Utilização de trocadores de calor de placas em espiral em processos da indústria siderúrgica

Stricter environmental policies are shown necessary to ensure an effective pollutant emission control. It is expected for the present year of 2015, that Brazil will assume, at the 21th United Nation's Climate Change Conference (COP21), implementation of commitment to a low carbon economy. This positioning affects the industrial environment, so that is deemed necessary to search for new technologies, less aggressive to the environment, so the adequacies to the new emission policies do not cause a negative effect on production. Almost all of the processes performed in the steel industry demand burning fuel and, therefore, flue gases are sent to the atmosphere. In this present work is discussed the utilization of heat exchangers so, by recovering part of the available heat from the flue gases of certain industrial process, the combustion air is preheated. The combustion air preheat results in less energy requirement, i.e., less need of fuel consumption and, in addition, minor amount of pollutants to be emitted. Due to better fitting to the process, it is studied the utilization of spiral plate heat exchangers. The heat exchanger dimensioning is made by an iterative method implemented in the software Microsoft Excel. Subsequently are analyzed the gains in terms of process's thermal efficiency improvement and the percentage of fuel saving. The latter implies in reduction of the same percentage of greenhouse gases emission

Estudo da viabilidade da implantação de frotas de veículos elétricos e híbridos elétricos no atual cenário econômico, político, energético e ambiental brasileiro

Currently there are two car models that use electricity in their propulsion systems, the electric vehicle and the hybrid electric vehicle. The electric vehicles are classified as vehicles that use electric motors in their propulsion system and batteries as a power source, on the other hand, the hybrid vehicles are classified as vehicles that use both electric motors and internal combustion engines in their propulsion system, using both batteries and líquid fuels as a power source. The main goal of this work is to analyze the characteristics of electric and hybrid electric vehicles and demonstrate the unfeasibility of the electric vehicle in the current economic, political, energetic and environmental brazilian scenario, for this purpose it was realized a study about the current brazilian situation regarding to electricity generation, current conservation status of road network, lack of electrical infrastructure for charging batteries, national lithium reserves, environmental characteristics, tax incentives, economic scenario, oil market and political positioning related to the implantation of electric or hybrid electric fleets in nacional territory. The operational characteristics analysis of electric and hybrid electric vehicles in this current scenario leads to the conclusion that currently a growth of electric vehicles fleets on a national scale is totally impractical in the Brazil, Thus, the introduction of green vehicles probably will occur primarily with hybrid electric models, motivated mainly due the bigger autonomy of this models compared to electric models, lower cost of hybrid electric models compared to electric models, factors related to the lack of recharging infrastructure and also factors related to political positioning

Gás natural no panorama brasileiro e um estudo de caso no setor automotivo

The intended purpose of this paper is to present the main aspects of natural gas applied to the public transportation as well as the environmental, economical and technical impacts in this sector. Also it is given specific information to be considered when comparing natural gas to other fuels, specially the diesel. At this point is presented the types of internal combustion engines (Otto and Diesel cycle) and which type is used in each vehicle. Moreover, it is presented the main standards pollutant emission (Euro, US and Proconve) with a brief explanation of the tests made in order to approve the engines. This paper is focused on heavy duty vehicles. Also in this paper is exposed the economic impact due to the natural gas use in the public transportation fleet. In addition is presented a real case (of Berlin) and an estimative to a Brazilian city, presenting the potential of natural gas as vehicular fuel in Brazil, as well as financial and environmental aspects of the substitution

Pesquisa, projeto e construção de um sistema de ignição sem distribuidor

This work intends to know the most types of ignition systems, studying its history, the way it works, applications and some examples. The assembly of a distributor less ignition system is also required. All vehicles powered by internal combustion engines need an ignition system that allows this engine to ignite the air-fuel mixture using its ignition system in the best possible manner. The main goal of an ignition system is to obtain a spark having enough energy to start the chemical reaction of the oxygen and the fuel. It took a study dealing with the various types of ignition systems since their creation at the beginning of the last century until 2015. The work starts studying the high tension magneto ignition system and later together with the low tension ignition system, going on with the conventional ignition system and finally accomplishing with the various types of electronic ignition systems. It was studied and implemented an electronic circuit to power a double spark ignition system also known as wasted spark ignition system. This circuit was assembled with an electric pulse generator and powered mechanically by a dc electric motor of the variable rpm type

Estudo epidemiológico de queimaduras em crianças atendidas em hospital terciário na cidade de São Paulo

INTRODUÇÃO: O objetivo deste estudo é descrever a experiência da Unidade de Tratamento de Queimados da Divisão de Cirurgia Plástica do Hospital das Clínicas da Faculdade de Medicina da Universidade de São Paulo (HCFMUSP), em 15 meses consecutivos, no atendimento às crianças queimadas. MÉTODO: Foram analisados os dados de 98 pacientes, com idade < 13 anos, atendidos na Unidade de Tratamento de Queimados do HCFMUSP, de outubro de 2009 a dezembro de 2010. RESULTADOS: A média de idade das crianças atendidas foi de 5,2 anos, sendo 67 (68,4%) do sexo masculino. Os acidentes foram responsáveis por 93 (94,9%) casos, enquanto em 1 (1%) caso ocorreu agressão. Observou-se maior ocorrência de queimaduras em crianças com até 2 anos de idade. O principal agente da queimadura foi escaldadura (48%), seguido de fogo (17%) e sólido aquecido (17%). A média da superfície corpórea queimada de 2º e 3º graus foi de 10%. Seis (6,1%) pacientes apresentaram > 20% da superfície corpórea queimada, 5 (83,3%) deles por combustão de álcool e 1 (16,7%) por escaldo com água. Entre os 3 casos em que a superfície corpórea queimada de 2º e 3º graus foi > 30%, todos ocorreram por combustão de álcool. CONCLUSÕES: O levantamento demonstra a importância da queimadura em pacientes da faixa etária pediátrica. O conjunto de dados obtidos permite inferir que os esforços de prevenção devem se concentrar no ambiente doméstico, contra a possibilidade de ocorrência de escaldaduras nas crianças com < 5 anos de idade. A partir dos 5 anos, as campanhas devem abordar tanto o ambiente doméstico como o extradoméstico.

Numerical simulation of an ethanol turbulent spray flame with RANS and diffusion combustion model

A detailed numerical simulation of ethanol turbulent spray combustion on a rounded jet flame is pre- sented in this article. The focus is to propose a robust mathematical model with relatively low complexity sub- models to reproduce the main characteristics of the cou- pling between both phases, such as the turbulence modulation, turbulent droplets dissipation, and evaporative cooling effect. A RANS turbulent model is implemented. Special features of the model include an Eulerian– Lagrangian procedure under a fully two-way coupling and a modified flame sheet model with a joint mixture fraction– enthalpy b -PDF. Reasonable agreement between measured and computed mean profiles of temperature of the gas phase and droplet size distributions is achieved. Deviations found between measured and predicted mean velocity profiles are attributed to the turbulent combustion modeling adopted

Friction and wear of performance of MoDTC and ester-containing lubrificants over steel surfaces under reciprocating conditions

Since the earliest developments of human history, friction has been a major issue. From the invention of the wheel and the use of the first lubricants to the studiesof coated and microtexturized surfaces, significant effort has been put on improvements that couldovercome the resistance to motion. Areview by Holmberg, Andersson and Erdemir[1] shows that, in an average passenger car, about one third of the total energy consumptionis due to friction losses. Of these, another one third is consumed in the engine system. The optimization of the lubricating oil formulation used ininternal combustion enginesis an important way to reduce friction, therefore improving energeticefficiencyand controllingemissions.Lubrication is also a way to assure the required protection to the system by maintaining wear rates in an adequate level, which helps to minimize maintenance costs.

Registro sedimentar do aporte de hidrocarbonetos policíclicos aromáticos(HPAS) em sedimentos recentes do complexo estuarino de Paranaguá, PR, Brasil

Os hidrocarbonetos do petróleo, em particular os policíciclos aromáticos (HPAs), são marcadores de atividades antrópicas associados ao petróleo, a efluentes urbanos, a deposição atmosférica, além de serem produzidos na queima de combustíveis fósseis, carvão e biomassa vegetal. São classificados em petrogênicos, quando associados ao petróleo e seus derivados, ou pirolíticos, quando ligados a processos de combustão. O objetivo desse trabalho foi estudar a evolução das atividades antrópicas no Complexo Estuarino de Paranaguá (CEP), PR, Brasil, através da análise de HPAs em colunas sedimentares.

Estimativas de taxas de sedimentação utilizando as partículas esferoidais carbonosas(SCPS) e eventos de ocupação humana na região da zona costeira Amazônica, Brasil

A queima de combustíveis fósseis é uma das atividades antrópicas mais importantes desde períodos remotos até os dias atuais. Assim, o estudo de indicadores de processos de combustão, em colunas sedimentares, possibilita estabelecer o histórico dos eventos de ocupação humana em uma região. As partículas esferoidais carbonosas (do inglês, Spheroidal Carbonaceous Particles, SCPs) são formadas de carbono elementar e geradas nos processos de queima de combustíveis fósseis. São partículas quimicamente estáveis e resistentes, não susceptíveis a alterações pósdeposicionais e degradação. Devido à ausência de fontes naturais, são associadas à deposição atmosférica de material antrópico. Assim, os registros dessas partículas possibilitam a associação com os principais eventos antrópicos. As principais variações na concentração das SCPs ao longo de um perfil vertical em conjunto com a data de ocorrência dos eventos de ocupação humana e industrial numa região podem ser utilizadas para estimar as taxas de sedimentação, servindo de subsidio para a obtenção um modelo geocronológico local.

Produção de hidrogênio por fermentação por um novo isolado de Clostridium beijerinckii

O hidrogênio (H2) tem sido considerado uma fonte de energia limpa bastante promissora, pois sua combustão origina apenas moléculas de água, sendo uma alternativa ao uso de combustíveis fósseis. Entretanto, os métodos atuais de produção de H2 demandam matérias-primas finitas e uma grande quantidade de energia, tornando a sua obtenção não sustentável. Mais recentemente, a via fermentativa tem sido considerada para a produção de H2, utilizando como matérias-primas efluentes industriais, materiais lignocelulósicos e biomassa de algas, denominado de bio-hidrogênio de primeira, segunda e terceira geração, respectivamente. Neste trabalho foi isolada uma bactéria anaeróbia a partir de uma cultura mista (lodo) de um sistema de tratamento de vinhaça, após pré-tratamento do lodo a pH 3 por 12 horas. Este microrganismo foi identificado com 99% de similaridade como Clostridium beijerinckii com base na sequência do gene RNAr 16S denominado de C. beijerinckii Br21. A temperatura e o pH mais adequados para o crescimento e produção de H2 por esta cultura foi 35 °C e pH inicial 7,0. A bactéria possui a capacidade de utilizar ampla variedade de fontes de carbono para a produção de H2 por fermentação, especialmente, monossacarídeos resultantes da hidrólise de biomassa de algas, tais como glicose, galactose e manose. Foram realizados ensaios em batelada para a produção de H2 com a bactéria isolada empregando diferentes concentrações de glicose e galactose, visando a sua futura utilização em hidrolisados de alga. Os parâmetros cinéticos dos ensaios de fermentação estimados pelo modelo de Gompertz modificado, como a velocidade máxima de produção (Rm), a quantidade máxima de hidrogênio produzido (Hmáx) e o tempo necessário para o início da produção de hidrogênio (fase lag) para a glicose (15 g/L) foram de: 58,27 mL de H2/h, 57,68 mmol de H2 e 8,29 h, respectivamente. Para a galactose (15 g/L), a Rm, Hmáx e foram de 67,64 mL de H2/h, 47,61 mmol de H2 e 17,22 horas, respectivamente. O principal metabólito detectado ao final dos ensaios de fermentação, foi o ácido butírico, seguido pelo ácido acético e o etanol, tanto para os ensaios com glicose, como com galactose. C. beijerinckii é um candidato bastante promissor para a produção de H2 por fermentação a partir de glicose e galactose e, consequentemente, a partir de biomassa de algas como substratos.

Modelamento matemático e controle PI de uma válvula borboleta eletrônica.

Este trabalho apresenta uma investigação das propriedades dinâmicas da válvula borboleta eletrônica do sistema de admissão de ar de um motor a combustão interna. O objetivo é utilizar um modelo matemático da válvula borboleta com todos os seus parâmetros identificados para efetuar o controle da válvula e aplica-lo em ambiente real. Tendo o modelo e os parâmetros identificados, compara-se o comportamento real de uma válvula borboleta com o comportamento simulado, utilizando os mesmos sinais de entrada, de tal forma a validar o modelo desenvolvido. Utilizando o controle Proporcional Integral, foi possível mostrar a aplicabilidade da metodologia que pode ser estendida para projetos de controle mais complexos. Com o controle PI, o modelo matemático é validado e pode ser utilizado como base para projetos de controle mais complexos. O modelo aqui desenvolvido representa satisfatoriamente a dinâmica da válvula borboleta, sendo possível utilizá-lo em outros tipos de válvula borboleta.

Aspectos técnicos e ambientais da incineração de resíduos sólidos urbanos: considerações sobre a proposta para São Paulo

A tecnologia de incineração no gerenciamento de resíduos sólidos urbanos é empregada de maneira intensa em diversos países do mundo. No Brasil, além da sua utilização eventual em resíduos de serviços de saúde, há uma proposta para implantação de duas usinas de grande porte visando ao tratamento térmico de resíduos sólidos domiciliares na cidade de São Paulo. Através de uma revisão bibliográfica sobre o tema, são apresentados os principais parâmetros técnicos e ambientais desta tecnologia, entre eles os mecanismos de combustão e de formação de poluentes, os tipos de equipamentos empregados, as formas de manejo e disposição de cinzas e escórias e os métodos de controle e redução de emissões atmosféricas como gases ácidos, material particulado e metais pesados. Também é feita uma revisão do atual conhecimento técnico-científico sobre dioxinas e furanos relativamente à incineração de resíduos sólidos urbanos. A partir desta base teórica pesquisada e da análise dos Estudos de Impacto Ambiental e dos Relatórios de Impacto Ambiental das usinas de incineração de Santo Amaro e Sapopemba, conclui-se que tais incineradores, na forma como são propostos, não apresentam o nível tecnológico necessário para atender às normas de operação e emissão de poluentes vigentes em países onde há legislação regulando esta atividade.

Projeto e testes de uma churrasqueira a etanol com queimadores infravermelhos.

Atualmente, há poucas aplicações de uso de combustíveis renováveis em queimadores, apesar de representarem grande parte do consumo de energia primária. O etanol se apresenta como uma alternativa com grande potencial para substituição de combustíveis não-renováveis em queimadores no Brasil. Tendo em vista este potencial, foi realizado um estudo de possíveis aplicações de queimadores a etanol, com potência inferior a 50 kW, do ponto de vista ambiental, econômico e tecnológico. Foi selecionada uma churrasqueira como a aplicação mais viável. Tendo em vista a necessidade de troca de calor por radiação, foram selecionados queimadores porosos infravermelhos em conjunto com bicos pulverizadores. Durante os testes, a combustão incompleta com gotejamento de combustível se mostrou um problema freqüente. Foi construída uma série de protótipos até se chegar a uma solução final do problema. Este protótipo final, com itens de baixo custo, foi testado avaliando-se potência e emissões, apresentando performance adequada. Foram também estabelecidas diretrizes para desenvolvimento de um produto.

Models and methods for the direct simulation of rough and micropatterned surfaces

Friction in hydrodynamic bearings are a major source of losses in car engines ([69]). The extreme loading conditions in those bearings lead to contact between the matching surfaces. In such conditions not only the overall geometry of the bearing is relevant, but also the small-scale topography of the surface determines the bearing performance. The possibility of shaping the surface of lubricated bearings down to the micrometer ([57]) opened the question of whether friction can be reduced by mean of micro-textures, with mixed results. This work focuses in the development of efficient numerical methods to solve thin film (lubrication) problems down to the roughness scale of measured surfaces. Due to the high velocities and the convergent-divergent geometries of hydrodynamic bearings, cavitation takes place. To treat cavitation in the lubrication problem the Elrod- Adams model is used, a mass-conserving model which has proven in careful numerical ([12]) and experimental ([119]) tests to be essential to obtain physically meaningful results. Another relevant aspect of the modeling is that the bearing inertial effects are considered, which is necessary to correctly simulate moving textures. As an application, the effects of micro-texturing the moving surface of the bearing were studied. Realistic values are assumed for the physical parameters defining the problems. Extensive fundamental studies were carried out in the hydrodynamic lubrication regime. Mesh-converged simulations considering the topography of real measured surfaces were also run, and the validity of the lubrication approximation was assessed for such rough surfaces.

Arranjos de sensores orientados à missão para a geração automática de mapas temáticos em VANTs

O uso de veículos aéreos não tripulados (VANTs) tem se tornado cada vez mais comum, principalmente em aplicações de uso civil. No cenário militar, o uso de VANTs tem focado o cumprimento de missões específicas que podem ser divididas em duas grandes categorias: sensoriamento remoto e transporte de material de emprego militar. Este trabalho se concentra na categoria do sensoriamento remoto. O trabalho foca a definição de um modelo e uma arquitetura de referência para o desenvolvimento de sensores inteligentes orientados a missões específicas. O principal objetivo destas missões é a geração de mapas temáticos. Neste trabalho são investigados processos e mecanismos que possibilitem a geração desta categoria de mapas. Neste sentido, o conceito de MOSA (Mission Oriented Sensor Array) é proposto e modelado. Como estudos de caso dos conceitos apresentados são propostos dois sistemas de mapeamento automático de fontes sonoras, um para o caso civil e outro para o caso militar. Essas fontes podem ter origem no ruído gerado por grandes animais (inclusive humanos), por motores de combustão interna de veículos ou por atividade de artilharia (incluindo caçadores). Os MOSAs modelados para esta aplicação são baseados na integração de dados provenientes de um sensor de imageamento termal e uma rede de sensores acústicos em solo. A integração das informações de posicionamento providas pelos sensores utilizados, em uma base cartográfica única, é um dos aspectos importantes tratados neste trabalho. As principais contribuições do trabalho são a proposta de sistemas MOSA, incluindo conceitos, modelos, arquitetura e a implementação de referência representada pelo sistema de mapeamento automático de fontes sonoras.