Made available in DSpace on 2016-08-29T15:09:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_3109_DissertacaoCatarina.pdf: 12464902 bytes, checksum: 9d73bce7a0377c383d2d4e4811f31cdf (MD5) Previous issue date: 2009-02-26 / O presente trabalho estudou a possibilidade do uso de barreira reativa permeável (BRP) composta de turfa e areia para a remediação de hidrocarbonetos em aqüíferos utilizando quatro protótipos de aqüíferos em modelos reduzidos construídos em acrílico. Os hidrocarbonetos utilizados foram Naftaleno, Tolueno, Etilbenzeno e Xileno. Além disso, também foi realizado um ensaio com um traçador (rodamina B) com objetivo de verificar a eficiência da BRP na retenção de contaminantes orgânicos. Foram testados três casos para o uso de BRP, no caso I foi construída uma barreira reativa permeável no aqüífero composta de areia e turfa. No caso II, além da BRP, houve bioestimulação do crescimento de microorganismos do solo. E no caso III além, da BRP e da bioestimulação, foram inoculados na barreira reativa bactérias com capacidade de remediação de naftaleno, diesel e gasolina. Como controle, foi utilizado um protótipo contendo somente areia, sem BRP. Os efeitos dos diferentes tratamentos podem ser melhor observados para o naftaleno. Para o tolueno, etilbenzeno e xileno a adsorção foi o efeito mais importante na retenção do contaminante no protótipo em todos os casos com BRP. Foi constatado que houve a biodegradação no interior dos protótipos. Os experimentos tanto com contaminantes como com traçador evidenciam a capacidade de adsorção de uma BRP feita com areia e turfa e sua potencial aplicação em casos reais de campo. Destacando que barreiras de contenção da pluma de contaminação podem ser construídas usando materiais de baixo custo e que podem ser encontrados em regiões alagadas. Palavras

Made available in DSpace on 2018-08-24T22:53:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_3679_dissert_vesaofinal.pdf: 2234737 bytes, checksum: 7b99be2ff949fbc75aaf953220288ab6 (MD5) Previous issue date: 2009-08-19 / Os manguezais são constantemente atingidos por derramamentos de hidrocarbonetos de petróleo, provenientes das crescentes indústrias petroquímicas ou embarcações que transportam estes minerais brutos, ou como produtos derivados, dentre eles os diversos tipos de combustíveis. Por isso, estes ambientes são considerados ecossistemas vulneráveis e os mais sensíveis a derramamento de hidrocarbonetos de petróleo, devido à facilidade de o óleo aderir ao sedimento causando efeitos agudos e crônicos a toda biodiversidade. Sendo assim, uma das formas mais precisas de monitoramento biológico aos impactos antrópicos nos ecossistemas pode ser feitos através dos ensaios ecotoxicológicos agudos e ou crônicos, com organismos que sejam representativos ao ambiente. Com base nisso, para uma avaliação detalhada de um impacto por derrame de petróleo e derivados no manguezal, o presente trabalho buscou desenvolver uma metodologia de monitoramento do sedimento com estes contaminantes em etapa preliminar ocorrida em um mês e definitiva ocorrida em três meses, ambas com diferentes tipos de unidades experimentais (em recipientes Vaso e Lata/PET, respectivamente) fora do seu ambiente natural, por meio de ensaios ecotoxicológicos agudos, com a bactéria Vibrio fischeri. Os contaminantes testados foram o petróleo (16,9 ºAPI, pesado) e três frações provenientes deste mesmo hidrocarboneto, com densidades diferentes comparadas a alguns tipos de combustíveis, uma similar ao querosene (fração 2, 40,6 ºAPI, leve), outra similar ao óleo diesel (fração 6, 28 ºAPI, média) e a última similar ao óleo lubrificante (fração 12, 19,4 ºAPI, pesada). A toxicidade aguda apresentou relação com a densidade do óleo, pois foi sempre mais acentuada ao contaminante de grau API mais alto, onde também foi observada uma atenuação maior nos períodos experimentais, principalmente nas primeiras análises. Nos sedimentos contendo a fração 2 como contaminante apresentaram maior toxicidade aguda inicial, tanto para os experimentos preliminares quanto para os experimentos definitivos, de 81,12% e 75,46%, respectivamente.

Made available in DSpace on 2018-08-24T22:53:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_8187_Dissertacao_karla_libardi_gallina_pdf.pdf: 3720362 bytes, checksum: 3693ddf38ad19c299da2ef0ed1a76b3a (MD5) Previous issue date: 2014-03-17 / Este trabalho tem como proposta geral fornecer subsídios para o desenvolvimento da fase diagnóstica do processo de Enquadramento de corpos de água superficiais de pequenas e micro bacias hidrográficas (PMBH). Sua justificativa ampara-se no fato de que a implementação de processos de Enquadramento ainda é restrita, principalmente, no que tange as PMBH, escala de gestão ainda não considerada pelo gerenciamento de recursos hídricos. Apresenta como objetivos a identificação, análise e seleção de itens de diagnósticos adotados em processos de Enquadramento; avaliação quanto as particularidades / especificidade quanto à utilização desses itens de diagnóstico para a realidade de PMBH, e por fim, a proposição de diretrizes para o estabelecimento de procedimentos orientativos para avaliações diagnósticas para fins de Enquadramento de corpos de agua superficiais em PMBH. Metodologicamente, embasado por meio de análise de estudos técnicos e científicos, os itens de diagnóstico identificados foram agrupados de forma sistematizada, e realizada avaliação quanto a aplicabilidade desses itens na elaboração de diagnóstico para Enquadramento em PMBH. Como resultado, mostrou ser possível obter maior nível de detalhamento para os itens de diagnósticos sugeridos pela Resolução nº 91/08 do CNRH no Artigo 4º. Apresentou como produto, um de conjunto de itens de diagnóstico de referência para a fase de avaliações diagnósticas do Enquadramento. Também demonstrou haver, de fato, particularidades que devem ser levadas em consideração quanto ao desenvolvimento de estudos de Enquadramento em pequenas regiões hidrográficas. Além disso, com a proposição de diretrizes para o estabelecimento de procedimentos orientativos para a fase de diagnósticos do Enquadramento, verificou que os desafios para tornar realidade o Enquadramento de corpos de água superficiais em PMBH são de natureza financeira, política e técnico-científica.

The High-Intensity-Discharge Lamps (HID), consisting of a broad range of gas discharge lamps, are notable for their high luminous efficacy, good color rendering, and long life. Metal halide lamps have the best combination of the above properties and are considered the most ideal light sources. Recently, there has been an emerging demand to replace the conventional halogen headlamps with the newly introduced small-wattage metal halide HID lamps. However, this lamp demands a highly efficient ballast and very complex control circuitry that can achieve fast turn-on and different regulation modes during the lamp start-up process. Due to the complex lamp v-i profile and timing control requirements, control circuit built with conventional analog control is unavoidably cumbersome. With the unparalleled flexibility and programmability, digital control shows more advantages in this application. An automotive HID ballast with digital controller is developed to demonstrate the feasibility of the digital control along with some key issues in digital controller selection and design. Results show that the microcontroller-based HID ballast can successfully realize the required control functions and achieve a smooth turn-on process and a fast turn-on time of 8 seconds. One of the major issues of ballast design is the ballast/HID lamp system stability, which originates from the lamp negative incremental impedance. The lamp small-signal model is presented with simulation and measurements. The negative incremental impedance is attributed to a RHP zero in the small-signal model. A new analysis approach, impedance ratio criterion, is proposed to analyze the system stability. With this approach, it clearly shows how the control configurations and converter and control design affect the system stability. The results can provide guidance and be easily used in control configuration selection and converter and control design. Analysis shows that ballast based on PWM converter without inner current loop is unstable and with inner current loop can stabilized the system. This is the reason why for a microcontroller-based ballast system the inner current loop has to be used. HID lamp has its special acoustic resonance problem and thus a low-frequency unregulated full-bridge is used following the front-end DC/DC converter. To prevent from lamp re-igniting during each bridge commutation, a minimum current changing slope has to be guaranteed. In order to help design the converter, the ballast/lamp re-ignition analysis is presented. With this analysis, it shows that the output capacitance has to be small enough to ensure adequate current slope during zero crossing. Though some approximation is used to simplify the analysis, the results can provide qualitative guidance in the ballast design. / Master of Science

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Programmable logic devices were introduced about fifteen years ago and nowadays they are used in areas like Telecommunications, Instrumentation and more recently Power Electronics. This work presents the application of an FPGA device in the control of a ballast circuit for driving high intensity discharge lamps. The electronic ballast presents improvements regarding the previous electromagnetic reactors, due to their small size and weight and also because they guarantee a longer life time for the lamps. In order to test and verify the proposed control strategy, a prototype was built to drive 70W,150W and 250W metal halide and high pressure sodium lamps. Beyond the vantages above mentioned, the prototype also presented a notable reduction in the time needed for the lamp to achieve maximum brightness, in comparison to magnetic reactors. / Os dispositivos lógicos programáveis surgiram há cerca de quinze anos e hoje são utilizados em áreas como Telecomunicações, Instrumentação e mais recentemente em Eletrônica de Potência. Este trabalho apresenta a aplicação de um dispositivo FPGA no controle de um circuito ballast eletrônico para acionamento de lâmpadas de alta intensidade de descarga (AID). Os reatores eletrônicos apresentam sensíveis melhorias com relação aos reatores eletromagnéticos por apresentarem menor peso e volume e também por garantirem uma maior vida útil às lâmpadas. Para testar e verificar a estratégia de controle proposta, dois protótipos foram construídos para alimentar lâmpadas AID de vapor de sódio e de vapor metálico de 70W, 150W e 250W. Além das vantagens citadas anteriormente, entre os resultados apresentados pelo protótipo destaca-se a notável redução no tempo para se atingir o brilho máximo da lâmpada com relação aos reatores magnéticos. / Doutor em Ciências

Made available in DSpace on 2018-08-24T22:53:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_9261_Dissertacao_Beatriz_IMPRESSÃOFINAL.pdf: 4650821 bytes, checksum: 3b7e8ca84942cb88f7480652f93e146c (MD5) Previous issue date: 2015-07-16 / O aumento da demanda por água devido ao crescimento demog ráfico, ao desenvolvimento socioeconômico e à consequente expansão da variedade de formas de uso dos recursos hídricos, tem ocasionado uma crescente redução da disponibilidade de água em várias partes do mundo. Tal fato tem gerado uma situação de déficit hídrico nessas regiões e, portanto, dificultado a dispersão dos poluentes que são despejados nos cursos dágua, comprometendo a qualidade dos mesmos. Reconhecendo -se a evidência de uma situação de criticidade quantitativa , somada ao agravamento da qualidade dos recursos hídricos, essa pesquisa objetivou avaliar a qualidade das águas e a sua compatibilidade com os usos em microbacias hidrográficas rurais com déficit hídrico quantitativo. Para isso, tomou - se como referência uma região piloto, constituída por pequenas propriedades agrícolas de base familiar, onde foi realizada uma caracterização da área de estudo e do uso e ocupação do solo , a fim de se identificar os usos preponderantes da área de estudo , bem como avaliada a qualidade atual da água e a sua disponibilidade hídrica espaço - temporal, objetivandoavaliar a influência da qualidade das águas nos usos e dos usos na qualidade, além de verificar a interferência gerada pela degradação da qualidade da água no déficit hídrico da região. Como resultados, observou - se que a qualidade da água encontra - se deteriorada e imprópria para consumo humano, irrigação de diversas culturas, recreação de contato primário e criação de peixes, o que agrava ainda mais a situação de escassez de água e gera um déficit hídrico quali-quantitativo na região estudada

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Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / This dissertation consists of the design of an electronic ballast to drive high pressure discharge (HID) lamps, focusing on low power applcations. An innovative modified yback conveter is proposed as main part of an electronic ballast able to adequately supply HID lamps with low frequency square waveform current. From a continuos (DC) voltage source (e.g. battery or rail of a power factor correction converter, PFC), a yback arrangement is inserted into a switching structure whose output provides low frequency voltage yet avoiding instability issues. Proposals main advantage is the use of one single choke of simple assembly and only two common reference ground active switches for current control and voltage inversion. In this work, proposed converter principle of operation and its complete design are presented for both continuos (CCM) and disconinuos (DCM) conduction modes. Small-signal AC models for the converter in CCM and DCM, as well as the feedback closed-loop design for lamp power regulation are proposed based upon frequency response stability and performance analysis. For DCM, a small-signal AC model is obtained with the insertion of the HID lamp dynamics, enabling direct lamp current feedback with power regulation. For CCM, however, the AC model is obtained for a resistive load, with output power feedback implemented via an inner (inductor current)and an outer (power) loop is proposed, guaranteeing stability by analyzing the closed loop converter outut impedance. For DCM, a prototype has been developed and implemented to supply a 70W high pressure sodium lamp (HPS) either from a PFC DC rail or from AC mains via the integration of a converter for PFC purposes (buck-boost). Another prototype has been developed for the CCM design to supply a 35W metal-halide lamps from an automotive battery. Experimental results are presented for both prototypes in order to confirm their performances. Besides, simulation results from Matlab and PSIM are also presented, as well as discussions about methods and converters feasibility. / Esta dissertação consiste no desenvolvimento de um reator eletrônico para alimentação de lâmpadas de descarga em alta pressão (HID), focando em aplicações de baixa potência. Um inovador circuito yback modificado é proposto como parte principal de um reator eletrônico para adequada alimentação de lâmpadas HID aplicando uma corrente com forma de onda quadrada de baixa frequência. A partir de uma fonte de tensão contínua (CC) (por exemplo uma bateria ou barramento de saída de um conversor para correção de fator de potência, PFC), um arranjo tipo yback é inserido em uma estrutura de comutação cuja saída garante forma de onda quadrada de tensão ainda evitando problemas de instabilidade. A principal vantagem da proposta é o uso de um único indutor acoplado de simples construção e de apenas dois interruptores ativos, ambos conectados ao mesmo de terra de referência, para executar o controle de corrente e a inversão de tensão. Neste trabalho, o princípio de operação do conversor e seu projeto completo são apresentados para modo continuo (CCM) e descontínuo (DCM) de condução. Para DCM, um modelo CA de pequenos sinais é obtido com a inserção da dinâmica da lâmpada HID, habilitando realimentação direta da corrente na lâmpada com regulação de potência. Para CCM, no entanto, o modelo CA é obtido para carga resistiva, com realimentação da potência de saída implementada a partir de uma malha fechada interna (corrente no indutor) e outra externa (regulação de potência), efetuando-se a análise da estabilidade a partir da impedância de saída do conversor. Um protótipo foi desenvolvido e implementado para operação em DCM, alimentando uma lâmpada de vapor de sódio (HPS) de 70W a partir do barramento de saída de um conversor PFC ou a partir da rede CA através da integração de um conversor PFC na entrada (buck-boost). Para CCM, outro protótipo foi desenvolvido para alimentar uma lâmpada de multi-vapores metálicos de 35W a partir de uma bateria automotiva. Resultados experimentais são apresentados para os protótipos, confirmando o desempenho dos conversores projetados. Além disso, resultados de simulações utilizando Matlab e PSIM são também apresentados, assim como discussões sobre os métodos empregados e a viabilidade dos conversores propostos.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This thesis proposes a design of a power supply for high-pressure discharge lamps based on a high efficiency and high power factor electronic ballast, without exciting the intrinsic acoustic resonance. The ballast consists on a bipolar buck chopper operating in continuous conduction mode (CCM), with an input filter, and an igniter circuit. It works with a switching frequency of 33 kHz and supplies the lamp in the mains frequency. The igniter circuit provides the necessary high voltage for the lamp's startup initial procedure. It is controlled by an 8 bits microcontroller, thus contributing to reduction in the number of parts and the ballast final cost, without compromising its reliability. Two possible solutions for an igniter circuit are proposed, the first based on a igniter device, and the second on a LC resonant circuit. A study on the ignition process and the required circuits to guarantee it, and a brief review on the electrical characteristics of electromagnetic ballasts are also included as secondary contributions. Experimental results with a 70W HPS lamp supplied by a 220V±20% and 60 Hz mains, are presented to validate the proposed ballast. The behavior of the experimental ballast shows that it is a good choice in avoiding unstable effects provoked by acoustic resonance phenomenon. / Esta dissertação apresenta o projeto de uma fonte de alimentação para lâmpadas de descarga em alta pressão baseada em um reator eletrônico com alto rendimento e ótimo fator de potência que não excita de forma destrutiva a ressonância acústica (AR). O reator consiste de um conversor buck bipolar operando em modo continuo (CCM), com filtro de entrada acoplado e com um circuito de ignição. O conversor opera em 33 kHz e alimenta a lâmpada em freqüência de rede. O circuito de ignição fornece a alta tensão para a formação inicial do arco elétrico. O controle do reator é implementado em um microcontrolador de 8 bits, o que contribui com a redução do número de componentes e do custo final do sistema, sem prejudicar a confiabilidade do mesmo. Duas propostas de circuito de ignição são apresentadas, uma baseada em um dispositivo ignitor, e a segunda em um circuito LC ressonante. Uma breve revisão e avaliação das características elétricas do reator eletromagnético é também apresentada a título de comparação. Um estudo do processo de ignição e os circuitos necessários a formação do arco é também incluído. Resultados experimentais para uma lâmpada HPS de 70W alimentada a partir de uma rede de 220V±20% e 60Hz são apresentados para validar o reator proposto e demonstram que este é uma boa escolha para evitar os efeitos danosos do fenômeno da ressonância acústica.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This thesis proposes to improve the efficiency of public illumination systems by means of AC chopper based power converters. A comparative study of high performance AC/AC converters feeding high pressure sodium lamps on mains frequency is presented. These converters are obtained using standard DC/DC topologies with bi-directional switches (four quadrants). A high pressure lamp ballast design methodology is also presented, based on the suppositions of high input power factor and without exciting acoustic resonances at destructive levels. The topologies used are the Buck-Boost, Ćuk, SEPIC and ZETA operating on continuous current mode, with or without input filter, and an ignition circuit. The converters' switching frequencies are 33 kHz feeding the lamp at low frequency (mains frequency). The ignition circuit providing the high voltage required to guarantee the initial arc to start-up the lamp, is presented, analyzed and optimized in the thesis. To control the ballast a 32 bits microcontroller is used, contributing to reduce the component count and the overall system cost. The base to propose a new control design methodology and power circuit parts specification is the Brazilian standards and a comparison with the electromagnetic ballasts output waveforms. Experimental results supplying a 70 W HPS lamp, connected to the mains (220 V ±20% e 60 Hz) through the proposed ballasts, are presented in order to validate the thesis. / Este trabalho visa aprimorar os sistemas de iluminação pública aplicando reatores eletrônicos baseados em conversores CA/CA. Apresenta-se um comparativo entre conversores tradicionais CC/CC, aplicando a eles interruptores bidirecionais em tensão e corrente, de modo a alimentar a lâmpada de alta pressão de sódio na frequência da rede de alimentação, formando um conversor estático CA/CA com alto rendimento. Apresenta uma metodologia de projeto para fonte de alimentação de lâmpadas de descarga em alta pressão baseada em reatores eletrônicos com alto rendimento e elevado fator de potência, que não excitam de forma destrutiva a ressonância acústica (AR). O reator consiste dos conversores Buck-Boost, Ćuk, SEPIC e ZETA bipolares operando por modulação de largura de pulso (PWM) em modo de condução de corrente contínua (CCM), com ou sem filtro de entrada acoplado e com um circuito de ignição. O conversor opera em 33 kHz e alimenta a lâmpada na frequência da rede. O circuito de ignição fornece a alta tensão para a formação inicial do arco elétrico e neste trabalho de doutoramento foi equacionado e otimizado quando comparado ao modelo tradicional. O controle do reator é implementado em um microcontrolador de 32 bits, o que contribui com a redução do número de componentes e do custo final do sistema, sem prejudicar a confiabilidade do mesmo. As formas de onda de saída de reatores eletromagnéticos e as normas vigentes servem de base para o dimensionamento dos componentes e a obtenção de uma nova metodologia de controle. Resultados experimentais para uma lâmpada HPS de 70 W alimentada a partir de uma rede de 220 V ±20% e 60 Hz são apresentados para validar os reatores propostos.