CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / Como qualquer atividade industrial, o processamento do pescado gera resÃduos (sÃlidos e lÃquidos), sendo estes de alta concentraÃÃo em DBO, sÃlidos totais, Ãleos e graxas, nutriente, etc., com impactos ambientais ainda nÃo bem avaliados, quando sÃo lanÃados em ambientes aquÃticos. Diversas tecnologias tÃm sido experimentadas para recuperaÃÃo de subprodutos de valor comercial dos efluentes do pescado. Seguindo esta tendÃncia, este trabalho desenvolveu uma metodologia de prÃ-tratamento das vÃsceras de tilÃpia que objetivou a extraÃÃo do Ãleo do peixe e adequou os resÃduos ao tratamento anaerÃbio posterior, em reator UASB. Os resultados revelaram que houve um rendimento satisfatÃrio na extraÃÃo do Ãleo de tilÃpia (50% em volume), consonante com as principais tÃcnicas de extraÃÃo de Ãleos. O biodiesel produzido pela transesterificaÃÃo do Ãleo de peixe possuiu altos nÃveis de insaturaÃÃes, provenientes, principalmente, dos Ãcidos palmÃtico, oleico e linoleico, o que torna o biodiesel facilmente oxidÃvel, sendo necessÃrio o uso de antioxidantes. AlÃm disso, o efluente da extraÃÃo do Ãleo apresentouse adequado ao tratamento anaerÃbio (DQO = 8-36 g/L, NTK=1,6 g/L, PT=200 mg/L e pH 4,3-5,5). Os melhores resultados foram obtidos com a aplicaÃÃo de uma carga orgÃnica de 2 KgDQO/m3.dia, onde foram obtidas uma produÃÃo diÃria de metano de 3,11Â0,70 L/dia (TDH= 4 dias), uma produÃÃo especÃfica de metano de 0,51 Â 0,18 LCH4/gDQOremovida. As concentraÃÃes de Ãcidos graxos volÃteis (644 Â 270 mg/L), nitrogÃnio amoniacal total (158,2 Â 43,5 mgNAT/L), amÃnia livre (7,8 Â 4,3 mgNH3/L) e pH (7,83 Â 0,30) permaneceram em nÃveis considerados nÃo inibitÃrios pela literatura. O biogÃs apresentou teor mÃdio de 86% de metano, porÃm foram detectadas as presenÃas de NH3 (0,47%) e H2S (0,10%), sendo necessÃria a sua purificaÃÃo, para uso do metano em geraÃÃo de energia. Dessa forma, vÃsceras de tilÃpia do Nilo mostraram- se ser uma fonte alternativa para a extraÃÃo de Ãleo animal para a produÃÃo de biodiesel e os resÃduos oriundos dessa etapa de extraÃÃo de Ãleo mostrou-se adequado ao tratamento anaerÃbio. / Like any industrial activity, the fish processing generates residue (solids and liquids), these being high concentration of BOD, solids, oils and greases, nutrients, etc., with environmental impacts still not well evaluated, when released into aquatic environments. several technologies have been tried for recovering byproducts commercial value of the fish effluent. Following this trend, this work developed a methodology for pretreatment of viscera tilapia that aimed to extract the oil from fish waste and suited to subsequent anaerobic treatment in UASB reactor. The results revealed that there was a satisfactory extraction yield of tilapia oil (50% in volume), consonant with the main techniques for extracting oils. The Biodiesel produced by transesterification of fish oil possessed high levels of unsaturation, coming principally of palmitic acid, oleic and linoleic, which makes the easily oxidizable biodiesel is necessary the use of antioxidants. Furthermore, the effluent oil extraction apresentouse suitable for anaerobic treatment (COD = 8-36 g / L, TKN = 1.6 g / L, PT = 200 mg / L and pH 4.3 to 5.5). The best results were obtained with the application of an organic load of 2 KgDQO / m3.dia where production was obtained daily methane of 3.11 Â 0.70 L / day (HRT = 4 days), a specific production methane of 0.51 Â 0.18 LCH4 / gDQOremovida. The concentrations of acids Volatile fatty (644 Â 270 mg / L), total ammonia nitrogen (158.2 Â 43.5 mgNAT / L), free ammonia (7.8 Â 4.3 mgNH3 / L) and pH (7.83 Â 0.30) remained not inhibitory at levels considered in the literature. Biogas submitted content Average of 86% methane, but were detected the presence of NH3 (0.47%) and H2 (0.10%), its purification being necessary to use methane power generation. Thus, guts Nile tilapia mostraram- to be an alternative source for extraction of animal oil to production of biodiesel and waste from the extraction stage of this oil proved to be suitable for anaerobic treatment.

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / The use of wind energy is today a reality in the Brazilian energetic context, because it meets the requirement of complementarity to the national energy system and its exploitation generates relatively few environmental impacts. In this context family agriculture, which lives together with semiarid, passes per great bottlenecks with relation to the access, and the cost of two resources fundamental for its development, water and energy. This project was developed with bias in the supply of water and energy to small rural properties focused on horticultural. So that wind energy can be an important solution for the process of production of agriculture, because it can supply the needs of the small producer. Thus the objective of this research was to investigate the possibility of a wind turbine to generate electricity to put in action an water pumping system which represses water to an elevated reservoir, and possibly could be used for irrigation per gravity drip. It was used a 1 kW wind generator power, model H3.1-1KW, Hummer mark, where it and the pumping system were installed at the Federal University of CearÃ, Campus do Pici. With the experimental arrangement ready, it was conducted to collect data on wind speed, current and voltage generated by, and pressure and flow rate of the motor pump. As a result it was verified a pumped volume averaged 3750.5 L day-1. Concluding that can be used in irrigated horticultural production family agriculture and would also be useful in animal production and consumption own. This conclusion presents wind power as a good alternative for family agriculture live with the semiarid in the sense which will enable the use of renewable energy linked the rational use of water. / O uso da energia eÃlica à hoje uma realidade no contexto energÃtico brasileiro, pois atende o requisito de complementaridade ao sistema nacional de energia e sua exploraÃÃo gera relativamente poucos impactos ambientais. Neste contexto a agricultura familiar que convive com semiÃrido passa por grandes gargalos com relaÃÃo ao acesso, e o custo de dois recursos fundamentais para o seu desenvolvimento, Ãgua e energia. Este projeto foi desenvolvido com viÃs no fornecimento de Ãgua e energia para pequenas propriedades rurais focadas em hortÃculas. De modo que a energia eÃlica possa ser uma soluÃÃo importante para o processo de produÃÃo da agricultura, pois pode suprir as necessidades do pequeno produtor. Assim o objetivo desta pesquisa foi verificar um aerogerador na geraÃÃo de energia elÃtrica para acionamento de um sistema de bombeamento de Ãgua, o qual realizava o recalque da Ãgua para um reservatÃrio elevado, e que possa ser utilizado na irrigaÃÃo por gotejamento gravitacional. Utilizou-se um aerogerador de 1 kW de potÃncia, modelo H3.1-1KW, marca Hummer, onde o mesmo e o sistema de bombeamento foram instalados na Universidade Federal do CearÃ, Campus do Pici. Com o arranjo experimental pronto, foi efetuada a coleta de dados da velocidade do vento, corrente e tensÃo do aerogerador, e pressÃo e vazÃo do conjunto motobomba. Como resultado verificou-se o volume bombeado em mÃdia de 3.750,5 L dia-1. Concluindo que o mesmo pode ser usado na produÃÃo irrigada de hortÃculas da agricultura familiar e tambÃm seria Ãtil na produÃÃo animal e prÃprio consumo. Enfim a energia eÃlica apresenta-se como uma boa alternativa para o agricultor familiar conviver com o semiÃrido, no sentido que possibilitarà o uso de energia renovÃvel atrelada ao uso racional da Ãgua.

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de NÃvel Superior / FundaÃÃo Cearense de Apoio ao Desenvolvimento Cientifico e TecnolÃgico / Because of the lack of drinkable water in various semi-arid regions and the necessary use of renewable energies, the present work presents a performance study of a heat recovery tower to operate in a solar desalination unit for decentralized water production. The solar desalination unit has two parts: a heating unit and a desalination unit.This work presents the field results with a desalination tower with synthetic (polyurethane) flow channels. The tower operation consists of the heating of salty water, the evaporation of desalinated water vapor in the lower stage, and the vapor condensation on the above stage. The condensate flows to a lateral channel to be collected, while the salty water in the trays is heated by the heat transfer processes, particularly the condensation from the tray below. The heating, evaporation, and condensation processes are repeated among the trays in a heat recovery mechanism. The results also show the correlation parameters for the Sherwood number, developed using the experimental data gathered in a temperature controlled laboratory desalination unit. This correlation was used as a reference in the study of heat recovery towers. The solar dealination system is working properly and showed a daily production of 35 liters. The results present the production per stage and the temperature profiles, in graphical form. For the performance parameters, a GOR value of 1,26 and a COP value of 4,78 were measured. The Sherwood correlation was used to compare experimental and simulated values. / Diante da crescente escassez de Ãgua potÃvel em vÃrias regiÃes semi-Ãridas, e a necessidade de avanÃo na utilizaÃÃo de fontes de energias renovÃveis, o presente trabalho apresenta o estudo do desempenho de uma torre de recuperaÃÃo de calor para operar com um dessalinizador solar que possa ser utilizado para a produÃÃo descentralizada de Ãgua potÃvel. O dessalinizador solar estudado possui duas unidades bÃsicas: a unidade de aquecimento e a unidade de dessalinizaÃÃo. O trabalho apresenta os resultados alcanÃados com uma torre de recuperaÃÃo de calor com canais sintÃticos de poliuretano. A operaÃÃo da torre consiste no aquecimento e evaporaÃÃo de Ãgua salobra armazenada em um estÃgio inferior, que condensa na parte inferior da bandeja do estÃgio acima. O condensado escoa para uma calha lateral de onde à coletado, enquanto a Ãgua armazenada na bandeja à aquecida devido aos processos de transferÃncia de calor, pricipalmente ao processo de condensaÃÃo. O processo de evaporaÃÃo, condensaÃÃo e aquecimento de Ãgua se repete entre as bandejas contidas nos estÃgios da torre de recuperaÃÃo de calor, em um total de cinco estÃgios. Os resultados apresentam ainda os coeficientes de uma correlaÃÃo para o nÃmero de Sherwood, desenvolvida a partir de uma unidade de dessalinizaÃÃo de laboratÃrio, operando em temperaturas controladas, para ser usada como modelo de referÃncia na determinaÃÃo do desempenho de torres de recuperaÃÃo de calor. O dessalinizador està em funcionamento e a torre de recuperaÃÃo de calor apresentou bons resultados alcanÃando uma produÃÃo de 35 litros de Ãgua dessalinizada por dia. Os resultados da produÃÃo por estÃgio e dos perfis de temperatura do dessalinizador estÃo apresentados na forma de grÃficos. Os parÃmetros de desempenho foram calculados e alcanÃados os valores de 1,26, para o GOR do dessalinizador e 4,78 para o COP. A correlaÃÃo para o nÃmero de Sherwood foi desenvolvida e foram comparados os valores experimentais com os valores obtidos pela correlaÃÃo.

CoordenaÃÃo de AperfeÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / Increasing global energy demand has driven the development of renewable alternative energy sources, such as Dye sensitizers Solar Cells (DSSCs). In an attempt to contribute to this purpose, four new bipyridine ruthenium complexes containing substituted quinonoides ligands were synthesized and characterized for use as efficient dyes in DSSCs. The complexes were purified by using chromatographic techniques and characterized by the use of spectroscopic techniques. Experimental data obtained by UV-vis were compared with those from density functional theory (DFT) studies. The UV-vis spectra of these compounds showed bands at about 524 nm ascribed to MLCT transitions. Time-dependent DFT is in good agreement with experimental fit. The FT-IR showed the presence of characteristic bands quinonoid and bipyridine ligands. 1H NMR spectra exhibited the signals of quinonoid ligands as well as the expected correlations in each case by COSY. The mass spectra of compounds NN-bqdi-Br and NN-bqdi -COOH exhibited fragments that confirm the presence of their respective quinonoid moiety. The results show that the NN-bqdi-complex (CH3)2, NN-bqdi-COOH, Nn-bqdi-Br and NN-bqdi-(Cl)2 were obtained and with future perspectives to study the performance of these compounds such a dye for DSSCs. / O aumento da demanda energÃtica mundial tÃm impulsionado o desenvolvimento de fontes alternativas de energia renovÃveis, como as cÃlulas solares sensibilizadas por corantes (DSSCs). Na tentativa de contribuir para esse propÃsito, quatro novos complexos bipiridÃnicos de rutÃnio, contendo ligantes quinonÃides substituÃdos foram sintetizados e caracterizados para utilizaÃÃo como corantes sensibilizadores eficientes em DSSCs. Os complexos foram purificados por meio do uso de tÃcnicas cromatogrÃficas e caracterizados por meio do uso de tÃcnicas espectroscÃpicas. Os resultados de UV-vis obtidos experimentalmente foram comparados com os obtidos a partir de estudos de DFT. Os espectros de UV-vis dos compostos apresentaram bandas em aproximadamente 524 nm, atribuÃdas a transiÃÃes do tipo MLCT. A investigaÃÃo teÃrica dos complexos sintetizados neste trabalho confirma que as bandas observadas nos espectros de UV-vis dos compostos sÃo similares Ãs observadas experimentalmente, sugerindo que as bases utilizadas nos cÃlculos de DFT sÃo capazes de descrever o perfil eletrÃnico dos complexos. Os espectros vibracionais na regiÃo do infravermelho exibiram bandas caracterÃsticas da presenÃa de ligantes bipiridÃnicos e quinonÃides. Os espectros de RMN de 1H e COSY exibiram os sinais indicativos da presenÃa dos ligantes quinonÃides substituÃdos, bem como as correlaÃÃes esperadas em cada caso. Os espectros de massa dos compostos NN-bqdi-Br e NN-bqdi-COOH exibiram fragmentos que confirmam a presenÃa dos respectivos ligantes quinonÃides nestes complexos. Os resultados obtidos evidenciam que os complexos NN-bqdi-(CH3)2, NN-bqdi-COOH, NN-bqdi-Br e NN-bqdi-(Cl)2 foram obtidos e como perspectivas futuras, pretende-se estudar a performance destes compostos como corantes sensibilizadores em DSSCs.

FundaÃÃo Cearense de Apoio ao Desenvolvimento Cientifico e TecnolÃgico / Na presente tese, propÃe-se um controlador robusto LQG/LTR (Linear Quadratic Gaussian with Loop Transfer Recovery) com aÃÃo integral (LQG/LTRI) em uma nova aplicaÃÃo para o ajuste dos controladores do conversor do lado da mÃquina e do conversor do lado rede elÃtrica em um sistema de conversÃo eÃlica utilizando um gerador de induÃÃo duplamente alimentado (Doubly-Fed Induction Generator - DFIG). A metodologia de controle proposta assegura a robustez em relaÃÃo à rejeiÃÃo do erro de rastreamento, insensibilidade a variaÃÃes paramÃtricas, alÃm de permitir que erros de medida e modelagem sejam incorporados no projeto. Testes de robustez e desempenho foram realizados para variaÃÃes dos parÃmetros internos da mÃquina e variaÃÃes de referÃncia de velocidade. Resultados de simulaÃÃo e experimentais, obtidos em um protÃtipo de laboratÃrio com uma mÃquina de 2kW sÃo apresentados para validar e demonstrar o bom desempenho e robustez do controlador proposto comparado com os controladores clÃssicos Proporcional-Integral (PI) em um sistema de geraÃÃo eÃlica com mÃquinas DFIG. / It is proposed in this thesis a LQG/LTR robust controller (Linear Quadratic Gaussian with Loop Transfer Recovery) with integral action (LQG/LTRI) in a new application for gain tuning for the rotor side converter and grid side converter in a wind energy conversion system (WECS) with Doubly-Fed Induction Generator(DFIG). The proposed control method assures the robustness with respect to the tracking error rejection, insensitivity to parameter variations and permits that measurement and modeling errors are incorporated in the project. Robustness and performance tests were performed for variations of machine internal parameters and speed. Simulation and experimental results, obtained from a laboratory prototype that uses a 2 kW machine are presented to validate and demonstrate the robustness and performance of the proposed controller through the comparison with the proportional and integral (PI) controller employed in a wind energy conversion system with DFIG.

CoordenaÃÃo de AperfeÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / A conjuntura energÃtica mundial vem experimentando alteraÃÃes, em virtude da disponibilidade dos recursos, das tecnologias implantadas, do custo de produÃÃo, das polÃticas adotadas pelos paÃses, bem como da quantidade de reservas existentes e, recentemente, da necessidade de migraÃÃo para fontes menos poluentes. Nessa perspectiva, o presente trabalho objetivou mensurar a evoluÃÃo da composiÃÃo e sustentabilidade econÃmica da Matriz EnergÃtica Brasileira, entre os anos de 1970 a 2014. De maneira especÃfica a pesquisa buscou: avaliar a evoluÃÃo da produÃÃo energÃtica brasileira no perÃodo de 1970 a 2014; aferir o comportamento da oferta de energia e dependÃncia externa energÃtica no Brasil e verificar o impacto da DependÃncia Externa de Energia sobre a evoluÃÃo do Produto Interno Bruto (PIB) brasileiro no perÃodo sob investigaÃÃo. Os dados utilizados na pesquisa foram de natureza secundÃria e analisados em nÃvel Brasil. Para estimar os Ãndices optou-se pela tÃcnica multivariada de AnÃlise Fatorial, com decomposiÃÃo em componentes principais. Diante dos resultados obtidos, observou-se que desde as crises do petrÃleo (1973 e 1979) a Matriz EnergÃtica Brasileira experimentou transformaÃÃes, com destaque para a inserÃÃo de fontes renovÃveis. Em contrapartida, houve uma reduÃÃo da produÃÃo de lenha, que em 1970 representava 64,2% das fontes renovÃveis, jà em 2014 teve uma participaÃÃo de apenas 9,1% da matriz renovÃvel. Para as fontes nÃo renovÃveis, destacaram-se o petrÃleo e o gÃs natural, que apesar dos incentivos para a reduÃÃo de fontes de origem fÃssil, apresentaram tendÃncia de crescimento de 1970 a 2014. Constatou-se que, durante 25 anos (1970-1995) e, em 24 anos (1970-1994), o Brasil nÃo apresentou um desempenho satisfatÃrio na produÃÃo e na oferta per capita energÃtica, respectivamente, apresentando elevada instabilidade ao longo do perÃodo. Entretanto, mesmo com o aumento na oferta energÃtica, a dependÃncia externa apresentou tendÃncia ascendente, com uma Taxa GeomÃtrica de Crescimento de 8,35% ao ano, atentando que mesmo com todos os investimentos alocados para alcanÃar a autossuficiÃncia energÃtica, a necessidade de importaÃÃo se manteve em ascendÃncia para suprir a demanda interna de energia. AlÃm disso, a pesquisa mostrou que um aumento de 0,1 unidade na dependÃncia externa aferida pelo IDEXT provoca, em mÃdia, uma reduÃÃo de 0,545 unidade do Ãndice do PIB brasileiro. Deste modo, a dependÃncia de importaÃÃo de energia causa efeito negativo na economia interna do paÃs, dificultando o crescimento do produto agregado. Diante dessa conjuntura, permite-se afirmar que a Matriz EnergÃtica Brasileira, entre os anos de 1970 e 2014, nÃo à sustentÃvel economicamente no quesito fornecimento energÃtico, havendo necessidade de importaÃÃo para suprir a demanda interna por este importante insumo de produÃÃo e de qualidade de vida. AlÃm disso, a dependÃncia externa crescente, tal como mensurada pelo IDEXT nesta pesquisa, provoca impactos negativos na formaÃÃo da riqueza do paÃs. / The world energy situation is undergoing changes due to the availability of resources, deployed technologies, the cost of production, the policies adopted by countries, and the amount of existing reserves and recently the need to move to cleaner sources. In this perspective, the present work aimed to measure the evolution of the composition and economic sustainability of the Brazilian energy matrix, between the years 1970 to 2014. In a specific way: to evaluate the evolution of Brazilian energy production in the period 1970 to 2014; assess the behavior of the energy supply and energy dependence on external in Brazil and check the impact of the index of external energy dependency (IDEXT) on the evolution of the Gross Domestic Product (GDP) in Brazil in the period under investigation. The data used in the study were of secondary nature and analyzed in level Brazil. To estimate the indices we opted for the multivariate technique of factorial analysis, with decomposition in main componentes. Considering the obtained results, it was observed that since the oil crises of (1973 and 1979) the Brazilian energy matrix experienced transformations, with emphasis to the insertion of renewable sources. In contrast, there was a reduction in the production of wood, which in 1970 accounted for 64.2% of renewable sources, already in 2014 had a share of just 9.1% of the matrix renewable. For non-renewable sources, stood out the oil and natural gas, which despite the incentives for the reduction of sources of fossil origin, the same presented a trend of growth from 1970 to 2014. It was found that, during 25 years (1970-1995) and in 24 years (1970-1994), Brazil has not presented a satisfactory performance in the production and supply of energy per capita, respectively, presenting high instability over the period. However, even with the increase in energy supply, the IDEXT presented upward trend, with a geometric rate of growth of 8.35%, considering that even with all the investment allocated to achieve the energy self-sufficiency, the need for import remained in ancestry to supply the domestic demand of energy. In addition, the survey showed that an increase of 0,1 unit in external dependence measured by IDEXT causes, in average, a reduction of 0.545 unit of the index in the Brazilian GDP. In this way, the dependence on energy imports cause negative effect in the internal economy of the country, making the product growth of aggregate. Faced with this situation, allows you to say that the Brazilian energy matrix, between the years 1970 and 2014, is not sustainable economically at delivering energy supply, and there is need for imports to meet the internal demand for this important production input and of quality of life. Moreover, the growing external dependence, as measured by IDEXT in this research, causes negative impacts in the formation of the wealth of the country.

CoordenaÃÃo de AperfeÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / The work aims to build , using the BEM (Blade Element Moment) theory , and test three wind rotors , each one consisting of three blades, which were constructed and used for assembling three SWT (Small Wind Turbine) with TSR (Tip Speed Ratio) equal to seven. The three rotors with blades of 2 meters length, distinguished themselves in their geometries as follows: 1) blades without any correction, 2) blades with only tip correction, 3) blades with only root correction. The NREL S809 airfoil developed by the U.S. National Renewable Energy Laboratory (NREL) was used. This airfoil is characterized by having been specially developed for wind turbines. The airfoil experimental data, such as the lift and drag coefficients as a function of angle of attack, were obtained based on wind tunnel test results for Reynolds number of 3 x 105. Also, field tests were conducted to collect torque in the main shaft of the wind rotor [N ∙ m], angular velocity [rad/s] and wind speed [m/s] data, using proper instrumentation and a data collection system. The data collected in the field for each turbine, were analyzed by statistical inference. The power coefficient data were grouped by TSR ranges, and was observed that the data of the last two ranges were the only intervals that showed a normal distribution of data of the Cp . These data were subjected to a one-way ANOVA. And the results showed no significant difference between the average of the rotors SC and CP. Already the data did not exhibit a normal distribution were analyzed by Exponentially Weighted Moving Average (MMEP). It was also observed that the three rotors showed no difference between the power coefficients, of the statistical point of view. An important finding of the experiments was that the CR blades had higher average values of power coefficients for each band TSR. / O trabalho visou construir, atravÃs da Teoria do BEM (Blade Element Moment), e testar trÃs rotores eÃlicos, cada um destes constituÃdos de trÃs pÃs, as quais foram construÃdas e aplicadas na montagem de trÃs TEPP (Turbinas EÃlicas de Pequeno Porte) com TSR (Tip Speed Ratio de projeto igual a sete. Os trÃs rotores, com pÃs de 2 metros de comprimento, distinguiram-se, em suas geometrias, do seguinte modo: 1) pÃs sem correÃÃo alguma, 2) pÃs com correÃÃo somente na ponta e 3) pÃs com correÃÃo somente na raiz. O aerofÃlio aplicado foi o NREL S809, desenvolvido pelo laboratÃrio norte americano de energias renovÃveis (NREL). Este aerofÃlio à caracterizado por ter sido projetado para uso especÃfico em turbinas eÃlicas. Os dados experimentais do aerofÃlio, como os coeficientes de sustentaÃÃo e arrasto em funÃÃo do Ãngulo de ataque, foram obtidos com base nos resultados de testes em tÃnel de vento para um nÃmero de Reynolds de 3 x 105. Realizou-se, tambÃm, testes em campo, utilizando-se de uma instrumentaÃÃo necessÃria para a coleta de dados de torque no eixo principal do rotor eÃlico [N.m], velocidade angular do rotor [rad/s], e velocidade do vento, por meio de um sistema de coleta de dados. Os dados colhidos em campo, de cada turbina, foram analisados por inferÃncia estatÃstica. Os dados de Cp foram agrupados por faixas de TSR, e observou-se que os dados das duas Ãltimas faixas foram os Ãnicos intervalos que apresentaram uma distribuiÃÃo normal de probabilidade dos dados de Cp . Estes dados foram submetidos a uma ANOVA com um fator. E os resultados mostraram que nÃo hà uma diferenÃa significativa entre as mÃdias dos rotores SC e CP. Jà os dados que nÃo apresentaram uma distribuiÃÃo normal foram analisados pela MÃdia MÃvel Exponencialmente Ponderada (MMEP). Verificou-se tambÃm que os trÃs rotores nÃo apresentaram diferenÃa entre os coeficientes de potÃncia, do ponto de vista estatÃstico. Uma importante constataÃÃo dos experimentos realizados foi a de que as pÃs CR apresentaram valores mÃdios de Cp superiores para cada faixa de TSR.

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / A presente dissertaÃÃo de mestrado trata do desenvolvimento teÃrico-experimental de um novo modelo da Turbina Tesla, tambÃm conhecida como turbina de discos, em que o foco da pesquisa foi estudar esse dispositivo de propulsÃo visando sua aplicaÃÃo em sistemas de geraÃÃo de energia distribuÃda a partir de fontes renovÃveis de biomassa. Um protÃtipo da turbina foi desenvolvido, em escala de laboratÃrio, para determinar os parÃmetros de projeto atravÃs de estudos teÃrico e experimental, a fim de interpretar os fenÃmenos presentes nos processos internos desse tipo de mÃquina de fluxo. A pesquisa foi direcionada à anÃlise dos efeitos do espaÃamento entre discos sobre o torque e a potÃncia, como uma funÃÃo da camada limite fluidodinÃmica do escoamento, correlacionando os regimes de velocidades de escoamento Ãs propriedades do fluido de trabalho. A metodologia para cÃlculo das eficiÃncias isentrÃpicas e exergÃticas à estabelecida a partir de dados experimentais e da anÃlise teÃrica por simulaÃÃo (apoiada pelo software ANSYS-CFX), a qual determina o perfil de distribuiÃÃo de pressÃo dentro da cÃmara de expansÃo, caracterizando as linhas de escoamento e os gradientes de pressÃo. Complementarmente, uma anÃlise modal dos sinais de vibraÃÃo da turbina foi realizada, estudando o comportamento dinÃmico da estrutura com o propÃsito de detectar as freqÃÃncias naturais e investigando a influÃncia do espaÃamento dos discos sobre o nÃvel de vibraÃÃodesse dispositivo. Este estudo aponta a robustez e a versatilidade operacional desse tipo de turbina, pelo fato dela admitir ampla faixa de rotaÃÃo e por sua fÃcil adaptaÃÃo a geradores comerciais, sugerindo sua aplicaÃÃo em sistemas de geraÃÃo e co-geraÃÃo tanto para o meio rural como para a indÃstria. / The current masterâs dissertation treats the experimental and theoretical development of a new model of Tesla turbine, also known as disk turbine, in which the research focus was to study this propulsion device viewing its application in distributed energy generation systems from biomass renewable resources. A turbineâs prototype was developed, in laboratory scale, to determine the design parameters through the theoretical and experimental studies in order to interpret the phenomena present in the internal processes of this kind of flux machine. The research was directed toward the effect analysis of the gap between disks on the torque and the power, as a function of the flowâs fluidynamic boundary layer, correlating the flow velocity regimes with the working fluid properties. A methodology for isentropic and exergetic efficiency calculation is taken from experimental data and theoretical analyses through simulation (supported by the software ANSYS-CFX), which determines the pressure distribution profile inside the expansion chamber, characterizing flow lines and pressure gradients. Complementarily, a modal analysis of turbineâs vibration signals is performed, studying the dynamic behavior of the structure with the purposes of detecting the natural frequencies and investigating the influence of the diskâs gap on the vibration level of this device. This study points out the robustness and the operational versatility of this kind of turbine by the fact of it allows a wide rotation range and by its easy adaptation to commercial generators, suggesting its application into generation and co-generation systems for the rural area as well as for the industry.