Gestão de energia em ambiente industrial

A Sociedade da Água de Luso, S.A., localizada no concelho de Mealhada, é uma empresa do setor do engarrafamento de águas minerais naturais, de nascente e de consumo humano. Esta realiza as suas atividades, tendo em consideração a eficiência energética, ao longo do seu processo produtivo. Desta forma, o trabalho desenvolvido teve como objetivo o acompanhamento da implementação do sistema de monitorização e recolha de dados, que posteriormente foi útil na redução dos consumos energéticos (consumo de ar comprimido). Para além disto, também foi proposta uma medida de eficiência energética que visa a redução de energia elétrica na área da iluminação. O sistema de monitorização e recolha de dados e a criação de uma equipa de redução do consumo de ar comprimido permitiram a identificação das áreas de atuação, a monitorização das metas estipuladas no âmbito da equipa e a detecção de anomalias. A medida de eficiência energética aplicada incide na substituição de lâmpadas fluorescentes tubulares T8 por lâmpadas fluorescentes tubulares T5. Assim, a implementação deste sistema e a aplicação das medidas de eficiência energética na rede de ar comprimido no âmbito da equipa permitiram uma redução de 0,03 kWh/hL o que significa uma poupança de 5.600 € em quinze semanas. Ao nível da iluminação as medidas sugeridas permitem uma redução de 8.945 kWh/ano o que corresponde a uma poupança de 1.055 €/ano.

Contributo e caracterização de PM da ressuspensão rodoviária

Nos últimos anos, tem-se assistido a um crescimento no interesse do estudo da ressuspensão de pó de estrada, dado o reconhecimento da importância que esta fração representa para os níveis de partículas atmosféricas em ambiente urbano. Dada a prematuridade deste tema e, de forma a compreender e conhecer a sua contribuição e caracterização, realizou-se um estudo sobre a ressuspensão de pó de estrada urbano para as cidades do Porto e Braga. No âmbito do projeto AIRUSE e URBE, realizaram-se amostragens de PM10 no terreno com um dispositivo de amostragem móvel e em ambiente laboratorial com uma câmara de ressuspensão, sendo posteriormente analisado o seu conteúdo carbonoso por um sistema de análise termo-ótico de transmitância e, os elementos por ICP-MS e ICP-AES. Da campanha in situ resultaram cargas de PM10 compreendidas entre 0.190 e 49.5 mg.m-2 para a cidade do Porto e 0.577 mg.m-2 para o túnel rodoviário em Braga. As amostras caracterizam-se por serem dominadas pelos elementos Al, Fe, K, e Ca e conterem enriquecimentos de Sb, Fe, Cu, Sn e Zn, fruto da contaminação antropogénica da atividade rodoviária. No que respeita às amostragens em laboratório, utilizou-se uma câmara de ressuspensão e o dispositivo móvel aplicado na campanha anteriormente descrita para estudar e caracterizar a fração PM10 do pó de estrada urbano proveniente do Túnel Avenida da Liberdade (Braga). Os resultados obtidos para as duas metodologias foram de um modo geral similares, com o carbono total a representar cerca de 6% da massa total de PM10. Esta última é composta maioritariamente por Al, Fe, Ca e K, elementos característicos da crosta terrestre. Quanto ao fatores de enriquecimento calculados, denotou-se a presença de Sb, Zn, Cu e Sn, tendo-se associando ao desgaste dos travões e pneus.

Distribuição dos metais nas poeiras colhidas em Estarreja: estudo da mobilidade e impacto potencial dos metais no ambiente

As poeiras urbanas, vulgarmente designadas na literatura por street dusts ou road dusts, são misturas heterogêneas de partículas minerais do solo e partículas resultantes do tráfego, formando um material com características únicas e específicas de cada local. Estas partículas, geralmente enriquecidas com elementos potencialmente tóxicos, quando inaladas ou ingeridas poderão ser um risco para a saúde das populações. Neste trabalho foram recolhidas 21 amostras de poeiras urbanas na cidade de Estarreja assim como amostras representativas de partículas relacionados com o tráfego (poeiras resultante do desgaste dos travões e das marcações dos pavimentos e estradas) com o objetivo de investigar a contribuição relativa destas partículas no comportamento geoquímico dessas amostras e o risco associado para as populações locais. Para a concretização do objetivo proposto caracterizou-se química e mineralogicamente as amostras de poeiras urbanas e as partículas relacionadas com o tráfego e avaliou-se a disponibilidade e bioacessibilidade para três elementos considerados potencialmente tóxicos (Cu, Pb e Zn) usando uma combinação de ensaios: (a) digestão ácida; (b) extração sequencial para identificar o fracionamento do Cu, Pb e Zn nas diferentes fases-suporte dos metais, e (c) bioaccessibilidade oral in vitro. Os resultados da análise química mostram que as poeiras dos travões apresentam concentrações elevadas em Fe, Cu, Zn, Mn, Ba, Sb, Cr e Ni sendo de referir diferenças composicionais significativas entre as amostras estudadas. A amostra de tinta contém teores elevados de Ba, Ca, Ti e Pb e também pode conter outros elementos tais como Co, Cr, Cu, Mn. Mineralogicamente constata-se que as amostras de poeiras dos travões tem uma composição mineralógica semelhante mostrando que são constituídas por uma elevada percentagem de material de baixa cristalinidade, grafite e óxidos/hidróxidos de Fe amorfos. A amostra de tinta de marcação dos pavimentos das estradas é composta por material mais cristalino do que a poeira dos travões e é essencialmente constituída por carbonatos (maioritariamente dolomite) e também por barite (em menor quantidade). Os resultados obtidos nas amostras de poeiras urbanas indicam a existência de associações de elementos que definem claramente a componente geogénica e/ou antropogénica e apontam para diferenças entre essas associações nas duas frações estudadas (250 m e 63 m). A heterogeneidade das poeiras é revelada pela existência de partículas com origem geogénica (por exemplo quartzo e aluminossilicatos), de partículas com características marcadamente antropogénicas (partículas enriquecidas em Fe, Pb, Zn e Cu) ou ainda de partículas com origem mista (óxidos de Fe e Ti). Os resultados da extração química seletiva sequencial permitiu concluir que, nas amostras em estudo, as fases de troca e ácido-solúveis são as fases suporte mais importantes para o Cu, Pb e Zn Os resultados dos ensaios de bioacessibilidade mostraram também que uma percentagem significativa de Cu, Pb e Zn total está disponível para absorção gástrica. Este estudo destaca também a necessidade de se caracterizar em detalhe as propriedades intrínsecas das partículas antrópicas presentes nas poeiras urbanas, de forma a compreender as variações da fração bioacessível nos diferentes elementos estudados assim como nas diferentes frações.

Bioremediation of piggery effluents using Scenedesmus Obliquus microalga [Resumo]

Effluents from intensive pig farms present high nutrient concentration, mainly ammonium, contributing to water eutrophication and pollution. Microalgae ability to deplete inorganic nutrients makes them an efficient effluent bioremediation tool. Scenedesmus obliquus was grown in piggery effluent (without any pretreatment) diluted with tap water at 5%v/v (187±25mg/L N-NH4+) and compared with growth in synthetic Bristol media. A 21-days trial was performed in 1L bubble-column reactors illuminated by fluorescent and LED lamps(3klux). Microalgae growth was monitored through OD540nm, dry weight and Chlorophyll content and also by flow cytometry in terms of autofluorescence read in FL3 channel (>670 nm), cell size (FSC), internal complexity (SSC) and cell membrane integrity (PI). S. obliquus cells have grown slower in pig effluent (mmax=0.13-19d-1) than in Bristol media (mmax=0.46-0.50d-1) although after 15 days the biomass productivity observed for the pig waste cultivation, operated under LED (0.127gL-1d-1) was similar to those attained for the Bristol media after 8 and 12 days (0.130 and 0.129 gL-1d-1 using Fluorescent and LED lights, respectively). The Chlorophyll content was correlated to FL3 autofluorescence, with R2>0.97 for Bristol and R2>0.92 for pig waste cultures. Regarding cell size and complexity, Bristol cultures did not show significant differences along time, while cells grown on pig waste increased, attaining FSC and SSC values similar to those observed for Bristol cultures. However, pig waste led to higher percentage of cells with permeabilised membrane (up to 18%) than Bristol cultures (7%). For pig waste experiments, ammonium removal rates were 95% with final values within legal limits. S. obliquus cultivations proved to be an efficient system for direct piggery effluent bioremediation, attaining biomass productivities similar to those obtained in synthetic media. Using LED lighting enables to reduce the energy consumption while maintaining microalgae growth and bioremediation performance. Scale-up to an outdoor 150L photobioreactor is underway.

Iluminação em ambientes fabris: otimização e análise técnica-e-económica

Esta Dissertação aborda a temática da eficiência energética em sistemas de iluminação fabris. Desde os primórdios da história da humanidade que a iluminação tem representado um papel importante. Não só garante condições de segurança, como começou por ser o intuito primordial das fogueiras pré-históricas, traduzindo-se num elemento de conforto. Atualmente seria impensável conceber as mais diversas atividades económicas e produtivas de um país sem iluminação. Nesse sentido a iluminação representa também um elemento fomentador de produtividade. Não é bem conhecido o impacto que a iluminação tem nos custos operacionais de uma unidade fabril. Principalmente por ser difícil de quantificar separadamente na fatura de eletricidade qual a percentagem correspondente à iluminação. Tipicamente estes custos podem ascender a 20% do orçamento global da autarquia em países desenvolvidos. Por esse motivo, o sector da iluminação tem investido esforço no sentido de promover melhores soluções de iluminação capazes de por um lado de satisfazer os requisitos do espaço a iluminar, e por outro propiciar soluções eficientes do ponto de vista energético. Estas soluções assentam essencialmente no uso de dispositivos mais eficientes (como por exemplo os LED´s ou as lâmpadas compactas fluorescentes) bem como em estratégias de controlo eficientes baseadas em dados sensoriais (como por exemplo deteção de movimento/presença). A combinação destas estratégias permite reduzir os consumos em cerca de 80% quando comparadas com soluções passivas. A empresa Amorim Cork Research Lda. é uma empresa prestadora de serviços ao universo das empresas da Corticeira Amorim, uma das maiores multinacionais de origem portuguesa. Teve origem no negócio da cortiça, em 1870, sendo hoje líder destacada no sector a nível mundial. Dada a dimensão da empresa e a sua subdivisão em várias Unidades Industriais com requisitos individuais, será expectável que a iluminação represente uma parte significativa da fatura de eletricidade. Atualmente, os vários setores encontram-se equipados com soluções de iluminação diferentes, na sua maioria empregando tecnologias passivas, noutros casos com dispositivos eficientes. Há algum interesse em migrar para soluções mais eficientes, em parte suportadas em DALI (com interface de comunicação PLC ou Zigbee).

Recuperação de carotenóides microbianos por diferentes técnicas de ruptura celular

O objetivo deste trabalho foi utilizar diferentes técnicas químicas (dimetilsulfóxido, ácido clorídrico, acético e lático), técnicas mecânicas (banho ultrassônico, abrasão com pérolas de vidro, maceração com terra diatomácea, ruptor ultrassônico e imersão em nitrogênio líquido) e técnica enzimática (preparado enzimático comercial Glucanex®) para a recuperação de carotenoides a partir da ruptura da parede celular das leveduras Sporidiobolus pararoseus e Rhodotorula mucilaginosa isoladas de amostras ambientais. Para isso a obtenção de biomassa foi realizada através de cultivos submersos no meio YM, a 25 °C, 180 rpm por 168 h. Para a ruptura celular, a operação de congelamento da biomassa (-18°C por 48 h) foi estudada. Os métodos de secagem convencional por ar forçado (35°C/48h) e liofilização (-80°C/48h, em ultrafreezer, seguido de liofilizador até alcançar 2% de umidade da amostra) também foram avaliados. Nas técnicas químicas aplicadas, o dimetilsulfóxido apresentou os melhores resultados para as duas leveduras, porém o seu uso é limitado devido a sua toxicidade. Para S. pararoseus, os maiores valores encontrados foram para o ácido clorídrico, seguido do acético e do lático, sendo detectada diferença entre eles quando aplicado o congelamento. Com R. mucilaginosa, os maiores valores foram encontrados para os ácidos acético e lático, seguido do ácido clorídrico, no qual o congelamento da biomassa também não influenciou a recuperação dos carotenoides. Dentre as técnicas mecânicas estudadas, para a levedura S. pararoseus, o banho ultrassônico e a abrasão com pérolas de vidro apresentaram os resultados mais promissores comparados ao DMSO (84,79±2,34 e 76,87±2,06 μg/g respectivamente), onde o processo de congelamento da biomassa não influenciou positivamente no percentual de extratibilidade e na concentração específica dos carotenoides quando utilizada estas técnicas. Com Rhodotorula mucilaginosa, o banho ultrassônico propiciou a recuperação da maior concentração específica de carotenoides (193,5±25,8 μg/g), sendo que o processo de congelamento também não influenciou positivamente no percentual de extratibilidade e na concentração específica dos carotenoides. Através do Delineamento Central Composto Rotacional (DCCR) 23 foi possível avaliar que a levedura S. pararoseus não demonstrou nenhum efeito sob as variáveis pH, temperatura e concentração de enzima. Assim, a melhor condição de trabalho escolhida foi pH 7,4, 30 ºC e concentração de enzima de 1,0 g/gcs, onde apresentou a concentração específica de 42,6 μg/g e volumétrica de 308 μg/L de carotenoides. Para R. mucilaginosa, a condição ótima foi definida como 1,0 g/gcs, pH 5,0 e temperatura de 30 ºC, onde foi encontrado 115,1±8,1 μg/g e 470,1±38,8 μg/L para a concentração específica e volumétrica de carotenoides, respectivamente. A utilização de técnicas combinadas empregando banho ultrassônico e lise enzimática não proporcionou melhorias nos resultados para ambas as leveduras. A liofilização provocou um ganho de 20% e 13,7% na concentração específica dos carotenoides das leveduras S. pararoseus e R. mucilaginosa, respectivamente, onde o congelamento da biomassa não influenciou significativamente (p<0,05) a recuperação de carotenoides provenientes das duas leveduras, podendo ser eliminada do processo. Assim, para S. pararoseus o banho ultrassônico e as pérolas de vidro apresentaram os melhores resultados na recuperação de carotenoides, e para R. mucilaginosa o melhor resultado foi alcançado com o banho ultrassônico.

Análise do conteúdo veiculado pelas secretarias de turismo das cidades e estados-sedes da copa do mundo 2014 em suas páginas do facebook

The aim of this research was to analyze the content posted by Municipal and State Tourism Organizations (DMO) of the twelve headquarters cities and States of the FIFA 2014 World Cup in their fanpages on Facebook, Were used the reference studies of Torres (2009), Gabriel (2009), Safko and Brake (2010) and Barefoot and Szabo (2010 ). In the first stage, the official Facebook fanpages were identified, then posts published between June 1st and July 31st of 2013, period from pre to post-event FIFA Confederations Cup Brazil 2013 were collected. The data analysis method employed was content analysis from the perspective of Bardin (2011), which is divided into: i) pre-analysis using dedicated softwares, phase ii) material exploration and iii) treatment of results, inference and interpretation. It was observed that the DMOs analyzed publish diversified information to users, including actions addressed to the abovementioned event.

Studies of turbulent flows in continuous casting of steel with and without magnetic field

This thesis develops and tests various transient and steady-state computational models such as direct numerical simulation (DNS), large eddy simulation (LES), filtered unsteady Reynolds-averaged Navier-Stokes (URANS) and steady Reynolds-averaged Navier-Stokes (RANS) with and without magnetic field to investigate turbulent flows in canonical as well as in the nozzle and mold geometries of the continuous casting process. The direct numerical simulations are first performed in channel, square and 2:1 aspect rectangular ducts to investigate the effect of magnetic field on turbulent flows. The rectangular duct is a more practical geometry for continuous casting nozzle and mold and has the option of applying magnetic field either perpendicular to broader side or shorter side. This work forms the part of a graphic processing unit (GPU) based CFD code (CU-FLOW) development for magnetohydrodynamic (MHD) turbulent flows. The DNS results revealed interesting effects of the magnetic field and its orientation on primary, secondary flows (instantaneous and mean), Reynolds stresses, turbulent kinetic energy (TKE) budgets, momentum budgets and frictional losses, besides providing DNS database for two-wall bounded square and rectangular duct MHD turbulent flows. Further, the low- and high-Reynolds number RANS models (k-ε and Reynolds stress models) are developed and tested with DNS databases for channel and square duct flows with and without magnetic field. The MHD sink terms in k- and ε-equations are implemented as proposed by Kenjereš and Hanjalić using a user defined function (UDF) in FLUENT. This work revealed varying accuracies of different RANS models at different levels. This work is useful for industry to understand the accuracies of these models, including continuous casting. After realizing the accuracy and computational cost of RANS models, the steady-state k-ε model is then combined with the particle image velocimetry (PIV) and impeller probe velocity measurements in a 1/3rd scale water model to study the flow quality coming out of the well- and mountain-bottom nozzles and the effect of stopper-rod misalignment on fluid flow. The mountain-bottom nozzle was found more prone to the longtime asymmetries and higher surface velocities. The left misalignment of stopper gave higher surface velocity on the right leading to significantly large number of vortices forming behind the nozzle on the left. Later, the transient and steady-state models such as LES, filtered URANS and steady RANS models are combined with ultrasonic Doppler velocimetry (UDV) measurements in a GaInSn model of typical continuous casting process. LES-CU-LOW is the fastest and the most accurate model owing to much finer mesh and a smaller timestep. This work provided a good understanding on the performance of these models. The behavior of instantaneous flows, Reynolds stresses and proper orthogonal decomposition (POD) analysis quantified the nozzle bottom swirl and its importance on the turbulent flow in the mold. Afterwards, the aforementioned work in GaInSn model is extended with electromagnetic braking (EMBr) to help optimize a ruler-type brake and its location for the continuous casting process. The magnetic field suppressed turbulence and promoted vortical structures with their axis aligned with the magnetic field suggesting tendency towards 2-d turbulence. The stronger magnetic field at the nozzle well and around the jet region created large scale and lower frequency flow behavior by suppressing nozzle bottom swirl and its front-back alternation. Based on this work, it is advised to avoid stronger magnetic field around jet and nozzle bottom to get more stable and less defect prone flow.

Cuidados paliativo em crianças portadoras de malformações cerebrais

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Ciências da Saúde, Programa de Pós-Graduação em Bioética, 2016.

Novel Automotive Waste Heat Recovery Techniques

The United States transportation industry is predicted to consume approximately 13 million barrels of liquid fuel per day by 2025. If one percent of the fuel energy were salvaged through waste heat recovery, there would be a reduction of 130 thousand barrels of liquid fuel per day. This dissertation focuses on automotive waste heat recovery techniques with an emphasis on two novel techniques. The first technique investigated was a combination coolant and exhaust-based Rankine cycle system, which utilized a patented piston-in-piston engine technology. The research scope included a simulation of the maximum mass flow rate of steam (700 K and 5.5 MPa) from two heat exchangers, the potential power generation from the secondary piston steam chambers, and the resulting steam quality within the steam chamber. The secondary piston chamber provided supplemental steam power strokes during the engine's compression and exhaust strokes to reduce the pumping work of the engine. A Class-8 diesel engine, operating at 1,500 RPM at full load, had a maximum increase in the brake fuel conversion efficiency of 3.1%. The second technique investigated the implementation of thermoelectric generators on the outer cylinder walls of a liquid-cooled internal combustion engine. The research scope focused on the energy generation, fuel energy distribution, and cylinder wall temperatures. The analysis was conducted over a range of engine speeds and loads in a two cylinder, 19.4 kW, liquid-cooled, spark-ignition engine. The cylinder wall temperatures increased by 17% to 44% which correlated well to the 4.3% to 9.5% decrease in coolant heat transfer. Only 23.3% to 28.2% of the heat transfer to the coolant was transferred through the TEG and TEG surrogate material. The gross indicated work decreased by 0.4% to 1.0%. The exhaust gas energy decreased by 0.8% to 5.9%. Due to coolant contamination, the TEG output was not able to be obtained. TEG output was predicted from cylinder wall temperatures and manufacturer documentation, which was less than 0.1% of the cumulative heat release. Higher TEG conversion efficiencies, combined with greater control of heat transfer paths, would be needed to improve energy output and make this a viable waste heat recovery technique.

Análisis financiero de la empresa Cementos Argos de Colombia S.A y el sector cementero en Colombia

A partir del 2010, el sector cementero en Colombia experimentó un crecimiento en sus ventas que lo ha posicionado como uno de los sectores más rentable en el país. Esta oportunidad de crecimiento ha permitido que Cementos Argos de Colombia se convirtiera en la empresa líder del sector. Expandiéndose así a mercados internacionales teniendo presencia en países de Centroamérica y Estados Unidos. Por lo tanto es necesario indagar las implicaciones que han tenido los cambios en el sector en las finanzas de la empresa. Para tal fin, se realiza el presente trabajo, que busca determinar de qué manera Cementos Argos de Colombia usa sus recursos para ser una de las empresas del sector mejor posicionada a pesar del crecimiento del mismo y la fuerte competencia que existente. Para esto, se estableció el análisis financiero de Cementos Argos de Colombia, diferentes herramientas e indicadores financieros que ayudaron a identificar, analizar, describir y evaluar los aspectos claves que garantizan el éxito de la empresa.