Síntese e caracterização de peneiras moleculares mesoporosas do tipo MCM-41 e AlMCM-41 a partir de fontes alternativas de sílica e de alumínio

The mesoporous molecular sieves of MCM-41 and AlMCM-41 type are considered as promising support for metal in the refining processes of petroleum-based materials as catalysts and adsorbents for environmental protection. In this work the molecular sieves MCM-41 and AlMCM-41 were synthesized by replacing the source of silica conventionally used, for quartz, an alternative and abundant, and the use of waste from the production of diatomaceous earth, an aluminum-silicate, as a source aluminum, due to abundant reserves of diatomaceous earth in the state of Rio Grande do Norte in the city of Ceará-Mirim, with the objective of producing high-value materials that have similar characteristics to traditional commercial catalysts in the market. These materials were synthesized by the method of hydrothermal synthesis at 100 º C for 7 days and subjected to calcination at 500 º C for 2 hours under flow of nitrogen and air. The molecular sieves were characterized by X-ray diffraction (XRD), differential thermal analysis (DTA) and thermogravimetric analysis (TG), adsorption of N2 (BET and BJH methods), spectroscopy in the infra red (FTIR), microscopy scanning electron (SEM) and transmission electron microscopy (TEM). The analysis indicated that the synthesized materials showed characteristic hexagonal structure of mesopores materials with high specific surface area and sort and narrow distribution of size of pores

Reforma a seco de metano com catalisadores Ni/MCM-41 sintetizados a partir de fontes alternativas de sílica

The production of synthesis gas has received renewed attention due to demand for renewable energies to reduce the emissions of gases responsible for enhanced greenhouse effect. This work was carried out in order to synthesize, characterize and evaluate the implementation of nickel catalysts on MCM-41 in dry reforming reactions of methane. The mesoporous molecular sieves were synthesized using as silica sources the tetraethyl orthosilicate (TEOS) and residual glass powder (PV). The sieves were impregnated with 10% nickel to obtain the metallic catalysts (Ni/MCM-41). These materials were calcined and characterized by Thermogravimetric Analysis (TG), Infrared spectroscopy (FTIR), X-ray Diffraction (XRD), Temperature-Programmed Reduction (TPR) and N2 Adsorption/Desorption isotherms (BET/BJH). The catalytic properties of the samples were evaluated in methane dry reforming with CO2 in order to produce synthesis gas to be used in the petrochemical industry. The materials characterized showed hexagonal structure characteristic of mesoporous material MCM-41 type, being maintained after impregnation with nickel. The samples presented variations in the specific surface area, average volume and diameter of pores based on the type of interaction between the nickel and the mesoporous support. The result of the the catalytic tests showed conversions about 91% CO2, 86% CH4, yelds about 85% CO and 81% H2 to Ni/MCM-41_TEOS_C, and conversions about 87% CO2, 82% CH4, yelds about 70% CO and 59% H2 to Ni/MCM-41_PV_C. The similar performance confirms that the TEOS can be replaced by a less noble materials

Fontes energéticas sustentáveis : um estudo sobre a viabilidade do aproveitamento da energia eólica em três localidades, no RS

O trabalho consiste no estudo da viabilidade técnico-econômica da utilização da energia eólica em três localidades no estado do Rio Grande do Sul, Brasil. A pesquisa inicia com uma revisão bibliográfica acerca do assunto, situando o leitor no cenário eólico mundial, brasileiro e riograndense. Seguindo-se a esta, são apresentados os levantamentos desenvolvidos nos municípios de Nova Hartz, São Lourenço do Sul e Tapes. A primeira localidade foi escolhida devido ao projeto do Centro Experimental de Tecnologias Habitacionais Sustentáveis (CETHS) ter sido lá desenvolvido. Neste caso a pesquisa, por constituir-se em um provimento energético consoante à filosofia do projeto, integrou-se nas metas do mesmo. Nesta localidade, foi efetivamente desenvolvido o método de medição da velocidade do vento, aplicando-se a metodologia mundialmente reconhecida do MEASNET, durante um prazo de 11 meses. Nas outras duas localidades, o levantamento dos dados de campo não foi realizado por esta pesquisadora, pois o Instituto de Geociências, dessa Universidade, especificamente, o Centro de Estudos de Geologia Costeira e Oceânica, dispunha à época, de dados de medições da Lagoa dos Patos, ainda não tratados, e tinha interesse na promoção de um estudo técnico acerca dos mesmos. A partir do tratamento estatístico dos dados colhidos e disponibilizados, foi desenvolvido o estudo de viabilidade técnica dos locais com o emprego do Programa Alwin A dissertação conclui com um estudo econômico preliminar, analisando-se o único equipamento nacional em fabricação no momento, o aerogerador E-40/6,44, produzido pela tecnologia da alemã Wobben através de sua subsidiária brasileira, a Empresa Enercon, frente a diferentes alturas, diferentes taxas de financiamento e sob as condições do Programa de Incentivo às Fontes Alternativas (PROINFA) do Ministério das Minas e Energia. Isto resultou em diferentes alternativas de geração de energia elétrica com o uso da energia eólica disponível nas condições locais.Nestes cenários foram destacados os fatores condicionantes que determinaram a viabilidade de um empreendimento nestas localidades, sob os critérios do citado programa.

Consumo e digestibilidade total e parcial de dietas utilizando farelo de girassol e três fontes de energia em novilhos confinados

Avaliaram-se o consumo alimentar, a digestibilidade parcial e total e o balanço de nitrogênio, em novilhos confinados. Foram utilizados três novilhos de corte cruzados, canulados no rúmen e no duodeno, distribuídos em dois delineamentos em quadrado latino 3 x 3. As dietas experimentais foram constituídas de 60% de silagem de milho, tendo como fonte de proteína o farelo de girassol e, como fonte de energia, o milho (MI). O milho foi substituído parcialmente pela casca de soja (CS) ou pelo farelo de gérmen de milho (FGM). Quatro indicadores internos (lignina e FDA, FDN e lignina indigestíveis) foram submetidos a 144 horas de digestão in vitro, para estimativa da digestibilidade parcial e total das dietas. Houve maior ingestão dos componentes fibrosos na dieta CS, porém não foi observado efeito sobre o consumo de matéria seca. A lignina subestimou significativamente a digestibilidade. A utilização da FDAi, FDNi e lignina-i para estimar a digestibilidade total é viável, no entanto, a FDAi e lignina-i não estimaram adequadamente as digestibilidades parciais. Houve efeito significativo na digestibilidade ruminal da FDA, com valores mais elevados para CS e semelhantes para FGM, em relação à dieta MI. A digestibilidade total da FDA foi maior na dieta CS, porém, as digestibilidades dos demais componentes não foram afetadas pelas diferentes fontes energéticas. Não houve diferença significativa para a digestibilidade da energia e nos valores obtidos de NDT, com média de 61,5%. A casca de soja e o farelo de gérmen de milho, em substituição parcial do milho, mostraram-se fontes alternativas satisfatórias para a inclusão na dieta de bovinos.

Desenvolvimento de um sistema de controle para avaliação de fontes de energias renováveis no bombeamento de água

Pós-graduação em Agronomia (Energia na Agricultura) - FCA

Produção de ciclodextrinas a partir de amidos de diferentes fontes vegetais e seu emprego na inclusão molecular de aroma cítrico

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Otimização combinatória para alocação de fontes renováveis em microrredes de corrente contínua

Pós-graduação em Engenharia Elétrica - FEIS

Energias alternativas: potencialidades para as regiões de maior demanda energética no Brasil

Since the beginning of life in society, the human being has sought sources of energy that can be used continuously, or stored to be consumed in times of need. The various energy generation processes has enabled the human race for the implementation of many activities ranging from food preparation, handling of large industries and even the possibility of total annihilation by the availability of powerful nuclear weapons. In Brazil, whereupon the various deleterious aspects and especially the finite resources used on a large scale for the energy conservation, there is a huge devotion of society referred to the prospects for alternatives to the use of energy in local, regional and global, but overall, as it wouldn’t be different, the main factors in this scenario are economic. The fact that the unused potential of a region in the use of alternative sources of energy leads to a larger socio-environmental prejudice generalized to all. The purpose of this project is targeted for a comprehensive, systemic and integrated discussion about some of the main alternative energy sources, associated with technical procedures related to them, to contribute to a better and effective use of natural resources available in each region of the country, in order to minimize the impacts on the environment in which they are inserted.

Estudo da produção de hidrogênio eletrolítico a partir de fontes eólica, solar e hidrelétrica

Introduces technical, economic and environmentally competitive solutions in the energy market is a great challenge for society. This work examines each of these aspects considering the production of electrolytic hydrogen with energy from wind power, solar and hydropower, in order to ensure an overview of this energy carrier. Initially, an assessment of the technical aspects is made addressing existing electrolysers technologies, its main characteristics and differences. The geographical distribution of wind, solar and hydroelectric potential in Brazil is also mapped, and a configuration scheme of a hydrogen production system is discussed. Subsequently, the economic analysis calculates the cost of investment in the alkaline electrolyser of 60 Nm³ / h, similar to the Brazilian bus powered by hydrogen project, coordinated by EMTU. Since the main input of electrolysis is electricity, is analyzed the latest energy auctions of each primary source and it is calculated the cost of production of the wind, solar and hydropower hydrogen. Postponed to this, are investigated the intrinsic environmental impacts of electricity generation process, proposing a readjustment of an indicator of ecological efficiency for the production of hydrogen. Finally, the work discusses the concept of externalities and demonstrates how the incorporation of external costs can leverage the hydrogen economy. In short, it is evident that the wind and hydroelectric hydrogens are more promising compared to solar hydrogen, whether in the economic aspect, because it achieved lower costs, whether in the environmental aspect, because it reached the highest ecological efficiency

Aplicação da teoria fuzzy no controle de sistemas de geração de energias alternativas

This paper presents the application and use of a methodology based on fuzzy theory and simulates its use in intelligent control of a hybrid system for generating electricity, using solar energy, photovoltaic and wind. When using a fuzzy control system, it reached the point of maximum generation of energy, thus shifting all energy generated from the alternative sources-solar photovoltaic and wind, cargo and / or batteries when its use not immediately. The model uses three variables used for entry, which are: wind speed, solar radiation and loading the bank of batteries. For output variable has to choose which of the batteries of the battery bank is charged. For the simulations of this work is used MATLAB software. In this environment mathematical computational are analyzed and simulated all mathematical modeling, rules and other variables in the system described fuzzy. This model can be used in a system of control of hybrid systems for generating energy, providing the best use of energy sources, sun and wind, so we can extract the maximum energy possible these alternative sources without any prejudice to the environment.

Efeito da escória de siderurgia na química do solo e na absorção de nutrientes e metais pesados pela cana-de-açúcar

Com a redução das reservas naturais de nutrientes e o alto custo dos fertilizantes, tem aumentado a busca por fontes alternativas, sendo a escória de siderurgia uma opção, uma vez que possui compostos neutralizantes da acidez do solo e elementos químicos importantes para a nutrição das plantas. Este trabalho teve por objetivo avaliar as alterações, nas características químicas do solo e nos teores de nutrientes e de metais pesados, na cana-de-açúcar, em função de doses crescentes de escória de siderurgia. Os tratamentos foram compostos por oito doses de escória de aciaria: 0; 0,5; 1,0; 2,5; 5,0; 10; 20; 40 t ha-1, mais um tratamento adicional composto por uma dose de 2,5 t ha-1 de calcário, totalizando nove tratamentos, distribuídos em blocos ao acaso, com três repetições. Foram determinadas as características químicas de solo e planta, bem como a produtividade da cana-de-açúcar. A aplicação de escória no solo elevou o pH, a saturação por bases e os teores de P, Ca, B, Fe e Mn, não influenciando os teores de K e Mg. Mesmo aplicando-se doses mais elevadas, não houve alteração nos teores dos metais pesados Cd, Pb e Ni do solo. Houve elevação do teor de Cr. O teor de P na folha e no colmo da cana-de-açúcar apresentou tendência de aumento com as doses de escória, não havendo influência para os demais nutrientes, como, também, para os metais pesados. Houve elevação da produtividade tanto da cana-planta como da cana-soca.

Aspectos morfofisiológicos de plantas de milho e bioquímico do solo em resposta à adubação nitrogenada e à inoculação com Azospirillum brasilense

RESUMO O nitrogênio (N) é um macronutriente que aumenta a produção de grãos na cultura do milho e o seu manejo adequado torna-se indispensável como proposta de uma agricultura sustentável, incluindo o uso de fontes alternativas como bactérias fixadoras de N2. Os objetivos deste trabalho foram avaliar a resposta morfofisiológica de plantas de milho e a atividade de enzimas no solo (urease e fosfatase) decorrente da adubação N mineral e da inoculação com Azospirillum brasilense. Dois ensaios foram realizados em condições de casa de vegetação com solo de cerrado. O delineamento estatístico adotado foi o de blocos ao acaso com os tratamentos distribuídos em esquema fatorial 3 x 3, sendo o primeiro fator correspondente a doses de N (0; 100 e 200 kg ha-1) e o segundo, a doses de um inoculante líquido à base de A. brasilense aplicado via sementes (0; 100 e 200 mL ha-1). Ao final desse experimento, outro ensaio foi realizado para verificar o possível efeito residual da inoculação e da adubação nitrogenada. A adição de fertilizantes nitrogenados promoveu maior desenvolvimento das plantas de milho, elevou os teores de clorofila e de nutrientes. Houve aumento da atividade das enzimas relacionadas à disponibilização de amônio e fósforo inorgânico na rizosfera. Além disso, o nitrogênio apresentou efeito residual no desenvolvimento das plantas na semeadura subsequente. A dose de 200 mL ha-1 de A. brasilense associada à dose de 200 kg ha-1 de N aumentou a resposta fisiológica da cultura.

Sustentabilidade hídrica de edifícios habitacionais

De acordo com os princípios e diretrizes globais do desenvolvimento sustentável e com vista a melhorar a resiliência dos sistemas de água, torna-se necessária uma mudança substancial nos padrões de produção e consumo da sociedade. Sendo a água um recurso limitado, que é necessário proteger e conservar, o seu uso eficiente é um bem imperativo, que se traduzirá em ganhos ambientais significativos. O impacte sobre este recurso causado pelos edifícios ao longo do seu ciclo de vida, nomeadamente durante a fase de operação, tem como resultado padrões de consumo muito elevados. Diante deste cenário, a introdução de equipamentos economizadores(torneiras, autoclismos, etc...) e a reutilização de águas cinzentas e captação de águas pluviais para usos não potáveis é uma alternativa estratégica, visto que a pressão sobre os recursos de água doce cresce em todo o mundo. Assim, há a necessidade de procurar fontes alternativas de água para reduzir o seu consumo e, consequentemente, o seu custo. Um estudo encomendado pela comissão da União Europeia, estima que a eficiência no uso da água pode ser melhorada em quase 40% só através de melhorias tecnológicas (introdução de equipamentos economizadores), e que com a adição da reutilização da água da chuva e das águas cinzentas este valor poderá subir para o dobro (80%) (Dworak, T. et al., 2007). Existem vários sistemas de certificação voluntária, onde está inserido uma vertente referente aos sistemas hídricos, tais como o BREEAM (Building Research Establishment Environmental Assessment Method), o LEED (Leadership in Energy & Environmental Design), a ANQIP (Associação Nacional para a Qualidade nas Instalações Prediais) e o LiderA, usualmente tidos como referências. Esta dissertação aborda as ações que podem ser praticadas para a diminuição do desperdício e o aumento da eficiência na utilização da água nas edificações, através de uma revisão bibliográfica e análise crítica. Assim, foi possível concluir que a aplicação de medidas sustentáveis relativas à água apresenta benefícios consideráveis, em termos ambientais e também de redução do consumo de água potável. No entanto, para fomentar o uso eficiente da água, a nível nacional, há ainda um longo caminho a percorrer, apesar de algumas iniciativas já estarem em andamento, como o PNUEA (Plano Nacional para o Uso Eficiente da Água).

Determinação dos impactes ambientais e análise do ciclo de vida da produção de biodiesel

O consumo de energia tem vindo a crescer de uma forma contínua e directamente proporcional ao aumento da população e da industrialização. A maior parte da energia consumida no Mundo é, ainda, proveniente dos combustíveis fósseis. Contudo, a diminuição da reserva e a poluição atmosférica produzida pela sua utilização, estimulam e aumentam a necessidade de fontes alternativas de energia. O biodiesel tem atraído considerável atenção como combustível renovável, biodegradável e não tóxico, e pode contribuir para a resolução do problema energético, reduzindo significativamente a emissão dos gases causadores do aquecimento global. A primeira etapa deste trabalho consistiu na simulação de diferentes alternativas de processos de produção de biodiesel. O método usado para a produção do biodiesel foi a transesterificação entre os óleos vegetais e um álcool, na presença de um catalisador. Entre as matérias-primas figuram os óleos de palma e os óleos alimentares usados que foram objecto de estudo nesta dissertação. Na segunda etapa realizou-se uma análise do ciclo de vida para todas as alternativas em estudo seguida de uma análise económica para as alternativas que apresentassem menores impactos e que fossem mais promissoras do ponto de vista económico. Por fim, procedeu-se à comparação das diferentes alternativas sob o ponto de vista da análise do ciclo de vida e sob o ponto de vista da análise económica. Comprovou-se a viabilidade de todos os processos e o biodiesel obtido apresentou boas especificações. Do ponto de vista da análise do ciclo de vida a melhor alternativa foi o processo de catálise alcalina com pré-tratamento ácido para óleos alimentares usados. O processo que usa como matérias-primas os óleos virgens, o metanol e o hidróxido de sódio apresenta, no entanto, menores custos de investimento. Contudo, o processo de catálise alcalina com pré-tratamento ácido cuja matéria-prima principal são os óleos usados é muito mais rentável e apresenta menores impactes ambientais.

Contribuição para o estudo de avaliação do desempenho de um sistema de estabilização anaeróbia e utilização do gás produzido

Dissertação apresentada na Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia do Ambiente,Perfil Engenharia Sanitária