Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina. Programa de Pós-Graduação em Educação Científica e Tecnológica. / Made available in DSpace on 2013-07-15T23:31:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 224057.pdf: 6633362 bytes, checksum: 7a913b959d5353e35bd81e3d9868f654 (MD5) / Este trabalho trata sobre a contextualização no ensino de Química por meio de temas sociais a partir de contextos relevantes para os estudantes. Para tanto, investiga qual a compreensão que um grupo de professores de Química de Criciúma (SC) - cidade comprometida pela exploração e uso do carvão - possui a respeito desse contexto como possibilidade para a abordagem temática. A pesquisa foi organizada em duas etapas: a partir de uma amostra de quinze professores buscou-se identificar práticas pedagógicas em termos de uma aproximação de situações-problema cotidianas e as dificuldades que encontram para trabalhar com temas nas aulas de Química. Em um segundo momento, a partir dos resultados obtidos, foi feita uma seleção de professores para uma entrevista semi-estruturada em que se utilizou um texto que discute sobre a região Sul do Estado de Santa Catarina como área crítica nacional em termos de controle de poluição e particularmente o problema da chuva ácida na perspectiva do enfoque Ciência-Tecnologia-Sociedade (CTS) e da Química Verde. Da análise dos resultados foi possível concluir que não há, por parte dos professores, uma compreensão maior desse contexto e, de sua utilização no ensino de Química. Quanto às práticas pedagógicas do grupo de professores predominou o que se denominou de distanciamento das situações-problema cotidianas, centradas na ênfase conceitual. Essas práticas foram bem caracterizadas na etapa subseqüente da pesquisa onde, frente ao tema social apresentado através do texto a seis professores, três focalizaram o ensino de conceitos e outros três conferiram relevância ao contexto. Os resultados da pesquisa indicam que é grande o desafio para trabalhar o tema num enfoque CTS e da Química Verde, pois apenas um professor aproxima-se de uma abordagem na perspectiva de tema social. Fundamenta-se nos resultados obtidos para sugerir aspectos a serem contemplados em cursos de formação, tanto inicial como continuada, de professores de Química visando contribuir com abordagens temáticas na perspectiva de uma formação para o exercício da cidadania.

Orientador : Prof. Dr. Everton Fernando Zanoelo / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química. Defesa: Curitiba, 06/12/2016 / Inclui referências : f.79-83 / Resumo: A água ácida é o principal rejeito líquido gerado em uma refinaria de petróleo. A sua geração ocorre a partir do contato das correntes de hidrocarbonetos com a água injetada nas unidades de processo. O elevado teor dos contaminantes H2S e NH3 torna mandatório o processamento deste efluente nas Unidades de Tratamento de Águas Ácidas (UTAA). Em refinarias brasileiras, onde a matéria prima é óleo cru com elevado teor de compostos nitrogenados, é comum a utilização de UTAA de duas torres de esgotamento. Neste esquema de processo, o H2S é separado na primeira torre, enquanto o NH3 é removido na segunda. A operação com baixa eficiência de remoção de H2S na primeira torre resulta em maior impacto ambiental devido à maior emissão atmosférica de SO2, precursor do fenômeno de chuva ácida. SO2 é gerado na combustão do gás da segunda torre, o qual contém o H2S não removido na primeira. A nova legislação brasileira determina que, até 2021, as unidades devem se adequar para garantir eficiência mínima de remoção de H2S de 90%. Por outro lado, uma elevada eficiência de remoção de H2S eleva a concentração de NH3 no gás de topo da primeira torre (gás ácido), o que causa danos à operação da Unidade de Recuperação de Enxofre. O atendimento das duas metas conflitantes (eficiência de remoção de H2S e teor de NH3 no gás ácido) não é trivial devido à estreita faixa de operação ótima. Neste contexto emerge a proposição aqui apresentada, com o intento principal de conceber um sensor virtual para monitoramento e controle da eficiência de remoção de H2S. Uma análise de processo foi conduzida a partir do levantamento de dados relativos a um período de dois anos de operação de uma planta industrial. Simulações de processo foram efetuadas e contribuíram para o entendimento do efeito das principais variáveis na operação da UTAA. Duas diferentes abordagens de modelagem foram empregadas para predição da eficiência de remoção de H2S: fenomenológica e empírica. Os melhores resultados foram obtidos na modelagem empírica, através da técnica de rede neural. A análise estatística do modelo empírico indica que o mesmo é adequado para a aplicação desejada. O desvio relativo médio entre os valores experimentais e calculados é de apenas 1,9% e a distribuição de resíduos se aproxima de uma distribuição gaussiana. Além do benefício ambiental e da maior confiabilidade operacional, a implantação do sensor virtual na planta industrial investigada pode representar uma economia com recurso energético na ordem de 205 mil dólares ao ano. Palavras-chave: água ácida; torre esgotadora de H2S; sensor virtual; modelagem de processo; rede neural. / Abstract: contact between hydrocarbon streams and water injected into the process units. The high concentrations of contaminants H2S and NH3 require the processing of this effluent in a Sour Water Treatment Unit (SWTU). In Brazilian refineries, where the raw material is crude oil with high content of nitrogenous compounds, it is common to use SWTU with two stripper towers. In this process scheme, the H2S is separated in the first tower, while the NH3 is removed in the second one. Operation with low H2S removal efficiency in the first tower results in greater environmental impact due to the increase in air emissions of SO2 that causes the acid rain phenomenon. SO2 is produced in the combustion of the second tower gas, which contains the H2S that was not removed in the first tower. The new Brazilian legislation establishes that until 2021 the units must be adjusted to ensure a minimum of 90% in H2S removal. On the other hand, a high efficiency of H2S removal increases the concentration of NH3 at the top gas of the first tower (acid gas), which causes problems to the operation in the Sulphur Recovery Unit. Satisfying the two opposing goals (H2S removal efficiency and concentration of NH3 at acid gas) is not trivial due to the narrow optimum operating range. In this context emerges the proposition presented here, with the main purpose of conceiving a soft sensor for monitoring and controlling the efficiency of H2S removal. A process analysis was conducted from collection of data concerning a two year period of an industrial plant operation. Process simulations were performed and they contributed to the understanding about the effect of the main variables in the operation of SWTU. Two different modelling approaches were employed to predict the H2S removal efficiency: phenomenological and empirical. The best results were from empirical modelling by involving the neural network technique. The statistical analysis of the empirical model indicates that it is suitable for the desired application. The relative average deviation between the experimental and calculated values is only 1.9% and the distribution of residuals approaches a Gaussian distribution. In addition to the environmental benefits and greater operational reliability, the use of soft sensors in the investigated industrial plant may represent an energy resource economy of about 205,000.00 dollars a year. Key-words: sour water; H2S stripper; soft sensor; process modelling; neural network.

Dissertaçao (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental. / Made available in DSpace on 2012-10-23T17:30:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 255002.pdf: 3650208 bytes, checksum: b2cbfc648d5db4067374d334afcf3756 (MD5) / Este trabalho aborda alguns aspectos referentes ao estudo da qualidade das águas de chuva em quatro municípios do Estado de Santa Catarina: Florianópolis, Tubarão, Criciúma e São Martinho. O principal objetivo deste estudo, foi avaliar a qualidade das águas de chuva do município de Florianópolis, com ênfase na identificação das possíveis influências marinhas e continentais, originadas através das trajetórias das partículas, simuladas pelo modelo Hysplit. Quando o ar está desprovido de poluentes, o único ácido que influência o pH das chuvas é o ácido carbônico. Este ácido, dissolvido na água pura, mantém seu pH em torno de 5,65. Considera-se ácida, somente as águas de chuva que apresentam pH inferior a 5,65. Os valores de pH registrados para as chuvas coletadas durante o período em estudo, variaram entre os valores de 3,33 a 7,85, o que indica a ocorrência de chuvas ácidas nos municípios estudados na presente pesquisa. Das quatro localidades estudadas, o pH significativamente mais baixo observado, foi medido no município de Tubarão, demonstrando como realmente esta região está mais sujeita as emissões ácidas. No âmbito deste escopo, foram avaliados os cátions: sódio, potássio, cálcio e magnésio; os ânions: cloreto, sulfato e nitrato e os metais-traço: Chumbo, Cádmio, Cromo, Níquel, Cobre, Ferro e Manganês para cada evento de chuva amostrado no campus da UFSC em Florianópolis e para eventos coletados nas cidades de Tubarão, Criciúma e São Martinho. As técnicas análiticas utilizadas para a caracterização das amostras de água de chuva foram: Espectrometria de Absorção Atômica de Chama, Espectrometria de Absorção Atômica com Forno de Grafite, e por Cromatrografia iônica Dionex. As metodologias propostas para a avaliação química dos elementos traço e composição iônica das águas de chuva analisadas através da Espectrometria de Emissão, Absorção Atômica e Cromatografia iônica mostraram-se adequadas, caracterizando a real situação dos cátions, ânions e metais-traço em cada evento de chuva amostrado. Os íons que apresentaram concentrações mais elevadas foram: o cloreto e o sódio com concentrações médias de 56,9 µmol.L-1 e 54,4 µmol.L-1, respectivamente. Entre os metais-traço e metais pesados, obteve-se concentrações médias mais elevadas no cádmio com 7,91 x 10-3 µmol.L-1, no chumbo com 7,56 x 10-3 µmol.L-1 e no ferro com 3,41 x 10-1 µmol.L-1. Para a simulação da pluma de dispersão dos possíveis poluentes atmosféricos, utilizou-se como ferramenta de suporte o modelo de dispersão Hysplit_4. Para o estudo de identificação das possíveis fontes, de origem marinha ou continental de cada evento amostrado em Florianópolis, utilizou-se gráficos de trajetória das plumas de dispersão dos poluentes produzidos e visualizados através do próprio modelo. As análises das trajetórias geradas, através do modelo HYSPLIT, demonstraram que as elevadas concentrações de Cl- encontradas na água de chuva de Florianópolis, são de origem marinha provenientes do Oceano Atlântico. Já As elevadas concentrações SO42+ e NO3- podem estar relacionadas com as fontes de origem continental provenientes das queimadas da região norte e centro-oeste do Brasil.