Concentrating solar power + desalination plants (CSP+D): models and performance analysis

Tese submetida à Universidade de Lisboa, Instituto Superior Técnico e aprovada em provas públicas para a obtenção do Grau de Doutor em Sistemas Sustentáveis de Energia.

Avaliação da hidrólise alcalina da quitina e elaboração de filmes de quitosana para aplicação na adsorção do corante têxtil reativo preto 5

Nesta pesquisa, diferentes amostras de quitosana foram produzidas por diferentes condições de hidrólise alcalina da quitina. A partir das amostras de quitosana foram produzidos filmes,sendo estes aplicados na adsorção do corante têxtil reativo preto 5 e os resultados foram comparados com os dos seus respectivos pós. Os valores das massas molares da quitosana aumentaram em função do aumento do diâmetro da quitina e diminuíram com o aumento da relação de solução NaOH:quitina, da concentração de NaOH e tempo de reação, e ficaram na faixa de 100 a 200 kDa. Um comportamento inverso foi observado para o grau de desacetilação da quitosana, e seus valores variaram de 65 a 95%. Quanto aos filmes biopoliméricos elaborados, os que apresentaram melhores valores quanto as suas propriedades mecânicas e de permeabilidade ao vapor de água foram os filmes produzidos com quitosana de mais elevada massa molar e menor grau de desacetilação. A fim de avaliar o comportamento dos filmes em processos de adsorção, estes foram aplicados na remoção do corante reativo preto 5 (RB5) em diferentes condições de pH (4, 6 e 8). Após, foram escolhidos quatro filmes de quitosana (FQ), com diferentes graus de desacetilação e massas molares, que foram comparados com as quitosanas na forma de pó (PQ) no estudo de adsorção. Este foi realizado sob diversas condições experimentais (pH, temperatura e taxa de agitação) através das isotermas de equilíbrio, da termodinâmica e da cinética. Análises de interação e ciclos de adsorção-dessorção também foram realizados. Verificou-se que PQ e FQ com grau de desacetilação de 95% e massa molar de 100 kDa foram os adsorvente mais adequados, apresentando mais de 99% de remoção do corante RB5 em pH 4,0. Para ambos, PQ e FQ, o modelo de Langmuir foi o mais adequado para representar os dados de equilíbrio. As capacidades máximas de adsorção foram 654,3 e 589,5 mg g-1 para PQ e FQ, respectivamente, obtidos a 298 K. O processo de adsorção foi espontâneo, favorável e exotérmico. A adsorção de RB5 para PQ e FQ seguiu o modelo cinético de Elovich,e ocorreram interações eletrostáticas do PQ-RB5 e do FQ-RB5. Os filmes de quitosana foram reutilizados três vezes, enquanto que a quitosana em pó não pode ser reutilizada.

De la ciudad postmoderna a la ciudad metabólica.

La conceptualización posmoderna de las ciudades ha entendido el fenómeno urbano como una colección de fragmentos con lógicas urbanas independientes, desde los centros históricos a las periferias, de la ciudad histórica de Rossi a la ciudad pop de Venturi. Esta visión entendía la ciudad como un fenómeno artificial que se desarrolla con independencia del medio sobre el que se asienta. Desde esta perspectiva el desarrollo urbano se entiende impulsado por las fuerzas económicas con independencia de los flujos de energía y materia presentes en la región natural sobre la que ciudad se asienta. Esta visión de la ciudad —que por otro lado sigue estando muy presente— está siendo paulatinamente desafiada por el creciente interés en la ecología y en la termodinámica que hoy en día permea los debates urbanos y sociales. Partiendo de referencias como los hermanos Odum o Ian McHarg, se están replanteando las antes precisas distinciones entre las esferas de la sociedad y de la naturaleza —o la cultura y la ciencia—, cuestión que está haciendo explícita la interrelación entre la ciudad y sus contextos naturales y sociales que antes se obviaba. La charla considera la discusión en torno a la ecología y la energía como una oportunidad para reconsiderar la manera en la que las ciudades son conceptualizadas. Aquellas perspectivas que dan prioridad a la estructura espacial o al funcionamiento están siendo relegadas por una visión holística que superpone su estructura espacial y material con los intercambios de materia y energía que establece con su contexto.

Enhanced analytical methodologies for environmental studies of metal pollution in rivers and estuaries.

280 p.

Studies on terpenes solubility in water and deep eutectic solvents diagrams for biomedical applications

The main objectives of this work are the measurement of terpenes solubility in water at different temperatures, and the formulation of Deep Eutectic Solvents based on choline chloride and polycarboxylic acids, that can be used as hydrotropes of aqueous solutions in terpenes, replacing conventional organic solvents. In this work a new experimental methodology was implemented, using dialysis membranes, for the measurement of terpenes solubility in water. Concerning the deep eutectic diagrams formulation, the determination of the melting points of the eutectic mixtures was performed using a visual method. The method used for determining solubilities was previously validated using a well-studied model compound, toluene. The experimental results of terpenes solubilities in water resulted in a very satisfactory coefficients of variation, always below 6%. The experimental solubility data were analysed and the temperature dependence is also studied in a thermodynamic perspective. The compound with the largest solubility dependence with the temperature is geraniol, while thymol presents the smallest. The phase diagrams of DES formulated were quite satisfactory, presenting always eutectic points below to 373.15 K. For some compositions, the systems composed by choline chloride and lactic, or malonic, or myristic acid were liquid at room temperature. In the case of monocarboxylic acids, eutectic is formed at 60% mol of the acid, to dicarboxylic acid is formed at 50% mol of the acid and for tricarboxylic acid these point is formed at 30% mol of the acid. In the future, it will be important to study the effect of DES as hydrotropes in aqueous solutions of terpenes. Furthermore, it would be interesting to study more terpenes in order to assess the effect of the size of the alkyl chain and the structures of the compounds.

El método de análisis exergético en los edificios. Su aplicación en la caracterización en régimen dinámico de los cerramientos.

356 p.

Estados físicos de la materia

Hace algún tiempo, escribíamos notas y resúmenes de ciertos temas para nuestros estudiantes de Química General para Ingeniería, con el objetivo de permitirles y de facilitarles acercarse a los conceptos fundamentales y básicos de esta área del conocimiento de las ciencias. Con el tiempo tales notas se fueron mejorando, y evolucionaron hacia conceptos más integrales y ampliados, que consideraran lo físico, lo químico y hasta lo termodinámico. Por lo tanto, en la actualidad dichas notas se compilan en una colección denominada "Lecciones de Química General", de la cual se presenta la lección sobre los Estados Físicos de la Materia. Estas lecciones apuntan a establecer parte de los conceptos fundamentales de un curso de Química General, mediante una relación más real con la naturaleza, el universo y la cotidianidad, para resaltar la importancia de la química tanto en calidad de ciencia básica, como para la vida misma de todos los seres. Los cursos de Química General obvian algunas veces ampliaciones en los temas introductorios acerca de la materia y de la energía, y dejan al estudiante con carencias, que luego en el desarrollo de otros temas, se traducen en falencias conceptuales, que van perpetuándose a lo largo de todos los cursos posteriores. No es conveniente esperar hasta que el estudiante oficialmente tome un curso de fisicoquímica o termodinámica, para relacionarse con estos tópicos de materia y energía, y de su importancia en los procesos de transformación de la materia. Un estudiante de Química, desde sus inicios, debe acceder con cierto grado de rigurosidad, y claridad, a la fundamentación con relación a la materia, ya que es el objeto de estudio de esta ciencia, y a la energía, pues se trata de un ente inseparable de aquella.

La materia

Hace algún tiempo, escribíamos notas y resúmenes de ciertos temas para nuestros estudiantes de Química General para Ingeniería, con el objetivo de permitirles y de facilitarles acercarse a los conceptos fundamentales y básicos de esta área del conocimiento de las ciencias. Con el tiempo tales notas se fueron mejorando, y evolucionaron hacia conceptos más integrales y ampliados, que consideraran lo físico, lo químico y hasta lo termodinámico. Por lo tanto, en la actualidad dichas notas se compilan en una colección denominada "Lecciones de Química General", de la cual se presenta la lección sobre los Estados Físicos de la Materia. Estas lecciones apuntan a establecer parte de los conceptos fundamentales de un curso de Química General, mediante una relación más real con la naturaleza, el universo y la cotidianidad, para resaltar la importancia de la química tanto en calidad de ciencia básica, como para la vida misma de todos los seres. Los cursos de Química General obvian algunas veces ampliaciones en los temas introductorios acerca de la materia y de la energía, y dejan al estudiante con carencias, que luego en el desarrollo de otros temas, se traducen en falencias conceptuales, que van perpetuándose a lo largo de todos los cursos posteriores. No es conveniente esperar hasta que el estudiante oficialmente tome un curso de fisicoquímica o termodinámica, para relacionarse con estos tópicos de materia y energía, y de su importancia en los procesos de transformación de la materia. Un estudiante de Química, desde sus inicios, debe acceder con cierto grado de rigurosidad, y claridad, a la fundamentación con relación a la materia, ya que es el objeto de estudio de esta ciencia, y a la energía, pues se trata de un ente inseparable de aquella.

Shortcuts to adiabaticity in the double well

123 p.

Swelling properties of alkali-metal doped polymeric anion-exchange membranes in alcohol media for application in fuel cells

Swelling properties of four commercial anion-exchange membranes with different structure have been analyzed in several hydro-organic media. With this target, the liquid uptake and the surface expansion of the membranes in contact with different pure liquids, water and alcohols (methanol, ethanol and 1-propanol), and with water alcohol mixtures with different concentrations have been experimentally determined in presence and in absence of an alkaline medium (LiOH, NaOH and KOH of different concentrations). The alkali-metal doping effect on the membrane water uptake has also been investigated, analyzing the influence of the hydroxide concentration and the presence of an alcohol in the doping solution. The results show that the membrane structure plays an essential role in the influence that alcohol nature and alkaline media has on the selective properties of the membrane. The heterogeneous membranes, with lower density, show higher liquid uptakes and dimensional changes than the homogeneous membranes, regardless of the doping conditions. (C) 2016 Hydrogen Energy Publications LLC. Published by Elsevier Ltd. All rights reserved.

Revestimentos a base de Ta/Al2O3 produzidos por aspersão térmica sobre substrato metálico

Metal substrates were coated by thermal spraying plasma torch, they were positioned at a distance of 4 and 5 cm from the nozzle exit of the plasma jet. The starting materials were used for deposition of tantalum oxide powder and aluminium. These two materials were mixed and ground into high-energy mill, then immersed in the torch for the production of alumina coating infused with particles of tantalum with nano and micrometric size. The spraying equipment used is a plasma torch arc not transferred, which operating in the range of 250 A and 80 V, was able to produce enough heat to ignite aluminothermic between Ta2O5 and aluminum. Upon reaching the plasma jet, the mixing powders react with the heat of the blaze, which provides sufficient energy for melting aluminum particles. This energy is transferred through mechanisms of self-propagating to the oxide, beginning a reduction reaction, which then hits on the surface of the substrate and forms a coating on which a composite is formed by a junction metal - ceramic (Ta +Al2O3). The phases and quantification of each were obtained respectively by X-ray diffraction and the Rietveld method. Morphology by scanning electron microscopy and chemical analysis by energy dispersive spectroscopy EDS. It was also performed measurements of the substrate roughness, Vickers microhardness measurements in sprays and determination of the electron temperature of the plasma jet by optical emission spectroscopy EEO. The results confirmed the expectation generated around the end product of spraying the mixture Ta2O5 + Al, both in the formation of nano-sized particles and in their final form. The electron excitation temperature was consistent with the purpose of work, in addition, the thermodynamic temperature was efficient for the reduction process of Ta2O5. The electron excitation temperature showed values of 3000, 4500 and 8000 K for flows10, 20 and 30 l / min respectively, these values were taken at the nozzle exit of the plasma jet. The thermodynamic temperature around 1200 ° C, was effective in the reduction process of Ta2O5

Entropy, chaos, and excited-state quantum phase transitions in the Dicke model

We study nonequilibrium processes in an isolated quantum system-the Dicke model-focusing on the role played by the transition from integrability to chaos and the presence of excited-state quantum phase transitions. We show that both diagonal and entanglement entropies are abruptly increased by the onset of chaos. Also, this increase ends in both cases just after the system crosses the critical energy of the excited-state quantum phase transition. The link between entropy production, the development of chaos, and the excited-state quantum phase transition is more clear for the entanglement entropy.

A energia no ensino da física

Dissertação de mest. em Física, Faculdade de Ciências e Tecnologia, Univ. do Algarve, 2004

Relatório de atividade profissional

Dissertação de Mestrado, Energia e Climatização de Edifícios, Instituto Superior de Engenharia, Universidade do Algarve, 2016

Análise do desempenho de um queimador infravermelho funcionando com gás liquefeito de petróleo e glicerina

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 greater control of emissions due to the passage of exhaust gases through a macro-porous ceramic bed. This paper presents an infrared burner commercial, which was adapted an experimental ejector, capable of promoting a mixture of liquefied petroleum gas (LPG) and glycerin. By varying the percentage of dual-fuel, it was evaluated the performance of the infrared burner by performing an energy balance and atmospheric emissions. It was introduced a temperature controller with thermocouple modulating two-stage (low heat / high heat), using solenoid valves for each fuel. The infrared burner has been tested and tests by varying the amount of glycerin inserted by a gravity feed system. 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 a data acquisition system which recorded real-time measurements of the thermocouples attached. The burner had a stable combustion at levels of 15, 20 and 25% of adding glycerin in mass ratio of LPG gas, increasing the supply of heat to the plate. According to data obtained showed that there was an improvement in the efficiency of the 1st Law of infrared burner with increasing addition of glycerin. The emission levels of greenhouse gases produced by combustion (CO, NOx, SO2 and HC) met the environmental limits set by resolution No. 382/2006 of CONAMA