O suprimento de energia elétrica a municípios localizados no interior da Região Amazônica é de consecução tecnicamente complexa, de alto custo e potencialmente gerador de impactos ambientais. Tais municípios não têm grande demanda por energia elétrica, entretanto, o direito ao acesso à mesma deve ser considerado e atendido. O objetivo deste estudo é avaliar a situação atual de suprimento de energia elétrica em municípios do interior da Região Amazônica, considerando suas especificidades e necessidades, bem como apresentar uma análise sobre a utilização do gás natural na geração da energia elétrica em subsituição aos combustíveis atualmente utilizados em cada caso. Para este estudo foram selecionados sete municípios da Região Amazônica: Anamã, Anori, Caapiranga, Coari, Codajás, Iranduba e Manacapuru, que poderão ser atendidos pelo gasoduto Urucu-Manaus. / The electric energy supply to cities located in the countryside of Amazon Region is technically complex, has high cost and is potentially a cause of environmental impact. Such cities don\'t have a big demand on electric energy; however, the right of access to electric energy must be considered and attended. The objective of this study is to evaluate the present situation of the electric energy supply in cities located in the countryside of Amazon Region, considering its needs and specific characteristics, as well as to present an analysis about the uses of natural gas in electric energy generation in substitution to the fuels used in each case. For this study were selected seven cities in Amazon Region: Anamã, Anori, Caapiranga, Coari, Codajás, Iranduba, and Manacapuru, which can be attended by the Urucu-Manaus Gas Pipeline.

O modelo brasileiro de geração de energia elétrica possui características muito peculiares em relação aos demais países do mundo. Seu vasto parque hidrelétrico possibilitou ao país utilizar indiscriminadamente a eletricidade em diversas formas de uso final. Porém, com a transição do modelo hídrico para um modelo misto de geração, surge um novo paradigma de eficiência energética. A eletricidade consumida em usos finais térmicos pode agora ser substituída por diferentes fontes energéticas de origem química, como o gás natural e a biomassa. Nesse novo cenário, a energia primária pode ser convertida tanto em energia elétrica, quanto em energia útil, na forma de calor. O objetivo desta pesquisa foi identificar a distorção presente no atual modelo energético nacional e avaliar o potencial de economia de energia primária possível de ser obtido pela substituição de eletricidade por fontes de origem química, em usos finais térmicos. A hipótese formulada é de que o uso racional da energia, segundo sua qualidade exergética e finalidade de uso, pode reduzir significativamente o consumo de energia primária. Para comprovar essa hipótese, foram realizadas estimativas de substituição de eletricidade por gás natural, nos usos finais térmicos de todos os setores de consumo. Além disso, foi realizada uma análise comparativa entre diversos países do mundo, quanto ao uso do calor em suas matrizes energéticas, a fim de estimar o percentual de eletricidade que poderia ser substituído no Brasil e a quantidade de energia química equivalente que seria demandada. Também foram estimados os possíveis ganhos ambientais decorrentes de tal substituição. Os resultados obtidos mostram a relevância do tema e o impacto que uma política de uso racional da energia poderia alcançar. / The electrical generation model of Brazil has a peculiar characteristic regarding other countries. Its large hydropower capacity allowed the indiscriminate use of the electricity for several kinds of end uses. However, with the transition of the hydroelectric generation model for a mixed generation model, a new paradigm of energy efficiency appears. The electricity consumed in the thermal end uses can be now substituted by other energy sources like natural gas and biomass. In that new scenario, the primary energy can be converted in electricity as well as useful energy. The objective was to identify the existent distortion in the current Brazilian model and to evaluate the economy potential of primary energy that could be obtained substituting the electricity by chemical energy in thermal end uses. The formulated hypothesis is that the rational use of energy, according to its exergy quality and purpose of use, can reduce significantly the primary energy consumption. The substitution of electricity by natural gas was simulated for all the thermal end uses of the energy mix. Besides, a comparative analysis taking into account other countries was carried out about the use of heat in the energy mixes, in order to estimate the electricity percent that could be substituted in Brazil and the equivalent amount of chemical energy that would be demanded. The possible environmental gains promoted by that substitution was also estimated. The results show the relevance of the theme and the impact that a policy of energy efficiency could attain.

A determinação de cada espécie que compõe uma mistura gasosa tem sido alvo de muitas pesquisas. Existem equipamentos para tal finalidade tais como, cromatografia gasosa, espectroscopia de infravermelho e sensores. A fim de viabilizar uma aplicação de baixo custo para a determinação da concentração de espécies em uma mistura gasosa, neste trabalho, é proposto um aparato para sensoriamento de H₂, CH₄ e CO encontrados em gases combustíveis. O sensoriamento é efetuado por quimioresistores de SnO₂ comercialmente disponíveis. O aparato consiste de um sistema de coleta da mistura gasosa e de sua diluição antes de seguir com a análise feita pelos sensores, obedecendo aos requisitos de segurança contra explosões. O aparato foi submetido a 125 diferentes misturas oriundas da combinação das concentrações de 0, 200, 800, 1500 e 2000 ppm de cada espécie gasosa utilizando o nitrogênio (99,999%) como gás de arraste. As amostragens foram avaliadas sob dois diferentes métodos de recuperação dos sensores: forçado e natural. Através dos resultados experimentais obtidos, foi observado que: a sensibilidade cruzada dos sensores de CO e de CH₄ é bastante elevada enquanto que o sensor de H₂ apresentou maior seletividade e, o método de recuperação natural apresentou melhores resultados em função da estabilidade térmica do sistema. Uma rede neural artificial foi desenvolvida e treinada com o objetivo de superar o problema das sensibilidades cruzadas. Os resultados obtidos pela rede neural são promissores e apresentaram erro máximo de 0,1 % para o hidrogênio, 23% para o metano e 29% para o monóxido de carbono para a obtenção da concentração absoluta de H₂, CH₄ e CO encontrados em misturas com composições conhecidas de antemão. / The achievement of the content of each component of a gas mixture from gasifiers has been a matter of several studies. There are specific techniques for this purpose, such as: gas chromatography, infrared spectroscopy and sensors. In order to allow a low cost application for obtaining the concentrations in a gas mixture, this study proposes a set up for sensing H₂, CH₄ and CO found in fuel gases produced by gasifiers. The sensing is performed by commercially available chemiresistors of SnO₂. The proposed set up collects the gas mixture and dilutes it before proceeding the sensing step, based on the safety requirements to avoid explosion. 125 different gas mixtures were prepared from the combination of 0, 200, 800, 1500 and 2000 ppm of H₂, CH₄ and CO using nitrogen (99.999%) as the carrier gas. The samples were evaluated under two different methods for sensor recovery: forced and natural. Based on the results, it was established that: the cross sensitivity of the CO and CH₄ sensors is too high while the H₂ sensor presents higher selectivity (almost 100%) and the natural recovery method showed improved results because of the better thermal stability of the system. An artificial neural network was developed and trained with the purpose of overcoming the problem of cross sensitivities. The results achieved by means of the neural network are promising and indicated a maximum error of 0.1% for hydrogen, 23% for methane and 29% for carbon monoxide when the absolute concentration of H₂, CH₄ and CO found in the gas mixtures are obtained from well known compositions.

O titanato de estrôncio (SrTiO3) é um óxido de estrutura perovskita e tem sido intensamente estudado para uso em diversas aplicações, entre elas, como suporte catalítico. Entretanto, sua utilização especificamente na reação de deslocamento gás-água ainda é pouco explorada. Esta reação é de interesse para a produção de hidrogênio livre de CO, necessário para aplicações como o abastecimento de células de combustível. Este trabalho de tese teve como objetivo o estudo dos compostos SrTi1-xCuxO3, CuO/SrTiO3 e NiO/SrTiO3 como catalisadores para a reação de deslocamento gás-água, uma vez que, dentre os metais de baixo custo, Cu e Ni são altamente ativos para esta reação. As amostras SrTi1-xCuxO3 foram sintetizadas pelo método dos precursores poliméricos com calcinação em N2 e O2, possibilitando a obtenção de partículas de maior área superficial em comparação com a calcinação convencional em atmosfera ambiente. Para as amostras CuO/SrTiO3 e NiO/SrTiO3, o suporte SrTiO3, foi sintetizado pelo método de sol-precipitação e a impregnação com cobre e níquel foi realizada por via úmida. As técnicas de absorção e difração de raios-X in situ em condições de reação mostraram a estabilidade da estrutura e do estado de oxidação após o tratamento de redução. Imagens de microscopia eletrônica de varredura (MEV) e de transmissão (TEM) em conjunto com a espectroscopia de raios-X de energia dispersiva (EDX) foram utilizadas a fim de estabelecer uma relação entre a atividade catalítica e o teor a dispersão de fase ativa sobre o suporte. Todas as composições estudadas se mostraram ativas entre 250 e 350°C, entretanto, a composição NiO/SrTiO3 com 10% de Ni apresentou o melhor resultado, com uma conversão de CO a 350°C, próxima ao equilíbrio e estável por um período mínimo de10 h. / Strontium titanate (SrTiO3) is an oxide of perovskite structure and has been extensively studied for use in several applications, including as catalytic support. However, its use specifically in the water-gas shift reaction is still little explored. This reaction is of interest for the production of CO-free hydrogen, required for applications such as in fuel cell. This work aimed to study SrTi1-xCuxO3, CuO/SrTiO3 and NiO/SrTiO3 compounds to be applied as catalysts for the water-gas shift reaction, since, among the low-cost metals, Cu and Ni are highly active for this reaction. The SrTi1-xCuxO3 samples were synthesized by the polymeric precursor method with the samples submitted to a N2 and O2 calcination, making possible to obtain particles with a larger surface area compared to conventional calcination in ambient atmosphere. For the CuO/SrTiO3 and NiO/SrTiO3 samples, the SrTiO3 support was synthesized by the sol-precipitation method and the impregnation with copper and nickel on the support was performed by a wet method. The in situ X-ray absorption and diffraction techniques under reaction conditions showed the stability of the structure and the oxidation state after the reduction treatment. Scanning electron microscopy (SEM) and transmission (TEM) images in conjunction with energy dispersive X-ray spectroscopy (EDX) were used in order to establish a relationship between the catalytic activity and the content and dispersion of the active phase on the support. All the compositions studied were active at 250 to 350 °C, however, the NiO/SrTiO3 sample with 10% of Ni presented the best result, with a CO conversion at 350 °C, close to equilibrium and stable for a minimum of 10 h.

O aumento contínuo das emissões de gases causadores do efeito estufa resulta em níveis elevados de aquecimento do planeta. Estes efeitos, relacionados à mudança do clima, representam impactos na saúde humana, na produção de alimentos, nos ecossistemas e no abastecimento hídrico. Com o abastecimento hídrico afetado, as águas de menor qualidade para fins de irrigação, tornam-se importantes fontes hídricas para produção de alimentos. Dessa forma, objetivou-se estudar a tolerância da mini melancia à salinidade, bem como a resposta da cultura ao incremento de CO2 atmosférico, sob irrigação salina e não salina. O primeiro experimento foi realizado na Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz (ESALQ-Piracicaba), em casa de vegetação. Cultivaram-se plantas de mini melancia, cv. Smile, irrigadas com água de diferentes condutividades elétricas- CEa (1, 2, 3, 4 e 5 dSm-1) com o objetivo de estudar a tolerância das plantas, em função do estresse salino. O segundo experimento foi realizado no Centro Nacional de Pesquisa de Informática Agropecuária (CNPTIA-Campinas) em duas câmaras de crescimento. Com objetivo de estudar como o incremento do CO2 atmosférico afeta a tolerância à salinidade da mini melancia cv. Smile. Na primeira câmara de crescimento (C1), cultivaram-se as plantas irrigadas com águas de diferentes condutividades elétricas- CEa (1 e 5 dSm-1), com aumento da concentração atmosférica de CO2 para 800 ppm. Na segunda câmara de crescimento (C2), cultivaram-se as plantas irrigadas com as mesmas condutividades elétricas da C1, entretanto com a concentração de CO2 atmosférico de 400 ppm. A salinidade afetou negativamente e o aumento da concentração de CO2 afetou positivamente a massa e o tamanho dos frutos da mini melancia. Assim, conclui-se que a mini melancia cv. Smile é moderadamente sensível à salinidade e que o aumento da concentração de CO2 atmosférico favorece o desenvolvimento dos frutos irrigados com água salina e não salina. / The continued increase in emissions of greenhouse gas effect inducing gases results in the warming of the planet. These climate change-related effects impact human health, food production, ecosystems and water supply. With the water supply affected, lower quality water becomes a possible water source for food production. Thus, the purpose of this analysis was to study the tolerance of mini watermelon to salinity and the crop response to increasing atmospheric CO2 in saline and non-saline irrigation. The first experiment was conducted at the School of Agriculture \"Luiz de Queiroz\" (ESALQ-Piracicaba), under greenhouse conditions. Mini watermelon plants were cultivated and irrigated with water of different electrical conductivities-ECw (1, 2, 3, 4 and 5 dSm-1) with the purpose of observing the behavior of plants affected by salt stress. The second experiment was carred out at the National Center of Agricultural Informatics Research (CNPTIA-Campinas) in two different growth chambers. In the first growth chamber (C1), the plants were cultivated and irrigated with different electrical conductivities-ECw (1 and 5 dSm-1), with an increase of atmospheric CO2 concentration to 800 ppm. In the second growth chamber (C2), plants were grown and irrigated with the same electrical conductivities as in C1, though the atmospheric concentration was kept at CO2 400 ppm. The salinity negatively affected the mass and the size of the fruits of mini watermelon while the increased CO2 concentration had a positive effect. Thus, it is possible to conclude that the cv. Smile mini watermelon is moderately sensitive to salinity whereas the increasing atmospheric CO2 concentration favors the development of irrigated fruit with both saline and non-saline water.

Espumas gás-líquido são sistemas coloidais constituídos de bolhas de ar separadas por filmes finos de líquido, sendo estabilizadas cineticamente pela presença de tensoativos. O uso de substâncias antiespumantes, torna-se necessário para que não haja perdas de matéria prima ou perda da eficiência de determinados processos. As misturas espumantes utilizadas neste trabalho foram soluções aquosas de dodecil sulfato de sódio (SDS) e dioctilsulfosuccinato de sódio (AOT), além de uma mistura de fermento biológico e melaço de cana em condições que simulam o processo de fermentação. Os antiespumantes comerciais são compostos principalmente por siliconas e poliéteres, que não são derivados de fontes renováveis. Esta dissertação apresenta resultados do estudo da ação antiespumante de ésteres etílicos com diferentes graus de saturação (derivados de sebo animal e de óleos de soja e babaçu), na presença ou não de partículas coloidais de sílica com superfície hidrofóbica. Dois métodos de geração de espuma foram utilizados, o de Barstch e o de Bikerman, e os parâmetros utilizados para avaliação da ação antiespumante foram: o volume de espuma formado, a velocidade de quebra da espuma e a velocidade de drenagem do líquido da espuma. De uma maneira geral, os resultados mostram que não é possível uma racionalização quanto ao efeito antiespumante e o grau de saturação dos ésteres utilizados, porém os mesmos apresentam boa atividade antiespumante e apresentam efeito sinérgico na presença de partículas hidrofóbicas apresentando, portanto, potenciais aplicações industriais, uma vez que sua ação é comparável ou, em alguns casos, melhor do que aquela observada para formulações comerciais. No caso particular das espumas estabilizadas com mosto a ação dos ésteres sobre a drenagem das espumas segue a ordem: soja <babaçu < sebo, sendo, portanto, o mais saturado aquele a apresentar o maior efeito. / Gas-liquid foams are colloidal systems formed by air bubbles separated by a liquid thin film stabilized by surfactants, which are often found in many industrial processes. It becomes often necessary the use of antifoams to avoid loses of material or loses in the processs efficiency caused by a large foam production. The foaming mixtures utilized in this work were aqueous solutions of sodium dodecyl sulfate, SDS, and sodium dioctylsulfosuccinate, AOT, besides a mixture of sugar syrup and yeast in conditions compared to that used in fermentation process. The commercial antifoams usually comprise silicones and polyethers petrol derivatives, so the use of natural derivative oils can be very interesting since they are biodegradable and are obtained of natural sources. This dissertation presents results of the antifoam effect of ethylic esters with different saturation degree (animal fatty, soy oil, and coconut oil derivatives) in the presence and the absence of hydrophobic silica. Two methods are employed for foam characterization: the Barstch and Bikerman tests. The parameters utilized to evaluate the antifoam efficiency are the foam volume, foam stability and drainage rate of the liquid. In a general way, the results show that there is not a rationalization about the different saturation degree and the antifoam efficiency, but they all present a good effect in the foam prevention, exhibiting a synergistic effect in the presence of hydrophobic silica indicating that upon an additional study they can become a market alternative for antifoams, since their effect are comparable or in some cases better than those measured for commercial formulations. In the particular case of the sugar syrup the effect of the esthers upon foam drainage follows the trend: soya<babassu<animal fat, being the most active the most saturated one.

Os aços de alta resistência e baixa liga são amplamente utilizados em dutos transportadores de óleo e gás e, atualmente, o desenvolvimento de novos projetos de liga e o uso de técnicas altamente avançadas de fabricação e processamento dos aços se tornaram essenciais para obtenção de estruturas que resistam aos danos provocados por H, principal motivo de falha de oleodutos e gasodutos em meios ricos em H2S. No presente trabalho, avaliou-se o efeito de características microestruturais na difusividade do H em dois aços grau API X65, com diferentes teores de Mn. Uma das chapas ainda está em fase experimental de desenvolvimento, tem baixo teor de Mn e foi produzida para aplicação em ambientes sour. A outra chapa tem alto teor de Mn, já é usada comercialmente há alguns anos e foi desenvolvida para trabalho em ambientes doces. Os dois materiais passaram por caracterização microestrutural nas três seções da chapa: longitudinal e transversal à direção de laminação e do topo da chapa (paralela à direção de laminação). Após a caracterização, amostras de cada seção dos aços foram submetidas a ensaios de permeabilidade ao H; o aço baixo Mn passou por análises de EBSD (Difração de Elétrons Retroespalhados), para determinação de textura. O aço baixo Mn tem microestrutura homogênea ao longo da espessura da chapa, composta por ferrita refinada e pequenas ilhas de perlita. O aço alto Mn, por sua vez, apresenta microestrutura heterogênea ao longo da espessura, formada por bandas de ferrita e perlita, com marcada presença de segregação central de elementos de liga. Os ensaios de permeabilidade ao H mostraram que os coeficientes de difusão efetiva do H, Deff, do aço baixo Mn são ligeiramente superiores aos do aço alto Mn. Outros dois importantes parâmetros que foram calculados para os dois aços são a concentração de H na sub-superfície do material, C0, e o número de traps por unidade de volume, Nt. Contrariando expectativas, o aço baixo Mn apresentou maiores valores de C0 e Nt do que o aço alto Mn. Ensaios preliminares de dessorção térmica realizados nos dois aços mostraram os mesmos resultados: o aço baixo Mn aprisiona mais H do que o aço alto Mn. Estes resultados contraditórios de C0 e Nt foram atribuídos à presença de nanoprecipitados de microadições de liga no aço baixo Mn, não detectáveis por microscopia óptica e eletrônica de varredura. Ainda, para os dois aços, os valores de Deff variaram em função da seção analisada da seguinte maneira: Deff longitudinal ? Deff transversal > Deff topo. Para entender melhor o comportamento anisotrópico da difusão do H nos dois aços calculou-se um novo coeficiente de difusão, que foi chamado de coeficiente de difusão no estado estacionário, Dss. O Dss considera que todos os traps do aço estão saturados, permitindo, assim que se avalie somente o efeito de obstáculos físicos à difusão do H. No aço alto Mn, o Dss variou da mesma maneira que o Deff: Dss longitudinal ? Dss transversal > Dss topo; este comportamento foi atribuído ao bandeamento presente no material. No aço baixo Mn, o Dss variou de forma diferente do Deff: Dss transversal > Dss longitudinal >= Dss topo, indicando que a difusão do H pode ser auxiliada por contornos de grão enquanto os traps estão sendo saturados, e que a textura cristalográfica pode influenciar a difusão após o estado estacionário ser atingido. / High strength low alloy steels are widely applied as pipelines for crude oil and natural gas transportation and, currently, new approaches to alloy design, in addition to the use of advanced steelmaking and processing techniques, have become essential for obtaining structures that resist to hydrogen damage, which is the main cause of pipelines failure in H2S-rich environments. The main objective of the present work is to evaluate the influence of microstructural features on hydrogen diffusivity in two API X65 steels, with different Mn contents. One of the steel plates has been recently developed for usage in sour environments, is on its experimental stage and has a low Mn content. The other one is a commercial plate steel, with high Mn content, developed for sweet applications. Both steel plates were characterized in its three sections, in relation to the rolling direction: longitudinal, transverse and top surface of the plate (parallell to the rolling direction). After that, samples obtained from each section of the plates were submitted to hydrogen permeation tests; the low Mn steel was also analysed with EBSD, for texture determination. The low Mn steel presents a homogeneous microstructure through plate thickness, composed of refined ferrite and small pearlite islands. The high Mn steel has a heterogeneous microstructure through the plate thickness, composed of ferrite and pearlite bands, and presents centerline segregation. Hydrogen permeation tests showed that the Deff obtained for the low Mn steel sections are slightly higher than for the high Mn steel. Another two important parameters that were calculated for both steels are the subsurface hydrogen concentration, C0, and the number of traps per unit volume, Nt. Contrary to what was expected, the low Mn steel presented the higher C0 and Nt values. Thermal dessorption spectroscopy analysis confirmed that the low Mn steel traps more H atoms than the high Mn one. These results, along with the similar Deff values, were related to the presence of nanoprecipitates of microalloying elements, that cannot be detected via optical and scanning electron microscopy. Additionally, also for both steels, the Deff values varied in function of the analyzed section as it follows: Deff longitudinal ? Deff transverse > Deff top. In order to better understand this anisotropic behavior, a new diffusion coefficient, which was called diffusion coefficient at the steady state, Dss, was determined. Dss considers that all the trapping sites are saturated, enabling, thus, the evaluation of physical obstacles to H diffusion. For the high Mn steel, the Dss varied in the same matter as the Deff: Dss longitudinal ? Dss transverse > Dss top; this behavior was associated with the microstructural banding present in the material. For the low Mn steel, the Dss exhibited a different behavior: Dss transverse > Dss longitudinal >= Dss top, suggesting that H diffusion can be aided by grain boundaries while the trapping sites are being filled and that crystallographic texture may play its role after the steady state is reached.

O Gás Natural Liquefeito (GNL) tem, aos poucos, se tornado uma importante opção para a diversificação da matriz energética brasileira. Os navios metaneiros são os responsáveis pelo transporte do GNL desde as plantas de liquefação até as de regaseificação. Dada a importância, bem como a periculosidade, das operações de transporte e de carga e descarga de navios metaneiros, torna-se necessário não só um bom plano de manutenção como também um sistema de detecção de falhas que podem ocorrer durante estes processos. Este trabalho apresenta um método de diagnose de falhas para a operação de carga e descarga de navios transportadores de GNL através da utilização de Redes Bayesianas em conjunto com técnicas de análise de confiabilidade, como a Análise de Modos e Efeitos de Falhas (FMEA) e a Análise de Árvores de Falhas (FTA). O método proposto indica, através da leitura de sensores presentes no sistema de carga e descarga, quais os componentes que mais provavelmente estão em falha. O método fornece uma abordagem bem estruturada para a construção das Redes Bayesianas utilizadas na diagnose de falhas do sistema. / Liquefied Natural Gas (LNG) has gradually become an important option for the diversification of the Brazilian energy matrix. LNG carriers are responsible for LNG transportation from the liquefaction plant to the regaseification plant. Given the importance, as well as the risk, of transportation and loading/unloading operations of LNG carriers, not only a good maintenance plan is needed, but also a failure detection system that localizes the origin of a failure that may occur during these processes. This research presents a fault diagnosis method for the loading and unloading operations of LNG carriers through the use of Bayesian networks together with reliability analysis techniques, such as Failure Modes and Effects Analysis (FMEA ) and Fault Tree Analysis (FTA). The proposed method indicates, by reading sensors present in the loading and unloading system, which components are most likely faulty. The method provides a well-structured approach for the development of Bayesian networks used in the diagnosis of system failures.

A proposta do método de análise da composição do custo da eletricidade gerada é baseada nos processos de utilização de energia e destruição da exergia contida no combustível através dos diversos processos termodinâmicos que compõe uma usina termelétrica de ciclo combinado. O método utiliza a termoeconomia para valorar e alocar o custo da degradação da exergia ao longo dos processos, considerando os custos referentes aos insumos e equipamentos utilizados. Embora o conceito possa ser aplicado a qualquer tipo de usina termelétrica em ciclo combinado ou cogeração, é desenvolvida neste trabalho a modelagem matemática para o caso de configurações com três níveis de pressão na caldeira de recuperação e condensação total do vapor produzido. É possível estudar qualquer configuração da forma n x 1 (n conjuntos de turbinas a gás e caldeiras de recuperação, com uma turbina a vapor e condensador) com a modelagem apresentada, desde que todos os conjuntos operem de forma idêntica e em regime permanente. A modelagem apresentada neste trabalho foi concebida a partir de um modelo complexo de usina, sobre o qual podem ser feitas variações para adaptá-lo a uma determinada configuração que se deseja estudar. As variação e adaptações incluem, por exemplo, uso de reaquecimento, queima suplementar e operação em cargas parciais, além de análises de sensibilidade quanto a parâmetros geométricos dos equipamentos. São apresentados e estudados do ponto de vista da termoeconomia, os resultados obtidos para uma termelétrica 2x1 em ciclo combinado operando com gás natural. / The proposal of the method for analyzing the composition of the electricity cost is based on the energy conversion processes and destruction of the exergy contained in the fuel through the several thermodynamic processes that comprise a combined cycle power plant. The method uses thermoeconomics to evaluate and allocate the cost of exergy degradation throughout the processes, considering the costs related to the used inputs and equipment. Although the concept may be applied to any combined cycle power plant or cogeneration one, this work develops only the mathematical modeling for three-pressure heat recovery steam generator configurations and total condensation of the produced steam. It is possible to study any n x 1 plant configuration (n trains of gas turbine and heat recovery steam generators associated to one steam turbine generator and condenser) with the presented model, since every train operates identically and in steady state. The presented model was conceived from a complex configuration of power plant, over which variations may be applied in order to adapt it to a defined configuration under study. The variations and adaptations include, for instance, use of reheat, supplementary firing and partial load operation, besides sensibility analysis of geometrical equipment parameters. The results obtained for a 2x1-combined cycle power plant using natural gas are presented and analyzed from the thermoeconomic point of view.

Esta Dissertação apresenta os resultados do estudo da ação de alguns sistemas anti-espumantes comerciais sobre a estabilidade de espumas formadas por tensoativo aniônico, não-iônico e na presença de partículas coloidais. As espumas gás-líquido são sistemas coloidais formados por bolhas de gás separadas por filmes líquidos. A drenagem ou escoamento do líquido contido nesses filmes passa por diversos estágios. A variação dos volumes drenados em função do tempo, medida comparativamente na ausência e na presença do anti-espumante, foi utilizada para se avaliar a sua ação. A metodologia de Bartsch foi empregada, filmando-se as espumas durante um intervalo de tempo determinado. Os volumes foram então registrados pela análise dos filmes das espumas usando o programa Windows Media Player®. Espumas modelo foram escolhidas por meio do mesmo método avaliando-se a velocidade de drenagem de espumas formadas por dodecilsulfato de sódio (SDS) em diferentes concentrações, na presença de: tensoativo não-iônico (Triton X-100), polímero não iônico (poli(etileno)glicol) PEG com massas molares de 200, 400, 600, 1000 e 3400), adição de eletrólitos e adição de partículas (negro de fumo, carbonato de cálcio, sulfato de bário e sílica). A velocidade de drenagem dessas espumas seguiu a ordem crescente: (SDS 5.3 mmol/L + NaCl) aproximadamente igual a (SDS 5.3 mmol/L + CaCO3) < (SDS 30 mmol/L + NaCl) < (SDS 10 mmol/L + BaSO4) aproximadamente igual a (SDS 5.3 mmol/L + BaSO4) < (SDS 5.3 mmol/L + sílica) < (SDS + Triton X-100 + PEG 600) aproximadamente igual a (SDS + Triton X-100 + PEG 1000) aproximadamente igual a (SDS + Triton X-100 + PEG 3400) < SDS + Triton X-100 (com concentrações abaixo da CMC). Anti-espumantes, formulados com o mesmo princípio ativo, um éster de ácido graxo, podendo conter grupos polióxido de etileno ou propileno, e diferenciados com relação ao teor de sólidos e tipo de emulsificante usado na formulação foram testados quanto à ação nas espumas estabilizadas na presença ou não de eletrólitos e partículas. O anti-espumante com emulsificante polimérico foi o mais eficiente em aumentar a drenagem das espumas e diminuir o volume inicial de espuma formado. / This Dissertation presents results of two comercial antifoams on the stability of gas-liquid foams formed in the presence of an anionic surfactant, a non-ionic surfactant and colloidal particles. Air-liquid foams are colloidal systems formed by air bubbles separated by liquid films. The drainage or flow of the liquid contained within these films pass through several steps. The antifoam performance was analyzed from the measurements of drained volume variation in function of time, in the presence and absence of antifoams. The Bartsch methodology was employed, recording the foam ageing during a certain time interval using a CCD camera. The drained volumes were retrieved from the recorded files using Windows Media Player? software. Model foam were chosen by using the same methodology, the drainage volumes were measured for foams formed from aqueous solutions containing: a anionic surfactant, sodium dodecil sulfate, SDS, a non-ionic surfactant, Triton X-100, a non-ionic polymer, poly(ethyleneglycol), PEG, (Mw = 200, 400, 600, 1000 e 3400), sodium chloride, as electrolyte and colloidal particles such as carbon black, silica, barium sulphate, calcium carbonate. The drainage rates for these foam follow the crescent order: (SDS 5.3 mmol/L + NaCl) = (SDS 5.3 mmol/L + CaCO3) < (SDS 30 mmol/L + NaCl) < (SDS 10 mmol/L + BaSO4) = (SDS 5.3 mmol/L + BaSO4) < (SDS 5.3 mmol/L + sílica) < (SDS + Triton X-100 + PEG 600) = (SDS + Triton X-100 + PEG 1000) = (SDS + Triton X-100 + PEG 3400) < SDS + Triton X-100 (concentration below CMC). Two antifoams, with a same active agent, a fatty acid esther probably containing poli(oxyethylene-oxypropylene) groups, with different solid content and coadjuvants or emulsifying agent were tested. The antifoam with polymeric emulsifying was the most effective in increase the foam drainage. The antifoam performance has showed a dependence on the presence of particles or polyelectrolytes.