One of the primary modes for pollutants to reach the human body is through their release into the atmosphere and dispersion in the nearby areas. This makes air emissions one of the important components of an environmental assessment. They are frequently of interest to the people living in the vicinity of the site. The analysis carried out in this research provides a framework for atmospheric dispersion modeling of air pollutants using AERMOD, the United States Environmental Protection Agency (US EPA) approved regulatory model, for modeling port related emissions. There are various sources of emissions from the ports, however for this study, emissions from roadways, small equipment, and marine related sources are considered. AERMOD was used to estimate ambient pollutant concentrations of selective criteria pollutants such as NOx, SO2, CO and PM10 from a hypothetical port.

Submitted by JOSIANE SANTOS DE OLIVEIRA (josianeso) on 2018-04-04T12:31:51Z No. of bitstreams: 1 Rafael Gialdi Salvagni_.pdf: 4078552 bytes, checksum: 3046bf3bf4c04b0ca0ff91981f73727e (MD5) / Made available in DSpace on 2018-04-04T12:31:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rafael Gialdi Salvagni_.pdf: 4078552 bytes, checksum: 3046bf3bf4c04b0ca0ff91981f73727e (MD5) Previous issue date: 2017-04-25 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / PROSUP - Programa de Suporte à Pós-Gradução de Instituições de Ensino Particulares / Este trabalho apresenta o estudo numérico-experimental da dispersão de poluentes e da geometria da chama de uma poça de combustível. Foi realizada A modelagem da combustão em uma poça, com a dispersão da pluma em função do vento incidente, com o objetivo de caracterizar o fenômeno. Foi utilizado um túnel de vento em escala laboratorial para executar a análise experimental de poças de diesel (S-500) e biodiesel (B-100), em um tanque cilíndrico com tamanho reduzido de Ø110 x 57,4 mm. Além disso, foi utilizado o programa FDS para análise e comparação dos dados em escala de mesma grandeza da bancada experimental. A influência da velocidade do vento sobre a geometria da chama – inclinação, altura e comprimento – foi analisada, bem como outras questões pertinentes à estrutura da chama, como temperatura adimensional da chama, da pluma e temperatura periférica. Por último, uma análise da taxa de queima mássica foi feita para complementar os dados experimentais e obter mais informações sobre o comportamento da chama. Os dados experimentais foram aplicados nas correlações semi-empíricas de comprimento e ângulo de chama, a fim de comparar seu comportamento com a previsão de outros autores. Foi observado nos experimentos que, com a mudança da geometria da chama, ocorre a mudança da posição e consequentemente da dispersão da pluma. O ângulo da chama mostrou variação diretamente proporcional à velocidade do escoamento. A variação da altura e comprimento de chama foi inversamente proporcional à velocidade do escoamento. Os comportamentos do ângulo e da altura concordaram com a literatura, mas o comprimento apresentou diferenças. A temperatura adimensional da chama aumentou com o aumento da velocidade, sendo a do biodiesel 49% superior à do diesel. A temperatura adimensional da pluma apresentou um decremento com o aumento da velocidade de escoamento, atingindo, para o diesel, temperaturas cerca de 110% menores em relação ao biodiesel. A mesma tendência ocorreu com a temperatura periférica, que reduziu conforme aumentou a distância de medição da poça, havendo diferença de 20,3% entre os dois combustíveis. A taxa de queima mássica foi verificada e se observou que foi regida por diferentes mecanismos de trocas térmicas e flutuabilidade, o que provocou comportamentos diferentes para o diesel e o biodiesel, sendo as taxas de queima do diesel maiores, em geral. Os dados experimentais obtidos foram comparados com os resultados da análise numérica realizada no FDS. Obteve-se boas aproximações para o ângulo, comprimento, altura e temperaturas da pluma e periférica. As temperaturas da chama mostraram tendência diferente em relação aos dados experimentais. As análises de dispersão de poluentes mostraram uma tendência de redução abrupta das concentrações com o aumento da distância em velocidades menores e uma redução mais suave e constante para as maiores velocidades nos ensaios experimentais, apresentando, no entanto, uma grande diferença em relação aos valores numéricos, embora com tendências semelhantes, para ambos os combustíveis. / This work presents a numerical-experimental study of pollutants dispersion and flame geometry in a pool fire. Combustion modeling in a pool fire with plume dispersion as a function of the incident wind is carried out with the objective of phenomenon characterization. A laboratory-scale wind tunnel is used to perform the experimental analysis of diesel (S-500) and biodiesel (B-100) pool fire in a cylindrical tank with a reduced size of Ø110 x 57.4 mm. In addition, the FDS software was used to analyze and compare the results, using a model in a scale of the same magnitude of the experimental setup. The wind speed influence on the flame geometry – tilt angle, height and length – was analyzed as well as other questions related to the structure of the flame, such as dimensionless flame and plume temperature and outer layer temperature. Finally, an analysis of the mass burning rate was done to complement the experimental data and to obtain more information about the flame behavior. The data obtained were applied in the semi-empirical correlations of flame length and tilt angle to compare their behavior with the prediction of other authors. It Was observed that the change of flame geometry induces a change of plume position and dispersion. The behavior of the flame geometry was observed; the angle changes proportionally to the air flow speed. The variation in flame height and length was inversely proportional to air flow speed. The angle tilt and height agreed with the literature, but the length presented differences. The temperature of the flame increased with increasing of air flow speed being the values for biodiesel 49% higher than for diesel. The plume temperature presented a decrease with the increase of air flow speed, temperatures for diesel were about 110% smaller than for biodiesel. The same trend occurred with the measured outer layer temperature that reduced as the pool fire measurement distance increased, with a 20.3% difference between the fuels. The mass burning rate was governed by different mechanisms of heat feedback and buoyancy, which caused different behaviors for diesel and biodiesel, with diesel mass burning rates being higher in general. The experimental data obtained were compared with the results of the numerical analysis performed in the FDS software, and thus the numerical validation was done. The simulated results for tilt angle length, height and temperature of the plume and the outer layer agree well with experimental ones. The flame temperatures show an inverse trend in relation to experimental data. Pollutant dispersion analyzes showed a trend of abrupt reduction of concentration with increasing distance at lower air flow speed and a smoother and steady reduction at higher speeds, yet presenting a large discrepancy in relation to the numerical values for both fuels.

Submitted by Kilvya Braga (kilvyabraga@hotmail.com) on 2018-04-17T14:46:07Z No. of bitstreams: 1 ANTÔNIO JOSÉ FERREIRA GADELHA - TESE (PPGEQ) 2016.pdf: 6375453 bytes, checksum: 865ce4649601ce36b03d6876719da6d9 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-04-17T14:46:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ANTÔNIO JOSÉ FERREIRA GADELHA - TESE (PPGEQ) 2016.pdf: 6375453 bytes, checksum: 865ce4649601ce36b03d6876719da6d9 (MD5) Previous issue date: 2016-02 / Capes / A crescente demanda mundial por energia tem levado pesquisadores a buscar o aprimoramento de tecnologias com o objetivo de maximizar a geração de energia nas suas diferentes formas. Entre os diferentes métodos de produção encontra-se a energia produzida através de usinas termelétricas, que corresponde a mais 60% da energia produzida no mundo. Entre os principais problemas causados pela produção de energia em termelétricas está a emissão de poluentes gasosos para a atmosfera. O efluente gasoso emitido através da chaminé de uma termelétrica consiste basicamente de dióxido de carbono (CO2), dióxido de enxofre (SO2), óxidos nitrogenados (NOx), entre outros, que provocam problemas ambientais e de saúde. Neste sentido, o presente trabalho teve como objetivo avaliar a fluidodinâmica da dispersão de poluentes emitidos a partir da chaminé de uma termelétrica através de simulações numéricas utilizando CFD (Ansys CFX 15.0). Como modelo de turbulência utilizou-se o k   padrão. Com base nas simulações do planejamento experimental verificou-se que a variável mais significativa no processo foi a taxa de emissão do poluente seguida pela velocidade do vento. A partir dos resultados obtidos verificou-se que a altura da fonte de emissão apresenta uma influência determinante sobre a dispersão; que a variação lateral da intensidade da velocidade do vento e a variação da frequência com que o vento muda de direção são fatores decisivos na dispersão de espécies gasosas na atmosfera; e que a dispersão ocorre com maior intensidade sob condições atmosféricas instáveis, sob um ângulo de 30° e uma frequência de mudança de direção de 5 minutos. / The growing worldwide demand for energy has led researchers to pursue enhancement technologies in order to maximize the generation of electricity in its different forms. Among the different methods of production is the energy produced by thermal power plants, which accounts for over 60% of the energy produced in the world. It is an energy generated from the combustion of fuels such as coal, diesel oil, natural gas, etc. Among the main problems caused by power generation in thermal power plants is the emission of gaseous pollutants into the air. The off-gas emitted from the flue of a fuel consists mainly of carbon dioxide (CO2), sulfur dioxide (SO2), nitrogen oxides (NOx), among others, causing environmental and health problems. In this sense, this study aims to evaluate the fluid dispersion of pollutants emitted from the chimney of a thermal power plant through numerical simulations using CFD (ANSYS CFX 15.0). As turbulence model was used k   standard. Based on the experimental design simulations it was found that the most significant variable in the process was the pollutant emission rate followed by wind speed. From the results obtained it was found that the height of the emission source has a decisive influence on the dispersion; that the lateral variation of wind speed intensity and variation of the frequency with which the wind changes direction are decisive factors in the dispersion of gaseous species in the atmosphere; and that dispersion occurs more intensively under instable atmospheric conditions, at an angle of 30 ° and a frequency change of direction of 5 minutes.

Orientador: Edson Tomaz / Tese (doutorado) - Universidade Estudual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química / Made available in DSpace on 2018-08-17T08:36:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ueda_AnaClaudia_D.pdf: 10185823 bytes, checksum: e75fdc1f9a117f5ac3f25caf61694434 (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: UEDA, A.C. Estudo de Compostos Orgânicos Voláteis na Atmosfera da Região Metropolitana de Campinas. Campinas: Faculdade de Engenharia Química, Universidade Estadual de Campinas, 2010. 268 p. Tese (Doutorado). Foi realizado neste trabalho um estudo sobre compostos orgânicos voláteis (COV) encontrados na atmosfera da Região Metropolitana de Campinas. Inicialmente foi realizado um inventário de emissões da área de estudo. Para estimativa das emissões veiculares foi utilizada a metodologia de fatores de emissão e a abordagem bottom-up, levando em consideração diferentes categorias de veículos e tipos de combustíveis. Os resultados do inventário mostraram que mais de 80% os poluentes são provenientes de emissões veiculares. Estas estimativas de emissões foram utilizadas para o estudo de dispersão dos poluentes na atmosfera, bem como as emissões de fontes fixas industriais. As simulações foram realizadas utilizando o software ISC-Aermod View (Lakes Environmental). Os resultados do estudo de dispersão indicaram que existe uma pluma de poluentes concentrada sobre a região urbana de Campinas e também sobre a região industrial de Paulínia. As curvas de isoconcentração de hidrocarbonetos foram utilizadas para a escolha dos locais de realização do monitoramento de COV. Foi utilizada a técnica de monitoramento passivo com tubos adsorventes preenchidos com Tenax TA e a análise das amostras foi realizada por dessorção térmica acoplada a cromatografia gasosa com detecção de ionização de chama. As concentrações de COV encontradas na região indicaram que os locais que possuem as maiores concentrações são refinaria e centro de Campinas (47,6 e 21,2 µg m-3, respectivamente). Os compostos encontrados em maior abundância em todos os locais foram benzeno, tolueno, etilbenzeno e xilenos (BTEX), principalmente tolueno e xilenos. Para a análise destes resultados foram aplicadas a análise de componentes principais e a análise de agrupamento aglomerativo, que mostraram que os COV são provenientes das mesmas fontes de emissão, que são predominantemente veiculares na região / Abstract: This work presents a study of volatile organic compounds (VOC) found in the atmosphere of Metropolitan Area of Campinas (Campinas, SP). The first step was to perform a vehicular emissions inventory of the study area. Vehicular emissions were estimated using emission factors from new vehicles and bottom-up approach, considering different categories of vehicles and kinds of fuel used. The inventory results showed that over 80 % of the total pollutants are emitted by vehicles. These estimatives were used in the dispersion study of the pollutants, as well as industrial source emissions. The simulations were performed with ISC-Aermod View software (Lakes Environmental). The results of the dispersion model indicated that the plume of pollutants is concentrated over the urban region of Campinas and also over the industrial region of Paulínia. Isoconcentration curves of hydrocarbon dispersion were used to select the sites for monitoring VOC. Passive sampling with adsorbent tubes with Tenax TA were used and collected samples were analyzed by thermal desorption coupled with GC-FID. Higher VOC concentrations, 47.60 and 21.19 µg m-3, were found in the site of the oil refinery and Campinas ceter region , respectively. The most abundant compounds found in all sites were BTEX, mainly toluene and xylenes. The monitoring results were evaluated with principal component and cluster analysis, which showed that VOC come from the same emission sources, which are mainly vehicular in the area / Doutorado / Desenvolvimento de Processos Químicos / Doutor em Engenharia Química