Orientador: Afonso Lopes / Banca: Leomar Paulo de Lima / Banca: Newton Scala Junior / Banca: Murilo Coelho Theodoro Neves / Banca: Priscila Sawasaki Iamaguti / Resumo: Preocupações com o esgotamento do petróleo, as demandas crescentes por energia e os regulamentos de emissões, tem motivado a comunidade científica a buscar alternativas estratégicas. Diante de tal contexto, a produção e a utilização do biodiesel em motores de ciclo diesel é um tema de muito interesse e representa uma janela de oportunidades para o Brasil, pois este é um combustível de cunho socioambiental, capaz de minimizar a emissão de poluentes advindos das emissões de escape. Entendendo que este é assunto que compreende as esferas econômicas, jurídicas e socioambientais, o presente trabalho teve por objetivo discorrer sobre os padrões para controle de emissões de escape em máquinas agrícolas, bem como comparar a opacidade da fumaça de um trator agrícola funcionando com óleo diesel B S50 e proporções (B0, B5, B15, B25, B50, B75 e B100) de biodiesel de palmeiras (babaçu, tucumã e buriti). A legislação brasileira está cada vez mais rigorosa em relação aos padrões de emissões advindas de gases de escape. Assim, na comparação com diesel BS50, notou-se que a opacidade da fumaça de um trator agrícola foi menor ao se aumentarem proporções de biodiesel, sendo que o biodiesel de babaçu (B100) foi o que apresentou melhor resultado para os fatores tipo e proporção de biodiesel. / Abstract: Concerns about the depletion of oil, growing demands for energy and emissions regulations, have motivated the scientific community to get strategic alternatives. In this context, the production and use of biodiesel in diesel engines is a topic of great interest and represents a window of opportunity for Brazil, since this is a socioenvironmental fuel, capable of minimizing the emission of pollutants from emissions. Understanding that this is a subject that encompasses the economic, juridical and socioenvironmental spheres, the present work had as objective to discuss the standards for control of exhaust emissions in farm tractor test, as well measure the opacity of the smoke of a tractor running on diesel oil B S50 and proportions (B0, B5, B15, B25, B50, B75 and B100) of palm biodiesel (babassu, tucumã and buriti). Brazilian legislation is becoming more stringent in relation to emission standards from exhaust gases. Thus, in the comparison with diesel BS50, it was observed that the opacity of the smoke of an agricultural tractor was smaller when increasing proportions of biodiesel, being that the babassu biodiesel (B100) was the one that presented the best result for the type factors and proportion of biodiesel. / Doutor

Orientador: Francisco Carlos Lavarda / Banca: Luiz Carlos da Silva Filho / Banca: Welber Gianni Quirino / Resumo: Atualmente existe uma grande demanda no desenvolvimento de novas fontes de energia. Uma das possíveis alternativas para produção de energia são as células solares e, dentre estas, as células solares orgânicas. Estas ainda apresentam baixa eficiência na conversão de energia, por isso um grande número de pesquisas vem sendo realizadas com o intuito de melhorar suas características. No presente trabalho estudamos os componentes aceitadores de elétrons, utilizados na camada ativa das células solares orgânicas, especificamente aqueles formados por C60 e seu derivados, que têm sido amplamente estudados, devido ao seu bom desempenho. Estes estudos visam principalmente ajustar os níveis eletrônicos, assim possibilitando o aumento da tensão de circuito aberto e, por sua vez, aumentando a eficiência de conversão de energia. Nesse trabalho propõe-se uma metodologia que apresenta bons resultados na representação das propriedades estruturais e eletrônicas dos sistemas aqui estudados. Esta metodologia utiliza níveis de teoria semi-empíricos e ab initio. Também foram investigados métodos para correlacionar as propriedades eletrônicas dos materiais estudados com a tensão de circuito aberto, já que esta tensão está diretamente relacionada à eficiência das células solares orgânicas. Através deste trabalho encontramos um método capaz de simular a tensão de circuito aberto com desvio médio de 13%. Por fim, investigamos possíveis substituições químicas em derivados de C60. A partir desse estudo, notamos padrões de comportamentos nos níveis eletrônicos ocasionados de acordo com o tipo de substituinte / Abstract: Today, there is a great demand in the development of new energy resources. One of the possible alternatives for energy production are solar cells and, among them, organic solar cells. They still have low efficiency in energy conversion, therefore a lot of research has been conducted in order to improve their characteristics. In this work we studied the electron acceptor components, used in the active layer of organic solar cells, specifically those formed by C60 and its derivatives, which have been widely studied because their good charge transport properties. These studies mainly aim at adjusting the electronic levels, thus enabling the increase of the open circuit voltage and increasing the efficiency of energy conversion. In this work we propose a methodology that provides good results in the representation of the structural and electronic properties of the systems hereby studied. This methodology is a mix of semiempirical and ab initio theory levels. We also investigated methods to correlate the electronic properties of materials studied with the open circuit voltage, as this is directly linked to the efficiency of organic solar cells. Through this work we found a method to simulate the open-circuit voltage with a medium deviation of 13%. And finally, we investigate possible chemical substitutions on the C60 derivatives. From this study, we observed patterns in electron levels behavior caused according to the type of the substituent / Mestre

nÃo hà / Ce travail se concentre sur l`investigation des variables significatives relatives à la consommation dâÃnergie Ãlectrique et à la croissance Ãconomique de l`Ãtat du CearÃ. Il a comme objectif de mettre en Ãvidence des ÃlÃments pour orienter le dÃveloppement des sources alternatives d`Ãnergie, en particulier de l`Ãnergie Ãolienne. Nous traitons du processus de structuration du marchà brÃsilien d`Ãnergie Ãlectrique et effectuons une analyse des relations entre l`offre et la demande d`Ãnergie Ãlectrique dans l`Ãtat du CearÃ. Ensuite, en argumentant avec des Ãtudes et des donnÃes statistiques, le travail identifie le potentiel de gÃnÃrer de lâÃnergie Ãlectrique grÃce à lâÃnergie Ãolienne dans l`Ãtat du CearÃ, et prÃsente des calculs de rentabilità financiÃre pour l`insertion de projets Ãoliens sur le marchà des Ãmissions. Au final, cette recherche fait des propositions de modÃles ÃconomÃtriques et des simulations de prÃvisions qui permettent d`analyser lâÃvolution de la demande d`Ãnergie Ãlectrique dans lâÃtat mentionnÃ. Nous mentionnons le besoin en Ãnergie Ãlectrique face à des scÃnarios de croissance Ãconomique et la possibilità de couvrir la diffÃrence attendue grÃce à l`Ãnergie Ãolienne. / O trabalho orienta-se pela investigaÃÃo de variÃveis significativas relacionadas ao consumo de energia elÃtrica e ao crescimento econÃmico do estado do CearÃ. Objetiva a apreensÃo dos elementos que norteiam o desenvolvimento das fontes alternativas de energia, em particular a eÃlica. Discute o processo de estruturaÃÃo do mercado brasileiro de energia elÃtrica e analisa as relaÃÃes entre oferta e demanda no estado do CearÃ. ExpÃe atravÃs de estudos e dados a lideranÃa potencial detida pelo estado do Cearà na geraÃÃo de energia eÃlica, e apresenta ferramentas de incremento financeiro atravÃs da inserÃÃo dos projetos eÃlicos no mercado de emissÃes. A pesquisa propÃe modelos economÃtricos e simulaÃÃes de previsÃes que permitem analisar o comportamento da demanda de energia elÃtrica, bem como o potencial energÃtico necessÃrio ante cenÃrios de crescimento econÃmico, e a possibilidade do diferencial ser suprido por energia eÃlica.

Orientador: Jürgen Andreaus. / Dissertação (mestrado) - Universidade Regional de Blumenau, Centro de Ciências Exatas e Naturais, Programa de Pós-Graduação em Química.

Orientador: Sérgio Henrique Lopes Cabral. / Dissertação (mestrado) - Universidade Regional de Blumenau, Centro de Ciências Tecnológicas, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica.

Externalidades são custos ou benefícios que não estão incluídos nos preços. Os conceitos e as técnicas da Economia do Bem-estar são usados na identificação e avaliação das externalidades com a finalidade de atingir o uso ótimo dos recursos ambientais. Existe um considerável número de externalidades na cultura de cana-de-açúcar e na industrialização do álcool como as queimadas que precedem o corte, a destinação da vinhaça e do bagaço, e o padrão de uso dos recursos naturais. Este trabalho estuda estas externalidades e dá sugestões sobre as técnicas que podem ser usadas para identicá-las e avaIiá-Ias. / Externalities are costs or benets not included in the prices. The concepts and the techniques of Welfare Economics are used in the identication and evaluation of externalities in order to reach an optimal use of the environment There is e considerable amount of externalities in sugar cane plantation and in the alcohol industry such as the burnings carried out before the harvest as well as in vinasse and bagase destination and the pattem of the use of natural resources. This work studies these externelities and gives sugestions on the techniques that can be used to identify and evaluate them.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:35:46Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2013-11-12Bitstream added on 2014-06-13T20:07:25Z : No. of bitstreams: 1 000759124.pdf: 1601196 bytes, checksum: e9bfb948d9cb87bf323723298fc5f1e4 (MD5) / A crescente demanda por recursos energéticos renováveis tem impulsionado o desenvolvimento de plantios florestais com maior eficiência na produção de madeira com qualidade para este fim, mas com viabilidade econômica e com mínimos danos a sustentabilidade dos sítios de produção, fatores que objetivaram e justificaram o presente trabalho com Eucalyptus grandis x E. urophylla em sistemas de curta rotação. O experimento foi instalado em 2008, nos espaçamentos de 2,8x0,5 m, 2,8x1,0 m, 2,8x1,5 m, 2,8x2,0 m e 2,8x2,5 m, com três níveis de adubação. A aplicação de adubos foi NPK 6-30-6 no plantio nas doses de 70, 140 e 280 g.planta-1 e na cobertura foi de NPK 20-0-20 nas doses de 25, 50 e 100 g.planta-1 aos 60 dias, 35, 70 e 140 g.planta-1 aos 140 dias e 50, 100 e 200 g.planta-1 aos 360 dias após o plantio. Árvores amostra foram colhidas em três ocasiões, aos 18 meses, 24 meses e 30 meses para avaliações de volume, massa seca de madeira e atributos energéticos produtividade energética, acúmulo de cinzas, lignina e extrativos na madeira e exportação de nutrientes. Baseando-se no estudo de caso dos custos operacionais da empresa para a produção de briquetes, foram simulados os indicadores econômicos valor presente líquido, razão beneficio custo e custo médio de produção. A maior produção de volume de madeira com casca ocorreu aos 30 meses, no espaçamento de 2,8x0,5 m e 2,8x1,0 m, considerando que nesta idade a média estimada foi de 167 m³.ha-1. Com relação a massa seca de madeira, médias de 70 e 90 t.ha-1 foram encontradas nos espaçamentos mais adensados e com maior aplicação de adubo. A produtividade energética foi maior em espaçamentos mais adensados,... / The growing demand for renewable energy resources has driven the development of forest plantations with greater efficiency in the production of quality wood for this purpose, but with economic viability and sustainability with minimal damage to the sites of production, factors that objected and justified the present work. The experiment was installed in 2008 on a farm in which it produces wood briquettes, the spacing of 2.8x0.5 m, 2.8x1.0 m, 2.8x1.5 m, 2.8x2.0 m and 2.8x2.5 m, with three levels of fertilization. The application of fertilizers was NPK 30-6 at planting at doses of 70, 140 and 280 g/plant and the coverage was NPK 20-0-20 at doses of 25, 50 and 100 g/plant at 60 days, 35, 70 and 140 g/plant at 140 days and 50, 100 and 200 g/plant at 360 days after planting. Sample trees were harvested on three occasions, at 18 months, 24 months and 30 months for evaluation of volume, dry mass and the energy attributes energy productivity, accumulation of ash, lignin and extractives in wood and XII nutrient export. Based on the case study of the company's operating costs for the production of briquettes, economic indicators were simulated net present value, benefit cost ratio and average cost of production. The largest production volume of wood with bark occurred at 30 months, spaced 2.8x0.5 m and 2.8x1.0 m, whereas this age the estimated average was 167 m³/ha. With respect to dry mass, averaging 70 and 90 t/ha were found in denser spacing and greater application of fertilizer. The productivity was higher in energy narrower spacing plant, 2.8x0.5 m and 2.8x1.0 m, especially when obtained at 30 months in the case of trees planting between 0.5 m of space reached average 40 tep/ha. Already compounds lignin, extractives and ash were found in greater accumulation in trees harvested wider spacing, and the ash content of around 1% due to the presence of bark in the sample...

Orientador: Vicente Luiz Scalon / Banca: Alcides Padilha / Banca: Ismael de de Marchi Neto / Resumo: Atualmente a disponibilidade de energia é uma uma grande preocupação da humanidade, pois a maior porcentagem da energia consumida é oriunda da exploração de recursos naturais, como o carvão mineral, gás natural e petróleo. Neste cenário, as energias renováveis têm um papel muito importante. As hidroelétricas, biomassa, eólica, geotérmica, solar, entre outras são a solução da disponibilidade de energia para o futuro. Dentre tais energias, a energia solar merece um destaque pelo seu enorme potencial, porém muito ainda é preciso progredir para aumentar a eficiência destas fontes. Com esse intuito, este trabalho tem como foco estudar a influência na eficiência de coletores solares planos ao introduzir barreiras em sua cavidade interna, a fim de bloquear a livre circulação do ar, desta maneira, diminuindo a perda de calor pela convecção interna. Foi realizado testes experimentais com as mesmas características térmica e geométricas dos espaços de confinamento de ar. O fluxo de calor é introduzido através de resistências elétricas e acompanhamento de um controle eletrônico para garantir que a temperatura permaneça constante ao longo de toda a base (chapa de alumínio). Com a monitoração e coleta dos dados da potência elétrica dissipada e as temperaturas do volume de controle estudado, foi analizado o comportamento do coeficiente convective natural, possibilitando a análise ao variar o número de barreiras (cavidades) assim como sua inclinação, sendo possível notar uma redução do coeficiente convectivo com o uso de barreiras / Abstract: Currently the availability of energy is a major concern of humanity, for the largest percentage of energy consumed comes from the exploitation of natural resources, such as coal, natural gas and oil. In this scenario, renewable energies have a very important role. Hydroelectric, biomass, wind, geothermal, solar, among others are the solution to the because of its enormous potential, however much progress is still needed to increase the efficiency of these sources. To this end, this work focuses on studying the influence on the efficiency of solar collector plans to its internal cavity in order to block the free flow of air, thus, reducing heat loss by internal convection. Experimental testing was performed with the same thermal and geometrical characteristics of the air spaces of confinement. The heat flow is introduced through electrical and accompanied by an electronic control to ensure that the resistance temperature remains constant over the entire base (aluminum plate). With monitoring and data collection of dissipated electrical power and temperature control volume studied was verified behavior of the coefficient of the film, allowing the analysis to vary the number of barriers (wells) and the slope, which was noticeable reduction convective coefficient using barriers / Mestre

Resumo: Neste trabalho é desenvolvida uma metodologia para a alocação dos custos dos produtos por uma mini-estação de tratamento de esgotos, com vistas a realizar a análise da viabilidade econômica do investimento necessário para a sua implantação, inclusive caracterizando-a como a melhor escolha a ser adotada na solução de saneamento básico em zonas rurais e em regiões de limitado poder aquisitivo, além de que tem potencial energético face à sua capacidade de transformar em eletricidadea energia contida no biogás gerado. Essa metodologia á aplicada ao sistema instalado no campus de Guaratinguetá da Faculdade de Engenharia da Universidade Estadual Paulista, tendo sido estabelecidas as condições iniciais a partir da realidade vivida no campus e sendo relacionadas as características termodinâmicas do sistema, a partir do seu diagrama de processo. As características associadas ao diagrama de processo possibilitam construir o diagrama funcional termoeconômico do sistema e determinar as equações referentes às funções exergéticas desse sistema e os respectivos valores das exergias associados. Após esses cálculos, elabora-se um modelo estrutural para avaliar os custos de seus produtos (biogás, biofertilizante, água em condições de re-uso e energia elétrica) e avaliar a viabilidade econômica em função do retorno de capital investido. A seguir, a mesma metodologia á aplicada a um sistema comercialmente disponível, com características de tratamento muito próximas às da mini-ETE. A partir dos resultados obtidos, é possível verificar que a mini-estação de tratamento de esgoto é uma alternativa viável e muito atraente sobre o ponto de vista técnico-econômico, pois além de apresentar auto-suficiência energética, possui um retorno de investimento de aproximadamente um terço do tempo do sistema comercialmente disponível com características semelhantes para tratamento. / Abstract: In this work a methodology that allows for the allocation of costs of the generated products for a small wastewater treatment station is developed, and used to perform an analysis of its economic feasibility, to justify the investment, beside its characterization as one of the best choice to be adopted as a basic sanitation solution in rural areas, and in areas characterized by low income population, together with a major energy potential because of its capability to transform the generated biogas into electric energy. For this purpose, the methodology is applied to a system established at Guaratinguetá Campus, School of Engineering, São Paulo State University. After establishing initial conditions based on site evaluation, the thermodynamics features of the system are related based on its process diagram. Such features, associated to process diagram, make it possible to build the thermoeconomi functional diagram for the system under analysis and, after words, the equations related to exergetic functions for the system are determined and the exergy values are calculated. After these calculations, a structural model is developed, in order to provide its products costs (biogas, biofertilizer, water in reuse conditions and electric energy). The economic viability is evaluated as a function of the estimated return on investment. The same methodology is then applied to a commercially available system, with characteristics close to a small wastewater treatment station. Based on the results of this work it is possible to verify that the small wastewater treatment station is a viable and attractive alternative in the technical and economic point of view, showing self-sufficiency in energy, and a pay-back period about one-third of estimated time of the commercial system referred to with similar features. / Orientador: José Luz Silveira / Coorientador: Giorgio Eugenio Oscare Giacaglia / Banca: Luiz Octavio Mattos dos Reis / Banca: Joaquim Antonio dos Reis / Banca: José Rui Camargo / Banca: Sebastião Cardoso / Doutor

Made available in DSpace on 2016-05-17T16:51:41Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2015-10-20. Added 1 bitstream(s) on 2016-05-17T16:55:28Z : No. of bitstreams: 1 000864141.pdf: 2474920 bytes, checksum: 0df8cf23c83271ed498848b27a4c4cdc (MD5) / Com a motivação existente pela necessidade de crescimento das novas fontes de energia alternativas, bem como pelos avanços das tecnologias para os sistemas de conversão de energia, o presente estudo propõe a utilização do conversor integrado três estados Buck-Boost monofásico para o aproveitamento da energia proveniente dos sistemas solares fotovoltaicos. Os sistemas de painéis fotovoltaicos fornecem tensões contínuas, contudo, a grande maioria de aparelhos ou cargas de uso domiciliar necessita de tensões alternadas, com valores eficazes nominais de 127 V ou 220 V, no Brasil. Isso leva à necessidade do estudo de estruturas conversoras CC-CA, conhecidas como inversores. Considerando que as tensões alternadas fornecidas pelos inversores encontram-se dependentes do valor máximo da tensão de entrada, é indispensável a inclusão de um estágio elevador no sistema geral, antes de fornecer energia para as cargas, resultando, assim, em uma redução no rendimento, devido à quantidade de componentes, ao aumento de peso e ao volume. Nesta dissertação, o inversor estudado realiza, em uma única estrutura, a função do estágio elevador ou redutor, garantindo níveis reduzidos de distorção harmônica na corrente injetada e tensão de saída no modo ilhado, com um bom rendimento, fornecendo energia para cargas conectadas em modo de operação ilhado ou conectado à rede. Neste conversor, o sistema de chaveamento de três estados proporciona uma melhora das características dinâmicas. A adição do terceiro estado simplifica o controle por modo tensão, na medida em que elimina o zero presente no semiplano direito da função de transferência do conversor Buck-Boost convencional. Para o desenvolvimento das estratégias de controle, adotou-se o modelo matemático por valores médios instantâneos, em espaço de estados. Adicionalmente, foi realizada uma revisão e avaliação de alguns dos algoritmos de MPPT (Maximum Power Point... / The current motivation of growing need for new alternative energy sources, as well as by improvements in technologies for energy conversion systems, this study proposes the use of the single-phase tri-states Buck-Boost integrated converter for the use of energy from solar photovoltaic systems. Photovoltaic systems provide DC voltages and, on the other hand, the large majority of machines or domestic use loads require alternating voltage with RMS values of 127 V or 220 V in Brazil. This points out to the need to study of DC-AC converter structures, known as inverters. Due to the limitation that the alternating voltage supplied by the inverters are dependent on the maximum value of the input voltage, the inclusion of an elevator stage in the general system is necessary, before providing power to the load, thus resulting in a reduction in the performance by the number of components, increased weight and volume. In this dissertation, the studied inverter performs, in a single structure, the functions of the elevator stage or reducer stage, also performs the continues in alternating voltage conversion function, ensuring reduced levels of harmonic distortion in the current injected to the main grid and the output voltage in islanding mode, with an increase performance in the output voltage, and that should provide power to loads connected in both modes islanding or grid connected. In the presented converter, the switching system of three states has improved the behavior of dynamic characteristics due to the addition of the third estate, simplifying the control by eliminating the zero present in the right half-plane of the transfer function of Buck-Boost inverter, controlled in voltage mode. For the development of control strategies is adopted the mathematical model for instantaneous average values. The modeling of the structure is made by the mean values method in the state spaces. Additionally, is carried out a review and assessment of some ...