Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Alimentos, Florianópolis, 2012 / Made available in DSpace on 2013-06-25T21:47:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 314242.pdf: 2461128 bytes, checksum: 8da0b7e3a122e0f71831aee7dc138a89 (MD5) / O biodiesel é produzido a partir de fonte renovável, é um combustível de queima limpa e atrativo devido aos benefícios ambientais, pode ser produzido a partir de óleos vegetais, gordura animal, resíduo de óleo vegetal e algas. O Brasil possui uma grande diversidade de oleaginosas, podendo pesquisar outras fontes de matérias primas para produção de biocombustível. Uma fonte renovável e alternativa é o óleo de macaúba, devido ao grande potencial para produção de óleo. Outra fonte é o óleo de fritura, esse resíduo possui vantagens como: não competir com o alimento comercializado e; conseguir dar destino adequado a um resíduo na forma de energia. Entre os processos para converter óleo vegetal em combustível, o processo de transesterificação se posiciona atualmente como o mais viável. A utilização da transesterificação em condições supercríticas, não catalítico, empregando metanol e etanol, vem sendo desenvolvido como um processo rápido e apresenta altos conteúdos de ésteres. Além de ser mais tolerante à presença de ácidos graxos livres e de água, sendo uma técnica viável para óleos brutos e óleos usados. Neste contexto, este trabalho teve como objetivo, a produção contínua de biodiesel empregando óleo de fritura e óleo de macaúba, Acrocomia aculeata, em metanol e etanol supercrítico, transesterificação não catalítica. Os experimentos foram realizados em reator tubular operando em modo contínuo em diferentes sistemas reacionais. Os parâmetros estudados nas reações foram a temperatura de 300 a 375 °C, pressão de 10 a 20 MPa, razão molar óleo/álcool de 1:20 a 1:40 e teor de água de 0 a 10 %. Com os resultados obtidos na transesterificação do óleo de fritura em metanol e etanol supercrítico constatou-se que a temperatura de 350 °C foi uma condição drástica para produção de ésteres devido provavelmente a degradação dos mesmos. Nas reações com temperatura de 300 °C, a variação da pressão de 10 para 20 MPa, teve um efeito positivo. O aumento da pressão resulta num aumento do poder de solubilização dos reagentes. Para temperatura de 350 °C, os resultados apresentaram um efeito contrário, redução nos conteúdos de ésteres com o aumento da pressão, devido provavelmente a degradação dos compostos. A variação dos parâmetros razão molar óleo/álcool e teor de água ocasionou um aumento do conteúdo de ésteres (efeito positivo). Com o aumento da razão molar houve um maior contato entre as moléculas de triacilglicerídeos e de álcool e também ocorreu o deslocamento do equilíbrio da reação no sentido da formação dos produtos. A adição de água no meio reacional acarretou a presença de mecanismos paralelos como a hidrólise dos triacilgliceróis e esterificação dos ácidos graxos, aumentando o conteúdo de ésteres. A água, também, evitou o efeito negativo da decomposição térmica e atuou como catalisador na reação. Para os experimentos de transesterificação em condições supercríticas do óleo de macaúba com metanol e etanol verificou-se que o aumento da temperatura até 375 °C teve um efeito positivo em relação aos conteúdos de ésteres. Constatou-se que o aumento da pressão para 20 MPa ocasionou nos melhores resultados devido aumento do poder de solubilização dos reagentes. A variação da razão molar óleo/álcool (1:20 para 1:40) na metanólise obteve um efeito positivo, observou-se efeito negativo para etanólise principalmente no sistema reacional com teor de 10 % de água. Verificou-se que a adição de água pode proporcionar um efeito positivo na transesterificação com óleo de macaúba mas seu teor deve ser menor que 10 %. Na comparação entre os valores de conteúdos de ésteres da metanólise e etanólise do óleo de fritura e de macaúba, observou-se conteúdos máximos tanto com metanol quanto etanol. Deste modo, dependendo da condição reacional existe a possibilidade da etanólise obter conteúdo superiores que a metanólise. Neste cenário, as vantagens econômicas e ecológicas do etanol em relação ao metanol, o torna uma opção valiosa a ser considerada para a produção de biodiesel com tecnologia supercrítica.<br> / Abstract : Biodiesel is produced from a renewable source, is a clean burning fuel and attractive due to the environmental benefits, it can be produced from vegetable oils, animal fat, vegetable oil residue and algae. Brazil has a wide variety of oleaginous and could investigate other sources of raw materials for biofuel production. A renewable and alternative source is the macaúba oil due to its the large potential for oil production. Another source is the frying oil, this residue has advantages such as: it does not compete with marketed food and, it gives a better destination for a residue in the form of energy. Among the processes to convert vegetable oil to fuel, the process of transesterification is positioned as the most viable today. The use of transesterification in supercritical conditions, non-catalyst, using methanol and ethanol, has been developed as a simple, safe and fast process and has high yields of esters. Besides being more tolerant to the presence of free fatty acids and water, and a viable technique for crude oils and used oils. In this context, this study aimed at the continuous production of biodiesel using cooking oil and macaúba oil, Acrocomia aculeata, in supercritical methanol and ethanol, non-catalytic transesterification. The experiments were performed in a tubular reactor operating in continuous mode at different reaction systems. The parameters studied in the reaction were temperature from 300 up to 375 ° C, pressure from 10 up to 20 MPa, an oil / alcohol molar ratio from 1:20 up to 1:40 and a water content from 0 up to 10 %. The results obtained in the transesterification of the frying oil in supercritical methanol and ethanol were found that the temperature of 350 ° C was a drastic conditions for the production of esters probably due to degradation. In the reactions at 300 ° C, the pressure variation from 10 up to 20 MPa, has a positive effect. The pressure increased results in an increase in the power of solubilization of the reagents. To temperature of 350 ° C, the results showed an opposite effect, reducing the ester content values, probably due to degradation of the compounds. The variation of the parameters oil/alcohol molar ratio and water content resulted in an increase in the content of ester (positive effect). With increasing molar ratio was greater contact between the molecules of alcohol and triacylglycerides and also occurred shifting the equilibrium of the reaction in direction the products. Addition of water in the reaction medium resulted in the presence of parallel mechanisms such as hydrolysis of triglycerides and esterification of fatty acids, increasing the content of esters. The water also prevented the negative effect of thermal decomposition and acted as a catalyst in the reaction. For transesterification experiments in supercritical conditions of the macaúba oil with methanol and ethanol it was found that the increase temperature up to 375 ° C had a positive effect on the ester content values. It was found that increasing the pressure to 20 MPa resulted in better results due to increase in the power of solubilization of the reagents. The variation of the oil / alcohol molar ratio (1:20 to 1:40) in the methanolysis resulted in a positive effect, to the ethanolysis observed a negative effect mainly on reaction system with a content of 10 % water. It was found that the addition of water can provide a positive effect on transesterification with oil macaúba but its content should be less than 10 %. Comparing the values of content of methanolysis and ethanolysis of frying oil and macaúba oil, it has been observed maximum content with both methanol and ethanol. Thus, depending on the reaction conditions there is the possibility to obtain higher contents in the ethanolysis than in methanolysis. In this scenario, considering the economic and ecological advantages of the ethanol relative to methanol, it makes a valuable option to be considered for biodiesel production with supercritical technology.

Resumo: O biodiesel e um combustivel renovavel que contribui para a reducao nas emissoes dos principais gases causadores do aquecimento global. Industrialmente, a producao deste biocombustivel e principalmente realizada por catalise alcalina em meio homogeneo. Apesar dos inumeros estudos dirigidos ao aprimoramento deste processo, algumas questoes relacionadas merecem especial atencao, como o estudo do comportamento de fases dos sistemas que formam a mistura reacional, que e uma etapa fundamental para projeto, analise e otimizacao de processos. As etapas de separacao e purificacao influenciam na qualidade dos produtos e tambem nos precos dos biocombustiveis. Neste trabalho, foram realizadas medidas de equilibrio liquido-liquido (ELL) e equilibrio liquido-vapor (ELV) a baixas pressoes de sistemas envolvidos na producao de biodiesel metilico de soja. A metodologia utilizada para a determinacao do ELL foi a de titulacao para a obtencao das curvas binodais. Para o ELV a metodologia utilizada foi a de medidas de ponto de saturacao em um ebuliometro tipo Othmer. Os sistemas estudados foram biodiesel de soja + metanol + glicerol, biodiesel de soja + etanol + glicerol, biodiesel de soja + metanol + oleo de soja refinado, biodiesel de soja + etanol + oleo de soja refinado para obtencao das binodais nas temperaturas 298 e 323 K e biodiesel de soja + metanol, biodiesel de soja + etanol, biodiesel de soja + metanol + glicerol, biodiesel de soja + etanol + glicerol e biodiesel de soja + metanol + oleo de soja refinado para a obtencao dos dados de ELV. As medidas de saturacao (ELV) foram realizadas em pressoes de 10 a 90 kPa.

Orientador: Afonso Lopes / Banca: Teresa Cristina Tarlé Pissarra / Banca: Ana Lúcia Paschoa Botelho Ferreira Barbosa / Banca: Diego Silva Siqueira / Banca: Gilberto Hirotsugu Azevedo Koike / Resumo: Dada à necessidade de novas alternativas de energia limpa e renovável, testes utilizando biocombustíveis tornaram-se relevantes. Neste contexto, o biodiesel representa alternativa viável já que dispensa adequações nos motores de ciclo diesel, diferentemente dos outros combustíveis, como gás natural ou biogás, por exemplo. O presente trabalho teve como objetivo avaliar desempenho operacional e opacidade da fumaça de trator agrícola funcionando com diesel e biodiesel, cujos fatores estudados foram tipos de combustíveis e diferentes rotações do motor. As rotações do motor foram 1800, 1900, 2000, 2100, 2200, 2400, 2600 rpm e os combustíveis foram diesel B S1800, diesel B S500, biodiesel de soja e biodiesel de murumuru. Avaliou-se potência na barra de tração, velocidade de deslocamento, consumo de combustível, e opacidade da fumaça. Houve aumento do consumo específico para os tipos de combustível a medida que aumentou a rotação do motor. Para biodiesel a faixa de rotação entre 1900 e 2000 teve menor interferência no desempenho. A opacidade da fumaça reduziu com o uso do biodisel de soja e de murumuru / Abstract: Given the need for new alternatives clean and renewable energy, tests using biofuels become relevant. In this context, biodiesel is a viable alternative since it dispenses adjustments in the diesel engines, unlike other fuels such as natural gas or biogas, for example. This study aimed to evaluate operating performance and smoke density tractor running on diesel and biodiesel, which studied factors were fuel types and different engine speeds. Engine speed were 1800, 1900, 2000, 2100, 2200, 2400, 2600 rpm and diesel fuels were B S1800, S500 diesel B, soy biodiesel and biodiesel murumuru. If power-rated drawbar pull, ground speed, fuel consumption, and smoke density. There was an increase in specific consumption for all fuel types as increased engine speed. For biodiesel, speed range between 1900 and 2000 had less interference on performance. The smoke density was reduced with the use of soybean biodiesel and murumuru / Doutor

[pt] Com o intuito de reduzir as emissões e melhorar a combustão em uma maior faixa de rotação e carga de um motor, foi proposto o estudo da combustão por compressão de misturas homogêneas (HCCI), este processo apresenta altas eficiências e baixas emissões, principalmente de NOx e fuligem. Assim, o objetivo do presente trabalho é a determinação das faixas de operação estável em um motor diesel, de alta taxa de compressão (20:1). O combustível utilizado foi gasolina tipo A, tendo em vista a sua grande produção, além das características de auto-ignição. Para atingir o objetivo proposto foram controladas a temperatura de entrada do ar e a quantidade de combustível da mistura, o que foi implementado sem modificação estrutural do motor. Os ensaios foram realizados com uma temperatura de alimentação entre 75 e 95 ºC, com rotação entre 1200 e 2200 RPM. Os valores para o fator lambda variaram, em função de um processo de combustão estável, entre 2 e 4. São apresentados os resultados experimentais obtidos em um dinamômetro de bancada, sobre os quais se fez uma análise do rendimento, para a faixa de melhor estabilidade da combustão. Para a mesma faixa foi realizada uma análise das curvas de pressão x tempo, caracterizando a auto-ignição como função da temperatura do ar e da riqueza da mistura. Os melhores rendimentos encontrados situam-se ao redor de 36,5 %, para uma temperatura de ingresso de 85 °C, para as maiores rotações pesquisadas. / [en] The present study of homogeneous mixture compression ignition (HCCI) was proposed in order to reduce emissions and improve combustion at a higher speed range and load, this process has high efficiency and low emissions mainly NOx and soot. Therefore, the aim of this study was to determine the ranges of stable operation in a diesel engine of high compression ratio (20:1), operating in HCCI. The fuel used was gasoline type A, given its large production, besides the good characteristics of auto-ignition. To achieve this purpose were controlled inlet air temperature and the amount of fuel in the mixture, these were implemented without structural modification of the engine. The tests were conducted with a feed temperature between 75 and 95 ° C, with rotation between 1200 and 2200 RPM. The values for the lambda factor varied between 2 and 4, as a function of a stable combustion process. The experimental results here reported were obtained on a dynamometer bench, on which, it was made a performance analysis for the better stability combustion range. Additionally for this range, an analysis of the curves of pressure vs. time was performed, characterizing the auto-ignition as a function of air temperature and the richness of the mixture. The best results found are located around 36.5% at an intake temperature of 85 ° C for the highest speed studied.

[pt] Pela observação e análise das condições dos locais atingidos por violentos sismos destrutivos, pode-se demostrar a grande importância do comportamento do maciço de solo na resposta dinâmica das estruturas na superfície. Embora esta importância tenha sido há muito reconhecida, só recentemente uma investigação sistemática dos fatores intervenientes na interação dinâmica solo-estrutura vem merecendo a atenção adequada. Graças ao avanço de técnicas numéricas e métodos de análise, é possível hoje estudar-se este problema de forma eficiente, ampla e racional. O presente trabalho consiste em uma análise pelo método dos elementos finitos do problema do comportamento dinâmico dos tanques de armazenamento de combustível da Refinaria Costarricense de Petróleo (RECOPE) freqüentemente sujeitos a abalos sísmicos. A avaliação da amplificação sísmica dos solos da região da refinaria, o comportamento estrutural dos tanques sob solicitações dinâmicas, a análise comparativa dos métodos de projeto recomendados na Costa Rica, os efeitos da interação dinâmica solo-tanque, etc., são alguns dos pontos examinados em detalhe neste trabalho. O conhecimento do comportamento dinâmico dos tanques da Refinaria de RECOPE, Costa Rica, foi significativamente aperfeiçoado pela realização deste trabalho. / [en] Through observation and analysis of the local conditions of regions subjected to violent seismic excitations, one can conclude the great importance of the dynamic behavior of the soil mass on the response of structural systems founded in it. Although the importance of the soil behavior has long been recognized in the literature, systematic investigations on the influencing factors on the dynamic soil-structure interaction problems have received the due attention only recently.Given the modern developments in numerical methods as well as the now common availability of powerful microcomputers in design offices, it is now possible to study this problem following a rational and efficient manner.In the present work, an analysis of the dynamic behavior of steel tanks for fuel storage at the industrial plant of RECOPE (Petroleum Refinery of Costa Rica), frequently subjected to severe earthquakes, has been carried out using the finite element method.The main points investigated in this thesis are: the evaluation of dynamic amplifications due to local soil properties, the structural behavior of tanks under dynamic forces, the soil-structure interaction effects as well as a comparative study with the design procedures currently employed in Costa Rica.The technical knowledge about the dynamic behavior of RECOPE`s fuel tanks has been significantly improved by this research. / [es] Por la observación y análisis de las condiciones de los locales castigados por violentos sismos destructivos, se puede demostrar la gran importancia del comportamiento del macizo de suelo en la respuesta dinámica de las extructuras en la superficie. Aunque esta importancia há sido reconocida hace mucho tiempo, solo recientemente una investigación sistemática de los factores que intervienen en la interacción dinámica suelo extructura ha merecido atención adecuada. Gracias al avance de técnicas numéricas y métodos de análisis, es posible hoy estudiar este problema de forma eficiente, amplia y racional. EL presente trabajo consiste en un análisis por el método de los elementos finitos del problema del comportamiento dinámico de los tanques de almacenamiento de combustible de la Refinaría Costarricense de Petróleo (RECOPE) frecuentemente sujetos a sacudidas sísmicas. La evaluación de la amplificación sísmica de los suelos de la región de la refinaria, el comportamiento extructural de los tanques bajo solicitaciones dinámicas, el análisis comparativo de los métodos de proyecto recomendados en la Costa Rica, los efectos de la interacción dinámica suelo-tanque, etc., son algunos de los puntos examinados en detalle en este trabajo. EL conocimiento del comportamiento dinámico de los tanques de la Refinaría de RECOPE, Costa Rica, fue significativamente perfeccionado por la realización de este trabajo.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:31:36Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2013-03-22Bitstream added on 2014-06-13T19:20:49Z : No. of bitstreams: 1 sanchezsantiago_fl_dr_botfca.pdf: 1332142 bytes, checksum: 95e0fedafe40c700ba8f5c62375d9105 (MD5) / A crise de combustíveis derivados de petróleo a partir do ano 1970 levou as empresas do ramo florestal avaliar a viabilidade técnica e econômica de reaproveitamento inteligente e racional de resíduos florestais como insumos energéticos até então descartados em seus processos nas florestas. A segurança da economia brasileira impõe medidas de aproveitamento mais eficaz do combustível e exige providências para intensificar a utilização de outras fontes energéticas brasileiras. Os custos de energia podem ser reduzidos pelo emprego de combustíveis mais econômicos e de produtos residuais (ANDRITZ, 1997). Em indústrias de produção de celulose e papel, o Eucalyptus é utilizado como fonte de matéria prima e para geração de energia térmica em forma de vapor, água quente e energia elétrica. A possibilidade de gerar energia com as cascas que permanecem na floresta após a colheita da madeira e resíduos florestais, tais como galhos de pequenos diâmetros das copas das árvores que são vendidos a terceiros foi o que motivou a realização deste trabalho. O presente trabalho tem por objetivo avaliar o potencial de energia a partir das cascas e resíduos florestais em uma fábrica de celulose, e através dos mesmos promover a geração de energia térmica em forma de vapor e geração própria de energia elétrica, melhorando a competitividade de... / The crisis of fuels derived from petroleum from 1970 led the forest branch companies evaluate the technical and economic viability of reusing intelligent and rational of forest residues as energy inputs until then discarded in their processes in forests. The security of Brazilian economy imposes measures of more effective utilization of fuel and requires actions to increase the use of other energy sources in Brazil. Energy costs can be reduced by employing of more economical fuels and waste products (ANDRITZ 1997). In industries of cellulose and paper production, the Eucalyptus is used as a source of raw material for thermal energy generation in the form of steam, hot water and electricity. The possibility to generate power with the barks that remain in the forest after the harvesting of wood and forest residues such as small diameter branches of the tree tops that are sold to the third parties, was what motivated this work. This study aims to evaluate the potential energy from the barks and forest residues in a cellulose plant, and through them to promote the generation of thermal energy in the form of steam and own generation of electricity, improving the competitiveness of its products through reduction of costs and, at the same time, contributing to the expansion of the base of electric power generation in the country. To conduct... (Complete abstract click electronic access below)

Orientador: Marcos Antonio de Rezende / Banca: Mário de Oliveira Neto / Banca: José Roberto Correa Saglietti / Banca: Vladimir Eliodoro Costa / Banca: Fred Williand Calonego / Resumo: A crise de combustíveis derivados de petróleo a partir do ano 1970 levou as empresas do ramo florestal avaliar a viabilidade técnica e econômica de reaproveitamento inteligente e racional de resíduos florestais como insumos energéticos até então descartados em seus processos nas florestas. A segurança da economia brasileira impõe medidas de aproveitamento mais eficaz do combustível e exige providências para intensificar a utilização de outras fontes energéticas brasileiras. Os custos de energia podem ser reduzidos pelo emprego de combustíveis mais econômicos e de produtos residuais (ANDRITZ, 1997). Em indústrias de produção de celulose e papel, o Eucalyptus é utilizado como fonte de matéria prima e para geração de energia térmica em forma de vapor, água quente e energia elétrica. A possibilidade de gerar energia com as cascas que permanecem na floresta após a colheita da madeira e resíduos florestais, tais como galhos de pequenos diâmetros das copas das árvores que são vendidos a terceiros foi o que motivou a realização deste trabalho. O presente trabalho tem por objetivo avaliar o potencial de energia a partir das cascas e resíduos florestais em uma fábrica de celulose, e através dos mesmos promover a geração de energia térmica em forma de vapor e geração própria de energia elétrica, melhorando a competitividade de... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The crisis of fuels derived from petroleum from 1970 led the forest branch companies evaluate the technical and economic viability of reusing intelligent and rational of forest residues as energy inputs until then discarded in their processes in forests. The security of Brazilian economy imposes measures of more effective utilization of fuel and requires actions to increase the use of other energy sources in Brazil. Energy costs can be reduced by employing of more economical fuels and waste products (ANDRITZ 1997). In industries of cellulose and paper production, the Eucalyptus is used as a source of raw material for thermal energy generation in the form of steam, hot water and electricity. The possibility to generate power with the barks that remain in the forest after the harvesting of wood and forest residues such as small diameter branches of the tree tops that are sold to the third parties, was what motivated this work. This study aims to evaluate the potential energy from the barks and forest residues in a cellulose plant, and through them to promote the generation of thermal energy in the form of steam and own generation of electricity, improving the competitiveness of its products through reduction of costs and, at the same time, contributing to the expansion of the base of electric power generation in the country. To conduct... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Foram preparados eletrocatalisadores PtRu/C (nanopartículas PtRu suportadas em carbono) utilizando processos radiolíticos (radiação gama) e testados na oxidação direta na oxidação direta de metanol. Neste procedimento submeteu-se à radiação gama, sob agitação, soluções de água/2-propanol e água/etileno glicol, ambas contendo íons dos metais precursores e o suporte de carbono. Foram variadas as razões volumétricas água/2-propanol e água/etileno glicol e a dose de radiação total recebida (kGy). A razão atômica nominal Pt:Ru utilizada em todos os experimentos foi de 50:50. Os eletrocatalisadores obtidos foram caracterizados por análise de raios X por energia dispersiva (EDX), por difração de raios X (DRX), por microscopia eletrônica de transmissão (MET) e por voltametria cíclica (VC). A eletro-oxidação do metanol foi estudada por voltametria cíclica (VC) utilizando a técnica do eletrodo de camada fina porosa. Os eletrocatalisadores preparados no meio reacional água/2-propanol apresentaram tamanho de cristalito na faixa de 3 - 5 nm e razão atômica Pt:Ru de 50:50. Os eletrocatalisadores preparados em água/etileno glicol apresentaram tamanho de cristalito na faixa de 2 - 3 nm, menores que os obtidos em água/2-propanol, no entanto, as razões atômicas Pt:Ru obtidas foram de aproximadamente 80:20, mostrando que nem todo o rutênio foi reduzido nas condições estudadas. Na eletro-oxidação do metanol, a atividade catalítica dos materiais obtidos mostrou-se bastante dependente do álcool utilizado e das razões volumétricas água/2-propanol e água/etileno glicol utilizadas nos meios reacionais. Os eletrocatalisadores preparados em água/2-propanol mostraram desempenho inferior aos preparados em água/etileno glicol, os quais mostraram desempenhos similares ou superiores (amperes por grama de platina) ao eletrocatalisador comercial PtRu/C da E-TEK, tido como referência na área. / PtRu/C (carbon-supported PtRu nanoparticles) anode electrocatalysts were prepared using radiolytic process (gamma radiation) and tested for methanol electro-oxidation. In this process, water/2-propanol and water/ethylene glycol solutions containing the metallic ions and the carbon support were submitted to gamma radiation under stirring. The water/alcohol ratio (v/v) and the total dose (kGy) were studied. A nominal Pt:Ru atomic ratio of 50:50 were used in all experiments. The electrocatalysts were characterized by energy dispersive X-ray analysis (EDX), X-ray diffraction (XRD), transmission electron microscopy (TEM) and cyclic voltammetry (CV). The electro-oxidation of methanol was studied by cyclic voltammetry using the thin porous coating technique. The electrocatalysts prepared in water/2-propanol showed crystallite size in the range of 3-5 nm and Pt:Ru atomic ratio of 50:50. The electrocatalysts prepared in water/ethylene glycol showed crystallite size (2-3 nm) smaller than the ones obtained in water/2-propanol, however, the Pt:Ru atomic ratios obtained were approximately 80:20, showing that only part of ruthenium ions were reduced. For methanol oxidation the electrocatalytic activity depends on the water/2-propanol and water/ethylene glycol ratio used in the reaction medium. The electrocatalysts prepared in water/2-propanol showed inferior performance to the ones prepared in water/ethylene glycol, which showed similar or superior performances (amperes per gram of platinum) to the commercial electrocatalyst from E-TEK.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Reatores nucleares de 4 geração do tipo HTGR (reatores de alta temperatura refrigerados a gás) apresentam vantagens em relação a um reator a água pressurizada, do tipo de Angra I e II, como maior eficiência térmica, possibilidade de atingir queimas do combustível dez vezes mais altas e de troca de combustível com o reator em marcha. Devido à alta temperatura do núcleo do reator, eles também são considerados para a produção de hidrogênio, além da produção de energia elétrica. A produção do hidrogênio significa a inserção em um novo mercado para as operadoras das centrais nucleares, com características diferentes do mercado de eletricidade. Esse fato requer um longo preparo das operadoras, porque a compatibilização desses dois mercados na operação das centrais nucleares certamente será uma tarefa complexa. No caso brasileiro, o fornecimento de hidrogênio para o refino do petróleo pode ser o nicho mais claro para a introdução dos reatores nucleares produtores de hidrogênio. No caso do processo de fabricação do combustível nuclear, as caracterizações são realizadas com o intuito de garantir a minimização dos efeitos danosos da queima e da temperatura, de tal forma a assegurar o confinamento dos produtos de fissão e manter o combustível funcionando durante o tempo de sua permanência no núcleo do reator. Contudo a questão metrológica não tem recebido atenção suficiente. Neste trabalho é apresentado o estado da arte do desenvolvimento relativo à produção de hidrogênio por reatores nucleares e uma abordagem para o caso do Brasil. Adicionalmente, foi feito um estudo das técnicas de caracterizações relacionadas com algumas das principais propriedades do combustível nuclear, que são as mais críticas para o seu desempenho. Foram feitos estudos visando à otimização de rotinas experimentais para determinação densidadade, porosidade aberta, difusividade térmica, condutividade térmica e calor específico de pastilhas de UO2. Os valores obtidos nas medições realizadas apresentaram diferenças em relação aos valores reportados na literatura. Uma causa para essa diferença pode ser devido à presença de uma fase com relação O/U maior que 2 nas amostras utilizadas. Embora a difração de raios X não tenha sido capaz de identificar outras fases nas amostras de UO2, a espectroscopia na região do infravermelho se mostrou bastante sensível à presença dessas fases. Sugere-se que esta técnica, devido à sua facilidade experimental, seja incluída nas rotinas de caracterização de UO2, de forma a completar as informações fornecidas pela termogravimetria e a difração de raios X. / HTGR nuclear reactors of the 4th generation have advantages in relation to a pressurized water reactor, like Angra I and II, as higher thermal efficiency, ability to reach burnups ten times higher, and fuel reloading with the reactor running at full power. Due to the high temperature of the reactor core, they are also considered for the production of hydrogen, besides electricity. This work presents a review of the state of the art of developments related to hydrogen production by nuclear reactors and an approach to the case of Brazil. The hydrogen production means the insertion into a new market for nuclear power plants operators with different characteristics from the electricity market. This fact requires a lengthy preparation of the operators, because the convergence of these two markets in the operation of nuclear plants will certainly be a complex task. In Brazil, the supply of hydrogen for oil refining may be the clearest target for the introduction of hydrogen-producing nuclear reactors. In the case of the manufacturing process of nuclear fuel, the characterizations are performed in order to ensure the minimization of the harmful effects of burnups and temperature, so as to ensure the containment of fission products and keep the fuel working during the time of its operation in the reactor core. However, the metrological issues have not received enough attention. In this work characterizations were discussed related to the thermophysical properties of fuel, which are most critical to fuel performance. Studies were conducted focusing on the optimization of experimental procedures. Methodologies are presented to measure the thermal diffusivity, thermal conductivity and specific heat of UO2. The values obtained in the measurements showed significant differences from the oves reported in the literature. One cause for this difference may be due to the presence of a phase with a O / U relation greater than two in the UO2 samples used. Although the X-ray diffraction has not been able to identify other phases in the samples beside UO2, the infrared spectroscopy was very sensitive to the presence of these phases. It is suggested that this technique, because of their experimental facility, is included in the routine characterization of UO2, in order to supplement the information provided by thermogravimetry and X-ray diffraction.

Orientador: Afonso Lopes / Banca: Daniel Junior de Andrade / Banca: Marcílio Vieira Martins Filho / Banca: Gilberto Hirotsugu Azevedo Koike / Banca: Leomar Paulo de Lima / Resumo: O biodiesel de babaçu pode contribuir para a substituição do diesel. A hipótese levantada foi que o uso do diesel B S1800 e B S50, e proporções de mistura com biodiesel de babaçu não alterassem o desempenho do trator agrícola e não comprometessem seu funcionamento. Os objetivos foram avaliar a potência na barra de tração, a velocidade de deslocamento, os consumos de combustível: horário ponderal, volumétrico e específico, e também a opacidade da fumaça. O experimento foi desenvolvido na UNESP/FCAV - IPBEN - Unidade de Ensaio de Máquinas, do departamento de Engenharia Rural - Jaboticabal-SP. No ensaio dinâmico, utilizou-se de um trator de teste que percorreu três parcelas de 40 m espaçadas de 15 m, no final dos percursos o trator foi estacionado e mediu-se a opacidade da fumaça. O biodiesel de babaçu apresentou 11,1% e 14,3% de aumento no consumo específico e redução de 68,6% e 58% na opacidade da fumaça, comparado ao diesel B S1800 e B S50, respectivamente. Conclui-se que o biodiesel de babaçu e proporções com diesel B S1800 e B S50 não comprometem o funcionamento do motor do trator agrícola / Abstract: Babassu biodiesel can contribute to the replacement of regular diesel. The hypothesis given was that the use of diesel B S1800 and B S50 and proportions of babassu biodiesel did not alter the performance of agricultural tractors and nor compromise their operation. The objective was to evaluate the power in the drawbar, travel speed, fuel consumption: mass, volume and time specific, as well as the opacity of the exhaust gas. The experiment was conducted at UNESP/FCAV - IPBEN - Machine Testing Unit, at the Rural Engineering Department located in Jaboticabal, SP, Brazil. For the dynamic test, a test tractor was used. It ran three 40 m parcels with a 15 m space between them. At the end of the course, the tractor parked and the opacity of the exhaust gas was measured. When comparing it with the B S1800 and B S50 diesel, the babassu biodiesel showed an 11.1% and 14.3% increase in specific fuel consumption and a reduction of 68.6% and 58% in gas opacity, respectively. Thus, proportions of babassu biodiesel with diesel B S1800 and B S50 do not compromise the operation of tractor engines / Doutor