Muitas áreas da indústria utilizam substanciais somas de energia térmica, geralmente obtida pela combustão de óleo, gás ou carvão. Na queima destes combustíveis geralmente é utilizado ar como oxidante, que é constituído aproximadamente por 21% de O2 e 79% de N2, em volume. Em muitos casos, os processos de combustão podem ser enriquecidos com o uso de oxidantes que possuem concentrações de oxigênio maior que a existente no ar. Isto é conhecido como combustão enriquecida com oxigênio (OEC) que pode trazer vários benefícios como a redução do consumo de combustíveis, aumento da energia térmica disponível, redução no volume dos gases de combustão, baixo custo de adaptação dos equipamentos existentes, entre outros. Com este cenário, o presente trabalho investiga o uso da combustão enriquecida com oxigênio em uma turbina a gás industriais de um eixo. O equipamento foi modelado termodinamicamente e com a consideração que os gases de combustão formados se encontram em equilíbrio químico. Dessa forma, são estudadas três formas de operação da turbina a gás com o uso do processo de enriquecimento da combustão, que são: 1) vazão de ar de admissão constante, 2) potência líquida constante com rotação fixa e 3) potência líquida constante com rotação variável. Os resultados mostram que pode ser obtido um aumento de até 143% na potência líquida e de 24% no rendimento térmico do ciclo para o caso 1. Entretanto, é necessária uma substancial soma de oxigênio para sustentar o processo. / Many industry areas use large amounts of thermal energy, usually obtained by burning oil, gas or coal. The combustion of these fuels generally used air as an oxidant, which consists of approximately 21% O2 and 79% N2, in volume. In many cases, combustion processes can be enriched with the use of oxidants with higher concentration of oxygen than present in the air. This is known as oxygen-enhanced combustion (OEC), which can provide several benefits such as reduced fuel consumption, increased thermal energy availability, reduction in flue gas volume, low retrofitting cost and others. With this background, this work investigates the use of oxygen-enhanced combustion in heavy duty single-shaft gas turbine. The equipment was thermodynamically modeled and the consideration that the combustion gases are in chemical equilibrium. Thus, three possible ways of implementation of the enrichment process of combustion were studied, which are: 1) constant intake air flow, 2) constant net power with fixed rotation and 3) constant net power with variable speed. The results showed that one can be obtained up to 143% increase in net power and 24% in thermal efficiency of the cycle in case 1. However, it’s necessary a substantial amount of oxygen to sustain the OEC process.

A separação de gases através de membranas é uma técnica atualmente bem aceita, mas está em constante desenvolvimento tendo como principal foco de estudo a obtenção de membranas com alta permeabilidade e seletividade. Um dos processos que tem apresentado destaque na separação de gases com membranas é a purificação do gás natural (GN), uma vez que o aumento da sua demanda requer o aumento da produção de GN com elevada qualidade. A maior parte das aplicações com membranas na purificação do GN diz respeito à remoção do CO2 utilizando membranas poliméricas. Um adequado balanço entre a permeabilidade e a seletividade constitui um aspecto fundamental no desempenho dessas membranas, uma vez que o fator de separação geralmente diminui com o aumento da permeabilidade do componente mais permeável. Essas propriedades das membranas poliméricas são governadas pelas diferenças entre a mobilidade e a solubilidade de cada gás penetrante através da matriz polimérica e também pela estrutura dessa matriz, sendo que as propriedades de transporte dos gases através da membrana são significativamente diferenciadas entre os polímeros elastoméricos e vítreos. Apesar de existirem muitos trabalhos publicados na área de separação de gases com membranas, a pesquisa nesta área no Brasil ainda carece de investimentos no que diz respeito à produção de membranas e ao seu uso nos processos. Dentro deste contexto, este trabalho teve como objetivo a síntese de filmes de poli(dimetilsiloxano) (PDMS) e de triacetato de celulose (TAC), seletivos ao dióxido de carbono, a partir de soluções poliméricas. Os filmes densos sintetizados foram avaliados com relação às propriedades de transporte aos gases puros N2, CO2 e CH4. O coeficiente de solubilidade dos gases nos filmes foi determinado através da técnica do decaimento de pressão em uma unidade de bancada construída neste trabalho especialmente para este fim. A permeabilidade dos gases foi avaliada em um sistema de bancada e a morfologia das membranas foi estudada através de Microscopia Eletrônica de Varredura. Os resultados dos testes mostraram que a escolha do material suporte dos filmes poliméricos é essencial para obter-se uma camada seletiva fina e íntegra. As membranas de PDMS foram as que apresentaram melhores resultados, com seletividade ideal ao par CO2/CH4 de até 4,1 e permeabilidades semelhantes à literatura, enquanto que as membranas de TAC não apresentaram fluxos dos gases e seletividades satisfatórios nas condições testadas. / Membrane gas separation is a well-accepted technology, but it is still under continuous development, mainly in aspects related to the production of membranes with high permeability and selectivity. Natural gas (NG) purification can be mentioned as an outstanding application of membrane based gas separation processes, which has grown significantly over the years due to the increasing demand for this product and higher requirements regarding its quality. Most applications of membranes in NG purification are related to the carbon dioxide removal with polymeric membranes. Adequate balance between permeability and selectivity constitutes a fundamental aspect in the performance of these membranes, since the separation factor generally decreases with the increase in the permeability of the most permeable component. These properties of the polymeric membranes are governed by the differences of mobility and solubility of each permeant through the polymeric matrix and by the structure of this matrix, with the transport properties of gases through a membrane differing significantly between elastomeric and glassy materials. Although there are many studies published on gas separation processes, in Brazil there is still lack of investments related to the production of membranes and their use in processes. In this context, the goal of this study was to synthesize poly(dimethylsiloxane) (PDMS) and cellulose triacetate (CTA) films, selective to carbon dioxide. The dense films synthesized from polymeric solutions were evaluated with respect to the transport properties of three pure gases (N2, CO2 and CH4). The solubility parameter (or sorption coefficient) of the gases in the polymeric films was determined using the pressure decay method, in a unit built as part of the present work specifically for this purpose. The gas permeability was assessed in a bench scale system and the morphology of the membranes was studied using Scanning Electron Microscopy. The results obtained showed that the choice of membrane support material is essential to obtain a thin and integral selective polymeric layer. PDMS membranes showed the best performance, with the ideal selectivity of pair CO2/CH4 up to 4.1 and values of permeability similar to those reported in the literature, while the CTA membranes did not present satisfactory values of permeate flux and gas selectivity under the conditions considered.

Apesar de ser um líquido comum na natureza, muitas dúvidas ainda pairam sobre várias características da água. A existência de uma relação comum entre o tipo de potencial intermolecular, criticalidade e as várias formas de anomalia existentes nessa substância ainda é uma questão em aberto, apesar da intensa pesquisa que tem-se feito ao longo dos anos sobre esse assunto. Nesta tese investiga-se a presença de anomalia na densidade em um gás de rede associado em que as moléculas interagem via um potencial de interação de duas escalas: uma isotrópica atrativa do tipo van der Waals, e outra direcional que pode ser nula ou repulsiva. Este sistema foi estudado em duas e três dimensões. Em duas dimensões foram feitas duas variações no modelo: uma onde pontes de hidrogênio distorcidas foram contabilizadas, como ocorre para a água a baixas temperaturas. E outra onde a distinção entre braços doadores e receptores das moléculas foi desconsiderada a fim de estabelecer sua relevância para as propriedades do diagrama de fases do sistema. Construiu-se o diagrama de fases pressão vs. temperatura, através de simulações de Monte Carlo, onde, para todas variações do modelo, estão presentes a anomalia na densidade e a transição entre duas fases líquidas, uma de alta e outra de baixa densidade. Concluiu-se que a anomalia na densidade está diretamente relacionada com a taxa de quebra das pontes de hidrogênio, que, como o que ocorre para a água, a fase líquida de baixa densidade é mais entrópica que a fase líquida de alta densidade e que o potencial de duas escalas competitivas é um ingrediente necessário ao aparecimento de anomalia na densidade e a transição entre duas fases líquidas. / Although water is unibiquos in nature, it’s characteristics are not well understood. The existence of a common relation between the shape of the intermolecular potential, the existence of multicriticality and the anomalies in this substance is still an open question. In this work, it is investigated the presence of density anomaly in an associating lattice gas where the particles interact through a two scales potential: an isotropic attractive like the van der Waals, and another one directional interaction that can be null or repulsive. This system was studied in two and three dimensions. In two dimensions two variations in the model have been made: one where distorted hydrogen bonds have been introduced, as it occurs for water at low temperatures. Another one where it do not distinguish the acceptor and donor arms of the molecules are not distinguished, which establishes the relevance of proton distribution entropy with respect to the phase diagram properties. The pressure vs. temperature phase diagram was constructed through Monte Carlo simulation, the presence of two liquid phases, one phase of high density and another of low density, and a density anomaly is unaffected in both cases. It was concluded that the density anomaly is directly related with the rate of hydrogen bond breaking, that the low density liquid phase has bigger entropy than the high density liquid phase, as it occur for water. Two scale potential is an important ingredient to the development of the density anomaly and to the appearance of a coexistence between two liquid phases.

Submitted by Diogo Barreiros (diogo.barreiros@ufba.br) on 2017-02-06T16:36:13Z No. of bitstreams: 1 Alexandre_Araripe.pdf: 1792868 bytes, checksum: 1adaa02d41a8ac826a6a455f5299d8ed (MD5) / Approved for entry into archive by Vanessa Reis (vanessa.jamile@ufba.br) on 2017-02-07T11:00:19Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Alexandre_Araripe.pdf: 1792868 bytes, checksum: 1adaa02d41a8ac826a6a455f5299d8ed (MD5) / Made available in DSpace on 2017-02-07T11:00:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Alexandre_Araripe.pdf: 1792868 bytes, checksum: 1adaa02d41a8ac826a6a455f5299d8ed (MD5) / A necessidade de garantir a disponibilidade do fornecimento de energia na malha elétrica no Brasil nos períodos de seca dos reservatórios das hidrelétricas para evitar apagões como o ocorrido em meados de 2001 promoveu a disseminação de formas alternativas de geração de energia, entre elas as unidades termelétricas, com a implantação de vários parques geradores no território nacional. Devido à crescente disponibilidade de gás natural no país houve uma maior tendência a instalação de usinas termelétricas que utiliza turbinas movidas a gás natural. Durante o ciclo de operação da turbina a gás, partículas de fumaça, sal, poeira e óleo aderem à superfície dos aerofólios do compressor alterando a rugosidade e forma dos mesmos. Esse processo é chamado de fouling (incrustantes) e produz uma queda de desempenho total da turbina ao longo to tempo. O desempenho inicíal de geração é restaurado pela lavagem periódica do compressor da turbina a gás. A interrupção da operação da turbina para a lavagem implica em interrupção da produção e é realizada periodicamente. Entretanto, as condições ambientais podem ifluir na formação do fouling resultando em uma equação de degradação que varia no tempo. Este trabalho visou obter equações que representem a degradação da eficiência energética da turbina devido ao fouling de forma a prever o melhor momento para parada e lavagem do compressor. A análise de algumas variáveis operacionais que relacionam potência energética produzida versus vazão de gás natural na turbina termelétrica sugerem uma tendência linear decrescente o que foi verificado experimentalmente utilizando-se séries temporais obtidas na operação das turbinas termelétricas escolhidas como campo de pesquisa. Também foi observada uma forte correlação entre a potência energética produzida e a temperatura do ar atmosférico. As séries de dados foram condicionadas quanto à outliers, lacunas e ruídos de alta frequência e corrigidas dos efeitos sazonais da temperaura ambiente. Valores de previsão para períodos de operação foram então calculados para as turbinas de teste. Os resultados conduzem à conclusão de que as turbinas estudadas poderiam ter seus ciclos de operação estendidos, o que resultaria em maior produção de energia e menor custo com lavagens. Além disso, conclui-se que as turbinas possuem eficiências diferentes conduzindo a ciclos de operações diferentes. Finalmente, foi calculada a energia total gerada considerando os novos ciclos previstos, obtendo-se ganhos de até 5% no ano.

106f. / Submitted by Suelen Reis (suziy.ellen@gmail.com) on 2013-03-13T13:18:39Z No. of bitstreams: 1 Ricardo%20Fonsecaseg.pdf: 1621789 bytes, checksum: 161d3b6cee1f3e3ef85554c476fc6645 (MD5) / Approved for entry into archive by Vania Magalhaes(magal@ufba.br) on 2013-03-14T12:36:44Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Ricardo%20Fonsecaseg.pdf: 1621789 bytes, checksum: 161d3b6cee1f3e3ef85554c476fc6645 (MD5) / Made available in DSpace on 2013-03-14T12:36:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ricardo%20Fonsecaseg.pdf: 1621789 bytes, checksum: 161d3b6cee1f3e3ef85554c476fc6645 (MD5) Previous issue date: 2008 / Esta dissertação analisa o acordo Brasil-Bolívia para fornecimento de gás natural, privilegiando-se o exame das condições dinâmicas que propiciaram sua construção, crise e renegociação e o comportamento das partes em um ambiente marcado pela complexidade e incerteza. Utilizando-se a teoria dos custos de transação, foram analisadas as características da indústria de gás natural no Brasil e na Bolívia, a importância relativa do produto nas respectivas economias ao longo do tempo, e as conseqüências do acordo estabelecido. Constatou-se que devido a uma transformação fundamental na realidade econômica envolvendo o gás natural e seu uso nas duas economias, associado à incapacidade de se firmar contratos completos e que se auto-imponham e à inexistência de um mecanismo externo que estabelecesse seu cumprimento (falha institucional) houve uma significativa elevação da incerteza e uma mudança do comportamento estratégico dos países no acordo. / Salvador

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas, Programa de Pós-Graduação em Química, Florianópolis, 2009 / Made available in DSpace on 2012-10-24T09:20:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 276043.pdf: 2032978 bytes, checksum: eab4d26f55c2fe09151bc397f29b4268 (MD5) / Atualmente o gás hidrogênio (H2) é tido como o combustível do futuro, no entanto os processos de obtenção deste gás ainda são os convencionais, tais como, reforma a vapor e oxidação parcial, acompanhados da emissão de muitos poluentes atmosféricos, como o CO, CO2 e NOx. Neste trabalho, estudou-se a produção de H2, negro de fumo e gás de síntese por plasma térmico empregando-se argônio como gás de plasma usando os seguintes gases como matéria prima no processo: metano, biogás (mistura de CH4 e CO2) e água. A tocha de plasma usada para ionização do argônio foi de arco elétrico não transferido com fonte elétrica de corrente continua (DC). A tocha de plasma foi acoplada a uma câmara de plasma e na saída da câmara foram instalados analisadores de gases e amostradores para coleta. A temperatura do jato de plasma foi medida com auxilio do gráfico de Boltzmann. Os espectros Raman do material produzido na reforma do metano mostraram a produção de carbono com estrutura amorfa típica destes materiais. Imagens de microscopia eletrônica de varredura revelaram que os materiais apresentam organização estrutural típica de um negro de fumo (altamente desorganizada) e a presença de estruturas de tamanhos variados, desde algumas dezenas de nanômetros até alguns micrometros. A composição do material sólido produzido foi de 81 % de carbono, 1 % de hidrogênio e 18 % de ferro e tungstênio, evidenciado pelas analises de CHNS e MEV-EDS. As análises de GC-MS mostraram a formação de uma série de compostos policíclicos aromáticos (PAH's), que são intermediários na formação de carbono sólido através de mecanismos em fase gasosa. No processo de reforma do biogás, o aumento a potência aplicada aumentou a conversão do metano e do dióxido de carbono na faixa em que o plasma é estável (entre 3,0 e 4,5 kW). Quando a [CO2] = 7,0 % e variando-se a [CH4] de 4 a 12 %, houve diminuição da conversão de CO2 com o incremento da [CH4]. A partir de 9 % de [CH4] a conversão do CH4 também diminuiu, acompanhada pela formação de carbono sólido. Por outro lado, o aumento da [CO2] na mistura reacional diminuiu a formação de carbono sólido e aumentou a conversão tanto de CO2 quanto de CH4 até a razão [CO2]/[CH4] = 1,3; o aumento da razão [CO2]/[CH4] superior a 1,3 provocou a formação de carbono sólido e diminuição da conversão de ambos os gases da mistura. A viabilidade de produção de hidrogênio através da decomposição da água por plasma foi demonstrada. A temperatura do jato de plasma medida experimentalmente aumentou com o aumento da potência aplicada e do fluxo de gás de plasma.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2013. / Made available in DSpace on 2014-08-06T17:30:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 323974.pdf: 2504704 bytes, checksum: 00678f9f1aef9a5e9791d4fd1bef7677 (MD5) Previous issue date: 2013 / The steam gasification of Brazilian coal chars, subbituminous and bituminous, were investigated using a thermobalance in a temperature range of 1073-1173 K and pressure range of 1-20 bar. The operating variables used were in agreement with differential reactor and free diffusion limitations. The coal char samples were characterized, and the effects of temperature, total system pressure, parcial pressure and hidrogen on the kinetics of steam gasification were determined. The non-reactive core model was the one that best described the gasification reactions, at conditions studied, for conversions between 5-80%. For these coals and temperature range studied between 800 and 900 ° C, 1 bar, the activation energies were found to be 119.2 kJ?mol-1 and 170 kJ?mol-1 and pre-exponential factor were determined to be 4,10?105 e 4,55?103 min-1, respectively. Based on these parameters was determined the coal reactivity: CMRS-02 > CMSC-04 > CMSC-02 > CMSC-01. The higher reactivity for coal CMRS-02 was ascribed to the coal rank and vitrinite content. Regarding the effect of temperature, total pressure of the system and parcial pressure of steam on the reaction rate, the results showed that these effects were higher for bituminous coals, as the rank coal has more influence on the rate of reaction. The presence of hidrogen strongly inhibits the char-steam gasification reactions. The gases formed were H2, CO2and CO and the molar ratio H2/CO between 1,5 and 2 indicates that the syngas produced is promising for Fischer-Tropsch synthesis.

Submitted by Stephanie Blattler (stblattler@gmail.com) on 2018-03-12T18:45:47Z No. of bitstreams: 1 Mestrado FGV - Dissertação - Stephanie Blattler - Versão Final - 12.03.2018.pdf: 772793 bytes, checksum: 107759c95799b83798ef3e00303c13aa (MD5) / Approved for entry into archive by Diego Andrade (diego.andrade@fgv.br) on 2018-03-13T16:57:34Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Mestrado FGV - Dissertação - Stephanie Blattler - Versão Final - 12.03.2018.pdf: 772793 bytes, checksum: 107759c95799b83798ef3e00303c13aa (MD5) / Made available in DSpace on 2018-03-16T16:55:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Mestrado FGV - Dissertação - Stephanie Blattler - Versão Final - 12.03.2018.pdf: 772793 bytes, checksum: 107759c95799b83798ef3e00303c13aa (MD5) Previous issue date: 2018-02-06 / In Brazil, the debate regarding the exploration and production of shale gas became relevant with the 12th Bid Round promoted by the National Oil, Natural Gas and Biofuels Agency (ANP), which offered areas with great potential of such unconventional hydrocarbon. The country is listed as the tenth with greater shale gas potential in the world. However, due to the international controversy involving this energy source, mainly by virtue of its potential environmental impacts and damages, the matter was brought to the courts and is subject to legislative initiatives, so that the production of such hydrocarbon in Brazil has not started yet. Therefore, the present essay aims to clarify how the exploration and production of shale gas takes place and what would be its potential harmful effects to the environment, demonstrating that there are diverging scientific opinions over the most relevant of such effects. The description of the existing regulatory instruments in Brazil, such as ANP Resolution No. 21/2014, is also provided herein, as well as the description of the current legal proceedings and bills over the matter. Following, this essay also describes how the shale gas matter was solved in four states/countries, as to verify if there are any valuable lessons for Brazil. Based on the scientific uncertainty over the potential environmental damages and impacts, the precautionary rule is herein analyzed, aiming to understand how precaution may be applied to shale gas and to other cases under similar scientific uncertainty. Initially, the doctrine of absolute precaution is presented, followed by the main critics to precaution. Finally, the main conclusion is that the path of interpretation for the shale gas case and for other cases with similar scientific uncertainty is the use of the precautionary rule modulated by proportionality, so that its application does not reflect an immediate prohibition, but the management of uncertainties through regulation. / No Brasil, a discussão a respeito da exploração e produção de gás de folhelho, conhecido de forma equivocada como “gás de xisto”, ganhou expressividade com a 12ª Rodada de Licitações promovida pela Agência Nacional do Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis (ANP), que licitou áreas com grande potencial exploratório para esse hidrocarboneto não convencional. O país apresenta o décimo maior potencial de gás de folhelho do mundo, porém, em razão da polêmica internacional que envolve essa fonte energética, principalmente em função de seus potenciais impactos e danos ambientais, a questão permanece judicializada e objeto de iniciativas legislativas, de forma que a produção desse hidrocarboneto no Brasil ainda não foi iniciada. Nesse âmbito, o presente trabalho visa esclarecer como se dá a exploração e produção do gás de folhelho e quais seriam seus potenciais efeitos nocivos ao meio ambiente, demonstrando a divergência existente na comunidade científica sobre os mais relevantes desses potenciais efeitos. O trabalho também traz a descrição dos instrumentos regulatórios já existentes sobre o gás de folhelho no Brasil, como a Resolução ANP nº 21/2014, bem como dos processos judiciais e projetos de leis existentes sobre a questão. Em seguida, o presente trabalho também descreve como a questão do shale gas foi decidida em quatro estados/países, para verificar se podem ser extraídas lições para o Brasil. Com base na incerteza científica constatada sobre os potenciais danos e impactos ambientais, o postulado da precaução é aqui analisado, visando compreender como ele pode ser aplicado ao caso do gás de folhelho e a outros casos de incerteza científica análoga. Inicialmente, é apresentada a doutrina da precaução absoluta, para posteriormente introduzir as principais críticas ao postulado. Por fim, conclui-se que o caminho para a interpretação do caso do gás de folhelho e de outros casos em que recai incerteza científica análoga é a utilização do postulado da precaução modulado pela proporcionalidade, de modo que sua aplicação não reflita uma proibição imediata, mas sim o gerenciamento das incertezas envolvidas por meio da regulação.

Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2017-11-21T11:47:32Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 3104624 bytes, checksum: 50a15a356c4342cfc4ce54231227dfc9 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-11-21T11:47:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 3104624 bytes, checksum: 50a15a356c4342cfc4ce54231227dfc9 (MD5) Previous issue date: 2017-02-24 / A assistência técnica inadequada, o manejo incorreto da cultura, a ausência de monitoramento de resíduos de agrotóxicos e, por vezes, a falta de consciência do produtor levam ao uso indiscriminado e irresponsável dos produtos químicos, que geram impactos ao meio ambiente e à saúde humana. Em muitas culturas frutícolas, a falta de produtos registrados para a cultura induz o produtor a procurar respostas em produtos não registrados, com eficácia e dosagens desconhecidas para a cultura. Esse é o caso da goiaba, que apesar de ser alvo de pragas e doenças com potencial para comprometer toda a safra, possui poucos produtos registrados para uso em pré- colheita e nenhum produto registrado para uso em pós-colheita. Os fungicidas imazalil e procloraz são frequentemente usados na cultura da goiaba, em pós- colheita. Para avaliar o comportamento desses princípios ativos na goiaba (epicarpo, mesocarpo e placenta) este trabalho se dividiu em três experimentos. O primeiro experimento teve por objetivo estudar a dissipação e ou migração dos agrotóxicos imazalil e procloraz, aplicados na pós-colheita de goiabas ‘Pedro Sato’, do epicarpo para o mesocarpo e deste para a placenta. Para tanto, os frutos foram imersos em caldas fungicidas em diferentes concentrações. Periodicamente, os frutos foram avaliados, quanto à evolução de cor do epicarpo e, quanto à presença de resíduos dos princípios ativos nas frações do fruto. Foi utilizado o método de extração sólido- líquido com partição em baixa temperatura (ESL/PBT), adaptado e validado para determinação de resíduos destes princípios ativos nas frações do fruto de goiaba por cromatografia gasosa acoplada a um detector por captura de elétrons (CG/DCE). O segundo experimento, teve por objetivo avaliar o efeito de diferentes doses de imazalil na manutenção da qualidade da goiaba. Neste estudo, os frutos foram imersos em caldas fungicidas em quatro concentrações de imazalil e avaliados quanto à perda de massa da matéria fresca, incidência e severidade de doenças, evolução de cor do epicarpo, firmeza do mesocarpo, teor de sólidos solúveis, acidez titulável e quanto à presença de resíduos dos princípios ativos nas frações do fruto. Os resultados foram avaliados por estatística descritiva ou por superfície de resposta. O objetivo do terceiro experimento foi avaliar a influência do tempo de armazenamento de goiabas ‘Pedro Sato’ na determinação de resíduos dos agrotóxicos por cromatografia gasosa. Neste estudo, frutos não tratados foram mantidos por até 13 dias de armazenamento e avaliados quanto à alteração de cor do epicarpo. Posteriormente, os frutos foram processados, separados em frações e estas submetidas ao processo de extração previamente validado. Os extratos foram fortificados em concentrações definidas dos princípios ativos e analisados por CG- DCE. Concomitantemente, foi preparada uma curva analítica dos princípios ativos em acetonitrila, utilizada para comparar com as dos extratos e para o cálculo do efeito de matriz das frações em cada dia de armazenamento. Os resultados foram avaliados por análise de regressão. O método ESL/PBT-CG/DCE validado apresentou seletividade e linearidade satisfatórias, com recuperações de extração na faixa de 94,5 a 108% e limites de quantificação (LQ) entre 12,2 a 19,3 μg kg -1 . No primeiro experimento, verificou-se que há dissipação dos princípios ativos do epicarpo com comportamento ajustável a uma cinética de primeira ordem. Verificou- se também que parte dos princípios ativos são dissipados por translocação para o interior do fruto. Estes também foram detectados na placenta, mas em quantidades abaixo do LQ. No segundo experimento, a aplicação de imazalil, nas doses estudadas, não afetou as características de qualidade dos frutos, embora tenham sido eficazes em retardar a incidência e reduzir a severidade dos danos causados por fungos durante o armazenamento. Independente da dose aplicada nos frutos, o imazalil migra do epicarpo para o mesocarpo, não sendo detectado na placenta. Entretanto a maior concentração deste fungicida permanece no epicarpo. Com relação à persistência do princípio ativo no fruto, as menores doses apresentaram resíduos abaixo do limite de referência tolerado, embora com valores muito próximos deste. No terceiro experimento, os resultados indicam que há diferenças no efeito de matriz ao longo dos dias de armazenamento sendo, portanto, necessário empregar curvas analíticas preparadas no extrato das frações para minimizar o efeito de matriz. / Inadequate technical assistance, poor crop management, lack of monitoring of pesticide residues and sometimes lack of producer awareness lead to the indiscriminate and irresponsible use of chemicals, which have an impact on the environment and human health. In many fruit crops, the lack of registered products for the crop induces the producer to seek answers in unregistered products, with efficacy and dosages unknown for the crop. This is the case of guava, which despite being a target of pests and diseases with potential to compromise the whole crop, has few products registered for use in pre-harvest and no product registered for post- harvest use. The imazalil and prochloraz fungicides are often used in postharvest guava crops. To evaluate the behavior of these active principles in guava (epicarp, mesocarp and placenta) this work was divided into three experiments. The first experiment aimed to study the dissipation and/or migration of the imazalil and prochloraz pesticides, applied in the postharvest of 'Pedro Sato' guavas, from the epicarp to the mesocarp and from this to the placenta. For this, the fruits were immersed in fungicidal syrup at different concentrations. Periodically, the fruits were evaluated as to the color evolution of the epicarp and, as to the presence of residues of the active principles in the fractions of the fruit. The low-temperature solid-liquid extraction (ESL / PBT) extraction method was used, adapted and validated to determine residues of these active principles in guava fruit fractions by gas chromatography coupled to an electron capture detector (CG / DCE). The second experiment aimed to evaluate the effect of different doses of imazalil on the maintenance of guava quality. In this study, fruits were immersed in fungicidal syrups at four concentrations of imazalil and evaluated for loss of fresh matter mass, disease incidence and severity, epicarp color development, mesocarp firmness, soluble solids content, titratable acidity and as regards the presence of residues of the active principles in the fractions of the fruit. The results were evaluated by descriptive statistics or by response surface. The objective of the third experiment was to evaluate the influence of 'Pedro Sato' guava storage time on the determination of residues of pesticides by gas chromatography. In this study, untreated fruits were kept for up to 13 days of storage and evaluated for epicarp color change. Subsequently, the fruits were processed, separated into fractions and submitted to the previously validated extraction process. The extracts were fortified at defined concentrations of the active principles and analyzed by GC-DCE. At the same time, an analytical curve of the active ingredients in acetonitrile was used to compare with the extracts and to calculate the matrix effect of the fractions on each day of storage. The results were evaluated by regression analysis. The validated ESL / PBT-CG / DCE method presented satisfactory selectivity and linearity, with extraction recoveries ranging from 94.5 to 108% and limits of quantification (LQ) of 12.2 to 19.3 μg kg -1 . In the first experiment, it was verified that there is dissipation of the active principles of the epicarp with behavior adjustable to a first order kinetics. For the mesocarp, it was verified that part of the active principles are dissipated by translocation into the fruit. These were also detected in the placenta, but in amounts below the LQ. In the second experiment, the application of imazalil at the doses studied did not affect fruit quality characteristics, although they were effective in delaying the incidence and reducing the severity of fungal damage during storage. Regardless of the dose applied to the fruits, imazalil migrates from the epicarp to the mesocarp and is not detected in the placenta. However, the highest concentration of this fungicide remains in the epicarp. Regarding the persistence of the active principle in the fruit, the lowest doses presented residues below the tolerated reference limit, although with very close values. In the third experiment, the results indicate that there are differences in the matrix effect over the storage days, so it is necessary to use prepared analytical curves in the fractions extract to minimize the matrix effect.

OLIVEIRA FILHO, José de Souza. Produção de biogás e recuperação de nutrientes a partir da biodegradação de dejetos suínos. 2016. 82 f. Tese (Doutorado em Solos e Nutrição de Plantas)-Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2016. / Submitted by Jairo Viana (jairo@ufc.br) on 2016-08-24T23:48:00Z No. of bitstreams: 1 2016_tese_jsoliveirafilho.pdf: 1670705 bytes, checksum: ae1b349cbca31f210b1d75dedc23e985 (MD5) / Approved for entry into archive by Jairo Viana (jairo@ufc.br) on 2016-08-25T18:27:11Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_tese_jsoliveirafilho.pdf: 1670705 bytes, checksum: ae1b349cbca31f210b1d75dedc23e985 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-08-25T18:27:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_tese_jsoliveirafilho.pdf: 1670705 bytes, checksum: ae1b349cbca31f210b1d75dedc23e985 (MD5) Previous issue date: 2016 / The production of renewable energy and fertilizer, through anaerobic biodegradation (AnBio) of waste from pig farming, presents itself as a strategic solution to minimize the negative effects associated with the large volume of manure generated in a small production space. However, further studies should be conducted to improve the understanding on the process and propose improvements. In this sense, this work was divided into three stages. In the first stage, a study was conducted to evaluate the changes that occur in organic matter and in organic and inorganic forms of nitrogen (N) and phosphorus (P) of the solid fraction of pig manure (PM) using anaerobic bench-top reactors as a function of seven hydraulic retention times (7, 14, 21, 28, 35, 42 and 49 days of biodegradation) and compared with the raw manure. In the second stage, we developed a study of anaerobic co-digestion, in a semi-continuous reactor, using the PM and the industrial waste of tomato processing (WTP) at different mixing ratios, to improve the performance of digestion and establish the best ratio of the two substrates for the production of biogas and methane. The following proportions were used (% PM + % WTP): 10% + 90%, 20% + 80%, 30% + 70%, 50% + 50% and 40% + 60%. In the third stage, there was an innovative study to recover the N present in the digestate generated after AnBio, using semipermeable membranes made of expanded polytetrafluoroethylene (PTFE) submerged in the material. This system consists of forcing the volatilization of N present in the digestate in the form of NH3 and then recover it in an acid solution of 1N H2SO4 flowing through the inside of the PTFE membrane. The N is recovered as the ammonium ion (NH4+), with potential for being used as fertilizer. Besides the digestate, raw pig manure (RPM) was used to compare the N recovery potential of both materials. The accumulation of the NH4+ formed was determined at nine sampling times (0, 7, 20, 30, 44, 54, 70, 79 and 93 hours). Based on the results obtained in the first stage, it was concluded that, during the digestion process, the organic matter of higher lability, represented by the carbon of the fulvic acid fraction and carbon oxidizable with 2.5 mL of H2SO4, was partially consumed, promoting the accumulation of recalcitrant organic matter at the end of the process. The contents of organic N and NH4+ reduced respectively by 45.2% and 54.2%, compared with their initial contents in the RPM, probably due to loss by volatilization. The P content reduced by 41.25% in relation to the initial content, due to the chemical precipitation of the inorganic fraction extractable in water with metallic cations within the reactor. In the case of co-digestion, increasing PM proportion to up to 30% of the feed mixture led to the maximum daily production of biogas (175 L) and the largest proportion of methane (60%). Amounts above 30% of manure in the mixture reduced biogas and methane production due to the increase of free NH3 concentration (272 mg L-1), which is toxic to most methanogens. As regards the recovery of N using PTFE membranes, it was observed that the recovery efficiency of the digestate was 12% higher compared with that observed in the RPM. Quantitatively, 4555 mg NH4+ could be recovered from the digestate in 93 hours of experiment, which can be used later as a source of N to agricultural crops. / A produção de energia renovável e fertilizante, através da biodegradação anaeróbia (BioAn) dos dejetos da suinocultura, apresenta-se como uma solução estratégica para minimizar os efeitos negativos associados ao grande volume de dejeto gerado em um reduzido espaço de produção. Contudo, mais estudos devem ser realizados para melhorar o entendimento do processo e propor melhorias. Nesse sentido, realizou-se este trabalho que foi dividido em três etapas. Na primeira, foi realizado um estudo com o objetivo de avaliar as mudanças que ocorrem na matéria orgânica e nas formas orgânicas e inorgânicas de nitrogênio (N) e fósforo (P) da fração sólida do dejeto suíno (DS), utilizando reatores anaeróbios de bancada, em função de sete tempos de retenção hidráulica (7, 14, 21, 28, 35, 42 e 49 dias de biodegradação) e comparados com o dejeto não degradado. Na segunda etapa, desenvolveu-se um estudo de co-digestão anaeróbia, em um reator semicontínuo, utilizando o DS e o resíduo da indústria do processamento do tomate (RPT) em diferentes proporções de mistura, visando melhorar o desempenho da biodegradação e estabelecer a melhor proporção dos dois substratos para a produção de biogás e metano. Utilizaram-se as seguintes proporções (% de DS + % de RPT): 10% + 90%, 20% + 80%, 30% + 70%, 50% + 50% e 60% + 40%. Na terceira etapa, realizou-se um estudo inovador visando recuperar o N presente no digestato gerado após a biodegradação, utilizando membranas semipermeáveis de politetrafluoroetileno expandido (PTFE) submersas no material. Esse sistema consistiu em forçar a volatilização do N presente no digestato na forma de NH3 e, posteriormente, recuperá-lo em uma solução ácida de H2SO4 1N que circulava pelo interior da membrana de PTFE. O N foi recuperado na forma do íon amônio (NH4+), com potencial para ser utilizado como fertilizante. Utilizou-se além do digestato, DS não degradado, para comparação do potencial de recuperação de N dos dois materiais. A determinação do acúmulo de NH4+ formado foi realizada em nove tempos de amostragem (0, 7, 20, 30, 44, 54, 70, 79 e 93 horas). Com base nos resultados obtidos na etapa 1, concluiu-se que durante a biodegradação, a matéria orgânica de maior labilidade, representada pelo carbono da fração ácido fúlvico e carbono oxidável com 2,5 mL de H2SO4, foi parcialmente consumida, promovendo o acúmulo de matéria orgânica recalcitrante no final do processo. Os conteúdos de N orgânico e NH4+ reduziram respectivamente, 45,2% e 54,2% em relação aos seus conteúdos iniciais no dejeto não degradado, devido, provavelmente, a perda por volatilização. O conteúdo de P reduziu 41,25% em relação ao seu conteúdo inicial, devido à precipitação química da fração inorgânica extraível em água com cátions metálicos no interior do reator. No caso da co-digestão, o aumento da proporção do DS até o limite de 30% da mistura de alimentação, proporcionou a máxima produção diária de biogás (175 L) e a maior proporção de metano (60%). Quantidades superiores a 30% de dejeto na mistura, reduziram a produção de biogás e metano devido ao aumento da concentração de NH3 Livre (272 mg L-1) tóxico a maioria dos microrganismos metanogênicos. No que se refere à recuperação do N utilizando as membranas de PTFE, observou-se que a eficiência de recuperação no digestato foi superior em 12% em relação ao observado no dejeto não degradado. Em termos quantitativos, conseguiu-se recuperar 4555 mg de NH4+ proveniente do digestato durante 93 horas de experimento que poderá, posteriormente, ser utilizado como fonte de N para as culturas agrícolas.