Análise operacional de um sistema fotovoltaico de bombeamento de água

O bombeamento de água é uma das atividades mais difundidas quanto ao emprego da energia solar fotovoltaica. Porém, apesar de se apresentar como alternativa interessante, o alto custo, a baixa eficiência dos sistemas e os projetos inadequados restringem sua aplicação. O uso racional, baseado na utilização mais eficiente de seus equipamentos, está vinculado ao conhecimento do comportamento operacional desses sistemas. No presente trabalho, teve-se o objetivo de avaliar o comportamento de um sistema fotovoltaico de bombeamento de água diretamente acoplado, sob diferentes condições de irradiância solar, por meio da montagem de uma bancada de testes, submetendo-o a diferentes alturas manométricas e determinando-se a vazão fornecida. A análise dos resultados permitiu estabelecer um modelo de regressão para estimativa de vazão do sistema em função da irradiância e altura manométrica. Concluiu-se que a potência gerada pelo painel e a vazão fornecida pela motobomba estão diretamente relacionadas à irradiância solar e à altura manométrica e influenciam na eficiência do sistema. A máxima eficiência do painel foi de 8%, 39% para a motobomba e 2,3% na interação dos componentes.

Otimização da eficiência de limpeza em equipamento de beneficiamento de tomate de mesa

The post-harvesting cleaning process in fresh market tomatoes production is essential to the consumer acceptance, since the degree of dirtiness of the fruits is directly related to its quality. However, the washing stage of the cleaning process of commercial packinghouse demands an excessive water volume, bringing serious environmental concerns. The objective of this work was to compare the cleaning efficiency in two cleaning systems through the evaluation of different operational conditions of the cleaning process, related with the brush rotation, water flow and fruit standing time under the system. It was compared the conventional system utilized in commercial equipment with a system using commercial sprays. The results showed that the cleaning efficiency was not directly related to the water volume used, but to the water pressure, standing time and brushes rotation. Therefore, the use of commercial sprays can bring benefits to the cleaning efficiency, increasing it up to 13%, and to the environmental, decreasing water consumption.

Otimização da eficiência de limpeza em equipamento de beneficiamento de tomate de mesa

A etapa de limpeza no sistema de beneficiamento do tomate de mesa é essencial para a aceitação do produto pelo consumidor, pois o grau de limpeza dos frutos está diretamente relacionado com a qualidade do produto. Entretanto, a etapa de lavagem, nos atuais equipamentos de limpeza, utilizada em unidades comerciais de beneficiamento, demanda volume excessivo de água, trazendo sérias preocupações ambientais. Este trabalho teve como objetivo comparar a eficiência de limpeza em dois sistemas, avaliando diferentes configurações operacionais relacionadas com a rotação de escovas, vazão do sistema e tempo de permanência do fruto sobre o jato. Comparou-se o sistema convencional utilizado em equipamentos comerciais com o sistema composto por um bocal de spray do tipo cone cheio. Os resultados demonstraram que a eficiência de limpeza não está diretamente relacionada com o volume de água utilizado, mas, sim, à pressão da água, associado ao tempo de permanência dos frutos e à rotação das escovas. Portanto, o uso de spray em sistemas de limpeza de frutos de tomate pode trazer benefícios tanto para a eficiência de limpeza, com incrementos superiores a 13%, como para o meio ambiente, trazendo redução no consumo de água.

Estudo da intensificação da coalescência de emulsões de água em óleo com a aplicação de onda estacionária de ultrassom.

Considerando que o petróleo quando extraído dos poços em águas profundas chega a ter teor de água superior a 50% e que antes de ser enviado à refinaria deve ter uma quantidade de água inferior a 1%, torna-se necessário o uso de técnicas de redução da quantidade de água. Durante a extração do petróleo formam-se emulsões de água em óleo que são muito estáveis devido a um filme interfacial contendo asfaltenos e/ou resinas ao redor das gotas de água. Nesse trabalho é apresentada a utilização de ondas estacionárias de ultrassom para realizar a quebra dessas emulsões. Quando gotículas de água com dimensões da ordem de 10m, muito menores que o comprimento de onda, são submetidas a um campo acústico estacionário em óleo, a força de radiação acústica empurra as gotículas para os nós de pressão da onda. Uma célula de coalescência com frequência central ao redor de 1 MHz, constituída por quatro camadas sendo uma piezelétrica, uma de acoplamento sólido, uma com o líquido e outra refletora, foi modelada empregando o método da matriz de transferência, que permite calcular a impedância elétrica em função da frequência. Para minimizar o efeito do gradiente de temperatura entre a entrada e a saída da cavidade da célula, quando está em operação, foram utilizados dois transdutores piezelétricos posicionados transversalmente ao fluxo que são excitados e controlados independentemente. Foi implementado um controlador digital para ajustar a frequência e a potência de cada transdutor. O controlador tem como entrada o módulo e a fase da corrente elétrica no transdutor e como saída a amplitude da tensão elétrica e a frequência. Para as células desenvolvidas, o algoritmo de controle segue um determinado pico de ressonância no interior da cavidade da célula no intervalo de frequência de 1,09 a 1,15 MHz. A separação acústica de emulsões de água em óleo foi realizada em uma planta de laboratório de processamento de petróleo no CENPES/PETROBRAS. Foram testados a variação da quantidade de desemulsificante, o teor inicial de água na emulsão e a influência da vazão do sistema, com uma potência de 80 W. O teor final de água na emulsão mostrou que a aplicação de ultrassom aumentou a coalescência de água da emulsão, em todas as condições testadas, quando comparada a um teste sem aplicação de ultrassom. Identificou-se o tempo de residência no interior da célula de separação como um fator importante no processo de coalescência de emulsões de água e óleo. O uso de desemulsificante químico é necessário para realizar a separação, porém, em quantidades elevadas implicaria no uso de processos adicionais antes do repasse final do petróleo à refinaria. Os teores iniciais de água na emulsão de 30 e 50% indicam que o uso da onda estacionária na coalescência de emulsões não tem limitação quanto a esse parâmetro. De acordo com os resultados obtidos em laboratório, essa técnica seria indicada como uma alternativa para integrar um sistema de processamento primário em conjunto com um separador eletrostático.

Avaliação da interação entre aflatoxina M1 e B1 com a fração proteica do leite

Dissertação composta por 02 artigos.

Um sistema para estimação da vazão de gás de poços produzindo por Plunger Lift para vaso separador de teste em plataformas de petróleo

This work intends to analyze the behavior of the gas flow of plunger lift wells producing to well testing separators in offshore production platforms to aim a technical procedure to estimate the gas flow during the slug production period. The motivation for this work appeared from the expectation of some wells equipped with plunger lift method by PETROBRAS in Ubarana sea field located at Rio Grande do Norte State coast where the produced fluids measurement is made in well testing separators at the platform. The oil artificial lift method called plunger lift is used when the available energy of the reservoir is not high enough to overcome all the necessary load losses to lift the oil from the bottom of the well to the surface continuously. This method consists, basically, in one free piston acting as a mechanical interface between the formation gas and the produced liquids, greatly increasing the well s lifting efficiency. A pneumatic control valve is mounted at the flow line to control the cycles. When this valve opens, the plunger starts to move from the bottom to the surface of the well lifting all the oil and gas that are above it until to reach the well test separator where the fluids are measured. The well test separator is used to measure all the volumes produced by the well during a certain period of time called production test. In most cases, the separators are designed to measure stabilized flow, in other words, reasonably constant flow by the use of level and pressure electronic controllers (PLC) and by assumption of a steady pressure inside the separator. With plunger lift wells the liquid and gas flow at the surface are cyclical and unstable what causes the appearance of slugs inside the separator, mainly in the gas phase, because introduce significant errors in the measurement system (e.g.: overrange error). The flow gas analysis proposed in this work is based on two mathematical models used together: i) a plunger lift well model proposed by Baruzzi [1] with later modifications made by Bolonhini [2] to built a plunger lift simulator; ii) a two-phase separator model (gas + liquid) based from a three-phase separator model (gas + oil + water) proposed by Nunes [3]. Based on the models above and with field data collected from the well test separator of PUB-02 platform (Ubarana sea field) it was possible to demonstrate that the output gas flow of the separator can be estimate, with a reasonable precision, from the control signal of the Pressure Control Valve (PCV). Several models of the System Identification Toolbox from MATLAB® were analyzed to evaluate which one better fit to the data collected from the field. For validation of the models, it was used the AIC criterion, as well as a variant of the cross validation criterion. The ARX model performance was the best one to fit to the data and, this way, we decided to evaluate a recursive algorithm (RARX) also with real time data. The results were quite promising that indicating the viability to estimate the output gas flow rate from a plunger lift well producing to a well test separator, with the built-in information of the control signal to the PCV

Uma metodologia para redução de incertezas em sistema de medição de vazão de óleo e gás

The objective of this research is to discuss about the need for implementation of new alternatives for the implementation on the metrological control: on the findings of initial and subsequent measurements, the control procedures of measurement uncertainty applied in assessing the loss or remains found in handling operations of bulk liquids, when used turbine meters used in measuring the tax on the business of Petrobras, due to the current environment of legal metrology and scientific, both domestic and international. We aim, with these alternatives: standardizing the minimization of random and systematic errors, the estimate of the remaining errors, as well as the management control of metrological calibration procedures, control of measurement uncertainty, and contribute to the change in the form of performance of legal metrology and scientific disseminating new information to change management of metrological control, objectively focused on aspects of supervision in implementing these activities in the control of the uncertainties of measurement used in our processes in the fiscal measurement system Petrobras. Results are presented, information and comments on the influence of measurement uncertainty in the current results of the fiscal and transfer of custody. This will emphasize the need, among other things, improvement and expansion of metrological control monitored by setting a better meet demand, calibration equipment and measuring instruments for Petrobras. Finally, we intend to establish the need for improving the method of evaluation of the data meter applied to the current management control of measurement uncertainty by proposing a methodology for addressing the problem, as well as highlighting the expected results.

Análise distribuição da carga hidráulica e vazão na unidade operacional de um sistema de irrigação localizada

The different combination possibilities of emission uniformity and field slope within the operational unities of localized irrigation systems favor the occurence of some configurations in the irrigation system, and consequently different hydraulic head distributions, discharge and system management. After the system has been implanted, it is necessary to verify pressure and discharge distribution in the operational unit. This work objective was to verify pressure and discharge uniformity on derivation line and lateral lines with micro sprinkle in data gotten from operational research. The results allow to check that despite analyzed declivity; the higher the emission uniformity calculated for the line of derivation in the project is, the higher its pressure uniformity is. Previously the results of discharge in the emitters of the operational unit showed a constant variation entering the point of higher discharge and lower discharge, even though differently from the three tested irrigation blades.

Influência da aplicação de esgoto doméstico tratado no desempenho de um sistema de irrigação

Neste trabalho objetivou-se estudar o efeito da aplicação de esgoto doméstico tratado no desempenho de um sistema de irrigação por gotejamento. Para isso, o esgoto bruto foi submetido a uma sequência de tratamento e aplicado durante 120 horas na cultura de café, sendo avaliados a vazão do gotejador, os coeficientes de uniformidade e a distribuição. Foram também identificados os fatores causadores de obstrução. Concluiu-se que a formação de biofilme dentro dos gotejadores proporcionou redução da uniformidade de aplicação do efluente e que somente a filtração não previne a obstrução dos emissores.

Distribuicao do sistema radicular da mangueira sob irrigacao localizada em solo arenoso de Tabuleiros Costeiros.

O trabalho teve por objetivo avaliar a distribuição de raízes de mangueiras sob irrigação localizada (gotejamento e microaspersão) em solo arenoso de Tabuleiros Costeiros. Foram feitas trincheiras a partir do tronco nas direções longitudinal e ortogonal à fileira de plantas e, pelo método do monólito, as raízes puderam ser extraídas do solo e, uma vez separadas, foram digitalizadas com uso de computador e ?scanner?. Com uso do software Rootedge, foi possível a obtenção dos comprimentos e diâmetros dos segmentos de raízes de todas as amostras, permitindo um mapeamento desses parâmetros nos perfis amostrados. Os resultados mostraram distribuições de raízes assimétricas em relação ao tronco para os dois sistemas de irrigação localizada com possibilidade de maior atividade do sistema radicular para as plantas sob gotejamento (oito gotejadores de 4L.h-1 por planta) em relação às plantas sob microaspersão (um emissor por planta de vazão 70L.h-1). Os resultados enfatizaram o uso da fertirrigação como a maneira mais adequada de fertilização em irrigação localizada e permitiram definir regiões do sistema radicular para instalação adequada de sensores de água do solo.

DISTRIBUIÇÃO DO SISTEMA RADICULAR DA MANGUEIRA SOB IRRIGAÇÃO LOCALIZADA EM SOLO ARENOSO DE TABULEIROS COSTEIROS

O trabalho teve por objetivo avaliar a distribuição de raízes de mangueiras sob irrigação localizada (gotejamento e microaspersão) em solo arenoso de Tabuleiros Costeiros. Foram feitas trincheiras a partir do tronco nas direções longitudinal e ortogonal à fileira de plantas e, pelo método do monólito, as raízes puderam ser extraídas do solo e, uma vez separadas, foram digitalizadas com uso de computador e "scanner". Com uso do software Rootedge, foi possível a obtenção dos comprimentos e diâmetros dos segmentos de raízes de todas as amostras, permitindo um mapeamento desses parâmetros nos perfis amostrados. Os resultados mostraram distribuições de raízes assimétricas em relação ao tronco para os dois sistemas de irrigação localizada com possibilidade de maior atividade do sistema radicular para as plantas sob gotejamento (oito gotejadores de 4L.h-1 por planta) em relação às plantas sob microaspersão (um emissor por planta de vazão 70L.h-1). Os resultados enfatizaram o uso da fertirrigação como a maneira mais adequada de fertilização em irrigação localizada e permitiram definir regiões do sistema radicular para instalação adequada de sensores de água do solo.

Distribuição do sistema radicular do pessegueiro 'Okinawa' propagado por sementes e por estacas herbáceas

Objetivou-se estudar a distribuição do sistema radicular do pessegueiro 'Okinawa' propagado por sementes e por estacas herbáceas, em condições de campo. As plantas, enxertadas com a cv. Aurora-1, foram conduzidas no espaçamento de 6,0 x 1,0 m, em Argissolo Vermelho-Amarelo eutrófico de textura arenosa média ("Fazenda São Benedito"), no Município de Taiaçu (SP). Foram realizados todos os tratos culturais recomendados para a cultura do pessegueiro na região, incluindo a irrigação por microaspersores. Aos 34 meses após o transplantio das mudas, foram avaliadas 3 plantas de cada método de propagação, demarcando-se 36 monólitos (0,5 x 0,5 x 0,4 m) ao redor de cada planta, com auxílio de barras de ferro (0,6 m) e fitas plásticas. O solo foi removido com jatos de água (3,5 kgf.cm-2 de pressão e 4.615 L.h-1 de vazão) até a profundidade de 0,4 m. Não houve diferenças entre o 'Okinawa' propagado por sementes e por estacas herbáceas na massa fresca e seca de raízes, e ambos os métodos de propagação proporcionam semelhante distribuição das raízes finas (Æ < 2,8 mm) e grossas (Æ > 2,8 mm) ao redor da planta. O crescimento das raízes finas, no sentido transversal à linha de plantio, foi além da projeção da copa e também além do 1 metro e meio avaliado, e o crescimento de raízes grossas foi além de 0,4 m de profundidade, permitindo às plantas adequada ancoragem, em ambos os tratamentos.

Sistema TS-FF-AAS com chama acetileno-ar como alternativa em relação à chama acetileno-óxido nitroso em FAAS na determinação de estanho

Este trabalho propõe o desenvolvimento de um procedimento analítico para a determinação em linha de estanho em soluções analíticas empregando a técnica de espectrometria de absorção atômica com nebulização térmica em tubo metálico aquecido na chama (TS-FF-AAS) como alternativa ao uso da chama de óxido nitroso-acetileno em espectrometria de absorção atômica, cujo comburente apresenta um custo elevado frente ao ar comprimido. Foram avaliados parâmetros para a otimização do sistema, tais como: vazão do carregador (ar), volume de amostra injetada e concentração do ácido (HCl). Foi construída curva analítica linear [A= -0,00163 + 0,00319 [Sn], (r= 0,9998)] no intervalo de 10 a 80 mg Sn L-1. O limite de detecção, o desvio padrão relativo (n=12) e a freqüência analítica foram: 1,7 mg L-1 Sn, £ 2,7% and 120 h-1 respectivamente. O sistema TS-FF-AAS é uma alternativa para a determinação de Sn.

Variação de vazão de gotejadores de fluxo normal enterrados na irrigação de café

Este trabalho teve como objetivo obter informações sobre o desempenho de gotejadores enterrados (irrigação subsuperficial), quanto ao aspecto de variação de vazão em função da intrusão radicular da cultura do café. As mudas de café foram irrigadas por sete modelos diferentes de gotejadores de fluxo normal, instalados a duas profundidades (15 e 30 cm da superfície do solo) e em dois níveis de depleção de água no solo (tratamentos úmido e seco). O trabalho foi conduzido em vasos e sob ambiente controlado, utilizando mudas de cafeeiro em estágio inicial de desenvolvimento. Concluiu-se que, até os 120 dias do início do experimento, não houve modelo de emissor que se destacasse quanto à penetração de raízes e, a partir daí, diferenças na suscetibilidade dos modelos foram observadas, podendo-se agrupar os modelos avaliados em função do grau de redução de vazão. Os níveis de irrigação não apresentaram resultados conclusivos até 120 dias do início do experimento, porém, considerando todo o período do experimento, observaram-se evidências de que o sistema radicular é mais agressivo na camada mais profunda de solo (30 cm) e para o tratamento úmido.

Avaliação hidráulica de um sistema de irrigação localizada de baixa pressão, projetado pelo software "bubbler"

Conduziu-se este trabalho com o objetivo de avaliar o desempenho de um sistema de irrigação a baixa pressão, bubbler, em condições de campo. A avaliação consistiu de um estudo dividido em duas fases, em que, na primeira, foi elaborado o dimensionamento hidráulico do sistema de irrigação, com uso do programa computacional Bubbler versão 1.1, enquanto, na segunda fase, ocorreram a instalação e os testes de campo. Estabeleceram-se as alturas de 0,77; 0,71; 0,68 e 0,67 m na saída das mangueiras emissoras no campo, conforme recomendação do programa. Foram feitas as avaliações de vazão em cada mangueira emissora, para determinar o Coeficiente de Uniformidade de Christiansen (CUC), a Uniformidade de Distribuição (UD) e a Eficiência de Aplicação (EA). Os testes mostraram CUC igual a 96,64%, UD igual a 95,85% e EA igual a 86,98%. O sistema no campo proporcionou vazão média de 64,8 L h-1 contra os 79,2 L h-1 estabelecidos pelo programa. Os valores encontrados de vazão diferiram dos valores projetados pelo aplicativo, em conseqüência da variação dos diâmetros e das perdas de carga (linear e localizada) que apresentaram desvio-padrão de 0,23 m.