Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2007. / Submitted by Tania Milca Carvalho Malheiros (tania@bce.unb.br) on 2009-05-11T14:07:05Z No. of bitstreams: 1 2007_MarceloCostaFerreira.pdf: 5719565 bytes, checksum: 8a2378598585220df455fe8fb2ce3583 (MD5) / Approved for entry into archive by Guimaraes Jacqueline(jacqueline.guimaraes@bce.unb.br) on 2009-05-11T16:45:48Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2007_MarceloCostaFerreira.pdf: 5719565 bytes, checksum: 8a2378598585220df455fe8fb2ce3583 (MD5) / Made available in DSpace on 2009-05-11T16:45:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2007_MarceloCostaFerreira.pdf: 5719565 bytes, checksum: 8a2378598585220df455fe8fb2ce3583 (MD5) Previous issue date: 2007-12 / O atual estágio de desenvolvimento econômico brasileiro mostra-se favorável ao emprego, em maior escala, da tecnologia de geração distribuída. Isto se deve, em parte, ao aumento da demanda de energia elétrica, maior disponibilidade de gás natural, tarifas diferenciadas para os horários de ponta, entre outros atrativos. Uma alternativa para geração elétrica, em franco desenvolvimento, são as microturbinas que operam na faixa de 25 a 1000 kW. O presente trabalho consistiu no desenvolvimento e caracterização de uma câmara de combustão de microturbinas a gás do tipo DLN – Dry Low NOx com tecnologia LPP – Lean Premixed Prevaporized. Os principais objetivos foram: projetar e caracterizar queimadores individuais que operem no modo ultra-pobre, com chama estabilizada por gerador de vórtices (swirler); dimensionar o tubo de chama do combustor de forma a operar no modo pré-misturado; projetar o queimador piloto para transição do modo de queima pobre para pré-misturado e auxiliar a estabilidade operacional da câmara nos diversos regimes de carga; instrumentar adequadamente a bancada de microturbina para a caracterização dos queimadores e do envelope operacional da unidade em diferentes níveis de “carga”; caracterizar o conjunto de queimadores pobre, queimador piloto de pré-mistura e, por último, avaliar a transição entre modos de operação (ultra pobre e pré-misturado). Após a identificação do envelope de estabilidade operacional do combustor, variaram-se alguns parâmetros do processo na busca da minimização dos índices de emissões de NOx e CO. Em regime estável, nos melhores casos, obteve-se menos de 23 ppm de NOx, corrigido para 15% de O2 e menos de 67 ppm de CO, também corrigido para 15% de O2. _______________________________________________________________________________________ ABSTRACT / The actual economic development stage Brazilian is favorable to the employment, on a larger scale, of the distributed generation technology. This is due, in part, to the increase in electricity demand, greater availability of natural gas, differentiated rates for the pick load times, among others. An alternative for electricity generation, in continuous growth, are the microturbines which covers de power range from 25 to 1000 kW. The present work consisted on the development and characterization of a combustion chamber of microturbine gas generator of the type DLN (Dry Low NOx) based on LPP (Lean Premixed Prevaporized) technology. The main objectives were: to design and to characterize individual burners to operate in lean mode with the flame stabilized by means of a swirler device; to design the fire tube to operate in premixed combustion mode; to design the pilot burner for the transition between operating modes as well as to help stabilize the flame at several load regimes; to set an appropriate instrumentation for the apparatus as to facilitate burners and unit operational range characterization, to investigate the performance of the lean, pilot and premixed burners, and, lastly, to evaluate the stability of the system when changing the regime of operation (lean-lean to premixed). After identification of the stable operational range of the gas turbine combustor some process parameters were varied in searching for low emissions of NOx and CO. In stable regimes, for the best cases, it was obtained less than 23 ppm of NOx, corrected to 15% O2 and less than 67 ppm of CO, also corrected to 15% O2.

Esta Tese apresenta uma análise do comportamento térmico de um sistema de aquecimento de água combinando energia solar e gás como fontes energéticas. A ênfase desta análise está na influência que a forma de conexão dos coletores solares e do circuito da fonte auxiliar de energia ao reservatório exercem sobre a eficiência e o custo de operação do sistema. O trabalho engloba uma montagem experimental, caracterização de componentes, validação experimental de um programa de simulação, análises de eficiência utilizando o programa e análises econômicas com dados simulados. Na fase experimental desta Tese, foram montados três sistemas de aquecimento de água. Dois sistemas utilizando reservatórios verticais e um sistema utilizando reservatório horizontal. Os sistemas foram montados com componentes similares: reservatórios metálicos isolados termicamente com capacidade de 600 litros (verticais), reservatório de polietileno isolado termicamente com capacidade de 600 litros (horizontal), 2 coletores solares de placas planas, tubulação de cobre e aquecedores a gás de passagem de 7,5 l /min. Os componentes foram caracterizados mediante a curva de eficiência dos coletores solares, eficiência dos aquecedores a gás de passagem e o coeficiente de perdas térmicas dos reservatórios Sensores foram instalados para monitorar os sistemas em operação. Os sinais dos sensores foram medidos através de uma central de aquisição de dados conectado a um computador. Temperaturas, irradiância solar, consumo de gás e consumo de água foram registrados ao longo do tempo. Os resultados experimentais foram comparados com resultados calculados por meio de um programa desenvolvido no Laboratório de Energia Solar apresentando boa concordância. Utilizando o mesmo programa determinou-se a configuração do sistema de aquecimento de água com energia solar e gás mais eficiente para a cidade de Porto Alegre com um determinado perfil de consumo. Outros tipos de sistemas de aquecimento de água foram simulados para atender o mesmo perfil de demanda. Análises econômicas comparando estes sistemas entre si foram realizadas considerando diversos cenários econômicos.

A energia solar esta sendo cada vez mais utilizada para o aquecimento de água, tanto para o uso industrial, comercial e residencial, apresentando, esta última, um crescimento muito expressivo nos últimos anos, devido às ações de marketing de algumas empresas do setor. Para manter a temperatura da água do reservatório nas condições estabelecidas para o uso é necessário à utilização de uma fonte de energia auxiliar. As duas fontes de energia auxiliar mais empregadas nos sistemas de aquecimento de água por energia solar são a eletricidade e o gás. A escolha do gás como fonte auxiliar de energia, apesar de apresentar um investimento inicial superior ao da energia elétrica, representa um menor custo operacional em longo prazo. Na presente dissertação foram realizadas simulações computacionais para a cidade de Porto Alegre - RS, através do aplicativo TERMOSIM, com a finalidade de analisar o comportamento energético de um sistema de aquecimento de água por energia solar, por circulação natural (termossifão), utilizando como fonte de energia auxiliar o gás. Esta análise foi desenvolvida com a variação de parâmetros construtivos, de parâmetros de utilização e dos parâmetros de qualidade dos materiais e, ainda, com a caracterização dos componentes da instalação. Para a execução do trabalho foram realizadas 3456 simulações. Considerando os resultados obtidos foram elaboradas tabelas e gráficos, por meio dos quais verificou-se a influência do número de coletores, do volume do reservatório, da altura do termostato, da razão de aspecto do reservatório, do consumo de água quente e da qualidade dos coletores sobre a eficiência do sistema. O aplicativo demonstrou coerência nos resultados gerados, motivo pelo qual foi possível identificar, por meio da análise dos mesmos, quais os parâmetros que exercem maior influência no desempenho do sistema de aquecimento de água. Combinando os resultados, foi desenvolvida uma equação para estimar a eficiência média mensal do sistema.

No Brasil, a idéia original era de se utilizar o gás natural como substituto do óleo diesel para o uso na frota de veículos pesados nos centros urbanos. Esta idéia deu lugar a uma maior difusão do uso de gás natural na frota de veículos leves, em função de algumas dificuldades inerentes ao mercado do gás natural como substituto do óleo diesel, tais como a pequena diferença de preços entre o óleo diesel e o gás natural. Com a liberação do uso de gás natural para veículos a gasolina, a partir de 1992, e o crescimento de postos de abastecimento, tem-se notado um grande aumento de veículos convertidos, nas cidades onde o combustível encontra-se disponível, como Porto Alegre. Devido ao aumento de veículos convertidos, decidiu-se elaborar um trabalho que descreve os principais componentes dos “Kits” de conversão encontrados atualmente no mercado para os veículos equipados com carburador e injeção eletrônica, assim como procedimentos para a correta instalação destes componentes. Simultaneamente efetuou-se testes em veículos convertidos para o uso do gás natural, com a obtenção de curvas de potência as quais estabelecem um comparativo entre a utilização de gasolina e gás natural. Também foram feitas análises quanto a emissões de gases tóxicos dos veículos convertidos e a verificação do fator Lambda responsável pela máxima potência ao utilizar-se gás natural como combustível Sendo assim, tem-se como objetivos neste trabalho, a análise do desempenho de veículos adaptados para o uso do gás natural em relação a veículos alimentados com combustíveis líquidos, descrevendo detalhadamente os elementos necessários para a conversão de um veículo, procedimentos básicos para uma conversão eficiente e segura, e vários testes de veículos relacionando o uso do gás natural comparativamente ao uso de combustível líquido. O trabalho é concluído com a indicação dos “Kits” de conversão mais eficientes além da demonstração de algumas técnicas de regulagem baseadas nos resultados obtidos nos testes com os veículos convertidos, as quais visam a redução da perda demasiada de potência, a redução do consumo de combustível gás e a redução das emissões de gases tóxicos.

Este Projeto Piloto tem como objetivo desenvolver um experimento de campo partindo de um ônibus comercial usado e, após conversão via rota tecnológica de Ottolização, opera-lo com combustível GNV – Gás Natural Veicular. Além da conversão do motor, originalmente movido a diesel, instalou-se cilindros de material compósito para armazenamento do GNV. Fez-se a implementação de um sistema de instrumentação embarcada, registrando em tempo real grandezas que caracterizam o desempenho do ônibus convertido, tais como: velocidade, rotação do motor, posição do acelerador e temperaturas do óleo e líquido de arrefecimento. Projetou-se e executou-se um experimento de campo onde o ônibus convertido – GASBUS – juntamente com dois ônibus Diesel com características construtivas semelhantes, operaram em condições reais de tráfego seguindo linhas comerciais entre Alvorada e Porto Alegre. Ao todo foram 12 meses em operação, período esse que foram registrados dados referentes a operação, consumo de combustível, manutenção e emissão de poluentes, gerando um banco de dados para viabilizar uma analise comparativa entre os ônibus. Ao todo, o GASBUS trafegou mais de 50.000 km, transportando 80.000 pessoas por itinerários diversos na região metropolitana da capital gaúcha, sem apresentar “quebras” ou falhas devido à motorização. O consumo de combustível do GASBUS foi de 2,28 km/m³, próximo aos 2,5 km/l dos ônibus Diesel. Considerando incentivos a utilização de GNV no modal de transporte coletivopor parte do Governo Federal, subsidiando o metro cúbico do GNV a 55% do litro do diesel para os frotistas, obtém-se uma redução de 40% do custo de combustível em prol do GASBUS, ou seja, uma economia de R$ 0,28 /km. Através dos registros de manutenção verificou-se custos compatíveis entre as duas motorizações, salientando novamente a robustez apresentada pelo motor convertido. Com a realização de testes de medição de emissões, verificou-se que o GASBUS emite 45% de dióxido de carbono (CO2) na atmosfera em relação ao ônibus original Diesel, ainda ocorre a cessão da emissão de material particulado e compostos de enxofre, principais causadores das chuvas ácidas. Durante o trajeto em linhas comerciais, destaca-se a boa aceitação por parte dos usuários e operadores, devido a cessão da vibração e ruídos no interior do ônibus, característicos dos motores ciclo Diesel. Com base nos resultados econômicos favoráveis, associados aos ganhos ambientais, melhoria na qualidade para usuários e operadores, considera-se a rota tecnológica de ottolização viável para inserção de GNV no modal de transporte coletivo nos grandes centros urbanos brasileiros em substituição ao diesel. / This Project has as objective to develop an experiment with an used commercial bus, and after conversion under the Ottolização technological route, run with GNV fuel – Natural Gas. With the conversion of the Diesel engine, it was installed lightweight cylinders for the storage of the GNV. It was made an implementation of one on-board instrumentation system, to register in real time the performance of the converted bus. It was projected and executed an experiment where the converted bus – GASBUS –, together with two buses diesel with similar constructive characteristics, ran in real conditions of traffic, using commercial lines between the cities of Alvorada and Porto Alegre. The buses ran for 12 months, in this period it was registered the consumption of fuel and the emission of pollutants, as well as information about maintenance and operation. It generated a databank able to analyze the differences between these two kinds of buses. After the 12 months, the GASBUS ran more than 50.000 km, carrying about 80.000 passengers trough many itineraries in the Porto Alegre metropolitan region, without failures because of the "conversion kit" installed. The GASBUS specific fuel consumption was 2,28 km/m ³ and the diesel’s 2,5 km/l. Considering the price of GNV at 55% of the diesel price for transport companies, established by the Federal Government, its use results in a reduction of 40% of the fuel cost (a savings of R$ 0,28 /km). Through the maintenance registers it was verified compatible costs between the two buses, pointing out the trustworthiness of the converted engine. With the accomplishment of the emissions measurement tests, it was registered a reduction of about 45% of carbon dioxide (CO2) of the GASBUS emissions exhaust gas to the atmosphere. It also occurs the stopping of the emission of particulates material and sulphur composites, responsible for acid rains. In the running through commercial lines, the good acceptance of the users and operators was noted due to the large reduction of the vibration and of the noises in the interior of the GASBUS, an undesired characteristic of the diesel cycle engines. With favorable economic results associated to the ambient profits and improvement of quality for users and operators, the Ottolização technological route can be considered viable for the insertion of GNV in collective transport for diesel substitution.

MILEO, P. G. M. Utilização da simulação molecular na predição da acumulação de alcanos em estruturas metalorgânicas. 2014. 91 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2014. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2015-02-25T12:40:47Z No. of bitstreams: 1 2014_dis_pgmmileo.pdf: 6430139 bytes, checksum: 2fbf7affa468f0666338504ce9ca36c7 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2015-02-26T14:46:50Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_dis_pgmmileo.pdf: 6430139 bytes, checksum: 2fbf7affa468f0666338504ce9ca36c7 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-02-26T14:46:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_dis_pgmmileo.pdf: 6430139 bytes, checksum: 2fbf7affa468f0666338504ce9ca36c7 (MD5) Previous issue date: 2014-04-28 / Natural gas, which consists mostly of methane, is a fuel that has been expanding in the global energy market by having a cleaner burning than other petroleum derivatives and are more energy efficient. However, it has a great disadvantage compared to other fuels: it is difficult to be stored due to its low energy density. Microporous materials have been used to increase the energy density by adsorption. However, one of the problems encountered in using these materials it comes to the decrease in adsorption capacity after charge and discharge cycles of the storage tanks. The study of this problem, however, requires a large number of experiments and a relatively sophisticated equipment. This paper proposes themolecular simulation as a valid methodology to study the retention of alkanes in activated carbon, and eight metalorganic structures: IRMOF - 1, ZIF - 8, CuBTC, PCN- 11, PCN -14, UiO -66, MIL -100 and MIL- 101. We considered the natural gas as a mixture of methane (C1), ethane (C2), propane (C3) and butane (C4) in the proportions respectively 84,7:10:0,9:0,1. For the validation of the models used in the simulations, the simulated isotherms of C1, C2, C3 and C4 were adjusted to fit the experimental ones, obtained from the literature data for every material. Multicomponent isotherms were then performed, the retention of hydrocarbons were studied as well as the influence of compositional and structural factors to this phenomenon. We noticed that the MOFs MIL-100 and ZIF-8 are the most recommended to use in GNA tanks according to the criteria of capacity, adsorption efficiency and stability. We verified as well that MOFs that have adsorption sites too localized present a larger tendency to the accumulation of hydrocarbons. / O gás natural, cuja maior parte é constituída de metano, é um combustível que vem se expandindo no mercado energético global por possuir uma queima mais limpa que outros derivados petrolíferos e por ser mais eficiente energeticamente. No entanto, ele possui como grande desvantagem frente a outros combustíveis a dificuldade em ser armazenado devido a sua baixa densidade. Materiais microporosos vêm sendo utilizados para aumentar tal densidade por meio da adsorção. No entanto, um dos problemas encontrados na utilização desses materiais se trata da diminuição da capacidade adsortiva após ciclos de carga e descarga de tanques de armazenamento. O estudo desse problema, porém, demanda um grande número de experimentos e uma aparelhagem relativamente sofisticada. Este trabalho propôs a simulação molecular como uma metodologia válida a ser utilizada para o estudo da retenção de alcanos em carbono ativado e em oito estruturas metalorgânicas: IRMOF-1, ZIF-8, CuBTC, PCN-11, PCN-14, UiO-66, MIL-100 e MIL-101. Considerou-se o gás natural como uma mistura de metano (C1), etano (C2), propano (C3) e butano (C4) nas proporções de, respectivamente, 84,7:10:0,9:0,1. Para a validação dos modelos utilizados nassimulações, as isotermas simuladas de C1, C2, C3 e C4 foram ajustadas às experimentais obtidas da literatura para cada um dos materiais. Foram então realizadas isotermas multicomponentes e estudo de sítios de adsorção para o estudo da retenção de hidrocarbonetos e da influência de fatores composicionais e estruturais nesse fenômeno. Observou-se que as MOFs MIL-100 e ZIF-8 são as mais recomendadas para uso em tanques de GNA por critérios de capacidade, eficiência adsortiva e estabilidade. Verificou-se ainda que MOFs que apresentam sítios de adsorção pouco dispersos apresentam uma maior tendência à acumulação de hidrocarbonetos.

SILVA, A. R. Viabilidade logística e econômica da distribuição secundária de gás natural: uma abordagem metodológica. 2014. 162 f. Dissertação (Mestrado em Logística e Pesquisa Operacional) – Pró-Reitoria de Pesquisa e Pós-Graduação, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2014. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2015-03-24T14:41:24Z No. of bitstreams: 1 2014_dis_arsilva.pdf: 3282961 bytes, checksum: 5f8cb24773f701cb52deaca4efc8a479 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2015-03-30T17:32:16Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_dis_arsilva.pdf: 3282961 bytes, checksum: 5f8cb24773f701cb52deaca4efc8a479 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-30T17:32:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_dis_arsilva.pdf: 3282961 bytes, checksum: 5f8cb24773f701cb52deaca4efc8a479 (MD5) Previous issue date: 2014-04-04 / This work proposes a methodology for feasibility study of the distribution of natural gas to remote areas without access through a backbone pipeline. In recent years, one can observe a strong increase in the participation of natural gas as input in energy supply all around the world, including Brazil. The State of Ceará, in the Northeastern Brazil, shows nowadays a natural gas supply superavit of about four million cubic meters per day. Present natural gas distribution in Ceará State occurs only in Fortaleza Metropolitan area. Although there are in the State many important urban development poles with significant potential to consume natural gas they cannot count yet with necessary supply equipments of that power input as gas pipeline. This is an important problem because wood fuel is largely used in the countryside notwithstanding its damage to the environment. All over the world the attendance of secondary markets with natural gas has been supported by trucks or trains lines as a first step before implementing a pipeline. This work aims to propose and apply a methodology to find the economic and logistics feasibility to distribute natural gas to remote regions. Such a methodology makes use of discrete choice demand forecasting technique using both revealed and stated preference data as well as the capacity facility location problem modelling and conventional indicators of economic feasibility. A case study is discussed involving the CRAJUBAR region of Ceará State. The work aims to contribute in identification of scenarios in which one can have feasible situations of energy input substitution. / Esta dissertação propõe uma metodologia para estudo de viabilidade da distribuição secundária de gás natural em regiões afastadas de redes primárias de gasodutos. Diante da segurança de fornecimento do gás natural apresentada atualmente no país e no Mundo, a sua participação na matriz energética vem se intensificando nos últimos anos. O Estado do Ceará apresenta superavit na oferta equivalente a quatro milhões de metros cúbicos por dia de gás. Atualmente, a distribuição do gás natural, nesse Estado, é realizada apenas na Região Metropolitana de Fortaleza, sendo que no interior se encontram importantes polos de desenvolvimento, como a Região do CRAJUBAR com uma base industrial com potencial de consumo de gás natural, que poderia levar à substituição do uso principalmente de lenha no processo produtivo das empresas e, também, poderia propiciar a interiorização do uso do energético em regiões ainda não atendida por gasodutos. O atendimento aos consumidores de gás natural tem ocorrido por meio da utilização de distribuição secundária (gasoduto virtual) indutora de mercado. Assim o objetivo deste estudo reside em propor e aplicar uma metodologia de determinação da viabilidade da distribuição secundária do gás natural para regiões não atendidas por gasodutos, instrumentada pelo uso de técnicas de previsão de demanda, de otimização de custos e de planilha eletrônica na determinação da viabilidade econômica. O trabalho busca contribuir na identificação de cenários viáveis de substituição energética para o uso do gás natural na região em estudo.

RIOS, R. B. Estudos em adsorção de gás natural: armazenamento, transporte e purificação. 112 f. 2011. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2011. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2016-03-30T13:12:12Z No. of bitstreams: 1 2011_dis_rbrios.pdf: 1527046 bytes, checksum: 1886b0e5dc57ea67107b5c76a92454cb (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2016-03-30T19:24:58Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2011_dis_rbrios.pdf: 1527046 bytes, checksum: 1886b0e5dc57ea67107b5c76a92454cb (MD5) / Made available in DSpace on 2016-03-30T19:24:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2011_dis_rbrios.pdf: 1527046 bytes, checksum: 1886b0e5dc57ea67107b5c76a92454cb (MD5) Previous issue date: 2011-02-23 / The use of vessels filled with activated carbon to store and transport natural gas (NG) at moderate pressures (about 3.5 MPa) and ambient temperature (about 298 K) has been studied as a potential alternative to compressed natural gas storage at high pressures (ca. 20 MPa). The present study provides an experimental investigation of charge and discharge cycles of natural gas in a prototype storage vessel filled with activated carbon and analyses the effect of the gas composition on the adsorption capacity. The adsorption properties were evaluated by measuring isotherms for each component of NG in a magnetic suspension balance and compared with the isotherms measured in a storage vessel using NG. The selectivities of the main constituents of natural gas in relation to methane were determined and the influence of the pressure on the selectivity was also observed. Although NG is composed mainly of methane (ca. 90% vol.), our experimental results indicate that the preferential adsorption of the heavier hydrocarbons and CO2 should be properly taken into account for the evaluation of the behavior of adsorbed natural gas systems along several charge and discharge cycles. In an another context, the separation of CO2 from CO2-CH4 mixtures is an important issue in natural gas and biogas purification/upgrading for energy generation applications and it was also studied in this work. Thus, co-adsorption data of the binary mixture CO2/CH4 on activated carbon at 293 K was obtained by the volumetricchromatographic method and it was compared with the IAST (Ideal Adsorbed Solution Theory) and the Extended Langmuir (EL) predictions. Preferential adsorption of CO2 was observed for the CO2 mixture composition more than around 20%. The accuracy of predictions was less than desirable to an application engineer. / O uso de cilindros recheados com carbono ativado para armazenamento e transporte de gás natural (GN) a pressões moderadas (~3,5 MPa) e a temperatura ambiente (~298 K) têm sido estudados como uma potencial alternativa para o armazenamento de GN comprimido a altas pressões (~20 MPa). O presente trabalho fornece uma investigação experimental de ciclos de carga e descarga de GN em um vaso de armazenamento de gás natural adsorvido (GNA) recheado com carbono ativado. É avaliado também o efeito da composição do GN na capacidade de armazenamento. As propriedades de adsorção foram verificadas a partir de isotermas de cada componente do GN medidas em uma balança de suspensão magnética e comparadas com dados de adsorção medidos no vaso de armazenamento usando GN. As seletividades dos principais componentes do gás natural em relação ao metano foram determinadas e a influencia da pressão nessa seletividade também foi observada. Apesar de o GN ser composto principalmente por metano (~90% em volume), foi observado que a adsorção preferencial pelos hidrocarbonetos mais pesados e CO2 deve ser levada em conta para a avaliação do comportamento de sistemas GNA ao longo de vários ciclos de carga e descarga. Foi estudado também para esse trabalho a separação de CO2 de misturas de CO2/CH4, que é uma importante questão na purificação do gás natural e biogás para aplicação em geração de energia. Dessa forma, dados de adsorção de mistura CO2/CH4 em carbono ativado a 293 K foram obtidos pelo método volumétrico-cromatográfico e comparados com a IAST (Teoria da Solução Adsorvida Ideal) e com o modelo de Langmuir estendido (EL). Adsorção preferencial de CO2 foi observada para a composição de mistura de CO2 maiores que 20% aproximadamente. A precisão das predições foi menor do que a desejável para uma aplicação em projetos de engenharia.

SAMPAIO, V. C. S. Avaliação de método espectrofotométrico comercial para determinação de trihalometanos em água de abastecimento humano. 2010. 141 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil: Saneamento Ambiental) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2010. / Submitted by Hohana Sanders (hohanasanders@hotmail.com) on 2016-04-29T14:01:42Z No. of bitstreams: 1 2010_dis_vcssampaio.pdf: 1974602 bytes, checksum: 7f70ce1403a7e89b5be16c6e8698cfc7 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2016-05-25T18:58:22Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2010_dis_vcssampaio.pdf: 1974602 bytes, checksum: 7f70ce1403a7e89b5be16c6e8698cfc7 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-25T18:58:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2010_dis_vcssampaio.pdf: 1974602 bytes, checksum: 7f70ce1403a7e89b5be16c6e8698cfc7 (MD5) Previous issue date: 2010-11-17 / The formation of trihalomethanes in human water supply represents a big problem to the public health, since these compounds are suspected carcinogens. The technique referred for determination of trihalomethanes in water is gas chromatography, which uses an electron capture detector. This technique has some disadvantages that unfeasible the implantation in the water treatment plant. A spectrophotometry method developed by Hach® can assist the operation of a water treatment plant on the monitoring of trihalomethanes, since this analytical method has a lower cost, an immediate response by the results and is easy to implantation and operate when compared with gas chromatography. In this research, an evaluation of commercial spectrophotometry method was realized for some parameters of the Instituto Nacional de Metrologia, Normalização e Qualidade Industrial (INMETRO) and was divided into three stages. In the first stage, performed a test to make sure that the reducing agent neutralize any residual chlorine in the water. Sodium thiosulfate was added treated water of Gavião´s water treatment plant, to determine the concentration of “zero” mg L-1 in the determination of residual chlorine. The second stage consists in the implantation and operation of the analysis of trihalomethanes by gas chromatography. Two curves were performed using two different standards: a standard of chloroform and a standard of a mixture containing the four trihalomethanes, all with the same concentration. At this stage, all curves constructed showed a correlation coefficient in the range required by the rules of the INMETRO and of the method. The third step was the construction of curves by using again the two standards, but using the spectrophotometric method. Two curves of each standard by the same analyst and a curve of each standard of the other analyst were performed. With the data obtained, was studied the precision, accuracy, robustness, selectivity, linearity, working range and linear range. In addition, a standard addition test and a test for interference in the analysis of different matrices were performed. It was found that the method no had precision and accuracy. Small changes made in the analytical procedure caused change in the result, indicating lack of robustness of the analytical method, besides being extremely susceptible to random errors and possibly quantify other disinfection byproducts / A formação de trihalometanos na água de abastecimento humano representa um grande problema para a saúde pública, visto que esses compostos são suspeitos de serem carcinogênicos. A técnica referenciada para determinação de trihalometanos na água é a cromatografia gasosa, onde se utiliza o detector de captura de elétrons. Essa técnica apresenta algumas desvantagens que inviabilizam sua implantação em uma estação de tratamento de água (ETA). Um método espectrofotométrico desenvolvido pela empresa Hach® pode auxiliar a operação de uma ETA quanto ao monitoramento dos trihalometanos, pois esse método analítico tem menor custo, uma resposta imediata dos resultados e é de fácil implantação e operação quando se compara com a cromatografia gasosa. Nesta pesquisa, foi realizada uma avaliação do método espectrofotométrico comercial por alguns parâmetros do Instituto Nacional de Metrologia, Normalização e Qualidade Industrial (INMETRO) e foi dividida em três etapas. Na primeira etapa, realizou-se um teste para certificar-se que o agente redutor neutralizava todo o cloro residual presente na água. Foi adicionado tiossulfato de sódio na água final da ETA Gavião e determinou-se concentração de “zero” mg L-1 na determinação de cloro residual. A segunda etapa consistiu na implantação e operação da análise de trihalometanos por cromatografia gasosa. Foram realizadas duas curvas utilizando dois padrões diferentes: um padrão de clorofórmio e um padrão de uma mistura contendo os quatro trihalometanos, todos com a mesma concentração. Nessa etapa, todas as curvas construídas apresentaram um índice de correlação dentro da faixa exigida pelas normas do INMETRO e do método. A terceira etapa consistiu na construção de curvas utilizando novamente os dois padrões, porém utilizando a técnica espectrofotométrica. Foram realizadas duas curvas de cada padrão pelo mesmo analista e uma curva de cada padrão por outro analista. Com os dados obtidos, estudou-se a precisão, exatidão, robustez, seletividade, linearidade, faixa de trabalho e faixa linear. Além disso, foram realizados testes de adição de padrão e um teste para verificar a interferência de diferentes matrizes na análise. Constatou-se que o método não apresentou precisão, nem exatidão. Pequenas mudanças realizadas no procedimento analítico causaram alteração no resultado, indicando falta de robustez do método analítico, além de ser extremamente suscetível a erros aleatórios e, possivelmente, quantificar outros subprodutos da desinfecção

As células a combustível do tipo PEMFC necessitam de alta durabilidade, eficiência e custo baixo de produção para que tenham aplicação prática. Um dos componentes da célula denominado MEA (Membrane Electrode Assembly) é composto por uma membrana trocadora de prótons e por camadas de difusão gasosa (CDG) que devem ser altamente condutores, porosos e hidrofóbicos. CDGs com alta hidrofobicidade são geralmente preparadas com revestimentos à base de Nafion® e PTFE (politetrafluoretileno) sobre a superfície do substrato (polímero reforçado com fibra/papel de carbono). No entanto, alguns estudos têm demonstrado que o desempenho das CDG’s tende a diminuir com o aumento de PTFE na superfície. O presente trabalho apresenta um método de tratamento superficial através de modificação assistida por radiação UV na presença do agente hidrofóbico Trimetóxipropilsilano (TMPSi). Foram realizadas modificações superficiais inserindo grupos hidrofóbicos na superfície da CDG por meio da imersão da mesma em H2O2 10% por 2 minutos, seguida da irradiação (254 nm) na presença de TMPSi por 60 e 120 min. Aplicou-se também um tratamento térmico a 80 °C por 120 minutos após a irradiação. As amostras foram caracterizadas quanto à molhabilidade por monitoramento do ângulo de contato (WCA - water contact angle), que evidenciou um aumento de aproximadamente 30° no WCA para as amostras. Análises de FTIR-ATR evidenciaram a evolução das ligações químicas realizadas na superfície do polímero e medidas de condutividade elétrica mostraram que houve um decréscimo menor com o tratamento superficial por foto-funcionalização hidrofóbica do que com os tratamentos a base de PTFE. Os resultados evidenciaram a eficiência do tratamento proposto para a produção de CDGs hidrofóbicas em alternativa aos tratamentos convencionais com PTFE e a um custo reduzido. / The PEMFC type fuel cell requires high durability, efficiency and low production cost to achieve wide-spread practical application. One of the components of the cell, called MEA (Membrane Electrode Assembly), comprises a proton exchange membrane and gas diffusion electrodes (GDL) that must be highly conductive, porous and hydrophobic. The highly hydrophobic GDL are usually prepared with coatings based on PTFE (polytetrafluoroethylene) on the surface of the substrate (fiber reinforced polymer/carbon paper), even though some studies have shown that the performance of CDG's tends to decrease with increasing PTFE surface. This work focuses on a surface treatment method assisted by UV radiation in the presence of a hydrophobic agent (trimetoxipropylsilane - TMPSi). Surface modifications were carried out by inserting hydrophobic groups on the surface of CDG by its immersion on 10% H2O2 solution for 2 min, followed by irradiation (254 nm) in the presence of TMPSi for 60 and 120 min. A heat treatment, 80 °C for 120 min, was also applied after irradiation. The samples were characterized, among others, by WCA (water contact angle) which showed an increase of nearly 30°, whereas FTIR-ATR showed change in chemical bonds on the polymer surface. Conductivity measurements showed higher values with the hydrophobic photo-functionalization surface treatment than the treatments based on PTFE. The results evidenced the effectiveness of the proposed treatment for the production of hydrophobic CDGs as an alternative to conventional PTFE treatments and at low cost.