Inferência do ponto de orvalho em amostras de gás natural processado

This dissertation aims to assess the representativeness of the manual chilled mirror analyzer (model II Chanscope 13-1200-CN-2) used for the determination of condensed hydrocarbons of natural gas compared to the indirect methods, based on thermodynamic models equation of state. Additionally, it has been implemented in this study a model for calculating the dew point of natural gas. The proposed model is a modification of the equation of state of Peng-Robinson admits that the groups contribution as a strategy to calculate the binary interaction parameters kij (T) temperature dependence. Experimental data of the work of Brown et al. (2007) were used to compare the responses of the dew point of natural gas with thermodynamic models contained in the UniSim process simulator and the methodology implemented in this study. Then two natural gas compositions were studied, the first being a standard gas mixture gravimetrically synthesized and, second, a mixture of processed natural gas. These experimental data were also compared with the results presented by UniSim process simulator and the thermodynamic model implemented. However, data from the manual analysis results indicated significant differences in temperature, these differences were attributed to the formation of dew point of water, as we observed the appearance of moisture on the mirror surface cooling equipment

Análise e optimização dos consumos de utilidades (vapor e energia eléctrica) na Petibol – Embalagens de Plásticos, S.A.

Mestrado em Engenharia Química. Ramo optimização energética na indústria química.

Estado energético da água na semente de milho no processo de germinação

Este trabalho foi desenvolvido com o objetivo de estudar as modificações do estado da água na semente de milho no processo de germinação, com destaque para o comportamento do potencial hídrico do embrião e do teor de água da semente inteira e de suas estruturas funcionais. Foram utilizadas sementes de milho, cultivares Zeneca 8330 e 8420, cada um representado por dois lotes, com diferentes potenciais fisiológicos. Para o estabelecimento da marcha de absorção de água da semente e de suas partes (embrião e cariopse sem embrião) e o monitoramento periódico do potencial hídrico do embrião, as sementes foram submetidas à hidratação sob condições de plena disponibilidade hídrica. Os graus de umidade foram obtidos pela pesagem de 100 sementes e, para os embriões e as cariopses sem embrião, foram avaliados pelo método da estufa (105 ± 3°C/24h). Os potenciais hídricos dos embriões foram determinados através de psicrômetro termopar, tipo multivoltímetro, modelo Wescor HR-33T, operando pelo método do ponto de orvalho. Os resultados permitiram constatar que, apesar de absorver menor quantidade de água, o embrião hidrata com velocidade superior à cariopse sem embrião. Na fase de embebição, os embriões das sementes dos lotes de menor potencial fisiológico absorvem quantidade de água superior aos das sementes dos lotes de maior potencial fisiológico. Na retomada do crescimento embrionário, ocorre similaridade de potenciais hídricos nos embriões, entre cultivares e entre lotes com diferentes potenciais fisiológicos.

Estado energético da água na germinação de semente de soja

O potencial hídrico da semente ou de suas estruturas pode indicar, de maneira mais consistente, o estado energético da água na semente, comparativamente ao teor de água. Nesta pesquisa, desenvolvida com o objetivo de estudar as modificações do estado energético da água no processo de germinação da semente de soja, foram utilizados dois cultivares (BRS-157 e BRS-132), cada um representado por dois lotes com diferentes potenciais fisiológicos. A marcha de absorção de água da semente, de suas partes constituintes (cotilédones e eixo embrionário) e o monitoramento periódico do potencial hídrico do eixo embrionário foram conduzidos sob condições de plena disponibilidade hídrica. Os graus de umidade foram obtidos pela pesagem de 100 sementes e, nos eixos embrionários e cotilédones, avaliados pelo método da estufa (105 ± 3ºC/24h). Os potenciais hídricos dos eixos embrionários foram determinados através de psicrômetro termopar, operando no método do ponto de orvalho. O eixo embrionário absorve água com velocidade superior à dos cotilédones e atinge teores de água mais elevados durante a germinação. No momento da protrusão da raiz primária, o potencial hídrico do eixo embrionário apresenta valores similares entre cultivares e lotes, indicando que o estado energético da água no eixo embrionário está relacionado com a germinação.

Secagem estacionária de sementes de soja com ar desumidificado por resfriamento

O presente trabalho foi realizado com o objetivo de monitorar o processo de secagem de sementes de soja utilizando ar desumidificado por resfriamento. Utilizaram-se sementes de soja, cultivar Campo Mourão, secadas em secador estacionário com distribuição radial do fluxo do ar, modelo Dry-Excel, com capacidade estática para 10 toneladas e o equipamento Dry 60®. O processo de secagem consistiu em remover inicialmente a umidade do ar pelo resfriamento a temperatura abaixo do ponto de orvalho e posterior aquecimento até 33 °C, alcançando umidade relativa de 40%. A secagem ocorreu com fluxo de ar de 17 m³.min-1.t-1. Foram retiradas amostras de sementes no secador a distâncias radiais de até 0,15 m; entre 0,15 e 0,45 m e de 0,45 aos 0,60 m do duto central e nas alturas 0,5; 2,4 e 4,3 m da base do secador. Determinaram-se a remoção de água e temperatura da massa de sementes em intervalos regulares de uma hora, desde o início da secagem, durante seis horas. A qualidade fisiológica das sementes foi avaliada pelos testes de germinação, primeira contagem de germinação, envelhecimento acelerado, porcentagem e índice de velocidade de emergência de plântulas em campo. Concluiu-se que: é possível secar sementes de soja em escala comercial, empregando ar desumidificado por resfriamento e temperaturas reduzidas; pela estrutura do silo secador de tubo central perfurado, há desuniformidade do processo de secagem, com velocidades de secagem e teores de água finais obtidos variando de acordo com a posição das sementes no secador; a qualidade fisiológica das sementes é mantida pelo processo de secagem utilizando ar desumidificado pelo resfriamento e baixas temperaturas, independentemente da posição das sementes no silo secador.

Controle de temperatura em reatores de polimerização em fase gasosa

Nos reatores de polimerização em fase gasosa, o controle de temperatura em uma estreita faixa de temperatura é importantíssimo para assegurar que a temperatura na zona de reação seja mantida acima do ponto de orvalho dos reagentes, assim como abaixo do ponto de fusão do polímero. Outro ponto importante é que se a temperatura estiver em malha aberta, estes reatores estão propensos à instabilidade e ao surgimento de ciclos limites, entretanto podem ser facilmente estabilizados com um controlador de temperatura apropriado. Neste trabalho é realizado um estudo detalhado do comportamento dinâmico de um reator industrial de polimerização em leito fluidizado, com a localização de pontos de bifurcação e estabilização do sistema com controlador PID projetado via otimização no domínio da freqüência. O modelo completo do sistema foi implementado no software MATLAB® para ajustar seus parâmetros com os dados da planta industrial, realizar simulações dinâmicas e analisar as estruturas de controle. Comparações entre as simulações e os dados da planta industrial mostram que as predições do modelo proposto são satisfatórias para reproduzir o comportamento da planta industrial e as propriedades do polímero. A adição de um sistema de recirculação de gás e de um sistema de troca térmica ao modelo do reator torna possível o estudo dos comportamentos dinâmicos e a localização dos pontos de bifurcação, os quais não poderiam ser reproduzidos somente com o modelo do reator. O modelo desenvolvido foi implementado no AUTO®, um software para problemas de continuação e bifurcação em equações diferenciais ordinárias.

Aplicações de instrumentação virtual em metrologia e qualidade

Com a evolução constante da tecnologia, também a ciência da medição, ou Metrologia, necessita de processos de medição mais exatos e fiáveis, por vezes automatizados, de modo a ser possível fornecer informações mais corretas sobre uma determinada grandeza física. Entre estas informações destaca-se a incerteza de medição, que permite ao utilizador ter uma estimativa sobre qual o valor final da grandeza física medida, que com processos de medição mais complexos, tornam a sua obtenção mais difícil, sendo necessário, por vezes, a utilização de métodos computacionais. Tendo isto em conta, com esta dissertação pretende-se abordar o problema da automatização de processos de medição, bem como da obtenção de incertezas de medição que reflitam a natureza da grandeza física medida através de métodos computacionais. De modo a automatizar um processo de medição, mais concretamente da calibração de manómetros, utilizou-se o LabView para criar um instrumento virtual que permitisse ao utilizador, de forma simples e intuitiva, realizar o procedimento de calibração. Também se realizou outro instrumento virtual, de modo a permitir a obtenção simultânea de dados provenientes de dois equipamentos diferentes. Relativamente às incertezas de medição, utilizou-se o Método de Monte Carlo, implementado em MATLAB e Excel, de modo a obter o valor destas para a calibração de manómetros, de uma câmara geradora de humidade relativa e de um higrómetro de ponto de orvalho, sendo que os dois últimos possuem um modelo matemático complexo, sendo a análise analítica mais complexa e morosa. Tendo em conta os resultados obtidos, é possível afirmar que a criação de instrumentação virtual permite a adaptação, de uma forma simples, de vários processos de medição, tornando-os mais eficientes para além de reduzirem o erro do operador. Por outro lado, também é possível observar que a utilização de métodos computacionais, neste caso o Método de Monte Carlo, para estudo de incertezas de medição é uma mais valia, comparativamente ao GUM, permitindo umaa análise rápida e fiável de modelos matemáticos complexos.

Qualidade do sombreamento natural de três espécies arbóreas visando ao conforto térmico animal

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Climatologia da estrutura vertical da atmosfera em novembro para Belém-PA

Usando um conjunto de dados para um período de 26 anos (1982 a 2007), este trabalho apresentou um estudo diagnóstico sobre a estrutura vertical da temperatura do ar, temperatura do ponto de orvalho e umidade relativa sobre a região de Belém-PA, durante o mês de novembro. As análises foram conduzidas para duas composições contrastantes no que se refere ao regime de precipitação: a composição dos anos chuvosos e a composição dos anos secos, as quais foram estabelecidas objetivamente pelo método dos percentis. Os resultados apresentados permitiram concluir que a principal diferença observada nos perfis de temperatura e umidade atmosférica, comparando-se os perfis dos anos chuvosos e secos, ocorre na camada atmosférica entre os médios e altos níveis da troposfera (entre os níveis padrões de 700 hPa e 400 hPa). Nesta camada, a diferença entre as temperaturas do ar e do ponto de orvalho é significativamente maior e o contraste de umidade associado à convecção também apresenta os maiores valores. Em geral, as composições demonstraram que os perfis de temperatura anomalamente mais quente (frio) e os de umidade anomalamente mais úmido (seco) associam-se aos anos com registro de chuva acima (abaixo) do normal na região de Belém.

O conceito de equilíbrio hidráulico e termodinâmico da água no solo aplicado ao estudo da curva de retenção e murchamento de plantas

Estimativas sobre alterações climáticas globais têm aumentando a demanda por estudos sobre propriedades dos solos relativamente secos e limitações impostas à absorção de água pelas plantas em condições de escassez hídrica. Neste estudo, fatores que influenciam a retenção da água no solo e o murchamento de plantas foram avaliados com base no conceito de equilíbrio da água no solo. Objetivou-se com este estudo: (i) avaliar a confiabilidade de medições do conteúdo de água no solo sob altas sucções matriciais em câmaras de pressão, usando como referência a técnica de ponto de orvalho (ii) avaliar as interações entre espécies de plantas e solos com diferentes classes texturais no ponto de murcha permanente (iii) investigar as relações entre equilíbrio hidráulico da água no solo e murchamento de plantas a partir do conceito de corte hidráulico. Para tanto, um experimento para avaliar a influência dos tipos de solos e espécies de plantas, no ponto de murcha permanente foi conduzido em casa de vegetação da Escola Superior de Agricultura \"Luiz de Queiroz\" da Universidade de São Paulo, Piracicaba, São Paulo. Avaliou-se o murchamento de plantas de girassol (Helianthus annuus L.), milho (Zea mays L.) e soja (Glycine max L.). Os solos utilizados no estudo foram coletados na camada superficial (0-10 cm) em quatro áreas, selecionadas com o objetivo de obter classes texturais contrastantes, localizadas no município de Piracicaba, São Paulo, Brasil. Sub-amostras foram utilizadas para determinação da distribuição do tamanho de partículas e atributos químicos. Amostras indeformadas foram coletadas para a determinação da curva de retenção da água no solo pela técnica de câmaras de pressão. Adicionalmente, amostras deformadas foram utilizadas para determinação das características de retenção da água no solo pela técnica do ponto de orvalho em altos valores de sucções matriciais. Os dados de retenção de água no solo foram ajustados a modelos empíricos para estimativas da sucção matricial e conteúdo de água relacionada à água em equilíbrio hidráulico (água residual). Foram observadas similaridades nas determinações das características de retenção da água no solo entre as técnicas de câmaras de pressão e ponto de orvalho, sugerindo a boa drenagem das amostras de solo em câmaras de pressão. Interações significativas foram observadas entre os tipos de solos e espécies de plantas no ponto de murcha permanente, indicando que o movimento de água no contínuo solo-planta-atmosfera foi dependente de resistências relacionadas tanto ao solo quanto às plantas. Ou seja, tanto à capacidade do solo em transportar água até raízes, quanto à habilidade das plantas em absorver a água transportada, assim como, aos processos de regulação de água que ocorrem nas plantas. A abordagem baseada no conteúdo de água residual para o intervalo de sucções matriciais de 0 a 15.000 hPa não foi adequada para ilustrar a condição de equilíbrio hidráulico da água no solo, definidos pelo corte hidráulico, e relações com as sucções matriciais em ocorre o murchamento de plantas.

Avaliação da contaminação de solos por hidrocarbonetos e metais pesados em diques de contenção

A meta dessa dissertação foi estudar a possibilidade de contaminação de um solo por hidrocarbonetos e metais pesados associados em zona industrial, estabelecendo uma metodologia de amostragem para avaliação de solos potencialmente contaminados. Para estudo de caso foi selecionada uma refinaria de petróleo localizada em território nacional. Conjuntamente com a metodologia de amostragem, foram estabelecidos como objetivos: a caracterização e avaliação do solo, a identificação dos possíveis “hot spot’s” para servir de subsídios para o monitoramento em investigações mais detalhadas do local e a avaliação da eficiência das barreiras argilosas que compõem os diques dos tanques. Foram investigados os solos que compõem os diques de contenção dos tanques armazenadores de petróleo. As diversas operações realizadas na área são fontes potencias de adição de contaminantes, que ocorrem, normalmente, em pequenas doses e de maneira contínua, pois a fonte nunca é estancada. Foram estabelecidas duas etapas de investigação: uma preliminar, que se consistiu em um levantamento do histórico da área, listando as evidências que pudessem indicar quais locais poderiam ser focos de contaminação A partir dos dados levantados na investigação preliminar foi feito o planejamento de uma campanha de amostragem para a coleta de amostras de solo. Além das análises usuais de caracterização, foram executadas análises de Hidrocarbonetos Totais de Petróleo (TPH Total Petroleum Hydrocarbon) e dos metais cádmio, chumbo, cromo, níquel e mercúrio. Para o enquadramento da área sob o ponto de vista de área contaminada foram utilizados como valores orientadores a “Nova Lista da Holanda” e os “Valores orientadores para solos e águas subterrâneas para o estado de São Paulo”. Dos quatro pontos amostrados, um foi classificado como um “hot spot”, atingindo valores que classificam a área como contaminada. Foi constatado que as barreiras argilosas que compõem os diques de contenção junto aos tanques de armazenamento são ineficientes, ou seja, os hidrocarbonetos estão percolando através dos diques de contenção.

Hidrocarbonetos alifáticos em sedimentos de fundo do estuário do Rio Potengi, grande Natal (RN): implicações ambientais

The Potengi river estuary is located in the region of Natal (RN, Brazil), comprising a population of approximately 1,000,000 inhabitants. Besides the dominant urban presence, the estuary has fragments of mangrove forest. The objective of this study is to determine the aliphatic hydrocarbons found in the bottom sediments of this estuary, identifying their levels, distribution and their possible origins through the diagnostic rates, indexes and results comparisons with the local anthropic and natural characteristics. The samples were obtained according to a plan that allowed sampling of the estuary up to 12 km upstream from it as mounth. 36 stations were selected, grouped into 12 cross sections through the course of the river and spaced on average by 1 km. Each section consisted of three stations: the right margin, the deepest point and the left margin. The hydrocarbon n-alkanes from C10 to C36, the isoprenoids pristane and phytane, the unresolved complex mixture (UCM) and the total resolved hydrocarbons were analyzed by gas chromatography. N-alkanes, pristane, phytane and UCM were detected only at some stations. In the other, the concentration was below the detection limit defined by the analytical method (0.1 mg / kg), preventing them from being analyzed to determine the origin of the material found. By using different parameters, the results show that the estuary receives both the input of petrogenic hydrocarbons, but also of biogenic hydrocarbons, featuring a mixture of sources and relatively impacted portions. Based on the characteristics and activities found in the region, it is possible to affirm that petrogenic sources related to oil products enter the estuary via urban runoff or boats traffic, boat washing and fueling. Turning to the biogenic source, the predominant origin was terrestrial, characterized by vascular plants, indicating contribution of mangrove vegetation. It was evident the presence of, at specific points in the estuary, hydrocarbon pollution, and, therefore is recommended the adoption of actions aimed at interrupting or, at least, mitigating the sources potentially capable of damp petrogenic hydrocarbons in the estuary studied.

Caracterização de hidrocarbonetos policíclicos aromáticos (HPA) em rios da bacia hidrográfica do Turvo/Grande

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Avaliação da contaminação por hidrocarbonetos do solo e da água da região de Avaré

Pós-graduação em Engenharia Civil e Ambiental - FEB

Estudo da seletividade de catalisadores a base de cobre e paládio em transformações de hidrocarbonetos insaturados

Compreender a correlação entre as características de um catalisador particular e seu desempenho catalítico tem sido um dos principais objetos da pesquisa em catálise heterogênea a fim de usar esse conhecimento para o desenho racional de catalisadores mais ativos, seletivos e estáveis. A seletividade é um dos fatores mais importantes a ser controlado pelo desenho de catalisadores, podendo ser alcançada de diversas maneiras, levando-se em consideração mudanças do tipo estrutural, química, eletrônica, de composição, de cinética e de energia. O trabalho descrito nessa tese de doutorado compreende a síntese e caracterização de catalisadores compostos de nanopartículas de óxido de cobre, paládio e cobre-paládio e seu estudo em reações de hidrogenação e oxidação seletivas de hidrocarbonetos insaturados. Os catalisadores foram preparados através da deposição de nanopartículas dos metais cataliticamente ativos sobre suportes magneticamente recuperáveis compostos de nanopartículas de magnetita revestidas por sílica com superfícies funcionalizada com diferentes grupos orgânicos. A natureza magnética do suporte permitiu a fácil separação do catalisador do meio reacional pela simples aproximação de um ímã na parede do reator. O catalisador pôde ser completamente separado da fase líquida, fazendo com que a utilização de outros métodos de separação como filtração e centrifugação, comumente utilizados em sistemas heterogêneos líquidos, fossem completamente dispensados. Os catalisadores foram inicialmente testados em reações de hidrogenação de alquenos e alquinos. As reações de hidrogenação foram realizadas utilizando hidrogênio molecular como agente redutor, dispensando a utilização de agentes redutores mais agressivos. Os catalisadores compostos de NPs de Pd mostram excelente atividade e capacidade de reutilização na hidrogenação de cicloexeno, podendo ser utilizados em até 15 ciclos sem perda de atividade. Nas reações de hidrogenação de alquinos, os catalisadores que contêm cobre mostraram maior seletividade para a obtenção dos produtos de semi-hidrogenação, com destaque para o catalisador composto de NPs de CuPd, que não apresenta nem traços do produto de hidrogenação completa na amostra final. Esse catalisador bimetálico alia as características do paládio (elevada atividade) e do cobre (elevada seletividade) para fornecer um catalisador ativo e seletivo para a transformação desejada. Além disso, os grupos funcionais presentes na superfície do suporte catalítico mostraram influência na atividade e seletividade para a hidrogenação de alquenos e alquinos. Os catalisadores sintetizados também foram testados na reação de oxidação de cicloexeno e mostraram seletividade para a produção do composto carbonílico α,β-insaturado, cicloex-2-en-1-ona, que é um reagente de partida de grande interesse para a síntese de diversos materiais na indústria química. As reações de oxidação foram realizadas utilizando-se apenas O2 como oxidante primário, dispensando o uso de oxidantes tóxicos como cromatos, permanganatos ou compostos halogenados, que não são recomendados do ponto de vista ambiental. Os catalisadores sintetizados puderam ser reutilizados em sucessivos ciclos de oxidação, mostrando seletividade para a formação dos produtos alílicos em todos os ciclos. Os catalisadores foram estáveis sob as condições reacionais e não apresentaram problemas de lixiviação da espécie ativa para o meio reacional, que é comum na catálise heterogênea. Um estudo cinético mostrou que, mesmo no início da reação, o catalisador tem seletividade para a ocorrência de oxidação alílica em detrimento da reação de oxidação direta que dá origem ao epóxidos correspondente, e se mostrou condizente com o mecanismo proposto na literatura para a reação de oxidação de alquenos via radicalar.