Otimização de sistema de absorção, com coletores solares, para refrigeração de espaços condicionados termicamente (a chiller)

Nos dias que correm questões ambientais e considerações energéticas obrigam a uma inovação constante na procura de soluções de baixo consumo energético e de impacto ambiental baixo, nomeadamente no que diz respeito aos sistemas de climatização e refrigeração. Têm vindo a ser criadas medidas, tanto a nível internacional como nacional, no sentido de reduzir as emissões nocivas para a atmosfera, consequência do excessivo consumo de combustíveis fósseis, e do aumento da rentabilidade da energia e maior utilização de energias renováveis. O presente estudo de dimensionamento de um sistema de absorção, a brometo de lítio/água, com coletores solares, tem por base o sistema de compressão existente num edifício de serviços no centro de Lisboa. Foi efetuada uma analise simplificada dos seus dados de consumo energético, de maneira a verificar a viabilidade económica da substituição do equipamento existente e instalação de um sistema de coletores solares. Concluiu-se que a substituição do equipamento e a instalação de coletores solar, não é atrativa do ponto de vista económico, nesta solução em particular. Contudo, verifica-se uma considerável redução do impacto ambiental do consumo energético do edifício.

Concepção de sistema de refrigeração por absorção, com aquecimento por painéis solares

O presente trabalho é constituído por dois temas principais: as máquinas de absorção LiBr/H2O e NH3/H2O, e os sistemas solares capazes de fornecer calor aos geradores das máquinas. Na primeira parte são referidos os diferentes sistemas de absorção, tendo sido descrito o seu funcionamento com os respectivos esquemas de princípio tendo sempre em atenção a sua optimização energética. Fez-se um estudo sobre os processos termodinâmicos associados ao funcionamento do ciclo NH3/H2O, para as temperaturas nos diferentes componentes aplicados num sistema de climatização Após esta análise termodinâmica foi realizado um estudo concreto para uma máquina, com a potência frigorífica de 16,9 kW, valor real da máquina de absorção ROBUR Modelo GAHP-AR, que servirá de base para a implementação de um sistema de fornecimento de calor, obtido com um conjunto de painéis solares. A segunda parte deste trabalho é dedicada aos sistemas solares, com uma análise dos diversos tipos de painéis, e respectivo funcionamento. Procurámos realizar o dimensionamento e optimização dessa instalação de captação de energia solar, de modo a captar cargas térmicas para um circuito de água, e assim fornecer a energia necessária ao correcto funcionamento do gerador do sistema de absorção.

Modelagem e avaliação de um sistema de refrigeração por absorção para residências e instalações de pequeno porte

This work presents a study of the absorption refrigeration system and the modeling and evaluation of two cycles using the binary solutions water-lithium bromide and ammonia-water for an equipment to be used in small size plants like residences. The study and evaluation aims the complete understanding of all parts of the system and the influence of each one of them as well as the spread of the knowledge to raise the use of this type of equipment in all sizes in order to decrease the energetic consumption of plants of all scales and making viable the alternative sources. The study is done in each element of the cycle separately and in some auxiliary equipments required in the operation such as the main power source, the solar collector. The software used for modeling, with emphasis on thermal part, was the EES (Engineering Equation Solver), that permitted the thermal balance calculus and acquisition of the used fluids properties. The results obtained for the equipment shows the system is more complex than the widely used in business, however, it can be viable and represents an alternative to increase the energetic efficiency

Avaliação energética do ciclo de refrigeração por absorção utilizando biogás de aterros sanitários e gás natural

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Síntese, caracterização e análise térmica dos sais de lítio, sódio e potássio do ácido palmítico e do seu éster etílico

Alkaline salts of the palmitic acid were synthesized and characterized from aqueous and ethanolic medium. The salts were characterized by elemental analysis (EA) and infrared spectroscopy (IR). EA and IR, being its synthesis comproved, also characterized the ethyl palmitate. All the salts and the ester were submitted to thermal analysis using thermogravimetry (TG), and differential thermal analysis (DTA) in the temperature ranging from room to 700 ºC under air dynamic atmosphere. Differential scanning calorimetry (DSC) measurements were taken from -90 ºC up to temperatures close to the starting of the decomposition temperature, determined by thermogravimetry, using heating and cooling cycles.

Desenvolvimento do sistema de protecção, monitorização e gestão de baterias de iões de lítio do tipo LiFePO4 para aplicação em veículos eléctricos

A mobilidade é considerada um dos factores chave na sustentabilidade e desenvolvimento de qualquer economia. Em Portugal essa realidade não é diferente. Em 2011 verifica-se que 41% do consumo global de combustíveis pertence ao sector rodoviário [1] o que evidencia a sua relevância na economia do país. No que concerne aos veículos de tracção eléctrica, começaram a surgir nos finais do séc. XIX, e no início do séc. XX nos Estados Unidos da América representavam 38% dos veículos [2]. Diversos factores económicos e tecnológicos conduziram a um crescente desinteresse por parte da indústria em investir na produção deste tipo de veículos. Contudo com a introdução de baterias de iões de lítio em veículos de tracção eléctrica, torna-os viáveis e competitivos. Neste trabalho é proposto o desenvolvimento de um sistema de gestão de baterias de iões de lítio do tipo LiFePO4 para aplicação em veículos eléctricos. O sistema deverá assegurar a protecção das baterias e indicar o estado de carga das mesmas. Este sistema permitirá uma optimização no uso deste género de baterias, proporcionará uma melhor utilização, aumentando a sua vida útil. O sistema irá ser aplicado e testado experimentalmente no veículo eléctrico ecológico (Veeco). No âmbito do projecto Veeco foi projectado e construído um banco de ensaios utilizado na análise do comportamento das baterias, e determinar quais os requisitos necessários para o sistema de gestão desenvolvido. Foi também projectado e realizado um sistema de aquisição e processamento de dados que permite obter informações acerca da bateria, dados que estarão disponíveis no interface Homem-máquina do Veeco.

Método fluorescente (diacetato de fluoresceína e brometo de etídeo) para o estudo da viabilidade de Cryptococcus neoformans em líquor

Padronizou-se método de fluorescência (solução de diacetato de fluoresceína DF e brometo de etídio BE) para análise de viabilidade de células fúngicas, em 40 amostras de liquor, provenientes de casos comprovados de neurocriptococose. A utilização de solução aquosa de saponina a 0,3% eliminou fluorescências interferentes emitidas por hemácias e leucócitos. Após o processamento dos materiais biológicos, foram retiradas alíquotas de 0,1 ml das supensões obtidas e misturadas a volumes iguais da solução DF-BE preparada pouco antes do uso. O tempo de coloração ideal foi de 30 minutos, resultando perfeita diferenciação entre microrganismos viáveis (fluorescência verde) e não viáveis (fluorescência vermelha).

Transporte do brometo de etídio através da parede celular de Mycrobacterium smegmatis: desenvolvimento e aplicação de metodologias de quantificação do transporte e correlação com a resistência aos antibióticos

O efluxo activo e a permeabilidade celular reduzida são consideradas as principais causas da resistência intrínseca micobacteriana a diversos antimicrobianos. Neste estudo comparámos a capacidade de extrusão do brometo de etídio (EtBr), um substrato universal de bombas de efluxo, pela estirpe selvagem M. smegmatis mc2155 com estirpes mutantes deletadas para LfrA e MspA, respectivamente a principal bomba de efluxo e porina de M. smegmatis, na presença e ausência dos inibidores de bombas de efluxo (IBEs) verapamil, tioridazina, clorpromazina e carbonil cianeto mclorofenilhidrazona (CCCP) e correlacionámos estes resultados com a capacidade destes IBEs em reduzir a susceptibilidade de M. smegmatis a diversos antibióticos. Os resultados obtidos mostram que, na ausência da principal porina de M. smegmatis, MspA, a acumulação de EtBr diminui e as células tornam-se igualmente mais resistentes a diversos antibióticos. Quando a principal bomba de efluxo de M. smegmatis, LfrA, é deletada a estirpe mutante apresenta um incremento na acumulação de EtBr e um aumento na susceptibilidade ao EtBr, isoniazida, rifampicina, etambutol e ciprofloxacina. Na presença dos IBEs testados, com excepção do CCCP, observa-se uma redução da concentração mínima inibitória para a estreptomicina, rifampicina, amicacina, ciprofloxacina, claritromicina e eritromicina. Estes resultados colocam em evidência que a porina MspA é um canal importante para a entrada de EtBr e antibióticos nas células e que o efluxo activo através da bomba de efluxo LfrA está envolvido na resistência de baixo nível a diversos antibióticos e EtBr em M. smegmatis. As metodologias desenvolvidas neste trabalho e os resultados obtidos proporcionaram um contributo para o melhor conhecimento dos dois principais mecanismos responsáveis pela resistência intrínseca micobacteriana a diversos antimicrobianos, considerada como um importante factor facilitador da aquisição e estabilização de um património genético que conduz ao desenvolvimento de resistência de alto nível em micobactérias.

Bateria de lítio em filme fino: fabrico e caracterização do cátodo em substrato flexível

Dissertação de mestrado integrado em Engenharia Eletrónica Industrial e Computadores

Experimentos com os nematicidas D. D., E. D. B. e brometo de metilo no combate aos nematódeos causadores de galhas em raízes de plantas (Meloidogyne spp.)

Tomato roots heavily disfigured by root-knot nematodes were throughly mixed with soil. At various time intervals, samples were taken from the mixture and treated in closed containers by each of the folio wing nematicides: D.D., E.D.B. and M.B. The efficacy of the treatment was tested by setting indicator plants in the treated soil and by examining their roots for the presence of galls two months later. In other words, the ability of the three nematicides to penetrate nematode galls after various periods of rotting, which varied from 5 to 30 days was studied. The main conclusions drawn are as follows: a) no nematicide among the three listed above showed the ability for complete destruction of the nematodes protected inside the roots, for a number of small galls developed on the root system of the indicator plant in all treatments; b) smaller and less numerous galls were present on the roots of the indicator plants grown in soil treated after a rotting period of 30 days; c) however, the control obtained seems to be quite satisfactory economically, since the check plants grew poorly and have developed a very unhealthy root system. This is in accordance with STARK & LEAR (1947), LEAR (1951) and CICCARONE's (1951) statements. The results of the present experiments show again that awaiting for the rotting of galls of the root-knot nematodes is not indispensable for an economically convenient soil fumigation. Fields in which many fleshy infected roots from previous crops have been buried can be economically fumigated immediately, without any loss of time. Notwithstanding, when thick woody roots are present in the soil, the above statements may not hold true. This should constitute a new problem calling for further experiments. Another essay dealing with methyl bromide alone, consisted in treating cotton roots heavily disfigured by Meloidogyne incognita in a container (diameter = 28cm, height = 32 cm), which remained closed for five days. After the treatment, the roots were mixed with soil, in which tomato seedlings were planted. After a growing period of two months, the roots of the tomato plants were washed in running water and examined for the presence of galls. As an early infeccion was present in the root system of all plants, the inefficacy of the treatment has been proved.

Produção de dióxido de manganês eletrolítico para uso em baterias de lítio

The e phase of electrolytic manganese dioxide (EMD) is the structural form most easily converted in the LiMn2O4 spinel used as cathode in lithium batteries. Thus, employing titanium as anode, a study of electrolysis parameters was carried out in order to determine the best conditions to produce an e-EMD suitable for that spinel preparation. The influence of solution temperature (65oC and 90oC) and current density (between 1 mA/cm2 and 17.5 mA/cm2) on the anode potential and the EMD properties was investigated using an aqueous 2.0 mol/L MnSO4 + 0.30 mol/L H2SO4 solution. In any of the electrolysis conditions tested only the e-EMD structure was obtained, but its specific surface area varied with the applied current density and temperature. Drying the e-EMD at temperatures between 60oC and 120oC did not cause any phase changes. To produce a suitable EMD at the highest current density possible without passivation of the titanium anode, the best electrolysis parameters were determined to be 90oC and 15 mA/cm2. The e-EMD thus obtained had a specific surface area (BET) of ca. 65 m2/g.

Preparação e caracterização de pós cerâmicos de aluminatos de lítio

The preparation of gamma-LiAlO2 by coprecipitation and sol-gel synthesis was investigated. Ceramic powders obtained by coprecipitation synthesis were prepared from aqueous solutions of aluminum and lithium nitrates using sodium hydroxide as precipitant agent. By sol-gel synthesis, the ceramic powders were prepared from hydrolysis of aluminum isopropoxide. The materials obtained by two routes of synthesis were dried at 80ºC and calcined at 550, 750, 950 and 1150ºC. The characterization was done by X-ray diffraction, infrared spectroscopy, emission and absorption atomic spectrometry, helium picnometry, specific surface area (BET method) and scanning electronic microscopy. Mixtures of crystalline phases were obtained by coprecipitation synthesis: 80ºC- LiAl2(OH)7.2H2O + Al(OH)3; 550 and 750ºC- alpha-LiAlO2 + eta-Al2O3; 950 and 1150ºC- gamma-LiAlO2 + LiAl5O8. Chemical analysis showed molar ration Al/Li @ 3. Crystalline single-phases were obtained by sol-gel synthesis above 550ºC: 550ºC-alpha-LiAlO2; 750, 950 and 1150ºC-gamma-LiAlO2. These powders presented molar ration Al/Li @ 1. Thus, gamma-LiAlO2 crystalline phase was obtained at 750ºC by sol-gel synthesis while by coprecipitation synthesis, a mixture of crystalline phases was obtained. These results showed the superiority of the sol-gel synthesis for the preparation of pure gamma-LiAlO2.

Materiais para cátodos de baterias secundárias de lítio

In this work, cathodes employed in secondary lithium batteries are reviewed. These cathodes have great technologic and scientific importance, specifically, materials for cathodes as electronic conductor polymers (ECP), transition metal oxides (TMO) and nanocomposites of ECP/TMO. The use of a specific cathodic material is based in some intrinsic characteristics that improve the performance of the battery. Thus, some vantages and disvantages of these insertion compounds are discussed, as lithium insertion capacity, energy density, and the ciclability of these materials.

Validação do método de determinação simultânea dos íons brometo e bromato por cromatografia iônica em águas de consumo humano

European Directive (98/83/CE), compulsory after 2008, states that bromate in drinking water must be controlled at levels below 10 mg L-1. Supporting implementation of the Directive, the European Comission has established project SMT4-CT96 2134, in collaboration with various european institutions, aiming at the identification of the interferents to the current analytical method (Ionic Chromatography with Conductimetric Detection - IC/CD), their removal and the automation of pre-treatment and injection steps, as well as the development of alternative methods. EPAL, responsible for the water supply to a great deal of Portuguese regions, has taken steps to meet these requirements. Although not part of such project, this work (the result of a project conducted under a protocol of collaboration between EPAL SA and FCUL - Faculty of Sciences, University of Lisbon), reports on studies of usefulness to laboratories planning to monitor bromate in ozone treated waters, in conditions different from those described in EPA 300.1. Simultaneous determination of bromide is justified by its role as bromate precursor.

Recuperação de cobalto e de lítio de baterias íon-lítio usadas

The "active mass" (cathode + anode + electrolyte) of spent Li-ion batteries was submitted to one of the following procedures: (a) it was calcined (500 ºC) and submitted to extraction with water to recover lithium salts. The residual solid was treated with sulfuric acid containing hydrogen peroxide. Cobalt was recovered as sulfate; (b) the "active mass" was treated with potassium hydrogen sulfate (500 ºC) and dissolved in water. Cobalt was precipitated together with copper after addition of sodium hydroxide. Lithium was partially recovered as lithium fluoride. Co-processing of other battery components (aluminum and copper foils) affected negatively the behavior of the recovery procedures. Previous segregation of battery components is essential for an efficient and economical processing of the "active mass".