Submitted by Repositorio Tarefa (tarefarepositorio@gmail.com) on 2018-10-09T22:44:48Z No. of bitstreams: 2 Módulo VI_ Carmem Caroline Marques.pdf: 502534 bytes, checksum: 51f154d312f298b965045e70f2301717 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2018-10-09T22:44:48Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Módulo VI_ Carmem Caroline Marques.pdf: 502534 bytes, checksum: 51f154d312f298b965045e70f2301717 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2018-10-01 / Atividade do Modulo VI da aluna Carmem Caroline do curso de repositórios institucionais. / Atividade do módulo VI

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A busca por fontes alternativas de geração de energia tem se intensificado nos últimos anos. Uma destas alternativas é a energia solar, uma vez que é uma fonte virtualmente inesgotável e gera um impacto ambiental relativamente baixo em comparação com outras fontes de geração tradicionais. A coleta de energia solar e sua conversão em energia elétrica é possível através da utilização de painéis (módulos) fotovoltaicos. Estes painéis têm uma vida útil limitada, na média 20-25 anos, e grande parte dos painéis atualmente em uso serão substituídos por novos num futuro próximo. Assim, nos próximos anos, grandes quantidades de módulos solares serão descartados como resíduo eletrônico. A fim de recuperar matérias-primas importantes para reduzir os custos de produção e os impactos ambientais, a reciclagem desses materiais deve ser estudada e estimulada. Até o momento, existem poucos estudos publicados sobre a reciclagem de painéis fotovoltaicos de silício, sendo que esta tecnologia representa a maioria do mercado atualmente. Estes painéis contem, de uma forma geral, metais, polímeros e cerâmicos. Neste trabalho, os materiais presentes nos componentes dos painéis fotovoltaicos foram caracterizados por meio de fluorescência de raios-x, difração de raios-x, espectroscopia de dispersão de energia, espectroscopia de absorção atômica, termogravimetria e espectroscopia de infra-vermelho. A caracterização indicou que o vidro presente nos painéis é do tipo soda-cal e, uma vez segregado dos demais materiais, pode ser reciclado. Os filamentos metálicos foram identificados como cobre revestido de estanho-chumbo, o qual pode ser reciclado através de processos pirometalúrgicos conhecidos. As células fotovoltaicas dos painéis são feitas de silício de alta pureza e contem filamentos de prata ligadas a ela. A concentração de prata na célula fotovoltaica é de cerca de 16000 g/t. A moldura externa dos módulos foi identificada como alumínio e, uma vez segregada dos demais materiais, também pode ser reciclada. A avaliação de periculosidade dos módulos fotovoltaicos, de acordo com a NBR10004, indicou que esse resíduo é classificado como classe I (resíduo perigoso). Além da caracterização, foram estudadas rotas de concentração/extração de prata nos módulos, incluindo etapas de cominuição, separação granulométrica, lixiviação, precipitação e pirólise. Dentre as rotas estudadas, a que apresentou melhores resultados obedece a seguinte ordem: remoção da moldura de alumínio, moagem do resíduo, separação granulométrica, seleção da fração granulométrica menor do que 0,5 mm, lixiviação em ácido nítrico e precipitação com cloreto de sódio. Essa rota foi capaz de concentrar 75,8% da prata presente nos módulos estudados na forma de cloreto de prata. / The search for alternative power generation sources has been intensified in recent years. One of these alternatives is solar energy, since it is a virtually inexhaustible source and generates rela-tively small environmental impact compared to other traditional generation sources. The collection of solar energy and its conversion into electrical energy is possible through the use of photo-voltaic panels. These panels have a limited lifespan, 20-25 years in average, and will soon be replaced by new ones. Thus, in the near future, large amounts of solar modules will be discarded as electronic waste. In order to retrieve important raw materials, reducing production costs and environmental impacts, recycling such materials is important and should be stimulateded. To date, there are little published studies on recycling silicon photovoltaic panels though silicon technology represents the majority of the PV market. These panels contain, overall, metals, polymers and ceramics. In this paper, photovoltaic panel components were characterized through, x-ray fluorescence, x-ray diffraction, energy dispersion spectroscopy, atomic absorption spectroscopy, thermogravimetry and infrared spectroscopy. The characterization indicated the panel’s glass is a soda-lime glass, which can be reycled. The metallic filaments were identified as tin-lead coated copper, which can be recycled through known pyro metallurgical processes. The panel’ cells are made of silicon and has silver filaments attached to it. The concentration of silver in the photovoltaic cell is 16000 g/t. The external frame of the modules was identified as aluminum and, once separated from other materials, can also be recycled. A hazard evaluation of the PV modules (according to Brazilian’s NBR10004 norm) classified this waste as Class I (hazardous waste). Moreover, silver concentration/extraction routes have been studied for the modules. Milling, sieving, particle size sorting, leaching and pyrolysis have been tested. Among the studied routes, the best results follow this order: removing the aluminum frame, milling, sieving, selection of fraction size smaller than 0.5 mm, nitric acid leaching, precipitation with sodium chloride. This route was able to concentrate 75.8% of the silver present in the modules studied in the form of silver chloride.

A busca por fontes alternativas de geração de energia tem se intensificado nos últimos anos. Uma destas alternativas é a energia solar, uma vez que é uma fonte virtualmente inesgotável e gera um impacto ambiental relativamente baixo em comparação com outras fontes de geração tradicionais. A coleta de energia solar e sua conversão em energia elétrica é possível através da utilização de painéis (módulos) fotovoltaicos. Estes painéis têm uma vida útil limitada, na média 20-25 anos, e grande parte dos painéis atualmente em uso serão substituídos por novos num futuro próximo. Assim, nos próximos anos, grandes quantidades de módulos solares serão descartados como resíduo eletrônico. A fim de recuperar matérias-primas importantes para reduzir os custos de produção e os impactos ambientais, a reciclagem desses materiais deve ser estudada e estimulada. Até o momento, existem poucos estudos publicados sobre a reciclagem de painéis fotovoltaicos de silício, sendo que esta tecnologia representa a maioria do mercado atualmente. Estes painéis contem, de uma forma geral, metais, polímeros e cerâmicos. Neste trabalho, os materiais presentes nos componentes dos painéis fotovoltaicos foram caracterizados por meio de fluorescência de raios-x, difração de raios-x, espectroscopia de dispersão de energia, espectroscopia de absorção atômica, termogravimetria e espectroscopia de infra-vermelho. A caracterização indicou que o vidro presente nos painéis é do tipo soda-cal e, uma vez segregado dos demais materiais, pode ser reciclado. Os filamentos metálicos foram identificados como cobre revestido de estanho-chumbo, o qual pode ser reciclado através de processos pirometalúrgicos conhecidos. As células fotovoltaicas dos painéis são feitas de silício de alta pureza e contem filamentos de prata ligadas a ela. A concentração de prata na célula fotovoltaica é de cerca de 16000 g/t. A moldura externa dos módulos foi identificada como alumínio e, uma vez segregada dos demais materiais, também pode ser reciclada. A avaliação de periculosidade dos módulos fotovoltaicos, de acordo com a NBR10004, indicou que esse resíduo é classificado como classe I (resíduo perigoso). Além da caracterização, foram estudadas rotas de concentração/extração de prata nos módulos, incluindo etapas de cominuição, separação granulométrica, lixiviação, precipitação e pirólise. Dentre as rotas estudadas, a que apresentou melhores resultados obedece a seguinte ordem: remoção da moldura de alumínio, moagem do resíduo, separação granulométrica, seleção da fração granulométrica menor do que 0,5 mm, lixiviação em ácido nítrico e precipitação com cloreto de sódio. Essa rota foi capaz de concentrar 75,8% da prata presente nos módulos estudados na forma de cloreto de prata. / The search for alternative power generation sources has been intensified in recent years. One of these alternatives is solar energy, since it is a virtually inexhaustible source and generates rela-tively small environmental impact compared to other traditional generation sources. The collection of solar energy and its conversion into electrical energy is possible through the use of photo-voltaic panels. These panels have a limited lifespan, 20-25 years in average, and will soon be replaced by new ones. Thus, in the near future, large amounts of solar modules will be discarded as electronic waste. In order to retrieve important raw materials, reducing production costs and environmental impacts, recycling such materials is important and should be stimulateded. To date, there are little published studies on recycling silicon photovoltaic panels though silicon technology represents the majority of the PV market. These panels contain, overall, metals, polymers and ceramics. In this paper, photovoltaic panel components were characterized through, x-ray fluorescence, x-ray diffraction, energy dispersion spectroscopy, atomic absorption spectroscopy, thermogravimetry and infrared spectroscopy. The characterization indicated the panel’s glass is a soda-lime glass, which can be reycled. The metallic filaments were identified as tin-lead coated copper, which can be recycled through known pyro metallurgical processes. The panel’ cells are made of silicon and has silver filaments attached to it. The concentration of silver in the photovoltaic cell is 16000 g/t. The external frame of the modules was identified as aluminum and, once separated from other materials, can also be recycled. A hazard evaluation of the PV modules (according to Brazilian’s NBR10004 norm) classified this waste as Class I (hazardous waste). Moreover, silver concentration/extraction routes have been studied for the modules. Milling, sieving, particle size sorting, leaching and pyrolysis have been tested. Among the studied routes, the best results follow this order: removing the aluminum frame, milling, sieving, selection of fraction size smaller than 0.5 mm, nitric acid leaching, precipitation with sodium chloride. This route was able to concentrate 75.8% of the silver present in the modules studied in the form of silver chloride.

A busca por fontes alternativas de geração de energia tem se intensificado nos últimos anos. Uma destas alternativas é a energia solar, uma vez que é uma fonte virtualmente inesgotável e gera um impacto ambiental relativamente baixo em comparação com outras fontes de geração tradicionais. A coleta de energia solar e sua conversão em energia elétrica é possível através da utilização de painéis (módulos) fotovoltaicos. Estes painéis têm uma vida útil limitada, na média 20-25 anos, e grande parte dos painéis atualmente em uso serão substituídos por novos num futuro próximo. Assim, nos próximos anos, grandes quantidades de módulos solares serão descartados como resíduo eletrônico. A fim de recuperar matérias-primas importantes para reduzir os custos de produção e os impactos ambientais, a reciclagem desses materiais deve ser estudada e estimulada. Até o momento, existem poucos estudos publicados sobre a reciclagem de painéis fotovoltaicos de silício, sendo que esta tecnologia representa a maioria do mercado atualmente. Estes painéis contem, de uma forma geral, metais, polímeros e cerâmicos. Neste trabalho, os materiais presentes nos componentes dos painéis fotovoltaicos foram caracterizados por meio de fluorescência de raios-x, difração de raios-x, espectroscopia de dispersão de energia, espectroscopia de absorção atômica, termogravimetria e espectroscopia de infra-vermelho. A caracterização indicou que o vidro presente nos painéis é do tipo soda-cal e, uma vez segregado dos demais materiais, pode ser reciclado. Os filamentos metálicos foram identificados como cobre revestido de estanho-chumbo, o qual pode ser reciclado através de processos pirometalúrgicos conhecidos. As células fotovoltaicas dos painéis são feitas de silício de alta pureza e contem filamentos de prata ligadas a ela. A concentração de prata na célula fotovoltaica é de cerca de 16000 g/t. A moldura externa dos módulos foi identificada como alumínio e, uma vez segregada dos demais materiais, também pode ser reciclada. A avaliação de periculosidade dos módulos fotovoltaicos, de acordo com a NBR10004, indicou que esse resíduo é classificado como classe I (resíduo perigoso). Além da caracterização, foram estudadas rotas de concentração/extração de prata nos módulos, incluindo etapas de cominuição, separação granulométrica, lixiviação, precipitação e pirólise. Dentre as rotas estudadas, a que apresentou melhores resultados obedece a seguinte ordem: remoção da moldura de alumínio, moagem do resíduo, separação granulométrica, seleção da fração granulométrica menor do que 0,5 mm, lixiviação em ácido nítrico e precipitação com cloreto de sódio. Essa rota foi capaz de concentrar 75,8% da prata presente nos módulos estudados na forma de cloreto de prata. / The search for alternative power generation sources has been intensified in recent years. One of these alternatives is solar energy, since it is a virtually inexhaustible source and generates rela-tively small environmental impact compared to other traditional generation sources. The collection of solar energy and its conversion into electrical energy is possible through the use of photo-voltaic panels. These panels have a limited lifespan, 20-25 years in average, and will soon be replaced by new ones. Thus, in the near future, large amounts of solar modules will be discarded as electronic waste. In order to retrieve important raw materials, reducing production costs and environmental impacts, recycling such materials is important and should be stimulateded. To date, there are little published studies on recycling silicon photovoltaic panels though silicon technology represents the majority of the PV market. These panels contain, overall, metals, polymers and ceramics. In this paper, photovoltaic panel components were characterized through, x-ray fluorescence, x-ray diffraction, energy dispersion spectroscopy, atomic absorption spectroscopy, thermogravimetry and infrared spectroscopy. The characterization indicated the panel’s glass is a soda-lime glass, which can be reycled. The metallic filaments were identified as tin-lead coated copper, which can be recycled through known pyro metallurgical processes. The panel’ cells are made of silicon and has silver filaments attached to it. The concentration of silver in the photovoltaic cell is 16000 g/t. The external frame of the modules was identified as aluminum and, once separated from other materials, can also be recycled. A hazard evaluation of the PV modules (according to Brazilian’s NBR10004 norm) classified this waste as Class I (hazardous waste). Moreover, silver concentration/extraction routes have been studied for the modules. Milling, sieving, particle size sorting, leaching and pyrolysis have been tested. Among the studied routes, the best results follow this order: removing the aluminum frame, milling, sieving, selection of fraction size smaller than 0.5 mm, nitric acid leaching, precipitation with sodium chloride. This route was able to concentrate 75.8% of the silver present in the modules studied in the form of silver chloride.

Submitted by Fernanda Rodrigues de Lima (fernanda.rlima@ufpe.br) on 2018-08-30T20:23:58Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) DISSERTAÇÃO Olavo Dhyan Cardoso.pdf: 5884316 bytes, checksum: aaf4f40e777b58a682bd10ce78fd0254 (MD5) / Approved for entry into archive by Alice Araujo (alice.caraujo@ufpe.br) on 2018-09-14T23:16:57Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) DISSERTAÇÃO Olavo Dhyan Cardoso.pdf: 5884316 bytes, checksum: aaf4f40e777b58a682bd10ce78fd0254 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-09-14T23:16:57Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) DISSERTAÇÃO Olavo Dhyan Cardoso.pdf: 5884316 bytes, checksum: aaf4f40e777b58a682bd10ce78fd0254 (MD5) Previous issue date: 2017-06-16 / CAPES / Neste trabalho foi estudado o comportamento de um módulo solar orgânico operando em condições reais de radiação solar. Com a revisão da literatura e com os experimentos realizados, foi possível compreender os mecanismos envolvidos na geração fotovoltaica orgânica e entender quais os parâmetros que limitam a eficiência de um dispositivo orgânico e de que maneira. A caracterização dos módulos orgânicos de camada ativa P3HT:PCBM foi feita a partir de curvas instantâneas de tensão e corrente, curvas no escuro e análise do módulo operando continuamente com tensão fixa. Foram realizados modelamentos do dispositivo utilizando a equação de Shockley (SHOCKLEY, 1949) e a função de Lambert, a fim de extrair os parâmetros do circuito equivalente do módulo, como: corrente de saturação do diodo (I0), fator de idealidade (a), resistência série (Rs) e resistência paralelo (Rsh). Os modelamentos também permitiram entender a influência da mudança de radiação e temperatura sobre tais parâmetros. Os testes contínuos com tensão fixa, foram feitos com o objetivo de entender como o módulo orgânico operaria em condições reais de uso, ou seja, uso contínuo e para diversos níveis de radiação e temperatura, diferentemente da maioria dos estudos, onde são feitos testes instantâneos em laboratório. Com os testes contínuos foi possível demonstrar qual a geração diária média do módulo em Wh/m², e também verificar que o módulo que foi estudado apresenta melhor desempenho para radiação difusa. Foi possível entender a relação do nível de radiação e temperatura com os parâmetros do circuito equivalente do módulo e demonstrar similaridades e divergências entre a geração fotovoltaica em um módulo orgânico e em um módulo de Silício convencional. / Neste trabalho foi estudado o comportamento de um módulo solar orgânico operando em condições reais de radiação solar. Com a revisão da literatura e com os experimentos realizados, foi possível compreender os mecanismos envolvidos na geração fotovoltaica orgânica e entender quais os parâmetros que limitam a eficiência de um dispositivo orgânico e de que maneira. A caracterização dos módulos orgânicos de camada ativa P3HT:PCBM foi feita a partir de curvas instantâneas de tensão e corrente, curvas no escuro e análise do módulo operando continuamente com tensão fixa. Foram realizados modelamentos do dispositivo utilizando a equação de Shockley (SHOCKLEY, 1949) e a função de Lambert, a fim de extrair os parâmetros do circuito equivalente do módulo, como: corrente de saturação do diodo (I0), fator de idealidade (a), resistência série (Rs) e resistência paralelo (Rsh). Os modelamentos também permitiram entender a influência da mudança de radiação e temperatura sobre tais parâmetros. Os testes contínuos com tensão fixa, foram feitos com o objetivo de entender como o módulo orgânico operaria em condições reais de uso, ou seja, uso contínuo e para diversos níveis de radiação e temperatura, diferentemente da maioria dos estudos, onde são feitos testes instantâneos em laboratório. Com os testes contínuos foi possível demonstrar qual a geração diária média do módulo em Wh/m², e também verificar que o módulo que foi estudado apresenta melhor desempenho para radiação difusa. Foi possível entender a relação do nível de radiação e temperatura com os parâmetros do circuito equivalente do módulo e demonstrar similaridades e divergências entre a geração fotovoltaica em um módulo orgânico e em um módulo de Silício convencional.

La presente Memoria tiene por propósito comparar y correlacionar los valores del módulo de elasticidad de las capas que conforman una misma estructura de pavimento asfáltico, obtenidos mediante diversos procedimientos y los procedimientos actualmente utilizados. Los procedimientos que se emplean en la actualidad son los siguientes: ensayes de laboratorio o método AASHTO (Amerian Association of State Highway and Transportation Officials) para el Suelo, método FHWA (Federal Highway Administration) para la Base y método Shell, mediante el programa computacional BANDS 2.0, para el Pavimento Asfáltico. Los procedimientos que se analizan en la presente Memoria, y con los cuales se comparan y correlacionan los mencionados anteriormente, son los siguientes: WSDOT (Washigton State Department of Transportation), FHWA y Retrocálculo (mediante el programa computacional MODTAG) para el Suelo, WSDOT y Retrocálculo (mediante el programa computacional MODTAG) para la Base, y ensayes de laboratorio con las prensas MTS y NAT, WSDOT, FHWA, Retrocálculo (mediante el programa computacional MODTAG), Asphalt Institute y Shell (mediante fórmulas) para el Pavimento Asfáltico. El análisis se efectúa en la obra concesionada “Autopista Urbana Acceso Nor Oriente a Santiago”, desde esta obra se obtienen los datos y las muestras necesarias para el análisis. En este caso los datos corresponden a mediciones de deflectometría y las muestras, a testigos de pavimento asfáltico; además, se confeccionan probetas en el laboratorio. La primera etapa del presente estudio corresponde a la determinación del módulo de elasticidad de mezclas asfálticas en forma empírica y teórica. La forma empírica consiste en determinar el módulo de elasticidad de la mezcla por dos procedimientos: en terreno y en laboratorio. La forma teórica consiste en usar las fórmulas y gráficos propuestos por el Asphalt Institute y por Shell para determinar el módulo de elasticidad de la mezcla asfáltica. La segunda etapa y final consiste en comparar y correlacionar los resultados obtenidos mediante los métodos usados en la actualidad y a través de los equipos de auscultación y ensayes de laboratorio vial. El resultado que se obtiene es un Factor de Correlación que relaciona el módulo de elasticidad determinado, para una misma estructura de pavimento asfáltico, de acuerdo a los procedimientos planteados. A partir de este Factor de Correlación se infiere que los procedimientos actualmente utilizados podrían ser reemplazados por otros cuyos resultados son similares y cuyo error asociado es menor. Específicamente, se propone la utilización del Retrocálculo para determinar el módulo de elasticidad de cada una de las capas que conforman una misma estructura de pavimento asfáltico, siendo éste complementado y ajustado con la realización de ensayes de laboratorio con la prensa NAT, en el caso de la capa de Pavimento Asfáltico.

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