Orientadores: Cecília Amélia de Carvalho Zavaglia, Carmo Roberto Pelliciari de Lima / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-20T04:15:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Goncalves_FernandodeAlmeida_D.pdf: 4153645 bytes, checksum: fe7e541e43fe3f147ac65eff5bc547f0 (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: A necessidade de melhorar as características superficiais da liga Ti-4Al-6V usada em implantes ortopédicos, levou à pesquisas no sentido de estudar a modificação da superfície dos implantes através da deposição de revestimentos cerâmicos resistentes à corrosão, ao desgaste e biocompatíveis, por vários métodos: eletroquímica, física a vapor, eletroforética, por sol-gel, biomimética e por aspersão térmica a plasma, entre outras. A aspersão térmica a plasma é o processo mais utilizado comercialmente, pois é rápido e reprodutível. As biocerâmicas mais utilizadas para revestimento, com sucesso, são as de fosfato de cálcio (hidroxiapatita-HA, betafosfato tricálcico [o -TCP] e uma mistura dessas duas fases). A adesão dessas biocerâmicas ao tecido ósseo possuí bom desempenho é bastante discutida na literatura. A comunidade médica tem algumas restrições ao uso desses implantes metálicos revestidos por cerâmicas, com relação à interface metal-cerâmica, cuja adesão é considerada baixa. Neste trabalho foi estudado a adesão metal/cerâmica em implantes revestidos por aspersão térmica à plasma (ATP) com cerâmica, mais especificamente liga de titânio (Ti-6Al-4V) revestida com titânia (TiO2) sem e com tratamento térmico a vácuo, com o intuito de verificar uma possível melhoria nessa adesão. A cerâmica utilizada neste trabalho foi a titânia, uma vez que é uma cerâmica biocompatível e osseointegrável, que é bastante utilizada para revestir implantes. Para a execução do trabalho foram confeccionados diversos corpos de prova, os quais foram revestidos por titânia por aspersão térmica à plasma, tratados termicamente e caracterizados segundo procedimentos contidos em normas e trabalhos científicos correlacionados que norteiam o assunto proposto. Foram utilizadas as seguintes técnicas de caracterização: análise granulométrica dos pós cerâmicos, difração de raios X, verificação da porosidade, microscopia óptica e eletrônica de varredura, verificação da rugosidade das amostras. Especial ênfase foi dada aos ensaios de adesão metal-cerâmica: ensaios de adesão por tração, flexão e riscamento. Tentou-se utilizar, sem sucesso, os ensaios de microdureza para avaliar a adesão. Como resultados, verificou-se uma boa qualidade nas amostras da liga Ti-4Al-6V revestidas por titânia por aspersão térmica a plasma. Através das três técnicas de avaliação da adesão, verificou-se uma ligeira melhoria dessas características pelo tratamento térmico a vácuo, no ensaio de riscamento a carga crítica aumentou de 53N para 62N, no ensaio de tração a tensão de fratura aumentou de 10,5MPa para 17,4MPa e no ensaio de flexão a tensão de fratura aumentou de 153,3MPa para 193,1MPa. Comparando com valores encontrados na literatura, a adesão Ti-4Al-6V/TiO2 ficou superior a Ti-4Al-6V/HA nas mesmas condições de deposição / Abstract: The need to improve the surface characteristics of the alloy Ti-4Al-6V used in orthopedic implants, increase researches with the focus into the surface modification, using deposition of ceramic coatings resistant to corrosion, wear and more biocompatible by various methods: electrochemistry, physical vapor, electrophoretic, by sol-gel, biomimetics and by thermal plasma, among others. The plasma spray technique is the process more used commercially because it is fast and reproducible. The bioceramics most used for coating, are calcium phosphate (hydroxyapatite-HA, beta-tricalcium phosphate, o -TCP and a mixture of these two phases). The adhesion of these bioceramics to the bone tissue is quite discussed in literature, presenting a good performance. However, the medical community has some restrictions on the use of metal implants with ceramic coating, since the metal-ceramic interface is considered low. In this work the aim is to study the adhesion metal/ceramic-coated implants in the thermal spray plasma (ATP), using titanium alloy (Ti-6Al-4V) coated with titania (TiO2) with and without vacuum heat treatment in order to check a possible improvement this adherence. The ceramic used in this work was the titania, since it is biocompatible and bioactive, and it is quite used to coat dental implants. For the execution of the work were made several specimens, which were coated with titania by plasma thermal spray, heat treated and characterized according to procedures and standards contained in scientific papers related to guide the proposed subject. The following characterization techniques it were used: particle size analysis of ceramic powders, X-ray diffraction, analysis of the porosity, optical microscopy and scanning electron microscopy, scanning the roughness of the samples. Special emphasis was given to tests of metal-ceramic adhesion: adhesion assays for tensile, bending and scratching. Micro hardness tests carried out, however the results were not significant. The summary of this project were that this alloy present a good quality coated by titania. The methods of increase the adhesion, showed a slight improvement of these characteristics by vacuum heat treatment, the result of the scratching test showed that the critical load increase to 62N instead 53N, when analyzed the results of tensile test it also had an increase 17,4MPa instead 10,5 MPa, the bending test presented higher results 193,1MPa in contrast to 153,3MPa for the samples without treatment. Compared with values found in the literature, the adherence of Ti-4Al-6V/TiO2 was greater than Ti-4Al-6V/HA / Doutorado / Materiais e Processos de Fabricação / Doutor em Engenharia Mecânica

[pt] O presente trabalho descreve o desenvolvimento de um gerador termoelétrico cujos termoelementos são obtidos a partir de um composto de dissiliceto de ferro (FeSi2). A originalidade do trabalho reside na simplificação do processo de obtenção do termoelemento e na utilização de matérias-primas com grau de pureza industrial, em contraposição aos processos usuais que utilizam materiais de custo elevado, com alto grau da pureza e sofisticados processos de fabricação. O composto é obtido pelo processo de fusão num forno de indução à vácuo. A forma geométrica do termoelemento é assegurada pelo processo de sinterização. Um processo de recozimento garante a formação da fase Beta, assegurando a existência das propriedades termoelétricas. O coeficiente de Seebeck mostrou-se dependente do tempo de recozimento. Para os materiais desenvolvidos, o termoelemento tipo P apresentou um coeficiente de Seebeck de 250 MV/K e o material tipo N, um coeficiente de 75 MV/K, valores estes que qualificam o material para construção de geradores termoelétricos. Estima-se que o custo de fabricação do material desenvolvido reduziu de oito para dois dólares o custo de fabricação de materiais termoelétricos por watt de eletricidade gerado. Experiências preliminares utilizando a técnica de serigrafia para fabricação de termoelementos parecem confirmar a possibilidade de uma redução ainda maior do custo de fabricação. / [en] This work describes the development of a thermoelectric generator whose thermoelements are made of a new thermoelectric material, FeSi2, an iron disilicide alloy. The originality of this work relies on the simplicity of the process by which the termoelements are obtained and also on the possibility to use a raw material with industrial purity grade, as opposed to conventional techniques which use costly materials, with a high degree of purity, and sofisticated process of fabrication. The alloy is obtained by a process of fusion in a vacuum induction type furnace. The geometric shape of the thermoelement is obtained by a process of sinterization. An annealing process garantees the formation of the Beta phase, thus assuring the existence of thermoelectric propertyes. The Seebeck coefficient proved to be dependent on the time duration of the annealing. As for the material developed, the P Type material presented an average Seebeck coefficient of 250 MV/K and the N type material, a coefficient of 75 MV/K, these figures qualify the materials for construction of thermoelectric generators. It is estimated that the manufacturing cost of the material developed reduced the cost of thermoelectric materials per watt of electricity generated from eight to two dollars. Preliminary experiments using the silk-scream technique in manufacturing of thermoelements seems to promise an even greater reducting in the manufacturing costs.

[pt] Muitos fornos de reaquecimento de placas de aço de indústrias siderúrgicas são dotados de modelos de simulação desenvolvidos para aumentar o seu desempenho na operação. Com este objetivo, foi desenvolvido um modelo de simulação térmica de um forno para aquecimento de uma tira metálica movendo-se continuamente. Neste forno, idealizado como um espaço fechado (enclosure), são alocadas chamas com temperatura, área e posição previamente definidas. Estas chamas fornecem energia por radiação térmica para aquecimento das superfícies das paredes refratárias e da tira metálica, e por convecção para o gás interno ao forno. Este gás troca calor por convecção com as paredes e a tira. As paredes refratárias são consideradas adiabáticas e foram subdivididas em zonas isotérmicas. A tira metálica foi subdividida em elementos de volumes de controle também isotérmicos. Casa elemento da tira, troca calor por condução e transporte de entalpia através das fronteiras internas, devido ao seu movimento. Um modelo computacional foi desenvolvido para obter o campo de temperaturas do forno (superfícies da tira, paredes refratárias e gás). O modelo também determina a potência fornecida ao forno para uma dada configuração operacional e a distribuição da temperatura interna da tira. / [en] Many reheating furnaces are provided with simulation models to enhance their performance in operation. With this objective it was developed a thermal simulation model for the heating of a continuosly moving strip within a furnace. The furnace is idealized as a enclosure having distributed along ti, flames having temperature, area and position previously defined. The flames provide heating energy by thermal radiation to the wall and strip surfaces, and by convection to the inner gas. This gas exchange heat by convection, with the strip and walls. The refractory walls are assumed to be adiabatic and were subdivided into isotermal zones. The strip was subdivided into control volume elements that are considered with constant temperature. Each strip elements exchange heat by conduction and entalpy transport through internal boundaries, due to its movement. A computational model was developed in order to obtain the field of temperature in the furnace (strip surfaces, refractory walls and gas). In addition, the model determines the power to supply energy for a given operational condition of the furnace and internal temperature distribuition in the strip.

[pt] A utilização de materiais compósitos de matriz polimérica em plataformas de petróleo é impulsionada pela necessidade de aumentar a vida útil dos componentes em ambientes corrosivos, contribuindo para uma menor demanda de manutenção e uma maior continuidade operacional. No entanto, estes materiais têm limitações quando são expostos a altas temperaturas e esta aplicação em navios e plataformas flutuantes está sujeita às regras das Sociedades Classificadoras. Um dos requisitos é a demonstração de que as grades em compósito retêm um nível significativo de integridade mecânica após exposição a temperaturas elevadas, típica de um incêndio. No Brasil, a aplicação de grades de piso em material compósito para plataformas de petróleo teve início em meados dos anos 90. Durante os primeiros anos, estas grades eram fornecidas com matriz de resina poliéster, pois, além de atender aos requisitos de desempenho da época, tinham um custo mais favorável. Atualmente, para convés aberto, onde pessoas podem permanecer como um refúgio seguro temporário ou estações de embarque de botes salva-vidas, os critérios de segurança das Sociedades Classificadoras são mais restritivos e apenas grades de piso em resina fenólica podem ser utilizadas. Este estudo tem como objetivo avaliar o comportamento mecânico de dois materiais compósitos após exposição a uma temperatura de 250 graus Celsius. O primeiro material consiste de um compósito de matriz poliéster isoftálica e o segundo de resina fenólica, ambos reforçados com fibra de vidro. Análise termogravimétrica foi aplicada para avaliar a estabilidade térmica dos s materiais. As microestruturas foram caracterizadas pelas técnicas de microscopia óptica e microscopia eletrônica de varredura. Corpos de provas dos materiais como recebido e após degradação térmica foram submetidos a ensaios de flexão em três pontos. / [en] The use of non-metallic composites floor gratings in offshore platforms is driven by the need of increased component life in corrosive environments. As a result, these floor gratings contribute to a lower demand of maintenance and greater operational continuity. However, these composite materials have limitations when are exposed to high temperatures. The application of these floor gratings on ships and floating offshore platforms is subject to the acceptance of Classification Societies rules. One of the requirements is to demonstrate that the gratings retain a significant level of mechanical integrity during and after a high temperature exposure, as a fire scenario. In Brazil, in the mid - 90s, polyester resin was chosen as matrix for composite floor gratings. Nowadays, for open decks on oil exploration platforms where groups of people are likely to assemble such as temporary safe refuge or lifeboat embarkation area, due to more restrictive safety criteria as smoke density, gas toxicity and mechanical integrity in fires, only phenolic-based gratings are acceptable. This study aims to evaluate and compare the mechanical behavior of two composite materials after being exposed to a thermal degradation. One material consists of an isophthalic polyester resin and the other of a phenolic resin. Thermogravimetric analysis was applied to evaluate the thermal stability of materials. Evaluation of flexural mechanical properties of these composites, as received and after being exposed to 250 Celsius degrees, were performed. The microstructures of the two polymeric glass fiber-reinforced composites were characterized using optical microscopy and also by scanning electron microscopy.

Orientador: Rosiane Lopes da Cunha / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-14T13:41:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Santana_RejanedeCastro_M.pdf: 21285325 bytes, checksum: 4874213be2305b454285b0b5beaae98b (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: O colágeno é uma proteína de origem animal de grande disponibilidade no Brasil e com aplicações nas indústrias de alimentos, farmacêutica e cosmética na forma de gelatina. Com o intuito de entender e melhorar as propriedades emulsificantes de ingredientes à base de colágeno extraído do couro bovino, as propriedades físico-químicas da fibra de colágeno foram inicialmente avaliadas e modificadas através da hidrólise parcial em temperaturas de 50 à 85°C por períodos de 20 e 60 minutos. O processo de hidrólise aumentou a solubilidade do colágeno de 2,9 % (m/m) para 33,0 % (m/m) e produziu frações de menor massa molar, que chegaram a alcançar 37 kDa no hidrolisado a 85°C/60min. A temperatura de desnaturação do colágeno encontrou-se em torno de 64°C, sendo que os tratamentos a 65°C e 85°C foram capazes de desnaturar totalmente a fibra de colágeno. Já as propriedades emulsificantes do colágeno foram avaliadas através da estabilidade, microestrutura e reologia de emulsões simples óleo/água (O/A) estabilizadas por colágeno, verificando a influência do pH, tipo de ingrediente (pó e fibra de colágeno), concentração de proteína, hidrólise térmica do colágeno, conteúdo de proteína solúvel e processo de homogeneização. A estabilidade estérica e eletrostática das macro-emulsões aumentou com a concentração de proteína e com a redução do pH, respectivamente, sendo obtidas macro-emulsões estáveis, sem separação de fases, em sistemas ajustados para pH 3,5 e estabilizados por 0,5% (m/m) de fibra de colágeno não hidrolisada ou 3,0% (m/m) de pó de colágeno. Já as macro-emulsões estabilizadas por 0,5% (m/m) de fibra de colágeno parcialmente hidrolisado apresentaram separação de fases, sendo que parte da proteína solúvel produzida na hidrólise se deslocou para a fase aquosa, indicando que o processo de hidrólise diminuiu a capacidade da proteína de se ligar ao óleo. A hidrólise reduziu o conteúdo de proteína insolúvel responsável pela estabilização estérica, além de deslocar o ponto isoelétrico do hidrolisado de 8,8 para uma faixa de 7,4 a 4,5, diminuindo a capacidade de estabilização eletrostática do colágeno. As micro-emulsões homogeneizadas a altas pressões apresentaram-se mais estáveis, com gotas de menor polidispersão e diâmetro médio superficial entre 0,98 a 5,13 mm, cerca de seis vezes menor que aquelas observadas nas macro-emulsões. A viscosidade e elasticidade das micro-emulsões estabilizadas por colágeno hidrolisado diminuíram com o aumento da hidrólise do colágeno e da pressão de homogeneização, já que tais processos romperam a fibra de colágeno e a gota, deixando as micro-emulsões menos estruturadas. De maneira geral, foi possível a produção de emulsões ácidas estáveis a partir do colágeno, seja através da homogeneização em Ultra-Turrax ou em altas pressões, cada processo originando emulsões com estruturas e propriedades reológicas características / Abstract: Collagen is a protein derived from animal source with high availability in Brazil and some applications in food, cosmetics and pharmaceutical industries. To understand and improve the emulsifying properties of the collagen derived from bovine hide, the physicochemical characteristics of collagen fibers was initially determined and modified through thermal hydrolysis at temperatures ranging from 50 to 85°C for periods of 20 and 60 minutes. The hydrolysis process increased the protein solubility from 2.9% (w/w) to 33.0% (w/w) and the amount of molecules of low molecular mass, led to values until 37 kDa for the hydrolisates at 85°C/60min. It was verified that hydrolysis at 65°C and 85°C denaturated the collagen fiber, once the denaturation temperature of collagen fibers is around 64°C. Emulsifying properties of collagen was also studied on the the effects of the pH, type of ingredient, protein concentration, thermal hydrolysis of the collagen, soluble protein content and emulsification process. The stability, microstructure and rheology of oil-in-water emulsions stabilized by collagen were evaluated. The results showed that the steric and electrostatic stability of macroemulsions increased with the protein concentration and the reduction of pH, respectively, promoting the formation of stable macro-emulsions, without phase separation, at pH 3.5 and stabilized by 0.5% (w/w) collagen fibers or 3.0% (w/w) collagen powder. However, the macro-emulsions stabilized by 0.5% (w/w) hydrolysed collagen fiber showed phase separation. Part of the soluble protein produced in hydrolysis migrated to the aqueous phase, indicating that the hydrolysis process reduced the interaction between protein and oil. The hydrolysis decreased the insoluble protein content responsible by the structural stability of the emulsions and changed the isoelectric point of the collagen from 8.8 to a range of 7.4 to 4.5, decreasing the capacity of electrostatic stabilization of collagen. The micro-emulsions emulsyfied by highpressure was composed by droplets with low dispersion and small mean diameter (between 0.98 and 5.13 mm), six times lower than those observed values in the macroemulsions. The increase of the pressure and the hydrolysis process in the microemulsion stabilised by hydrolyzed collagen leds to a reduction in the viscosity and elasticity of the micro-emulsion stabilised by hydrolyzed collagen, probably attributed to the break of the droplets and collagen fiber in the valve pressure. Finally, it can be estimated the production of acid emulsions stabilizated by collagen, high pressure, being theirs structure and rheological properties differents / Mestrado / Mestre em Engenharia de Alimentos

Orientador: Roger Darros Barbosa / Banca: Vânia Regina Nicoletti Telis / Banca: Maria Isabel Berto / Resumo: As refeições prontas para o consumo tendem a ocupar uma grande fatia do mercado com alimentos termicamente processados e relativamente estáveis a temperatura ambiente, desde que o processo preserve as características naturais de sabor, nutrientes, e que os produtos ofereçam qualidade, variação, custo competitivo e segurança alimentar. Dentre os produtos destacam-se os vegetais acondicionados em embalagem hermética e submetidos ao tratamento térmico em esterilização comercial. O presente estudo propôs investigar as propriedades de textura das leguminosas feijão Carioca e soja submetidas a diferentes condições de hidratação com diferentes dosagens (0 a 0,8%) de cloreto de cálcio, acondicionadas em embalagens herméticas flexíveis autoclaváveis e submetidas a diferentes tratamentos térmicos. A intensidade do tratamento térmico foi determinada em função do histórico tempo e temperatura medido diretamente durante o processamento térmico aplicado aos produtos, empregando-se valores de F121,1°C de esterilização na faixa de 4 a 18 minutos, para garantir um alimento seguro do ponto de vista microbiológico. Foi utilizado o delineamento composto central rotacional, com o valor de esterilização Fo e a dosagem de cloreto de cálcio como variáveis independentes, em cinco níveis, e como resposta a medida de textura instrumental, expressos por ensaios de punção, cisalhamento e de compressão. Para obter as condições ótimas para o processamento desses vegetais, foi utilizada a técnica de superfície de resposta. Os resultados obtidos para os parâmetros de textura foram avaliados por meio de análise de variância (ANOVA), correlacionando com a concentração de cloreto de cálcio e intensidade do tratamento térmico. De acordo com os resultados, as variações na concentração de cloreto de cálcio impactam mais na textura do que as variações do tratamento térmico (Fo). Conclui-se que o cloreto de cálcio contribui... / Abstract: Ready to eat meals include a large market share with thermally processed foods and relatively stable at room temperature, once the applied process is intended to preserve the sensory characteristics and nutrients, and meant to offer quality, menu variation, competitive cost and food safety. Among these products are the vegetables packed in retortable pouches subjected to heat treatment for commercial sterilization. The present study aimed to investigate the texture properties of Carioca bean and soybean submitted under hydration conditions with different dosages (0 to 0.8%) of calcium chloride, packaged in hermetic flexible retortable pouches subjected to different heat treatments. The intensity of the heat treatment was determined by the history of time and temperature measured directly during thermal processing applied to the products, using F121.1°C sterilization values in the range of 4 to 18 minutes, also ensuring microbiologically safe products (Cl. Botulinum). A central composite rotational design (CCRD) was used with the sterilization value Fo and the dosage of calcium chloride as independent variables in five levels, and as response the measurement of instrumental texture parameters, expressed by puncture, shearing and compression tests. The response surface methodology was used to test for the optimal conditions for processing of the vegetables in terms of hydration and thermal process. The results obtained for the texture parameters were analyzed by analysis of variance (ANOVA), correlating to the concentration of calcium chloride and the intensity of heat treatment. According to the results, the concentration of calcium chloride had greater impact on texture than the heat treatment expressed as Fo. It has also been concluded that calcium chloride contributes to the uniformity of the grain texture after processing. The texture expressed on the basis of the work of compression and extrusion revealed to better represent the ... / Mestre

Orientador: Marisa Spirandeli Crespi / Banca: Sandra Imaculada Maintinguer / Banca: Valdir Schalch / Banca: Valeria Reginatto Spiller / Banca: Ivonete Ávila / Resumo: O objetivo deste trabalho foi avaliar a viabilidade do emprego de lodo anaeróbio, originados pelo processo de tratamento de efluentes sanitários, como biomassa para a geração de energia, o qual foi realizada por diferentes processos de conversão: por combustão, sendo este resíduo aplicado isoladamente ou co-processados com bagaço de cana-de-açúcar; por digestão anaeróbia, aplicando-o como inóculo para a produção biológica de hidrogênio. No processo termoquímico, avaliou-se o desempenho térmico e cinético das biomassas citadas, bem como de suas misturas ("blendas") em diferentes proporções. Os estudos demonstraram que as blendas, apesar da influência das biomassas precursoras, apresentaram propriedades térmicas distintas destas durante o processo de combustão e dependentes da razão de aquecimento empregadas. Em termos de conteúdo energético, inerentemente, o poder calorífico das blendas cresce com a quantidade de bagaço adicionado, que contribui para o aumento da reatividade destes materiais durante a devolatilização. Entretanto, para a combustão em grande escala, a adição de 75% de bagaço ao lodo não se mostrou viável, por levar ao aumento da energia de ativação (Ea) durante o processo. Por outro lado, apesar de necessitar de maior Ea inicialmente, o lodo demonstrou maior estabilidade ao longo do processo, sugerindo sua capacidade de manter o mesmo rendimento por maior tempo. Os estudos preliminares de emissões gasosas demonstraram um perfil inesperado para a blenda com maior... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The aim of this study was to evaluate the feasibility of using the anaerobic sludge generated by the treatment of s anitary effluents, as biomass for power generation, which was carried out by different conversion processes: combustion, by applying this residue single or co - processed with sugar cane bagasse; anaerobic digestion, by applying sludge as inoculum for the bi ological production of hydrogen. In the thermochemical process, the thermal and kinetic performance of the related biomasses, as well as of their mixtures ("blends") were evaluated in different proportions. The studies showed that the blends had different thermal properties during combustion process despite the influence of the precursor biomass, which dependes on the heating rate employed. In terms of energy content, inherently, the heating value of the blends increases as increases the amount of bagasse, which contributes to increase the reactivity of these materials during devolatilization. However, for large - scale combustion, the addition of 75% of bagasse to the sludge was not feasible, since it results in a increase of the activation energy (Ea) during the process. On the other hand, despite the need for a greater input of Ea, the sludge showed greater stability throughout the process, suggesting its capacity to maintain the same yield for a longer time. Preliminary studies of gaseous emissions showed a n unexpected profile for the blend with the highest bagasse ratio, which may be a reflection of the results obtained during the thermal characterization of the evaluated biomasses. Regarding the biochemical approach, tests were performed to generate H 2 by anaerobic digestion, using sludge as inoculum and, as substrate, synthetic medium and effluents from the citrus processing industry (the wastewater and the citrus vinasse). This study demonstrated the potential of both citrus effluents as substrates... / Doutor

[pt] No Brasil, devido ao clima tropical, muita energia elétrica é utilizada em sistemas de ar condicionado. Devido à excelente irradiação solar que incide na maior parte do país, existem boas condições para atender esta grande demanda de refrigeração através da utilização de sistemas de ar condicionado assistido por energia solar térmica. Nesta dissertação, as mais importantes tecnologias que utilizam a energia solar para a climatização foram verificadas quanto a sua aplicabilidade técnica e econômica no Brasil, com foco em sistemas de médio porte. Os princípios básicos para o dimensionamento de um sistema de refrigeração solar são descritos e um estudo de caso é apresentado e discutido, comparando-se um sistema de ar condicionado assistido por energia solar (auditório em Guaratinguetá, São Paulo) com um sistema tipo split convencional. No estudo deste caso, a dinâmica de simulação térmica de edifícios foi modelada utilizando o programa Helios-PC. Também se analisa como a carga térmica de resfriamento pode ser diminuída considerando-se uma temperatura adequada no interior da edificação, de acordo com as normas brasileiras de conforto térmico, como também pelo emprego de isolamento adequado na construção do edifício. / [en] In Brazil a lot of electrical energy is used by building air-conditioning because of the tropical climate. In many cases there is a general congruence of solar irradiation and demand for building air-conditioning and solar thermal cooling has the potential to satisfy a part of the rapidly growing cooling demand. Due to excellent solar irradiance and a high cooling demand there exists in Brazil good conditions for the use of solar-assisted air-conditioning. In this work the most important solar cooling techniques and their suitability in Brazil are discussed. The objective of the present study is to analyze the technical and economic feasibility of medium sized solar-assisted air-conditioning in Brazil. The energy saving potential of solar-thermal air-conditioning in comparison to best practical solutions in Brazil using conventional split air-conditioning systems, is shown based on a case study (auditorium in Guaratinguetá - São Paulo). The economy of solar-assisted air-conditioning is thereby discussed. The basic principles for the dimensioning of a system for solar cooling are described. The auditorium in the case study is modelled by using the dynamic thermal building simulation program Helios-PC. In this context it is, as well, demonstrated how the cooling load could be decreased by adapting the indoor temperature according to the Brazilian standards of thermal comfort and by using building insulation.

Resumo: Este texto descreve as linhas de pesquisa em que o autor atuou após o seu doutorado relacionadas a área de energia, abrangendo os seguintes tópicos: análise exergética e análise exergoeconômica. As produções científicas aqui descritas foram resultados obtidos a partir das pesquisas do autor e de orientações de alunos de pós-graduação, além de resultados de colaborações com outros pesquisadores do grupo de pesquisa que participa. Dentre as principais contribuições dos artigos publicados, estão o desenvolvimento e aplicação de metodologia de análise exergoeconômica para diversas configurações de sistemas de geração de energia térmica e elétrica, e também a participação na construção de um protótipo reformador a vapor de biogás e de um gaseificador de leito fluidizado no Laboratório de Otimização de Sistemas Energéticos da UNESP, campus de Guaratinguetá. O autor está classificado na base Scopus com um índice h igual a 9, e no Google Acadêmico com um índice h igual a 11, demonstrando a relevância de suas 19 publicações em revistas indexadas de elevado fator de impacto / Abstract: This text describes the lines of research in which the author acted after his doctorate related to the energy area covering the following topics: exergetic analysis and exergoeconomic analysis. The scientific productions described herein were results obtained from the author's research and guidance from graduate students, besides the results of collaborations with other researchers from the research group that participates. Among the main contributions of the articles published, are the development and application of exergoeconomic analysis for various configurations of thermal and electrical generation systems, and also the participation in the construction of a biogas steam reformer prototype and a fluidized bed gasifier in the Energy Systems Optimization Laboratory of UNESP, Guaratinguetá campus. The author is classified in the Scopus base with an h index of 9, and in Google scholar with an h index equal to 11, demonstrating the relevance of its 19 publications in indexed journals with high impact factor

[pt] O presente trabalho, realizou-se com fim de construir aparelhos que façam a medida da condutividade térmica e a geração interna de calor em plásticos fotoelásticos durante o endurecimento dos mesmos, na obtenção de peças para análise fotoelástico. O objetivo foi fornecer um projeto para obter dados a serem usados no laboratório de fotoelasticidade da PUC. O plano de trabalho seguiu o esquema que se apresenta: a) Para a condutividade térmica a medição se baseia no resfriamento Newtoniano, isto é aquele que se pode descrever com equação exponencialmente decrescente. Mediante a simulação do sistema num programa de computador se analisou o comportamento do aparelho para valores extremos a para valores médios, não sendo erro teórico superior ao 10 por cento. Na simulação se incluiu geração interna de calor devida à reação no interior do plástico. Uma vez provado que o sistema é o apropriado, projeta-se o aparelho de tal maneira que se cumpram as hipóteses da simulação. b) Para a geração interna de calor o princípio utilizado é a medida da energia liberada, mediante a determinação da variação da temperatura com o tempo de uma massa de plástico. / [en] The present work was done with the goal of constructing devices to measure the thermal conductivity and internal heat generation in photoelastic plastics during the hardening phase in the obtainment of models for photoelastic analysis. The objective was to supply a technique to obtain data to be used in the PUC photoelasticity laboratory. The work followed the following scheme: a) For thermal conductivity, the measurement is based on Newtonian cooling which is that which can be described by na exponentially decreasing equation. By simulating the system with a computer program, the behavior of the device was analysed extreme and médium values, the theoretical error, not being greater than 10 per cent. The simulation included heat generation due to the internal reaction in the plastic. Having proved that the system is a proper one, a device was designed in such a manner that it matches the hypothetical simulation. b) For the internal heat generation, the principle employed was to measure the energy liberated by means of the temperature variation with time of plastic mass.