[ES] La inyección de combustible es, entre los temas de investigación de motores, una de las piezas críticas para obtener un motor eficiente. El papel es aún más significativo cuando se persigue una estrategia de inyección directa. La geometría interna y el movimiento de la aguja determinan el comportamiento del flujo del inyector, que se sabe que afecta enormemente al desarrollo externo del spray y, en última instancia, al rendimiento de la combustión dentro de la cámara. La conciencia sobre el cambio climático y los contaminantes ha ido creciendo, impulsando el esfuerzo en motores más limpios. En este sentido, los motores de gasolina tienen un margen más amplio para mejo- rar que los motores diesel. La evolución de los antiguos PFI a las modernas estrategias de inyección directa, que se utilizan en los motores de nueva generación, demuestra esta tendencia. Los sistemas GDI tienen el potencial de cumplir con las estrictas emisiones y aumentar el ahorro de combustible, sin embargo, todavía se enfrenta a muchos desafíos. Este trabajo implica el uso de dos inyectores, uno es una moderna tobera de GDI de investigación designada por el Engine Combustion Network (ECN), y el otro es una unidad de inyección de producción (PIU) con la misma tecnología y una geometría ligeramente diferente. Ambos equipos se someten a una completa caracterización (flujo interno y externo) que abarca las técnicas más avanzadas en diversas instalaciones experimentales. Además, se diseña y construye una nueva instalación para realizar experimentos en condiciones de evaporación instantánea (cuando la presión de vapor del combustible inyectado es superior a la presión del volumen de descarga). La instalación construida está diseñada para simular un ambiente de descarga en ciertas condiciones del motor en las que podrían producirse fenómenos de flash boiling. Así, debido a las propiedades típicas del combustible de gasolina, era un requisito operar con presiones de cámara de 0,2 a 15 bares. Además, la temperatura ambiente se controlaba mediante la implementación de una resistencia que puede calentar el gas ambiente. La instalación funciona en un bucle abierto, pudiendo renovar el volumen de gas entre las inyecciones. Por último, se construyeron tres amplios accesos ópticos para acomodar muchas técnicas de diagnóstico óptico como DBI, MIE, shadowgraphy o PDA, entre otros. Para la evaluación del flujo interno se determinó la geometría de las toberas y la orientación de los agujeros, el movimiento de la aguja y, por último, la caracterización del ratio de inyección (ROM) y el momento de inyección (ROI) de ambas toberas. La geometría de las toberas y la elevación de la aguja se midieron mediante técnicas avanzadas de rayos X en el Laboratorio Nacional de Argonne (ANL). Las mediciones de ROI y ROM se realizaron utilizando las instalaciones de CMT-Motores Térmicos siguiendo los conocimientos técnicos aplicados en los inyectores de gasóleo y adaptándolos a las toberas de GDI. El ROI nos permitió comparar las boquillas, cuyo número de orificios y geometría eran diferentes, aunque entregan aproximadamente la misma cantidad de combustible. Se ensayó la respuesta a condiciones típicas de motor como variaciones en la presión del rail, la presión de descarga, la temperatura del combustible, etc. Para el inyector de investigación "Spray G", se desarrolló un modelo 0-D de la velocidad de inyección que permite obtener la señal para diferentes condiciones y duración de la inyección, lo cual es útil para la calibración del motor y la validación del CFD. Además, para la caracterización de la ROM, se desarrolló la metodología de la técnica de deformación plástica para obtener la orientación del cono del spray y orientar adecuadamente los chorros de combustible para la medición de ROM. En el análisis hidráulico se combinaron los datos para estudiar los bajos valores del coeficiente de descarga y / [CA] La injecció de combustible és, entre els temes d'investigació de motors, una de les peces crítiques per a obtindre un motor eficient. El paper és encara més significatiu quan es persegueix una estratègia d'injecció directa. La geometria interna i el moviment de l'agulla determinen el comportament del flux de l'injector, que se sap que afecta enormement el desenvolupament extern de l'esprai i, en última instància, al rendiment de la combustió dins de la cambra. La consciència sobre el canvi climàtic i els contaminants ha anat creixent, impulsant l'esforç en motors més nets. En aquest sentit, els motors de gasolina tenen un marge més ampli per a millorar que els motors dièsel. L'evolució dels antics PFI a les modernes estratègies d'injecció directa, que s'utilitzen en els motors de nova generació, demostra aquesta tendència. Els sistemes GDI tenen el potencial de complir amb les estrictes emissions i aug- mentar l'estalvi de combustible, no obstant això, encara s'enfronta a molts desafiaments. Aquest treball implica l'ús de dos injectors, un és una moderna tovera de GDI d'investigació designada pel Engine Combustion Network (ECN), i l'altre és una unitat d'injecció de producció (PIU) amb la mateixa tecnologia i una geometria lleugerament diferent. Tots dos equips se sotmeten a una completa caracterització (flux intern i extern) que abasta les tècniques més avançades en diverses instal·lacions experimentals. A més, es dissenya i construeix una nova instal·lació per a realitzar experiments en condicions d'evaporació instantània (quan la pressió de vapor del combustible injectat és superior a la pressió del volum de descàrrega). La instal·lació construïda està dissenyada per a simular un ambient de descàrrega en certes condicions del motor en les quals podrien produir-se fenòmens de flash boiling. Així, a causa de les propietats típiques del combustible de gasolina, era un requisit operar amb pressions de cambra de 0,2 a 15 bars. A més, la temperatura ambient es controlava mitjançant la implementació d'una resistència que pot calfar el gas ambiente. La instal·lació funciona en un bucle obert, podent renovar el volum de gas entre les injeccions. Finalment, es van construir tres amplis accessos òptics per a acomodar moltes tècniques de diagnòstic òptic com DBI, MIE, shadowgraphy o PDA, entre altres. Per a l'avaluació del flux intern es va determinar la geometria de les toveres i l'orientació dels forats, el moviment de l'agulla i, finalment, la caracterització del ràtio d'injecció (ROM) i el moment d'injecció (ROI) de totes dues toveres. La geometria de les toveres i l'elevació de l'agulla es van mesurar mitjançant tècniques avançades de raigs X en el Laboratori Nacional de Argonne (ANL). Els mesuraments de ROI i ROM es van realitzar utilitzant les instal·lacions de CMT-Motores Térmicos seguint els coneixements tècnics aplicats en els injectors de gasoil i adaptant-los a les toveres de GDI. El ROI ens va permetre comparar els filtres, el nombre d'orificis dels quals i geometria eren diferents, encara que entreguen aproximadament la mateixa quantitat de combustible. Es va assajar la resposta a condicions típiques de motor com a variacions en la pressió del rail, la pressió de descàrrega, la temperatura del combustible, etc. Per a l'injector d'investigació "Esprai G", es va desenvolupar un model 0-D de la velocitat d'injecció que permet obtindre el senyal per a diferents condicions i duració de la injecció, la qual cosa és útil per al calibratge del motor i la validació del CFD. A més, per a la caracterització de la ROM, es va desenvolupar la metodologia de la tècnica de deformació plàstica per a obtindre l'orientació del con de l'esprai i orientar adequadament els dolls de combustible per al mesurament de ROM. En l'anàlisi hidràulica es van combinar les dades per a estudiar els baixos valors del coeficient de descàrrega i del coeficient d'àr / [EN] Fuel injection is among the engine research topics one of the critical pieces to obtain an efficient engine. The role is even more significant when a direct injection strategy is pursued. The internal geometry and pintle movement determine the injector flow behavior, which is known to hugely affect the external spray development and, ultimately, the combustion performance inside the chamber. Climate change and pollutants awareness has been growing, pushing forward the effort on cleaner engines. In this regard, gasoline en- gines have a wider margin to improve than diesel engines. The evolution from old Port Fuel Injectors to modern direct injection strategies, which are used in new generation engines, demonstrates this trend. GDI systems have the potential to comply with stringent emissions and increase fuel economy, however, it still faces many challenges. This work involves the use of two injectors, one is a modern research GDI nozzle appointed by the Engine Combustion Network (ECN), and the other is a production injector unit (PIU) with the same technology and slightly different geometry. Both hardware's undergo a complete characterization (internal and external flow) covering the state- of-the-art techniques in various experimental facilities. Furthermore, a new facility is designed and built to perform experiments under flash boiling conditions (when the fuel injected's vapor pressure is higher than the pressure in the discharge volume). The developed facility is designed to simulate a discharge ambient at certain engine conditions in which flash boiling phenomena could occur. Thus, due to typical gasoline fuel properties, it was a requirement to operate from chamber pressures from 0.2 bar to 15 bar. Also, the ambient temperature was controlled by implementing a resistor that can heat the ambient gas. The facility operates in an open loop, being able to renovate the gas volume between injections. Finally, three wide optical accesses were built to accommodate many optical diagnostic techniques such as DBI, MIE, shadowgraphy, or PDA, among others. For the internal flow description, it was determined the nozzles geometry and holes orientation, the pintle movement, and finally, the characterization of the rate of momentum (ROM) and rate of injection (ROI) of both nozzles. The nozzles geometry and needle lift were measured using advanced optical x-ray techniques at Argonne National Laboratory (ANL). The ROI and ROM measurements were performed using CMT-Motores Térmicos facilities follow- ing the know-how applied in diesel injectors and adapting it to GDI nozzles. The ROI allowed us to compare the nozzles, whose orifices number and geometry were different, although they deliver approximately the same amount of fuel. It was tested their response to typical boundary conditions such as rail pressure, discharge pressure, fuel temperature, etc. For the research nozzle "Spray G", it was developed a 0-D model of the rate of injection allowing to obtain the signal for different injection duration and conditions, which is useful in engine calibration and CFD validation. Furthermore, for the ROM characterization, the plastic deformation technique methodology was developed to obtain spray cone orientation and adequately guide the fuel jets for measuring ROM. The hydraulic analysis combined the data to study the low discharge coefficient and area coefficient values, which could result from low needle lift combined with novel hole designs in both nozzles that promote cavitation and air interaction from inside the orifice. In the external flow characterization, it was used the new developed vessel to study the external spray covering flash boiling conditions. It was employed four surrogate fuels to simulate different volatility properties of gasoline com- pounds and ultimately reproduce more extreme flashing conditions. It was used lateral visualization using DBI and Schlieren in addition to frontal MIE visualization. Some of t / Bautista Rodríguez, A. (2021). Study of the Gasoline Direct Injection Process under Novel Operating Conditions [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/167809

A modelagem de motores a combustão interna deve grande parte de sua importância ao uso de unidades de controle eletrônicas que buscam gerenciar as funções do motor. De forma a fornecer melhor suporte para o projetista de controle, a modelagem oferece informações que servem de planta, sobre a qual estratégias de controle serão desenvolvidas. Nesta dissertação, procurou-se estudar e modelar cinco fenômenos: a admissão de ar e de combustível, a produção de energia efetiva através da combustão, a evolução térmica do motor e o comportamento dos gases no sistema de exaustão. Investigou-se também, em todos estes fenômenos, a influência do uso de composição variada gasolina/etanol. Na admissão de ar, buscou-se estudar como a abertura da válvula borboleta e a velocidade do motor influenciam no fluxo de ar admitido, ponderando esta grandeza através de um fator de correção denominado eficiência volumétrica. Na admissão de combustível, no caso modelada para motores com injeção indireta na porta, procurou-se explanar quantitativamente sobre os diversos aspectos que influenciam a evaporação do combustível. Na geração de energia útil, priorizou-se a análise de como as características do motor e da combustão afetam a produção de torque. Na evolução térmica do motor, examinaram-se os principais fluxos energéticos do motor e os aspectos que os influenciam. Ademais, foram executadas as validações dos modelos levantados para o motor EA 111 VHT 1.6l. Os resultados, com seus respectivos erros, podem ser encontrados neste trabalho. / The internal combustion engine modeling owes big part of its importance to the use of electronic control units that aim to manage the engine functions. To provide better support to the control designer, the modeling offers information that can compose the plant, on which control strategies will be developed. In this master thesis, it was sought to study and to model five phenomena: the air intake and the fuel admission, the effective energy production from the combustion, the engine thermic evolution and the gas behavior in the exhaust system. It was also considered how the influence of the gasoline/ethanol varied composition affects all these phenomena. In the air intake, it was studied how the butterfly valve opening and the engine speed influence the intake air flow, pondering this variable through a correction factor named volumetric efficiency. In the fuel admission, in the case of this study modelled for port-fuel injection engines, it was attempted to explain quantitatively the many aspects that influence the fuel evaporation. In the mechanical energy generation, it was prioritized the analysis about how the engine and combustion characteristics affect the torque production. In the engine thermic evolution, it was examined the major energy flows and the aspects that influence them. Also, the validations of the models raised for the EA 111 VHT 1.6l engine were executed. The results, with its respective errors, can be found in this work.

Na maioria dos equipamentos mecânicos há movimento relativo entre componentes, e como resultado desse deslizamento relativo, as forças de atrito na superfície geram deformação plástica e/ou remoção de massa (ou volume) do material. Nos motores de combustão interna a geração da potência é realizada pela transformação da energia química em calor por meio da combustão do combustível com o ar, gerando o movimento alternativo de mecanismos (pistões, biela, virabrequim). Já no caso dos motores flex-fuel, o etanol como combustível aumenta a potência, levando a maiores carregamentos termomecânicos e, consequentemente, tribológicos nos seus componentes. Um dos sistemas do motor mais afetado pela mudança no combustível é o par válvula-sede, motivo pelo qual é necessário investigar os mecanismos de desgaste, os efeitos dos parâmetros de operação no comportamento frente ao atrito, e escolher apropriadamente pares deslizantes de materiais que apresentem baixas perdas de massa (taxas de desgaste) e coeficientes de atrito. Ensaios do tipo reciprocating tinham sido empregados para realizar estudos tribológicos de materiais de válvulas e com tratamentos superficiais. As condições de ensaio mais representativas são de operação do motor. Portanto, a seleção de parâmetros como carga, velocidade e temperatura não é fácil: para alguns equipamentos de teste, as variáveis não são independentes. Além disso, devido à complexidade do sistema tribológico, a interação entre as variáveis afeta os resultados. O objetivo deste trabalho de pesquisa foi dividido em duas frentes. A primeira, analisar isoladamente o efeito da temperatura, força normal e velocidade no coeficiente de atrito e no desgaste. O tribômetro SRV-4 do tipo reciprocating foi usado com uma esfera de aço AISI 52100 e distintos materiais de disco (aços e ligas intermetálicas sinterizadas de Nb). A segunda parte consistiu na caracterização dos mecanismos de desgaste de válvulas e sedes de motores distintos, após diferentes tipos de ensaios (dinamômetro e campo em veiculo). O coeficiente de atrito (?) e a perda de massa foram medidos para determinar o desempenho tribológico dos sistemas estudados. Além disso, as superfícies das marcas de desgaste tanto no disco quanto na esfera, assim como das válvulas e sedes foram analisadas por microscopia óptica (MO), microscopia eletrônica de varredura (MEV) com espectroscopia de energia dispersiva de raios-X (EDS) e espectroscopia Raman. Para as distintas ligas intermetálicas de Nb ensaiadas com esfera de aço AISI 52100, encontrou-se que os mecanismos de desgaste nas superfícies após uma análise de MEV-EDS foram particularmente abrasão, adesão e oxidação. Já no caso dos motores que foram avaliados, muitos dos danos observados estavam presentes em ambas as válvulas e sedes de admissão e escape; no entanto, a oxidação ocorreu apenas nas válvulas de escape, provavelmente produzido pela alta temperatura durante a operação do motor. / In most of the mechanical assemblies there is relative motion between components, and as a result of this relative sliding action, frictional forces on the sliding surface result in removal or displacement of mass (or volume) of the material. The power generation of internal combustion engines comes from chemical energy transformation into heat through air fuel combustion with further expansion of gases generating the reciprocating movement of power cell (pistons, rod and crankshaft). For flex fuel engines, the ethanol increases power, leading to higher thermo-mechanical forces and consequently higher friction between its components. The valve/valve seat pair is one of the most affected system due to this change, leading to the need of more accurate analysis of its wear mechanisms, its operating parameters effects and his behavior regarding the friction so making possible to choose properly materials with lower mass loss (wear rate) and coefficient of friction. Reciprocating tests had been used to tribological studies of valve materials with surface treatment purpose. The most important test boundary conditions are the engine operating conditions. Therefore, the load, speed and temperature parameters definition is not easy since for some test equipment those variables are not independent. Besides due to tribological system complexity the variable interaction affects its results. The present research goal was divided in two groups. The first one analyzes the normal force, frequency and temperature effect on friction coefficient and wear, independently of each other. It was used a SRV-4 reciprocating tribometer with a sphere (AISI 52100 steel) against several disc materials (steel and sintered intermetallic alloys of Nb). The second one consisted in the characterization of wear mechanisms of valve/valve seat from different engines that were submitted to different test (engine dynamometer test bench and vehicle). The coefficient of friction (?) and mass loss were measured in order to define the studied systems tribological performance. Besides the both disc and sphere wear scars such as valve/valve seat were analyzed using optical microscopy (OM), scanning electron microscopy (SEM) with energy dispersive spectroscopy of X-ray (EDS) and Raman spectroscopy. For the tested intermetallic alloys of Nb with AISI 52100 sphere it was found the following wear mechanisms after SEM-EDS analyses: abrasion, adhesion and oxidation. In the case of the evaluated engines, several damages were observed in both intake and exhaust valves/valve seats; however, the oxidation occurred only on exhaust valves, probably due to high operating temperature.

O presente trabalho avalia o impacto da utilização de misturas de álcool e gasohol no desgaste e corrosão de bombas elétricas de combustível. / Assessement of alcohol and gasohol fuel blends impact on wear and corrosion of electric fuel pumps.

Introdução. Acidentes ambientais envolvendo vazamentos de combustíveis automotivos em Postos e Sistemas Retalhistas no Estado de São Paulo, representam 9,6% (522) do total de acidentes ambientais registrados (5.413), no CADAC - Cadastro de Acidentes Ambientais da Companhia de Tecnologia de Saneamento Ambiental - CETESB, de 1978 a 2003. Dentre as inúmeras razões para explicar o crescente aumento dessas ocorrências, nos últimos anos, destaca-se o envelhecimento de tanques, tubulações e acessórios. A realização de uma avaliação rápida por parte das equipes de atendimento à emergência é fundamental para identificar os eventuais riscos de explosão e de efeitos adversos à saúde pública, bem como para a identificação da(s) fonte(s) causadora(s) do problema. Objetivo. Definir os procedimentos técnicos e os recursos humanos e materiais necessários bem como a seqüência de ações a serem executadas por equipes de atendimento emergencial nos vazamentos e/ou derramamentos de combustíveis automotivos em postos e sistemas retalhistas. Metodologia. A metodologia empregada nesse trabalho é do tipo descritiva, desenvolvida a partir da pesquisa bibliográfica, em agências ambientais nacionais e internacionais, catálogos de fabricantes de equipamentos portáteis de detecção de gases e vapores tóxicos e inflamáveis, normas técnicas internacionais sobre vazamentos de substâncias líquidas inflamáveis e de práticas recomendáveis para atendimento envolvendo materiais perigosos, bem como da experiência do autor em doze anos de atuação como químico do Setor de Operações de Emergência da CETESB. Resultados. A definição da seqüência mínima de ações, dos recursos humanos e materiais, dos procedimentos técnicos a serem adotados no atendimento emergencial de vazamentos de combustíveis automotivos e a consolidação dessas informações na forma de um protocolo. Conclusões. Este protocolo apresenta-se como um instrumento importante para garantir eficiência dos atendimentos emergenciais, não apenas minimizando os riscos para a saúde da população do entorno destes empreendimentos, como também os danos ambientais decorrentes e os custos envolvidos nas operações de emergência. / Introduction: Environmental accidents involving leakage of automotive fuels at Gas Stations and Retailing Systems in the State of São Paulo account for 9.6% (522) of the total number of registered environmental accidents (5,413), according to CADAC - Environmental Accidents Register of the Environmental Sanitation Technology Company (CETESB) in the period between 1978 and 2003. Among the spate of reasons to explain the increase in these occurrences over the past few years, the aging of tanks, tubings and accessories stands out. A rapid evaluation by the teams which attend to emergencies is fundamental in the identification of eventual risks of explosions and adverse effects on public health, as well as the identification of the causative source(s) of the problem. Objective: To define the technical procedures, human resources and necessary materials, as well as the sequence of actions to be executed by teams for emergency response to accidents involving leakage and/or spillage of automotive fuels at gas stations and retaliling systems. Methodology: The methodology employed in this work is of the descriptive type, developed from bibliographic research at national and international environmental agencies, catalogues of manufacturers of portable toxic and inflammable gases and vapors detectors, international technical norms on leakages of various liquid and flammable substances and from practices recommended for the attending to hazardous materials, as well as the author\'s twelve years of experience in action as a chemist for the Emergency Operations Sector of CETESB. Results: The definition of the minimum sequence of actions, the human resources and materials, the technical procedures to be followed in response to emergency in automotive fuel leakage and the consolidation of this information in a protocol. Conclusions. This protocol is an important instrument in guaranteeing a better efficiency in these emergency responses, not only minimizing the risks to public health upon the failure of these ventures, but also the resulting environmental damage and involved costs in the emergency operation.

Traz um histórico da utilização do álcool como combustível no Brasil, mostrando suas vantagens ambientais, sociais e econômicas. Apresenta as propriedades físico-químicas do álcool etílico anidro e hidratado e suas reações de combustão, enfatizando a razão ar/combustível e comparando-o com a gasolina pura e a gasolina comercial brasileira. Utiliza as teorias existentes sobre motores de combustão interna quatro tempos, para demonstrar a influência da adição progressiva de álcool etílico hidratado na gasolina sobre o rendimento, torque, potência e consumo em um motor a gasolina. Utiliza o mesmo procedimento de análise para determinar a influência sobre os itens citados anteriormente, em um motor a gasolina operando com álcool etílico hidratado, sem sofrer alteração da taxa de compressão. Analisa a miscibilidade de misturas álcool etílico hidratado e gasolina. Descreve e analisa os resultados experimentais de rendimento, torque, potência e consumo de um motor a gasolina com sistema eletrônico de controle digital, operando com variadas proporções de mistura álcool etílico hidratado e gasolina, sem alteração de suas características originais. Repete o experimento anterior para o motor operando com álcool etílico hidratado com alteração das características originais da EPROM do sistema de controle eletrônico. / A historical approach to alcohol application as a fuel in Brazil is given, showing its environmental advantages and disadvantages. Physic-chemical properties of hydrous and anhydrous ethylic alcohol are presented, as well as its combustion reactions, emphasizing the ratio air/fuel and comparing it to pure gasoline and Brazilian commercial gasoline. Utilizes the existing theories about internal combustion motors in four times, to demonstrate the influence of progressive addition of hydrous ethylic alcohol in gasoline upon efficiency, torque, potency and consumption in a gasoline motor. Utilizes the same analysis procedure to determine the influence upon the previously cited items, in a gasoline motor, operating with hydrated ethylic alcohol, without suffering a compression rate alteration. Analyzes the miscibility of hydrous ethylic alcohol and gasoline mixture. Describes and analyzes experimental results of efficiency, torque, potency and consumption of a gasoline motor with a digitally controlled electric system, operating with varied proportions of hydrous ethylic alcohol and gasoline mixture, with no alteration in its original characteristics. Repeats the previous experiment with a motor operating with hydrous ethylic alcohol with alterations of the original characteristics in the electric control system EPROM.

Introdução. Acidentes ambientais envolvendo vazamentos de combustíveis automotivos em Postos e Sistemas Retalhistas no Estado de São Paulo, representam 9,6% (522) do total de acidentes ambientais registrados (5.413), no CADAC - Cadastro de Acidentes Ambientais da Companhia de Tecnologia de Saneamento Ambiental - CETESB, de 1978 a 2003. Dentre as inúmeras razões para explicar o crescente aumento dessas ocorrências, nos últimos anos, destaca-se o envelhecimento de tanques, tubulações e acessórios. A realização de uma avaliação rápida por parte das equipes de atendimento à emergência é fundamental para identificar os eventuais riscos de explosão e de efeitos adversos à saúde pública, bem como para a identificação da(s) fonte(s) causadora(s) do problema. Objetivo. Definir os procedimentos técnicos e os recursos humanos e materiais necessários bem como a seqüência de ações a serem executadas por equipes de atendimento emergencial nos vazamentos e/ou derramamentos de combustíveis automotivos em postos e sistemas retalhistas. Metodologia. A metodologia empregada nesse trabalho é do tipo descritiva, desenvolvida a partir da pesquisa bibliográfica, em agências ambientais nacionais e internacionais, catálogos de fabricantes de equipamentos portáteis de detecção de gases e vapores tóxicos e inflamáveis, normas técnicas internacionais sobre vazamentos de substâncias líquidas inflamáveis e de práticas recomendáveis para atendimento envolvendo materiais perigosos, bem como da experiência do autor em doze anos de atuação como químico do Setor de Operações de Emergência da CETESB. Resultados. A definição da seqüência mínima de ações, dos recursos humanos e materiais, dos procedimentos técnicos a serem adotados no atendimento emergencial de vazamentos de combustíveis automotivos e a consolidação dessas informações na forma de um protocolo. Conclusões. Este protocolo apresenta-se como um instrumento importante para garantir eficiência dos atendimentos emergenciais, não apenas minimizando os riscos para a saúde da população do entorno destes empreendimentos, como também os danos ambientais decorrentes e os custos envolvidos nas operações de emergência. / Introduction: Environmental accidents involving leakage of automotive fuels at Gas Stations and Retailing Systems in the State of São Paulo account for 9.6% (522) of the total number of registered environmental accidents (5,413), according to CADAC - Environmental Accidents Register of the Environmental Sanitation Technology Company (CETESB) in the period between 1978 and 2003. Among the spate of reasons to explain the increase in these occurrences over the past few years, the aging of tanks, tubings and accessories stands out. A rapid evaluation by the teams which attend to emergencies is fundamental in the identification of eventual risks of explosions and adverse effects on public health, as well as the identification of the causative source(s) of the problem. Objective: To define the technical procedures, human resources and necessary materials, as well as the sequence of actions to be executed by teams for emergency response to accidents involving leakage and/or spillage of automotive fuels at gas stations and retaliling systems. Methodology: The methodology employed in this work is of the descriptive type, developed from bibliographic research at national and international environmental agencies, catalogues of manufacturers of portable toxic and inflammable gases and vapors detectors, international technical norms on leakages of various liquid and flammable substances and from practices recommended for the attending to hazardous materials, as well as the author\'s twelve years of experience in action as a chemist for the Emergency Operations Sector of CETESB. Results: The definition of the minimum sequence of actions, the human resources and materials, the technical procedures to be followed in response to emergency in automotive fuel leakage and the consolidation of this information in a protocol. Conclusions. This protocol is an important instrument in guaranteeing a better efficiency in these emergency responses, not only minimizing the risks to public health upon the failure of these ventures, but also the resulting environmental damage and involved costs in the emergency operation.

A modelagem de motores a combustão interna deve grande parte de sua importância ao uso de unidades de controle eletrônicas que buscam gerenciar as funções do motor. De forma a fornecer melhor suporte para o projetista de controle, a modelagem oferece informações que servem de planta, sobre a qual estratégias de controle serão desenvolvidas. Nesta dissertação, procurou-se estudar e modelar cinco fenômenos: a admissão de ar e de combustível, a produção de energia efetiva através da combustão, a evolução térmica do motor e o comportamento dos gases no sistema de exaustão. Investigou-se também, em todos estes fenômenos, a influência do uso de composição variada gasolina/etanol. Na admissão de ar, buscou-se estudar como a abertura da válvula borboleta e a velocidade do motor influenciam no fluxo de ar admitido, ponderando esta grandeza através de um fator de correção denominado eficiência volumétrica. Na admissão de combustível, no caso modelada para motores com injeção indireta na porta, procurou-se explanar quantitativamente sobre os diversos aspectos que influenciam a evaporação do combustível. Na geração de energia útil, priorizou-se a análise de como as características do motor e da combustão afetam a produção de torque. Na evolução térmica do motor, examinaram-se os principais fluxos energéticos do motor e os aspectos que os influenciam. Ademais, foram executadas as validações dos modelos levantados para o motor EA 111 VHT 1.6l. Os resultados, com seus respectivos erros, podem ser encontrados neste trabalho. / The internal combustion engine modeling owes big part of its importance to the use of electronic control units that aim to manage the engine functions. To provide better support to the control designer, the modeling offers information that can compose the plant, on which control strategies will be developed. In this master thesis, it was sought to study and to model five phenomena: the air intake and the fuel admission, the effective energy production from the combustion, the engine thermic evolution and the gas behavior in the exhaust system. It was also considered how the influence of the gasoline/ethanol varied composition affects all these phenomena. In the air intake, it was studied how the butterfly valve opening and the engine speed influence the intake air flow, pondering this variable through a correction factor named volumetric efficiency. In the fuel admission, in the case of this study modelled for port-fuel injection engines, it was attempted to explain quantitatively the many aspects that influence the fuel evaporation. In the mechanical energy generation, it was prioritized the analysis about how the engine and combustion characteristics affect the torque production. In the engine thermic evolution, it was examined the major energy flows and the aspects that influence them. Also, the validations of the models raised for the EA 111 VHT 1.6l engine were executed. The results, with its respective errors, can be found in this work.

Traz um histórico da utilização do álcool como combustível no Brasil, mostrando suas vantagens ambientais, sociais e econômicas. Apresenta as propriedades físico-químicas do álcool etílico anidro e hidratado e suas reações de combustão, enfatizando a razão ar/combustível e comparando-o com a gasolina pura e a gasolina comercial brasileira. Utiliza as teorias existentes sobre motores de combustão interna quatro tempos, para demonstrar a influência da adição progressiva de álcool etílico hidratado na gasolina sobre o rendimento, torque, potência e consumo em um motor a gasolina. Utiliza o mesmo procedimento de análise para determinar a influência sobre os itens citados anteriormente, em um motor a gasolina operando com álcool etílico hidratado, sem sofrer alteração da taxa de compressão. Analisa a miscibilidade de misturas álcool etílico hidratado e gasolina. Descreve e analisa os resultados experimentais de rendimento, torque, potência e consumo de um motor a gasolina com sistema eletrônico de controle digital, operando com variadas proporções de mistura álcool etílico hidratado e gasolina, sem alteração de suas características originais. Repete o experimento anterior para o motor operando com álcool etílico hidratado com alteração das características originais da EPROM do sistema de controle eletrônico. / A historical approach to alcohol application as a fuel in Brazil is given, showing its environmental advantages and disadvantages. Physic-chemical properties of hydrous and anhydrous ethylic alcohol are presented, as well as its combustion reactions, emphasizing the ratio air/fuel and comparing it to pure gasoline and Brazilian commercial gasoline. Utilizes the existing theories about internal combustion motors in four times, to demonstrate the influence of progressive addition of hydrous ethylic alcohol in gasoline upon efficiency, torque, potency and consumption in a gasoline motor. Utilizes the same analysis procedure to determine the influence upon the previously cited items, in a gasoline motor, operating with hydrated ethylic alcohol, without suffering a compression rate alteration. Analyzes the miscibility of hydrous ethylic alcohol and gasoline mixture. Describes and analyzes experimental results of efficiency, torque, potency and consumption of a gasoline motor with a digitally controlled electric system, operating with varied proportions of hydrous ethylic alcohol and gasoline mixture, with no alteration in its original characteristics. Repeats the previous experiment with a motor operating with hydrous ethylic alcohol with alterations of the original characteristics in the electric control system EPROM.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnologico / Made available in DSpace on 2012-10-17T01:25:20Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-08T21:55:22Z : No. of bitstreams: 1 107118.pdf: 3239225 bytes, checksum: 20f35f5314933f1231586b6077faad74 (MD5) / Análise do programa Ação Corretiva Baseada no Risco (RBCA) com o objetivo de verificar se é adequada sua aplicação em contaminações de solos e águas subterrâneas por mistura de gasolina e etanol no Brasil. O RBCA é um programa que utiliza análise de risco para seleção de parâmetros de remediação de contaminações. Estudo e simulações dos modelos matemáticos de transporte e degradação dos contaminantes benzeno, tolueno e xileno (BTX) contidos no programa RBCA apontando as falhas dos modelos nos casos de simulações com gasolina brasileira que é misturada com etanol.