published_or_final_version / Environmental Management / Master / Master of Science in Environmental Management

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Made available in DSpace on 2014-12-17T14:08:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 AluisioAN_DISSERT.pdf: 2010955 bytes, checksum: 9d4c76c749552efd65c7156a389b51c8 (MD5) Previous issue date: 2010-11-19 / Universidade Federal do Rio Grande do Norte / Biomass is considered the largest renewable energy source that can be used in an environmentally sustainable. From the pyrolysis of biomass is possible to obtain products with higher energy density and better use properties. The liquid resultant of this process is traditionally called bio-oil. The use of infrared burners in industrial applications has many advantages in terms of technical-operational, for example, uniformity in the heat supply in the form of radiation and convection, with a greater control of emissions due to the passage of exhaust gases through a macroporous ceramic bed. This paper presents a commercial infrared burner adapted with an ejector proposed able to burn a hybrid configuration of liquefied petroleum gas (LPG) and bio-oil diluted. The dilution of bio-oil with absolute ethanol aimed to decrease the viscosity of the fluid, and improving the stability and atomization. It was introduced a temperature controller with thermocouple modulating two stages (low heat / high heat), and solenoid valves for fuels supply. The infrared burner has been tested, being the diluted bio-oil atomized, and evaluated its performance by conducting energy balance. The method of thermodynamic analysis to estimate the load was used an aluminum plate located at the exit of combustion gases and the distribution of temperatures measured by thermocouples. The dilution reduced the viscosity of the bio-oil in 75.4% and increased by 11% the lower heating value (LHV) of the same, providing a stable combustion to the burner through the atomizing with compressed air and burns combined with LPG. Injecting the hybrid fuel there was increase in the heat transfer from the plate to the environment in 21.6% and gain useful benefit of 26.7%, due to the improved in the efficiency of the 1st Law of Thermodynamics of infrared burner / A biomassa ? considerada a maior fonte renov?vel de energia, podendo ser usada de forma ambientalmente sustent?vel. A partir da pir?lise da biomassa ? poss?vel a obten??o de produtos com maior densidade energ?tica e propriedades de uso melhores. O l?quido resultante do seu processo ? tradicionalmente chamado de bio-?leo. A utiliza??o de queimadores infravermelhos em aplica??es industriais apresenta muitas vantagens do ponto de vista t?cnico-operacional, como por exemplo, homogeneidade no fornecimento de calor, na forma de radia??o e convec??o, apresentando um maior controle das emiss?es devido ? passagem dos gases de exaust?o atrav?s de um leito cer?mico macroporoso. O presente trabalho apresenta um queimador infravermelho comercial adaptado com um ejetor proposto capaz de queimar numa configura??o h?brida de g?s liquefeito de petr?leo (GLP) e bio-?leo dilu?do. A dilui??o do bio-?leo com ?lcool et?lico absoluto teve como principal objetivo diminuir a viscosidade do fluido, e melhorar a estabilidade e a atomiza??o. Foi introduzido um controlador de temperatura com termopar modulando dois est?gios (fogo baixo/alto), e eletrov?lvulas para alimenta??o dos combust?veis. O queimador infravermelho foi submetido a testes e ensaios, sendo atomizado o bio-?leo dilu?do, e avaliado o seu desempenho mediante a realiza??o de balan?o de energia. Como m?todo de an?lise termodin?mica para estimativa de carga foi utilizado uma placa de alum?nio localizada na sa?da dos gases de combust?o, sendo a distribui??o de temperaturas medida por termopares. A dilui??o reduziu a viscosidade do bio-?leo em 75,4% e aumentou em 11% o poder calor?fico inferior do mesmo, propiciando ao queimador uma combust?o est?vel atrav?s da atomiza??o com o ar comprimido e queima conjunta com GLP. Injetando o combust?vel h?brido houve aumento na transfer?ncia de calor da placa para o meio ambiente em 21,6% e ganho energ?tico ?til de 26,7%, em fun??o da melhora na efici?ncia da 1? Lei da Termodin?mica do queimador infravermelho

Made available in DSpace on 2015-05-14T13:21:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 6846990 bytes, checksum: aec1aa41c1eb06b9173fca41e6af79b0 (MD5) Previous issue date: 2014-06-02 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Concern about environmental problems triggered the search for new sources of energy and consequently caused an increase in the use of gaseous fuels such as natural gas (NG) and liquefied petroleum gas (LPG). Given this reality, there is growing demand for quality monitoring and supervision of this type of fuel. This paper proposes a flow system for the screening of samples of LPG and NG by near infrared spectrometry (NIR) analysis in order to verify the quality of these fuels in relation to its major concentration of hydrocarbons, propane and methane, respectively. For this, one spectrophotometric flow cell for gas, seven NG containers collectors and one flow system for injection and mixture of gases, as well as its automation (SAIMG) and building management software (GasMixer) were developed. The gas handling equipment and systems for flow enabled the development of SPA-LDA and SIMCA models for screening analysis of samples of LPG and NG. The classification models were constructed and tested with commercial samples that have been previously grouped and analyzed by gas chromatography. Adulterated NG mixtures with nitrogen, compressed air, ethane and lighter fluid were also created. LPG samples were grouped into two different classes depending on the concentration of propane, which have been termed "rich LPG" and "poor LPG" The NG samples were analyzed according to the specified limit for the concentration of methane, which resulted in negative cases ( NG -) and positive (NG +) when they are considered respectively higher or lower than the limits set limit. The results showed that the screening analysis was efficient and robust, reaching 100% accuracy compared samples of LPG and NG test. In addition, the automation of the flow system optimizes all stages of the analysis and enhances their use in future applications / A preocupação com os problemas ambientais impulsionaram a busca por novas fontes de energia e consequentemente provocaram um aumento no uso de combustíveis gasosos como o gás natural veicular (GNV) e gás liquefeito de petróleo (GLP). Diante dessa realidade, cresce também a demanda pelo monitoramento da qualidade e fiscalização desse tipo de combustível. Esse trabalho propõe um sistema em fluxo para a análise screening de amostras de GLP e GNV através da espectrometria no infravermelho próximo (NIR), a fim de verificar a qualidade desses combustíveis em relação a concentração de seus hidrocarbonetos majoritários, o propano e o metano, respectivamente. Para tanto, foram desenvolvidos uma célula espectrofotométrica de fluxo para gás, sete recipientes coletores de GNV e um sistema em fluxo para introdução e mistura de gases, bem como sua automação (SAIMG) e criação de um software de gerenciamento (GasMixer). Os equipamentos de manipulação gasosa e o sistemas em fluxo possibilitaram o desenvolvimento dos modelos SIMCA e SPA-LDA para análise screening de amostras de GLP e GNV. Os modelos de classificação foram construidos e testados com amostras comerciais que foram agrupadas e analisadas previamente por cromatografia gasosa. Também foram criadas misturas adulteradas de GNV com nitrogênio, ar comprimido, etano e fluido de isqueiro. As amostras de GLP foram agrupadas em duas classes distintas em função da concentração de propano, as quais foram denominadas GLP rico e GLP pobre . As amostras de GNV foram analisadas de acordo com o limite especificado para a concentração de metano, o que resultou em casos negativos (GNV !) e positivos (GNV +) quando são considerados respectivamente superiores ou inferiores aos limites estabelecidos. Os resultados demonstraram que a análise screening foi eficaz e robusta, alcançando 100% de acerto em relação as amostras de teste de GLP e GNV. Além disso, a automação do sistema em fluxo otimiza todas as etapas da análise e potencializa seu uso em aplicações futuras.

Orientador: João Batista Fogagnolo / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-23T06:53:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Alcatrao_MaurodosSantos_M.pdf: 3580618 bytes, checksum: b8c15735174b64bdbb58cb26181043c5 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: A grande expansão da malha de duto terrestre que vem ocorrendo nos últimos anos no Brasil, principalmente com a construção de linhas únicas para o escoamento de gás natural, representa um novo desafio às equipes de manutenção. A interrupção do fornecimento de gás, devido à parada para manutenção pode representar o colapso de muitas cidades. Situações programadas de paradas operacionais são muito comuns porem envolve recursos humanos e financeiros vultosos, nem sempre disponíveis. Os riscos envolvidos no preparo e condicionamento para a retirada de operação de um gasoduto ou oleoduto, alem dos mesmos cuidados ao retorno normal às atividades requer planejamento minucioso. Nas aplicações envolvendo processos de soldagem sobre o duto em operação, isto é , com fluxo interno na forma gás ou liquido, é necessário garantir a ausência de vazamento de produto, ou seja, onde se tenha o produto totalmente confinado no interior da linha, viabilizando a execução de soldagem e, portanto, não ocorrendo à possibilidade de ignição do produto nela contido. Em uma soldagem executada diretamente sobre uma tubulação com fluxo interno é necessário considerar-se dois tipos de riscos de origem antagônica: Perfuração e trincas a frio. O objetivo deste trabalho é discutir a aplicação do processo de soldagem MAG mecanizado com transferência metálica por curto-circuito com controle de corrente, alternativo ao comumente utilizado, eletrodo revestido, com intuito de obtenção de maior segurança nas aplicações para baixas espessuras na parede do duto, além de almejar maior produtividade e qualidade das soldagens / Abstract: The great expansion of the onshore pipeline grid that has been occurring in recent years in Brazil, especially with the construction of single lines for the flow of natural gas, represents a new challenge to the maintenance teams. The interruption of gas supply due to maintenance downtime can represent the collapse of many cities. Scheduled stops operating situations are very common however involve financial and human resources heavily, not always available. The risks involved in the preparation and conditioning for the withdrawal of operation of a pipeline or pipeline, besides the same care to return to normal activities require careful planning. In applications involving welding process on the pipe in operation, ie, internal flow with the gas or liquid form, it is necessary to ensure no leakage of product, ie, where the product has completely confined within the line, allowing performing welding and therefore not occurring the possibility of ignition of the product contained therein. In welding performed directly on a pipe with internal flow is necessary to consider two types of risks antagonistic source: Drilling and cracking cold. The objective of this study and discuss the application of mechanized MAG welding process with metal transfer short-circuit with current control, alternative to the commonly used electrode coated with the aim of achieving greater safety in applications for low thicknesses in the duct wall , and aim for higher productivity and quality of the welds / Mestrado / Materiais e Processos de Fabricação / Mestre em Engenharia Mecânica

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A Baía da Guanabara vem sofrendo alterações na sua bacia de drenagem desde o início do século XIX que resultaram em acentuada degradação ambiental. O presente trabalho discute a influência da implantação de um Terminal Aquaviário de Gás Natural Liquefeito (GNL) na Baía, e suas possíveis influências nos processos de sedimentação local e/ou re-disponibilização de sedimentos de fundo, e possíveis contaminantes associados. Os resultados dos modelos matemáticos mostram que as maiores velocidades das plumas termicas que atingem o fundo são em média 0,46 m3/s para as simulações de verão e 0,47 m3/s para as simulações de inverno, sendo que são necessários pelo menos de 0,50 m3/s para uma corrente erodir o fundo, porem velocidades na faixa de 20 a 50 m3/s são suficientes para causar erosão de sedimentos finos inconsolidados. Sendo assim, a influência das plumas térmicas geradas no processo de re-gaseificação do GNL é de pequena magnitude, e suas correntes só conseguem exportar estes sedimentos para distancias inferiores a 1000 m. Em relação a re-disponibilização de contaminantes associados aos sedimentos de fundo se mostrou pouco provável, dado o fato da qualidade dos sedimentos apresentarem, diferente da água, baixa concentração de contaminantes e da baixa competência de erosão, que eles tenham competência para erodir sedimentos consolidados. / Since the beginning of the XIX century, interventions on the Guanabara\'s Bay drainage basin result in severe environmental degradation. This work aimed to analyze the implementation of an Aquaviary Terminal of Liquefied Natural Gas (LNG), and its putative consequences on the local sedimentation processes, and the availability and possible associated contaminants of the bottom sediments. According to the mathematical models developed, the means of the greatest speeds of the thermal plumes that reach the bottom are 0.46m3/s for the summer simulations and 0.47m3/s for the winter. However, for a current to be able to erode the bottom it must be of at least 50m3/s. Currents with speeds ranging from 20 to 50m3/s are sufficient only to cause the erosion of fine and non-consolidated sediment. Therefore, the thermal plumes generated in the process of re-gasification of the LNG are of little magnitude, and will not be able to export these sediments to any distance greater than 1000 meters. The re-availability of the contaminants associated with the bottom sediments is not likely, once these sediments, differently from the water, showed little concentration of contaminants. In addition, with the low erosion capacity of the currents generated, the consolidated sediments are not likely to be eroded.

A Baía da Guanabara vem sofrendo alterações na sua bacia de drenagem desde o início do século XIX que resultaram em acentuada degradação ambiental. O presente trabalho discute a influência da implantação de um Terminal Aquaviário de Gás Natural Liquefeito (GNL) na Baía, e suas possíveis influências nos processos de sedimentação local e/ou re-disponibilização de sedimentos de fundo, e possíveis contaminantes associados. Os resultados dos modelos matemáticos mostram que as maiores velocidades das plumas termicas que atingem o fundo são em média 0,46 m3/s para as simulações de verão e 0,47 m3/s para as simulações de inverno, sendo que são necessários pelo menos de 0,50 m3/s para uma corrente erodir o fundo, porem velocidades na faixa de 20 a 50 m3/s são suficientes para causar erosão de sedimentos finos inconsolidados. Sendo assim, a influência das plumas térmicas geradas no processo de re-gaseificação do GNL é de pequena magnitude, e suas correntes só conseguem exportar estes sedimentos para distancias inferiores a 1000 m. Em relação a re-disponibilização de contaminantes associados aos sedimentos de fundo se mostrou pouco provável, dado o fato da qualidade dos sedimentos apresentarem, diferente da água, baixa concentração de contaminantes e da baixa competência de erosão, que eles tenham competência para erodir sedimentos consolidados. / Since the beginning of the XIX century, interventions on the Guanabara\'s Bay drainage basin result in severe environmental degradation. This work aimed to analyze the implementation of an Aquaviary Terminal of Liquefied Natural Gas (LNG), and its putative consequences on the local sedimentation processes, and the availability and possible associated contaminants of the bottom sediments. According to the mathematical models developed, the means of the greatest speeds of the thermal plumes that reach the bottom are 0.46m3/s for the summer simulations and 0.47m3/s for the winter. However, for a current to be able to erode the bottom it must be of at least 50m3/s. Currents with speeds ranging from 20 to 50m3/s are sufficient only to cause the erosion of fine and non-consolidated sediment. Therefore, the thermal plumes generated in the process of re-gasification of the LNG are of little magnitude, and will not be able to export these sediments to any distance greater than 1000 meters. The re-availability of the contaminants associated with the bottom sediments is not likely, once these sediments, differently from the water, showed little concentration of contaminants. In addition, with the low erosion capacity of the currents generated, the consolidated sediments are not likely to be eroded.

The results of this study show that novel mesoporous carbons were obtained as inverse replica of SBA-15, HMS and MCM-41 silica templates, with a large pore diameter (2-4 nm), a BET surface area of 1867, 874 and 910 m2g –1 respectively for CA_SBA-15_LPG_105, CA_HMS_LPG_80 and CA_MCM- 41_LPG_80 with bimodal pore size distribution (PSD) in the mesopores range. The results obtained show that mesoporous carbon with graphitic structures can be synthesized via the LPG route.

The results of this study show that novel mesoporous carbons were obtained as inverse replica of SBA-15, HMS and MCM-41 silica templates, with a large pore diameter (2-4 nm), a BET surface area of 1867, 874 and 910 m2g –1 respectively for CA_SBA-15_LPG_105, CA_HMS_LPG_80 and CA_MCM- 41_LPG_80 with bimodal pore size distribution (PSD) in the mesopores range. The results obtained show that mesoporous carbon with graphitic structures can be synthesized via the LPG route.