Orientador: Carlos Alberto Luengo / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-25T21:13:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Capobianco_Gino_M.pdf: 4123748 bytes, checksum: 70fa07821354409bdf2dd4b12e24169c (MD5) Previous issue date: 2000 / Resumo: Apresenta-se um estudo do processo de obtenção de fibras de carbono ativadas a partir do piche vegetal com objetivo de aumentar valor agregado de sub-produtos da produção de carvão vegetal, abrindo desta forma, a possibilidade de novos mercados para esses sub-produtos. Para tanto, analisou-se através de séries históricas, a evolução da produção de carvão vegetal, sua demanda e oferta, assim como os principais setores consumidores, destacando-se dentre outros o setor industrial. Através desta análise, observou-se a importante participação das siderurgias a carvão vegetal no cenário energético nacional. Posteriormente, analisou-se o segmento da carboquímica vegetal, estudando-se o potencial da recuperação dos sub-produtos do carvoejamento e os processo tecnológicos de conversão, inferindo-se, desta forma, o potencial dos resíduos desta industria (piche vegetal). Partindo destas análises, foi desenvolvida uma unidade de bancada para a obtenção das fibras de carbono a partir do piche vegetal. O piche vegetal foi tratado mediante uma preparação prévia de extração com solvente, antes de ser realizado o processo de fiação. Logo, o processo consistiu em fiação do piche, seguida de estabilização e carbonização, terminando com a ativação da fibra. A análise da transformação da fibra de piche vegetal em fibra de carbono ativada foi realizada em termos de rendimento e característica microestrutural por microscopia óptica de luz polarizada (MOPL) e microscopia eletrônica de Varredura (MEV). A ativação das fibras de carbono a base de piche vegetal foj analisada, tendo-se como características padrões a área da superfície específica e a perda de massa. Obtiveram-se como resultados de caracterizações, valores que indicam a potencialidade de aplicação dessas fibras em áreas onde normalmente são utilizados outros tipos de materiais com alta capacidade de adsorção. Também, foi apresentada uma estimativa da viabilidade econômica da implantação de uma unidade comercial, baseada em literaturas disponíveis e nas industrias de fibras de carbono já existentes / Abstract: This work consists of a study of the attainrnent process of activated carbon fiber ITom wood tar pitch in order to increase value-added of by-products of the charcoal production and possibly to open new markets for those by-products. To achieve this objective, it was analyzed through historical series, the evolution of the charcoal production, its demand and offers, as well as the main consuming sectors, among them the industrial sector. Through this analysis, it was observed important participation of the charcoal-based steel industry in the national energy scene. In addition, the segment of the charcoal by-products industry was analyzed, studying the potential of the recovery of by-products ITom the technological wood carbonization process and the process of conversion and as a result the potential of the residues of this industry (wood tar pitch). From these analyses, it was developed a unit of bench test for the attainrnent of carbon fibers ITom the wood tar pitch. The wood tar pitch was treated by means of a previous preparation of extraction with solvent, before being carried through the spinning processo The process consisted of the spinning of the tar, followed by the stabilization and carbonization and the activation of the fiber. The analysis of the transformation of the wood tar pitch fiber in activated carbon fiber was carrÍed through based on yie1d and microstructural characteristics for Optic Polarized Light Microscopy (OPLM) of polarized light and Scanning Electronic Microscopy (SEM). The wood tar pitch based carbon fiber was analyzed and presented as standard characteristics the specific area surface and the burn-off As a result, it was obtained values that Indicate the potentiality of application of those fibers in areas where normally other types of materiaIs WÍth increase capacity of adsorption are used. Also, it was presented an estimate of the economic viability of the implantation of a commercial unit based on the available literature and the existing carbon fibers industry / Mestrado / Mestre em Planejamento de Sistemas Energéticos

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Protected cropping is an alternative cropping system to produce vegetables outside the field growing season because of increase in yield, quality, and price. Evapotranspiration is an important parameter for managing irrigation inside plastic houses. In order to improve the efficiency of irrigations, relationships between meteorological variables and plant growth parameters need to be known to develop models for estimating crops water demand. The objective of this study was to estimate maximum evapotranspiration (ETm) of sweet pepper and tomato inside plastic house as a function of evaporation measured with Piche evaporimeter exposed to solar radiation (Epi) with and without other meteorological variables easily measured during the spring growing season in Santa Maria, RS, Brazil. The experiment was carried out inside a 240 m2 plastic house. Daily ETm (measured with drainage lysimeters), Epi, air temperature, vapor pressure deficit (D), leaf area index (LAI), plant height (AP), and leaf number (NF) were measured. Using regression analyses, models were fit to estimate ETm using sweet pepper data collected during spring 2005, and tomato data collected on even days of set collected during spring 2005. In the multiple regression analysis only models with parameters significant at 5 % by t test and coefficient of determination (r2) >0,8 were selected. For sweet pepper, models were evaluated with independent data collected in an experiment conducted from 23/08 to 07/12/2006. For tomato, models were evaluated with independent data collected on add days of the 2005 experiment. Statistics used for model evaluation were regression analyses between observed and estimated data, root mean square error, and accuracy, agreement and confidence indices. Results showed that it is possible to estimate ETm of sweet pepper and tomato crops with acceptable accuracy to perform irrigation inside plastic greenhouse using models that take into account Epi and at least one plant growth parameter, which for sweet pepper LAI was better than NF and AP. Including AP resulted in intermediate model performance compared to LAI and NF for estimating ETm in sweet pepper, whereas including an additional meteorological variable, besides Epi, usually led to a small improvement in model fitting and model performance in this crop. For estimating ETm in tomato, models with the parameter AP should be preferred. Including D measured at 9h in the models with Epi and AP or NF or LAI improved ETm estimates. When one has only a maximum and minimum thermometer, AP or NF, ETm of sweet pepper can also be estimated using daily temperature amplitude and air temperature measured at 9h / O cultivo protegido é uma alternativa para produzir hortaliças fora da época de cultivo a campo, pois permite obter aumento da produtividade, qualidade e preço. A evapotranspiração é um parâmetro imprescindível no manejo da irrigação das plantas cultivadas em estufas plásticas, sendo necessário conhecer suas relações com as variáveis meteorológicas e fenométricas para estabelecer modelos matemáticos que estimem com precisão aceitável a necessidade de água das espécies cultivadas nesse ambiente. O objetivo do trabalho foi estimar a evapotranspiração máxima (ETm) das culturas do pimentão e do tomate em estufa plástica, em função da evaporação medida no evaporímetro de Piche exposto à radiação solar (Epi), com e sem a inclusão de outras variáveis meteorológicas pontuais de fácil mensuração, na época de primavera, em Santa Maria, RS. Em uma estufa plástica de 240 m2, realizaram-se medidas diárias da ETm em lisímetros de drenagem, Epi e temperatura e déficit de saturação do ar (D), além de determinações de índice de área foliar (IAF), altura das plantas (AP) e número de folhas (NF). Através de análise de regressão, ajustaram-se modelos para estimar ETm aos dados medidos no experimento da primavera de 2005 para o pimentão e, para o tomateiro, com os dados dos dias pares da série medida na primavera de 2005, selecionando os que apresentaram parâmetros angulares significativos pelo teste t a 5% de probabilidade de erro e coeficiente de determinação (R2) > 0,80. Para o pimentão efetuou-se o teste dos modelos selecionados com os dados de um segundo experimento, realizado de 23/08 a 07/12/2006. Para o tomateiro os modelos foram testados com os dados dos dias ímpares da série de dados do mesmo experimento de 2005. O teste constou da análise de regressão entre os valores observados dessas respectivas séries e os estimados com os modelos, considerando-se a raiz quadrada do quadrado médio do erro e os índices de precisão, concordância e confiança. Verificou-se que é possível estimar a ETm das culturas do pimentão e do tomate, com precisão aceitável para efetuar irrigação em estufa plástica, através de modelos que incluem valores de Epi e pelo menos uma variável fenométrica, das quais para o pimentão o IAF resulta em maior estabilidade dos modelos do que NF e AP. A utilização da AP resulta em um desempenho intermediário àquele proporcionado pelo IAF e NF na estimativa da ETm do pimentão, enquanto que a inclusão de uma variável meteorológica adicional, além da Epi, em geral proporciona uma pequena melhora no ajuste dos modelos de estimativa da ETm do pimentão aos dados e nas estatísticas do desempenho dos modelos. Para estimar a ETm do tomateiro, deve ser dada preferência aos modelos que incluem a variável fenométrica AP. A inclusão de D medido às 9 h nos modelos que incluem Epi e AP ou NF ou IAF, melhora a estimativa da ETm. Quando se dispõe apenas de um termômetro de máxima e um de mínima, da AP ou do NF, também é possível estimar a ETm do pimentão com a amplitude térmica diária e a temperatura do ar às 9 h

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / O objetivo deste trabalho foi avaliar as variÃveis de produÃÃo da mamoneira, variedade IAC Guarani, sob diferentes nÃveis de irrigaÃÃo e doses crescentes de adubaÃÃo potÃssica, aplicadas via fertirrigaÃÃo. Em conseqÃÃncia, trÃs distintos trabalhos, denominados de 1, 2 e 3, foram implantados em uma Ãrea experimental da Universidade Federal do CearÃ, no municÃpio de Fortaleza (03Â44âS, 38Â33âW, 19,5 m). O delineamento experimental dos trÃs experimentos foi em blocos ao acaso, com cinco tratamentos e quatro repetiÃÃes, definidos em funÃÃo do nÃvel de irrigaÃÃo (1 e 2) e da dose de adubaÃÃo potÃssica (3). Nos experimentos 1 e 2, os tratamentos corresponderam a 25; 50; 75; 100 e 125% da evaporaÃÃo medida no tanque reduzido (EVAr) e 35; 70; 105; 140 e 175% da evaporaÃÃo medida no evaporÃmetro de Piche (EPi), respectivamente. No experimento 3, os tratamentos foram definidos em funÃÃo da adubaÃÃo potÃssica: 0; 50; 100; 150 e 200% da recomendaÃÃo da anÃlise de solo. Em todos, foram avaliadas as seguintes variÃveis: tamanho do racemo de 1 ordem, nÃmero de frutos por racemos, peso de 100 sementes por racemos, produtividade dos racemos (1Â, 2 e 3 ordens) e produtividade total. Verificou-se que a mamoneira respondeu em produtividade à aplicaÃÃo de Ãgua e à fertirrigaÃÃo potÃssica, chegando a valores mÃximos de produtividade de 4.161; 4.010 e 3.341 kg ha-1 nos experimentos 1; 2 e 3, respectivamente. No experimento 1 e 2, concluiu-se que a produtividade total da mamoneira aumentou com a elevaÃÃo do nÃvel de irrigaÃÃo aplicado atà o nÃvel de 89% da evaporaÃÃo medida no tanque reduzido e 107% da evaporaÃÃo medida no evaporÃmetro de Piche, respectivamente. No experimento 3, a produtividade total da mamoneira aumentou com a elevaÃÃo da dose potÃssica, aplicada via fertirrigaÃÃo, atà a dosagem de 31,8 kg ha-1 de K2O. / The objective of this work was to evaluate the vari ables of production of the castor bean, variety IAC Guarani, under different levels o f irrigation and increases levels of potassium fertilization, applied through fertirriga tion. As a consequence, three different works, denominated of 1, 2 and 3, they were implanted in an experimental area of the Federal University of CearÃ, in Fortale za (03Â44'S, 38Â33'W, 19,5 m). The experimental maping of the three experiments was in blocks at random, with five treatments and four repetitions, defined in functio n of the level of irrigation (1 and 2) and of the level of potassium fertilization (3). In the experiments 1 and 2, the treatments corresponded to 25; 50; 75; 100 and 125% of the evaporation measured by evaporimeter reduced tank (EVAr) and 35; 70; 105 ; 140 and 175% of the evaporation measured in the Piche evaporimeter (EPi), respectively. In the experiment 3, the treatments were defined in function of the potassium fertilization: 0; 50; 100; 150 and 200% of the recommendation of the soil analysis. In all, they were following variables were appraised: size of the rac emo of 1st order, number of fruits, weight of 100 seeds, productivity of the racemes (1 Â, 2 and 3 orders) and total productivity. It was verified that the castor bean answered in productivity to the application of water and the potassium fertirrigati on, arriving to maximum values of productivity of 4.161; 4.010 and 3.341 kg ha -1 in the experiments 1; 2 and 3, respectively. In the experiment 1, it was ended tha t the use for the producing of larger irrigation sheets increases to a certain value limi ts the weight of 100 seeds for racemes of 2 and 3 orders and the productivity, f rom which these variables start to decrease; the reduced tank was efficient to esteem the water requirements of the castor bean. In the experiment 2, the use for the p roducing of larger irrigation sheets increases to a certain value limits the productivit y for raceme of 2 and 3 orders and positive way about the productivity of the castor bean.

NOBRE, Jefferson Gonçalves Américo. Respostas da mamona à irrigação e à aplicação de potássio em Argissolo Vermelho-Amarelo. 2007. 74 f. Dissertação (Mestrado em engenharia agrícola)- Universidade Federal do Ceará, Fortaleza-CE, 2007. / Submitted by Elineudson Ribeiro (elineudsonr@gmail.com) on 2016-06-23T18:40:09Z No. of bitstreams: 1 2007_dis_jganobre.pdf: 13492002 bytes, checksum: f1d27852572f3bcb9e38fd3dfb48c58f (MD5) / Approved for entry into archive by José Jairo Viana de Sousa (jairo@ufc.br) on 2016-07-21T20:15:15Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2007_dis_jganobre.pdf: 13492002 bytes, checksum: f1d27852572f3bcb9e38fd3dfb48c58f (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-21T20:15:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2007_dis_jganobre.pdf: 13492002 bytes, checksum: f1d27852572f3bcb9e38fd3dfb48c58f (MD5) Previous issue date: 2007 / The objective of this work was to evaluate the vari ables of production of the castor bean, variety IAC Guarani, under different levels o f irrigation and increases levels of potassium fertilization, applied through fertirriga tion. As a consequence, three different works, denominated of 1, 2 and 3, they were implanted in an experimental area of the Federal University of Ceará, in Fortale za (03°44'S, 38°33'W, 19,5 m). The experimental maping of the three experiments was in blocks at random, with five treatments and four repetitions, defined in functio n of the level of irrigation (1 and 2) and of the level of potassium fertilization (3). In the experiments 1 and 2, the treatments corresponded to 25; 50; 75; 100 and 125% of the evaporation measured by evaporimeter reduced tank (EVAr) and 35; 70; 105 ; 140 and 175% of the evaporation measured in the Piche evaporimeter (EPi), respectively. In the experiment 3, the treatments were defined in function of the potassium fertilization: 0; 50; 100; 150 and 200% of the recommendation of the soil analysis. In all, they were following variables were appraised: size of the rac emo of 1st order, number of fruits, weight of 100 seeds, productivity of the racemes (1 ª, 2ª and 3ª orders) and total productivity. It was verified that the castor bean answered in productivity to the application of water and the potassium fertirrigati on, arriving to maximum values of productivity of 4.161; 4.010 and 3.341 kg ha -1 in the experiments 1; 2 and 3, respectively. In the experiment 1, it was ended tha t the use for the producing of larger irrigation sheets increases to a certain value limi ts the weight of 100 seeds for racemes of 2ª and 3ª orders and the productivity, f rom which these variables start to decrease; the reduced tank was efficient to esteem the water requirements of the castor bean. In the experiment 2, the use for the p roducing of larger irrigation sheets increases to a certain value limits the productivit y for raceme of 2ª and 3ª orders and positive way about the productivity of the castor bean. / O objetivo deste trabalho foi avaliar as variáveis de produção da mamoneira, variedade IAC Guarani, sob diferentes níveis de irrigação e doses crescentes de adubação potássica, aplicadas via fertirrigação. Em conseqüência, três distintos trabalhos, denominados de 1, 2 e 3, foram implantados em uma área experimental da Universidade Federal do Ceará, no município de Fortaleza (03°44’S, 38°33’W, 19,5 m). O delineamento experimental dos três experimentos foi em blocos ao acaso, com cinco tratamentos e quatro repetições, definidos em função do nível de irrigação (1 e 2) e da dose de adubação potássica (3). Nos experimentos 1 e 2, os tratamentos corresponderam a 25; 50; 75; 100 e 125% da evaporação medida no tanque reduzido (EVAr) e 35; 70; 105; 140 e 175% da evaporação medida no evaporímetro de Piche (EPi), respectivamente. No experimento 3, os tratamentos foram definidos em função da adubação potássica: 0; 50; 100; 150 e 200% da recomendação da análise de solo. Em todos, foram avaliadas as seguintes variáveis: tamanho do racemo de 1ª ordem, número de frutos por racemos, peso de 100 sementes por racemos, produtividade dos racemos (1ª, 2ª e 3ª ordens) e produtividade total. Verificou-se que a mamoneira respondeu em produtividade à aplicação de água e à fertirrigação potássica, chegando a valores máximos de produtividade de 4.161; 4.010 e 3.341 kg ha-1 nos experimentos 1; 2 e 3, respectivamente. No experimento 1 e 2, concluiu-se que a produtividade total da mamoneira aumentou com a elevação do nível de irrigação aplicado até o nível de 89% da evaporação medida no tanque reduzido e 107% da evaporação medida no evaporímetro de Piche, respectivamente. No experimento 3, a produtividade total da mamoneira aumentou com a elevação da dose potássica, aplicada via fertirrigação, até a dosagem de 31,8 kg ha-1 de K2O.

Orientador: Antonio Carlos Bannwart / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica e Instituto de Geociencias / Made available in DSpace on 2018-08-12T11:22:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Santos_GuilhermeRosariodos_M.pdf: 4731485 bytes, checksum: 22f7c73b5cfe98d8ceda0b200e009a5f (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: Um dos problemas cruciais no atual cenário da indústria nacional de petróleo é a medição das vazões de óleo, gás e água produzidos por cada poço. Este problema se agrava no contexto da produção de óleos pesados sob condições offshore em águas profundas, dadas as condições adversas desse ambiente, alta viscosidade do óleo, formação de emulsões com água, dificuldade natural para sua elevação e escoamento, entre outras. Excetuando os casos em que um poço é testado, quando então sua produção pode ser determinada na superfície, não se dispõe atualmente de sistemas e métodos de medição simples, confiáveis e não-intrusivos para as vazões de cada poço. O presente trabalho investiga a utilização de técnicas de ultra-som para fins de monitoramento do filme de água em escoamentos gás-líquido e líquido-líquido. O objetivo deste trabalho é desenvolver uma ferramenta de medição de espessura instantânea do filme líquido em escoamentos gás-líquido e líquido-líquido utilizando técnicas de ultra-som. A medição do tempo de trânsito do sinal acústico ultra-sônico através de uma camada de material - líquido, gás ou sólido - permite a obtenção da espessura local e instantânea dessa camada, a partir do conhecimento da velocidade de propagação do som nesse meio, através de calibração prévia. Assim, por meio de diversos experimentos com diferentes pares de fluidos e padrões de escoamento, pretende-se definir as melhores condições para utilização do ultra-som para esse fim. Os tempos de trânsito podem ser detectados através dos picos de amplitude gerados quando os pulsos refletidos atingem o receptor. A utilização do ultra-som é uma técnica não intrusiva e não-invasiva, isto é, não causa perturbações ao escoamento, possibilitando ainda medições in situ em tempo real de grandezas de escoamentos múltifásicos presentes inclusive na indústria do petróleo. Este estudo mostrou ser possível a aplicação da técnica de ultra-som paia escoamentos gás-líquido, uma vez que a diferença de impedância acústica permite que grande ,parte do pulso incidente seja refletida na interface entre os dois meios líquidos. Em escoamentos líquido-líquido, o monitoramento da espessura de filme é mais difícil, sendo necessário o uso de recursos computacionais mais robustos. A pequena diferença de impedância acústica entre os líquidos, muitas vezes, dificulta a captação do pulso correspondente à interface entre os meios líquidos. Um outro fator agravante é a presença de emulsões em escoamentos líquido-líquido ou óleos com viscosidades maiores. Nessas situações, a atenuação do pulso refletido na interface entre os dois meios líquidos é ainda maior. / Abstract: One of the most important problems in the current scenario of petroleum industry is the flow rate measurements of oil, gas and water produced by each well. This problem becomes more complicated in the context of heavy oils production under offshore conditions in deepwater, due to the adverse environment, high oil viscosity, formation of emulsion with water, difficulties for its lift and flow, etc. Excepting the cases in which a well is being tested, when its flow rate can be determined at the surface, it does not exist any simple, reliable and non-intrusive system or measurement method for flow rate of an individual well. The present work looks over an application of ultrasonic techniques for monitoring of water film in gas-liquid and liquid-liquid flows. The specific purpose of this work is to develop a toei for instantaneous thickness measurement of liquid film in gas-liquid and liquid-liquid flows by ultrasonic techniques. The transit time measurement of an acoustic signal through a material layer (solid, liquid or gas) allows its local and instantaneous evaluation, knowing the ultrasound propagation speed for each medium from previous calibration. ln this way, through several experiments with different fluid pairs and flows pattems, it intends to establish the better conditions for application of the ultrasound technique. The transit times can be detected through the amplitude peaks generated when the reflected pulses reach the receiver. The ultrasound application is a non-invasive and non-intrusive technique, that is, it does not cause any disturbance in the flow, allowing in situ measurements in real time of many parameters of multiphase flows inc1uding the petroleum industry. This study showed the possibility of applying a pulse-echo technique t6 the gas-liquid flows, because the acoustic impedance difference allows the majority of incidem,t ultrasound be reflected in the gas-liquid interface. The monitoring of liquid films thickness is more difficult in liquid-liquid flows, being necessary the use oi rugged computational resources. The low difference of acoustic impedance between liquids can make more difficult the reception of a pulse which corresponds to the liquid-liquid interface. Another difficulty occurs when emulsions are formed or the oil is highly viscous. ln these situations, the attenuation of reflected ultrasound from the liquid-liquid interface is still larger. / Mestrado / Explotação / Mestre em Ciências e Engenharia de Petróleo

Orientador : Carlos Alberto Luengo / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-03T02:47:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Juliao_JoaoTeixeira_D.pdf: 19668059 bytes, checksum: e8d7b132eb211cfbd9e424a8dd3ce9e4 (MD5) Previous issue date: 2002 / Resumo: Neste trabalho se desenvolveu um processo que permite a conversão do resíduo de craqueamento catalítico, denominado de óleo decantado, em piches de petróleo precursores de fibras de carbono. Também, obteve-se mono-filamentos de fibra de carbono a partir de precursores a base de piche de petróleo isotrópico e mesofásico, desenvolvidos em escala de laboratório, e de mesofase importada utilizado como padrão. O presente processo envolve a destilação simples do óleo decantado, à pressão atmosférica e/ou sob vácuo, e posterior tratamento térmico do piche de petróleo resultante a uma temperatura entre 350°C e 450°C, e sob fluxo de gás inerte, objetivando a produção de piche de petróleo mesofásico. O processo compreende ainda a fiação continua de fibra de piche e de mesofase, através da fIação por fusão, seguida de tratamentos térmicos de estabilização em atmosfera oxidante, e posterior carbonização em atmosfera inerte. Os piches de petróleo resultantes deste processo, que apresentam propriedades físico-químicas especificas, podem ser utilizados em substituição aos piches de alcatrão de hulha como agentes impregnantes e/ou aglomerantes na fabricação de eletrodos para a indústria de aço e de ferro ligas, e em especial na indústria de alumínio primário e, também, como matéria-prima na indústria de materiais carbonos os avançados / Abstract: The main objectives in this study are the process development to convert decanted oil into petroleum pitches and monofilament carbon fiber obtaining both from isotropic and mesophase petroleum pitch precursors. Decanted oil is the residue from the petroleum catalytic cracking unit. Carbon fibers were also produced using commercial mesophase made from naphthalene and compared to those ones from decanted oil. The first step in the process is decanted oil distillation under vacuum or atmospheric pressure to produce the pitch; the second one is the pitch heat treatment in the temperature range of 350°C to 450°C under inert gas (N2) pressure to produce the mesophase pitch. Isotropic and mesophase pitches are continuously weaved by melted wiring followed by heat treatment in oxidative environment to reach the stabilization and finally carbonized under inert gas environment. Petroleum pitches produced from decanted oil in the process developed here have specific physical-chemical properties and can be used to replace coal tar pitches as impregnation agent and/or binders for electrode manufacture to steel and iron-alloy industries, specially for primary aluminum production. Petroleum pitches are also raw materials to advanced carbons / Doutorado / Doutor em Planejamento de Sistemas Energéticos

[pt] As propriedades reológicas dos piches de petróleo têm grande importância no processamento e nas propriedades finais das fibras de carbono, além de auxiliar na seleção da matéria-prima. No presente trabalho, uma série de piches de petróleo com teores crescentes de anisotropia foi produzida a partir de óleo decantado proveniente do processo de craqueamento catalítico do petróleo, com o objetivo de se investigar as propriedades reológicas destes materiais, para melhor aplicá-las na produção de fibras de carbono. Um dos piches produzidos foi centrifugado em alta temperatura com o objetivo de estudar as propriedades reológicas das suas fases isotrópica e anisotrópica. Os teores e texturas das anisotropias obtidas foram analisados, respectivamente, por centrifugação em alta temperatura e por microscopia ótica com luz polarizada. Os tamanhos moleculares dos piches de petróleo foram medidos utilizando-se a técnica de Espectrometria de Massas com Ionização e Dessorção a Laser Assistida por Matriz e Análise de Íons por Tempo de Vôo (MALDI-TOF-MS). Os piches analisados apresentaram uma natureza oligomérica, e massas moleculares de até 1500 Da foram detectadas. A caracterização reológica mostrou o comportamento viscoplástico dos piches e as curvas de escoamento medidas foram ajustadas utilizando a função viscosidade de Herschel-Bulkley. As análises reológicas também mostraram o aumento da elasticidade dos piches com o progresso do tratamento térmico e o surgimento do comportamento tixotrópico. As técnicas de análise utilizadas neste trabalho se mostraram eficientes para o estudo e caracterização de piches de petróleo precursores de fibras de carbono. / [en] Rheological properties of petroleum pitches are of major importance not only in the processing and final properties of carbon fibers, but they also helps in the selection of the raw material. In this work, a series of petroleum pitches with increasing contents of anisotropy was produced from decanted oil obtained from catalytic cracking process of petroleum, with the objective of investigate the rheological properties of these materials and its application on carbon fibers production. One of the produced pitches was centrifuged at high temperature with the objective of study the rheological properties of isotropic and anisotropic phases. The contents and textures of the obtained anisotropy were respectively analyzed by centrifugation at high temperature and by optical microscopy with polarized light. The molecular sizes of petroleum pitches were measured using the technique MALDI-TOF-MS (Matrix Assisted Laser Desorption Ionization Timeof- Flight Mass Spectrometry). The analyzed petroleum pitches exhibited an oligomeric nature and molecular masses up to 1500 Da were detected. Rheological characterization showed viscoplastic behavior of pitches and the measured flow curves were fitted using the Herschel-Bulkley viscosity function. Rheological analysis also showed the increasing of pitches elasticity with the progress of the heat treatment and the appearance of thixotropic behavior. The analytical techniques used in this work proved its efficiency on the study and characterization of petroleum pitches as carbon fibers precursors.

[pt] A estrutura de uma fibra de carbono de piche mesofásico é desenvolvida durante a extrusão e é aperfeiçoada nos processos de estabilização e carbonização. É extremamente importante ter um controle rígido dos parâmetros do processo de extrusão para formar fibras de carbono de qualidade. Planejamentos de experimentos foram aplicados em 17 condições de extrusão para investigar a influência de três variáveis do processo - velocidade do parafuso, temperatura e velocidade da bobina - no diâmetro de fibras de piche de petróleo. A velocidade do parafuso foi apontada como o fator de maior impacto na produção de fibras finas. Condições ótimas foram validadas em um experimento que produziu filamentos com um diâmetro médio de 14 micrômetros, mostrando que o planejamento de experimentos é uma ferramenta promissora para auxiliar a produção de fibras de carbono. Os dados coletados nos experimentos foram utilizados para modelar o escoamento extensional que ocorre durante a formação da fibra. Valores de tensão sob os quais o material pode ser submetido durante a extrusão sem rompimento foram avaliados. A relação entre o grau de orientação das moléculas de carbono e o diâmetro da fibra também foi analisada. Apesar de fibras mais grossas apresentarem maior alinhamento axial das moléculas, existe um valor de diâmetro a partir do qual a difusão de oxigênio, necessária para estabilização das fibras, não acontece. Apenas fibras com diâmetros menores que 45 micrômetros foram completamente estabilizadas em ar. Estabilizações incompletas das fibras mais grossas induziram defeitos nas estruturas delas e que refletiram em suas resistência a tração e módulo de Young. Enquanto fibras finas alcançaram resistências de 1000 MPa e módulos de 90 GPa, fibras grossas aguentaram somente 200 MPa com um módulo de 17 GPa. / [en] The structure of a mesophase pitch carbon fiber is largely developed during the fiber spinning process and is perfected in stabilization and carbonization steps. It is of critical importance to strictly control the extrusion parameters to form standard carbon fibers. Designs of experiments were employed in melt spinning under 17 conditions to investigate the influence of three process variables - screw velocity, spinning temperature and winding speed - on the diameter of petroleum-derived pitch filaments. Screw velocity was found to be the most significant factor to produce thinner fibers. Optimized conditions were validated in an experiment that produced a filament with average diameter of 14 micrometers, proving that design of experiments is a powerful tool to be used in carbon fibers production. The data collected on experiments were used to model the elongational flow that occurs during the fiber formation. Tensile strength at which the material can be subjected under extrusion without breaking was evaluated. The relation between the degree of orientation of the carbon layers parallel to the fiber axis and the diameter of the fibers was also analyzed. Despite the fact that the thickness of the fiber improved the axial alignment of molecules, there is a limiting diameter at which the diffusion of oxygen, needed to form stabilized fibers, do not occur. Only diameters smaller than 45 micrometers could be fully stabilised in air. Insufficient stabilization of the thicker filaments induced defects on their structure that reflected on their tensile strength and modulus. While thinner fibers reached strengths of 1000 MPa and 90 GPa modulus, thicker fibers have only supported 200 MPa with 17 GPa modulus.

Cette thèse s’inscrit dans une volonté de comprendre le cinéma mobile, fait avec un dispositif mobile, dans le paysage contemporain de la « culture mobile », entendue comme l’ensemble des usages sociaux associés aux appareils mobiles connectés à l’internet produisant et exploitant des textes et des images, l’organisation en réseaux, etc. Nous l’analysons en tant que phénomène artistique mais aussi comportemental et social, à travers les usages et les enjeux qui lui sont associés, en particulier ceux liés à l’innovation. Nous avons pour cela réalisé une série d’entretiens avec des professionnels en lien avec le cinéma de poche. Le cinéma de poche apparaît comme un mode d’expression cinématographique accessible à tout individu muni d’un dispositif mobile. Ce cinéma a bénéficié de nouveaux moyens de diffusion via Internet et s’est intégré à une tendance contemporaine de l’économie créative. Nous analysons la diffusion des films de poche sur les plateformes de vidéos sur le web et dans les festivals consacrés aux images mobiles entre 2005 et 2015. Les images mobiles se sont multipliées (selfies, vidéos), une grande partie exposant la sphère de l’intime. Nous réfléchissons sur la prolifération des images mobiles, la créativité, la pratique amateur et la position du cinéma de poche face au cinéma traditionnel. Avec la culture de la participation et de la collaboration, les médias traditionnels ont absorbé les images mobiles publiées sur les réseaux sociaux, nouvelle matière à collaboration journalistique. Finalement, la culture mobile évolue rapidement et suscite de nombreuses questions notamment sur la réalité virtuelle et l’usage de l’image comme langage de communication. / This thesis is part of a desire (intends) to understand mobile cinema, made with a mobile device, in the contemporary landscape of the "mobile culture", understood as the set of social uses associated with mobile devices connected to the Internet producing and exploring texts, images, social media publications, etc. We analyzed it as an artistic but also behavioral and social phenomenon, through the uses and the interests (betting, implications) associated with it, especially to those related to innovation. We have done a series of interviews with professionals connected with the pocket cinema. Pocket cinema appears as a cinematographic mode of expression accessible to any individual with a mobile device, who has widely used new resources of dissemination via the Internet and has become part of a contemporary trend of the creative economy. We analyze the distribution of pocket films on video platforms on the web and in festivals dedicated to mobile images between 2005 and 2015. Mobile images have multiplied (selfies, videos), exposing even in a more intimate context. We reflected on the proliferation of mobile images, creativity, amateur practice and the position of the pocket cinema in the face of traditional cinema. With the culture of participation and collaboration, mainstream media have absorbed mobile images published on social media, a new way of collaboration focused on journalism. Finally, the mobile culture evolves rapidly and raises many questions, in particular about virtual reality and the use of the image as a language of communication.