Análise técnica, econômica e ecológica do uso de biogás em célula a combustível de óxido sólido (SOFC)

Pós-graduação em Engenharia Mecânica - FEG

Desenvolvimento e avaliação de desempenho de um sistema de posicionamento automático para painéis fotovoltaicos

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Análise do comportamento da bateria utilizada em sistemas fotovoltáicos de pequeno porte

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Análise numérica de uma geometria de coletor solar para sistemas de aquecimento de água

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

The feasibility of using wind energy for rural populations lacking electric power in Brazil

In the wake of current global image involving environmental impacts, the use of wind power has had a remarkable growth in recent years as a technique for generating electricity. In fact, it is a source featuring strong dissemination of technology which provides decrease in costs and a greater access to low-income electricity. PROINFA (Incentive Program for Alternative Energy Sources) promotes a greater diffusion of new technologies for power generation, in particular wind-produced. Due to such a scenario on the exploitation of such energy source, current analysis discusses strategies for the development of domestic wind technology and the implications for electricity-lacking rural areas. Analysis shows a similar behavior between rural populations lacking electricity and the amount of potential energy available in the region. It is expected that this assay will contribute towards the establishment of public policies for wind-energy parks on rural farms in the North and Northeast regions of Brazil.

Análise econômica da eficiência da produção de cana-de-açúcar de fornecedores do Estado do Paraná

The sugarcane industry has been important in the Brazilian economy since the colonial period. The search for alternative energy sources has gained more prominence, by offering a product generating clean energy. With the opening of the Brazilian economy, the sector has undergone transformations operating in a free market environment requiring greater efficiency and competitiveness of those involved in order to stay in business. This scenario is producer/supplier independent, and social aspects related to their stay in the market. Although its share in sugarcane production is smaller than the plant itself, it is still considerable having reached around 20% to 25% in 2008 by employing labor, also production factors had an important economic impact in the regions where they operate. Therefore, this study aimed to estimate the economic efficiency and production of independent sugarcane producers in the state of Paraná through the DEA model. The Data envelopment analysis (DEA) is a nonparametric technique that, using linear programming constructs production borders from production units that employ similar technological processes to transform inputs into outputs.The results showed that of the total surveyed, 13.56% had maximum efficiency (an efficiency score equal to 1). The average efficiency under variable returns to scale (BCC-DEA) was 0.71024. One can thus conclude that for the majority of the samples collected, it might be better use of available resources to the in order to obtain the economic efficiency of the production process.

Estudos experimentais e teórico-computacionais de novos complexos nanozeólitas-enzimas empregados na produção de biocombustíveis

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Geração distribuída de energia elétrica e panorama fotovoltaico brasileiro e português

This work presents a study on the design of a photovoltaic system connected to the grid.It discussed the main characteristics of the solar cell which is the basic component for the manufacture of solar modulethe main components of the photovoltaic system and the steps of the photovoltaic and electrical design of the system, ranging from the choice of the photovoltaic module to the dimensioning of the components of the electrical installation.In addition to the technical design, this work contains a complete comparative analysis of the current situation of photovoltaic generation distributed in Brazil and Portugal, through incentive programs to energy use as well as current legislation in both countries

Geração distribuída de energia elétrica e panorama fotovoltaico brasileiro e português

This work presents a study on the design of a photovoltaic system connected to the grid.It discussed the main characteristics of the solar cell which is the basic component for the manufacture of solar modulethe main components of the photovoltaic system and the steps of the photovoltaic and electrical design of the system, ranging from the choice of the photovoltaic module to the dimensioning of the components of the electrical installation.In addition to the technical design, this work contains a complete comparative analysis of the current situation of photovoltaic generation distributed in Brazil and Portugal, through incentive programs to energy use as well as current legislation in both countries

Análise dos padrões de vento no Estado de Alagoas

Com o objetivo de identificar áreas do Estado de Alagoas com boas perspectivas de aproveitamento eólico, comparou-se dados de velocidade e direção do vento observados por torres anemométricas do projeto Atlas Eólico e Disseminação da Tecnologia Eólica no Estado de Alagoas. A série utilizada é de 12/2007 a 11/2008 e o estudo focou três regiões distintas: Litoral, Agreste e Sertão. Os padrões médios com maiores velocidades do vento ocorreram na região do Agreste (7,1 ±1,2 ms-1 mensal), seguido do Sertão (6,8 ±0,9 ms-1 mensal) e Litoral ( 5,3 ±0,8 ms-1 mensal). A regularidade da velocidade e a pouca variabilidade de direção do vento torna Alagoas uma ótima opção para a instalação de aerogeradores.

Clonagem molecular, expressão, purificação e caracterização estrutural da endoglucanase de Trichoderma harzianum visando o desenvolvimento de coquetéis enzimáticos para a produção de etanol lignocelulósico

O aumento na demanda mundial por energia, a perspectiva de encolhimento dos recursos energéticos e a preocupação global com a questão ambiental, despertaram o interesse por fontes alternativas de energia. A biomassa lignocelulósica é abundante e de baixo custo, com potencial para complementar a produção em larga escala de combustíveis. A degradação das moléculas constituintes da parede celular à açúcares fermentescíveis e então à etanol, ocorre através da hidrólise enzimática da biomassa. Contudo, a utilização de enzimas para esse fim encontra-se em estágio exploratório e representa um gargalo na implementação de tecnologias de etanol 2G em escala industrial, desencadeando a busca de celulases bioquimicamente mais ativas, estáveis e economicamente viáveis. O presente trabalho visou a caracterização da endoglucanase I do fungo Trichoderma harzianum, e para isso foi realizada expressão, ensaios bioquímicos e biofísicos do domínio catalítico (ThCel7B-CCD) e da proteína inteira (ThCel7B-full). A enzima exibiu um perfil acidofílico, com atividade ótima em pH 3,0 a 55°C. A proteína também se mostrou capaz de hidrolisar uma variedade de substratos, sendo a maior atividade hidrolítica em β-glucano (75 U mg-1). Ao analisar a estabilidade térmica medida a 55°C em pH 5, a atividade residual manteve-se intacta por mais de 2 meses. Outra característica relevante foi o elevado grau de sinergismo entre ThCel7B e ThCel7A. Análises de microscopia eletrônica de flocos de aveia submetidas à hidrólise com ThCel7B evidenciaram os efeitos de degradação do substrato em relação às amostras controle. O conjunto desses resultados, além de importante para a compreensão do mecanismo molecular de ThCel7B e de outras endoglucanases da família GH7, também revelou uma enzima de interesse biotecnológicos uma vez que o comportamento ácido e sua estabilidade térmica são características relevantes para aplicações industriais sob condições extremamente ácidas.

Estudo sobre a interação de métodos anti-ilhamento para sistemas fotovoltaicos conectados à rede de distribuição de baixa tensão com múltiplos inversores.

Este trabalho estuda a interação entre os métodos anti-ilhamento aplicados em sistemas fotovoltaicos residenciais, operando simultaneamente em uma rede de distribuição de baixa tensão. Os sistemas fotovoltaicos em geral interagem entre si, com a rede de distribuição da concessionária e com outras fontes de geração distribuída. Uma consequência importante dessa interação é a ocorrência do ilhamento, que acontece quando as fontes de geração distribuída fornecem energia ao sistema elétrico de potência mesmo quando esta se encontra eletricamente isolada do sistema elétrico principal. A função anti-ilhamento é uma proteção extremamente importante, devendo estar presente em todos os sistemas de geração distribuída. Atualmente, são encontradas diversas técnicas na literatura. Muitas delas oferecem proteção adequada quando um inversor está conectado à linha de distribuição, mas podem falhar quando dois ou mais funcionam simultaneamente, conectados juntos ou próximos entre si. Dois destes métodos são analisados detalhadamente nesse estudo, avaliados em uma rede de distribuição residencial de baixa tensão. Os resultados obtidos mostram que a influência de um método sobre o outro é dependente da predominância de cada um deles dentro do sistema elétrico. Contudo, nas condições analisadas o ilhamento foi detectado dentro do limite máximo estabelecido pelas normas pertinentes.

Logística operacional: alocação de bases operacionais em distribuição de energia elétrica.

Ser eficiente é um requisito para a sustentabilidade das empresas concessionárias de distribuição de energia elétrica no Brasil. A busca pela eficiência deve estar em harmonia com a melhoria contínua da qualidade, da segurança e da satisfação dos consumidores e das partes envolvidas. O desafio de atender múltiplos objetivos requer que as empresas do setor desenvolvam soluções inovadoras, com a mudança de processos, tecnologia, estrutura e a capacitação das pessoas. Desenvolver um modelo operacional eficiente e uma gestão rigorosa dos custos são fatores-chave para o sucesso das empresas, considerando o contexto regulatório de revisão tarifária que incentiva a melhoria do desempenho. O modelo operacional é definido a partir da organização logística dos recursos para atendimento da demanda de serviços, que define também os custos fixos e variáveis de pessoal (salário, horas extras, refeições), infraestrutura (manutenção de prédios, ferramentas e equipamentos) e deslocamentos (manutenção de veículos, combustível), por exemplo. A melhor alocação e o melhor dimensionamento de bases operacionais possibilitam a redução dos custos com deslocamento e infraestrutura, favorecendo o aproveitamento da força de trabalho em campo, a melhoria do atendimento dos clientes e da segurança dos colaboradores. Este trabalho apresenta uma metodologia de otimização de custos através da alocação de bases e equipes operacionais, com o modelamento matemático dos objetivos e restrições do negócio e a aplicação de algoritmo evolutivo para busca das melhores soluções, sendo uma aplicação de Pesquisa Operacional, no campo da Localização de Instalações, em distribuição de energia elétrica. O modelo de otimização desenvolvido possibilita a busca pelo ponto de equilíbrio ótimo que minimiza o custo total formado pelos custos de infraestrutura, frota (veículos e deslocamentos) e pessoal. O algoritmo evolutivo aplicado no modelo oferece soluções otimizadas pelo melhoramento de conjuntos de variáveis binárias com base em conceitos da evolução genética. O modelo de otimização fornece o detalhamento de toda a estrutura operacional e de custos para uma determinada solução do problema, utilizando premissas de produtividade e deslocamentos (velocidades e distâncias) para definir as abrangências de atuação das bases operacionais, recursos (equipes, pessoas, veículos) necessários para atendimento da demanda de serviços, e projetar todos os custos fixos e variáveis associados. A metodologia desenvolvida neste trabalho considera também a projeção de demanda futura para a aplicação no estudo de caso, que evidenciou a efetividade da metodologia como ferramenta para a melhoria da eficiência operacional em empresas de distribuição de energia elétrica.

Tipos de adubação para a videira 'BRS - violeta' cultivada em latossolo vermelho no sudoeste do Paraná

The vineyard culture, in the Southwest of Paraná, has faced an evolution in recently years. However, some technical barriers has contained the expression of its full potential. Among which, the lack of scientific and technical support about the fertilization management and the fertility maintenance of production fields, is the most worrying. This fact, allied with the raising on the consumers demand for ecological correct products, are the motivations for the present study, whose main objective was to evaluate the effects of different fertilizer formulations, based on alternative nutrient sources, on grapevine yield and grape fruit quality, aiming at the improvement of those parameters and the maintenance of soil fertility. To achieve this goal, an experiment has been evaluated since 2008, at the experimental area of the Federal Technological University of Paraná, Campus Pato Branco, where ten treatments were being tested, combining or isolating shale derivates from other alternative nutrient sources. Those are the treatments: T1: Gafsa Rock Phosphate (GRP) + K2SO4; T2: GRP + RPB (Rock Powder Bioland®); T3: GRP + K2SO4 + LH (Laying Hen Litter); T4: GRP+ RPB + LH; T5: GRP + K2SO4 + MBR (Matrix Shale 3); T6: GRP + RPB + MBR; T7: GRP + K2SO4 + MBR + LH; T8: GRP + RPB + LH + MBR; T9: TSP (Triple Superphosphate) + Urea + KCl and T10: absolute control. The usage of fertilization, specially the alternative fertilization, improved soil fertility characteristics and also the yield on the last two evaluated harvests. The potassium sulfate improved the potassium availability on soil, while improved yield on the last three harvests. The MBR improved the phosphorus availability, improved post-harvest conservation and improved the yield on the last evaluated harvest.

Influência da temperatura de calcinação do fosfogesso no desempenho de cimentos supersulfatados

The supersulfated cement (CSS) basically consist of up to 90% blast furnace slag, 10-20% of a source of calcium sulfate and a small amount of alkali activator, covered by European standard EN 15743/2010. Because of this SSC are considered "green cement" low environmental impact. The source of calcium sulfate used in the preparation of CSS can be obtained from natural sources, such as gypsum or from alternative sources (industrial products), such as phosphogypsum. The phosphogypsum is a by-product of the fertilizer industry, used in the production of phosphoric acid. In this process the phosphate rock is treated with sulfuric acid to give as the major product phosphoric acid (H3PO4), gypsum and a small amount of hydrofluoric acid. The chemical composition of gypsum is basically calcium sulfate dihydrate (CaSO4.2H2O), similar to gypsum, because it can be used in this type of cement. To become anhydrous, the calcination of gypsum is necessary. The availability of the source of calcium sulfate to react with the slag is dependent on its solubility that is directly related to its calcination temperature. The solubility of the anhydrous gypsum decreases with increasing calcination temperature. This study investigated the influence of temperature of calcination of phosphogypsum on the performance of CSS. Samples were prepared with 10 and 20% of phosphogypsum calcinated at 350 to 650 ° C using KOH as an alkaline activator at three different concentrations (0.2, 0.5 and 0.8%). The results showed that all mortars presented the minimum values required by EN 15743/2010 for 7 and 28 days of hydration. In general CSS containing 10% phosphogypsum showed slightly better compressive strength results using a lower calcination temperature (350 °C) and curing all ages. The CSS containing 20% of calcined gypsum at 650 °C exhibit satisfactory compressive strenght at 28 days of hydration, but at later ages (56 to 90 days) it strongly reduced. This indicates that the calcination temperature of phosphogypsum has a strong influence on the performance of the CSS.