Durante as últimas três décadas, o segmento do gás natural vem mostrando avanço expressivo dado a participação na matriz energética brasileira. Esse crescimento se deve a importância da sua oferta, e um potencial de menor impacto ambiental em comparação com outros ativos energéticos de origem fóssil. Devido as essas características o Gás Natural tornou-se uma da fonte de energia mais usada. A despeito dos benefícios técnicos e econômicos o gás natural passou a ser também uma fonte estratégica de energia, principalmente em razão dos menores impactos ambientais que proporciona em comparação ao petróleo e seus derivados. Diante desse quadro o Brasil vem ampliando e disponibilizando, desse recurso em função da descoberta de novos campos em São Paulo e no litoral do Nordeste. No entanto, o mesmo não pode ser dito em relação à infraestrutura de transporte dutoviária, a malha atual de distribuição de gás refinado do país deixa de atender a uma parcela significativa da população residente nas regiões Norte, Centro-Oeste e mesmo, de municípios do interior de estados importantes do Nordeste e do Sudeste. Sendo assim, procurou-se determinar quais os benefícios e ônus, em termos de impactos ambientais acarretados pela situação atual de oferta de Gás Natural e também avaliar para a condição de suprimento futuro para este insumo. Para tal, decidiu-se adotar a Avaliação do Ciclo de Vida (ACV), que trata-se de uma ferramenta de gestão ambiental usada para avaliar impactos ambientais, associados a produtos, processos e serviços. Sua principal característica é de avaliar de forma sistêmica, levando em conta todas as etapas do seu ciclo de vida. O objetivo deste trabalho foi avaliar a contribuição ambiental para o planejamento da oferta futura de gás natural no Brasil, segundo a abordagem de ciclo de vida. Para a análise ambiental, aplicou-se o método de Avaliação de Impacto do Ciclo de Vida (AICV), Recipe midpoint e, para análise energética o método Demanda Primária de Energia foi utilizado, seguido pelo cálculo do Índice de Retorno Energético sobre o investimento (EROI). Os resultados em termos de perfil ambiental indicaram que os processos que mais contribuíram para as emissões de Gases de Efeito Estufa são os de extração e processamento do gás bruto nas Unidades de Processamento de Gás (UPGNs). As principais contribuições para Mudanças Climáticas são emissões CH4, que ocorrem durante o transporte do gás bruto ou acabado. Para a região Sul e Centro-Oeste, observou-se a influência de perdas de CO2, que ocorrem nas estações de compressão que deslocam o gás desde a Bolívia até as regiões Sul e Centro-Oeste do país. Em termos de Demanda Primária de Energia (PED) os resultados apontam uma concentração de consumos na forma de NRF. Pode-se observar que as perdas de CH4 com maior representatividade ocorre em sua grande maioria na extração do insumo durante a retirada do recurso fóssil das reservas. Para condição de suprimento futuro, a análise mostrou que para PED, a distância de transporte é um fator decisivo de impacto, suplantando inclusive o volume de gás processado a ser distribuído. Já no tocante a Mudanças Climáticas (CC), esses dois parâmetros serão decisivos, sendo que o maior peso para efeito de geração de impacto recairia sobre a quantidade de gás distribuído. / During the last three decades, the natural gas field has shown considerable progress as its participation in the Brazilian energy matrix. This growth is related to the supply and demand as well as the potential of lower environmental impact compared to other fossil fuels. Therefore, considering these characteristics, the Natural Gas became one of the main sources of energy. Beside the technical and economic benefits of the natural gas, it has also become a strategic source of energy, mainly due to the smaller impacts that are provided when compared to Oil and its derivatives. In view of this situation, Brazil has expanded and making available this resource due to the discovery of new reserves in São Paulo and the Northeast Coast. However, the scenario of the pipeline transport infrastructure is different. The country\'s current refined gas distribution network is not serving a significant portion of the residential population in the North, Midwest and even important counties in the countryside of the Northeast and Southeast.Therefore, it was sought to determine, for the current situation, the benefits and the overall environmental impact of the Natural Gas supply and to evaluate the future condition for this input. For this, it was decided to adopt the Cycle Assessment of Life (ACV) which is an environmental management tool used to evaluate environmental impacts associated with products, processes and services. Its main characteristic is to evaluate in a systemic way, taking into account all stages of its life cycle. The goal of this work was to evaluate the environmental contribution to the planning of the future supply of the natural gas in Brazil, according to the life cycle approach. For the environmental analysis, it was used the Life Cycle Impact Assessment (AICV), Recipe midpoint and, for energy analysis, the Primary Energy Demand method was used, followed by the calculation of the Energy Return on Investment Index (EROI). The results in terms of the environmental profile indicated that the processes that most contributed to the GHG emissions are the extraction and processing of the raw gas in the Gas Processing Units (UPGNs). The main contributions to Climate Change are CH4 emissions, which occur during the transportation of the raw or finished gas. For the South and Center-West, it was observed the influence of CO2 losses, which occur in the compression stations that move the gas from Bolivia to the South and Center-West areas of the country. In terms of PED, the results indicate a concentration of consumptions as NRF. It can be observed that the most of the losses of CH4, with great relevance, occur in the extraction of the input during the withdrawal of the fossil resource from the reserves. For the future supply condition the analysis showed that, for PED, the transport distance is a decisive factor, even supplanting the volume of refined gas to be distributed for the impact profile. Regarding CC, these two parameters will be important, and the greatest impact weight will be on the amount of gas distributed.

Com a lei 9478/97, a Lei do Petróleo, a flexibilização do monopólio sobre exploração e produção de petróleo e gás natural concedido pela União à Petrobras, torna-se realidade. Neste sentido, abre-se, através de rodadas de licitação promovidas pela Agência Nacional de Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis (ANP), a possibilidade de acesso às atividades de exploração e produção ao capital privado em geral e, também, àquele capital oriundo de pequenas e médias empresas orientadas a esse segmento de atividades. Nesse contexto, várias dessas empresas passam a dedicar-se, mais especificamente, às atividades em campos maduro e áreas com acumulações marginais. Os empreendimentos nestes campos e áreas possuem características técnicas e econômicas que se adéquam a essas empresas de menor porte por necessitarem de investimentos e capacidade técnica distintos daqueles dos empreendimentos em novas fronteiras exploratórias. Este trabalho tem por objetivo apresentar um panorama da atividade econômica de exploração de petróleo e gás natural exercida pelas pequenas e médias empresas que atuam na região compreendida pela Bacia Sedimentar do Recôncavo Baiano, a partir da análise da oferta gerada pelos produtores independentes e pela demanda gerada pela Petrobras e por outros poucos compradores. Nesta dissertação são analisados os principais fatores e agentes que influenciam a relação entre oferta e demanda, a saber: a influência das recentes variações do preço do barril de petróleo; as descobertas na camada pré-sal na Bacia de Santos; as ações do órgão regulador a ANP; a geografia física e humana do Recôncavo Baiano, sua geologia local e fatores ambientais. Por fim, é apresentado, um estudo de viabilidade econômica de um empreendimento de revitalização de um campo maduro de petróleo. Tal estudo visa responder a partir de simulações em um campo real típico, se houve resultado econômico satisfatório para os investidores. Com o conjunto de simulações realizadas é possível ter um olhar crítico sobre o passado constatar como tais empreendimentos são sensíveis ao custo de capital e aos preços de venda do óleo produzido. / With law 947/97, the Crude Oil Law, the monopoly flexibilization over oil and natural gas exploitation and production, granted to Petrobras by the Brazilian Government, has come true. This way, the possibility through public tenders promoted by the National Crude Oil, Natural Gas and Biofuels Agency (ANP) of access to private capital in general, as well as to capital from small, and mid-sized firms in the crude oil, natural gas exploitation and production business, has been opened. In this context, many of those firms started to dedicate themselves, more specifically, to activities in mature oil fields and marginal oil fields. The undertakings in these fields and areas bear technical and economic characteristics that adapt to such small firms, once the latter need different types of investment and technical capacity as compared to undertakings in new exploitation frontiers. This dissertation aims to present a broad view of the crude oil and natural gas business undertaken by small and mid-sized firms in the Sedimentary Bay of Recôncavo Baiano region (Bacia Sedimentar do Recôncavo Baiano), stemming from an analysis of the supply generated by independent producers, and by the demand generated by Petrobras and few other purchasing agents. The main factors and agents that influence the relationship between supply and demand are analyzed, namely: the influence of the recent price variation of the crude oil barrel; the findings of the pre-salt layers in the Santos Bay; the actions of the regulatory agency ANP; the physical and human geography of the Recôncavo Baiano, its local geology and environmental factors. To conclude, by use of simulations in a real typical field put to tender in the First Round of Mature Fields, an economic viability study of a mature oil field revitalization program is shown. With this group of simulations, it is possible to have a critical eye towards the past and conclude how sensitive such undertakings are in face of the capital cost and sales prices of the oil produced.

Esta pesquisa teve como objetivo quantificar a emissão de metano (CH4) proveniente da vinhaça presente em diferentes sistemas de armazenamento e transporte e, adicionalmente, avaliar, por técnicas independentes de cultivo, a microbiota funcional relacionada à produção deste gás. Para atingir esta meta foram realizados três estudos complementares. O primeiro abordou a caracterização dos sistemas de armazenamento e transporte de vinhaça encontrados no Brasil baseado em um questionário aplicado às usinas produtoras de etanol. O segundo visou quantificar as emissões de CH4 em condições de campo provenientes da vinhaça nos canais e tanques e também em laboratório em um estudo de incubação. O terceiro estudo avaliou a microbiota funcional associada à emissão de CH4 através de técnicas independentes de cultivo, como PCR em tempo real (qPCR) e pirosequenciamento. As análises microbiológicas indicaram que as emissões de CH4 são produzidas, preferencialmente, através da decomposição anaeróbia do material orgânico dissolvido da vinhaça depositados no fundo dos sistemas. Estas emissões não são desprezíveis e devem ser consideradas nos cálculos de pegada de carbono do etanol. Nos canais sem revestimento a emissão média em dois anos safras consecutivos apresentou valor de 0,75 kg CO2 eq m-3 de vinhaça, aproximadamente 5 vezes superior às emissões na parte revestida. Nos tanques a emissão foi aproximadamente setenta vezes inferior quando comparada ao canal revestido. O experimento de incubação auxiliou no entendimento de que a vinhaça sozinha não produz quantidades significativas de CH4. Entende-se que os nichos microbianos metanogênicos provavelmente são formados no sedimento, enquanto que a vinhaça mantém as condições de anaerobiose do sedimento necessárias à metanogênese e fornece nutrientes para acelerar a reação. O gênero Methanobrevibacter se mostrou dominante na comunidade microbiana metanogênica, conforme demonstrado pelo pirosequenciamento do gene 16S rRNA. Houve correlação positiva entre a abundância do gene 16S rRNA de Arquéia e dos genes funcionais mcrA e mba com a emissão de CH4. As informações sobre produção e emissão de CH4 e das características da vinhaça constituem informações importantes para tomada de decisão sobre a mitigação e/ou aproveitamento do CH4 gerado para fins econômicos e ambientais. / This research aimed to quantify methane (CH4) emissions from the vinasse in different storage and transportation systems and, additionally, to evaluate the functional microbiota associated with the production of this gas by molecular biology approaches. Three complimentary studies were performed to reach this goal. The first one was related to the characterization of main vinasse storage and transportation systems adopted in Brazil based on a survey administered to the mills, in south-central region of Brazil, producing sugarcane etanol. The second aimed to quantify the CH4 emissions from vinasse in both, field - channels and thanks - and laboratory conditions. The third study evaluated the functional microbiota associated with the CH4 emission by molecular biology approaches like real time PCR ans pyrosequencing. Microbial analysis indicated that CH4 emissions are produced preferably by anaerobic decomposition of the organic material dissolved in the vinasse and deposited on the bottom of the systems. These emissions are not negligible and should be considered in ethanol\'s carbon footprint calculations. At the uncoated part of the channel, the average emission from two crop years was 0.75 kg CO2 eq m-3 of vinasse, about 5 times greater than the emissions at the coated part. Methane emissions from the tank were about seventy times lower than from the uncoated channel. The laboratory experiment supported the understanding that the vinasse alone produces no significant emission of CH4. The microbial methanogenic niches were probably formed in the sediment, while the vinasse keeps sediment anaerobic conditions necessary for methanogenesis and provides nutrients to speed up the reaction. The Methanobrevibacter genus showed dominant in methanogenic microbial community, as demonstrated by pyrosequencing of the 16S rRNA gene. There was a positive correlation between the abundance of 16S rRNA gene Archaea and the functional mcrA and mba genes with the emission of CH4. Information on production and emission of CH4 and vinasse characteristics are important for decision making on mitigation and/or use of gas generated for economic and environmental purposes.

Resumo: O Bisfenol A (BFA) é um monômero formado por dois anéis fenólicos e empregado na produção de plástico policarbonato e resinas epóxi. O policarbonato é amplamente empregado na fabricação de vários produtos dos meios digitais (CD e DVD), recipientes reusáveis de alimentos e bebidas e muitos outros produtos. As resinas epóxi são usadas em circuitos elétricos, pinturas, adesivos, revestimentos protetores de latas de alimentos e bebidas e complexos dentários para obturações. Estudos revelaram que o BFA age nos organismos vivos com efeitos de desregulação endócrina, como um xenobiótico com ação estrogênica, provocando aumento da incidência de câncer de mama, queda da quantidade de esperma, diminuição da fertilidade, defeitos congênitos secundários à exposição fetal e outras alterações. O BFA chega ao ambiente aquático por inúmeras vias distintas como, por exemplo, vindo do lodo proveniente de esgoto, da descarga de esgotos domésticos e industriais, dos lixões e aterros sanitários não controlados. Neste trabalho, desenvolveu-se e validou-se um método para a determinação de BFA em águas superficiais e de abastecimento à população de Campo Grande - MS, utilizando-se extração em fase sólida EFS (cartuchos de fase polimérica Strata-X), derivação com N O-Bis-(trimetilsilil) trifluroacetamida (BSTFA) e detecção por cromatografia a gás acoplada à espectrometria de massas. A precisão e a exatidão do método foram avaliadas em de ensaios de recuperação. Recuperações variando de 91 a 113% com coeficientes de variação percentuais inferiores a 8,9% foram obtidos com limites de detecção e quantificação do método de 2,4 e 10 ng L-1, respectivamente. Também foi avaliada a conservação do BFA nos próprios cartuchos de EFS onde se observou que este analito pode ser armazenado por até 90 dias sem diferenças significativas entre o valor... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Bisphenol A (BPA) is a monomer consisting of two phenolic rings and employed in the production of polycarbonate plastic and epoxy resins. The polycarbonate is widely used in many manufactured products from digital media (CD and DVD), reusable containers food and beverages and many other products. Epoxy resins are used in electrical circuits, paints, adhesives, protective coatings for cans of food, drinks and complex dental fillings. Studies have shown that BPA acts in living organisms with the purpose of endocrine disrupting as a xenobiotic with estrogenic action, causing an increased incidence of breast cancer, decrease the amount sperm, fertility decreased, birth defects secondary to fetal exposure and other changes. BPA reaches the aquatic environment by several distinct pathways, for example, coming from the sludge sewage, discharge of domestic sewage and industrial waste dumps and the landfills. In this work, we developed and validated a method for the determination of BPA in surface water and supply population of Campo Grande - MS was developmente ande validated using solid phase extraction SPE (polymeric phase cartridges Strata-X), derivatized with N-O-Bis (trimethylsilyl) trifluroacetamide (BSTFA) and detection by gas chromatography coupled to mass spectrometry. The precision and accuracy of method were evaluated through recovery experiments. Recoveries ranging from 91-113% with coefficients of variation lower to 8.9% were obtained with limits of detection and quantification of 2.4 and 10 ng L-1, respectively. We also analyzed the estability of BPA in individual cartridges SPE where it was observed that the analyte can be stored for up to 90 days without significant differences between the determined and the value taken as true. The leaching of BPA from PVC pipes was investigated coming to conclusions that this is a source contamination of water by this important endocrine... (Complete abstract click electronic access below) / Orientador: Maria Lucia Ribeiro / Coorientador: Marcia Helena de Rizzo da Matta / Banca: Luciana Polese / Banca: Carolina Lourencetti / Banca: Raquel Fernandes Pupo Nogueira / Banca: Wilson de Figueiredo Jardim / Doutor

Orientador: Nelson Ramos Stradiotto / Banca: Regina Massako Takeuchi / Banca: Devaney Ribeiro do Carmo / Banca: Ernesto Chaves Pereira de Souza / Banca: Sérgio Antônio Spinola Machado / Resumo: O gás natural é um combustível que consiste em uma mistura de hidrocarbonetos leves, e, em comparação a outros combustíveis derivados do petróleo (gasolina e diesel) libera uma menor quantidade de CO2, contribuindo para a redução da emissão de gases causadores do efeito estufa. Os compostos sulfurados são componentes do gás natural e também adicionados como odorizantes sendo responsáveis pela liberação de SO2 Palavras Chaves: Compostos Sulfurados, Eletrodos Quimicamente Modificados, Gás Natural, Pentacianonitrosilferrato, XPS. na atmosfera, o qual é prejudicial à saúde humana e um dos causadores da chuva ácida. Uma alternativa para o desenvolvimento de novas metodologias para a determinação de compostos sulfurados é o emprego de técnicas eletroanáliticas utilizando eletrodos quimicamente modificados (EQMs). Neste trabalho o eletrodo de carbono vítreo (CV) foi modificado com os filmes de pentacianonitrosilferratos (PCNF) de cobalto (CoPCNF/CV), níquel (NiPCNF/CV) e cádmio (CdPCNF/CV) e estudados na presença de 2-propanotiol (2PT), sulfeto e tetrahidrotiofeno (THT). Os EQMs foram caracterizados por técnicas voltamétricas (voltametria cíclica, de onda quadrada e pulso diferencial), espectroscopia de fotoemissão de raios-X (XPS) e microscopia eletrônica de varredura de alta resolução (MEV-FEG). De acordo com os estudos da influência da concentração dos compostos sulfurados nos filmes de PCNF constatou-se a impossibilidade da determinação simultânea de cada espécie, pois os picos de correntes anódicas determinadas pelas técnicas de VOQ e VPD apresentaram uma pequena separação do potencial de pico anódico. Constatou-se que os filmes de PCNF na presença dos compostos sulfurados apresentam um decaimento linear da corrente de pico anódico em... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Natural gas is a fuel that consists of a mixture of hydrocarbons with low molecular weight which release a smaller amount of CO2 compared to other petroleum-based fuels (gasoline and diesel), contributing to the reduction emission of gases that cause the greenhouse. The sulfur compounds are components of natural gas and also added as odorizers and being responsible for the release of SO2 Palavras Chaves: Sulfur compounds, Chemically modified electrodes, Natural gas, Pentacyanonitrosylferrate, XPS. into the atmosphere, which is harmful to human health and one of the causes of acid rain. An alternative to the development of new methodologies for the determination of sulfur compounds is the use of electroanalytical techniques using chemically modified electrodes (CMEs). In this work, a glassy carbon electrode (GC) was modified with cobalt (CoPCNF/GC), nickel (NiPCNF/GC) and cadmium (CdPCNF/GC) pentacyanonitrosylferrate (PCNF) films and studied in the presence of 2-propanethiol (2PT), sulfide and tetrahydrothiophene (THT). The CMEs were characterized by voltammetric techniques (cyclic voltammetry, square wave voltammetry and differential pulse voltammetry), photoemission spectroscopy of X-ray (XPS) and scanning electron microscopy of high resolution (FEG-SEM). According to the studies about the influence of the concentration of sulfur compounds in the PCNF films found an impossibility of simultaneous determination of each species, because the anodic peak intensity current determined by SWV and DPV presented a slight separation of the anodic peak potential. It was found that PCNF films in the presence of sulfur compounds exhibited a linear decay of the anodic peak intensity current as a function of increasing of concentration, due to the formation of a complex on the surface of CMEs. Thus was developed a method for determining of the total sulfur in samples, through... (Complete abstract click electronic ac / Doutor

Orientador: Mary Rosa Rodrigues de Marchi / Co-orientador: Adriana Paiva de Oliveira / Banca: Maria Lúcia Ribeiro / Banca: Carolina Lourencetti / Banca: Mario Sergio Galhiane / Banca: Maria Eliana Lopes Ribeiro de Queiroz / Resumo: Mostramos aqui a ocorrência de poluentes orgânicos persistentes em ovos de jacaré-do-Pantanal (Caiman yacare), coletados em dois municípios do estado de Mato Grosso (Brasil), em 2012 e 2013. p,p'-DDE foi o composto encontrado em maior concentração (51,3 - 78,1 ng g-1 de ovo liofilizado) em ambas as regiões estudadas. Para a extração de pesticidas organoclorados - OCPs - (p,p'-DDD, p,p'-DDE, o,p'-DDT, o,p'-DDD, o,p'-DDE, β-endosulfan e endosulfan sulfato) e bifenilas policloradas - PCBs - (congêneres 28, 52, 101, 118, 138, 153 e 180), o conteúdo total de ovos de C. yacare, exceto a casca, foi homogeneizado, liofilizado e submetido a um método de extração sólido-líquido com partição em baixa temperatura (ESL-PBT) que previamente foi otimizado e validado. Foi utilizado um cromatógrafo a gás (CG) com detector por captura de elétrons (ECD) para a detecção destes analitos. PCB 209 a 10 ng mL-1 e tetrabromobenzeno (TBB) a 10 ng mL-1 foram utilizados como padrão interno e como padrão de recuperação (surrogate), respectivamente. O método de extração foi otimizado através de um estudo quimiométrico que incluiu um planejamento fatorial 24 com triplicata do ponto central, para determinação das melhores condições de análise dos compostos de interesse. Volume de solvente extrator (8 - 12 mL), tempo de agitação em vortex (1 - 5 min), tempo de centrifugação a 2.500 rpm (5 - 15 min) e tempo de congelamento (4 - 12 h) foram as variáveis consideradas e testadas em dois níveis, mais a triplicata do ponto central. A recuperação normalizada foi utilizada como resposta para avaliação dos fatores que influenciam o método de extração. As respostas normalizadas foram submetidas ao teste t de Student para determinação dos fatores significativos e as interações entre os fatores foram avaliadas a partir da superfície de resposta. O método otimizado inclui 12... / Abstract: This work shows the occurrence of persistent organic pollutants in the eggs of Caiman yacare, collected in two regions from Pantanal mato-grossense (Brazil), in 2012 and 2013. p,p'-DDE was the analyte found in higher concentration (51.3 - 78.1 ng g-1 of lyophilized egg) in both regions studied. For the extraction of organochlorine pesticides (p,p'-DDD, p,p'-DDE, o,p'-DDT, o,p'-DDD, o,p'-DDE, β-endosulphan and endosulphan sulfate) and polychlorinated biphenyls - PCBs - (congeners 28, 52, 101, 118, 138, 153, 180) C. yacare eggs, except shell, were homogenized, lyophilized and was applied a method solid-liquid extraction with low temperature partition (SLE-LTP) optimized and validated. A gas chromatograph (GC) with electron capture detector (ECD) was used. PCB 209 10 ng mL-1 was used as internal standard and tetrabromobenzene (TBB) 10 ng mL-1 was used as surrogate. The optimization was based on a chemometric study included a 24 factorial design with three replications of the central point to determine the best conditions for the analysis of compounds of interest. Volume extracting solvent (8-12 mL), vortexing time (1-5 min), centrifugation time at 2,500 rpm (5-15 min) and time freezing (4-12 h) were the variables considered and tested at two levels, plus the triplicate central point. The normalized recovery was used as a response to evaluation of factors that influence the extraction method. The normalized responses were submitted to the Student's t-test to determine the significant factors and interactions between factors were evaluated from the response surface. The optimized method includes: extractor solvent 12 mL (acetonitrile: ethyl acetate - 6,5:1,5 v/v), 5 min of vortexing time, 15 min centrifugation at 2,500 rpm and 12 hour freezing. To validate the method, The chromatographic area of each analyte relative to the internal standard chromatographic area vs. concentration were used to... / Doutor

The use of semiconductor materials applied in gas sensing devices is currently one of the most researched topics in air quality control and environmental protection. The research is focused on the production of new sensing materials with improved detection limits, selectivity, working temperatures and response times of the known semiconductor materials. Although theoretical models show the great importance of morphology on gas detection, a direct relation between structure size/morphology and the gas sensing properties has not been experimentally established. In this work, Radio Frequency-sputtering method is used to deposit and produce zinc oxide thin films from ceramic and metallic targets, in which the latter are submitted to thermal oxidation to obtaining ZnO porous films. The samples are deposited on platinum interdigitated electrodes and the electrical behavior is analyzed when exposed to ozone. The effects of feature size and film porosity are studied regarding the enhancement of sensor performance. The results show sensors with small features and low porosity present low ozone sensitivity and fast response; while greater features in highly porous films exhibit low sensitivity and slower responses. The optimum sensing performance is found to be somewhere between when the apparent surface area available for adsorption is maximized and the best ozone response is registered. On the other hand, the electrical behavior of doped films when exposed to ozone demonstrates cobalt presence plays a fundamental role. By inserting cobalt, we could improve the sensor response by 62% under the same conditions. However, the increase of doping concentration modify the zinc oxide conductivity to p-type and drastically decrease the sensor response due to the possible formation of cobalt oxide segregates. Our results propose RF sputtering deposition as a versatile technique in the production of semiconductor gas sensors, once high porosity and, therefore, sensitivity can be controlled through the deposition of metals, and dopants, followed by thermal oxidation. / O uso de materiais semicondutores aplicados como dispositivos sensores é atualmente um dos tópicos mais pesquisados na área de controle da qualidade do ar e proteção ambiental. As pesquisas são focadas na produção de novos materiais sensores com limites de detecção, seletividade, temperaturas de trabalho e tempos de resposta, melhores que as apresentadas pelos materiais já conhecidos. Embora os modelos teóricos mostrem a grande importância da morfologia na detecção de gases, uma relação direta entre a estrutura, tamanho/morfologia e as propriedades sensoras não tem sido experimentalmente estabelecida na literatura. Neste trabalho, sputtering de rádio frequência é utilizado para depositar e produzir filmes finos de oxido de zinco a partir de alvos cerâmicos e metálicos, em que o último é submetido à oxidação térmica para obter filmes porosos de ZnO. As amostras são depositadas em interdigitados de platina e foi estudado o seu comportamento elétrico quando é exposto a ozônio. Os efeitos de tamanhos de estrutura e porosidade dos filmes são estudados em relação à melhoria da resposta sensora. Os resultados obtidos mostram que os sensores com tamanhos de estrutura menores e baixa porosidade apresentam baixa sensibilidade e rápidas respostas; no entanto, as estruturas maiores em filmes altamente porosos exibem baixas sensibilidades e maiores tempos de resposta. O melhor desempenho sensor encontra-se em um ponto médio em que a aparente área superficial para adsorção é maximizada e é registrada a melhor reposta ao ozônio. Por outro lado, o comportamento elétrico dos filmes dopados demonstrou que a presença de cobalto desempenha um papel fundamental. Com a inserção de cobalto, a resposta sensora foi melhorada em 62% sob as mesmas condições de medida. Porém, o aumento das concentrações de cobalto modificou a condutividade do oxido de zinco para comportamentos tipo-p e diminuiu drasticamente a resposta do sensor, devido a possível segregação de óxido de cobalto. Os nossos resultados propõem o método de deposição RF-Sputtering como uma técnica versátil na produção de sensores semicondutores para gases, uma vez que a porosidade e assim a sensibilidade pode ser controlada por meio da deposição de metais e dopantes seguido por oxidação térmica.

Na expansão da geração termelétrica brasileira predominam como combustíveis o gás natural, os óleos combustíveis, a biomassa e o carvão mineral. A concentração das reservas nacionais de carvão no Sul provoca situação peculiar na entrada de novas fontes. Se por um lado a expansão privilegia o carvão e a consequente indústria extrativa local, por outro abre mão de tecnologias mais eficientes e limpas. Esta pesquisa apresenta os principais fatores que influenciam no desempenho dessas usinas e na contratação de geradores, caracterizando a expansão termelétrica. Posteriormente são criados quatro cenários de expansão da geração para a Região Sul envolvendo diferentes fontes de insumos. Por fim, uma análise SWOT é realizada para cada cenário gerador afim de gerar reflexões acerca dos limites da expansão termelétrica sem uma visão gestora dos recursos disponíveis / The following fuels are predominant in the Brazilian expansion of the power generation by thermal power plants: natural gas, oil, biomass and coal. The concentration of the national coal reserves in the south makes a particular case for the entrance of new sources. If, for by one hand, the expansion privileges the coal and, for consequence, the local mining industry, by the other gives up more efficient and cleaner technologies. This research presents the main factors that influence the performance of these plants and the hiring of new generators, characterizing the expansion of thermal power plants. Afterwards four expansion scenarios are created for the south region involving different feedstocks. Lastly, a SWOT analysis is performed for each scenario of generation in the intent of generate thoughts about the limitations of a thermal power generation expansion without an integrating and managing vision of the available resources.

Este trabalho contém um estudo experimental para a obtenção e a validação de um combustível à base de água, obtido através da eletrolise desta e denominado de HHO (Gás de Brown), a ser utilizado como auxiliar na queima de hidrocarbonetos dos demais combustíveis fósseis e de fontes renováveis como o álcool hidratado (etanol). Para a realização deste trabalho foi utilizado um eletrolisador composto por placas de aço inox 316L e eletrólito à base de hidróxido de potássio, conjunto este de eletrólito em sua concentração ideal, material de construção do eletrolisador determinado através de estudo prévio em bibliografia. Posto o sistema em funcionamento, realizado a análise exergética da composição e do gás gerado, onde se verificou a existência de energia disponível para gerar trabalho útil e que o maior desperdício se encontrava na potência elétrica utilizada para a produção do gás. Após esta validação o gás foi submetido a testes em dinamômetro de desempenho e emissões com motores de combustão interna com deslocamento de 1,6 litros, porém com configurações diferentes de alimentação. Para que os dados refletissem a utilização de maior demanda de combustível, como no trânsito urbano, foram escolhidas as rotações de 1500rpm, 2500rpm e 3500rpm, com aberturas de borboleta em dois estágios, total 100% e abertura parcial a 40%. As variáveis controladas foram a potência, o torque, o consumo instantâneo de combustível, o fator lambda (λ) e a emissão dos gases CO, CO2 e HC. Em ambos os testes, aberturas total e parcial, com suas respectivas particularidades de no sistema de alimentação, foram apresentadas tendências de melhora em desempenho e reduções de emissões, devido aos valores obtidos estarem dentro das incertezas de medição no caso do sistema de alimentação por carburador e combustível principal o álcool hidratado, contudo no caso do sistema de alimentação por injeção eletrônica programável à gasolina comercial, com injeção de gás individualizada os resultados apresentados ficaram moderadamente acima das incertezas de medição. Entretanto, o sistema utilizado no experimento com gasolina + HHO e injeção programável, apresentou uma redução de emissões de CO em 26,4% (abertura parcial) e 18,6% (abertura total), reduzindo as emissões de HC em 16% (abertura parcial) e 14,5% (abertura total) e, por sua vez, o consumo de combustível reduziu em 29,6%. / This work contains an experimental study to obtain and validate a water-based fuel obtained through the electrolysis of this one and denominated HHO (Brown Gas), to be used as an auxiliary in the hydrocarbon burning of other fossil fuels and renewable sources such as hydrated alcohol (ethanol). For this work, an electrolyzer composed of 316L stainless steel plates and electrolyte based on potassium hydroxide was used, this electrolyte assembly in its ideal concentration, electrolyte construction material determined through a previous bibliography study. After the system was in operation, the exergy analysis of the composition and generated gas was performed, where the existence of available energy to generate useful work was verified and that the greatest waste was in the electric power used for the production. After this validation the gas was submitted to dynamometer tests of performance and emissions with engines of internal combustion with displacement of 1.6 liters, but with different feeding configurations. For the data to reflect the use of higher fuel demand, such as in urban traffic, the revolutions of 1500rpm, 2500rpm and 3500rpm were chosen, with twostage butterfly apertures, total 100% and partial opening at 40%. The variables controlled were power, torque, instantaneous fuel consumption, lambda factor (λ) and emission of CO, CO2 and HC gases. In both tests, total and partial openings, with their respective peculiarities of the feed system, presented trends of improvement in performance and emission reductions, due to the values obtained being within the uncertainties of measurement in the case of the carburetor feed system and the main fuel is the hydrated alcohol, however in the case of the commercial gasoline programmable electronic fuel injection system with individualized gas injection the presented results were moderately above the measurement uncertainties. However, the system used in the experiment with gasoline + HHO and programmable injection showed a reduction of CO emissions by 26.4% (partial opening) and 18.6% (total opening), reducing HC emissions by 16% ( partial opening) and 14.5% (total opening) and, in turn, fuel consumption decreased by 29.6%.

Orientador: Edésio Luiz Simionatto. / Coorientador: Endler Marcel Borges de Souza. / Dissertação (Mestrado em Química) - Programa de Pós-Graduação em Química, Centro de Ciências Exatas e Naturais, Universidade Regional de Blumenau, Blumenau.