Células-combustível a etanol direto embarcadas em aeronaves: estudo de utilização e recuperação de calor residual

Pós-graduação em Engenharia Mecânica - FEG

Avaliação comparativa entre custos dos processos MBBR/IFAS e lodo ativado para o tratamento de esgoto sanitário

O processo MBBR/IFAS, Moving Bed Biofilm Reactor/Integrated Fixed Film Activated Sludge, é uma tecnologia recente para o tratamento de esgoto que incorpora tanto biomassa em suspensão como aderida. Seus parâmetros de controle são os mesmos aplicados ao processo de lodo ativado, observadas algumas especificidades. Como objetivo principal deste trabalho, apresenta-se uma análise comparativa entre os custos de implantação de uma unidade IFAS e de lodo ativado operando sob alta taxa, na faixa convencional e com aeração prolongada, para populações de 50.000 e 500.000 habitantes. Os resultados mostraram que, sob as hipóteses assumidas para a implantação dos reatores, o custo do processo de lodo ativado foi de 36% até 100% do custo do processo IFAS, dependendo da carga orgânica aplicada, do preço do terreno ou do custo do meio suporte.

Incrustação em poço produtor de petróleo e gás natural: um estudo de caso

Water and gas is a common by - product of the oil production process. Production may be compromised by the precipitation of inorganic salts in both the reservoir and producing well, through scale formation. This precipitation is likely the cause of the formation damage. High temperatures and h igh pressures (HTHP) may favor the precipitation of insoluble salts. The most common types of scale in oil fields are calcium carbonate and calcium sulphate, strontium and barium sulphate. New types of scale formation have attracted special attention such as zinc sulphide and lead. This precipitation may occur in the pores of reservoir rocks, in the production string and in equipment, causing obstructions and consequent production losses. In this study, the influence of well depth on incrustation compositio n was investigated to design removal treatments and assess the behavior of these deposits along the string, through the analysis of pressure and temperature. Scale residues were recovered from the inside of the production string of an oil and gas well duri ng the string removal operation. A total of 10 samples from different depths (15.4 m to 4061.5 m) were obtained. Initially a dissolution test was conducted in weak acid, similar to that used in removal operations with this type of scale formation. Majority composition was defined and confirmed by dissolution tests using X - Ray Fluorescence Spectroscopy (XRF), X - Ray Diffraction (XRD) and Scanning Electron Microscope (SEM) techniques. Residues with distinct characteristics were observed in different proportion s, showing a tendency toward increased and/or decreased mass with depth. In the samples closest to the surface, typical sandstone residues were found, with calcium (45% Ca) as the metal of highest concentration. The obtained results indicate correlations o f the scale types studied with the depth and, consequently, with the thermodynamic conditions of pressure and temperature.

Tensoativo derivado do ácido cítrico: síntese e aplicação em fluidos de perfuração de emulsão inversa

This work describes the synthesis and study of the application of a new surfactant (Triester Lipophilic – TEL) obtained by citric acid with octanol. It is reaction was followed by thin layer chromatography (TLC) and after purification the product was characterized by proton and 13 – carbon nuclear magnetic resonance spectroscopy ( H and 13C NMR), thermogravimetric analysis (TGA) and surface tension analysis of oil-in-water emulsions. The TEL performance as surfactant in ester, n-paraffin and biodiesel based drilling fluids on the 70/30 and 60/40 water- oil rations (WOR) was evaluated by comparative tests of two commercial products used in the fields. These drilling fluids were aged in roller oven at 200 0 F during 16 h. The rheological and electric stability measurements were carried out at 135 ºF, the phase separation was evaluated after seven days at rest and the filtrate volume of drilling fluids was determined at high temperature and high pressure. The rheological behavior of the drilling fluids was evaluated by the flow curves. The results showed that the drilling fluids studied here presented Binghamian behavior as well as the used in the oil fields. The laboratory tests showed that the TEL reduced the filtrate volume and promoted the enhance of the thermal and mechanical stabilities.

Degradação de paracetamol empregando tecnologia oxidativa avançada baseada em fotocatálise heterogênea usando irradiação artificial e solar

In this work, the oxidation and mineralization of paracetamol, based in an advanced oxidative process promoted by heterogeneous photocatalysis, was evaluated. The action of two photocatalysts (titanium dioxide, and a composite based on the association between titanium dioxide and zinc phthalocyanine dye) was studied. First of all, experiments in laboratory scale were performed using as radiation font a 400 W high pressure mercury lamp. The mineralization of paracetamol, promoted by both photocatalysts, was evaluated working with 4L of solution containing 10 mg L-1 of paracetamol and 100 mg L-1 of photocatalyst. To find the best experimental conditions, the influence of hydrogen peroxide concentration and pH was evaluated for the reactions. The best results for the reactions in laboratory scale was obtained using 33,00 mg L-1 of hydrogen peroxide in natural pH (6,80). Under these conditions, 100% oxidation was reached in just 40 minutes of reaction using TiO2 P25, while the mineralization was 78%. Using the composite, the mineralization was 63% in 2 hours of reaction and a oxidation of almost 100% was reached after 60 minutes. A CPC reactor (compound parabolic concentrator) was employed in the expanded work scale, using the sun as irradiation source. In this case the experiments were performed using 50 L of aqueous solution containing 10 mg L-1 of paracetamol and 100 mg L-1 of photocatalyst. The assays were done at pH 3,00 and natural pH (6,80). The used concentration of hydrogen peroxide was 33,00 mg L-1, adopted after laboratory scale studies. The reaction at pH 3,00 shows to be more advantageous, since under natural pH (6,80), the use of deionized water was necessary to prepare the solutions, probably because the deleterious action of carbonate ions, known hydroxyl radical scavengers. Using solar irradiation, the reaction mediated by the composite was more efficient when compared with the assays under laboratory scale since the composite presents the advantage of promoting a better use of visible radiation. Under these conditions, the mineralization increased from 40% to 56% under pH 3,00. At natural pH the oxidation occurred more slowly and the mineralization decreased from 56% to 50%. Thus, the use of pH 3,00 will be more interesting in real scale applications, even if it is necessary the pH correction before the discard of the treated effluent to the environment.

Carne, Ovos e Pescado: diferentes tecnologias para incremento da Qualidade Alimentar

Com o constante aumento da população crescem também as preocupações diárias relativamente à alimentação. Assim, o aumento da produção alimentar tornou-se uma prioridade, começando a oferta no mercado a ser cada vez maior e mais competitiva. Não obstante, a indústria volta-se não só para a segurança dos alimentos que produz – que é já uma base obrigatória – mas também para o constante desenvolvimento da qualidade alimentar. Novas técnicas são desenvolvidas muito rapidamente de maneira a que os produtos alimentares, para além de seguros, sejam também munidos da qualidade exigida pelo consumidor. Cada vez mais o cliente exige da indústria nada menos que o melhor em termos de segurança e qualidade alimentar. De maneira a continuarem no mercado, as indústrias alimentares voltam-se cada vez mais para os laboratórios académicos, que aliam conhecimento, interesse e experiência com as necessidades apresentadas pelos consumidores. É notória também a dificuldade sentida por recém-licenciados em integrar empresas e conseguir uma primeira oportunidade, na sua maioria por alegada falta de experiência na área, tendo sido este o principal motivo da opção pelo estágio em exclusão da oportunidade de poder ser explorada uma ideia própria. Desta forma, a presente dissertação teve como base a necessidade de entender o que atualmente se faz no meio académico em relação à qualidade alimentar. Os projetos apresentados neste trabalho envolvem o tratamento de peito de frango em alta-pressão a diferentes temperaturas, tendo sido feito um tratamento semelhante com clara de ovo, a análise de ácido tiobarbitúrico (TBA) e composição em ácidos gordos em carne de porco congelada, em diferentes momentos, a análise da composição química de desperdícios de atum e ainda a criação de um novo produto alimentar (truta salmonada fumada).

Biologia reprodutiva, crescimento corporal e parâmetros demográficos de Cavia magna em uma ilha estuarina do extremo sul do Brasil

A teoria da história de vida tem como objetivo compreender os fatores que produzem variações na taxa de sobrevivência, tamanho no nascimento, idade de maturação, sazonalidade na reprodução, longevidade, razão sexual da prole. O gênero Cavia pallas 1776 apresenta a maior distribuição dentro da subfamília Cavinae, sendo composto por seis espécies, dentre elas Cavia magna, a qual habita regiões de restinga próximas a estuários ou lagos do norte do Uruguai ao sul do Brasil. Durante esse trabalho avaliamos os padrões da história de vida de uma população de Cavia magna da Ilha dos Marinheiros, RS, Brasil, devido ao fato de se tratar de uma espécie com baixa taxa reprodutiva, distribuição geográfica restrita, e estar exposta a alta pressão de predação. Para isso foi realizado um programa de captura-marcação-recaptura, durante 13 meses no qual foram capturados 129 animais, sendo 63 fêmeas e 66 machos. As longevidades máximas registradas, foram 233 dias para uma fêmea e 321 dias para um macho. Foram encontradas 13 fêmeas grávidas ou lactantes, dentre elas 9 estavam grávidas, sendo que 6 estavam prenhas de 2 filhotes e 3 estavam prenhas de 1 filhote apenas. Vários parâmetros foram testados, para estimar a taxa de sobrevivência e captura ,utilizamos o programa Mark, o método jacknife um modelo probabilístico, que permite heterogeneidade individual nas taxas de captura também foi utilizado. Não houve diferenças significativas no número de machos e fêmeas, a razão sexual foi 1:1. Em relação a estrutura etária, a população foi composta por adultos (82%) e a densidade populacional foi de 30 animais por hectare.

Modificação da pasta kraft de eucalipto para novas aplicações

Este trabalho constou num estudo da modificação da pasta kraft de eucalipto, utilizando uma técnica de processamento por alta pressão hidrostática com o intuito de melhorar a sua performance para novas aplicações tal como o papel tissue ou o papel para embalagens. Para tal pretendia-se melhorar algumas propriedades da pasta com a utilização da técnica de alta pressão hidrostática. Realizou-se um estudo preliminar onde se submeteu uma pasta branqueada A, não refinada, a um tratamento hiperbárico (TH) numa gama de pressões de 5000-8000 bar. Para uma pressão de 6000 bar constatou-se uma melhoria de cerca de 16 % no alongamento percentual na rotura, 17 % na resistência à tração, 27 % no índice de rebentamento e cerca de 19 % no índice de rasgamento. Posteriormente, e tendo em conta os resultados positivos verificados na pasta A, estudou-se o efeito do TH numa pasta branqueada B variando a consistência de tratamento (1,5% ou 3%) e o tempo de processamento (5 ou 10 minutos). Foi estudado também o efeito do TH quando aplicado antes e após a refinação da pasta. A pasta branca foi submetida à refinação num moinho PFI entre 1000 e 3000 rotações. Os resultados obtidos mostram que o TH realizado a menores consistências apresenta um efeito mais significativo nas propriedades físico-mecânicas de pastas e que o efeito é distinto quando o processamento é aplicado antes e depois da refinação, tendo-se registado melhoramentos das propriedades mecânicas apenas quando o TH ocorre após a refinação. A pasta kraft foi também modificada com anidrido alquenil succínico (ASA). A modificação da pasta de celulose com ASA resultou numa diminuição das propriedades mecânicas e para além disso não gerou qualquer alteração na termoplasticidade do material, no entanto registou-se um aumento na resistência à molhabilidade. Concluiu-se que o TH conduz a alterações ao nível de propriedades mecânicas e estruturais da pasta de interesse para a aplicação em papéis tissue no caso da pasta B. Para além disso a modificação da pasta com ASA resultou em alterações de interesse particular para papéis de embalagem.

Valorisation of fish-cannery by-products targeting the recovery of ω3 lipids

Over the past years, ω3 fatty acids, namely EPA and DHA, have been recognized as presenting multiple health benefits. Several studies consider fish oil as the most important source of EPA and DHA. Nowadays, canned fish industry plays a very important role in Portuguese economy. However, expansion of this business brought some environmental concerns due to the high amount of by-products generated. Nevertheless, this problem can be substantially reduced by the recovery of some of the by-product components, diminishing its contamination load and simultaneously obtaining value-added products. This study was born from the growing interest in obtaining new sources of lipids rich in ω3 fatty acids, combined with environmental concerns related to the production of wastes from the fish canning industries, rich in these compounds. It thus intends to evaluate lipid extraction methods in liquid by-products from the fish canning industry, aiming to obtain fractions rich in ω3 fatty acids. Additionally, in a biorefining concept, the protein content of the remaining aqueous fractions was also quantified.

Desenvolvimento e validação de método para determinação do perfil graxo do biodiesel de Tungue e Blendas com soja empregando GC-MS

No Brasil o biodiesel é utilizado em misturas com óleo diesel em proporções de 5%, sem que haja modificações nos motores. Com o intuito de diversificar a utilização de oleaginosas não comestíveis no ramo dos biocombustíveis, e ainda vincular a produção com agricultura sustentável, uma alternativa para o RS é a utilização do óleo de tungue para a produção de biodiesel. A caracterização e quantificação de ácidos graxos do biodiesel de tungue, torna-se importante devido à seu exclusivo perfil graxo. Neste trabalho, foi estudado o desenvolvimento e validação de método para a determinação do perfil graxo do biodiesel metílico de tungue e blendas com soja utilizando GC-MS. Os parâmetros de validação considerados foram: curva analítica, linearidade, seletividade, limite de detecção e quantificação, robustez, precisão e exatidão. Para determinar as melhores condições cromatográficas, foram testadas diferentes programações de temperatura no forno cromatográfico; fluxo de gás; temperatura do injetor, detector e interface; e modo de injeção. As condições do GCMS após a otimização foram: injeção de 1 µL com injeção em alta pressão (300 kPa), T do injetor: 250 ºC, injeção split 1:30, fluxo de 1 mL min-1, coluna Rtx-5MS com dimensões 30 m x 0,25 mm x 0,25 µm, T forno: isoterma de 2 min a 130 ºC, aumento de 20 ºC/min até 220 ºC, aumento de 0,5ºC/min até 223ºC, aumento de 7 ºC/min até 250 ºC e isoterma em 250 ºC por 3 min, resultando em 20 min de análise. A temperatura da fonte e interface foram de 200 ºC e 250 ºC, respectivamente, com o MS no modo full scan, ionização por impacto eletrônico a 70 eV, e intervalo de massas de 30 a 500 u.m.a. A identificação do α-eleosteárico foi baseada na fragmentação característica do composto, pela comparação com o espectro do ácido linolênico, e ainda pelo tempo de retenção do composto. Na validação, as curvas analíticas apresentaram valores de r maiores que 0,99. O LD e LQ foram adequados, permitindo a quantificação de ésteres na concentração mínima de 0,6%. Os valores de exatidão ficaram entre 86 e 117%, com RSD% menores que 8%. O efeito matriz também foi avaliado, sendo que esse efeito foi considerado médio para a maioria dos compostos, ficando entre ± 20 e 50%. Durante a aplicação do método, o mesmo se mostrou adequado para amostras de biodiesel metílico de tungue e blendas com soja, nas proporções de 15:85, 20:80 e 25:75 (T:S, v/v). A aplicabilidade do método também foi testada para o biodiesel de soja, obtendo resultados satisfatórios, mostrando-se assim, além de tudo, ser um método robusto.

Influência das espécies do plasma de N2 + O2 nas propriedades físicoquímicas das superfícies do pet

This work reports the influence of the poly (ethylene terephthalate) textile and films surface modification by plasmas of O2 and mixtures (N2 + O2), on their physical and chemical properties. The plasma surface polymeric modification has been used for many researchs, because it does not affect the environment with toxic agents, the alterations remains only at nanometric layers and this technique shows expressive results. Then, due to its good acceptance, the treatment was carried out in a vacuum chamber. Some parameters remained constant during all treatment, such as: Voltage 470 V; Pressure 1,250 Mbar; Current: 0, 10 A and gas flow: 10 cm3/min, using oxygen plasma alternating the treatment time 10 to 60 min with an increase of 10 min to each subsequent treatment. Also, the samples were treated with a gas mixture (nitrogen + oxygen) which was varied only the gas composition from 0 to 100% leaving the treatment time remaining constant to all treatment (10 min). The plasma treatment was characterized in-situ with Optics Emission Spectroscopy (OES), and the samples was characterized by contact angle, surface tension, Through Capillary tests, Raman spectroscopy, Infrared attenuated total reflection (IR-ATR) and atomic force microscopy, scanning electronic Microscopy (SEM) and X-ray Photoelectron Spectroscopy (XPS). The results showed that oxygen treated fabrics presented high wettability, due to the hydrophilic groups incorporation onto the surface formed through spputering of carbon atoms. For the nitrogen atmosphere, there is the a film deposition of amine groups. Treatment with small oxygen concentration in the mixture with nitrogen has a higher spputered species of the samples

Efeito da administração da hormona PGF2α nos problemas pós-parto, mais concretamente na retenção placentária em bovinos leiteiros

Dissertação de Mestrado em Engenharia Zootécnica/Produção Animal

Estudo da potencialidade da incorporação de resíduo de granito e da queima da casca do café em cerâmica vermelha

The industrial production of ornamental rocks and the burning of coffee husk generate waste that is discarded into the environment. However, with the study of the incorporation of these residues in ceramic products, may be found an alternative to reducing environmental impacts and detrimental effects on human health caused by its indiscriminate disposal of waste in nature. Thus, this work aimed to study the addition of ashes of the coffee husk and granite residue in matrix of red ceramic. The raw materials were dry milled and sieved to mesh 100. To characterize the raw materials were carried out analyzes of X-ray diffraction (XRD), X-ray fluorescence (XRF), particle size analysis (PSA), differential thermal analysis (DTA) and thermogravimetric analysis (TG). Six formulations were prepared where the clay content was kept constant (70%wt) and ashes contents and granite residue varied from 10, 15, 20 and 30%. Dilatometrics analyzes were performed at four selected formulations, containing them: 100% clay (A100); 70% clay and 30% ashes (A70C30); 70% clay and 30% granite residue (A70G30); and 70% clay, 15% granite residue and 15% ashes (A70G15C15). The samples were prepared by uniaxial compaction with pressure of 25 MPa, and fired at temperatures of 800°C, 850ºC, 900ºC, 950ºC, 1000ºC and 1100°C. Assays were performed to determine the linear shrinkage of burning (LSB), water absorption (WA), apparent porosity (AP), density (D) and tensile bending. Also were performed analyzes of X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscopy (SEM) of the samples fired. The formulations incorporating granite residue and/or ashes reached the required limits of water absorption according to NBR 15270-1 and NBR 15310 and tensile bending according to classical literature (SANTOS, 1989) necessary for the production of tiles and ceramic block for masonry sealing

Desenvolvimento e caracterização de um compósito matriz metálica (CMM): aço EUROFER97 reforçado com Carbeto de Tântalo - TaC

Steel is an alloy EUROFER promising for use in nuclear reactors, or in applications where the material is subjected to temperatures up to 550 ° C due to their lower creep resistance under. One way to increase this property, so that the steel work at higher temperatures it is necessary to prevent sliding of its grain boundaries. Factors that influence this slip contours are the morphology of the grains, the angle and speed of the grain boundaries. This speed can be decreased in the presence of a dispersed phase in the material, provided it is fine and homogeneously distributed. In this context, this paper presents the development of a new material metal matrix composite (MMC) which has as starting materials as stainless steel EUROFER 97, and two different kinds of tantalum carbide - TaC, one with average crystallite sizes 13.78 nm synthesized in UFRN and another with 40.66 nm supplied by Aldrich. In order to improve the mechanical properties of metal matrix was added by powder metallurgy, nano-sized particles of the two types of TaC. This paper discusses the effect of dispersion of carbides in the microstructure of sintered parts. Pure steel powders with the addition of 3% TaC UFRN and 3% TaC commercial respectively, were ground in grinding times following: a) 5 hours in the planetary mill for all post b) 8 hours of grinding in the mill Planetary only for steel TaC powders of commercial and c) 24 hours in the conventional ball mill mixing the pure steel milled for 5 hours in the planetary mill with 3% TaC commercial. Each of the resulting particulate samples were cold compacted under a uniaxial pressure of 600MPa, on a cylindrical matrix of 5 mm diameter. Subsequently, the compressed were sintered in a vacuum furnace at temperatures of 1150 to 1250 ° C with an increment of 20 ° C and 10 ° C per minute and maintained at these isotherms for 30, 60 and 120 minutes and cooled to room temperature. The distribution, size and dispersion of steel and composite particles were determined by x-ray diffraction, scanning electron microscopy followed by chemical analysis (EDS). The structures of the sintered bodies were observed by optical microscopy and scanning electron accompanied by EDS beyond the x-ray diffraction. Initial studies sintering the obtained steel EUROFER 97 a positive reply in relation to improvement of the mechanical properties independent of the processing, because it is obtained with sintered microhardness values close to and even greater than 100% of the value obtained for the HV 333.2 pure steel as received in the form of a bar

Estudo da molhabilidade de tecidos 100% poliéster tratados em plasma N2/O2 em função do seu envelhecimento natural

This work reports the influence of the poly (ethylene terephthalate) textile surface modification by plasmas of O2 and mixtures (N2 + O2), on their physical and chemical properties. The treatment was carried out in a vacuum chamber. Some parameters remained constant during all treatment, such as: Voltage 470 V; Pressure 1,250 Mbar; Current: 0, 10 A and gas flow: 10 cm3/min. Other parameters, such as working gas composition and treatment time, were modified as the following: to the O2 plasma modified samples only the treatment time was changed (10, 20, 30, 40, 50 and 60 minutes). To the plasma with O2 and N2 only the chemical concentrations were changed. Through Capillary tests (vertical) an increase in textile wettability was observed as well as its influence on aging time and its consequence on wettability. The surface functional groups created after plasma treatments were investigated using X-ray Photoelectron Spectroscopy (XPS). The surface topography was examined by scanning electron microscope (SEM)