Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / We investigate the anomalous Zeeman effect for the hydrogen atom in noncommutative quantum mechanics. By using of the Bopp's shift method the nonrelativistic regime is evaluated and the noncommutative Hamiltonian is determined. By means the first order perturbation theory, the energy correction is calculated for the case of weak external magnetic field. We obtained the orbital and spin Landé factors on noncommutative space. It is shown that the experimental value for the orbital and spin Landé factors put an upper bound on the magnitude of the parameter of noncommutativity of the order of 0 . (8GeV )-2and 0 . (0; 01GeV )-2, respectively. We use the same perturbation calculation for the null external magnetic eld case, showing that some energy shift appears, modifying the ne structure spectrum. Finally, we calculate the Lamb shift and comparing the result with the experimental value from spectroscopy, we got a new bound for the noncommutative parameter, 0 . (3GeV )-2. / Investigamos o efeito Zeeman anâmalo para o átomo de hidrogênio em mecânica quântica não comutativa. Utilizando-se do método Bopp's shift, o regime não relativístico de avaliado e o Hamiltoniano não comutativo é determinado. Usando a teoria de perturbação de primeira ordem, a correção para a energia é calculada para o caso de campo magnético externo fraco. Obtemos os fatores de Landé orbital e de spin em espaço não comutativo. É mostrado que o valor experimental para os fatores de Landé orbital e de spin, impõem um limite superior na magnitude do parâmetro de não comutatividade da ordem de 0 (8GeV )-2 e (0; 01GeV )-2, respectivamente. Utilizamos o mesmo cálculo de perturbação para o caso de campo magnético externo nulo, mostrando que algum shift de energia aparece, que modica espectro de estrutura fina. Finalmente, calculamos o Lamb shift e comparando o resultado com o valor experimental da espectroscopia, obtemos um novo limite para o parâmetro não comutativo, 0 . (3GeV )-2.

Orientador: Prof. Dr. Mauro Coelho dos Santos / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC. Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia/Química, 2018. / Este trabalho visou sintetizar eletrocatalisadores baseados em nanobarras de céria (NR CeO2) suportadas em carbono Vulcan XC-72, em diferentes proporções mássicas. Caracterizar e avaliar suas eficiências, na reação de redução de oxigênio (RRO) tendo como objetivo o mecanismo 2-elétrons, ou seja, a eletrogeração de H2O2, pela técnica de eletrodo de disco-anel rotatório (RRDE). Além disso, realizaram-se as confecções de eletrodos de difusão gasosa (EDG) com o eletrocatalisador mais promissor tendo em vista a avaliação da capacidade de produção de H2O2, em comparação a um EDG de carbono Vulcan XC-72 aplicando-se em processos eletroquímicos oxidativos avançados (PEOAs) na degradação do paracetamol. Pelo estudo da RRO utilizando a técnica de RRDE, concluiu-se que houve uma grande melhora na eletrogeração de H2O2 suportando 1% de NR CeO2 no carbono Vulcan XC-72 devido ao efeito sinérgico entre baixa concentração de NR CeO2 e o carbono Vulcan XC-72. Esse eletrocatalisador mostrou um menor potencial de início da RRO, quando comparado ao do carbono Vulcan XC-72, com transferência de 2,1 elétrons na RRO e conversão de 95% do gás oxigênio (O2) em H2O2, enquanto o carbono Vulcan XC-72 foi capaz de converter apenas 54% de O2 em H2O2. O EDGCe confeccionado produziu 1463 mg L-1 de H2O2, enquanto o EDGV produziu apenas 490 mg L-1, em 2 horas de eletrólise no potencial -2,7 V vs. Ag/AgCl. O EDGCe foi aplicado em diferentes PEOAs visando a mineralização do paracetamol em uma célula eletroquímica de 350 mL, com taxas de mineralização de até 98,4% após 6 horas, o que indica ser um promissor EDG a ser utilizado em PEOAs. / This work aimed to synthesize electrocatalysts based on ceria nanorods (CeO2 NR) supported on Vulcan XC-72 carbon, in the different mass proportions. Characterize and evaluate its efficiencies, in the oxygen reduction reaction (ORR) aiming the 2-electron mechanism, ie, H2O2 electrogeneration, by the rotating ring-disc electrode (RRDE) technique. In addition, the gas diffusion electrodes (GDE) were made with the most promising electrocatalyst having as reference the evaluation of the H2O2 production capacity, compared to a Vulcan XC-72 carbon GDE applying in electrochemical advanced oxidative processes (EAOPs) in the degradation of paracetamol. By the ORR study using the RRDE technique, it was concluded that there was a great improvement in the H2O2 electrogeneration supporting 1% of CeO2 NR in the Vulcan XC-72 carbon due to the synergistic effect between low concentrations of NR CeO2 and Vulcan XC-72 carbon. This electrocatalyst showed a lower initial potential of ORR, when compared to of the Vulcan XC-72 carbon, with transfer of 2.1 electrons and conversion rate of 95% of the oxygen gas (O2) into H2O2, while the Vulcan XC-72 carbon was able to convert only 54% of O2 into H2O2. The prepared GDECe produced 1463 mg L-1 of H2O2, while GDEV produced only 490 mg L-1 of H2O2, in 2 hours of electrolysis in the potential -2.7 V vs. Ag/AgCl. The GDECe was applied in different EAOPs aiming at the mineralization of paracetamol in a 350 mL electrochemical cell, with mineralization rates up to 98.4% after 6 hours, indicating that it is a promising GDE to be used in EAOPs.

Orientadores: Ênnio Peres da Silva, Kamal Abdel Radi Ismail / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-16T22:35:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Lopes_DanielGabriel_M.pdf: 3136066 bytes, checksum: c47f35afd0cbcdaa10bf8e97d99f8270 (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: Ao avaliar a evolução do uso da energia pelo homem, percebe-se uma tendência à utilização de combustíveis com menos carbono e mais hidrogênio. Atualmente, observa-se um empenho pela utilização de combustíveis gasosos, como o gás natural, que possui uma relação de 4 átomos de hidrogênio para 1 átomo de carbono. Esta evolução permite estimar a utilização do hidrogênio gasoso para o futuro. Por se tratar de um vetor energético e não de uma fonte de energia, o hidrogênio precisa ser extraído de algum composto para ser utilizado. Examinando-se a literatura pertinente dos últimos anos, verifica-se que há em todo o mundo um grande esforço e uma grande expectativa quanto ao uso energético do hidrogênio em células a combustível, já que a eficiência destes equipamentos é superior à eficiência dos dispositivos tradicionais que utilizam à combustão. Sua aplicação se dá em diversos sistemas energéticos, estacionários ou móveis. Devido á exigência de elevada pureza para o hidrogênio utilizado em células a combustível do tipo PEM, a produção de hidrogênio a partir do processo de reforma de gás natural e o sistema de purificação deste hidrogênio tem sido estudado pelos principais centros de pesquisa nacionais. Por se tratar de umas das formas mais baratas para obtenção de hidrogênio para aplicação em células a combustível, o conhecimento desta tecnologia poderá conduzir à competitividade do uso energético do hidrogênio com um menor custo num menor prazo, o que a torna uma tecnologia estratégica. O objetivo geral desta dissertação é apresentar os principais processos de purificação do gás de síntese proveniente da reforma do gás natural para o fornecimento de hidrogênio com pureza suficiente para uso em células a combustível do tipo PEM e apresentar as considerações teóricas e experimentais sobre o funcionamento do sistema de purificação construído pelo Laboratório de Hidrogênio da Unicamp para desenvolvimento desta dissertação / Abstract: Evaluating the evolution of energy use by humanity it is observed a tendency to use fuels with lower carbon content and more hydrogen. Currently, there is a commitment to use fuels such as natural gas that has a ratio of 4 hydrogen atoms to 1 carbon atom. That evolution allows the estimation of gaseous hydrogen use for the future. Hydrogen is an energy vector, not an energy source, and then it must be extracted from a compound to feed fuel cells. The literature of recent years shows that there is a great effort and a huge expectation for the use of fuel cells which achieve higher efficiencies than traditional combustion devices. Fuel cells can be used in stationary, automotive or portable energy systems and its manufacturing technology has left laboratories and research centers is now being developed by companies with large investments. Since PEM fuel cells require high purity hydrogen, the hydrogen production from natural gas reforming process and the hydrogen purification systems have been studied by Brazilian research centers. Because this process is one of the cheapest methods to obtain hydrogen for use in fuel cells, the knowledge of this technology could lead to the competitive use of hydrogen energy at a lower cost in a shorter term, making it a strategic technology. The general objective of this dissertation is to present the main processes for the purification of synthesis gas from the reforming of natural gas to supply hydrogen with sufficient purity for its use in PEM fuel cells and present the theoretical and experimental considerations about the purification system built by the Hydrogen Laboratory at Unicamp for the development of this dissertation / Mestrado / Termica e Fluidos / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador: Roseana da Exaltação Trevisan / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-05T03:36:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Fraga_FranciscoEdsonNogueira_M.pdf: 7668507 bytes, checksum: 806c3c771652dfe2aa90373e2fca42ba (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: Trinca induzida por hidrogênio é um dos defeitos mais graves que ocorrem em juntas soldadas de diversos aços. Esta falha mecânica ocorre com bastante freqüência na zona afetada pelo calor (ZAC) destes materiais. Com o desenvolvimento de novos aços, o risco da ocorrência de trincamento na ZAC tem se reduzido cada vez mais e passado a ocorrer com mais freqüência no metal de solda (MS). O teste G-BOP (Gapped Bead-on-Plate) destaca-se dentre os vários testes autodestrutivos pela grande aplicação em avaliar susceptibilidade de ocorrência de trincas de hidrogênio somente no cordão de solda. As principais vantagens deste teste são: baixo custo quando comparado a outros testes, simplicidade na execução e facilidade em quantificar trincas a frio no MS. Apesar de todas as vantagens, este teste tem sérias limitações e uma delas é o fato de não ser normalizado. Visando contribuir com informações que possam agregar maior confiabilidade e contribuir para a normalização do teste G-BOP, este trabalho teve como objetivo principal estudar de maneira sistemática e científica a influência das principais variáveis do teste G-BOP (dimensão do rebaixo, energia nominal de soldagem e temperatura de preaquecimento) sobre a variável de resposta, que é o percentual de trinca induzida por hidrogênio na seção transversal do metal de solda, As três variáveis foram estudadas segundo uma análise estatística de variância, identificando a influência individual de cada uma e a interação entre elas sobre os resultados do teste. Para o desenvolvimento experimental foi utilizado como material de base um aço ASTM A-285 grau C, como metal de adição, um arame tubular de classificação AWS E71T-1 e o 'CO IND. 2¿ como gás de proteção auxiliar. Para os níveis de cada uma das variáveis analisadas aqui, identificou-se que a energia nominal de soldagem e a temperatura de preaquecimento são variáveis que tem influência significativa sobre os resultados do teste G-BOP e que a variável dimensão do rebaixo não tem influência significativa. Identificou-se ainda que a interação entre estas variáveis também não apresenta influência significativa sobre os resultados do teste / Abstract: Hydrogen induced cracking (HIC) is a serious defect that occurs in welded joints of several steel types. This mechanical failure occurs frequently on the heat affected zone (HAZ). With the development of new steels the probability of HIC occurring on the HAZ has reduced, however it has started to occur on the weld metal (WM). The Gapped bead-on-plate test (G-BOP) stands out from several other self-restraint tests for its great application to evaluate HIC only on the weld metal. The main advantages of this test are: low cost, simple execution and crack quantification on WM. Despite its advantages, this test has a serious limitation that it is not normalized. To contribute to getting information that can add greater trustworthiness to G-BOP test and help to normalize it, the objective of this study is to evaluate the influence of the main variable of the G-BOP test (gap, welding heat and preheat temperature) in the output variable (HIC %). A variance analysis was used to identify the influence of these variables in the test results. For the experimental development the ASTM A-285 grade C steel was used as base metal as well as AWS E71T-1 flux core and 'CO IND. 2¿ shielding. It was concluded that the heat input and the preheat temperature have significant influence in the test result. The gap and the interaction between these variables don't have any influence in the test result / Mestrado / Materiais e Processos de Fabricação / Mestre em Engenharia de Fabricação

Orientador: Carlos Alberto Bandeira Guimarães / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo / Made available in DSpace on 2018-08-06T01:41:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Lobkov_DmitriDmitrievich_M.pdf: 951415 bytes, checksum: 540ad2a18af759bf3bb0d0715b212f7f (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: Neste trabalho se apresentam argumentos econômicos e de meio ambiente para o uso de GNC em ônibus de transporte público, na forma de gás-diesel. Assim, os objetivos deste trabalho são: Analisar e comparar a experiência real do uso de gás-diesel em outros países e também no Brasil, para oferecer alternativa de combustível Gás Natural Comprimido (GNC) para as empresas de transporte urbano. Fundamentar as vantagens econômicas de reduzir o consumo de combustível diesel em ônibus a gás-diesel, usando como combustível uma mistura de diesel e GNC. Fazer os cálculos de demanda crescente de GNC com a substituição de combustível diesel por GNC nos ônibus urbanos / Abstract: This work presents strong economical and enviromental arguments in favour of the use of CNG (Compress Natural Gas) in the passengers's public transport (buses). The main object of this work is to analyse and compare the real experience in the use of gas/diesel fuel in Brazil and in other countries in an attempt to give an alternative gas fuel system in the public transport. Also it establishes and explains the economical advantage in reducing the consume of diesel fuel in the gas/diesel buses, by the use of a diesel/CNG mixture. Finally, the calculations made show the increasing demand of CNG with the substitution of diesel fuel by CNG in the buses of the public transport / Mestrado / Geotecnia / Mestre em Engenharia Civil

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / In this study, it has been carried out quantum molecular dynamics simulations for the hydrogen abstraction reaction from methane, silane, germane and stannane by H, F, Cl and I atoms and being or not being induced by femtosecond laser pulses with the aim to favor the dissociation of the M-H (M = C, Si, Ge and Sn). All the simulations have been performed using a simulation scheme based on ab initio calculations of molecular dynamics, where the motion of the atomic nuclei is described classically while the electrons are treated quantically by the Density Functional Theory (DFT). The results of the molecular dynamics simulations for the hydrogen abstraction reaction from methane, that is a very inert molecule, show that only the fluorine atom is able to promote the dissociation of the C-H bond. For the simulations performed in the presence of the electromagnetic radiation, it was possible to observe that the femtosecond laser pulse could induce the hydrogen abstraction from methane when the reaction occurs with the hydrogen or fluorine atom. The results of the molecular dynamics simulations for the hydrogen abstraction reaction from silane show that also the fluorine as the hydrogen atoms are able to dissociate effectively the Si-H bond in silane. In the case of the hydrogen abstraction from silane by the chlorine atom, the effective Si-H dissociation does not happen. In the simulations including the pulsed electromagnetic radiation, it is observed that it was possible to favor even more the hydrogen abstraction reaction from silane by the hydrogen and fluorine atoms, moreover, it was possible to turn effective the dissociation of the Si-H bond by the chlorine atom. The GeH4 and SnH4 molecules could be easily dissociated by the hydrogen, fluorine and chlorine atoms. About the iodine atom, it was not able to promote the hydrogen abstraction reaction in germane and stannane, even in the presence of the femtosecond laser pulse. / Neste trabalho foram realizadas simulações de dinâmica molecular quântica para as reações de abstração de hidrogênio nas moléculas de metano, silano, germano e estanano por átomos de H, F, Cl, e I sendo realizadas simulações sem e com o uso do pulso de laser de femtosegundos com o objetivo de favorecer a quebra das ligações M-H (M = C, Si, Ge ou Sn). Todas as simulações foram realizadas utilizando um esquema baseado em cálculos ab initio de dinâmica molecular, onde o movimento dos núcleos atômicos é descrito classicamente, enquanto os elétrons são tratados quanticamente pela Teoria do Funcional de Densidade (DFT). Os resultados das simulações de dinâmica molecular das reações de abstração de hidrogênio no metano mostram que, por esta molécula ser bastante inerte, somente o átomo de flúor é capaz de promover a dissociação da ligação C-H. Para as simulações realizadas na presença da radiação eletromagnética, foi possível observar que o pulso de laser consegue favorecer a abstração de hidrogênio no metano quando a reação acontece com o átomo de hidrogênio ou flúor. Os resultados das simulações de dinâmica molecular para a reação de abstração de hidrogênio no silano mostram que tanto o átomo de flúor quanto o de hidrogênio são capazes de promover a captura do átomo de hidrogênio promovendo a quebra da ligação Si-H. No caso da reação de abstração de hidrogênio na molécula de silano por átomo de cloro, a quebra efetiva da ligação Si-H não acontece. Nas simulações com a radiação eletromagnética pulsada observa-se que foi possível favorecer ainda mais as reações de abstração de hidrogênio no silano por átomos de flúor e hidrogênio, além de tornar efetiva a ruptura da ligação Si-H na reação com o átomo de cloro. As ligações químicas Ge-H e Sn-H nas moléculas de GeH4 e SnH4 conseguiram ser quebradas facilmente nas reações de abstração de hidrogênio por átomos de hidrogênio, flúor e cloro. Quanto ao átomo de iodo, este não foi capaz de promover a reação de abstração de hidrogênio nas moléculas de germano e estanano, mesmo na presença do pulso de laser de femtosegundos.

Orientador: Fernando Alvarez / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica "Gleb wataghin" / Made available in DSpace on 2018-07-27T01:57:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 VictoriaBariani_NelsonMario_D.pdf: 1665987 bytes, checksum: 5d65095fcad002b22f78e84f8f200cee (MD5) Previous issue date: 2000 / Resumo: Considero que este trabalho contribui na interpretação coerente de resultados espectroscópicos de XPS, UPS, IR, Raman e UV-VIS de um conjunto de mais de 80 filmes de a-C, a-C:H, a-CNxe a-CNx:H depositados por deposição assistida por feixe de íons (IBAD). A variação controlada de parâmetros como a [N], [H], temperatura, corrente e energia de íons incidentes, e pressões parciais dentro da câmara de deposição permitiu correlacionar estes parâmetros com variações na estrutura dos filmes obtidos evidenciadas nos espectros medidos. Também contribuiu a identificar para o material a-CNxa existência de uma mudança de estrutura para [N] ao redor de 20%, passando de um material duro, condutor, opaco e denso a outro mais mole, isolante, transparente e poroso. Se associou claramente esta mudança com o predomínio a baixa [N] de ambientes aromáticos planos, e o predomínio a altas [N] (>20 at.%) de ambientes não aromáticos fora do plano, com estrutura mais aberta e maior número de ligações terminais tipo C ºN. Se mostrou como os espectros XPS indicam claramente esta possibilidade, especificando componentes que apareciam confusas na literatura. Se desenvolveu uma explicação coerente dos espectros infravermelho e Raman para os materiais a-CNx e a-CNx:H, contribuindo para o esclarecimento dos equívocos encontrados na literatura a este respeito, motivados em parte pelo conhecido trabalho de Kaufman et al. Foram explicados também os efeitos devidos á presença de H nos filmes. O melhor conhecimento das características destes filmes auxilia para a implementação de eventuais aplicações / Abstract: I hope that this work contributes to a coherent interpretation of spectroscopic data from XPS, UPS, IR, Raman and UV-VIS spectra corresponding to more than 80 thin films of a-C, a-C:H, a-CNxand a-CNx:H deposited by ion beam assisted deposition (IBAD). The controlled variation of parameters as [N], [H], temperature, current and energy of the impinging ions and partial pressures inside the deposition chamber permitted to correlate this parameters with the modifications in the structure of the films, which became evident in the spectroscopic information. It also contributed to identify the existence of a structural change for a-CNx materials, that happens nearby a nitrogen concentration of 20 at. %, changing from a hard, conductive, dark and dense material to a soft, isolating, transparent and porous one. This changes were associated with a predominant presence of aromatic environments at low [N] and a predominance of out of plane, non-aromatic environments at high [N] (> 20 at. %), with a more opened structure, with the presence of terminal bondings like C º N. It was showed how the XPS spectra clearly indicate this possibility, identifying components that were obscurely interpreted in the literature. It was developed a coherent explanation for the infrared and Raman spectra of a-CNx and a-CNx:H materials, contributing to clarify some confusion encountered in the literature related to the interpretation and scope of Kaufman et al known work about symmetry breaking. The effects of the presence of H in the film were also explained. It is wished that a better understanding of the characteristics of these films could help on the implementation of useful applications / Doutorado / Física / Doutor em Ciências

Orientador: Ennio Peres da Silva / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-11T13:18:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Araujo_PaulaDuarte_D.pdf: 2418350 bytes, checksum: c0f5e02605e24fab9018f67a6d20fc6a (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: A Cidade de São Paulo apresenta graves problemas advindos da acelerada urbanização e do processo de industrialização. Com um número cada vez maior de veículos circulando por suas vias, agrava-se o número de congestionamentos, fazendo com que a poluição do ar aumente cada vez mais, assim como a emissão de dióxido de carbono (CO2), um dos gases responsáveis pelo aquecimento global do planeta. Esta tese teve como objetivo principal quantificar as reduções nas emissões de CO2, na Cidade de São Paulo, ao se introduzir uma frota de veículos leves com células a combustível a hidrogênio. Para isto foi consolidada uma metodologia de projeção para a frota, assim como foram desenvolvidos quatro cenários para introdução da nova frota. Também foram determinadas as emissões de CO2 associadas à produção de hidrogênio por fontes renováveis de energia (eólica, hidráulica, solar fotovoltaica e etanol). A partir da introdução da nova frota foi possível obter reduções significativas nas emissões de CO2. Outro resultado importante foi poder verificar como é lento o processo de redução de emissões de CO2 quando se tem que introduzir uma nova tecnologia, onde apenas uma fração dos veículos é substituída. Finalizando foi apresentada uma breve discussão sobre a questão da titularidade dos créditos de carbono a serem recebidos / Abstract: The city of Sao Paulo presents severe problems from the accelerated urbanization and from the industrialization process. With an increasing number of vehicles in its streets, the traffic jams become more severe, causing an increase in the level of atmospheric pollutants, as well as the emission of carbon dioxide (CO2), one of the gases that cause the global warming. The main objective of this thesis is to quantify the reduction in the emissions of CO2 if a fleet of light vehicles with fuel cells fed by hydrogen is introduced in the city of Sao Paulo. In order to do so, it is proposed a methodology for projecting the fleet increase, as well as four scenarios for introducing the new fleet. The emissions of CO2 associated with the hydrogen production from renewable sources of energy (wind power, hydropower, solar photovoltaic and ethanol fuel) were also determined. Form the introduction of the new fleet it was possible to obtain significant reduction in the emissions of CO2. Another important result that was verified is the slow process of reduction in the emissions of CO2 when a new technology is introduced if only a fraction of the vehicles is substituted. Finally, a brief discussion about the ownership of the carbon credits is presented. / Doutorado / Doutor em Planejamento de Sistemas Energéticos

Orientadores: Carla Kazue Nakao Carvaliero, Ennio Perez da Silva / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-11T17:18:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 RiverosGodoy_GustavoArturo_M.pdf: 1958873 bytes, checksum: a878f1e88cb7143ed2a2f36d5b16b3d0 (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: Diante do atual panorama energético e ambiental, a sociedade busca reduzir os impactos ambientais decorrentes principalmente do uso de combustíveis fósseis. Para o setor de transportes, uma das soluções alternativas é o estímulo ao transporte coletivo baseado em tecnologias limpas, como por exemplo o uso de células a combustível. Neste trabalho optou-se por analisar uma alternativa de aproveitamento da denominada Energia Vertida Turbinável da Usina Hidrelétrica Itaipu, através da produção de hidrogênio e utilização no setor de transportes. Para tanto, foi realizado um estudo de caso da substituição da atual frota de ônibus a Diesel do setor de transporte coletivo urbano da cidade de Foz do Iguaçu, por ônibus com células a combustível alimentada com hidrogênio eletrolítico. Foram propostos e analisados quatro modelos de produção e abastecimento para o hidrogênio: um modelo descentralizado e três variantes do modelo centralizado e, com base em considerações econômicas, logísticas e ambientais, considerou-se o modelo de produção e abastecimento centralizado como o mais adequado. Este modelo foi tomado como referência para estimar o custo e o preço final do hidrogênio produzido e vendido pela Usina Hidrelétrica Itaipu para o setor de transportes da cidade de Foz do Iguaçu, indicando um novo mercado para as empresas geradoras de energia elétrica. Como resultado, obteve-se um custo de produção do hidrogênio de US$ 2,86/kg e verificou-se, através da análise de sensibilidade do preço do hidrogênio, que o custo do sistema de eletrólise é o fator que exerce maior influência no preço final, enquanto que a comercialização de créditos de carbono é o fator de menor influência, nas condições específicas deste estudo / Abstract: Facing today's energy crisis and the resulting environmental situation, society is searching to reduce those environmental impacts resulting principally from intensive use of fossil fuels. For the transport sector, one of these alternative solutions is to encourage collective transport based on clean technology, like fuel cell use. In this work an alternative use is being analyzed for the so-called Spilled Turbinable Energy of the ITAIPU Hydroelectric Power Plant, in order to hydrogen production for transport sector. The substitution of the current urban collective Diesel bus fleet with fuel cell buses in Foz do Iguaçu city was used as a case study. Four hydrogen production and supply models were proposed and analyzed: a decentralized model and three centralized models. Economical, logistical and environmental considerations showed the centralized production-supply plant as the most appropriated and this one has been used to estimate the cost and price of hydrogen produced and sold by ITAIPU Hydroelectric Power Plant for the transport sector of Foz do Iguaçu city, exploring new market possibilities for electricity generators. The hydrogen production cost obtained was US$ 2,86/kg and the price analysis of the hydrogen showed that the electrolyzer system cost has the most impact and the carbon credits represents the least impact on these study conditions / Mestrado / Mestre em Planejamento de Sistemas Energéticos

Submitted by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2015-05-04T13:37:19Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Thais Pontes Pereira Mendes - 2014.pdf: 3157562 bytes, checksum: 078261866461b3bb0af2d57b058e0a47 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2015-05-04T13:40:15Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Thais Pontes Pereira Mendes - 2014.pdf: 3157562 bytes, checksum: 078261866461b3bb0af2d57b058e0a47 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-05-04T13:40:15Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Thais Pontes Pereira Mendes - 2014.pdf: 3157562 bytes, checksum: 078261866461b3bb0af2d57b058e0a47 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Previous issue date: 2014-12-02 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Given the growing global interest in clean, renewable sources of energy, the lignocellulosic materials stand out as a potential alternative, since it does not compete with food production and are rich in sugars that can serve as a feedstock for ethanol production. Based on this context, this work aimed to study the pre-treatment and acid hydrolysis as the supply of total reducing sugars (TRS) from mango, passion fruit and pineapple bagasses (lignocellulosic materials). These materials, derived from the juice industry, underwent two chemical pretreatments with calcium hydroxide and alkaline hydrogen peroxide. The study was conducted using a 23 factorial design, using the variables of chemical reagent concentration, reaction time and temperature in order to find the best conditions that maximized the amount of available fermentable sugars. In the next stage acid hydrolysis of the study was also performed based on a 22 factorial design, using the concentration ratio and bagasse / volume of acid (solid: liquid - S: L) variables. It was found that the two studied pretreatments, mango bagasse was biomass provided more reducing sugars. Conditions which maximized the response were 24 h, 20 ° C and 1% w / v to pretreatment with alkaline hydrogen peroxide and 20 h, 40 ° C, and 0.01 g / mL for pretreatment with hydroxide calcium. These values were lower than those studied in planning in both pre-treatments. TSR was obtained 0.312 g / g of biomass pretreatment with calcium hydroxide and TSR 0.313 g / g of biomass pre-treatment with alkaline hydrogen peroxide. In the study of the hydrolysis, the pre-treatment with alkaline hydrogen peroxide proved to be more advantageous as it is used lowest acid concentration (0.5%) and higher ratio S: L (1g: 10 mL) producing higher concentrations TSR . / Diante do crescente interesse mundial por fontes de energia limpa e renovável, os materiais lignocelulósicos se destacam como uma alternativa em potencial, uma vez que não competem com a produção de alimentos e são ricos em açúcares que podem servir de matéria-prima na produção de etanol. Baseado neste contexto, este trabalho teve como objetivo estudar os pré-tratamentos e hidrólise ácida quanto ao fornecimento de açúcares redutores totais (ART) a partir dos bagaços de manga, maracujá e abacaxi (materiais lignocelulósicos). Os bagaços, oriundos de indústria de suco, foram submetidos a dois pré-tratamentos químicos, com hidróxido de cálcio e com peróxido de hidrogênio. O estudo foi conduzido através de um planejamento fatorial 23, utilizando-se as variáveis concentração do reagente químico, tempo de reação e temperatura, a fim de encontrar as melhores condições que maximizassem a quantidade de açúcares fermentescíveis disponibilizada. Na etapa seguinte, o estudo da hidrólise ácida também foi realizado baseado num planejamento fatorial 22, utilizando-se as variáveis concentração e razão bagaço/volume de ácido (sólido:líquido - S:L). Verificou-se que nos dois pré-tratamentos estudados, o bagaço da manga foi a biomassa que mais forneceu açúcares redutores. As condições que maximizaram a resposta foram 24 h, 20 °C e 1% m/v para o pré-tratamento com peróxido de hidrogênio alcalino e 20 h, 40 °C e 0,01 g/ mL para o pré-tratamento com hidróxido de cálcio. Esses foram os menores valores estudados no planejamento em ambos os pré-tratamentos. Obteve-se ART de 0,312 g/g de biomassa no pré-tratamento com hidróxido de cálcio e ART de 0,313 g/g de biomassa no pré-tratamento com peróxido de hidrogênio alcalino. No estudo da hidrólise, o pré-tratamento com peróxido de hidrogênio alcalino se mostrou mais vantajoso, pois se utilizou menor concentração de ácido (0,5%) e maior razão S:L (1 g: 10 mL) produzindo maiores concentrações de ART.