveis internas, simulação de pré-experimento para representar o cultivo intensivo inicial que levou à degradação do solo; fase experimental reproduzindo gestão efetiva do estabelecimento dos experimentos até os dias atuais. O desempenho geral do modelo após calibração foi satisfatório para os fluxos de N2O. DAYCENT apresentou tendência de superestimar os fluxos de CH4 e subestimar os fluxos de CO2 em comparação com os valores medidos. No entanto, as tendências gerais destes fluxos foram capturadas pelo modelo. Estas discrepâncias observadas podem ser atribuídas às limitações dos algoritmos utilizados na versão atual do modelo: ausência de representação explícita de influxo de N2O, efluxo de CH4 dos solos (metanogênese) e respiração de raízes das plantas. Revisões do modelo em curso e procedimento de calibração mais refinados, com um conjunto mais amplo de dados, podem melhorar o desempenho do DAYCENT. / Population growth and increasing demand of natural resources have led to mounting pressure on ecosystems throughout the planet. The dependence of the post-industrial society on fossil fuels and land use intensification has been responsible for increased concentration of greenhouse gases with apparent effects on various natural processes. Soils play a key role in this context as they are the foundation of agricultural production systems, in which soil management determines greenhouse gas fluxes. This study aimed to calibrate and validate the DAYCENT model using greenhouse gas flux measurements conducted in a long-term cropping and tillage experiment in Central Rio Grande do Sul. Soil, climate and crop production data were used to initialize the model. The simulations were divided into three phases: initial equilibrium to stabilize internal variables, pre-experiment simulation to represent early intensive cultivation that led to soil degradation; experimental phase reproducing actual management from the establishment of the experiments to present day. The overall model performance of the greenhouse gas flux calibration was satisfactory for N2O fluxes. However, DAYCENT showed a tendency to overestimate CH4 fluxes and underestimate CO2 fluxes in comparison with the measured values, but the general trends of these fluxes where captured by the model. These observed discrepancies can be attributed to limitations in the current model algorithms: lack of explicit representation of N2O influx, CH4 efflux (methanogenesis) and autotrophic CO2 emission originating from plant roots. Ongoing model revisions and refined calibration procedure with a comprehensive dataset are expected to improve DAYCENT performance.

Submitted by LIVIA FREITAS (livia.freitas@ufba.br) on 2016-05-11T12:03:04Z No. of bitstreams: 1 Dissertação Versão Final.pdf: 3126440 bytes, checksum: 65b1eeaa1cb88fb873fc83387eee2863 (MD5) / Approved for entry into archive by LIVIA FREITAS (livia.freitas@ufba.br) on 2016-05-11T12:03:12Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação Versão Final.pdf: 3126440 bytes, checksum: 65b1eeaa1cb88fb873fc83387eee2863 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-11T12:03:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação Versão Final.pdf: 3126440 bytes, checksum: 65b1eeaa1cb88fb873fc83387eee2863 (MD5) / O gás natural vem conquistando uma participação cada vez maior na matriz energética mundial. Com isso, as atenções têm se voltado para este combustível, não somente pelo seu potencial de proporcionar estabilidade ao setor elétrico, através da operação das usinas térmicas, mas também, pelos inúmeros benefícios ambientais que o mesmo apresenta quando comparado com outros combustíveis fósseis. Porém, diversos problemas podem ocorrer no transporte do gás natural, sendo a formação e deposição de enxofre elementar (S8) nos gasodutos um dos mais impactantes, tanto na segurança operacional quanto nos custos de manutenção. A formação e deposição de enxofre nos dutos podem causar sérias consequências para a produção, processamento, operação e transporte de gás. A formação do pó amarelo, como é conhecido o enxofre elementar, pode ser influenciada pelas mudanças nas condições operacionais, como por exemplo, queda de pressão e de temperatura, composição do gás natural e aditivos usados nas tubulações. Neste trabalho buscou-se uma melhor compreensão dos mecanismos envolvidos e as variáveis operacionais que podem influenciar na formação do enxofre elementar. Dentre os mecanismos mais prováveis que levam a formação e deposição do enxofre nas linhas tem-se o fenômeno da nucleação e da dessublimação. Uma ferramenta de grande relevância para avaliar a tendência da corrente de gás a formar gotículas de líquido onde o enxofre pode nuclear e, consequentemente, dessublimar é a construção dos diagramas de equilíbrio para a composição do gás natural através do simulador de processo HYSYS® usando a equação de estado de Peng-Robinson. Os resultados obtidos mostram como a composição do gás e as condições operacionais podem influenciar a quantidade de enxofre depositada nas linhas. A partir dos resultados obtidos torna-se possível propor soluções que possam reduzir ou eliminar a formação deste composto durante o transporte do gás natural através de gasodutos.

Made available in DSpace on 2016-08-29T15:33:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_6920_ERIC SIMÃO MARTINS LIMA.pdf: 1134155 bytes, checksum: 13c24c3e34bc4d1bcf89e0bb7b001051 (MD5) Previous issue date: 2013-10-16 / A indústria de petróleo e gás requer medições de vazão com baixa incerteza, uma vez que são estabelecidas por lei. Contudo, curvas e outros obstáculos são comumente encontrados nesse cenário, o que pode afetar a qualidade da medição de vazão em função de perturbações no escoamento, tais como swirl e assimetrias no perfil de velocidades. Em sistemas de gás de tocha, que são comumente utilizados como sistemas de segurança e alivio em ativos produtores de hidrocarbonetos, a sua quantificação tem sido considerada por especialistas como uma condição de medição das mais desafiadoras, tendo em vista que esses escoamentos apresentam tipicamente características tais como, instalações em grandesdiâmetros, necessidade de baixos índices de manutenção, necessidade de baixa intrusividade ao processo, variações na composição química do gás, presença eventual de líquidos (condensado ou gotículas de óleo), que contribuem para que a adequação dessa medição aos requisitos da legislação seja um problema tecnológico de elevada relevância. Medidores de vazão por ultrassom de um canal acústico são frequentemente utilizados em instalações de queima de gás de tocha, apesar de serem sensíveis a tais perturbações promovidas pela presença de acidentes de instalação. À vista disso, este trabalho visa à análise experimental do efeito de curvas na medição de Gás de tocha. Sob esse aspecto, o objetivo deste trabalho é analisar experimentalmente o comportamento das leituras de um medidor ultrassônico (UFM) sob efeito de curvas em um túnel de vento atmosférico com medição de referência por tubo de Pitot. Os resultados obtidos demonstram que as leituras do UFM sofrem influência dos efeitos de curvas quando o trecho de medição é variado. Palavras chave: Medidor ultrassônico de vazão, Pitot, gás de queima

Made available in DSpace on 2016-08-29T15:35:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_8656_João Felipe Pereira Bassane.pdf: 3032867 bytes, checksum: 5f2d94d1e07760d9bfc718ee1fddc372 (MD5) Previous issue date: 2015-03-19 / Neste trabalho foi estudado o comportamento de quatro óleos pesados, com densidade API variando de 13,7 a 21,6, frente à adição de gás condensado, com o objetivo de se obter informações relevantes para o processo de escoamento destes óleos. Assim, foi analisado o comportamento da densidade à 20 °C, pontos de fluidez máximo e mínimo, e viscosidade dinâmica à 50 °C dos óleos contendo diferentes concentrações de gás condensado. Também foi analisado o efeito da variação da temperatura sobre a viscosidade dos óleos crus, e, adicionalmente, após o estudo do efeito do gás condensado sobre os óleos, foi avaliado o comportamento da viscosidade dinâmica dos mesmos com a adição de diferentes solventes orgânicos (querosene, aguarrás e tolueno). Os resultados obtidos indicaram que o gás condensado foi eficiente para a redução da densidade, dos pontos de fluidez máximo e mínimo e da viscosidade dos quatros óleos analisados. O óleo A apresentou uma taxa de decaimento da densidade mais baixa do que os outros óleos e foi o que apresentou o comportamento mais próximo de mistura ideal. A amostra de óleo mais pesada (óleo D) foi a que apresentou as maiores variações nos valores dos pontos de fluidez máximo e mínimo com a adição de condensado, chegando a reduzir um total de 19 °C no ponto de fluidez máximo e um total de 21 °C no ponto de fluidez mínimo com a adição de apenas 10,7% v/v de gás condensado. Nos resultados obtidos nas análises da viscosidade dinâmica observou-se que a grande maioria das misturas preparadas apresentou um comportamento de fluido newtoniano. Todas as amostras apresentaram uma notável diminuição da sua viscosidade, chegando a atingir valores percentuais de redução de viscosidade que variaram entre 75 e 91%, na concentração de 14% v/v de gás condensado. A partir desta concentração a viscosidade continua a decair, porém de forma mais atenuada, e o uso do condensado acima desta concentração pode significar gastos desnecessários com o solvente com a finalidade de se reduzir a viscosidade de óleos pesados. O óleo D foi o que apresentou os maiores percentuais de redução da viscosidade enquanto o óleo B foi o que apresentou os mais baixos valores. Comparando o gás condensado aos outros três solventes orgânicos testados, o condensado apresentou um comportamento bem semelhante ao tolueno quando analisadas as suas capacidades de redução da viscosidade dos óleos estudados.

Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental. PROÁGUA, Pró-Reitoria de Pesquisa e Pós Graduação, Universidade Federal de Ouro Preto. / Submitted by Oliveira Flávia (flavia@sisbin.ufop.br) on 2015-11-18T18:35:30Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 22190 bytes, checksum: 19e8a2b57ef43c09f4d7071d2153c97d (MD5) DISSERTAÇÃO_EstudoExtraçãoDesenvolvimento.pdf: 2963993 bytes, checksum: bfaea5e2c3453e06fae7857100f06970 (MD5) / Approved for entry into archive by Gracilene Carvalho (gracilene@sisbin.ufop.br) on 2015-11-19T17:55:50Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 22190 bytes, checksum: 19e8a2b57ef43c09f4d7071d2153c97d (MD5) DISSERTAÇÃO_EstudoExtraçãoDesenvolvimento.pdf: 2963993 bytes, checksum: bfaea5e2c3453e06fae7857100f06970 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-11-19T17:55:50Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 22190 bytes, checksum: 19e8a2b57ef43c09f4d7071d2153c97d (MD5) DISSERTAÇÃO_EstudoExtraçãoDesenvolvimento.pdf: 2963993 bytes, checksum: bfaea5e2c3453e06fae7857100f06970 (MD5) Previous issue date: 2012 / Microcontaminantes emergentes constituem um grupo de substâncias que é foco de intensa preocupação por parte de diversas agências internacionais. Neste grupo encontram-se diferentes classes de contaminantes, sendo elas: poluentes orgânicos persistentes, fármacos e produtos de cuidados pessoais, medicamentos veterinários, perturbadores endócrinos e nanomateriais. Mesmo sendo encontrados em concentrações da ordem de ng/L os mesmos são capazes de provocar efeitos adversos em humanos e na vida aquática; por este motivo seu monitoramento se faz necessário. Neste trabalho foram estudadas as seguintes classes de microcontaminantes: perturbadores endócrinos (estradiol, etinilestradiol, estrona, 4-octilfenol, 4-nonilfenol, dietilftalato, dietilhexilftalato e bisfenol A), fármacos (diclofenaco, ibuprofeno, paracetamol, naproxeno, ácido acetil salicílico e genfibrozila) e o estimulante cafeína. Como as concentrações desses contaminantes em água são bastante reduzidas é preciso realizar uma etapa de extração para que suas análises sejam viáveis. Deste modo foram estudadas as seguintes técnicas: extração em fase sólida (SPE), extração líquido-líquido (LLE) e microextração líquido-líquido dispersiva (DLLME). Para um estudo sistemático de todas as variáveis que podem influenciar as metodologias de extração, foram utilizados planejamentos experimentais multivariados (fatorial fracionário e Doehlert, ambos com ponto central). A SPE foi a técnica mais efetiva e as três variáveis estudadas foram significativas (volume, pH da amostra e pH da lavagem). A maioria dos analitos apresentaram valores de área cromatográfica maximizadas com o pH da amostra e da lavagem ácido e níveis médios de volume, dentro da faixa experimental investigada. Assim, a extração otimizada foi efetuada em cartucho Strata-X, com 500 mL de amostra em pH 2,0, lavagem com água em pH 2,0 e eluição realizada por 3 × 3 mL de acetato de etila. A determinação dos compostos estudados foi realizada por cromatografia gasosa acoplada à espectrometria de massas (GC-MS), passando por etapa prévia de derivatização, e a metodologia foi validada apresentando limite de detecção do método (MLOD) de 0,5 a 5,0 ppb e limite de quantificação do método (MLOQ) na ordem de 0,5 a 75 ppb, e valores de recuperação de 33 a 160 %. Ainda, por haver uma etapa anterior de pré-concentração, os níveis de concentração em amostras naturais passíveis de análise são 1.000 vezes menor. A metodologia desenvolvida foi utilizada para análise de amostras de água superficial coletadas ao longo da bacia do Rio Doce e os resultados dessas análises foram tratados por meio da análise das componentes principais e da rede neural de Kohonen, onde foi possível observar o perfil de contaminação das amostras coletadas e relacioná-lo com o local de coleta. _________________________________________________________________________________ / ABSTRACT: Emergents microcontaminants are a group of substances that is the focus of intense concern by various international agencies. In this group there are different classes of contaminants, such as: persistente organic pollutants, pharmaceuticals and personal care products, veterinary drugs, endocrine disruptors and nanomaterials. Although the concentrations usually found are in the ng/L levels, they are able to cause adverse effects on aquatic life in humans and, for this reason, their monitoring are necessary. In this study, the following classes of microcontaminants were evaluated: endocrine disruptors (estradiol, ethinyl estradiol, estrone, 4-octylphenol, 4-nonylphenol, diethyl phthalate, dietilhexilftalato and bisphenol A), pharmaceuticals (diclofenac, ibuprofen, acetaminophen, naproxen, acetylsalicylic acid and gemfibrozil), and the stimulant caffeine. As the concentrations of these contaminants in water are very small it must be realized an extraction step to become possible their analyses. Thus it was studied the following techniques: solid phase extraction (SPE), liquid-liquid extraction (LLE) and dispersive liquid-liquid microextraction (DLLME). For a systematic study of all the variables that influence the extraction methodologies, it was utilized multivariate experimental designs (fractional factorial with central point and Doehlert). Thus it was selected the SPE as the most effective, considering that all the three studied variables were significant (volume and pH of the sample and pH of the wash), with most analytes presenting maximized chromatographic area values with acid pH of sample and for washing values and medium volume values, in the experimental domain investigated. In this way, the optimized extraction process was performed on Strata-X cartridge, with 500 mL of sample in pH 2.0, washing with water in pH 2.0 and elution carried out for 3 × 3 mL of ethyl acetate. The determination of the studied compounds was performed by gas chromatography coupled to mass spectrometry (GC-MS), with a prior step of derivatization, and the methodology was validated showing MLOD from 0.5 to 5.0 ppb and MLOQ in the order from 0.5 to 75 ppb, and recovery values of 33 to 160 %. However, since there is a previous step of pre-concentration, concentration levels in natural samples that may be analyzed are 1000 times lower. The developed methodology was used to analyze surface water samples collected along the Rio Doce Basin and the results of these analyses were treated by principal component analysis and Kohonen neural network where it was possible to observe the profile of contamination of the collected samples and relate it to the sampling local.

Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Materiais. Departamento de Engenharia Metalúrgica, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto. / Submitted by giuliana silveira (giulianagphoto@gmail.com) on 2016-03-02T18:51:02Z No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO_ComportamentoEscóriaMetal.pdf: 5192642 bytes, checksum: 9913d94892f269ac21bf718e2c75b7a9 (MD5) / Approved for entry into archive by Oliveira Flávia (flavia@sisbin.ufop.br) on 2016-04-13T15:35:19Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO_ComportamentoEscóriaMetal.pdf: 5192642 bytes, checksum: 9913d94892f269ac21bf718e2c75b7a9 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-13T15:35:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO_ComportamentoEscóriaMetal.pdf: 5192642 bytes, checksum: 9913d94892f269ac21bf718e2c75b7a9 (MD5) Previous issue date: 2015 / Aços denominados clean steel, são produtos de grande importância para a sociedade, devido às suas aplicações mais nobres. A conceito de do aço limpo inclui maximizar a remoção das inclusões durante o processo de refino secundário do aço líquido e/ou atuar na composição, morfologia, tamanho e distribuição das inclusões no aço líquido e no produto final. Visto que os processos de refino envolvem uma complexidade de parâmetros operacionais e variáveis, a utilização de modelagem física e matemática é importante para se investigar os efeitos destes sobre a produtividade e o comportamento metalúrgico da operação de refino. Através de modelagem física foram estudados os principais parâmetros que influem no tempo de misturamento de ligas no interior de uma panela de aciaria agitada por gás inerte, além de medições da(s) área(s) de pluma formada nestas. Via metodologia PIV, foi possível criar um mapa de distribuição de velocidades em uma determinada região da panela. O modelo físico foi recriado via modelagem matemática, de modo a ser uma ferramenta comparativa com os resultados obtidos pelas outras metodologias. Através dos experimentos e análises realizados, foi possível perceber que à abertura do olho da pluma e o tempo de misturamento são afetados pelo nível de enchimento da panela, espessura e viscosidade da escória de topo, diferença de densidade entre metal e a escória, vazão de gás inerte e número de plugues porosos no fundo da panela. Obteve-se boa correlação entre os resultados obtidos pelas simulações numérica e física. Foi satisfatoriamente simulada a situação de agitação em panela industrial contendo aço via modelamento matemático. ______________________________________________________________________________ / ABSTRACT : Clean steels, are very important products for the society due to its noblest applications. The concept of clean steel includes inclusions removing during secondary refining process or act on the composition, morphology, size and distribution of inclusions in the liquid steel and in the final product. Since the refining processes involve a complexity of operating parameters and variables, the use of physical and mathematical modeling is important to investigate their effect on productivity and metallurgical behavior of the refining operation. Through physical modeling the main parameters that influence the mixing time in a steelmaking ladle stirred by inert gas were studied, in addition to the measurement eye plume opening. Using the PIV methodology, it was possible to create a velocity distribution map in a region of the ladle. The physical model was created in mathematical modeling in order to be a comparative tool with the results obtained by other methods. With the experiments and analysis, it is noted that the eye plume opening and the mixing time are affected by the ladle liquid level, thickness and viscosity of the top slag, density difference between metal and slag, inert gas flow and number of porous plugs in the bottom of the ladle. A good correlation between results obtained by physical and numerical simulations was founded. It was successfully simulated the industrial situation by mathematical modeling.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas, Programa de Pós-Graduação em Química, 2015. / Made available in DSpace on 2016-03-01T04:00:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 337298.pdf: 2658364 bytes, checksum: 22b7c9d068dae4f472e1bccd8330b7ac (MD5) Previous issue date: 2015 / Este estudo apresenta duas novas estratégias de otimização aplicadas à técnica de mircroextração em fase sólida. A primeira parte do trabalho consistiu em uma nova estratégia baseada no uso de duas temperaturas e dois modos de extração no mesmo procedimento de extração. Duas classes de compostos, HPAs (hidrocarbonetos policíclicos aromáticos) e BTEX (benzeno, tolueno, etilbenzeno e xileno), foram escolhidas para esse estudo, o qual tinha como objetivo maximizar a quantidade extraída de todos os compostos, com volatilidades bastante distintas, simultaneamente. A metodologia proposta foi utilizada para analisar outra classe de compostos, os ftalatos (dietilftalato, benzilbutilftalato, bis-2-etilhexiftalato, bis-2-etilhexiadipate e dibutilftalato), a fim de verificar se a metodologia proposta funcionaria para outros analitos. Comparações foram realizadas entre a nova proposta e o procedimento convencional, o qual utiliza apenas um modo e uma temperatura de extração, sendo obtidos resultados bastante satisfatórios para ambas as classes de compostos investigadas. A segunda parte do trabalho consistiu em uma nova estratégia de otimização baseada no uso de três temperaturas diferentes de extração no mesmo procedimento para extração da fração volátil do mel de abelha por microextração em fase sólida no modo headspace, a fim de maximizar a quantidade extraída de compostos com volatilidades/polaridades distintas. O método proposto foi utilizado para análise dos compostos voláteis da pimenta vermelha a fim de demonstrar a eficácia da metodologia proposta. Em ambos os casos, uma comparação com a metodologia tradicional, usando apenas uma temperatura, foi realizada e mostrou-se ser uma ótima alternativa para extração simultânea de compostos com diferentes volatilidades de matrizes complexas.<br> / Abstract : This study presents two new optimization approaches, applied to the technique of solid phase microextraction, for analysis of volatile compounds from food matrices and environmental contaminants by gas chromatography. The first part of this work consisted in a new strategy based on the use of two temperatures and two modes in the same extraction procedure. Two classes of compounds, PAHs (polycyclic aromatic hydrocarbons) and BTEX (benzene, toluene, ethylbenzene and xylene) were select for this study, which aimed to maximize the amount of all extracted compounds with different volatilities, simultaneously. The proposed methodology was used to analyze another class of compounds, phthalates (diethyl phthalate, benzylbutylphthalate, bis-2-ethylhexylphthalate, bis-2-etilhexiadipate and dibutylphthalate) in order to verify whiter the proposed methodology could be used for other analytes. Comparisons between the proposed method and conventional method were carried obtaining excellent results for both classes of compounds. The second part of this study consisted of a new optimization strategy based on the use of three different temperatures of extraction in the same procedure for the extraction of the volatile fraction of the honey by solid phase microextraction in the headspace, in order to maximize the amount extracted from compounds which contains volatilities/polarities different. The proposed method was used for analysis of volatile compounds of red pepper to demonstrate the efficiency of the proposed methodology. In both cases, a comparison with the traditional method, using only a temperature, was made and was shown to be a great alternative to simultaneous extraction of compounds with different volatilities of complex samples.