A utilização do hidrogênio como vetor energético produzido a partir de fontes renováveis é avaliada como uma das alternativas mais eficientes e ambientalmente amigáveis frente aos combustíveis fósseis. O presente trabalho tem por objetivo contribuir para a viabilização da produção de hidrogênio de alta pureza via eletrólise da água, propondo materiais catódicos de alta eficiência e economicamente atraentes. Carbono vítreo (CV), carbono pirolítico (CP) e grafite moldado (GM) foram testados como material catódico na produção de hidrogênio em solução aquosa de líquido iônico tetrafluoroborato de ácido 3-trietilamônio-propano sulfônico (TEA-PS.BF4). A caracterização física dos materiais de carbono indicou grandes diferenças de microestrutura entre o CV, CP e GM, o que afetou significativamente sua resposta eletroquímica na eletrólise da água. O mecanismo apresentado para todos os materiais estudados foi o de Volmer-Heyrovsky, onde a etapa de dessorção do H2 na superfície catalítica é a etapa determinante da taxa do processo. O eletrodo de GM apresentou o pior desempenho devido à formação de nanobolhas que coalesceram sem dessorver, levando à desativação de sítios catalíticos. Esse fenômeno é atribuído à presença de critalitos grandes e ordenados, com maior número de domínios hidrofóbicos. Os eletrodos de CV e CP apresentaram ótimo desempenho, quando comparados com cátodo de Pt e foram modificados com nanopartículas (NP) de níquel depositadas através da técnica de sputtering, a fim de testar o efeito catalítico na produção de H2. A presença das NP sobre os materiais de carbono não afetou o mecanismo da reação de produção de H2. Além disso, a presença de NP não alterou o desempenho do CV, e dificultou os processos de adsorção de H+ e dessorção do H2 da superfície do eletrodo. Por outro lado, no CP modificado, ocorreu o favorecimento da adsorção de H+ e dessorção do H2 bem como o aumento da densidade de corrente de troca, elevando a atividade catalítica que pode ser atribuída ao aumento da área de sítios ativos, devido à presença das NP suportadas sobre o CP. / The use of hydrogen as an energetic vector produced from renewable sources is evaluated as one of the most efficient and environmentally friendly alternatives to fossil fuels. The present study contribute to the viability of high purity hydrogen production by water electrolysis, proposing cathodic materials of high efficiency and economically attractive. Vitreous carbon (CV), pyrolytic carbon (CP) and molded graphite (GM) were tested as a cathodic material to the hydrogen production in an aqueous solution of ionic liquid tetrafluoroborate of 3-triethylammonio-propane sulfonic acid (TEA-PS.BF4). The physical characterization of carbon materials indicated large differences in the microstructure of CV, CP, and GM, and this significantly affected their electrochemical response in water electrolysis. The mechanism presented for all the materials studied was Volmer-Heyrovsky, where the desorption of H2 at the catalytic surface is the determining step. The GM electrode presented the worst performance due to the formation of nanobubbles that coalesced without desorption, leading to the deactivation of catalytic sites. This phenomenon is attributed to the presence of large and ordered crystallites, with a greater number of hydrophobic domains. The CV and CP electrodes presented an optimum performance when compared to the Pt cathode and were modified with nickel nanoparticles (NP) deposited by the sputtering technique in order to test the catalytic effect on H2 production. The presence of NP on carbon materials did not affect the mechanism of hydrogen production reaction. In addition, the presence of NP did not change the performance of the CV and difficulted the processes of adsorption of H+ and desorption of H2 from the surface of the electrode. On the other hand, the modified CP favored the adsorption of H+ and H2 desorption as well as the increase of the exchange current density, increasing the catalytic activity. It can be attributed to the increase active sites area, due to the presence of NP supported on the CP.

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Centro de Desenvolvimento Sustentável, 2008. / Submitted by Diogo Trindade Fóis (diogo_fois@hotmail.com) on 2009-10-14T18:06:26Z No. of bitstreams: 1 2008rudihenrivanels.pdf: 2453139 bytes, checksum: 54b598401dbd048fc1e19c6601d0604b (MD5) / Approved for entry into archive by Gomes Neide(nagomes2005@gmail.com) on 2010-03-02T12:21:46Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2008rudihenrivanels.pdf: 2453139 bytes, checksum: 54b598401dbd048fc1e19c6601d0604b (MD5) / Made available in DSpace on 2010-03-02T12:21:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2008rudihenrivanels.pdf: 2453139 bytes, checksum: 54b598401dbd048fc1e19c6601d0604b (MD5) Previous issue date: 2008-03-14 / A presente tese aborda a problemática relativa a eletrificação rural em comunidades tradicionais na região Amazônica. O objetivo da tese é pesquisar a sustentabilidade de projetos de geração descentralizada de energia elétrica a partir de aproveitamento de fontes renováveis de energia nessas comunidades. Essa opção de geração de energia elétrica, a partir dos próprios recursos naturais e renováveis que são encontrados na região, apresenta-se como alternativa à convencional expansão da rede elétrica a partir de uma usina geradora central. Pois, pelas próprias necessidades de sobrevivência, essas comunidades costumam viver de forma dispersa num vasto território, distantes dos centros urbanos. A discussão do atendimento dessas comunidades se torna importante, diante da implantação da lei da universalização dos serviços públicos de energia do Estado Brasileiro. A legislação prevê metas para a sua implantação e segundo estimativas do governo federal há aproximadamente 300.000 domicílios na Amazônia que devem ser atendidos por meio de alguma forma de geração descentralizada de energia elétrica. Existem diversas opções tecnológicas que podem ser usadas para prover este atendimento, bem como diversos modelos de negócio, implementação e gestão desses empreendimentos. A proposta da tese é de contribuir com esse debate, a partir de um estudo sistemático do setor elétrico, das ações realizadas pelo Estado nos últimos 20 anos, e da análise de uma experiência de implantação de uma microcentral hidrelétrica numa comunidade tradicional na Amazônia surinamesa. Além desse estudo de caso, a pesquisa acompanha a implantação de uma unidade de geração descentralizada de energia elétrica com uma turbina hidrocinética num assentamento agroextrativista no sul de estado de Amapá. A metodologia usada neste caso é a da pesquisa-ação, pelas próprias características da pesquisa, pois um dos objetivos da tese é de elaborar e aplicar um novo modelo para a implementação e gestão de sistemas de geração descentralizada. A pesquisa mostra que projetos de eletrificação rural em comunidades tradicionais não podem considerar a energia como mero bem de consumo. Há a necessidade de inserir a ação de eletrificação num sistema de ações interligados que promovem o desenvolvimento da comunidade, usando a energia como indutor. Assim o problema passa a ser uma questão de desenvolvimento local e a sua resolução tem que usar os instrumentos apropriados para essa problemática. Por fim, a pesquisa ressalta a importância da figura do patrocinador para o modelo de implementação e aponta caminhos para viabilizar a participação do setor elétrico em projetos dessa natureza. _______________________________________________________________________________ ABSTRACT / This thesis discusses rural electrification in traditional communities in the Amazon. The objective of this thesis is to investigate the sustainability of decentralized electricity generation projects with renewable energy sources in traditional communities. This option of electricity generating, through exploring own natural and renewable resources usually present in their area, is an alternative to the conventional electrical grid expansion. The traditional communities, as for their own survival needs, normally live in a wide spread dispersed way in a vast territory, distant from the urban centers. The discussion of this subject is important, as the Brazilian government promulgated a law that establishes the universalization of public electric energy services. This legislation foresees goals and deadlines for its implantation and the federal government estimates that there are approximately 300.000 households in the Amazon that should be assisted through some form of decentralized electricity generation. There are several technological options that can be used to provide this service, as well as several business, implantation and administration models of these plants. The proposal of the thesis is to contributing with this debate, starting with a systematic survey of the electric sector, of the initiatives on decentralized electricity generation with renewable sources realized by the state in the last 20 years, and a case study of an experience of a micro hydropower plant in a traditional community in the Surinamese Amazon. The research also accompanied the implantation of a decentralized electricity generation unit with a hydrokinetic turbine in an agrarian and extractive settlement in the southern region of the state of Amapá in the Brazilian Amazon. The methodology used in this case is that of research-action, due to the characteristics of the research. One of the objectives of this thesis is to elaborate and apply a new model for the implantation and management of decentralized generation systems. The research showed that rural electrification project in traditional communities cannot consider energy as a simple commodity. There is a need to insert the electrification action in a system of interconnected actions that promote the community's development, using the energy as an inductor. So the problem passes to one of local development and its resolution has to use the appropriate instruments available. Finally, the research emphasizes the importance of a sponsor in the execution of this kind of projects and it shows ways to make the participation of the electric sector in this kind of projects feasible. _______________________________________________________________________________ RÉSUMÉ / Cette thèse traite la problématique de l´électrification rurale au sein des communautés traditionnelles en Amazonie. Son objectif est celui de faire une recherche concernant la durabilité des projets de génération décentralisée d´énergie électrique à partir de l´exploitation des sources renouvelables d´énergie dans ces communautés. Cette option de génération d´énergie électrique, à partir des ressources naturelles et renouvelables de la région, se présente comme une alternative à l´expansion conventionnelle du réseau électrique qui s´utilise d´une usine génératrice centrale. En fonction de leurs nécessités particulières de survie, ces communautés vivent de façon dispersée dans des vastes extensions territoriales, éloignées des centres urbains. La discussion sur l´offre d´énergie à ces communautés devient importante face à l´implantation de la loi d´universalisation des services publics d´énergie par l´État brésilien. Des cibles et des délais sont prévus pour l´implantation de la loi et, selon les données estimées par le gouvernement brésilien, il existe environ 300.000 domiciles en Amazonie qui doivent être assistées par une forme de génération décentralisée d´énergie électrique. Il existent diverses options technologiques qui peuvent être utilisées pour garantir cet approvisionnement d´énergie, ainsi que de divers business models, modèles d´implémentation et de gestion de ces initiatives. La proposition de la thèse est celle de contribuer avec ce débat, à partir d´une étude systématique du secteur électrique, des actions menées par l´État brésilien durant les 20 dernières années et de l´analyse d´une expérience d´implantation d´une micro central hydroélectrique au sein d´une communauté dans l´Amazonie surinamaise. En plus de cette étude de cas au Surinam, la recherche a accompagné l´implantation d´une turbine de génération d´énergie hydrocynétique dans une aire de concession agraire et extractive dans la région sud de l´état de l´Amapá. En fonction des caractéristiques particulières de la recherche, il a été utilisée la recherche-action comme méthodologie, car, l´un des objectifs de la thèse est celui d´élaborer et appliquer un modèle pour la mise en oeuvre et gestion des systèmes de génération décentralisée d´énergie. La recherche a montré que, quand il s´agit d´électrification rurale au sein des communautés traditionnelles, l´énergie ne peut pas être considérée simplement comme un bien de consommation. Il devient nécessaire que l´action pour l´électrification soit insérée dans un système d´actions intégrées qui puissent promouvoir le développement des communautés, en utilisant l´énergie comme inducteur du développement. De ce fait, le problème devient une question de développement local et sa résolution doit utiliser des instruments spécifiques pour ce type de problématique. Enfin, la recherche introduit le parrain, un acteur important pour ce modèle d´implantation, et suggère aussi des chemins pour rendre viable la participation du secteur électrique dans ce type des projets. _______________________________________________________________________________ RESUMÉ / Deze thesis beschrijft de elektriciteit voorziening in traditionele gemeenschappen in het Amazone gebied. Het doel is om de duurzaamheid van gedecentraliseerde energie opwekking met hernieuwbare energie bronnen in traditionele gemeenschappen te bestuderen. Deze optie van elektriciteits opwekking door het ontwikkelen van eigen natuurlijke en hernieuwbare hulpbronnen die normaal beschikbaar zijn in hun leefgemeenschappen, is een alternatief voor de conventionele elektriciteits netwerk uitbreiding. De traditionele gemeenschappen leven, als gevolg van hun overlevings behoeften, geografisch wijd verspreid in een groot gebied, op een grote afstand van de stedelijke centra. De bestudering van deze problematiek is nu relevant, omdat de Braziliaanse regering een wet heeft afgekondigd die zich richt op het algemeen maken van publieke elektrische nuts voorzieningen voor rurale gebieden. Deze wetgeving voorziet in doelen en mijlpalen voor de implementatie van rurale elektriciteits voorzieningen en schattingen van de federale regering geven aan dat er ongeveer 300.000 huishoudens in het Amazone gebied van Brazilië zijn, die moeten worden ondersteund door een vorm van gedecentraliseerde elektriciteits opwekking. Er zijn verschillende technologische opties die daarvoor gebruikt kunnen worden, alsmede meerdere business, implementatie en administratie modellen voor het opzetten van deze projecten. De aanbeveling van de thesis is een bijdrage te leveren aan dit debat, met als beginpunt een systematisch onderzoek van de elektriciteits sector, gevolgd door de analyse van de initiatieven op het gebied van gedecentraliseerde elektriciteit opwekking met hernieuwbare energie bronnen in de voorgaande 20 jaren, en een case study van de eerste installatie van een micro waterkracht centrale in een traditionele gemeenschap in het Surinaamse Amazone gebied. Naast deze case study, werd tijdens de promotieonderzoek, de implementatie van een gedecentraliseerde elektriciteit generatie installatie met een hydrokinetische turbine in een agrarische en extractiefe nederzetting in het zuiden van de staat Amapá in Braziliaans Amazone gebied begeleid. De toegepaste methodologie is actie-onderzoek, vanwege de karakteristieken van het onderzoek. Een van de doelstellingen van deze thesis is om een nieuw model voor de implementatie en administratie van gedecentraliseerde energie generatie systemen. Het onderzoek toont dat rurale elektrificatie projecten in traditionele gemeenschappen de energie niet als eenvoudige commodity kan beschouwen. Het is noodzakelijk om deze initiatieven voor elektrificatie in een ge-integreerde activiteiten systeem te plaatsen, om zo de energie te gebruiken als een geleider voor het bevorderen van de ontwikkeling van de gemeenschap. Op deze manier, verschuift het probleem naar een van locale (gemeenschaps) ontwikkeling en moet men de instrumenten die hiervoor beschikbaar zijn benutten. Tot slot benadrukt de studie het belang van een sponsor (ondersteuner) bij de uitvoering van dit soort projecten, en het geeft manieren aan om de deelname van de elektriciteits sector in deze projecten mogelijk te maken.

A busca por fontes de energia renovável acontece em ritmo crescente em função do superaquecimento da Terra e mudanças climáticas causadas, especialmente, pela emissão de CO2. Entre as possibilidades de obter-se energia renovável, os biocombustíveis produzidos a partir do cultivo de microalgas apresentam-se como alternativa potencial. Microalgas podem alcançar altas taxas de produção a partir do consumo de energia luminosa, assimilação de nutrientes e biofixação de CO2 e sua biomassa pode dar origem a bioetanol, biogás, biodiesel e a outros bioprodutos de interesse biotecnológico. Visando avaliar a produção de biomassa e atividade metabólica, sob processo fotoautotrófico, 3 cepas de Chlorella sp. foram cultivadas em triplicata em fotobiorreatores bag (1ª ETAPA) e a cepa selecionada como mais produtiva foi cultivada em um fotobiorreator placa plana (2ª ETAPA) dimensionado para melhoramento de processos fotossintéticos. Para o cultivo, realizado em batelada, utilizou-se o meio M-8 com adição de 5% de CO2, radiação luminosa de 200 µmol.fótons.m-2.s-1 e fotoperíodo 12h claro/escuro. Foram monitoradas a assimilação de nutrientes, a taxa de CO2 biofixado, a produção de biomassa e determinado o perfil bioquímico. Na 1ª ETAPA, a cepa DAM04 apresentou o melhor desempenho com assimilação de 37,5% (157,61±17,39 de 420,00 mg.L-1) do nitrogênio e 16,1% (34,42±3,96 de 213,90 mg.L-1) do fósforo presente no meio de cultivo, taxa de CO2 biofixado de 0,193±0,019 g.L-1.d-1 e produção de biomassa de 2,22±0,21 g.L-1. A determinação do perfil bioquímico revelou acúmulo de lipídeos de 18,0±0,5%, constituídos por 50,0% de ácidos graxos saturados, 21,3% de monoinsaturados e 18,0% de polinsaturados e produtividade lipídica, proteica e de carboidratos de 25,20±1,80 mg.L-1.d-1, 62,02±4,43 mg.L-1.d-1 e 17,78±1,27 mg.L-1.d-1, respectivamente. Devido ao seu desempenho, a cepa DAM04 foi utilizada na 2ª ETAPA e o cultivo no fotobiorreator placa plana aumentou o desempenho da cepa em todos os parâmetros, implicando na assimilação de 89,1% (374,12±27,76 de 420,00 mg.L-1) do nitrogênio e 40,9% (87,37±10,12 de 213,90 mg.L-1) do fósforo, cerca de 3 vezes (de 0,193±0,019 para 0,593 g.L-1.d-1) da taxa de CO2 biofixado e da produção de biomassa (de 2,22±0,21 para 5,4 g.L-1) em relação ao fotobiorreator bag. O perfil bioquímico apresentou aumento na produtividade lipídica e proteica de, aproximadamente, 3 vezes (de 25,20±1,80 para 79,16±1,52 mg.L-1.d-1) e (de 62,02±4,43 para 168,44±1,25 mg.L-1.d-1), respectivamente, e 2 vezes na produtividade de carboidratos (de 17,78±1,27 para 40,46±0,33 mg.L-1.d-1) quando comparados ao fotobiorreator bag. A 2ª ETAPA reforçou o potencial da cepa DAM04 para aplicação na biossíntese de compostos bioenergéticos de aplicação na produção de biocombustíveis e coloca como desafio para futuros trabalhos a exploração do potencial das cepas para biofixação de maiores concentrações de CO2 e otimização da captação de radiação luminosa. / The search for renewable energy sources happens at an increasing rate due to the overheating of the earth and climate change caused especially by the emission of CO2. Some of the possibilities to obtain renewable energy, biofuels produced from microalgae cultivation are presented as potential alternative. Microalgae can achieve high production rates from light energy consumption, nutrient assimilation and CO2 biofixation and their biomass can give rise to bioethanol, biogas, biodiesel and other bio-products of biotechnological interest. Aiming to evaluate the production of biomass and metabolic activity under photoautotrophic process, 3 strains of Chlorella sp. was grown in triplicate in photobioreactor bag (1ª STAGE) and the most productive strain was seleted and grown in a photobioreactor flat plate (2ª STAGE) dimensioned for enhancing photosynthetic processes. For growing, performed, sequencing batch, we used the medium M-8 with addition of 5% CO2, light radiation 200 µmol.photons.m-2.s-1 and a photoperiod 12h light/dark. Were monitored assimilation of nutrients, CO2 biofixation rate, biomass production and determined the biochemical profile. In 1ªSTAGE, the DAM04 strain showed best performance with assimilation of 37,5% (157,61±17,39 of 420,00 mg.L-1) of nitrogen and 16,1% (34,42±3,96 of 213,90 mg.L-1) of phosphorus present in the medium, CO2 biofixation rate of 0,193±0,019 g.L-1.d-1 and biomass production 2,22±0,21 g.L-1. The determination of biochemical profile showed accumulation of lipids to 18,0± 0,5 %, consisting of 50,0 % of saturated fatty acids, 21,3 % of monounsaturated and 18,0 % polyunsaturated and lipid productivity, protein and carbohydrates of 25,2±1,80 mg. L-1.d-1, 62,02±4,43 mg. L-1.d-1 and 17,78±1,27 mg L-1.d-1, respectively. Due to its performance, DAM04 strain was used in STAGE 2 ª and cultivation in the photobioreactor flat plate increased strain performance in all parameters, resulting in the assimilation of 89,1 % (374,12±27,76 of 420,00 mg. L-1) of nitrogen and 40.9 % (87,37 of 213,90±10,12 mg. L-1) of phosphorus, about 3 times (of 0,193±0,019 to 0,593 g. L-1.d-1) of CO2 biofixation rate and biomass production (of 2,22±0,21 to 5,4 g. L-1) relative to the photobioreactor bag . The biochemical profile showed an increase in lipid and protein productivity of approximately 3 times (of 25,20±1,80 to 79,16±1,52 mg. L-1.d-1) and (of 62,02±4,43 to 168,44±1,25 mg. L-1.d-1), respectively, and 2 times in the productivity of carbohydrates (of 17,78±1,27 to 40,46±0,33 mg. L-1.d-1) compared to the photobioreactor bag. The 2 ª STAGE reinforced the potential of DAM04 strain for use in the biosynthesis of bioenergetic compounds application in the production of biofuels and puts as a challenge for future studies exploring the potential of strains to biofixation of higher CO2 concentrations and optimization capture light radiation.

Submitted by Pedro Barros (pedro.silvabarros@ufpe.br) on 2018-08-28T22:39:14Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) TESE Sibéria Caroline Gomes de Moraes.pdf: 6456720 bytes, checksum: c9c6eb6ba4aa7c6279fdb393e7afdb93 (MD5) / Approved for entry into archive by Alice Araujo (alice.caraujo@ufpe.br) on 2018-09-06T17:38:34Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) TESE Sibéria Caroline Gomes de Moraes.pdf: 6456720 bytes, checksum: c9c6eb6ba4aa7c6279fdb393e7afdb93 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-09-06T17:38:34Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) TESE Sibéria Caroline Gomes de Moraes.pdf: 6456720 bytes, checksum: c9c6eb6ba4aa7c6279fdb393e7afdb93 (MD5) Previous issue date: 2017-06-07 / Alternativas de energias renováveis para produzir combustível estão em desenvolvimento, e um dos recursos disponíveis é a biomassa que pode substituir os combustíveis fósseis. A utilização de biomassa para a produção de combustíveis mais limpos requer investimento em tecnologia. A gaseificação de biomassas produz gás de síntese, porém, há necessidade de tecnologias de purificação para a retirada do contaminante H₂S (sulfeto de hidrogênio), o composto mais comum que contém enxofre encontrado em combustíveis fósseis e no gás de síntese química. Ele pode levar à poluição ambiental, causar problemas operacionais significativos nas plantas de conversão termoquímica danificando tubos e equipamentos e é conhecido como desativador ou veneno rápido na maioria dos catalisadores de óxido metálico utilizados em indústrias petroquímicas e químicas, ou no controle do CO e NOₓ emitidos nos exaustores automotivos. Uma das tecnologias de purificação é a adsorção. A dopagem e caracterização de 6 adsorventes da cinza do bagaço de cana-de-açúcar foram aplicados para esta finalidade, devido a sua elevada área superficial, distribuição de poros e característica porosa. Os adsorventes foram caracterizados por técnicas como difração de raios-X, adsorção/dessorção de N₂ através dos métodos Brunauer, Emmett e Teller e Barrett, Joyner e Halenda, espectroscopia na região do infravermelho por transformada de Fourier, microscopia eletrônica de varredura com espectroscopia de energia dispersiva por raios-X, análise granulométrica, pH, umidade, perda por ignição. Também foram caracterizadas as seguintes biomassas: casca de amendoim, casca de uva preta e bagaço de cana-de-açúcar por análises como poder calorífico, análise elementar, imediata e térmica, teor de umidade, análise granulométrica, composição química das fibras, densidade a granel. Os seis adsorventes estudados apresentaram uma boa distribuição de poros, suas isotermas obtiveram característica Tipo IV, de acordo com a IUPAC, que corresponde a materiais mesoporosos de diâmetro entre 2<dp<50 nanômetro, além de apresentarem uma área superficial média. As três biomassas apresentaram em suas características um bom rendimento para geração de calor devido ao alto valor do poder calorífico, ficando entre 14617kj.kg⁻¹ a 19155 kj.kg⁻¹, que significa um bom rendimento do processo termoquímico, bem como uma maior reatividade e produção de gás. Pelos estudos os três melhores adsorventes na adsorção do H₂S, devido a capacidade adsortiva foram selecionados e realizado um estudo cinético a partir dos dados obtidos em sistemas de leito fixo. Nestes estudos foram utilizados quatro modelos: Adams-Bohart, Thomas, Yan e Yoon-Nelson. Modelos utilizados para sistemas de leito fixo e que representam a curva de ruptura. Para este trabalho o melhor modelo para ajustar as curvas experimentais foi escolhido utilizando o coeficiente de determinação (R²>0,95) e, como resposta o modelo que mais se ajustou foi o de Yoon-Nelson para os três adsorventes: o adsorvente cinza pura obteve coeficiente de determinação 0,95; o adsorvente do processo hidrotermal obteve coeficiente de determinação de 0,99; e o adsorvente do método sol gel obteve coeficiente de determinação 0,88; verificando que o adsorvente do processo hidrotermal obteve o melhor ajuste. Para os demais adsorventes (MgO +cinza, ZnO+cinza e CuO+cinza) não se ajustaram bem a esse modelo. / Alternatives to renewable energy to produce fuel are in development, and one of the resources available is biomass that can replace fossil fuels. The use of biomass for the production of cleaner fuels requires investment in technology. Gasification of biomass produces synthesis gas, however, there is a need for purification technologies for H₂S contaminant removal. Hydrogen sulfide is the most common sulfur-containing compound found in fossil fuels and in chemical synthesis gas. It can lead to environmental pollution, cause significant operational problems in thermochemical conversion plants damaging pipes and equipment and is known as desactivator or quick poison in most metal oxide catalysts used in the petrochemical and chemical industries, or in the control of CO and NOₓ emitted In automotive exhaust fans. One of the technologies of purification is the adsorption. The doping and characterization of 6 adsorbents of sugarcane bagasse ash were applied for this purpose, due to their high surface area, pore distribution and porous characteristic. The adsorbents were characterized by techniques such as X-ray diffraction, adsorption / desorption of N₂ through the Brunauer, Emmett and Teller and Barrett, Joyner and Halenda methods, Fourier transform infrared spectroscopy, scanning electron microscopy with spectroscopy Dispersive energy by X-rays, particle size analysis, pH, humidity, loss by ignition. The following biomasses were also characterized: peanut bark, black peel and sugarcane bagasse by analyzes such as calorific value, elemental, immediate and thermal analysis, moisture content, grain size analysis, chemical composition of the fibers, Bulk The six adsorbents studied showed good pore distribution. Their isotherms obtained a Type IV characteristic, according to IUPAC, which corresponds to mesoporous materials with a diameter of 2 <dp<50 nanometers, in addition to having a medium surface area. The three biomasses presented in their characteristics a good yield for heat generation due to the high value of the calorific value, being between 1417 kj.kg⁻¹ to 19155 kj.kg⁻¹, which means a good yield of the thermochemical process, as well as a higher reactivity And gas production. By the studies the three best adsorbents in the adsorption of the H₂S, due to the adsorptive capacity were selected and a kinetic study was carried out from the data obtained in fixed bed systems. In these studies four models were used: Adams-Bohart, Thomas, Yan and Yoon-Nelson. Models used for fixed bed systems that represent the rupture curve. For this work, the best model for adjusting the experimental curves was chosen using the determination coefficient (R²> 0.95) and, in response, the most fitting model was the one of Yoon-Nelson for the three adsorbents: pure adsorbent Obtained a determination coefficient of 0.95; The adsorbent of the hydrothermal process obtained a determination coefficient of 0.99; And the adsorbent of the sol gel method obtained a determination coefficient of 0.88; Verifying that the adsorbent of the hydrothermal process obtained the best fit. For the other adsorbents (MgO + ash, ZnO + ash and CuO + ash) did not fit well for this model.

Made available in DSpace on 2018-08-01T22:35:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_10517_Dissertação Bárbara versão final.pdf: 1228705 bytes, checksum: 86eb42d92911ff8a41385cc525567fba (MD5) Previous issue date: 2016-12-16 / O uso da biomassa agroflorestal na forma de pellets para fins energéticos além de ser uma alternativa para produção de energias limpas é uma opção de destinação de resíduos lignocelulósicos. Neste trabalho avaliou-se a qualidade de pellets produzidos com bagaço de cana-de-açúcar e serragem de eucalipto em diferentes composições. Para cada composição, originária dos pellets, foram determinados os teores de extrativos totais, lignina total, umidade, densidade a granel, cinzas, poder calorífico inferior e densidade energética. Nos pellets, em diferentes proporções, foram realizadas as análises de umidade, densidade a granel, taxa de compactação, teor de cinzas, poder calorífico inferior, teor de materiais voláteis, carbono fixo, densidade energética, temperatura de combustão e as características físicas e mecânicas (diâmetro, comprimento, densidade unitária, resistência à compressão diametral, teor de finos e durabilidade mecânica). O bagaço de cana-de-açúcar e a serragem de eucalipto individualmente e de forma composta apresentaram características desejáveis para utilização energética por meio do processo de peletização. Os resultados foram satisfatórios para quase todas as propriedades estudadas, exceto densidade a granel e durabilidade mecânica para os pellets entre 100% e 70% bagaço de cana-de-açúcar em suas constituições. Palavras-chave: Biomassa, peletização, energia renovável, biocombustível

O desenvolvimento de fontes alternativas de energia, com o intuito de diminuir a poluição gerada pela queima de combustíveis fósseis, tem estimulado cientistas a procurar novos meios de converter e armazenar energia. Adicionalmente, mudanças climáticas e o crescimento populacional têm gerado uma preocupação crescente com relação à escassez de água. Atualmente, cerca de 3% do consumo global de energia elétrica é referente ao tratamento de águas residuais oriundas de zonas urbanas. A humanidade precisa encontrar meios de usar água limpa e potável de forma mais eficiente. O armazenamento de energia durante o tratamento de águas residuais pode encorajar a preservação ambiental, e desta forma, contribuir para um crescimento mais sustentável, pois pode tornar-se rentável para as indústrias que geram e tratam estes resíduos. Uma estratégia é a utilização de gradientes iônicos e, então, convertê-los em energia elétrica. Pesquisas têm sido realizadas com sistemas contendo soluções eletrolíticas, com diferentes concentrações, e utilizando ciclos eletroquímicos para produzir trabalho elétrico. Neste contexto, são propostos sistemas eletroquímicos, chamados máquinas ácido-base foto-assistidas, que possibilitam a conversão, e o armazenamento, de energia elétrica durante a neutralização de soluções ácidas mediante irradiação de luz UV. Configurações alternativas destes dispositivos permitem, também, a dessalinização de soluções salinas com a possibilidade de recuperar parte da energia utilizada no procedimento. O princípio operacional destes sistemas baseia-se na variação entrópica, oriunda da mudança nas atividades de prótons e íons alcalinos, como também, na conversão de energia eletromagnética em energia elétrica. Através de experimentos de prova de conceito, foi possível obter 108 kJ por mol de íon eletroinserido, valor que corresponde a 10,8 kJ dm-3 de solução ácida neutralizada. / The development of alternative energy sources to mitigate the pollution generated by fossil fuel combustion has stimulated the search for new ways to convert and to harvest energy. Climate change, pollution, and population growth have raised concern about water scarcity. Nowadays, about 3% of the global electricity is consumed by municipal wastewater treatment plants. Humankind has to find the means to use clean and potable water more effectively. One strategy to harvest energy is to employ an ionic gradient and then convert it into electrical energy. Researchers have recently tested systems that apply electrolytic solutions containing different salt concentrations to deliver work after electrochemical cycles. Energy harvesting during wastewater treatment should encourage environmental preservation and contribute to sustainable growth. In this context, electrochemical systems are proposed, so-called photo-assisted acid-base machines, which promote energy conversion and harvesting during acidic solution neutralization under UV irradiation. Also, alternative configurations of these systems allow the desalination of salt solutions with regain of part of the used energy. Operating principle of these machines is based upon entropic variation, associated with proton and alkali ion activity changes, and in the conversion of the electromagnetic energy into electrical energy. Proof-of-concept experiments provided 108 kJ per mol of electroinserted ion, which corresponds to 10.8 kJ dm-3 of neutralized acid solution.

Microrganismos simbiontes são essenciais para a exploração de dietas de baixo valor nutricional, o desenvolvimento, crescimento e a reprodução de seus hospedeiros. Insetos que se alimentam de dieta rica em materiais celulósicos, como é o caso de cupins, apresentam protozoários e/ou bactérias associadas ao trato digestivo que auxiliam na quebra do polímero de celulose e na fixação de nitrogênio. A celulose e a hemicelulose são polímeros estruturais formados por unidades de glicose, sendo a hidrólise desses polímeros de grande interesse industrial para a produção de etanol. O modo mais eficiente de hidrolisar a celulose é pelo uso de enzimas, as celulases. Os cupins apresentam grande eficiência na digestão de celulose e hemicelulose, sendo que a compreensão do processo de digestão de celulose por esses insetos pode facilitar o desenvolvimento de tecnologia mais eficiente para a quebra desse polímero. Assim, este trabalho buscou i) isolar, identificar e caracterizar microrganismos associados ao trato digestivo dos cupins Armitermes euamignathus (Isoptera: Termitidae) e Coptotermes gestroi (Isoptera: Rhinotermitidae); ii) verificar o potencial da microbiota na degradação dos principais componentes da lignocelulose (celulose, xilana e pectina); iii) caracterizar o potencial hidrolítico e determinar as condições ótimas de hidrólise (pH e temperatura das diferentes enzimas produzidas). A análise da microbiota cultivável levou à identificação de 14 filotipos para A. euamignathus e de 11 para C. gestroi, distribuídos nos quatro principais filos, Proteobacteria, Firmicutes, Bacteroidetes e Actinobacteria. A caracterização da microbiota não-cultivável levou à identificação de 17 filotipos em operários e três em soldados de A. euamignathus, enquanto que em C. gestroi foi possível identificar seis filotipos em operários e oito em soldados. O filo Firmicutes foi o mais abundante em A. euamignathus, enquanto Proteobacteria predominou em C. gestroi. O isolamento de bactérias em meio seletivo para degradação de celulose, xilana ou pectina levou à seleção de oito filotipos para A. euamignathus e cinco para C. gestroi. Extratos brutos obtidos do cultivo dessas bactérias apresentaram atividade de hidrólise de pectina e xilana, mas não celulose. Ensaios para otimização das reações de degradação indicaram a presença de enzimas que atuam em diferentes faixas de pH ótimo. Assim, a microbiota associada aos cupins estudados foi bastante diversa, apresentando ainda diferenças entre as diferentes castas desses insetos. Essa microbiota também atua em parte do processo de degradação da celulose, demonstrando o potencial que bactérias associadas ao intestino de cupins podem apresentar para a identificação de enzimas digestivas que possam ser utilizadas no processamento da celulose. / Symbionts are essential for insect hosts as they enhance the nutritional value of their host diets and support host development, growth and reproduction. Insects that feed on diets rich in cellulose, such as termites, exhibit protozoa and/or bacteria within their digestive tract that aid in breaking the cellulose and in nitrogen fixation. Cellulose and hemicellulose are polymers formed by units of glucose, and the hydrolysis of these polymers is of great industrial interest for the production of ethanol. Cellulases are the most efficient enzymes to break cellulose. Termites have a huge capacity to digest cellulose and hemicellulose; thefore, understanding the process by which they digest cellulose may allow the development of more suitable technologies devoted to the industrial utilization of cellulose. This work aimed to i) isolate, identify and characterize microorganisms associated with the digestive tract of Armitermes euamignathus (Isoptera: Termitidae) and Coptotermes gestroi (Isoptera: Rhinotermitidae), ii) investigate the potential of symbionts in the degradation of the main components of lignocellulose (cellulose, xylan and pectin); iii) characterize the hydrolytic potential and determine the optimum hydrolysis conditions (pH and temperature) for the different enzymes produced. The analysis of culturable microorganisms led to the identification of 14 phylotypes for A. euamignathus and 11 for C. gestroi, which were distributed in four Phyla, Proteobacteria, Firmicutes, Bacteroidetes and Actinobacteria. The characterization of the non-culturable microbiota led to the identification of 17 phylotypes in workers and three in soldiers of A. euamignathus, while six phylotypes were identified in workers and eight in soldiers of C. gestroi. Firmicutes was the most abundant in A. euamignathus, while Proteobacteria predominated in C. gestroi. The isolation of bacteria in selective medium to degrade cellulose, xylan or pectin led to the selection of eight phylotypes from A. euamignathus and five from C. gestroi. Crude extracts obtained from the cultivation of these bacteria showed hydrolytic activity towards to xylan and pectin, but not cellulose. Assays for optimization of enzymatic reaction indicated the presence of enzymes that act at different pH ranges great. As a conclusion, symbiont diversity was quite different between the termites species and in between the castes of these species. But the microbiota isolated also acts in the degradation of cellulose, demonstrating the potential for the gut-associated bacteria of termites may present for the identification of digestive enzymes which can be used in the processing of cellulose.

Tendo em vista o potencial de uso de biomassa obtida do capim-elefante como combustível de fonte renovável em regiões semiáridas, este trabalho teve por objetivo avaliar os efeitos de seis doses de nitrogênio (44, 200, 400, 600, 800 e 1000 kg.ha-1) e de sete lâminas de água (precipitação e irrigação com 0, 40, 54, 100, 135, 148 e 200% da evapotranspiração potencial da cultura - ETc) em sete idades de corte (46, 82, 112, 139, 169, 202 e 231 dias) sobre a produtividade de biomassa seca (BMS, kg.ha-1), altura (m) e índice de área foliar (IAF, m2.m-2) de capim-elefante, cultivar Cameroon. O experimento foi conduzido em Neossolo Quartzarênico localizado em Beberibe (CE), entre maio de 2012 e março de 2013. As doses de nitrogênio constituíram as parcelas e as lâminas de irrigação as subparcelas, segundo o delineamento em blocos casualizados, com quatro repetições. Os tratamentos de irrigação foram dispostos perpendicularmente e os tratamentos de doses de nitrogênio foram dispostos paralelamente à linha lateral de irrigação. Os blocos experimentais foram constituídos por 36 parcelas de 5 x 15 m e o tratamento sem irrigação (L0), com 6 doses de nitrogênio e 4 repetições, foi implantado em local separado para evitar influência da área irrigada. Como fonte de nitrogênio, utilizou-se o sulfato de amônio aplicado a lanço, parcelado em três aplicações. O manejo e a definição do momento de irrigação foi realizado por meio da determinação da capacidade de armazenamento de água no solo e do cálculo da ETc pelo método de Penman-Monteith-FAO. Em relação à BMS, o capim-elefante respondeu ao aumento da adubação nitrogenada e das lâminas de água nas 7 idades de corte avaliadas. O maior acúmulo de BMS ocorreu no tratamento combinado entre 135% ETc e 400 kg.ha-1 de N, aos 231 dias, com 239,85 kg.ha-1.dia-1. A produção de capim-elefante respondeu às lâminas de irrigação em todas as idades de corte analisadas e a maior resposta, em acúmulo diário de BMS de capim-elefante, obtida no tratamento 100% ETc aos 82 dias com 43,46 kg.ha-1.mm-1. As produtividades obtidas nos tratamentos 135, 148 e 200% ETc, a partir dos 82 até 231 dias de idades de corte, foram as maiores e não diferiram significativamente. A produção de BMS de capim-elefante não respondeu ao aumento da adubação nitrogenada isoladamente em seis idades de corte (a partir de 82 até 231) e houve resposta ao aumento da adubação nitrogenada isoladamente aos 46 dias de idade entre as doses 44 e 1000 kg.ha-1 de N, com 3780 e 5005 kg.ha-1 de BMS, respectivamente. A maior resposta, em acúmulo de BMS de capim-elefante, ocorreu no tratamento de 800 kg.ha-1 de N aos 231 dias com 15,383 kg.ha-1.kg-1 de N. O IAF e a altura do capim-elefante responderam às lâminas de água e não responderam à adubação nitrogenada. O IAF e a altura podem ser utilizados como parâmetro na estimativa de produção de BMS de capim elefante até 112 e 202 dias após o corte, respectivamente. Não houve correlação entre o IAF e altura do capim-elefante. / Due to the potential use of elephant-grass biomass as a source of renewable fuel in semi-arid regions, this study aimed to evaluate the effects of six nitrogen rates (44, 200, 400, 600, 800 and 1000 kg.ha-1) and seven irrigation levels (0, 40, 54, 100, 135, 148 and 200% of crop evapotranspiration - ETc) in seven cropping ages (46, 82, 112, 139, 169, 202 and 231 days) on elephant-grass, Cameroon cultivar, dry biomass yield (BMS, kg.ha-1), height (m) and leaf area index (LAI, m2.m-2). The trial was conducted in a Quartzipsamment soil located in Beberibe, Ceará State, Brazil, semiarid region, from May 2012 to March 2013. The nitrogen rates were the main plots and the irrigation levels comprised the subplots, according to a randomized block design with four replications. Irrigation treatments perpendicularly arranged (line source system sprynkler) and nitrogen rates were arranged in parallel to the lateral irrigation line. The experimental block consisted of 36 plots with 5 x 15 m and the treatment without irrigation (L0), with 6 nitrogen rates and 4 replications, was carried out in separate location to avoid infuence of the irrigated area. The nitrogen source was ammonium sulphate, was topdressed onto soil surface, in three split applications during the trial. The irrigation timing and management definition was performed by soil water storage capacity determination and through the Penman-Monteith-FAO crop evapotranspiration calculation. Regarding to BMS production, elephant-grass responded to nitrogen fertilization and irrigation in 7 evaluated periods, and the highest BMS (kg.ha-1.day-1) accumulation response was obtained in the combined treatment 135% ETc and 400 kg.ha-1 N at after 231 days with 239.85 kg.ha-1.day-1. Regarding to irrigation depths treatments, the elephant-grass production increased in all analyzed periods, and the largest BMS (kg.ha-1.day-1) accumulation response was found in treatment 100% ETc after 82 days with 43.46 kg.ha-1.mm-1 applied. The yield in treatments 125, 148 and 200% ETc in cutting ages from 82 to 231 days were the highest and did not differ significantly. The elephant-grass did not respond to nitrogen rates after 6 periods evaluated (82 to 231 days) however the N fertilization responded at the age of 46 days with 3.780 e 5005 kg.ha-1 de BMS between treatments of 44 e 1000 kg.ha-1 de N, respectively and the most intense BMS accumulation response was observed in treatment 800 kg.ha-1 of N at 231 days with 15,4 kg.ha-1.kg-1 N applied. The LAI and height of elephant-grass responded to water depths and did not respond to nitrogen fertilization. Both can be adopted as an elephant grass BMS yield estimation parameter from the age of 112 to 202 days after cutting, respectively. However, BMS versus LAI and LAI versus height interaction showed no correlation between the data collection periods, thus those variables should not be adopted for yield estimation purpose for this crop.

Para atender os seus compromissos climáticos, o Brasil planeja elevar a participação das fontes renováveis, além da hidrelétrica, na oferta de eletricidade. Segundo o Plano Decenal de Expansão de Energia (PDE 2026), a expansão da capacidade instalada no período 2017-2026 será predominantemente com investimentos na geração à gás, eólica e solar. No entanto, as áreas disponíveis e aptas para tais projetos estão concentradas, em sua maioria, nas regiões com menor PIB per capita, a exemplo da Nordeste, de modo que a expansão da capacidade instalada pode ter implicações econômico-regionais, que podem ser intensificados a depender da configuração da matriz elétrica. Não obstante a importância da temática, ainda há uma evidente lacuna na literatura. Este trabalho, portanto, analisa essa questão com o objetivo de verificar quais os impactos econômicos e regionais dos investimentos em geração de energia elétrica, com base nos cenários de expansão delineados no PDE 2026. Para tanto, é utilizado o TERM-BR10, modelo de equilíbrio geral computável, regional (bottom-up), dinâmico-recursivo e para o qual foi desenvolvido um módulo específico para simulações com o setor elétrico em que são representados oito tipos de geração de eletricidade (eólica, solar, hidráulica, biomassa, térmicas à gás, carvão, diesel e óleo combustível e outras térmicas) e em que se permite a substituição entre os diferentes tipos de geração em nível regional. Para as simulações, assume-se como linha de base a expansão prevista no Caso 8 - Expansão Dirigida, do PDE 2026, por ser a que tem menos interferência de diretrizes políticas. Já as expansões previstas para o Caso 1 (cenário de referência), o Caso 4 (redução no custo de investimento na geração solar) e o Caso 5 (sem novas usinas hidrelétricas) foram adotadas como cenários alternativos. Os resultados obtidos evidenciam que, em relação a linha de base, um plano de expansão com maior inserção de geração solar (Caso 4) pode impactar elevação acumulada de 0,45% no PIB brasileiro e de até 2,15% em regiões específicas, sendo as áreas mais beneficiadas aquelas da região Nordeste do país. Também verifica-se que um cenário sem novas usinas hidrelétricas (UHE) não implica perdas ao Brasil em termos de PIB ou emprego, o que é particularmente relevante face as exigências ambientais cada vez mais rigorosas sob esse tipo de geração. Ademais, foi também observado que as diretrizes de política inseridas nos cenários alternativos do PDE têm benefícios distributivos, com impactos positivos maiores para as regiões mais pobres e famílias com renda mais baixa. / To comply with climate agreements, Brazil intends to raise the share of non-hydro renewables in electricity supply. According to the Brazilian Decennial Energy Plan (PDE 2026), the country will expand its installed capacity in the period 2017-2026 mostly by investments in gas, wind and solar sources. However, areas suitable for those projects are regionally concentrated and, in some cases, in the poorest regions such as the Northeast. Hence, the expansion of power supply also have economic and regional implications that could be enhanced according to the configuration of the electricity matrix. Despite that, there is still a gap in the literature regarding to this topic. We explore this analyzing the economic and regional impacts of the investments in electricity generation, under various policy scenarios provided by the PDE 2026. For that, we apply a regional recursive-dynamic CGE model for Brazil, TERM-BR10, specially enhanced to deal with electricity features. TERM-BR10 has eight electricity generation types (wind, solar, hydropower, biomass, gas, diesel and oil, coal and others) and allows substitution between them in a regional level. For simulation purposes, we assume the expansion of electricity matrix of Case 8 from PDE 2026 as our baseline. In fact, this expansion is the one with less policy interventions. As our policy scenarios we assume: Case 1 (reference scenario), Case 4 (scenario with reduction in cost of investment for solar) and Case 5 (no new hydro dams). Our results show that in comparison to the baseline a supply plan with more insertion of solar source, as Case 4, could increase the national GDP by 0.45% and by 2.15% in specific regions. In this case, the Northeast regions are the most benefited. The results also show that a scenario without new hydro dams does not imply in economic loss, in terms of national GDP or employment. This is quite relevant, specially when take into account that environmental concerns have been raising for hydro projects. Besides, we also came to the conclusion that policy guidelines have welfare and distributive benefits, with greater impact to poorest regions and low income households.

A motivação para o desenvolvimento desse trabalho surge em um momento em que se verifica uma participação cada vez mais significativa das fontes energéticas renováveis não convencionais no País. Não obstante, o cenário de evolução evidencia que o arcabouço regulatório e as regras de mercado não acompanharam as especificidades inerentes à exploração dessas fontes. Como consequência, temos um setor elétrico moldado para a exploração de usinas de grande porte, como hidrelétricas e termelétricas convencionais, cuja expansão aponta para modicidade tarifária baseada em preço de venda de energia calculado de forma isolada, sem considerar os custos indiretos e as externalidades de cada fonte. Por essa razão, para que se mantenha adequado ritmo de inserção na matriz energética, devem ser buscadas opções para que fontes renováveis não convencionais sejam cada vez mais competitivas na atual configuração do mercado energético. A contribuição dessa pesquisa, portanto, centra-se na identificação do comportamento energético complementar, com suporte de estudos e simulações envolvendo a sazonalidade na produção e as características particulares de cada fonte, permitindo incrementos de produção e receita, sem aumentar o risco de perdas. Tal ganho é possível em virtude das compensações energéticas feitas entre as diferentes fontes em um portfólio combinado, mitigando a receita em risco decorrente das variações que existem nos preços de curto prazo e na produção energética. As simulações foram divididas em três etapas, de forma evolutiva e complementar. A primeira considera quatro fontes distintas: biomassa, eólica, solar e pequena central hidrelétrica (PCH), combinadas em diferentes portfólios, com o objetivo de identificar o arranjo com maior receita, dada a probabilidade de valores abaixo de um mínimo estabelecido. A segunda analisa a complementação entre uma PCH e quatro diferentes parques eólicos com histórico de geração reconstituído a partir de velocidades de vento desde 1948, obtidas a partir de modelo de Mesoescala, caracterizando uma evolução em relação à primeira simulação, onde foram considerados dados determinísticos, além da utilização do CVaR como critério de risco. Finalmente, a última etapa considerou a entrada gradual de uma fonte renovável em um portfólio hidráulico existente, com o objetivo de analisar o comportamento do risco. / The motivation to write this thesis has arisen at a time when the participation of nonconventional renewable sources in the Brazilian electric energy matrix has become more significant. However, the scenario of the regulatory framework and market rules has not followed the specificity of the nature of these sources. Therefore, the electric sector is shaped for the exploitation of large power plants, such as the conventional hydro and thermal; at the same time, the expansion aims at tariff reduction based on energy selling prices alone, putting aside indirect costs and externalities of each source. In order to maintain a higher growth rate in the national electric matrix, nonconventional renewable sources must find alternatives to the current electric market. Therefore, the purpose of this study is to identify a complementary pattern for these sources by means of studying and simulating seasonality of energy production and specific features of each one. This allows revenues increase while mitigating risks in a scenario where spot prices and energy production vary greatly. Such gains are possible due to differences amongst each source considered in the simulations, compensating the results in a diversified portfolio. Simulations were divided into three stages and carried out in an evolutionary and complementary manner. The first stage involves four different renewable sources: biomass, wind, solar and small hydro power. All of these sources were combined in different portfolios in order to identify an arrangement that provides the best revenue giving an acceptance of risk, measured by probability of revenue under a minimum settled value. The second stage has analysed the complementation between a small hydro and four different fields of wind power plants. In addition, the wind generation data was a reconstruction of wind speed data validated since 1948, with the aid of Mesoescale Models; an evolution in comparison to the first stage, which has used deterministic information. Another improvement was that the risk was measured using the CVaR (Conditional Value at Risk). Finally, an increasing amount of renewable source was added into an existing hydraulic portfolio, in order to analyse the risk effects of the combination.