Otimização da programação das limpezas em redes de trocadores de calor utilizando técnicas de programação matemática

Redes de trocadores de calor são bastante utilizadas na indústria química para promover a integração energética do processo, recuperando calor de correntes quentes para aquecer correntes frias. Estas redes estão sujeitas à deposição, o que causa um aumento na resistência à transferência de calor, prejudicando-a. Uma das principais formas de diminuir o prejuízo causado por este fenômeno é a realização periódica de limpezas nos trocadores de calor. O presente trabalho tem como objetivo desenvolver um novo método para encontrar a programação ótima das limpezas em uma rede de trocadores de calor. O método desenvolvido utiliza o conceito de horizonte deslizante associado a um problema de programação linear inteira mista (MILP). Este problema MILP é capaz de definir o conjunto ótimo de trocadores de calor a serem limpos em um determinado instante de tempo (primeiro instante do horizonte deslizante), levando em conta sua influência nos instantes futuros (restante do horizonte deslizante). O problema MILP utiliza restrições referentes aos balanços de energia, equações de trocadores de calor e número máximo de limpezas simultâneas, com o objetivo de minimizar o consumo de energia da planta. A programação ótima das limpezas é composta pela combinação dos resultados obtidos em cada um dos instantes de tempo.O desempenho desta abordagem foi analisado através de sua aplicação em diversos exemplos típicos apresentados na literatura, inclusive um exemplo de grande porte de uma refinaria brasileira. Os resultados mostraram que a abordagem aplicada foi capaz de prover ganhos semelhantes e, algumas vezes, superiores aos da literatura, indicando que o método desenvolvido é capaz de fornecer bons resultados com um baixo esforço computacional

O processo de transição das creches da Assistência Social para a Educação em Juiz de Fora/MG (2008-2013)

Esta pesquisa que se insere na linha Infância, Juventude e Educação do Programa de Pós-Graduação em Educação da Universidade do Estado do Rio de Janeiro/RJ buscou analisar como as coordenadoras/diretoras das 23 creches públicas de Juiz de Fora/MG compreendem o recente processo de transição da gestão das creches vinculadas à assistência social através da Associação Municipal de Apoio Comunitário (Amac) para a Secretaria de Educação, quando confrontadas com as perspectivas anunciadas na política oficial. Alguns objetivos específicos orientaram este estudo: (1) analisar a política oficial de inserção das creches ao sistema de ensino no município em questão; (2) Compreender como as coordenadoras/diretoras de creches percebem e vivenciam a implementação das políticas de inserção das creches ao sistema de ensino; (3) Identificar os principais embates e desafios que surgiram no contexto da prática após a implementação da transição e como as coordenadoras/diretoras lidam com eles. Como referencial para análise da política em foco, adotou-se a abordagem do ciclo de políticas (policy cycle approach) formulada por Stephen Ball e seus colaboradores. Segundo essa matriz as políticas educacionais são tratadas como textos, discursos e práticas produzidos em três contextos articulados entre si: o contexto de influência, o contexto da produção de texto e o contexto da prática. O contexto de influência foi acessado a partir de pesquisas bibliográficas. O contexto da produção de texto ganhou visibilidade pela via da análise documental. Os dados do contexto da prática, foco principal desta pesquisa, foram produzidos em três sessões reflexivas realizadas entre 2008 e 2013 com as coordenadoras/diretoras das 23 creches públicas de Juiz de Fora/MG. As análises apontaram que o processo de transição das creches tem sido produzido em meio a discursos e textos sujeitos a influências e inter-relações com as políticas locais, nacionais e globais. Mostrou também que a ausência de representantes do contexto da prática na elaboração inicial da política gerou apreensão e insegurança nos profissionais das creches. A produção da política foi marcada por conflitos entre as coordenadoras/diretoras e a Secretaria de Educação, e dificuldades advindas do modelo fragmentado de gestão da rede de creches em duas instâncias (Amac e Secretaria de Educação). A redução desses conflitos demandou negociações e adaptações de ambos os lados. A formação continuada no contexto das creches emergiu como uma contribuição para o avanço das práticas educativas. No entanto, a necessidade do poder público rever a carreira e as condições de trabalho dos profissionais dessas instituições foi ressaltada como uma questão fundamental para a construção de um atendimento com qualidade

Utilização de coletor de composto parabólico de concentração solar na indústria de asfalto.

Esta dissertação apresenta a avaliação térmica, econômica e ambiental de um sistema de aquecimento solar (SHS) que é usado em uma usina de asfalto, através de simulação computacional com TRNSYS. O processo escolhido é o aquecimento do betume a partir da temperatura de armazenamento até a temperatura de mistura, usando óleo mineral como fluido de transferência de calor (HTF). Os componentes do sistema são o trocador de calor HTF-betume, o coletor concentrador solar parabólico composto (CPC), o aquecedor auxiliar e a bomba de circulação. A simulação no TRNSYS calcula os balanços de massa e energia no circuito fechado do HTF a cada hora. Dados horários do Ano Meteorológico Típico (TMY) do Rio de Janeiro foram utilizados para executar este trabalho. Em muitos casos, a temperatura do HTF ultrapassou 238C, mostrando que o CPC é apropriado para esta aplicação. Economia de combustível e emissões evitadas foram consideradas para as análises economica e ambiental. Este trabalho descreve as fontes renováveis de energia, os tipos de usinas de asfalto e de aquecedores de betume. Ele também mostra a fração brasileira de algumas destas fontes. Os resultados, portanto, mostram ser possível encorajar políticas públicas ambientalmente corretas para incentivar o uso de energia solar na indústria de asfalto. Além disso, este trabalho pode ajudar na redução da elevada emissão dos gases de efeito estufa a partir da utilização dos combustíveis fósseis nesta indústria.

Caracterização da microbiota envolvida nos processos aeróbios (lodos ativados) e anaeróbios (UASB) de uma indústria de alimentos.

O aumento da concentração de nutrientes nos corpos receptores, principalmente nitrogênio e fósforo oriundos de efluentes sanitários e industriais pode gerar o fenômeno da eutrofização. Para que isto não ocorra é necessário que este efluente passe por um tratamento adequado, no entanto, o papel desempenhado por diversos grupos de microrganismos encontrados nos sistemas de tratamento de efluentes não é completamente compreendido devido à complexidade das interações. Este trabalho teve como objetivo caracterizar a estrutura e dinâmica da comunidade microbiana (bactérias envolvidas no ciclo do nitrogênio e microfauna) e avaliar a atividade biológica dos reatores aeróbio e anaeróbio de uma indústria de alimentos. Os parâmetros físico-químicos da estação de tratamento foram monitorados, bem como foi feita a avaliação da estrutura e dinâmica da comunidade bacteriana envolvida no ciclo do nitrogênio por meio da técnica de Hibridização in situ Fluorescente. A microfauna do reator aeróbio foi caracterizada e classificada conforme o Índice Biótico do Lodo. A atividade biológica do lodo foi avaliada através do Teste de Respirometria e foram feitas correlações entre a microbiota encontrada no reator aeróbio e parâmetros físico-químicos. Os parâmetros físico-químicos analisados estiveram dentro dos limites permitidos pelas legislações federais e estaduais e os parâmetros Demanda Bioquímica de Oxigênio, Demanda Química de Oxigênio e Nitrogênio Kjeldahl foram reduzidos de 99,8%, 99,6% e 74,9%, respectivamente. Foi possível observar a presença tanto de bactérias oxidadoras de nitrito quanto de amônia em ambos os reatores analisados, bem como em cada ponto de coletas dentro dos reatores. A bactéria Pseudomonas fluorescens também ocorreu em todos os pontos de coleta dos dois reatores. Dentre os grupos que compõem a microfauna do lodo ativado, os ciliados rastejantes foram os mais frequentes, seguido pelas tecamebas, rotíferos, ciliados sésseis, ciliados livre natantes, flagelados e outros invertebrados. Além disso, não houve diferença entre as densidades dos grupos encontradas nos Pontos 1 e 2 do reator aeróbio e o Índice Biótico do Lodo encontrado foi igual a 8 (classe I). A semelhança apresentada entre a Taxa de Consumo de Oxigênio dos pontos 1 e 2, bem como a Taxa de Consumo de Oxigênio específica entre os pontos 1 e 2 sugere que o oxigênio é distribuído de forma homogênea dentro do tanque de aeração, fazendo com que os microrganismos tenham condições semelhantes de crescimento. Os ciliados livre natantes apresentaram correlação positiva com a DQO e DBO5 e os ciliados sésseis apresentaram correlação negativa com a DQO e com a DBO5. Os rotíferos apresentaram correlação negativa com Sólidos Suspensos Voláteis do reator aeróbio. Os ciliados rastejantes, tecamebas e rotíferos apresentaram correlação positiva com a microfauna total encontrada no reator aeróbio. Os ciliados livre natantes apresentaram correlação negativa com os ciliados sésseis, bactérias totais, Nitrobacter e outras bactérias; e correlação positiva com outros invertebrados. Os flagelados apresentaram correlação negativa com as bactérias totais, enquanto as outras bactérias apresentaram correlação positiva. Os outros invertebrados apresentaram correlação negativa com Nitrobacter.

Produção biogênica de sulfetos por micro-organismos redutores de sulfato em amostras salinas da indústria do petróleo

A produção de H2S (sulfeto de hidrogênio) é um dos principais problemas na indústria do petróleo, sendo esta uma das causas da corrosão de tanques de estocagem e tubulações. Essa produção é possibilitada devido à injeção de água do mar durante o processo de recuperação secundária do petróleo, onde alguns micro-organismos presentes nessa água, tais como as bactérias anaeróbias heterotróficas totais (BANHT) e as bactérias redutoras de sulfato (BRS), que promovem a redução do sulfato a sulfeto. Atualmente, o método de quantificação destes micro-organismos é a técnica do Número Mais Provável (NMP) que estima o resultado em aproximadamente 28 dias. No presente trabalho foi utilizada a metodologia da produção semi-contínua de sulfeto biogênico pelo período de 15 dias, com o intuito de correlacionar com os resultados das quantificações de BANHT e BRS através da técnica convencional do NMP. Foram analisadas amostras de diferentes procedências da indústria do petróleo, apresentando variação na salinidade de 0 a 16 g.L-1. O objetivo deste procedimento foi avaliar as velocidades específicas e instantâneas de produção de H2S, sugerindo, desta forma, quais amostras apresentam maior potencial para a produção biogênica de sulfeto e em quais condições essa produção se dá. Observou-se que em todas as amostras a geração do H2S se dá de forma crescente até a estabilização desta produção, sendo esta obtida quase sempre em seis dias (144h) do crescimento microbiano. A produção do sulfeto biogênico se deu de forma mais intensa nas amostras do fundo de tanque de estocagem de óleo e da água de formação. A quantificação das BANHT e das BRS foram avaliadas pelo método do NMP de acordo com a tabela de Harrigan, a qual subestima a população microbiana, desconsiderando erros provenientes da técnica

Uma Análise da Utilização da Lei do Bem nas Micro e Pequenas Empresas (MPE)de Base Tecnológica Incubadas no Vale da Eletrônica, em Santa Rita do Sapucaí (MG)

A presente pesquisa objetiva analisar a utilização da Lei n 11.195/05, a Lei do Bem, por micro e pequenas empresas de base tecnológica - EBTs incubadas localizadas no polo tecnológico de Santa Rita do Sapucaí (MG), considerando para isto a interação da hélice tríplice, ou seja, a interação entre universidade-empresa-governo. Com intuito específico, objetiva identificar os principais motivos para a utilização da Lei do Bem, assim como dos motivos determinantes para a utilização ou não dos benefícios fiscais por ela proporcionados. A referida Lei proporciona benefícios fiscais voltados para a inovação e desenvolvimento de tecnologia, incluindo vantagens para a contratação de pesquisadores e na aquisição de equipamentos e maquinário para essas finalidades, entre outros. A pesquisa foi realizada pelo intermédio de uma estudo de campo na cidade de Santa Rita do Sapucaí (MG), que possibilitou a coleta dos dados mediante entrevistas estruturadas de maneira semiaberta com os empresários e órgão e instituições de apoio da região, possibilitando assim uma maior liberdade aos entrevistados para responderem dentro do roteiro estabelecido. O roteiro abrangia, de forma resumida, perguntas referentes à inovação, estrutura da região e do conhecimento e utilização da Lei do Bem. A análise dos dados coletados nas entrevistas constatou que o Arranjo Produtivo Local (APL) em que as empresas se encontram possui estrutura para a inovação e o desenvolvimento de tecnologia, entretanto, a interação entre os atores da hélice tríplice apresentou restrições em relação à utilização de financiamentos, fomentos e da utilização dos benefícios fiscais, em específico na dificuldade da utilização da Lei do Bem pelas empresas da região. Constatou-se nas as empresas pesquisadas, dificuldade para utilização de fomentos específicos para a inovação. Os fatores determinantes da dificuldade do uso da Lei do Bem apontados pela pesquisa foram o desconhecimento da Lei pelos empresários, falta de informação sobre a Lei e, o regime tributário escolhido. Esse estudo pode contribuir para aumentar o alcance da Lei do Bem às Micro e Pequenas Empresas (MPEs), e pela análise da citada Lei ao longo dos seus oito anos de vigência, sendo sete deles já reportados pelo Ministério da Ciência, Tecnologia e Inovação (MCTI), que resultou em uma lista com 1456 empresas que já se utilizaram dos benefícios proporcionados pela Lei do Bem de 2006 a 2012.

A Matemática do Ensino Básico aplicada na indústria do petróleo referente às atividades de transporte e armazenamento

Esta dissertação tem como objetivo principal apresentar aos professores a matemática que é utilizada em diversas atividades da indústria do petróleo para serem apresentadas em sala de aula como aplicações práticas de diversos conceitos que são ministrados desde o ensino fundamental até o superior. Assim, possui o intuito de desenvolver no aluno a percepção da importância de se aprender matemática, criando um estímulo a mais em seus estudos. O trabalho se refere especificamente ao Terminal Aquaviário da Baía de Guanabara (TABG), pertencente à empresa de petróleo Petrobras Transporte S/A (TRANSPETRO), no qual labora o autor. São apresentados os diversos cálculos utilizados nas variadas atividades do dia a dia do TABG. Por fim, são sugeridas algumas atividades que podem ser aplicadas em sala de aula

Síntese, caracterização e aplicações na desidrogenação oxidativa de propano de materiais tipo hidrotalcita Ni-Mg-Al com diferentes ânions de compensação

Na reação de desidrogenação oxidativa de propano (ODHP), propano reage com oxigênio da superfície de metais de transição para produzir propeno e água, em temperaturas de 300-700C. Porém, o propeno pode facilmente oxidar, formando CO e CO2. Assim, busca-se catalisadores que promovam a seletividade do propeno. Compostos tipo hidrotalcitas estão sendo apontados como catalisadores de grande potencial para a reação. Portanto, o principal objetivo desse trabalho foi sintetizar precursores tipo hidrotalcitas (contendo íons Ni2+, Mg2+ e Al3+ e tereftalato, heptamolibdato e decavanadato como ânions de compensação) para serem testados na reação de desidrogenação oxidativa de propano. Esses precursores foram sintetizados com uma razão Al/(Al+Ni+Mg)=0,5, variando a razão de Ni/Mg. Além disso, realizou-se a troca iônica do tereftalato (TA) por heptamolibdato (Mo7O24) e decavanadato (V10O28). Esses compostos foram calcinados, obtendo-se assim, óxidos mistos de NiMgAl, NiMgAlMo e NiMgAlV que foram testados como catalisadores na reação de ODHP. Para a determinação das propriedades dos catalisadores foram usadas as técnicas de caracterização: DRX, TGA, volumetria de N2, TPR, Raman e FTIR e ICP. Os resultados indicaram que os materiais tipo hidrotalcita foram obtidos com sucesso. No caso dos precursores preparados por troca iônica a cristalinidade foi menor que os da série NiMgAl-TA. Estes mesmos precursores quando calcinados apresentaram áreas muito altas. Nas três séries, os precursores calcinados são constituídos por óxidos mistos como NiO, NiMoO4, Ni2V2O7 cristalinos e espécies de alumínio e magnésio não detectados na DRX. No teste catalítico de ODHP, observou-se que com o aumento da conversão diminuía a seletividade de propeno, para os óxidos mistos que não continham molibdênio. Os catalisadores da série molibdênio foram os que obtiveram melhor desempenho com altas seletividades, mesmo em altas conversões e a série de cujo precursor foi o tereftalato foi a que exibiu maiores conversões, mas com seletividades menores que da série de Mo

Estudo da reação entre o metanol e o acetato de etila em catalisadores Mg/La por espectroscopia no infravermelho acoplada a espectrometria de massas

A transesterificação metílica em meio homogêneo é catalisada por bases, tais como hidróxidos e alcóxidos de sódio ou potássio e se processa em baixa temperatura de reação, mesmo em escala industrial. A utilização de catalisadores formados por sólidos básicos aparece como uma alternativa promissora aos processos homogêneos convencionais, tendo em vista as inúmeras vantagens como a redução da ocorrência das reações indesejáveis de saponificação e redução de custos dos processos pela diminuição do número de operações associadas. Em estudos anteriores realizados pelo grupo, catalisadores a base de Mg/La com diferentes composições químicas (9:1, 1:1 e 1:9) mostraram-se promissores para a obtenção de ésteres metílicos via reação de transesterificação, porém não foi possível fazer uma correlação entre atividade catalítica e as propriedades físico-químicas quando toda a série foi considerada. Assim, a realização de um estudo de caráter fundamental, baseado em reações modelo e uso de moléculas sonda, permite avançar no entendimento das propriedades de superfície destes catalisadores. Portanto, o presente trabalho estuda a reação entre metanol e acetato de etila em catalisadores a base de Mg/La utilizando espectroscopia de reflectância difusa no infravermelho com transformada de Fourier (DRIFTS) acoplada a espectrometria de massas (MS) identificando os intermediários e produtos formados para determinar a rota reacional. As análises de difração de raios X mostram que os precursores são predominantemente compostos por carbonatos hidratados de magnésio (Mg/La 1:1 e 9:1) e de lantânio (Mg/La 1:9). Os perfis de decomposição térmica e difratogramas de raios X obtidos a partir de tratamento térmico in situ indicaram que estes carbonatos se decompõem apenas a partir de 750 C. As análises de Dessorção a Temperatura Programada realizadas com moléculas sonda, metanol e acetato de etila, mostraram a adsorção em maior quantidade do metanol independente da composição química do sólido. A partir dos resultados obtidos por DRIFTS-MS foi proposta uma rota reacional para a reação de transesterificação do acetato de etila e metanol, que ocorre via adsorção do metanol e do acetato de etila na superfície do catalisador, seguida da formação de um intermediário tetraédrico formado pelas moléculas adsorvidas, que sofre um rearranjo formando etanol, acetato de metila, acetona e metano. Simultaneamente, parte do metanol adsorvido como metoxi monodentado é desidrogenado formando formiatos que são dessorvidos na forma de formaldeído e decompostos formando CO2 e H2

A importância da arbitragem internacional de investimento para o equilíbrio da relação entre o Estado hospedeiro e o investidor estrangeiro na indústria do petróleo

Inicialmente, o presente trabalho busca trazer um panorama geral sobre a relação entre o Estado hospedeiro e o investidor estrangeiro. Para tanto, faz-se um breve estudo sobre a soberania do Estado sobre os recursos naturais, destacando-se, dentre outros aspectos, a importância deste tema para o desenvolvimento dos povos, e sobre a contratação com o Estado, de forma a destacar, dentre as principais cláusulas presentes nos contratos entre Estado hospedeiro e investidor estrangeiro, a cláusula de arbitragem internacional de investimentos como um dos principais meios de equilíbrio desta relação. Analisa-se, por consequinte, a estrutura da arbitragem internacional de investimento, buscando trazer suas principais regras. O trabalho culmina em um breve estudo sobre alguns dos principais laudos arbitrais que envolvem não apenas os temas tratados ao longo do trabalho, mas também a relação entre o Estado e as empresas petrolíferas, dando-se destaque ao papel da arbitragem internacional de investimento na indústria do petróleo, dado ser esta uma indústria essencialmente internacional e de grande importância estratégica para o Estado.