O aproveitamento da biomassa sólida residual para geração de energia e compostos intermediários tem despertado o interesse da indústria em função das pressões da sociedade e dos órgãos governamentais quanto às questões climáticas em todo o mundo. No Brasil, a casca de coco, sobretudo o endocarpo, é uma biomassa residual abundante e com potencial significativo para aproveitamento energético. Entre as diversas rotas de conversão termoquímica da biomassa, destaca-se a tecnologia de gaseificação em água supercrítica (SCWG, do inglês Supercritical Water Gasification) para conversão da biomassa em gás de síntese com maior concentração de H2 e baixos teores de alcatrão e carvão, relativamente pouco estudada na literatura. Para aumentar a eficiência da SCWG, uma alternativa é a impregnação da biomassa com nanocatalisadores. A presente tese investigou o uso de um catalisador nanoestruturado à base de níquel, impregnado ao endocarpo do coco, para a sua gaseificação usando a água supercrítica ( T > 375 oC e P > 22,1 MPa) como meio reacional. O planejamento de experimentos de Box-Behnken, seguindo o Método da Superfície de Resposta (MSR), foi a abordagem escolhida para o desenvolvimento dos testes experimentais de SCWG da casca de coco. Avaliou-se o efeito das seguintes variáveis na eficiência e rendimento do processo de gaseificação: temperatura (400, 450 e 500°C), tempo de residência (20, 40 e 60 min) e concentração de alimentação (20, 25 e 30%). Além disso, características dos produtos gasoso, líquido e sólido também foram analisadas. O impacto da presença e concentração do catalisador na eficiência e rendimento da gaseificação da biomassa em água supercrítica foi especialmente avaliado. A partir das etapas de caracterização das biomassas impregnadas em soluções salinas de níquel, com concentrações 1 Molar (1M) e 2 Molar (2M), constatou-se a presença de níquel em 1,6 e 5,6% em massa , com tamanhos de partículas de 7,2 e 13,5 nm. Através da aplicação da MSR, observou-se que a temperatura foi a variável de maior efeito na composição do produto gasoso. A maior concentração de níquel na amostra 2M propiciou a obtenção de maiores teores de H2 (15,2 mol%), eficiências de processo, e transição dos íons de níquel para a forma de nanopartículas (Ni(0)). Além disso, a composição química do produto líquido evidenciou a capacidade significativa do níquel em promover a decomposição da lignina em fenol, facilitando a reação de hidrogenação do fenol e subsequente produção de gás. A presente tese procurou gerar novo conhecimento à área promissora do processo SCWG, com a impregnação de um nanocatalisador de níquel na biomassa de coco, visando aumentar eficiência da sua conversão em gás de síntese, priorizando a obtenção de maior concentração de hidrogênio renovável.

A Origem da Vida é uma das questões fundamentais da Humanidade, amplamente discutida ao longo da História. Já tendo sido abordada em Mitos, nas Artes e na Filosofia, hoje é intensamente estudada pela ciência moderna, no ramo interdisciplinar de estudos da Origem da Vida. A hipótese atualmente aceita é a do aumento gradual de complexidade de pequenas moléculas da Terra primitiva, que interagindo entre si, tornam-se estruturas maiores e funcionais. Tais macromoléculas, ou blocos construtores da vida (como Nucleotídeos e
Aminoácidos), interagem entre si para o surgimento de algum tipo de estrutura pré-celular, ou Protocélula. Tal Protocélula ainda não é um sistema vivo, mas apresenta um metabolismo rudimentar e hereditariedade, com seus processos funcionando por meios químicos e termodinâmicos. O aumento de complexidade de tais Protocélulas daria origem às primeiras células vivas. No entanto, há ainda muitas dúvidas não esclarecidas. Por exemplo, exatamente como moléculas simples e presentes na Terra primitiva teriam formado os chamados blocos construtores da vida, como Nucleotídeos, Lipídios e Aminoácidos. Uma vez formados, não se sabe como estes teriam se polimerizado em cadeias de Nucleotídeos (polímeros genéticos) ou Aminoácidos (proteínas). Ou como estes polímeros genéticos, após formados, iriam se autorreplicar (função hereditária). Como surge uma Protocélula, ou como esta origina uma célula viva, são mais alguns dentre os diversos temas de investigação da pesquisa atual. O presente trabalho apresenta um modelo computacional para o estudo de um destes temas: a polimerização não enzimática de Nucleotídeos. Realizando a validação do modelo, por meio de dados experimentais de polimerização de Nucleotídeos, realizados em laboratório. Com os resultados simulados prevendo, com razoável precisão, as funções distribuições de dados experimentais de polimerização de Nucleotı́deos.

Os Sistemas de Energia Distribuída, também conhecidos como microrredes, provenientes de fontes de energia renovável foram concebidos como uma forma de reduzir a emissão de gases poluentes na atmosfera e se tornaram um grande incentivo para autoprodutores de energia. Embora o Brasil tenha uma grande disponibilidade de recursos naturais, o que cria um forte potencial para a aplicação de microrredes baseadas em fontes renováveis de energia, como solar, eólica e biomassa, ainda é pouco explorado em relação a outros países. Este estudo tem como objetivo preencher as lacunas na literatura atual sobre o projeto de microrredes, abordando o impacto das demandas de energia no dimensionamento de uma microrrede e o clima na eficiência dos recursos renováveis. O estudo é pioneiro na aplicação de biogás a todas as demandas de energia residencial em uma microrrede e oferece uma nova abordagem para analisar os efeitos de variáveis de entrada variáveis ao longo do tempo em uma microrrede conectada à rede central. Portanto, o estudo propõe um quadro de tomada de decisão para o projeto e operação de sistemas de energia distribuída residencial no Brasil, com base em modelos de programação não linear inteira mista (MINLP: mixed-integer nonlinear programming) que levam em conta as particularidades do país, como a disponibilidade de vários recursos renováveis e o impacto da COVID-19 na demanda por energia. Os modelos otimizam o custo do projeto e operação de uma microrrede com tubulações integradas e consideram a eficiência variável de diferentes tecnologias ao longo do tempo, bem como diferentes opções de políticas de incentivo renovável. Além disso, propõe um método sistemático baseado em agrupamento para dividir o horizonte temporal do modelo, permitindo uma representação mais precisa da dinâmica das variáveis de entrada do problema de otimização, como a demanda de energia, a velocidade do vento e a irradiância solar ao longo do tempo. O quadro é testado em um estudo de caso de uma microrrede residencial de 5 e 10 casas em Salvador, Brasil, comparando cenários pré e pós-COVID-19. Os resultados mostram que o uso de recursos de energia distribuída tem se mostrado economicamente e ambientalmente vantajoso em comparação com o uso apenas de recursos não renováveis. O estudo também demonstra a viabilidade econômica do uso de biogás e das novas tendências energéticas emergentes durante a pandemia, e como isso impacta o dimensionamento de microrredes. Ao não considerar a eficiência dependente do tempo na análise, pode ter havido um impacto positivo no ganho econômico de cerca de 90% em relação ao cenário base, mas também pode ter contribuído para a subestimação da geração de energia. Além disso, embora o método empírico tenha mostrado uma maior redução nos custos ambientais (60%), o método de clusterização teve uma maior redução (80%) nos custos totais. Isso destaca a relevância das abordagens inovadoras utilizadas no problema de otimização para projetar uma microrrede

A geração de energia elétrica em todo o mundo ainda é baseada em grandes usinas localizadas longe dos centros consumidores. Entretanto, um novo modelo de geração distribuída (GD) está surgindo em vários países, onde o consumidor produz sua própria energia (prosumidor) próxima ao ponto de consumo, permitindo, assim, uma maior autonomia e flexibilidade aos usuários do setor elétrico brasileiro (SEB). Dentre as opções energéticas para GD, destaca-se a energia solar fotovoltaica (FV), que possibilita uma geração sem emissão de CO2 e descentralizada. O Brasil está localizado na zona intertropical do planeta, registrando altos índices de irradiação solar durante todo o ano, em comparação a países que fazem uso dessa tecnologia, o que o torna um lugar propício para seu uso. A geração distribuída solar FV (GDFV) ganhou notoriedade no Brasil e vem se expandindo significativamente desde 2012, mas também tem ocasionado divergências de interesses entre consumidores e distribuidoras de energia. Nesse contexto, este trabalho visou compreender a realidade da GD no Brasil e realizar um estudo de caso sobre a implantação de um sistema de GDFV conectado à rede elétrica. Os métodos adotados foram: um amplo estudo bibliográfico; contextualização e análises das informações sobre GD brasileira e sobre o marco regulatório; especificações e ações para implantação do projeto GDFV, abrangendo desde suas análises de consumo energético e de viabilidade técnico-econômica, até o comissionamento e acompanhamento de seus dois primeiros anos de operação. Os resultados obtidos foram: (i) a implantação efetiva e a operação do sistema de GDFV (instalação da ordem de 20,1 kWp para microgeração) em um Lar para Idosos, em 2019, sendo esse sistema enquadrado sob o regime de compensação de energia elétrica (net metering). Para esse caso, a viabilidade econômico-financeira apresentou um payback simples de quatro anos, payback descontado de quatro anos; uma economia média gerada na conta de energia elétrica ao longo de um ano no valor de R$ 2.074,80 por mês; (ii) O estabelecimento de um conjunto de passos recomendáveis para a realização adequada e qualificada de um projeto completo para a implantação de um sistema de GDFV. De forma geral, as principais conclusões obtidas foram: (i) o ambiente brasileiro atual é bastante favorável à expansão da GDFV, o que é evidenciado pelo crescimento do mercado de GD nos últimos anos; (ii) há divergências de interesses entre as distribuidoras de energia e os consumidores/prosumidores e as empresas e associações da GD; (iii) havia seis cenários propostos pela ANEEL para GD, onde em cinco deles os benefícios dos prosumidores serão reduzidos; (iv) houve a aprovação da Lei Nº 14.300/2022 (marco regulatório) que resolveu definitivamente as divergências entre consumidores/prosumidores e as distribuidoras; (v) o sistema de GDFV do Lar para Idosos da Fundação Lar Harmonia (FLH) está funcionando satisfatoriamente, conforme planejado.

Esta dissertação aborda a modelagem e estimação de parâmetros, incluindo incertezas e regiões de confiança, para o processo de síntese do Propil Propionato (Pro-Pro). O estudo emprega um modelo rigoroso que considera a natureza heterogênea do sistema investigado, envolvendo um reator cromatográfico de leito fixo com o catalisador sólido AmberlystTM 46. A abordagem de estimação de parâmetros combina a Otimização por Enxame de Partículas (PSO) e o Método Gradiente (MG) de ponto interior para estimar tanto os parâmetros termodinâmicos quanto cinéticos em duas etapas distintas. Inicialmente, a estimação dos parâmetros termodinâmicos ocorreu utilizando dados de equilíbrio da literatura. Na segunda etapa, para a estimação dos parâmetros cinéticos com o modelo heterogêneo, foram empregados dados experimentais do autor. As incertezas dos dados experimentais foram avaliadas e calculadas para uso na estimação dos parâmetros cinéticos. Através do PSO, os parâmetros foram estimados e suas regiões de confiança determinadas, proporcionando uma compreensão abrangente de suas incertezas. As incertezas dos parâmetros termodinâmicos e cinéticos são avaliadas e propagadas até as atividades do modelo termodinâmico e nas constantes de Arrhenius e taxa reacional do modelo cinético heterogêneo. Os resultados demonstram uma boa concordância entre as previsões do modelo com os parâmetros estimados neste trabalho e os dados experimentais, refletindo adequadamente a variabilidade estatística das observações experimentais com uma incerteza expandida de 95%. Além disso, o modelo heterogêneo de Langmuir-Hinshelwood apresenta uma representação aprimorada dos dados experimentais, tanto no estado transiente quanto nos estado estacionário, em comparação com o modelo Pseudo-Homogêneo utilizado na literatura. O Desvio Médio Quadrático (RMSD) para a estimação de parâmetros mostra uma melhora significativa em relação aos valores encontrados usando os parâmetros disponíveis na literatura.

A região cacaueira da Bahia a mais de 250 anos vem se aprimorando no Agroecossistema Cacau
Cabruca (ACC), trazendo consigo uma forte expressão cultural e influência no desenvolvimento
econômico regional. Considerando a relevância da cabruca para região e sua importância para
manutenção dos remanescentes florestais da Mata Atlântica, propõe-se como objetivo geral:
Apresentar um processo para valoração de espécies arbóreas existentes no ACC e comparar com
outros métodos para valoração de espécies arbóreas, visando contribuir para o debate acerca
da conservação dos remanescentes da Mata Atlântica. Almeja-se destacar a importância de se
estabelecer um método justo de precificação das terras para a construção de um lastro para
futuras novas formas de crédito rural. O estudo também pretende discutir a contribuição de
métodos de cultivo para a conservação de remanescentes da Mata Atlântica, apresentando as
principais espécies arbóreas contidas na região, além de mostrar a sustentabilidade econômica
do sistema cabruca de cacau, por meio da conservação produtiva em estabelecimentos rurais,
principalmente da agricultura familiar. A metodologia utilizada foi: pesquisa bibliográfica;
levantamento de dados da cacauicultura na microrregião cacaueira da Bahia; levantamento
das principais espécies arbóreas encontradas no agroecossistema cacau cabruca; métodos de
inventário florestal; e métodos para a valoração de espécies arbóreas no agroecossistema cacau
cabruca identificados e sistematizados. Além da contribuição no aspecto ambiental e social, com
esse estudo pretende-se apontar para uma perspectiva de maior interesse pela manutenção das
áreas de cabruca vislumbrando futuramente a utilização do patrimônio arbóreo numa perspectiva
para aumento do lastro econômico dos pequenos estabelecimentos rurais, abrindo as perspectivas
para muito além do sombreamento do cacaueiro. Dos 03 (três) métodos para cálculo do Valor da
Espécie Arbórea (VEA) analisados, o Valoração de Espécies Arbóreas para Uso Geral (VEAUG)
pode ser considerado um dos mais adequados para a região cacaueira no sul da Bahia. Essa
observação se dá pelo seu carácter conservacionista e melhor adaptado aos objetivos estudados.

Este trabalho buscou identificar as oportunidades para implementar um programa de Produção Mais Limpa na área de armazenagem e carregamento de granéis sólidos no terminal portuário em Aratu, Bahia, que fica aproximadamente 50Km da capital do estado, por meio da avaliação de medidas de P2 e P+L e suas metodologias. A localização geográfica, o relevo e o clima do Estado da Bahia são favoráveis à geração de energia solar. Inicialmente foi realizado um estudo exploratório com o objetivo de avaliar o processo operacional e as possibilidades de melhoria na área. Verificou-se que a implantação do programa de Produção Mais Limpa (P+L) visa possibilitar menor consumo dos recursos naturais, ganhos operacionais, benefícios econômicos e maior competitividade para a empresa, além da melhora da imagem frente ao mercado relacionados à gestão e qualidade ambiental no setor portuário. Os principais resultados relacionados à mudança na tecnologia referem-se à velocidade e produtividade na operação, garantindo a segurança e integridade dos colaboradores envolvidos nas atividades de armazenamento e carregamento de granéis sólidos. Agrega-se ao diagnóstico realizado no Porto, a eficiência energética, associada à adequação dos processos, troca de equipamentos elétricos e aplicação de novos procedimentos. Foi identificado o potencial de geração de energia solar na região no qual a empresa está apresentando uma proposta de um sistema de geração distribuída solar fotovoltaica (GDFV), com o payback de um pouco mais de 2 anos para o projeto. Estes, aliados às boas práticas operacionais (BPO), visam promover as ações para minimizar o consumo de água potável no porto. Os resultados indicaram que através do estudo de viabilidade econômica deste projeto será possível uma economia de 12% no uso de água potável, com retorno estimado em 4 anos para o investimento. Indicou-se também, a recuperação de energia, com a instalação de bancos capacitores ligados ao sistema elétrico. Este trabalho revela que a implementação do programa de Produção Mais Limpa no terminal portuário de Aratu, Bahia, não só promove uma gestão ambiental mais eficiente, mas também oferece oportunidades significativas, incluindo a geração de energia solar, a economia de água potável e a recuperação de energia. Essas ações não apenas melhoram a competitividade da empresa, mas também fortalecem sua imagem no mercado, ao mesmo tempo em que contribuem para a preservação do meio ambiente.

Pairs of enantiomers in pharmaceutical drugs are known to might have one enantiomer with the active principle, whereas the other might cause severe side effects. However, enantioresolution is not trivial. Simulated Moving Bed (SMB) chromatographies have been applied in the industrial and lab scales for separation of enantiomers. A representative phenomenological model is a key to a successful design, optimization, and control of the system, that relies on well-estimated parameters. This thesis aims to propose a novel methodology for a global and straightforward parameter estimation of the SMB model coupled with uncertainty analyses. Firstly, parameters are estimated via gradient-based and Particle Swarm Optimization (PSO) methods, whose operating conditions were generated by Latin Hypercube Sampling (LHS). Then, a new parameter estimation is carried out using experimental data from the literature, together with a PSO population-based uncertainty evaluation that enables model validation and definition of the parameter confidence regions. Secondly, this work proposes a method for screening the adsorption isotherm based on minimal system knowledge. This methodology determines a minimum number of experiments to be carried out in an SMB unit to provide a representative model, followed by a new parameter estimation and screened of the best adsorption isotherm equation. Finally, a single isotherm equation Linear + Bi-Langmuir is introduced as a combination of other known equations in the literature in order to carry out estimability analysis together with a comparison with screened isotherm. An estimability analysis based on orthogonalization could determine a subset of uncorrelated parameters which can be estimated, enabling the reduction of computational effort during parameter estimation. The results of this study show that it is possible to perform parameter estimation from SMB chromatography producing a more trustworthy model with minimal system knowledge for different adsorption isotherm equations that could make parameter estimation faster and then, enantiomer resolution simpler.

Esta tese desenvolveu uma metodologia para avaliar a segurança de processos sistêmicos para sistemas sociotécnicos industriais. O ponto forte foi o caráter interpretativo que parte do estudo do contexto através da ergonomia francesa contemporânea, apoiando-se no método FRAM (Functional Resonance Analysis Method). Através de sua linha de interpretação e detalhamento e observação das atividades, identificou-se as funções principais e de apoio para a construção das instanciações. A tese utilizou resultados da aplicação de dois referenciais metodológicos diferentes para identificar as funções críticas que afetam a segurança do processo em uma indústria química:  FRAM e os Fatores que Afetam o Desempenho (FAD, do inglês Performance Shaping Factors), sendo o que o último envolveu a participação ativa dos operadores aplicados num mesmo processo sociotécnico. Três respostas fenotípicas foram integradas, com base no FRAM, a saber: tempo, precisão e duração. Um referencial metodológico baseado em fatores humanos selecionou as chaves críticas via PSF, estas utilizadas como indicadores, para identificar as atividades críticas no processo conforme a percepção do operador. Este estudo demonstrou que alguns acoplamentos envolvendo a variabilidade de resultados podem ser diferentes em alguns aspectos no processo automatizado quando comparado ao de batelada (ou lote). A integração dos fenótipos de duração com tempo (cronometragem) de integração e precisão pode modificar os resultados da variabilidade no processamento em batelada. Um aspecto importante dos resultados envolveu a observação de que a gestão humana se adapta e pode mitigar riscos envolvidos. Particularmente, a competência e o conhecimento dos operadores podem eliminar o tempo de função bem como minimizar a tarefa, modificando a sequência de trabalho do processo. A comparação dos resultados demonstrou a compatibilidade entre duas diferentes análises, a saber: FRAM e FAD. A utilização de questionário para obter informações sobre os fatores que afetam o desempenho humano mostrou-se bem-sucedida, aumentando a participação do usuário em um sistema sociotécnico e ao mesmo tempo identificando atividades críticas do processo. O desenvolvimento de estudos futuros utilizando o FRAM em conjunto com outras ferramentas pode servir para fortalecer novos processos sociotécnicos.

O emprego da biomassa lignocelulósica para a produção de etanol de segunda geração, como

por exemplo, a casca do coco verde, implica no desenvolvimento e aperfeiçoamento das etapas de conversão dos açúcares em etanol utilizando via fermentativa. Assim, a execução da etapa de pré-tratamento torna-se necessária, responsável por romper a matriz lignocelulósica, deixando-a acessível ao ataque enzimático na etapa posterior, a hidrólise. Com os monômeros de açúcar disponíveis, a levedura converte-os em etanol, na etapa de fermentação. Dessa forma, esse trabalho visa o estudo das configurações de sacarificação e de fermentação, utilizando os resíduos do cultivo de coco como fontes de carbono, com o objetivo de avaliar as melhores condições de sacarificação e fermentação para produção de E2G. Inicialmente realizou-se o pré-tratamento hidrotérmico (PTH) em reator tipo PARR utilizando-se 15 % (m/v) de sólidos, a 195°C, 10 min e 200 rpm. Em paralelo realizou-se um planejamento experimental para o pré-tratamento ácido (PTA) (fatores: concentração de H2SO4 e temperatura) visando a otimização das condições operacionais de pré-tratamento. Em função da glicose as condições de 1% (v/v) H2SO4 a 100 °C para casca de coco verde (CCV), 2% (v/v) H2SO4 a 120 °C para os folíolos da folha de coqueiro (FFC) e 2% (v/v) H2SO4 a 100 °C para a raque da folha do coqueiro (RFC) seguiu para a hidrólise enzimática, empregando-se 7,5 % (m/v) de sólidos e 20 FPU/gbiomassa seca de Cellic Ctec2 suplementada com 10 % de Cellic Htec. Após 72h de reação, as concentrações de glicose atingiram 31,85 e 19,07 g/L para a hidrólise de CCV submetida para PTH e PTA. Com relação ao comportamento dos FFC na hidrólise, 21,31 e 13,65 g/L de concentração de glicose foram alcançados quando esta biomassa foi submetida ao PTH e PTA. Para RFC, obteve-se 45,39 e 21,01 g/L de glicose, após PTH e PTA, respectivamente. Esses resultados mostraram que a hidrólise enzimática usando pré-tratamento hidrotérmico foi mais eficiente do que os resultados obtidos para as biomassas ácidas pré-tratadas. Logo, as amostras seguiram para a fermentação com a levedura Kluyverkomyces marxianus a 37°C/24 h. Nessa etapa é possível verificar que praticamente todos os teores de glicose e xilose foram consumidos pela levedura. No entanto, o rendimento em etanol atingiu valores entre 47 e 80%, indicando possíveis problemas de natureza tóxica, ou seja, a produção de compostos secundários, ácido acético, furfural e 5-hidroximetilfurfural (HMF). Um estudo preliminar foi realizado para aumentar a eficiência de fermentação no hidrolisado de bagaço de cana, biomassa conhecida, e submetido aos pré-tratamentos hidrotérmico (195 ºC, usando 200 rpm por 10 min) e ácido (0,5% (v/v) de ácido sulfúrico a 121ºC por 15 min) e (carga de sólidos de 10% m/v). A hidrólise enzimática do material prétratado foi realizada utilizado o complexo enzimático CellicCtec® (60 FPU/gbiomassa seca, tampão citrato a 50 mM e pH 4,8) a 50ºC usando 150 rpm por 72h. Antes do processo de detoxificação, realizou-se um teste com a espécie de Saccharomyces cerevisiae para verificar se os compostos furfural (1 e 4g.L-1) e ácido acético (1 e 5% v/v) exerciam significativa inibição na espécie testada. O processo de detoxificação avaliou a concentração de carvão ativado (1, 3 e 5% m/v) e o tempo do processo (30, 45 e 60 min) a 30 ºC, 150 rpm por 24 h. A presença de furfural e ácido acético exibiu forte influência na espécie considerada, chegando a prejudicar em mais de 90% o consumo de açúcares no meio. O processo de destoxificação aumentou 13% a eficiência de fermentação para o hidrolisado obtido hidrotermicamente, enquanto que para o ácido não houve diferença significativa. Dessa forma, foi possível concluir que o estudo das condições de processo aumentou a produção de etanol comparado aos valores já relatados em estudos anteriores com a casca do coco verde. E identificou a potencialidade da folha do coqueiro para produção de etanol de segunda geração. E ainda verificou que as condições de detoxificação podem ser adaptadas as biomassas do cultivo de coco para aumentar a eficiência e tornar os resultados factíveis à produção industrial.

Biorrefinarias modulares são indústrias promissoras para diversificação da economia de países em desenvolvimento e redução da dependência externa de insumos produtivos. Esta pesquisa teve como objetivo, avaliar a viabilidade tecno-econômica, ambiental e social de biorrefinarias modulares para produção de insumos de alto valor agregado para a indústria farmacêutica, cosmética ou alimentícia em Guiné-Bissau, a partir de beneficiamento dos cachos de frutos frescos de dendê (CFF) e sementes da mamona descascadas. Para alcançar o objetivo proposto, a metodologia empregada conta com um modelo de otimização multidimensional multicritério construído para avaliar a sustentabilidade de biorrefinarias propostas e apoiar a tomada de decisão. Os produtos de CFF avaliados foram o óleo bruto, óleo refinado, óleo de palmiste e estearina; enquanto aqueles de mamona foram o óleo bruto, óleo refinado e estearina. Para atender os mercados regionais com os referidos produtos, foi proposta a instalação de sete biorrefinarias modulares em Guiné-Bissau. Os dados foram obtidos em fontes secundárias e compilados em linguagem de programação Python®. A incerteza dos dados foi avaliada a partir da Matriz Pedigree e sua variabilidade por meio das Simulações de Monte Carlo. Foi estimada a disponibilidade de 3,66  105 t ano−1 de CFF e 1,8  104 t ano−1 de sementes de mamona. A solução do modelo multidimensional indicou a quantidade ótima a produzir de cada produto de modo a alcançar um lucro bruto de 5,03  108 US$ ano-1 no cenário otimizado. As emissões de GEE no beneficiamento das matérias-primas no cenário base foram de 1,75  108 kg CO2eq ano-1, enquanto no cenário otimizado foi de 2,40  108 kg CO2eq ano-1. Esta diferença, no entanto, está dentro da faixa de incerteza de informações da avaliação ambiental. A geração de empregos no cenário base é de 1,24  105 empregos por ano e no cenário otimizado é de 1,80  105 empregos por ano. Há um trade-off entre a maximização do lucro e minimização das emissões de GEE. Ao maximizar o lucro, as emissões de GEE aumentam em 148 %, e ao minimizar as emissões de GEE, o lucro bruto diminui em 82 %. Finalmente, foram simulados diferentes cenários de compensação do crédito de carbono com as emissões excedentes de GEE ao maximizar o lucro bruto a um custo de 0,03 US$/(kg-1 CO2), 0,10 US$/(kg-1 CO2) e compensação total de todas as emissões de GEE geradas, os quais indicaram um impacto de 0,86 %, 2,86 % e 4,77 % do lucro bruto, respectivamente. Assim, é possível compensar todo o crédito de carbono inicialmente para viabilizar as operações de biorrefinarias propostas. A análise de viabilidade econômico-financeira permitiu verificar que o projeto é viável, pois o Valor Presente Líquido é 7,79  107 US$ a uma Taxa Mínima de Atratividade anual de 14 %, Taxa Interna de Retorno igual a 34 % e prazo para o Retorno de Investimento Inicial (Payback Simples e Payback Descontado), é de 2,90 anos e 3,95 anos, respectivamente.

Proporcionar o máximo desempenho com o custo mınimo é  um desafio importante no desenho de instalações mecânicas.  Um dos principais problemas é determinar a con- figuração otima de um conjunto de unidades funcionando em paralelo que minimize o consumo total de energia. Este problema é amplamente estudado na literatura e é conhecido como “despacho economico” (em sistemas de geraçãao de potência) ou como problema da carga otima” (em sistemas de climatização).  No entanto, este problema  precisa que as unidades  sejam selecionadas previamente. O procedimento proposto neste trabalho objetiva resolver o problema da seleção e o problema da carga simultaneamente.  Esta é uma proposta que permite determinar, de maneira  rigorosa,  as unidades que devem ser compradas   e a correspondente configuração  de operação.   O procedimento foi aplicado a dois estudos de caso: i) seleção de chillers em sistemas de água gelada,  e ii)  seleção de turbinas a gas  e motores em plataformas  offshore de petróleo  e gas. Ambos  os casos foram analisados utilizando duas abordagens alternativas. Em primeiro lugar, uma otimização monobjetivo  de uma função combinada baseada no custo e, em segundo lugar, uma otimização multiobjetivo do custo de capital e do consumo de energia.  Os resultados em todos os casos mostraram  que a capacidade nominal total das unidades selecionadas não é necessariamente próxima da carga pico, que ´e uma regra geral habitualmente uti- lizada na seleção  de equipamentos. Por exemplo, no caso do sistema de água  gelada, a capacidade nominal total da solução com três chillers de 500 TR é consideravelmente maior que a carga pico (900 TR). Da mesma forma, as soluções obtidas na seleção de turbinas de gas  e motores em plataformas  offshore são  melhores que a solução  padrão de três  turbinas de gas aeroderivativas  modelo GE LM2500+RD (G4) (com um custo de capital de 40.05 milhões de dólares e um consumo de combustível de 9.999 × 104 TJ na configuração otima durante a vida útil do sistema). Estes resultados contraintuitivos demonstram a necessidade da utilização de um procedimento sistemático de seleção.

A utilização de bombas submersíveis elétricas para o levantamento de petróleo é um método amplamente utilizado na indústria de petróleo e gás para aumentar a produção. Portanto, controlar e otimizar esse processo para garantir uma produção estável e econômica é crucial, minimizando os custos operacionais e maximizando a eficiência de produção. Recentemente, a literatura tem encontrado excelentes resultados ao usar a técnica avançada de controle preditivo baseado em modelo (MPC) devido à sua facilidade em incorporar restrições e requisitos econômicos em sua formulação. Embora seja uma técnica poderosa, uma definição razoável dos parâmetros do MPC é necessária para seu bom funcionamento; caso contrário, o sistema pode operar em condições subótimas ou ineficientes. No entanto, ajustar o controlador MPC é um problema complexo que requer conhecimento especializado para selecionar parâmetros do controlador, como horizontes de previsão, horizontes de controle e pesos de controle. Além disso, a maioria dos métodos de ajuste na literatura é dedicada a formulações específicas de MPC, desempenho ou metas de robustez, não explorando o impacto do ajuste nos indicadores econômicos. Portanto, há uma necessidade de um método de ajuste generalizado que funcione para diferentes formulações, processos e requisitos de ajuste. Além disso, nenhum estudo na literatura investiga o efeito do ajuste do MPC na otimização e operação de poços de petróleo levantados por ESP, seja em termos de desempenho, robustez ou critérios econômicos. Portanto, é apresentado um método de ajuste generalizado do MPC, baseado em um algoritmo de otimização de horizonte de recuo em tempo real capaz de abranger diferentes formulações de MPC, restrições e critérios de ajuste, desde o desempenho até a economia. Este método oferece uma nova perspectiva para a otimização em tempo real de poços de petróleo levantados por ESP, abordando explicitamente o problema do ajuste do MPC. Os resultados mostram que a abordagem proposta tem potencial para a indústria de petróleo e gás, uma vez que foi possível testar diferentes estudos de caso e formulações de controle em resultados simulados, alcançando um aumento de 5,7% na produção de petróleo ou uma redução de 2,1% no consumo de energia, dependendo dos critérios desejados.

Monazita é um dos principais minerais de terras raras leves e está sempre associada à presença de tório. Isso representa desafios no processamento devido à forte radiação presente neste mineral. Neste estudo, é abordada a separação do tório dos elementos terras raras leves em meio clorídrico a partir de monazita desfosforada. As etapas usadas para obter uma solução aquosa envolveram: adição de NaOH ao concentrado, aquecimento à temperatura de 400 oC por 3 horas, lavagem com água e posterior lixiviação do rejeito com HCl. As amostras da fase aquosa foram analisadas por ICP-OES. Para verificar a viabilidade da fusão alcalina, uma modelagem termodinâmica com diferentes reagentes foi realizada, e os cálculos termodinâmicos das prováveis reações foram feitos consultando o banco de dados do software HSC Chemistry 6.0. O NaOH se apresenta como o reagente mais eficaz do ponto de vista termodinâmico e energético. A separação do tório dos elementos de terras raras leves foi realizada por extração com solventes como Cyanex 572, 272, 923, 921 e misturas. Foi realizada uma modelagem teórica utilizando o software Spana para comparar as condições nos meios nítrico e clorídrico. Observou-se que o Cyanex 572 e suas misturas extraem 98% do tório em um único estágio, enquanto as extrações Cyanex 272 extrai 70% do tório e 40% dos ETR. Os resultados mostram que o tório pode ser separado dos ETR leves em meio clorídrico, tanto por Cyanex 272 quanto por Cyanex 572, sendo necessário um estágio adicional de extração ao utilizar o Cyanex 272. Os demais extratantes não apresentaram resultados satisfatório na separação. Os resultados mostram que a capacidade de extração pode ser melhorada utilizando diluentes de cadeia longa, pH ácido, abaixo de 2 e concentração de 5% para o cyanex 572 e 10% para o Cyanex 272.

Inspirado nos trabalhos matemáticos desenvolvidos na Mecânica Estatística não Aditiva, com
suas funções, álgebra e trigonometria extensamente aplicadas a sistemas complexos, são realizadas
duas propostas nesta tese que implicam em consequências no contexto de sistemas
dinâmicos não lineares e na termodinâmica de eletrólitos, que orbitam entorno da modelagem
da digestão anaeróbia em reatores. A primeira contribuição trata da proposição de um algoritmo
extremum seeking modificado com uma função oriunda da 𝑞-trigonometria de Borges
com consequência no aumento da velocidade da busca ao extremo e minimização às perturbações
externas. Esse resultado é demonstrado analiticamente pela apresentação da estabilidade
assintótica no sentido de Lyapunov. A segunda proposta, está no contexto das interações
de longo alcance tipicamente apresentada pelo comportamento em soluções eletrolíticas
e modeladas pelo potencial de Debye-Hückel, sendo este potencial generalizada pela função 𝑞-
exponencial, que permite, de forma simples, representar as propriedades de tensão superficial e
coeficiente de atividade iônica médio, importantes para muitas aplicações em sistemas químicos,
biológicos e ambientais. Na investigação das hipóteses termodinâmicas simplificadoras
adotadas no ADM1 para o equilíbrio do biometano, verifica-se que são suficientes para representar
o sistema do estudo de caso, diferente do comportamento do dióxido de carbono que é
dependente das reações de equilíbrio químico e de eletrólitos. Adicionalmente, é confirmado
o aumento de velocidade, abrangência do domínio de busca e redução da perturbação residual
pela aplicação do algorítimo extremum seeking generalizado. Por fim, é demonstrado como o
potencial de Debye-Hückel generalizado é capaz de estimar propriedades como a tensão superficial
e o coeficiente de atividade iônica médio para faixas amplas de concentrações iônicas.

O trabalho em questão apresentou uma solução tecnológica online desenvolvida para integrar e sistematizar dados públicos, visando melhorar a gestão de Pesquisa, Desenvolvimento Tecnológico e Serviços em Instituições de Educação Profissional, Científica e Tecnológica no Brasil. Este sistema, registrado junto ao INPI (BR5120230010197) foi fundamentado em teorias de inovação, análise de negócios e visualização de dados, e utilizou uma abordagem quantitativa para incorporar técnicas de Business Intelligence, como data warehouse e dashboards interativos. Para o estudo de caso, analisaram-se os dados da Rede Federal de Educação Profissional, Científica e Tecnológica, e a solução proposta buscou enfrentar o desafio de superar os obstáculos na gestão eficiente de dados, atendendo demandas institucionais, produtivas e governamentais (incluindo as provenientes de órgãos de controle), que são cada vez mais vitais para assegurar uma gestão de dados ágil e precisa, com o objetivo de integrar e otimizar essa gestão. A metodologia, utilizou-se de uma abordagem quantitativa e empírico-dedutiva que incluiu revisão de literatura, consulta a usuários, identificação de fontes de dados e validação do sistema por nove especialistas. Os resultados indicaram que a ferramenta foi essencial para consolidar informações de múltiplas fontes, auxiliando gestores públicos e institucionais na resposta rápida e confiável às demandas dos órgãos de controle. A solução proposta também apresentou um design de fácil uso e grande potencial de mercado, adaptável a diferentes instituições do Sistema Nacional de Inovação. Adicionalmente, a implementação do sistema permitiu observar características específicas da Rede Federal, como a diversidade de disciplinas e a concentração geográfica das pesquisas, bem como a necessidade de fortalecer a colaboração entre pesquisadores e o setor privado. Após uma década, instituições do Nordeste e do Norte começaram a ganhar destaque. As conclusões reforçaram a necessidade de soluções tecnológicas práticas para os setores envolvidos e a importância da continuidade da pesquisa, sugerindo o aprofundamento teórico e a expansão metodológica, como a adoção de data lakes ou lakehouse. As limitações do estudo incluíram a dificuldade de acesso a dados públicos no Brasil e a necessidade de atualizações constantes do sistema para manter a qualidade e acessibilidade dos dados.

Os aterros sanitários, apesar de serem considerados uma tecnologia adequada para a disposição final de resíduos sólidos urbanos, geram subprodutos líquidos e gasosos que demandam tratamento antes da disposição final no meio ambiente. Os lixiviados de aterros sanitários caracterizam-se pela cor escura e concentração elevada de matéria orgânica recalcitrante. Apesar dessas características, admite-se a possibilidade que alguns recursos existentes nesse efluente sejam recuperados e aproveitados em outros processos. A recuperação do nitrogênio presente em elevadas concentrações é atrativa para o cultivo de microalgas, por exemplo. Este trabalho propôs a investigação do desenvolvimento estável de microalgas em um meio de cultivo composto por lixiviado de aterro sanitário tratado por processo oxidativo avançado (POA) especificamente Foto-Fenton. O lixiviado utilizado foi coletado no Aterro Metropolitano Centro (AMC), no município de Salvador. Devido às características do lixiviado houve necessidade em realizar o tratamento por processo Foto Fenton, o objetivo dessa etapa foi reduzir as concentrações de matéria orgânica do efluente e encontrar as condições ótimas para tratamento do efluente. Para as condições ótimas de tratamento físico-químico, obtidas por meio da técnica de planejamento estatístico de experimentos, alcançaram-se reduções das concentrações de DQO e cor verdadeira do lixiviado de 75,5% e 95,3%, respectivamente. Esse efluente tratado foi utilizado para o cultivo das microalgas. Após breve etapa de adaptação, as espécies que apresentaram sobrevivência foram Euglena gracilis e Chlorella vulgaris. O experimento continuou com o uso dessas espécies num cultivo por 21 dias, utilizando a contagem de células e análise do crescimento. Após esse cultivo foi iniciado um novo ajustando algumas condições do cultivo como fornecimento de maior intensidade luminosa, concluiu-se que a espécie Euglena gracilis apresenta potencial de crescimento no lixiviado tratado por Foto-Fenton enquanto a espécie Chlorella vulgaris apresentou melhor crescimento no lixiviado tratado por Foto-Fenton com aumento da intensidade luminosa associada a aeração.

O armazenamento de energia por ar liquefeito (LAES) é uma tecnologia de armazenamento promissora devido suas diversas vantagens: alta densidade volumétrica de energia, baixas per-das durante o armazenamento e livre de restrições geográficas para instalação. Entretanto, essa tecnologia apresenta certas limitações que podem comprometer sua viabilidade, como alto custo de investimento e baixa eficiência de ciclo. Buscando contornar essas limitações, este trabalho propõe uma análise termodinâmica e econômica de uma nova configuração para plan-tas LAES integrando um ciclo Rankine criogênico com ar como fluido de trabalho (ARC). A adição do ARC reduz a destruição de exergia durante a troca térmica no processo de liquefação, diminuindo o consumo específico de energia deste processo, consequentemente, melhorando a eficiência de ciclo da planta LAES. O sistema proposto foi comparado com duas plantas LAES, com e sem recuperação de energia térmica interna, a fim de avaliar os benefícios da adição do ARC no desempenho do sistema. Os resultados mostraram que com a adição do ARC, a efici-ência de ciclo do sistema foi de 57,1%, com rendimento líquido de ar armazenado de 90,7%. Com relação a nova configuração proposta, observou-se que o aumento do rendimento líquido de ar liquefeito armazenado foi mais importante para melhorar a eficiência de ciclo do que a potência gerada pelo próprio ARC. Os resultados da análise exergética mostraram que a des-truição total de exergia da nova configuração em relação as plantas LAES sem e com recupe-ração de energia térmica interna diminuiu em 44,8% e 2%, respectivamente. Além disso, foi feita uma análise paramétrica a fim de investigar os efeitos das pressões de compressão, arma-zenamento e após a bomba criogênica na nova configuração. Do ponto de vista econômico, o novo sistema proposto apresentou performance econômica melhor do que o sistema LAES com integração energética, reduzindo o custo nivelado de energia armazenada (LCOS) em aproxi-madamente 2%. Sendo assim, a nova configuração proposta foi capaz de melhorar o desempe-nho e a competitividade econômica de sistemas LAES.

Este trabalho propõe preencher lacunas em três áreas do PSE aplicadas ao processo cíclico, especificamente, ao leito móvel simulado reativo: Análise de sensibilidade dinâmica, aceleração com modelos substitutos baseados em redes neurais profundas, otimização robusta e diagnóstico de defeitos. Para começar, este trabalho propõe duas unidades de leito móvel simulado reativo para a síntese de propanoato de propila: o Leito Móvel Simulado Reativo com 4 columas (LMSR-4) e o Leito Móvel Simulado Reativo com 8 colunas (LMSR-8). Seus desempenhos foram simulados e comparados com o Leito Móvel Verdadeiro Reativo (LMVR). Este trabalho fornece duas análises detalhadas para avaliar o comportamento dinâmico do sistema das três unidades: uma análise baseada em ortogonalização e a curva de reação do processo. O primeiro mostrou que o tempo de comutação e a concentração de alimentação são as variáveis que mais influenciam o sistema, embora em extensões diferentes para cada unidade. O segundo destacou que a equivalência LMVR/LMSR comumente utilizada não é válida durante determinadas condições transitórias. Quando se trata de modelos substitutos neurais, sabe-se que as Redes Neurais Recorrentes (RNRs) são preditores adequados para a família de modelos do tipo NOE (Nonlinear Output Error). O NOE é uma das representações mais importantes na engenharia química quando são necessárias previsões de longo prazo (simulação). Mesmo assim, a literatura de engenharia química apresenta lacunas notórias neste tema. Portanto, este trabalho propõe uma estrutura nova e completa para identificar Redes Neurais Recorrentes Profundas (RNRPs) para representação NOE com foco em sistemas de engenharia química. A estrutura incorpora um novo método de treinamento e o emprego de um algoritmo de seleção automática de hiperparmetros de alta eficiência. Os resultados mostram que, utilizando o quadro proposto, as RNRPs podem modelar o processo LMSR com precisão satisfatória, contando exclusivamente com sinais de entrada e previsões passadas (simulação livre). Ao lidar com a otimização baseada em modelos mecanicistas de LMSR, são necessários solucionadores eficientes e poder computacional significativo. Nos últimos anos, modelos substitutos têm sido considerados para tais problemas de otimização com alta carga computacional. Nesse sentido, as Redes Neurais Artificiais (RNAs) encontraram aplicações para modelagem da unidade leito móvel simulado, mas ainda não foram relatadas para o LMSR. No entanto, um método consistente para avaliação da otimização usando modelos substitutos ainda é uma questão aberta na literatura. Sendo assim, duas contribuições principais podem ser destacadas: a otimização do LMSR com base na rede neural recorrente profunda e a caracterização da região de operação viável. Isso é feito reciclando os pontos de dados a partir de uma técnica meta-heurística – avaliação de otimalidade. Os resultados demonstram que a otimização baseada em redes neurais profundas converge ao mesmo tempo em que atende à otimalidade. Finalmente, sabe-se que o Big Data desempenha um papel crucial na Indústria 4.0, oferecendo ferramentas para melhorar o processo de tomada de decisão. Entre os setores industriais, a indústria de processos químicos já possui estruturas maduras de gestão de dados, mas ferramentas analíticas pouco exploradas. Nesse sentido, este trabalho propõe uma ferramenta analítica online que pode lidar com big data a ser utilizado para identificar operação anormal em processos químicos. Trata-se de uma Matriz de Sensibilidade Dinâmica (DSM) modificada e Ortogonalização Gram-Schmidt (GSO) para priorizar variáveis de processo sob comportamento anormal e avaliar o impacto que elas têm no desempenho da planta.

Atualmente as microalgas vêm sendo muito estudadas como fonte de biomassa para produzir biocombustíveis devido a sua elevada produtividade, elevado teor lipídico e capacidade de crescer em uma grande variedade de climas e espaços sem competir com a produção de alimentos. Este trabalho tem como objetivo a produção de hidrocarbonetos verdes similares aos constituintes do diesel convencional, a partir da pirólise rápida térmica da fração lipídica das microalgas dos gêneros Halamphora coffeaeformis (Hc), Chlorella vulgaris (Cv) e Nannochloropsis oculata (No). Para esta última, foi estudada a viabilidade do uso quando submetida a pirólise rápida catálitica. Esta prática enfatiza o importante papel da catálise na pirólise rápida. Os catalisadores usados demonstraram sinergia ao craqueamento térmico, amplificando os produtos de interesse. Foram realizados também estudos usando uma molécula modelo, o ácido mirístico, representando os ácidos graxos que podem ser encontrados nas microalgas. Foi verificado que os produtos gerados na micropirólise desta molécula na presença dos catalisadores de nióbia (Nb350, Nb700, NbB700,) em dois níveis de temperaturas, 500 e 600°C apresentaram formação de cetonas e hidrocarbonetos por desoxigenação do ácido graxo. Foi realizado ainda, experimentos usando o C14 com catalisadores de alumina ( γ-Al₂O₃) e nióbio suportado em alumina (Al700 e AlNb700) foram utilizados apenas na temperatura de  600ºC. Os experimentos foram realizados no micropirolisador Multi-shot Pyrolyzer Model EGA/PY-3030D, da Frontier Laboratories LTD, conectado on-line com um cromatógrafo a gás acoplado a um espectrômetro de massas GC-MS 5799A, da marca Agilent. Todas as micropirólises foram realizadas pelo método térmico “Single-Shot” (SS). Os catalisadores à base de nióbio foram preparados a partir do óxido hidratado de nióbio por calcinação a 350 e 700°C sendo esta última amostra modificada com ácido bórico (Nb350, Nb700 e NbB700). A partir da pirólise puramente térmica da fração lipídica das microlagas, conduzida na temperatura de 600°C, foi verificada a melhor resposta para então serem realizados os testes com os catalisadores (Nb350, Nb700 e NbB700). Os produtos da micropirólise do ácido mirístico foram identificados através do Banco de Dados NIST, admitindo probabilidade de concordância dos parâmentros igual ou superior a 80%. Para a pirólise da fração lipídica das microalgas foi admitido 70% de concordância. Os principais resultados obtidos com a molécula modelo mostraram que o Nb350 é tão eficiente quanto a Al700 na pirólise a 600°C, produzindo cetonas que podem ser consideradas intermediárias na produção de hidrocarbonetos dos tipos olefinas e alcanos, e com cadeia de carbono de tamanho maior que o ácido de partida. Na pirólise da fração lipídica da No os catalisadores Nb350, Nb700 e NbB700 tiveram um desempenho importante, aumentando de 18% para 35% a produção de hidrocarbonetos compatíveis com o combustível tipo Diesel.

A Internet e a multitude de novas abordagens advindas da Tecnologia Digital da Informação e Comunicação (TDIC) têm penetrado o mundo industrial, trazendo um potencial disruptivo. O impacto da Indústria vai para além dos processos associados à produção e distribuição, passando por uma forma mais complexa de inovação baseada na combinação de múltiplas tecnologias, impulsionando empresas a repensarem a forma de como gerirem os seus negócios e processos. Os profissionais neste contexto da atual revolução Industrial – Indústria 4.0 (I4.0), necessitam de conhecimentos técnicos para lidar com tendências emergentes, como, Big Data, Internet das Coisas, robótica, mas precisam também de competências comportamentais e emocionais. Visando esse cenário, é importante que os atuais processos pedagógicos do ensino superior sejam repensados e aprimorados de modo a acomodar paulatinamente mudanças emergentes na formação dos alunos. Com o estudo de caso apoiado na pesquisa qualitativa, o interesse deste estudo centrou-se na seguinte problemática: O que é necessário para implantar e avaliar mudanças estruturais no ensino aprendizagem para desenvolver a autonomia discente, via competências específicas no contexto da Indústria 4.0 em instituições públicas? A partir dessa instigação, o processo metodológico fez uso de informações colhidas junto ao corpo docente e discente de alguns cursos da área de tecnologia e engenharia de duas Instituições de Ensino Superior (IES) dos Estados de Alagoas e Bahia. O instrumento de pesquisa foi o questionário que contou com a contribuição de cento e trinta e sete (137) sujeitos, 31 professores e 106 alunos. A partir da análise dos dados, os alunos acreditam ter autonomia e dizem estar preparados para a I4.0, contudo os professores discordam dessas opiniões. Verificou-se muitas divergências nas opiniões dos grupos em relação a autonomia e as competências, necessitando o uso de indicadores do Exame Nacional do Desempenho dos Estudantes dos anos de 2014, 2017 e 2019 para compará-los, mesmo assim, persistiram algumas divergências, descritas na tese. Os professores veem os alunos muito passivos, contudo acreditam que o uso das TDIC e de metodologias ativas possam colaborar no desenvolvimento dessa autonomia, trazendo uma maior dinamicidade, como também uma mudança de postura do aluno para que ele se torne mais ativo, autônomo e participativo. Verificou-se também duas situações que precisam ser trabalhadas no processo de aprendizagem: a necessidade no desenvolvimento de competências socioemocionais na vida acadêmica do aluno, estas essenciais para o profissional que irá trabalhar na I4.0, e a realização de alianças entre as universidades e a indústria.
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A injeção de água de baixa salinidade (IABS) é um método atual, econômico e ambientalmente amigável para aumentar a recuperação de petróleo, através da redução da salinidade e/ou alteração da composição da água injetada. No entanto, o efeito sinergético da concentração, da composição e do pH da água injetada na recuperação de óleo durante a IABS ainda é pouco compreendido. Esse fato se deve à complexidade das interações entre o óleo, as salmouras de formação e de injeção e a superfície da rocha, tanto em reservatórios de arenito como os de carbonato, particularmente quando os reservatórios contêm uma diversidade de argilominerais. Além disso, há uma carência de estudos de IABS em rochas brasileiras de arenito e em óleos parafínicos leves até o momento. Esta tese investiga o desempenho e os mecanismos da recuperação de óleo em salmouras de alta e baixa salinidades usando amostras de um reservatório siliciclástico na Bacia do Recôncavo, nordeste do Brasil. Medidas de potencial zeta, análise de adsorção de óleo em sílica, experimentos de injeção em meio poroso e medições de tensão interfacial e ângulo de contato estão entre os principais experimentos realizados nesse trabalho. Adicionalmente, foi utilizado um simulador numérico comercial para criação de um modelo representativo do experimento de injeção. Os resultados experimentais mostraram o aumento simultâneo da recuperação de óleo e do pH do efluente durante a IABS. Medições do potencial zeta confirmaram a expansão do filme de água na superfície da rocha e do óleo com a diluição das salmouras. As observações experimentais indicaram também que quando o pH do reservatório muda para as condições alcalinas conduzidas por trocas iônicas durante a IABS, o pH pode se aproximar do ponto isoelétrico das cargas superficiais dependentes de pH presentes em minerais de rocha e no óleo, enfraquecendo a atração eletrostática entre suas superfícies e, consequentemente, contribuindo para a liberação do óleo no meio e aumento da recuperação de óleo. A otimização e a análise de sensibilidade do modelo simulado mostraram que a concentração de Na+ e Ca++ e a vazão de injeção de água foram os parâmetros mais importantes na IABS. Por fim, medições de tensão interfacial e de ângulo de contato em sistemas contendo amostras de rochas representativas da Bacia do Recôncavo, salmouras de alta e baixa salinidades, óleo e CO2 indicaram que a salmoura de baixa salinidade favorece a solubilidade do CO2, podendo levar ao aumento da recuperação
de óleo em aplicações híbridas envolvendo a IABS e CO2. As descobertas desta tese contribuem substancialmente para o entendimento dos mecanismos de recuperação de óleo durante a IABS. Esta tese também fornece dados úteis para empresas de petróleo que adquiriram campos maduros e blocos exploratórios na Bacia do Recôncavo, apoiando-as nas decisões operacionais e de investimento.

Diante da importância da agricultura brasileira para economia nacional e do crescimento da produção de manga no setor de fruticultura irrigada do Vale do São Francisco (Região Nordeste, Brasil), a avaliação de eficiência técnica e do conjunto de soluções não dominadas representa um potencial de melhoria da alocação de recursos produtivos. Este trabalho apresenta um modelo multiobjetivo (Improved Weighted Goal Programming model - Multiple Criteria Data Envelopment Analysis, IWGP – MCDEA), baseado na Programação por Metas (GP) e associado ao não-Arquimediano infinitesimal (NAI,𝜀), que visa superar as deficiências da Análise Envoltória de Dados (DEA) clássica (baixo nível de discriminação entre as DMUs e a distribuição irrealistas dos pesos), sendo capaz de ser aplicado em situações reais como na fruticultura irrigada (IWGP – MCDEA – retorno variável de escala BCC). O caso de estudo compreendeu uma empresa do ramo agrícola de exportação localizada no Vale do São Francisco. O desempenho do modelo multiobjetivo proposto (IWGP - MCDEA) foi comparado ao modelo clássico da DEA baseado no retorno variável de escala (BCC) e ao método de programação por metas do tipo soma ponderada (Weighted Goal Programming, WGP - MCDEA). A análise dos resultados envolveu o uso de métricas estatísticas (p-valor, Teste de Correlação de Spearman e Coeficiente de Variação) que mostraram o melhor desempenho na discriminação das Unidades Tomadoras de Decisão (DMUs) a partir da inclusão do NAI. Para análise de sensibilidade foi utilizado o Coeficiente de Variação que definiu a estabilidade para os pesos de cada critério (input/output). O modelo proposto é capaz de superar as deficiências associadas a DEA clássica e oferece a possibilidade de melhoria da competitividade da empresa através do aumento de produtividade a partir da redução dos custos de insumos. Uma etapa adicional compreendeu a aplicação de uma técnica clássica de agrupamento não hierárquico (Fuzzy C-Means, FCM) visando o reconhecimento de grupos e padrões de DMUs a partir dos respectivos inputs e outputs. Os resultados obtidos por esta técnica de aprendizado não supervisionado demonstraram consistência em relação ao reconhecimento/identificação de DMUs eficientes obtido pelo método proposto (IWGP-MCDEA).

Líquidos iônicos são sais orgânicos não voláteis que, em condições normalizadas, permanecem em estado líquido e são compostos por cátions orgânicos e ânions orgânicos ou inorgânicos. Apresentam uma vasta aplicação industrial e perfil sustentável e, geralmente, são chamados de“solventes verdes”, porém, apesar desta denominação, ainda há informações insuficientes sobre seus aspectos relacionados à sua toxicidade ao meio ambiente e aos seres humanos. Neste contexto, este trabalho teve como objetivo avaliar os aspectos toxicológicos de alguns líquidos iônicos através de bioensaios in vitro, além de tentar compreender seus efeitos em células, buscando possíveis aplicações biológicas. Para isso foram sintetizados dezessete líquidos iônicos próticos e analisados em ensaios in vitro de: citotoxicidade em células metabolizadoras (HepG2) e células de pele (HaCat e HDFa); de observação morfológica de células HaCat em exposição a esses líquidos; e de irritação ocular em membrana cório-alantóide de ovos fecundados de galinha (HET-CAM). Visando estudar uma possível aplicação biológica, o potencial de cicatrização em células HDFa também foi avaliado. Os resultados obtidos foram promissores, uma vez que, em geral, os líquidos mostraram baixo efeito citotóxico, obtendo valores de CI50 entre 8 e 390 mM, aproximadamente. Além disso, foi possível observar seu efeito sobre as células, ocasionando aumento ou diminuição de volume e/ou ruptura da membrana celular em linhagem HaCat, devido à pressão osmótica. O ensaio de irritação ocular demonstrou que os líquidos iônicos compostos de ácido cítrico, não ocasionaram irritação ocular, enquanto treze deles foram caracterizados como irritantes leves ou moderados, sendo possível sugerir, baseando-se neste teste, a sua utilização com segurança em organismos vivos, apesar de haverem ressalvas. Também foi possível confirmar, a partir de uma análise quantitativa pelo software ImageJ, a classificação de irritação ocular a partir da análise das imagens em escala de cinza. Além disso, nenhuma amostra testada foi capaz de impedir o processo de cicatrização avaliado in vitro, sendo este mais um indício de segurança e, ainda, o líquido iônico composto por ácido oxálico se destacou por ser capaz de favorecer a proliferação celular. Portanto, foi possível concluir que os líquidos iônicos próticos avaliados neste trabalho são, de maneira geral, seguros, menos tóxicos às células humanas do que solventes convencionalmente usados e os resultados coletados contribuem significativamente com a ciência, pois indicam parâmetros de segurança destes compostos, relacionados às suas características químicas e concentrações e reforçam a necessidade da continuidade destes estudos. Também, neste trabalho, sugere-se um novo rumo das pesquisas empregando líquidos iônicos próticos, buscando efeitos biológicos para os mesmos.

Com o aumento da demanda energética mundial, o gás natural tem despontado dentre os combustíveis fósseis por ter um menor impacto ao meio ambiente, melhor eficiência energética, e ser facilmente distribuído via redes de dutos. Assim, com o objetivo de torná-lo mais competitivo, muitos trabalhos na literatura vêm desenvolvendo técnicas para prever o comportamento do gás nas redes de distribuição. Apesar disso, um tema ainda em aberto nessas pesquisas é a implementação de métodos mais rigorosos na modelagem dos compressores centrífugos em redes de distribuição. Estes equipamentos são essenciais à operação do sistema, principalmente em trabalhos de otimização e controle, uma vez que são responsáveis por inserir graus de liberdade à operação, ao passo que obedeça os limites físicos e econômicos do processo. Destas restrições, a linha de surge se destaca por estar localizada no ápice da eficiência isentrópica do compressor, mas também limita a estabilidade do processo de compressão. Com base nisso, este trabalho contribui ao descrever o mapa do compressor por um modelo fenomenológico capaz de abarcar a não idealidade do gás escoado. Assim, as contribuições desta tese podem ser resumidas como: (i) avaliar o impacto do modelo fenomenológico dos sistemas de compressão tanto na simulação transiente das redes quanto no controle dos sistemas de compressão, (ii) analisar a influência das equações de estado nas simulações bem como seu impacto nos estados transientes do mapa do compressor, (iii) propor estratégias de controle dos sistemas de compressão tanto em sistemas de parâmetros concentrados quanto distribuídos com a predição não linear da curva de surge. As simulações em malha aberta mostraram uma influência significativa da modelagem do sistema de compressão (fenomenológico ou por interpolação, e equações de estado) tanto na vazão mássica, quanto na pressão de descarga da rede, além disso, foi observado um impacto significativo dessas hipóteses nas restrições de prevenção ao surge, o que posteriormente se mostrou relevante para a eficiência do processo nas simulações em malha fechada. Além disso, foi proposta uma estratégia de controle IHMPC com o modelo estendido com garantia de factibilidade via variáveis de folga para o controle dos sistemas de compressão. Esta estratégia se mostrou promissora quando comparada a um NMPC convencional por possuir uma resposta similar, mas com um tempo computacional expressivamente inferior. Além disso, a lei de controle proposta se mostrou eficiente em controlar o sistema não linear enquanto mantém o processo em condições seguras, tanto na simulação do controle em tanto no modelo de parâmetros concentrados quanto no modelo de parâmetros distribuídos, assim, se apresentando com uma boa opção para implementação in loco.

As atividades de mineração de Pb-Zn, e metalurgia de Pb ocorridas nos interiores do Estado da Bahia, por mais de três décadas, deixaram solos contaminados com metais pesados que podem acarretar risco à saúde humana e ao meio ambiente na região ao redor dessas antigas indústrias. Este estudo tem como objetivo principal a análise de risco ao meio ambiente e à saúde humana nas áreas industriais contaminadas por metais pesados no Estado da Bahia. Os dados de três estudos de concentração foram usados nesta avaliação, e uma análise geoestatística identificou teores elevados de elementos potencialmente tóxicos (i.e., Pb, Cd e Zn) nestes locais, ultrapassando os limites regulamentares para solo industrial, o que corroboram os resultados das análises de poluição e risco ecológico. Os resultados mostram que o risco de doenças pela contaminação do solo por Pb é muito alto para as crianças e moderadamente alto para os adultos que vivem ao redor da antiga fundição em Santo Amaro, Bahia. A usina da mineração produzia cerca de 4,5 toneladas de rejeito que eram dispostos numa barragem. A análise de risco por metais pesados do rejeito mostrou que o Pb, Cd e Zn contribuíram para um índice de poluição elevado e o Pb e Cd para um potencial desenvolvimento de doenças não cancerígenas. Uma análise de risco à saúde humana e ao meio ambiente também foi realizada em torno de uma produção artesanal de cerâmica no interior do Estado da Bahia. Os indicadores de risco ecológico e de saúde mostraram elevados valores de contaminação do solo por Pb próximos as olarias, e o risco ambiental e de saúde humana nessas áreas industriais e de produção artesanal mostrou que mais de 17000 pessoas estão expostas ao risco de solos contaminados por chumbo no Estado da Bahia.

O vanádio é um elemento químico, normalmente encontrado na natureza associados a 65 minerais e depósitos de petróleo. É bastante utilizado na indústria metalúrgica na produção de aços de alta resistência e como catalisadores em reações químicas. A sua forma comercial mais comum é o pentóxido de vanádio, que por sua vez é uma das principais matérias primas na produção de eletrólitos de vanádio utilizados em sistemas bateria redox de vanádio para armazenamento de energia. Dentro dos compostos químicos de vanádio comercializados, o pentóxido de vanádio é o que possui baixo preço de custo, tornando-se assim o favorito na fabricação de eletrólitos de vanádio. O objetivo deste trabalho é avaliar o uso do pentóxido de vanádio produzido na usina da Vanádio de Maracás S/A como matéria-prima na fabricação de eletrólitos de vanádio. Para isso foram realizados testes de espectroscopia de absorção atômica e de desempenho eletroquímico, como voltametria cíclica e carga-descarga. A partir do pentóxido de vanádio da Vanádio de Maracás foram produzidos eletrólitos contendo 0,114 mol L-1 de vanádio e 3 M de H2SO4, com potencial de célula de 1,14 V. Os testes de voltametria cíclica mostraram que no eletrólito negativo as reações de oxirredução entre o par V2+ e V3+ possuem características de um sistema quase-reversível, e no eletrólito positivo as reações entre V4+ e V5+ possuem características de um sistema reversível. Foi observado também que quando adicionado sulfato de sódio e sulfato de magnésio em soluções de 5 M de H2SO4, ocorre a precipitação do pentóxido de vanádio. Nos testes de carga e descarga com o eletrólito contendo 0,114 mol L-1 de vanádio e 3 M de H2SO4 em solução, a bateria alcançou 90,1% de eficiência coulômbica, 98,3% de eficiência de tensão e 88,5% de eficiência energética, comparando-se a outros sistemas de armazenamento de energia desenvolvidos. Após alguns testes de carga e descarga, foi observado forte desgaste nos eletrodos de grafite presentes no interior da célula, comprometendo assim a sua eficiência energética.

O processo de dessalinização usando membranas de osmose inversa, fornece água potável para as famílias do semiárido, desde a década de 90. Atualmente, esse processo está sendo utilizado pelo Programa Federal denominado “Água Doce”. Seu programa antecessor, denominado Programa Água Boa, teve como resultado o abandono de parte dos sistemas pela população. Na intenção de colaborar para que isto não ocorra com o programa atual, esta pesquisa apresenta proposições para a melhoria do desempenho das ações de dessalinização de águas salinas oriundas de poços tubulares perfurados em formações de rochas cristalinas. Para tanto, em face da complexidade de aproximação à realidade desse cenário, foram aplicados diversos instrumentos metodológicos sendo esses: revisões documentais e bibliográficas, pesquisa de campo em comunidade beneficiada pelo Programa, avaliação de risco/falhas e análise de viabilidade técnica e econômica de alternativas possíveis. Os resultados obtidos permitiram caracterizar o cenário desse estudo, explorar o modelo de gestão do Programa e de dados técnicos de projeto dos sistemas. Isso, consequentemente, permitiu compreender a complexidade envolvida na implantação e continuidade do Programa. Em seguida, pôde-se identificar os problemas vivenciados por comunidades para manter os sistemas em operação, como: paradas dos sistemas por falta de manutenção, falta de peças e equipamentos sobressalentes, falta de produtos químicos, ausência de operadores e suspensão do pagamento dos operadores pela prefeitura. A aplicação da Gestão de Riscos, contribuiu para o desenvolvimento de a) Uma proposta de metodologia de riscos direcionada ao cenário do Programa Água Doce no estado da Bahia; b) Desenvolvimento de uma Estrutura Analítica de Riscos para o Programa; c) Levantamento de uma lista de 36 riscos, categorizados e hierarquizados de acordo com a urgência em seus tratamentos. A comparação dos resultados do gerenciamento de riscos com o resultado do primeiro monitoramento do programa na Bahia, evidenciaram a ocorrência dos riscos levantados, que tiveram como efeito a suspensão da operação de 31% dos sistemas dos sistemas instalados. A análise técnica permitiu verificar que, sendo a premissa dos programas, o fornecimento de 10L/dia/pessoa as vazões dos poços não são utilizadas na sua plenitude. A concentração de sólidos totais dissolvidos totais na água purificada, da maioria dos sistemas, está abaixo de 200 mg/L, 80% abaixo do especificado para água potável (1000mg/L). Acerca do consumo de energia elétrica, de seis sistemas do município de Ipirá na Bahia, observou-se a uma tendência média de aumento de 3,92kWh/m³ entre o projetado e o medido. O estudo para a centralização dos sistemas de dessalinização de Uauá, permitiu a simulação da concentração de oito pontos de tratamento em uma única usina, e assim, a identificação das vantagens em relação à operação, logística, aquisição e manutenção. Em contrapartida foi identificado como desvantagem o alto custo de investimento para aquisição e instalação das adutoras de água. Portanto esse trabalho permitiu o desenvolvimento de uma lista de oportunidades para a confiabilidade no fornecimento de água pelo Programa, apresentada no corpo dos capítulos.

Este trabalho busca avaliar quesitos relacionados ao processo de ensino-aprendizagem para
melhoria da qualidade no ensino de engenharia. Inicialmente são analisados os resultados do
ENADE (Exame Nacional de Desempenho dos Estudantes) para os cursos de engenharia de
controle e automação do Brasil, a fim de identificar deficiências sistêmicas nos cursos que
possam indicar direções para o trabalho de melhoria. Essa vertente da engenharia foi
escolhida em virtude do cenário de digitalização dos processos, com a indústria 4.0, que se
relaciona diretamente com essa área. Dentre as principais deficiências identificadas estão a
dissociação entre teoria e prática, lacunas de aprendizagem no ciclo básico do curso e a
dificuldade de abordar os conteúdos técnicos no contexto social e da engenharia. De onde
conclui-se que a utilização das chamadas metodologias ativas-cooperativas se apresenta
como uma solução em potencial para as deficiências apontadas. Para entender melhor sobre
a utilização dessas metodologias, é feito levantamento bibliográfico de trabalhos que abordam
desafios e limitações da sua utilização, a partir dos quais são construídos argumentos a favor
da adoção de uma abordagem mista nos cursos, considerando desde o modelo mais clássico
até as inovações pedagógicas que legam maior autonomia ao aluno em seu processo de
aprendizagem. Esses argumentos são construídos a partir de elementos como a estrutura
cognitiva humana, os objetivos educacionais e os estilos de aprendizagem, e trazem reflexões
quanto à rigidez na escolha das abordagens em sala. Com a identificação de uma proposta
de reforma do ensino na engenharia usando estratégias mistas, a última parte do trabalho
chama a atenção para elementos coadjuvantes a essas estratégias utilizadas em sala,
componentes da matriz complexa envolvida no processo de ensino-aprendizagem. A cultura
organizacional, o currículo do curso, a afiliação do estudante, a capacitação do professor e os
programas de avaliação são explorados em tópicos que trazem o contexto de cada um na
engenharia, finalizando com ações propostas para os cursos.

Este trabalho apresenta os resultados do desenvolvimento de um processo de rotomoldagem alternativo com o incremento de seções de pré- e pós-câmara de aquecimento, realizados com a construção de uma máquina de rotomoldagem protótipo. Esta invenção cobriu algumas lacunas que limitam os processos convencionais, caracterizados por longos períodos de ciclo e desperdício energético. O trabalho foi focado, inicialmente, no principal objetivo: a redução do tempo de ciclo; a partir deste, consequentemente, proporcionaram-se os demais ganhos e modelagem do novo processo. Isso só foi possível com a manipulação e reutilização do próprio calor gerado pelo processo, graças à proposição de um novo arranjo arquitetônico. O método utilizado contemplou a construção do protótipo para a produção de amostras, seguida de testes para avaliar a qualidade das principais propriedades físicas do produto produzido e estudo energético do processo. Os resultados mostraram uma redução do tempo de ciclo e, consequentemente, redução do consumo de energia, devido à reutilização do próprio calor que, antes, era desperdiçado para o meio ambiente no final de cada ciclo; em seguida, houve a produção de peças que tiveram suas principais propriedades mecânicas validadas através de suas incertezas de medição, avaliadas pela norma reconhecida internacionalmente para a tarefa em epígrafe, Guia para a expressão da incerteza de medição – GUM. A partir dos resultados gerais obtidos do protótipo proposto, constata-se que a produção manteve a qualidade das principais propriedades físicas avaliadas, inclusive, foi atestada a uniformidade das amostras, o que comprova a garantia de estabilidade desse protótipo na produção seriada de peças em escala industrial; também, verificou-se redução dos custos de produção; tal fato proporciona a um futuro investidor visualizar que, para cada unidade monetária gasta em kWh de energia consumida, obtém-se um percentual de redução de custo em cada ciclo produtivo. Esses ganhos comprovam a factibilidade e superioridade em eficiência e desempenho dessa máquina protótipo frente aos outros fabricantes renomados de máquina de rotomoldagem industrial.

Microalgas são utilizadas em diferentes processos industriais, como fixação de carbono atmosférico e tratamento de efluentes, até a manufatura de produtos industriais como ração animal, moléculas de alto valor agregado e biocombustíveis. No entanto, a produção de microalgas ainda enfrenta vários obstáculos, como o alto custo de produção, especialmente quando se considera a manufatura de produtos com baixo valor agregado ou processos de remediação ambiental. No presente trabalho, é proposto o desenvolvimento de um fotobiorreator de substrato poroso a partir de cerâmica de argila, que será denominado Fotobiorreator de Cerâmica de Argila (FCAr). O projeto foi construído e testado em escala de bancada. O FCAr foi feito com materiais simples e de baixo custo e foi projetado para cultivar microalgas aderidas como um biofilme, imobilizadas na superfície do reator. O design do sistema proposto permite uma separação quase completa entre a biomassa e o meio de cultivo líquido. Os fotobiorreatores foram avaliados em diferentes proporções mássicas entre argila e pó de serragem e levados a uma temperatura de queima de 900°C. Os resultados mostraram que a serragem deve ser peneirada em uma malha 10 e misturada na proporção mássica de 33,3% de serragem e 66,7% de argila vermelha. A produtividade do FCAr em teste com microalga Chlorella vulgaris, atingiu um pico de 3,95 g.m-2.d-1 biomassa seca após 7 dias de operação, sem injeção de CO2 e a uma intensidade luminosa de 45 μmol.m−2.s−1. O FCAr permite que a colheita da biomassa seja feita por meio de raspagem simples da superfície e esse processo garantiu um teor reduzido de umidade entre 78 e 82%. A produção e cultivo de microalgas do Fotobiorreator de Cerâmica de Argila tende a ter um consumo menor de energia, quando comparado aos tradicionais cultivos em suspensão, como reatores tubulares e de placas planas, bem como a lagoa aberta. A manutenção do sistema em escala de laboratório apresentou vantagens como a reutilização das placas e a resistência à altas temperaturas. A argila se mostra como um material viável para a produção de novos sistemas de cultivo para microalgas.

A gestão de resíduos sólidos urbanos (GRSU) compreende um conjunto de ações para o planejamento e desenvolvimento de políticas públicas. Esta tese tem o objetivo de desenvolver um modelo teórico para avaliar o metabolismo socioeconômico dos resíduos sólidos (Socioeconomic Metabolism of Waste (SEMw)) através de um estudo exploratório e uma Modelagem de Equações Estruturais (MEE), adotando variáveis técnicas (métricas) e variáveis sociais (não métricas) levantadas do processo da GRSU. Foi adotado o estudo de caso de pneus em fim de vida (End-of-Life Tires, ELTs) ou pneus inservíveis de uma cidade de 300.000 habitantes. A primeira contribuição do trabalho da tese foi o desenvolvimento de um banco de dados através de deduções e análise exploratória de fontes públicas (Instituto de Geografia e Estatística (IBGE) e Departamento Nacional de Trânsito (DENATRAN)), para realização de uma previsão e diagnóstico preliminar do balanço de massa dos fluxos de ELTs da cidade. A segunda contribuição, que representa a principal inovação do trabalho da tese, foi o desenvolvimento da MEE por meio de constructos técnicos (Fluxos Diretos de Materiais, DMF, e Fluxos Reversos de Materiais, RMF) e sociais (Fatores Socioeconômicos ou Ambiente Socioeconômico, SEF, e Fatores Sociodemográficos, SDF) para orientar a GRSU. Para MEE foi realizada uma amostragem por meio de um questionário estruturado (com escala Likert) e, posterior, modelagem no software SmartPLS adotando a abordagem dos mínimos quadrados parciais (PLS). Os resultados obtidos confirmaram 70% das hipóteses apresentadas no quadro teórico para avaliação do SEM, adotando variáveis objetivas (métricas) e subjetivas (não métricas). Na análise da MEE dos SEMw foi confirmado o diagnóstico inicial dos fluxos de ELTs adotados no balanço de massa, que apresenta informações úteis para orientar pesquisadores e gestores públicos no desenvolvimento de procedimentos de análise de cenários, relacionados à geração, manejo e destinação de resíduos sólidos. A MEE é uma ferramenta de análise que pode ser adotada para dar suporte na execução das diretrizes do plano de gerenciamento de ELTs ou resíduos similares.

O setor de tingimento e acabamento têxtil utiliza processos antigos e convencionais, que
tendem a ser ecologicamente incorretos. Esta indústria é uma das mais intensivas quimicamente
e a segunda que mais polui a água (depois da agricultura). Tradicionalmente utilizam
grandes quantidades de água e aditivos químicos, o que pode levar a um enorme impacto
ambiental e prejudicar a saúde humana. Trabalhos recentes disponíveis na literatura científica
buscam desenvolver e melhorar a sustentabilidade do processo, com foco na otimização
de solventes e uso de tecnologias alternativas para reduzir a quantidade de água e produtos
químicos utilizados, assim como manter a qualidade no tingimento e seu baixo custo. Os
líquidos iônicos entram nesse cenário como novos meios versáteis para muitas sínteses
químicas, catálise enzimática e processos de engenharia verde. Eles são compostos por uma
coleção de íons positivos e negativos, mas ao contrário dos sais fundidos convencionais
esses materiais são líquidos à temperatura ambiente. A classe de líquidos iônicos próticos
apresenta vantagens adicionais, devido ao baixo custo, geralmente são biodegradáveis e
de síntese simples, pois são assim conhecidos devido ao mecanismo da reação ácido-base
correspondente à formação desses sais. Neste trabalho foi otimizado um procedimento
alternativo disponível na literatura científica, no intuito de tingir diferentes tipos de fibras
têxteis com um número reduzido de agentes: corantes têxteis, técnica de pré-tratamento
da fibra (cationização) e líquidos iônicos próticos como solvente ou aditivo em solução
aquosa. Dessa maneira, objetiva-se diminuir o impacto ambiental e aumentar a qualidade
do tingimento desse procedimento, com o qual foram tingidas seis diferentes fibras para
analisar a eficácia dos seus agentes em termos de diferentes medidas de qualidade, tais
como absorção de cor e padrões de resistência à lavagem da fibra tingida. Os ensaios
citotoxicológicos realizados dos tecidos tratados com líquidos iônicos não apresentaram
toxicidade. Os resultados dos testes com líquidos iônicos próticos como únicos aditivos
a 30% m/m em solução aquosa demonstraram força colorística até 250 vezes maior do
que o processo de tingimento alternativo disponível na literatura, e a cationização tem
papel fundamental na fixação da cor nos tecidos. Além disso, é apresentada uma proposta
inovadora utilizando corante reativo como “corante universal”, visando um perfil mais
sustentável e seguro para a indústria têxtil.

Os projetos de redução de emissões de Gases do Efeito Estufa (GEE), surgidos a partir do Protocolo de Kyoto, devem ter como objetivo complementar a geração de cobenefícios em prol do desenvolvimento sustentável. Pesquisas realizadas em países em desenvolvimento vêm apontando limitações desses projetos para consecução desse objetivo. Considerando que o setor energético desempenha um papel crítico para a redução das emissões de GEE, o propósito desta tese é analisar oportunidades e desafios para a ampliação dos cobenefícios para o desenvolvimento sustentável gerados pelos projetos de MDL de energia eólica do Nordeste brasileiro. A pesquisa privilegia estratégias e técnicas de pesquisa qualitativa, sendo dividida em cinco fases metodológicas: 1) pesquisa documental realizada na principal base de dados do MDL (CDM Pipeline) e na base de dados da ABEEólica sobre parques eólicos brasileiros; 2) construção do modelo de análise da pesquisa (framework) e elaboração do instrumento de coleta de dados necessário para avaliar os cobenefícios dos projetos; 3) análise ex-ante dos cobenefícios declarados nos 50 Documentos de Concepção do Projeto (DCPs) selecionados; 4) análise ex-post dos cobenefícios percebidos pelos gestores dos 10 projetos visitados; 5) comparação entre as análises ex-ante e ex-post e identificação, categorização e análise das oportunidades e desafios para ampliação dos cobenefícios gerados. Os resultados mostram a importância da realização de estudos de cobenefícios de após a implementação dos projetos de MDL, pois os cobenefícios declarados nos DCPs foram muito inferiores aos percebidos pelos gestores. Considerando a dimensão político-institucional, a principal oportunidade identificada vem do nível global e é a criação do Mecanismo de Desenvolvimento Sustentável (MDS) a partir do Acordo de Paris. E o maior desafio a ser enfrentado é a melhoria na atuação da Autoridade Nacional Designada (AND) brasileira. Na dimensão ambiental, os principais cobenefícios são a melhoria da qualidade do ar e a proteção dos recursos naturais. As oportunidades surgem de
1 Esta tese faz parte do projeto de pesquisa intitulado “Análise dos cobenefícios dos projetos de redução de emissão de gases do efeito estufa no Brasil”. Esse projeto foi financiado pelo CNPq (processo n° 475656/2013-0) e coordenado pelo Prof. Dr. José Célio Silveira Andrade, orientador da tese e fundador do grupo de pesquisa Governança Ambiental Global e Mercado de Carbono (GAGMC), cujo nome foi recentemente mudado para Governança para Sustentabilidade e Gestão de Baixo Carbono (GpS). Nessa pesquisa, foram estudados 20 projetos de redução de GEE, principalmente de geração de energia eólica e aproveitamento de biogás em aterros sanitários. O destaque para o setor de energia eólica na pesquisa citada se deu em razão dos investimentos que vem sendo realizados recentemente no Nordeste e no Brasil. E pelo mesmo motivo, o setor foi selecionado como objeto de estudo desta tese de doutorado. A autora, junto com seu orientador e coorientador, submeteu artigos a congressos e revistas científicas com resultados parciais deste trabalho, conforme relação constante no Apêndice A.
instrumentos legais no nível nacional: a reserva legal e o licenciamento ambiental. E o maior desafio é melhorar a gestão da água para as comunidades. Quanto aos cobenefícios sociais, o principal é a criação de novos empregos, ainda que sejam limitados. As oportunidades estão ligadas às políticas de Responsabilidade Social Corporativa (RSC) e os desafios a serem enfrentados são a ampliação da participação das comunidades nos projetos e a melhoria da sua saúde e segurança. Por fim, na dimensão econômica, o maior cobenefício é o estímulo ao crescimento econômico local. A grande oportunidade ainda pouco explorada encontra-se no nível do projeto: a possibilidade de conciliar a geração eólica com outras atividades econômicas, notadamente a geração solar e atividades agropecuárias. E o principal desafio, proveniente do nível nacional, é o aumento da transferência de tecnologia.

O processo de universalização do saneamento básico revela-se como um indutor de uma melhor qualidade de vida e saúde da população, de acordo com a literatura especializada. A formulação de políticas públicas e o estímulo a investimentos públicos e privados passaram a exercer um papel de destaque na provisão de acesso à água encanada e ao esgotamento sanitário. Isso especialmente em países em desenvolvimento e como parte de um recente esforço global que visa universalizar, até 2030, esses serviços fundamentais para a vida humana e para os objetivos de desenvolvimento sustentável. Diante disso, este estudo tem como objetivo estimar o desempenho da gestão integrada do saneamento básico nos municípios brasileiros e seu impacto sobre a saúde da população em regiões com baixo nível de desenvolvimento humano. Foi desenvolvido um modelo empírico que relaciona três aspectos dessa questão: a relação entre performance e cobertura da provisão do saneamento básico nos municípios brasileiros; a análise da dinâmica do setor de saneamento básico do Brasil, entre os anos de 2008 e 2016, quanto à produtividade do setor a partir de marco regulatório nacional; e a avaliação do papel da ampliação do saneamento básico em municípios de uma região brasileira que apresenta um baixo nível de desenvolvimento social e elevada taxa de mortalidade infantil. As abordagens de Análise Envoltória de Dados Múltipla (M-DEA) e Análise de Equações Estruturais (AEE) são aplicadas neste estudo aos microdados do Sistema Nacional de Informações sobre Saneamento, Censo Demográfico, Censo da Educação Básica, Sistema de Informação do Departamento de Informática do SUS e Programa das Nações Unidas para o Desenvolvimento. Os resultados principais permitem corroborar que a escassez de infraestrutura de saneamento básico nos domicílios é potencializada por uma ineficiência de gestão dos recursos operacionais e financeiros do setor, produzindo efeitos perversos sobre o alto nível de mortalidade infantil em regiões mais pobres do Brasil. Estimou-se que as companhias de saneamento analisadas podem ampliar em mais de 60% os seus resultados operacionais e de cobertura de atendimento nos municípios que atuam e que a ampliação de 10% na taxa de cobertura de esgotamento nos domicílios está associada à redução de 5,7 mortes por 1.000 nascidos vivos. As evidências encontradas fornecem indicativos para subsidiar a tomada de decisão dos gestores e formuladores de políticas públicas de saneamento no país em nível microanalítico. Isso possibilita um melhor posicionamento competitivo no setor para a gestão integrada do saneamento básico e a sua universalização no Brasil, com fortes argumentos para uma maior priorização de investimentos de recursos públicos na área, sobretudo, em regiões mais pobres.

Os riscos climáticos podem ter implicações econômicas e financeiras significativas para as empresas de todos os setores e seu enfrentamento demanda respostas efetivas urgentes. Por isso, as empresas precisam compreender esses riscos, identificá-los, avaliá-los e tomar medidas para gerenciá-los. O principal objetivo deste estudo foi investigar os fatores potenciais que influenciam na implementação de estratégias de mudanças climáticas pelas corporações, à luz da Teoria da legitimidade, de Agência e dos Stakeholders. Para alcançá-lo, foi realizado um estudo empírico, em empresas brasileiras, francesas e dos EUA, listadas em bolsas de valores, que responderam aos questionários do Carbon Disclosure Project (CDP), no período entre 2016 e 2018, totalizando 639 observações. As evidências sugerem que embora a conscientização da exposição ao risco climático das empresas pesquisadas seja embrionária, 97 %, 96 % e 88 % respectivamente, das organizações francesas, estadunidenses e brasileiras integram a gestão de riscos climáticos ao processo global e interdisciplinar de gestão de riscos. Descobriu-se, também, inúmeras empresas multinacionais que alegam não ter identificado nenhum risco climático com potencial de impactar seus negócios. De forma global, as empresas analisadas estão 1,41 vezes mais expostas ao risco regulatório do que ao risco físico. Por outro lado, estão 3,12 vezes mais expostas aos riscos regulatórios do que aos riscos de mercado. Também, 31 % das empresas brasileiras não tiveram nenhum projeto efetivamente implementado; essa percentagem é de 15 % na França e 8 % nos EUA. Ademais, 30 %, 7 % e 8 % não tiveram nenhuma iniciativa climática implementada, respectivamente do Brasil, França e EUA. A maioria esmagadora das inciativas implementadas em todos os países é a “eficiência energética” enquanto as menos implementadas foram energias solar e eólica. Assim, as empresas estão apostando cada vez mais a eficiência energética como a forma mais eficiente de reduzir as emissões de gases, a principal causa do aquecimento global. Concluiu-se que os esforços de enfrentamento das mudanças climáticas das empresas analisadas ainda são tímidos e incipientes. Os resultados da modelagem apontaram que, dos 14 fatores analisados, 13 influenciam de forma diferente de um país para outro. Existem 4 fatores chaves que, independentemente do país ou da região, determinam a implementação de estratégias climáticas pelas empresas: a rentabilidade, tamanho do conselho de administração, a regulamentação climática e a empresa de auditoria. Evidências revelaram que, apesar do baixo nível de maturidade na gestão de riscos climáticos e de esforços muito tímidos e incipientes no tocante às estratégias de enfrentamento às mudanças climáticas das empresas analisadas, se for adotadas medidas de incentivos que aumentam o desempenho econômico e financeiro (incentivos fiscais, por exemplo), ou o aumento do tamanho do conselho de administração, ou criação de novas regulamentações climáticas ou endurecendo as existentes, bem como o incentivo para adoção de processo de auditoria aumentariam diretamente a implementação de estratégias às mudanças climáticas.

As informações sobre as quantidades das cascas de coco verde produzidas nas regiões litorâneas não são bem conhecidas, o que pode dificultar o manejo desses materiais frequentemente desperdiçados, bem como o entendimento de que eles podem ser inseridos num processo produtivo como matéria-prima, com diversas possibilidades de utilização e de geração de renda. Diante desse quadro, o objetivo desta pesquisa consiste em desenvolver um diagnóstico do potencial de valorização das cascas de coco verde, pós consumo da água, em locais públicos de municípios do litoral sul e baixo sul da Bahia. Também pretende-se identificar a demanda futura da possibilidade potencial para a valorização das cascas, fornecendo subsídios que possam ser utilizados para a organização do aproveitamento desse material. Nesse contexto, seguindo o método da pesquisa, composto por cinco etapas, foi possível obter os seguintes resultados: (i) caracterização e diagnóstico do desperdício das cascas na região; (ii) quantidade de cascas geradas por cabana ao longo dos meses; (iii) as equivalências em massa de fibras e volume ocupado; (iv) logística de manuseamento das cascas entre os comerciantes; disposição ambiental das cascas nos locais visitados; (v) análise da disponibilidade de cooperação entre os empreendedores e pesquisadores de universidades ou centros de pesquisa; análise dos pontos fortes e pontos fracos e das oportunidades e ameaças (SWOT); (vi) identificação dos principais grupos de possibilidades de aplicação das cascas de coco verde no mercado e um produto potencial de valorização – tubetes para criação de mudas de cacau; (vii) obtenção da demanda futura de tubetes na região por intermédio de técnicas quantitativas de predição de séries temporais; e (viii) a avaliação da incerteza de todas as informações quantitativas tratadas na pesquisa. As principais contribuições científicas desse trabalho consistem, portanto, (a) no diagnóstico do desperdício das cascas de coco verde na região; (b) nas possibilidades de aplicação das cascas de coco; (c) no método de previsão de demanda elaborado para séries temporais sem tendência e com alta variabilidade; e (d) na avaliação da incerteza das informações quantitativas obtidas. Dessa forma, o estudo desenvolvido pode ser utilizado como subsídio, seja para replicação do processo de pesquisa em outros tipos de resíduos alocados em qualquer região, seja para a adoção de políticas públicas para gerir esses materiais, ou mesmo para o incentivo e a criação de um cenário produtivo apropriado para o gerenciamento das cascas de coco verde na região de estudo, o que contribui para o entendimento do potencial de geração de valor ambiental, econômico e social a partir do aproveitamento e processamento desses materiais desperdiçados.

O Brasil é o maior produtor mundial de cana-de-açúcar respondendo por quase 41% da produção mundial, seguido por Índia (17%) e China (6%). A qualidade da cana de açúcar é um importante fator nos processos industriais que envolvem a produção de açúcar e álcool.
Os dispositivos não destrutivos para monitoramento da qualidade compreendem os métodos espectroscópicos MIR (espectroscopia de infravermelho médio), NIR (espectroscopia no infravermelho próximo) e os dendrômetros eletrônicos. Estes dispositivos apresentam os melhores resultados na predição de variáveis relacionadas à qualidade da cana-de-açúcar, quais sejam, o °Brix, %Pol, fibra e o diâmetro das plantas sendo, porém, de alto custo o que inviabiliza a aplicação em tempo real. Este trabalho apresenta o desenvolvimento de dois dispositivos eletrônicos não destrutivos e um modelo computacional para a medição e monitoramento da taxa de crescimento da cana-de-açúcar e do seu teor de açúcar. Em relação ao crescimento da cana, as medições do diâmetro do caule obtidas pelo dispositivo tiveram um erro médio de ±3 mm (aproximadamente 10% em um diâmetro médio de 30 mm) tomando-se como referência o valor obtido através de um paquímetro padrão. O medidor do teor de sacarose para cana-de-açúcar desenvolvido (UltraBrix) emprega a técnica de onda contínua, tendo apresentado desvio padrão de 0,34 e um coeficiente de determinação (R2) de 0,97 tomando-se como referência valores medidos por um refratômetro. O custo do UltraBrix é cerca de 2800 vezes inferior ao custo dos dispositivos convencionais (NIR e MIR) de medição representando uma potencial alternativa para a universalização do monitoramento em tempo real do oBrix, principalmente na região Nordeste do Brasil. O modelo empírico baseado em Redes Neurais Artificiais (RNA) forneceu predições satisfatórias para seis cultivares de cana (C0997, RB92579, RB93509, RB845210, RB867515, RB951541, SP791011 e SP813250) com um erro
médio de 2,60, 3,99, 3,42, 2,95, 3,41 e 3,37, respectivamente, em relação ao ATR (Açúcar Total Recuperável, ton/ha). O modelo neural é, portanto, capaz de monitorar, a partir de outras variáveis (acumulado da radiação solar, acumulado da precipitação de chuva, folha e quantidade de dias do plantio), a evolução do ATR da cana ao longo da safra e identificar o instante adequado para a realização da colheita viabilizando um aumento estimado em cerca de 20% na produção de sacarose.

As cadeias de suprimentos são motores silenciosos da globalização econômica. Há um amplo consenso na literatura e na prática profissional de que as cadeias de suprimentos estão cada vez mais complexas e vulneráveis a riscos que provocam distúrbios, interrupções e reações críticas da sociedade. Nesta tese objetivou-se analisar as oportunidades e limitações de uma modelagem baseada em multicriteria decision-making/analysis e inteligência artificial (MCDM/A-IA) para a gestão de riscos da cadeia de suprimentos (GRCS), desenvolvida através de seleção sistemática, validação e teste de sistema do método híbrido Fuzzy Analytic Hierarchy Process (Fuzzy AHP) aplicado na indústria de petróleo e gás natural. Especificamente, buscou-se: a. realizar o estado da arte pela revisão sistemática da rede de literatura sobre a modelagem da GRCS; b. propor e validar um novo sistema computacional para seleção de fornecedor considerando riscos, baseado no método Fuzzy AHP; e, c. propor e testar sistemicamente uma estrutura holística para avaliação de riscos típicos e sustentáveis da cadeia de suprimentos com suporte computacional do método Fuzzy AHP. Para tanto, realizou-se uma pesquisa aplicada, com fins exploratório, descritivo e preditivo, de abordagem combinada [qualitativa e quantitativa], utilizando pesquisa bibliográfica, desenvolvimento teórico-conceitual, modelagem e estudo de casos. O estado da arte da modelagem da GRCS, realizado com o uso de métodos e ferramentas bibliométricas, possibilitou estabelecer uma compreensão sistêmica do fluxo de pesquisa no campo ao longo do tempo, fornecendo direções de investigação futura. A análise e interpretação das lacunas e tendências de pesquisa do campo permitiram a identificação, seleção e implementação sistemática da modelagem conceitual, matemática e computacional desenvolvida. A proposição e validação de um novo sistema computacional para seleção de fornecedor baseado no método Fuzzy Extended AHP (FEAHP) constituiu uma prova de conceito para verificar a viabilidade de implementação da modelagem da GRCS. A partir do estudo de caso de uma empresa de petróleo e gás natural com ativos onshore, constatou-se que a modelagem da abordagem computacional FEAHP foi capaz de automatizar o processo de seleção de fornecedor de forma racional, flexível e ágil, atendendo a todos os requisitos de desempenho necessários, promovendo, assim, a escolha dos melhores fornecedores em um ambiente de risco e incerteza. Após a validação do software desenvolvido, realizou-se a proposição e teste de sistema de um framework holístico para avaliação de riscos típicos e sustentáveis [riscos multidimensionais] da cadeia de suprimentos com suporte computacional do método FEAHP. Pelo estudo de casos múltiplos de dez empresas de petróleo e gás natural com atuação onshore [principalmente, em campos maduros e/ou marginais], constatou-se que os resultados da identificação e avaliação de riscos concorrem para a criação de estratégias de mitigação e controle de riscos [ação preditiva versus ação proativa], fomentando o desenvolvimento de um Sistema de Gestão de Riscos da Cadeia de Suprimentos. Finalmente, os resultados do teste de sistema da ferramenta FEAHP mostraram que todos os seus elementos combinam-se corretamente e apresentam um desempenho global efetivo, promovendo de forma íntegra, flexível, sem falhas e/ou erros a melhoria da avaliação de riscos da cadeia de suprimentos. Concluiu-se que as diversas oportunidades e/ou potencialidades de uso de uma modelagem baseada em MCDM/A-IA para a GRCS superam as principais limitações e/ou desafios. Não obstante as restrições desta tese, admite-se que ela contribua com o fértil campo de pesquisa e prática profissional da GRCS, promovendo a melhoria da concepção, compreensão, reflexão e do exercício da gestão de redes de suprimentos e operações

A distribuição urbana de mercadorias é a cada dia mais impactante para as cidades. A compreensão do processo de distribuição urbana de mercadorias é indispensável para o desenvolvimento de políticas que propicie o equilíbrio entre as necessidades da população, no que tange ao abastecimento urbano e os impactos negativos gerados por essa atividade. Isto levou a alguns países ao desenvolvimento de projetos alternativos para distribuição na área urbana, denominada logística urbana, na qual as áreas de planejamento e gestão dos fluxos logísticos são abordadas como meios para encontrar soluções aos problemas em busca de paridade entre responsividade e custos (sociais e de processo). Entretanto, a literatura ainda se mostra insipiente de pesquisas na análise do desempenho da logística urbana. Assim, o presente trabalho tem como objetivo desenvolver um modelo para avaliar o desempenho da logística urbana e suas partes componentes, com ponderação de quais são consideradas de maior relevância na configuração de atividades eficientes, responsivas e sustentáveis. O estudo é do tipo exploratório-descritivo qualitativo e quantitativo, utilizando o procedimento de levantamento (survey) transversal autoadministrado, no qual o questionário ficou disponível online. Foram questionados 575 profissionais de empresas, divididas entre expedidores, operadores logísticos e transportadoras atuantes no cenário brasileiro, selecionados aleatoriamente. Os dados obtidos foram analisados pela técnica de Modelagem de Equações Estruturais (Structural Equation Modeling – SEM) baseado em Mínimos Quadrados Parciais (Partial Least Squares – PLS). Apresentou-se um modelo matemático formando por 3 variáveis latentes exógenas: (i) histórico de relacionamento, (ii) reuniões e (iii) parâmetros urbanísticos; e, 3 endógenas: (i) colaboração, (ii) fatores-chave e (iii) desempenho da logística urbana. Após teste do modelo utilizando equações estruturais, 5 das 8 hipóteses propostas no modelo teórico foram suportadas, porém, 7 hipóteses foram mantidas no modelo final. Os resultados mostraram que as variáveis latentes colaboração, fatores-chave e parâmetros urbanísticos tiveram significância para antever o desempenho da logística urbana em 57,8%, pondo em evidência a magnitude das cargas fatoriais externas do último e ainda demonstrando a importância de soluções integradas. O modelo apresentou contribuições relevantes para o refinamento da teoria e contribuições práticas para apoiar o gerenciamento da distribuição de mercadorias na área urbana

A agroecologia, que tem nos pequenos proprietários, assentados, quilombolas e indígenas seus maiores adeptos, surge como uma alternativa para agregar qualidade e valor à produção agrícola e gerar melhores resultados aos produtores e consumidores. Entretanto a agricultura familiar encontra diversas barreiras à comercialização dos seus produtos, o que dificulta sua sustentabilidade financeira. Por sua vez, as redes de comercialização têm por propósito conectar produtores com o mercado, por meio da atuação em circuitos de comercialização. O trabalho tem como objetivo avaliar o contexto da agricultura familiar no Território Litoral Sul da Bahia, identificar os principais gargalos, oportunidades e tendências do segmento, avaliar como e de que forma as redes de comercialização tem contribuído para o desenvolvimento financeiro dos negócios familiares na região. O método utilizado na pesquisa é o dedutivo, acompanhado, por meio de verificação, com abordagens exploratórias e descritivas. Para a composição do estudo foram realizadas pesquisas em oito associações de produtores rurais da região e em uma rede de agroecologia. Para isso, foram mapeados os principais processos de gestão e comercialização, coletadas informações e realizada análise documental, com intuito de validar a sua relevância, o impacto e a competitividade a Rede de Agroecologia Povos da Mata Atlântica, uma bem sucedida iniciativa. Os resultados indicam que os empreendimentos da agricultura familiar não possuem nível de organização e gestão, e não utilizam tecnologias modernas ou inovação tecnológica, enquanto a Rede de Agroecologia Povos da Mata Atlântica possui um modelo de negócio bem sucedido do ponto de vista financeiro, social e ambiental, e tem alcançado resultados significativos para agricultura familiar no TLS por meio de um modelo de gestão e comercialização e o selo de produto orgânico agrega valor à agricultura familiar.

A dessalinização de águas salgadas tem se mostrado uma alternativa promissora para suprir a alta demanda de água potável ao redor do mundo. No Brasil, a falta de água é um problema recorrente, principalmente no semiárido brasileiro, predominantemente localizado no Nordeste. A utilização de energias renováveis como fonte de energia apresenta muitos benefícios e, dentre essas fontes, a energia solar se mostra bastante abundante e com muito potencial de utilização no Brasil. Este trabalho tem por objetivo avaliar a viabilidade técnica e econômica de uma planta de dessalinização acoplada com energia solar como fonte energética. A técnica de dessalinização escolhida foi a destilação por múltiplos efeitos, um processo que necessita de uma alta quantidade de energia térmica e que, portanto, se adapta bem à proposta de uso da energia solar. A cidade escolhida para o estudo de caso foi Bom Jesus da Lapa (BA), uma cidade com alta incidência de irradiação solar durante o ano e que sofre com a falta de água. O modelo de coletor solar utilizado foi o de placas planas e um sistema de tanques para armazenamento da energia térmica foi incluído para garantir a operação contínua da dessalinização. O reciclo de 90% do concentrado de salmoura produzido aliado com o tratamento do concentrado restante foram propostos buscando sanar um problema em muitas plantas de dessalinização, que é o destino adequado para esse concentrado. Resultados da avaliação técnica mostraram que a produção de água da planta de 72 m³/dia de capacidade com 2822 m² de área de coletor solar apresentou resultados satisfatórios tanto para um dia como ao longo do ano. Os resultados apresentaram a manutenção do nível do tanque e da temperatura ao final do dia, mostrando que a produção contínua de água é viável tecnicamente. No estudo de viabilidade econômica, o preço de venda da água a US$ 5,97/m³ para uma vida útil de 20 anos resultou em Valor Presente Líquido (VPL) e Taxa interna de retorno positivos para a implantação da planta, indicando a viabilidade econômica. Uma análise de Monte Carlo indicou que o VPL tem alta probabilidade de ser positivo, mesmo com as incertezas inerentes ao investimento inicial, custos operacionais e preço de venda da água. Espera-se que este trabalho possa contribuir para a tomada de decisão que viabilize investimentos em dessalinização no semiárido brasileiro, proporcionando o desenvolvimento econômico e social da região.

A poluição atmosférica tem sido um dos principais temas de interesse no
meio científico tendo em vista sua implicação na qualidade da saúde humana,
dos ecossistemas e dos bens construídos, identificando- se com uma dimensão
fundamental na busca do desenvolvimento sustentável.O crescimento
desenfreado das cidades, o aumento contínuo da população e a intensa
industrialização são fatores que impulsionaram o cenário que temos hoje em
dia. Neste contexto, o presente projeto teve como objetivo investigar a
dispersão de poluentes originários de emissões veiculares na Região de
Salvador para o ano de 2018. Foram consideradas, as emissões dos poluentes
monóxido de carbono (CO), óxidos de nitrogênio (NOx) e material particulado
(MP), avaliando-se e comparando-se as metodologias e resultados dos últimos
estudos nesta região. Para chegar a este objetivo foi necessário quantificar o
inventário de emissões veiculares, que empregou o método de cálculo da
Agência Européia do Ambiente (AEA) utilizando fatores de emissão associados
à quilometragem veicular para estimativa da emissão de poluentes. Tais dados,
unidos a informações meteorológicas e topográficas, foram alimentados no
AERMOD VIEW para simular o comportamento da dispersão dos poluentes. Os
resultados obtidos indicaram a contribuição das emissões veiculares para a
poluição do ar na cidade de Salvador indicando as localidades mais
impactadas por esta atividade. Espera- se que os resultados deste projeto
sirvam de parâmetro norteador para a gestão da qualidade do ar na cidade de
Salvador, validando a localização das estações de monitoramento da qualidade
do ar existentes e propondo, novos locais para serem monitorados.

No Brasil, o setor de edificações é o maior consumidor de energia elétrica, sendo responsável por 50% de toda a energia elétrica consumida. Nas edificações universitárias federais brasileiras, a despesa com energia elétrica é uma das maiores dentre os itens de despesas mensais, o que indica a necessidade de melhoria no uso da energia, sobretudo, considerando-se o crescente contingenciamento orçamentário enfrentado por essas instituições. Diante desse cenário, esta pesquisa com estudo de caso na Escola Politécnica da Universidade Federal da Bahia propõe uma investigação sobre a eficiência energética em edificações universitárias, identificando as principais oportunidades de utilização racional da energia elétrica. Realizou-se uma revisão da literatura com foco na análise de métodos de gestão energética aplicados a edificações universitárias. Em seguida, realizou-se uma revisão energética da edificação seguindo a norma ABNT NBR ISO 50001. A análise do uso e consumo de energia indicou que a energia elétrica é a principal fonte de energia da instituição, e que o consumo está concentrado na climatização, com uma participação de 73%. Os laboratórios de pesquisa e ensaio respondem por 45% do consumo de energia elétrica. Foram elaborados indicadores energéticos visando o monitoramento permanente do desempenho energético através da comparação com a linha de base. O indicador de desempenho energético “Consumo Médio por m²” resultou 55 kWh/m²/ano, ao passo que o indicador “Consumo Médio por Aluno” resultou 62 kWh/aluno/mês. Foram identificadas duas oportunidades significativas de melhoria do desempenho energético na edificação: o retrofit da iluminação (substituição de lâmpadas fluorescentes por LEDs), e o retrofit da climatização dos laboratórios (substituição dos equipamentos existentes por outros novos do tipo inverter). Ambas medidas, em conjunto, resultariam na redução de consumo elétrico anual de 24%, o que corresponde a uma redução de custo de R$ 379.573/ano. O tempo de retorno de investimento dessas medidas foi calculado em dezessete meses. Com base nos resultados obtidos, observa-se que Escola Politécnica da UFBA apresenta potencial para melhorar seu desempenho energético a partir de propostas factíveis e economicamente viáveis. Recomenda-se que a instituição implemente um Sistema de Gestão de Energia (SGE) nos moldes da norma ABNT NBR ISO 50001.

A produção de polietileno de alto peso molecular por polimerização em suspensão usando o catalisador do tipo Ziegler suportado em materiais inorgânicos produz polímeros com distribuição de pesos moleculares mono, bimodal e multimodal, entretanto a produção de polietileno de alto peso molecular multimodal envolve varias estratégias complexas. Neste estudo a reação de polimerização do etileno e a síntese de nanocompósitos de polietileno de alta densidade com argila, grafita ou talco foram realizadas usando polimerização in situ direta em solvente e um sistema catalítico tipo Ziegler (TiCl4 e trietilalumínio em hexano) sem suporte inorgânico em um reator descontínuo. O polímero produzido apresentou uma degradação térmica em atmosfera inerte em temperatura acima de 400°C, possuindo uma estabilidade térmica semelhante ao polietileno comercial de alta densidade produzido pela Braskem. A temperatura de fusão do polímero produzido indica que ele tem um alto peso molecular e um grau de cristalização de cerca de 52%. A distribuição de pesos moleculares do polímero obtido tem uma dispersão ampla e varia de um peso molecular (log M) 2 até 7.2, composta por quatro picos o que indica uma distribuição multimodal. Na atmosfera oxidante, o polímero produzido apresenta três eventos de oxidação térmica acima de 400°C devido à combustão de moléculas de baixo, médio e alto peso molecular. A oxidação térmica dos nanocompósitos é deslocada e reduzida para altas temperaturas, indicando melhoria na estabilidade térmica da matriz polimérica devido ao efeito de barreira da argila para gases e compostos voláteis e os testes de flamabilidade mostraram um efeito de redução da progressão das chamas para todos os nanocompósitos.

O crescimento do tráfego aéreo mundial nos últimos anos e a perspectiva de crescimento para as próximas décadas demandam um gerenciamento do tráfego aéreo cada vez mais eficiente e seguro, além de contribuir substancialmente para a sobrecarga de trabalho de seus controladores. Neste cenário tornam-se cada vez mais necessárias soluções que auxiliem estes profissionais no processo de tomada de decisão nas diferentes atividades executadas durante todas as fases do voo. A fase em rota compreende a etapa mais duradoura do voo, na qual os controladores desempenham atividades de monitoramento e principalmente detecção e resolução de conflitos entre aeronaves. Estas atividades envolvem procedimentos puramente “human-centric”, ou seja, todas as ações tomadas são definidas pelo ser humano, mesmo considerando a disponibilidade de alarmes automáticos. Este trabalho propõe um modelo híbrido, com uso de técnicas de inteligência artificial e heurística, para detecção e resolução de conflitos longitudinais durante o voo em rota com o intuito de reduzir a carga de trabalho do controlador de tráfego, e maior agilidade no processo de detecção e resolução de conflitos, com a consequente elevação do nível de segurança do espaço aéreo. O escopo deste trabalho está limitado a aerovias de sentido único localizadas no espaço aéreo superior (acima de 25 x 103 ft) e a abordagem proposta compreende a detecção e solução de conflitos longitudinais através de ajustes de velocidade horizontal e troca de nível de voo (altitude) das aeronaves. O modelo híbrido contribui com uma métrica inovadora, baseada em um sistema de inferência fuzzy para quantificar o nível de conflito entre duas aeronaves. Um algoritmo recursivo para o agrupamento de aeronaves em conflitos é aplicado para definir trocas de níveis de voo através de um problema de otimização baseado em algoritmo genético. O modelo foi simulado e testado através de diferentes estudos de casos envolvendo a existência de conflitos entre as aeronaves, tomando como referência ações de controle com base em regras e restrições definidas pela Organização da Aviação Civil Internacional (OACI). A comparação entre os resultados obtidos pelo modelo desenvolvido e ações simuladas para o controlador de tráfego aéreo mostra o potencial do modelo proposto na melhoria da segurança e otimização do uso do espaço aéreo, oferecendo maior eficiência e capacidade antecipatória para a detecção e resolução de conflitos.

A polimerização do metacrilato de metila (MMA) na presença de dióxido de carbono
supercrítico (scCO2) foi estudada como uma técnica alternativa para incorporar o óleo de
copaíba (Copaiba ssp.) em partículas de polimetacrilato de metila (PMMA). Os processos
tradicionais de incorporação de fármacos em PMMA usando solventes orgânicos trazem
o problema da presença de solventes residuais no produto final. A utilização de scCO2
para a micronização de partículas e a encapsulação de compostos na área farmacêutica
oferece uma perspectiva de grandes avanços, eliminando o número de etapas do processo
e permitindo o melhor controle das propriedades do sistema. Neste trabalho, as partículas
de PMMA foram produzidas através da polimerização do MMA por dispersão em scCO2
na presença de poli (dimetil siloxano) vinil terminal (PDMS-V), como agente surfactante,
e peróxido de benzoíla (BPO), como iniciador. Na polimerização por dispersão, as
condições devem garantir uma fase única no início da polimerização, o que requer que o
monômero, o iniciador e o surfactante sejam completamente miscíveis em CO2, formando
um sistema homogêneo. Para determinar as condições de pressão, temperatura e
composição em que o sistema é monofásico antes da polimerização, foi feito um estudo
prévio de equilíbrio de fases do sistema em estudo, a alta pressão, pois não havia dados
suficientes disponíveis na literatura. Dados de equilíbrio de fases para o sistema binário
CO2 + MMA e para o sistema ternário CO2 + MMA + PDMS-V foram medidos utilizando
o método estático sintético em uma célula de equilíbrio de aço inoxidável com volume
variável, incluindo janela de pistão e safira, a temperaturas de 50, 60, 70 e 80 ºC e a fração
molar variando de 0,6949 a 0,9499 para o sistema binário e de 0,6833 a 0,9444 para o
sistema ternário. No sistema binário, foi observada uma alta miscibilidade do CO2 no
MMA com uma expansão volumétrica significativa da fase líquida. O surfactante PDMSV
foi adicionado a esse sistema binário para investigar seu efeito no equilíbrio de fases.
Para o sistema ternário CO2 + MMA + PDMS-V, os resultados indicam que a adição de
PDMS-V levou a um pequeno aumento na pressão de transição de fase e, para a região
de equilíbrio líquido-líquido, ocorreu um grande aumento na pressão de transição de fase
do sistema em todas as temperaturas. Assegurado o sistema homogêno antes da
polimerização, à medida que o polímero é formado, por ser insolúvel no meio reacional,
ocorre a precipitação das suas partículas. Para garantir uma fase única no ínicio da
polimerização, foram adotadas as faixas de pressões de 160 a 180 bar a 80 ºC, e as reações
foram realizadas por quatro horas. Os experimentos foram realizados com diferentes
porcentagens de surfactante em relação ao monômero e do monômero em relação ao
volume total, para se observar o efeito da concentração inicial do surfactante e monômero
na distribuição de tamanhos e morfologia das partículas de PMMA. As corridas
experimentais ocorreram com concentrações de iniciador fixas e para as concentrações
de PDMS-V de 7,02% e 10% (m/m) e para o MMA de 10, 12,5 e 15 % (m/m). Essas
concentrações foram definidas a partir de estudos existentes na literatura que obtiveram
resultados satisfatórios. As micropartículas de PMMA foram caracterizadas por
cromatografia de permeação em gel (GPC), por microscopia eletrônica de varredura
(MEV) e por espalhamento dinâmico de luz (DLS). A avaliação do conteúdo residual de
monômero foi determinado por cromatografia gasosa (GC), enquanto os grupos
funcionais e a estrutura química das amostras de polímero foram identificados por
espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier (FTIR) e ressonância
magnética nuclear de próton (RMN H1), respectivamente. Os resultados obtidos indicam
que partículas esféricas de PMMA contendo até 5% m/m de óleo de copaíba, 10% m/m
de PDMS-V, 2% m/m de BPO em relação ao monômero e 10% m/m de MMA em relação
a massa total do sistema, podem ser preparadas nas condições de reação aplicadas neste
trabalho. Os resultados também indicam que a presença de óleo de copaíba afetou a
polimerização, pois os diâmetros médios das partículas contendo o óleo de copaíba
variaram de 151,8 a 257,1 μm, que foram maiores que o diâmetro médio das partículas
obtidas com 10% m/m de PDMS-V (28,6 μm a 34,1 μm) e 10% m/m de MMA (42,5 μm
a 48,4 μm). Esse aumento no diâmetro médio das partículas ocorreu devido à formação
de um número relativamente menor de locais de nucleação ou um aumento nas taxas de
coalescência, possivelmente devido à adição do óleo de copaíba que alterou a proporção
do surfactante na reação, impossibilitando a formação de uma gota mais estável, o que
pode ter levado a um crescimento desordenado das cadeias poliméricas. Os dados obtidos
mostraram ainda que, usando o PDMS-V como surfactante, foi possivel obter partículas
esféricas de PMMA com distribuição de tamanhos numa faixa estreita e a utilização do
BPO como iniciador não alterou a cinética da reação. Não foram encontrados na literatura
trabalhos sobre a polimerização por dispersão do MMA na presença de scCO2 usando o
PDMS-V e BPO, como surfactante e iniciador, respectivamente.

A confiabilidade de sistemas é aplicada para predição de falhas. Os resultados dos modelos
de predição incluem os efeitos do (i) processo de amostragem, (ii) processo de definição
dos modelos de previsão, e (iii) fatores operacionais e ambientais que determinam a
confiabilidade operacional intrínseca. A avaliação do impacto das fontes que determinam a
confiabilidade levou a escolha por avaliar o impacto do fator humano. O objetivo deste
trabalho foi desenvolver uma metodologia para avaliar continuamente a probabilidade de
erro humano. Sobre a amostragem, verificou-se a dificuldade em obter dados completos,
e desenvolveu-se uma avaliação multivariável por Modelagem de Equações Estruturais.
Os resultados apontaram uma baixa influencia dos erros humanos no registro e uma forte
influencia da estrutura de registro das falhas. Como os investimentos na atualização dos
registros podem ser altos, uma solução é ter amostras sem uso de dados históricos. Sobre
os modelos de previsão, um fluxo do processo foi elaborado e identificada a complexidade
para os analistas. Um estudo de caso foi usado para demonstrar que qualquer método tem
incertezas intrínsecas que nem sempre são consideradas. Sobre a confiabilidade operacional,
é o resultado de elementos como a variação da matéria-prima e insumos, meio ambiente,
contexto operacional, estrutura organizacional e Fator humano. Foram avaliados como os
elementos interagem entre si. Como resultados uma baixa independência dos elementos,
e um modelo em que a saída foi o Fator Humano, diretamente determinado pelo Fator
Organizacional. Como a organização é determinante, uma solução seria usar a tarefa como
centro da análise. A participação do fator humano levou a como avaliar a probabilidade de
erro humano, e identificaram-se vulnerabilidades nos métodos de avaliação. Os métodos
mais usados ajustam fatores de influencia para o contexto das tarefas, e há diversidade
nas probabilidades nominais de erro. Uma modelagem foi proposta para julgar o risco
de falhar com o uso de drogas, e demonstrou a complexidade em incluir um fator na
avaliação da probabilidade. Sobre as probabilidades nominais, dois tipos de erros humanos
foram identificados, um é estocástico e o outro relacionado ao contexto. Dado que o
contexto leva a variação da probabilidade, uma solução seria estimar a probabilidade de
erro por monitoramento do contexto. Considerando as soluções identificadas foi proposta
uma metodologia para estimar a probabilidade de erro usando a análise da tarefa e o
monitoramento de variáveis dos equipamentos. Inicialmente foi proposto avaliar a frequência
de desvios da tarefa, apontados pelas oscilações de parâmetros monitorados. Aplicouse
o método a um compressor de gás e foram obtidas as probabilidades de erro. Um
segundo estudo aplicado a um conjunto de bombas em um período de registros de 11
anos, a variável foi a vibração monitorada a cada ms. Foi constatado que a confiabilidade
aumentou ao longo do tempo e foi atribuído o sucesso às ações sobre a tarefa. Foi possível
medir a probabilidade de erros humanos e um processo para uso contínuo foi estabelecido,
demonstrando o potencial de aplicação do método.

Os requisitos básicos para a implementação de controladores preditivos de modelo podem ser resumidos como estabilidade, viabilidade, desempenho e robustez. Um de seus principais objetivos é a otimização de toda a planta para que diferentes estratégias possam ser aplicadas para alcançá-la, seja em esquemas de duas camadas, como Otimização em Tempo Real (RTO), ou esquemas de uma camada, como MPC + RTO e Modelo Econômico Preditivo Ao controle. Essas estratégias podem ser implementadas em esquemas centralizados, descentralizados ou distribuídos, mas para sistemas de grande escala, o centralizado pode ser intratável e os esquemas de controle distribuído são preferíveis. Além disso, o projeto de alguns controladores pode resultar em um problema de otimização inviável em alguns cenários, por exemplo, quando um pequeno horizonte de controle é aplicado no projeto baseado em conjuntos invariantes terminais. Neste contexto, esta tese se concentra na estabilização de controladores preditivos de modelos com objetivos econômicos, aplicando apenas restrições de igualdade terminal associadas a mecanismos de projeto para melhorar a viabilidade do problema de otimização, além de sua integração em esquemas de controle centralizado e cooperativo-distribuído. As contribuições desta tese são resumidas como: (i) um controlador preditivo de modelo de uma camada cujo problema de otimização é sempre viável, adequado para sistemas com estados instáveis de malha aberta, aplicando restrições de igualdade de terminal frouxo, (ii) um modelo distribuído cooperativo controlador preditivo adequado para sistemas estáveis, cujas propriedades de estabilização são integradas com seu ajuste, e (iii) um controle preditivo econômico baseado em gradiente distribuído cooperativo estabilizador baseado em restrições de igualdade terminal adequado para sistemas não estáveis, com mecanismos de design para ampliar seu domínio de atração . As propriedades estabilizantes são garantidas pelos argumentos de Lyapunov, e a viabilidade visa o cumprimento das restrições, além da solução do problema de otimização em todos os passos de tempo, mesmo com pequenos horizontes de controle. Para exemplificar as características acima mencionadas dessas estratégias, são avaliados estudos de caso a partir de cenários em que os controladores apresentam pequenos horizontes de controle e, no esquema distribuído, curto prazo de comunicação e objetivos conflitantes entre os agentes.

Esta pesquisa tem por objetivo avaliar o volume de investimento nos complexos eólicos
em 22 municípios do Estado da Bahia, localizadas no eixo central do estado, através do
método de decisão muticritério TOPSIS. Para definição dos critérios e método mais adequado,
foi realizada uma Revisão Sistemática da Literatura - RSL nas bases Compendex
e Scopus de acordo com o protocolo que foi estruturado. Para aplicação do método de decisão,
foi definido os seguintes critérios: investimentos por Mega-Watts (MW) produzidos,
investimentos por quantidades de usinas e MW por quantidade de usina; foi determinado
o vetor peso igual a 0,33 para todos os critério. Em seguida, foi feito a normatização,
ponderação da matriz de decisão, cálculo da solução ideal positiva e negativa, cálculo da
distânica e coeficiente de aproximaçao com auxílio do software R e planilha eletrônica.
Com os resultados obtidos a partir da RSL, verificou-se que é crescente o número de publicações
acerca da temática multicritério. A colaboração de países europeus, do Oriente
Médio e da Ásia, principalmente a China, possuem a maior malha de colaboração e o método
TOPSIS apresentou-se como melhor ferramenta para o problema estruturado neste
trabalho. Foi estabelecido o ordenamento onde Sento Sé foi a melhor avaliada enquanto
Casa Nova ocupou o último lugar. Ao distribuir espacialemnte o ordenamento foi possível
observar dois grupos distribuídos espacialmente de forma oposta. Sendo assim, conclui-se
que a RSL contribuiu para compreensão do que é um processo de decisão com base em
multicritério, sua importância e como o Brasil está aquém na discussão dessa temática.
Além disso, conclui-se que os municípios melhor avaliados são: Sento Sé ; Pindaí; Itaguaçu
da Bahia; Caetité; Xique-Xique; Riancho de Santana e que há municípios com potencial
de geração mas que não está sendo completamente aproveitado.

O Território Litoral Sul da Bahia (TLS), até o final da decada de 70 teve o cacau co-mo um dos pilares da economia baiana, com a produção baseada no modelo con-centrador de renda, onde muitos trabalhadores viviam nas fazendas de cacau em situação de semiescravidão. A partir de 1980, com o surgimento da praga vassoura de bruxa, a cultura do cacau começa a perder influência econômica, política e social. Esta dissertação pretende fazer um estudo sobre a realidade socioeconomica da economia solidária no TLS e qual é o conteúdo tecnológico empregado no processo produtivo desses empreendimentos frente ao declínio da cacauicultura. Esta análise é o resultado de uma pesquisa envolvendo 147 empresas econômicas solidárias mapeadas no TLS. Foram avaliados, entre outros, o grau de formalidade, o nível de empreendedorismo, o associativismo e o cooperativismo; o grau de independência financeira e tecnológica; o relacionamento com o treinamento de seus participantes e o papel das instituições de ensino, pesquisa e extensão no apoio aos projetos a-bordados. O método utilizado na pesquisa é o dedutivo, acompanhado por meio de verificação com abordagens exploratórias e descritivas. Os resultados indicam que esses empreendimentos não possuem uma cultura empreendedora e não utilizam tecnologias modernas ou inovação tecnológica, além de terem uma matriz artesanal dos meios de produção. Para superar esta realidade é preciso que o poder público estruture programas de desenvolvimento de empreendimentos cooperativos da eco-nomia solidária com alto valor agregado, tendo enfoque na pesquisa, ciência e tec-nologia, como também na formação de capital humano.

O deslocamento miscível com CO2 é um dos métodos de recuperação de petróleo mais promissores, bastante empregado em campos maduros, e atualmente de grande interesse nos reservatórios do pré-sal brasileiro. Devido aos elevados teores de CO2, que por razões ambientais não pode ser liberado para a atmosfera, a principal alternativa no pré-sal é a sua reinjeção nos poços. Além de aumentar a recuperação de óleo, a reinjeção permite o aprisionamento de parte desse gás no reservatório. Porém, a injeção de CO2 e a depleção podem ocasionar a precipitação de asfaltenos, fração mais pesada e molecularmente complexa do óleo, e ocasionar a sua gradual deposição no reservatório, tubulação dos poços e outros equipamentos, culminando com o bloqueio dos mesmos e a interrupção da produção de petróleo, o que causaria perdas econômicas significativas. Por isso, prever o início (onset) da precipitação dos asfaltenos e a quantidade de asfaltenos a precipitar, devido à injeção de CO2 ou à depleção, é um desafio científico e tecnológico. A presente dissertação contribui para o aprofundamento da compreensão dos aspectos principais da modelagem da precipitação dos asfaltenos, para o cálculo preciso do onset de precipitação e das quantidades de asfalteno precipitado, em um cenário de escassez de dados experimentais nas condições de reservatório. Avaliou-se o efeito de diferentes métodos de caracterização da fração residual do petróleo no cálculo do onset de precipitação de asfaltenos e da quantidade de asfalteno precipitado em função da fração molar de CO2, utilizando-se o método de Hirschberg. Adicionalmente, desenvolveu-se um novo método para o cálculo do onset de precipitação de asfaltenos baseado na modelagem e simulação da densidade da mistura de óleo e CO2, usando-se o modelo de Hirschberg e a equação SRK. Ainda, simulou-se o envelope de precipitação de asfaltenos utilizando o modelo de Hirschberg, a partir de uma quantidade reduzida de dados experimentais. Os resultados obtidos indicam o êxito de ambos os modelos no ajuste aos poucos dados experimentais disponíveis, mas as suas capacidades preditivas não foram suficientemente exploradas, o que necessitaria de uma maior quantidade de dados experimentais. A determinação experimental de dados da pressão do início de precipitação (AOP – asphaltene onset pressure), para diferentes injeções de CO2, permitiria também a construção e simulação de Envelopes de Precipitação de Asfaltenos mais completos e abrangentes.

A colheita de cana-de-a¸cu´car com o uso de m´aquinas colhedoras influencia diretamente a demanda de mat´eria-prima requerida pelas indu´strias para a produ¸c˜ao de a¸cu´car, etanol biocombust´ıvel e bioenergia. O estudo de tempos at´e a falha por meio de c´alculos ade- quados de confiabilidade pode ajudar a evitar paradas operacionais indesejadas. Cinco sistemas de colhedoras de cana-de-a¸cu´car denominados extra¸c˜ao, transporte de cana, propuls˜ao, movimenta¸c˜ao e eletrˆonico s˜ao analisados por meio de uma compara¸c˜ao entre quatro modelos de tempos de vida: q-Weibull, Weibull, q-exponencial e exponencial. O modelo q-Weibull, que possui uma conex˜ao com a mecˆanica estat´ıstica n˜ao extensiva, ´e a generaliza¸c˜ao com quatro parˆametros do modelo usual de Weibull de trˆes parˆametros. O modelo q-Weibull recupera em casos particulares as distribui¸c˜oes Weibull, q-exponencial e exponencial. A q-Weibull ´e assintoticamente uma lei de potˆencia e se torna uma expo- nencial em uma condi¸c˜ao limite. Enquanto uma lei de potˆencia, a distribui¸c˜ao q-Weibull
´e capaz de modelar sistemas complexos e se torna flex´ıvel o suficiente para unificar dois ti- pos de comportamentos n˜ao mon´otonos em sua fun¸c˜ao taxa de falha que n˜ao s˜ao poss´ıveis com os outros trˆes modelos: a curva em forma de banheira e a curva unimodal. Estes dois tipos de formas s˜ao descritos continuamente, com um conjunto fixo de quatro parˆametros. A aplica¸c˜ao dos modelos aos exemplos pr´aticos ´e feita com a estima¸c˜ao de parˆametros usando o m´etodo gr´afico de probabilidades, m´ınimos quadrados e maximiza¸c˜ao do co- eficiente de determina¸c˜ao. O Crit´erio de Informa¸c˜ao Akaike corrigido ´e utilizado para auxiliar na sele¸c˜ao dos modelos. S˜ao apresentadas aplica¸c˜oes de express˜oes anal´ıticas e ilustra¸c˜oes gr´aficas das fun¸c˜oes confiabilidade e taxa de falha.

A ocorrência de transbordamentos nos sistemas de retenção de efluentes industriais é um aspecto ambiental e operacional importante na maioria das indústrias. O objetivo deste trabalho foi analisa e classificar o comportamento da precipitação pluviométrica e transbordamentos, e propor um modelo preditivo de extravasamento para uma bacia do sistema de retenção de efluentes industriais em uma refinaria de petróleo. A análise de agrupamento para séries temporais de precipitação e nível de tanques foi analisada a partir da perspectiva de similaridade entre os agrupamentos e da detecção de pontos de mudança para determinar o comportamento das séries temporais. Um modelo preditivo construído foi proposto também para em sistema de drenagem pluvial em área industrial utilizando aprendizado de máquina supervisionado com o objetivo de indicar se a bacia de contenção extravasará no intervalo de 24 horas, com emprego das técnicas utilizadas k-nearest neighbors (KNN) e Random Forest. O conjunto de metodologias de aprendizado de máquina não supervisionadas usadas permitem obter informações sobre eventos hidrológicos e de processo em cenários com baixa disponibilidade de dados sem a necessidade de aumentar a informação. Foi identificado que, na ausência de precipitação ou ocorrência de baixos volumes diários de precipitação, o sistema falhou, e a porcentagem de transbordamentos é maior do que o valor natural esperado. Além disso, não há transbordamentos em períodos chuvosos se houver operação satisfatória do sistema. Cenários e variações de técnicas de amostragem para o treinamento dos modelos de classificação foram utilizados. Os melhores resultados foram obtidos a partir do algoritmo Random Forest com emprego da técnica de reamostragem oversampling, undersampling e ROSE.

A demanda por fontes de energia renováveis vem crescendo devido aos efeitos nocivos do uso dos combustíveis fósseis, que estão destruindo o meio ambiente. A biomassa é uma fonte de energia sustentável, adequada para substituí-los gradualmente e a torrefação, briquetagem e secagem são processos de conversão térmicos e termomecânicos capazes de reduzir o preço da energia gerada. Entre as vantagens desses processos estão o aumento da eficiência da combustão devida às alterações químicas que a torrefação proporciona e à diminuição do excesso de ar necessário causada pela briquetagem. Além disso, o aumento da densidade de energia devida à torrefação reduz os custos de transporte, pois permite que mais energia seja produzida a partir de um mesmo volume de biomassa. E também a produção de um combustível com propriedades mais adequadas para o armazenamento, entre outros. Este trabalho busca avaliar a viabilidade técnica e econômica desses processos quando usados para converter o eucalipto logo antes do transporte por trens ou caminhões para usinas termelétricas. Os cálculos foram feitos com dados obtidos da literatura como a relação entre a umidade e a massa específica ou o poder calorífico da madeira, entre a umidade e a composição da madeira e a eficiência da caldeira na qual é realizada a combustão, entre outros. Além de dados fornecidos por empresas relacionadas como preços e características de máquinas. Foram avaliados quais processos fornecem menores preços de energia e retornos maiores e mais rápidos do investimento para adquirir as máquinas necessárias por meio do valor presente líquido e do tempo de retorno do investimento. Os conjuntos de processos foram organizados em três rotas de produção. A rota 1, que se resume em picar e secar a madeira, a 2, que se resume em picar, secar e briquetar e a 3 que se resume em picar, secar, torrificar e briquetar. O uso do eucalipto briquetado da rota 2 resulta em preços mais altos para a energia e o uso do eucalipto apenas seco da rota 1 ou torrefado da rota 3 pode resultar em preços mais baixos e maiores e mais rápidos retornos sobre o investimento, dependendo das condições climáticas, da distância entre a termelétrica e a planta de conversão e do modal de transporte utilizado. A variação do custo do vapor gerado, a depender das condições climáticas, em US$ por tonelada, para o transporte rodoviário e distância de 1 km para as rotas 1,2 e 3 é de US$ 81 a US$ 52, US$ 85 a US$ 56 e US$ 49 a US$ 55 respectivamente. Para 500 km varia de US$ 67 a US$ 93, US$ 71 a US$ 98 e US$ 66 a US$ 59 respectivamente. Para o transporte ferroviário e distância de 1 km varia de US$ 79 a US$ 50, US$ 84 a US$ 54 e US$ 47 a US$ 53 respectivamente. Para a distância de 500 km varia de US$ 52 a US$ 81, US$ 56 a US$ 86 e US$ 55 a US$ 49 respectivamente.

O transporte de carga indivisível e volumosa em território brasileiro exige um planejamento
rígido devido as dimensões de peso e tamanho da carga que ultrapassam o permitido por lei.
Somados a isso, a infraestrutura logística possui muitos problemas desde as questões
burocráticas até a falta de manutenção nas vias, portos e aeroportos. Tais problemas dificultam
o transporte e em locais de difícil acesso podem inviabilizar projetos devido ao alto custo.
Propor os dirigíveis para o transporte de carga não é algo novo, mas tem sido desconsiderado
por conta das suas limitações técnicas que existiam. Hoje, graças aos mais recentes avanços
tecnológicos, dirigíveis podem vi a ser uma alternativa de atuação em nichos nos quais as
condições logísticas sejam desfavoráveis ao transporte convencional, onde a construção de vias
de acesso se faça necessária por conta da dimensão da carga ou até mudança de rota, ou por
conta de passarelas e torres que dificultam a passagem do transporte. Os dirigíveis podem ser o
intermédio entre velocidade e custo, além da redução de emissões de gases do efeito estufa e
dependência mínima de infraestrutura para pouso e operações de carga/descarga. Este trabalho
faz uma comparação técnica entre os modais de transporte convencionais e os dirigíveis e, num
segundo momento, uma análise econômica comparativa entre o dirigível e o modal rodoviário.
A partir dessas análises pode-se perceber que, no cenário proposto, o dirigível pode ser uma
alternativa viável tanto economicamente quanto tecnicamente.

Entre as medidas para refrear o aquecimento global é indispensável a ampliação do uso de fontes
renováveis para geração de energia elétrica, como os sistemas de energia solar. A geração solar
térmica, ou heliotérmica, é uma alternativa com potencial crescente para integrar de maneira
complementar a matriz elétrica de locais com as condições geoclimáticas adequadas. Os sistemas
de geração heliotérmica apresentam maior rendimento e maior capacidade de produção, quando
comparados aos sistemas fotovoltaicos, além da possibilidade do armazenamento térmico de
energia, que os permite operar na ausência de radiação solar. Os sistemas de concentrador
parabólico do tipo Dish Stirling (DS) são os sistemas heliotérmicos com o maior rendimento, e
sua modularidade possibilita seu uso em empreendimentos de geração distribuída. Estes sistemas,
entretanto, ainda não são comercialmente atrativos principalmente devido seu alto custo de produção
e baixa confiabilidade. Por isso, o desenvolvimento de métodos mais eficientes de projeto
de sistemas DS é uma importante medida para torná-los uma alternativa viável para a geração
renovável de energia elétrica. Deste modo, neste trabalho é proposta uma abordagem simples
para o dimensionamento e simulação dos sistemas DS, a fim de facilitar o seu desenvolvimento.
Para se determinar o consumo de energia de um motor Stirling, o modelo isotérmico ideal de
Schmidt, o modelo adiabático ideal e o modelo Simple são comparados através da simulação do
motor Stirling GPU-3 e contrastados com dados experimentais. Para determinar a energia solar
disponível, utiliza-se um modelo de estimação da radiação solar direta normal (DNI - Direct
Normal Irradiance) baseado no fator de turbidez atmosférica Linke. Este modelo é testado para
três cidades brasileira: Salvador, Marília, e Porto Alegre. Os resultados são comparados com
dados de mediação do Instituto Nacional de Meteorologia (INMET). Os dados obtidos por esses
modelos são aplicados no dimensionamento e projeto de concentradores parabólicos com base
na energia consumida pelo motor Stirling e considerando os valores máximos da DNI. O método
de dimensionamento do sistema DS proposto neste trabalho se mostra bem-sucedido e aplicável
para uma sondagem inicial da dimensões de um sistema DS, porém é necessária a aplicação de
modelo mais precisos para simulação do motor Stirling e para a estimação da DNI, na ausência
de dados de medição.

Analisadores virtuais ocupam uma posição estratégica na indústria petroquímica devido a capacidade destes de estimar variáveis de controle a partir de modelos matemáticos. Entretanto, para garantir uma estimativa, é necessário assegurar a confiança e a disponibilidade dos dados de entrada. Desta forma, há um esforço financeiro para garantir a manutenibilidade dos instrumentos de medição que aferem as variáveis utilizadas com entrada do sistema. O objetivo deste trabalho é propor uma nova abordagem na seleção de variáveis em modelos de Mínimos Quadrados Parciais (PLS) através da introdução de um indicador que avalia o ganho de capacidade preditiva do modelo em função do aumento de custo associado ao se acrescentar determinada variável como entrada. Para isto, as variáveis são hierarquizadas a partir do escore VIP (Importância da Variável na Projeção) e, uma a uma, introduzidas no modelo PLS. O novo indicador mede a razão entre a diferença dos coeficientes de correlação linear (𝑟) dos valores observados e os estimados pelos modelos com e sem a variável adicionada, e a diferença entre o custo padrão associado aos respectivos modelos. Desta forma, quantifica-se a razão entre o ganho de performance e o aumento de custos associados a introdução de uma variável. A nova abordagem é aplicada na seleção de variáveis de um modelo que estima nove pontos de temperatura (ponto inicial de ebulição, 5%, 10%, 30%, 50, 70%, 90%, 95% de vaporizado, e ponto final de ebulição) de uma nafta média, utilizados para avaliar a qualidade desta. Havia disponibilidade de 121 variáveis de processo (VPs), as quais incluem fluxo, temperatura, pressão e nível. O modelo PLS desenvolvido a partir da nova abordagem selecionou 37 das 121 VPs, com um custo total associado (𝑐𝑇) que representa 34% do 𝑐𝑇 do modelo com as 121 variáveis, e 88% do 𝑐𝑇 onde a seleção de variáveis é feita por VIP. Os erros quadráticos médios de predição do modelo variam entre 1,184°C e 3,108°C para saídas num intervalo de 90°C a 155°C. Os 𝑟s do grupo de validação variam entre 0,875 e 0,932, com exceção da temperatura com 95% de vaporizado, cujo 𝑟 foi de 0,753. Assim sendo, a seleção de variáveis utilizando a nova abordagem proposta foi capaz de desenvolver um modelo preditivo adequado à aplicação em analisadores virtuais. Dessa forma, os resultados indicam que a inclusão de um traço econômico no processo de seleção de variáveis, que costuma ser quase que puramente estatístico, contribui para procedimentos mais orientados por dados durante o processo de tomada de decisões em ambientes industriais complexos, particularmente da petroquímica.

O crescimento das cidadesmédias e a concentração de sua malha urbana é uma tendência mundial. No Brasil, esta rápida concentração e a demanda por habitação, mobilidade e infraestrutura, têm gerado impactos negativos na qualidade da vida urbana com aumento da poluição, geração de resíduos e incômodos de vizinhança. A indústria da construção é um importante agente neste processo, em que a demolição, reforma e construção de edificaçõesenvolve uma rede complexa de atores e atividades. Apesar dos avanços tecnológicos e dos marcos regulatórios,o setor ainda está longe de implantar uma cultura de baixo impacto em seus canteiros. Grande parte das dificuldades estão diretamente relacionadas com as características do setor:caráter difuso dos locais de produção(canteiros);variedade de atividades e insumos;uso intenso de transporte e movimentação;problemas de qualidade e produtividade;informalidade e baixo compromisso ambiental. O processo de construção não fica restrito ao lote urbano em construção, pois os diversos fluxos (materiais, pessoas e serviços) impactam o entorno, criando “canteiros virtuais”. Estes também são importantes polos geradores de viagens - PGV (cargas, equipamentos e pessoas), restringindo a mobilidade, obstruindovias, danificando calçadas e gerando riscos.Diante deste contexto, esta pesquisa apresenta um método de previsão de aspectos ambientais gerados por canteiros de obras, através da integração entre uma base de custos e indicadores de avaliação de desempenho ambiental.Inicialmente, o desenvolvimento do modelo exigiu uma ampla revisão do estado da arte sobre as ferramentas de avaliação de desempenho ambiental para identificar os principais problemas de qualificação e quantificação dos aspectos e impactos ambientais dos canteiros.Na sequência foi analisado um conjunto de bases de dados de custos de construção e como transformar seus dados de custos em informação ambiental e estas informações em conhecimento nas práticas de construção. Para ajuste do método foi realizada uma pesquisa de campo que analisou os impactos locais de canteiros de obras na cidade de Feira de Santana, e como seus modelos de gestão da construção e as práticas construtivas influenciam no desempenho ambiental.A análise das relações entre atividades/serviços, aspectos e impactos ambientais foi baseada no modelo proposto pelo EUEco-Management and Audit Scheme (EMAS) para o desenvolvimento do método e sua representação matemática. Um estudo de caso foi implementado para avaliar o método utilizando a lista de quantitativos (BOQ) de duas construções residenciais para mensuração dos seus aspectos ambientais. Os resultados validam a utilidade do método para suporte ao processo de tomada de decisão na escolha de atividades construtivas e na alocação de sistemas de controle, como, por exemplo, recomendando a execução de serviços fora do canteiro para reduzir os impactos na vizinhança.Adicionalmente, o método se mostrou de fácil aplicação para avaliação de canteiros de obras, bem como flexível para incorporar outras atividades, adaptando-se à demanda de construtores e agentes públicos para reduzir os impactos ambientais dos canteiros de obras. Os resultados da aplicação do método sobre o estudo de caso reforçam a sua viabilidade como instrumento de avaliação ambiental e também como ferramenta para auxiliar a tomada de decisão pelos agentes de controle e gestão da construção. A escolha pela base de dados de custos como lastro do método aponta para uma maior facilidade de implantação do método e difusão de conhecimento ambiental, contribuindo para promover a redução dos impactos destes canteiros.

O uso generalizado de energia renovável e a implementação da eficiência energética são duas soluções promissoras para enfrentar os desafios ambientais globais em relação ao consumo de energia e emissão de carbono. No entanto, o nível de efetivação de ações para melhoria da eficiência energética no setor industrial está abaixo do que deveria ser alcançado, devido a barreiras financeiras, técnicas e comportamentais. Nesse trabalho se apresenta um novo modelo estrutural das variáveis determinantes que preveem o comportamento do indivíduo, e com base nesse modelo, inova ao conceber um protocolo de intervenção que possibilite influenciar o comportamento do trabalhador quanto à aplicação de práticas que elevam a eficiência energética. No primeiro estudo, uma pesquisa (survey) foi realizada para identificar os fatores que determinam a intenção dos trabalhadores em adotar ações para melhoria da eficiência energética, tendo como base a teoria do comportamento planejado (TCP). Os dados coletados foram analisados por meio da modelagem de equações estruturais (MEE), e os resultados mostraram que a atitude e o controle comportamental percebido foram as variáveis latentes que tiveram significância para antever a intenção do indivíduo de agir. A inclusão de novas variáveis - (i) normas pessoais e (ii) fatores modeladores de desempenho possibilitam um aumento da qualidade preditiva do comportamento dos trabalhadores. No segundo estudo, a aplicação do protocolo de intervenção comportamental possibilitou a adoção de um novo procedimento de parada em um reator, que permitiu reduzir perdas de energia no processo, bem como diminuir a concentração dos contaminantes do efluente líquido. Os resultados evidenciaram a adequação do protocolo quanto a influenciar o comportamento dos trabalhadores. Nesse sentido, pode-se admitir que o protocolo de intervenção comportamental pode ser adotado com resultados promissores em outras unidades industriais que tenham intenção de melhorar sua eficiência energética.

As empresas produtoras de móveis de madeira geram grandes volumes de resíduos que nem sempre são descartados de forma adequada, gerando perdas para as empresas e prejuízos ambientais decorrentes do aumento do consumo de matérias-primas. A partir daí o objetivo desse trabalho é propor parâmetros de projeto visando minimização de resíduos no processo produtivo de móveis de madeira de eucalipto, procurando maior utilização da matéria prima. Por médio do estúdio de uma cadeira fabricada em empresa de móveis de madeira de eucalipto, se faz aplicação da metodologia de Produção mais Limpa focada na diminuição do consumo de matéria-prima e de energia, dessa metodologia se apresentam propostas para aplicação de princípios de Ecodesign com o qual se faz redesenho da cadeira visando diminuição na geração de resíduos de madeira e maior aproveitamento da matéria-prima. Foi feita Avaliação de Ciclo de Vida do berço ao túmulo para cadeira inicial e para cadeira redesenhada comparando os impactos ambientais e o consumo energético.

A proposta de redesenho permitiu diminuição na geração de resíduos de 43,81% para 32,20%; redução no consumo de madeira de 29,95% e diminuição no consumo de energia de 5 KWh para 3,23 KWh. Baseado nos resultados, são propostos os parâmetros de projeto para diminuição dos resíduos de madeira gerados na produção de móveis de madeira. As propostas feitas abordaram parâmetros para reduzir, facilitar, selecionar e valorizar as modificações do produto redesenhado. Para isto se propõe um passo a passo baseado numa sequência de atividades: definição do produto, processo de fabricação, Produção mais Limpa, balanço de massa, Avaliação de Ciclo de Vida, Ecodesign (propostas de solução) e Avaliação de Ciclo de Vida da proposta. A implementação de parâmetros de projeto, considerando características do material, modulação das peças e redesenho, assim como a identificação das fontes mais relevantes de resíduos, por meio da aplicação de Produção mais Limpa, permite a redução do consumo de material e energia. Pode-se evidenciar o potencial da aplicação dos parâmetros de Produção mais Limpa e Ecodesign para atingir micro e pequenas empresas de móveis de madeira ajudando a diminuir a geração de resíduos.

Um grande problema para a indústria de produção de petróleo é a quantidade de água produzida (AP) gerada durante a operação de seus processos industriais, sendo considerada a maior corrente de efluentes e possui composição complexa, como alta salinidade, sólidos em suspensão, aditivos químicos, metais pesados, considerado teor de óleos e graxas (TOG) e outros contaminantes. O TOG é um parâmetro que merece atenção, pois órgãos fiscalizadores regulam o descarte da AP a partir deste parâmetro. O presente trabalho se propôs a avaliar o potencial do processo de coalescência e adsorção no tratamento da água produzida de petróleo real fornecida pela Petrobras, Unidade Pilar-AL, utilizando um sistema integrado composto por um coalescedor de leito horizontal em combinação com um leito fixo de adsorção. Os parâmetros avaliados no coalescedor foram a velocidade do fluxo e o tipo de leito. Os materiais avaliados para compor o leito do coalescedor foram: fibra de coco, considerado um subproduto da indústria e a bucha vegetal (Luffa cylindrica), material fácil de ser encontrado na região Nordeste. Na coluna de leito fixo (processo de adsorção) foram utilizados biocarvão e carvão ativado produzidos a partir do ouricuri (Syagrus coronata), matéria prima regional. As biomassas utilizadas (fibra do coco, bucha vegetal e ouricuri, bem como o biocarvão e carvões ativados) foram caracterizados através das seguintes técnicas: umidade, análise termogravimétrica, espectrometria de energia dispersiva de raios-X (EDX), difração de raios-X e infravermelho por transformada de Fourier. Inicialmente foram avaliados o tipo de leito e a vazão de alimentação do leito coalescedor: 40, 60 e 80 L/h, que corresponde, respectivamente as velocidades superficiais 5,8; 8,7 e 11,5 m/h, em relação ao diâmetro do coalescedor. Foi avaliado o TOG na entrada e saída do coalescedor e calculado a eficiência de remoção de óleos e graxas. A queda de pressão do coalescedor também foi avaliada. A fibra de coco e a vazão de 40 L/h apresentou maior eficiência, removendo em torno de 80% do TOG. Em seguida, como mencionado anteriormente, foram produzidos carvões a partir do ouricuri e ativados com ácido fosfórico, ácido sulfúrico e hidróxido de sódio. Os experimentos de avaliação da capacidade adsortiva dos carvões foram realizados em um sistema de banho finito. Os resultados apresentaram que o carvão ativado com NaOH possui maior capacidade adsortiva. Definido o melhor tipo de leito e a vazão de alimentação do coalescedor, além do tipo de carvão ativado para o leito fixo; os estudos com o sistema integrado (coalescedor e coluna de leito fixo) puderam ser iniciados. O planejamento experimental consistiu de um sistema fatorial completo 23 para a realização das corridas experimentais no sistema integrado, onde as variáveis avaliadas foram: tipo de carvão (biocarvão e carvão ativado com NaOH), diâmetro médio da partícula (0,149 – 0,3 mm e 0,3 – 0,5 mm ) e vazão de alimentação da coluna de leito fixo (2,2 e 4,4 L/h). O melhor resultado foi obtido com o experimento que utilizou biocarvão, diâmetro de partícula entre 0,149 – 0,3 mm e vazão de 4,4 L/h, conseguindo uma remoção de TOG em torno de 84%. Os resultados apresentaram que a integração dos processos de coalescência com adsorção utilizando biomassa e biocarvão pode ser uma alternativa para o tratamento da água produzida de petróleo, atendendo os requisitos ambientais para descarte e reinjeção.

As energias renováveis vêm ocupando um maior espaço na matriz energética mundial em função de uma série de fatores, primordialmente o ambiental. Apesar do desenvolvimento tecnológico para utilização deste tipo de energia caminhar a passos largos, o ajuste entre a oferta energética renovável e demanda (de energia elétrica, por exemplo) nem sempre é possível devido à dependência de fatores naturais. Para suprir esse ajuste de oferta e demanda uma das alternativas utilizadas é o armazenamento energético em grande escala. Este trabalho tem como objetivo propor uma metodologia para avaliação de recursos e reservas energéticos em cavernas salinas, utilizando as tecnologias P2G e CAES. Para atender a este objetivo, utilizou-se como base metodológica a pesquisa bibliográfica sobre o tema proposto, análise documental (portarias, resoluções, leis dentre outros), consulta a especialistas das áreas de armazenamento energético e afins, uma análise comparativa e teste da metodologia proposta com dados reais obtidos da literatura. Como resultado, duas metodologias existentes foram identificadas para serem usadas como referência: o Petroleum Resources Management System (PRMS) e o CO2 Storage Resources Management System (SRMS). Assim como nas metodologias de referência, na metodologia proposta, as fases de um projeto foram divididas em duas: subcomercial, onde as análises e cálculos foram feitos a partir de informações existentes na litertura e comercial, onde as análises e cálculos foram feitos em função das informações oriundas da implantação do real projeto. Para os projetos subcomerciais foram estabelecidos três estágios denominados de Recurso Total Possível (R3), Recurso Total Provável (R2) e Recurso Total Provado (R1). Para exemplificação da metodologia nessa fase, foram utilizadas informações de maciços salinos em Portugal e a tecnologia de armazenamento de ar comprimido. O R3 foi calculado com informações do Maciço do Carriço e valor de R3 foi de 3.000.000 m3. O Diapiro Rio Maior foi utilizado como exemplo para o cálculo do R2, considerando as variáveis geológicas e regulatórias e seu valor final foi de 321.951 m3, equivalendo a um potencial energético de 4,3 GWh. Finalmente, o valor de R1 foi calculado, analisando o tipo de gás utilizado e a eficiência da planta a ser inplementada e o valor volumétrico foi de 95.619,45 m3. Esse valor equivale a um potencial energético total de 1,3 GWh, e uma potência de 326 MW para 4 h de produção e 162 MW para 8 h de produção. Da mesma forma que para a fase subcomercial, para os projetos comerciais foram estabelecidos três estágios denominados de Reserva Total Possível (Re3), Reserva Total Provável (Re2) e Reserva Total Provada (Re1). Para testar a metodologia proposta para a fase comercial, foram utilizados dados de uma mineração produtora de salgema na cidade de Maceió, estado de Alagoas utilizando armazenamento de ar comprimido. A Reseva Total Possível (Re1) foi calculada em 11.046 m3 enquanto a Reserva Total Provável foi de 234.000 m3, equivalendo a um potencial energético de 4,3 GW. Já para a Reserva Total Provada (Re1) o valor encontrado foi de 69.498 m3, o que equivale a um potencial energético de 1,28 GWh que quando dividido por uma produção em 4 horas ou 8 horas fornecem uma potência de 320 MW e 160 MW, respectivamente. Os valores encontrados estão próximos aos fornecidos pelas usinas que operam comercialmente no mundo, confirmando a robustez e aderência a realidade da metodologia proposta. Conforme visto, a metodologia pode ser aplicada a casos reais e os valores encontrados apontam para a possibilidade de implantação de um projeto CAES na concessão mineral da estudada. Para isso, faz-se necessário o desenvolvimento de um estudo de caso real com os dados da empresa contemplando: todos os aspectos limitadores no cálculo da Re3, utilizar os dados da perfilagem sônica para o cálculo da Re2 e escolher o tipo
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da tecnologia CAES para calcular a Re1. Além disso, elaborar um EVTE considerando alguns tipos de fornecimento de energia para a compressão do projeto CAES a ser implantado.

A sustentabilidade consolida-se como um fator competitivo para as organizações onde
os estudos sobre a avaliação e otimização da sustentabilidade é requisito fundamental
no gerenciamento das organizações em toda sua cadeia de suprimentos. Em uma
perspectiva mais específica percebe-se uma lacuna em relação aos modelos de avaliação
e otimização da performance da sustentabilidade. Diante deste contexto, o objetivo
deste trabalho é o desenvolvimento de um modelo para avaliação e otimização da
sustentabilidade organizacional. Esta tese foi elaborada em formato de coletânea de
artigos. O primeiro artigo é um estudo que está baseado em uma revisão sistemática,
envolvendo os trabalhos mais renomados e proeminentes da comunidade científica,
bem como uma análise das abordagens quantitativas para avaliação e otimização
da sustentabilidade organizacional. O segundo artigo é uma análise comparativa dos
modelos multi-atributos de tomada de decisão The Preference Ranking Organization
METHod for Enrichment of Evaluations (PROMETHE), Vlse Kriterijumska Optimizacija
Kompromisno Resenje (VIKOR) e Technique for Order Preference by Similarity to Ideal
Solution (TOPSIS), o objetivo é identificar o método de ranqueamento mais adequado
para o desenvolvimento do modelo. O terceiro artigo é a combinação do modelo multicritério
de avaliação, o PROMETHEE, com modelo multiobjetivo de otimização. O quarto
artigo é a segunda combinação do modelo multiatributo PROMETHEE com modelo
multiobjetivo de programação de metas com priorização para avaliação e otimização do
desempenho da sustentabilidade organizacional. O segundo, terceiro e quarto artigos
são aplicações experimentais em estudo de caso. Como resultados foram obtidos
um ranqueamento da sustentabilidade organizacional através dos anos combinando
com modelos de otimização para subsidiar a tomada de decisão. A contribuição deste
trabalho é a estrutura de um modelo híbrido aplicado e validado que pode ser facilmente
replicado em outras empresas na medida que os resultados norteiam a tomada de
decisão para a sustentabilidade organizacional.

A organização de um megaevento, como o Carnaval de Salvador oferece riscos que merecem atenção especial quanto a sua identificação e controle. Principalmente porque reúne mais de 500 mil visitantes, entre brasileiros e estrangeiros. Esta pesquisa visa realizar a análise de risco do Carnaval de Salvador 2016, a partir da aplicação das ferramentas: Análise de Cenário, APR, Matriz de Risco, FTA e Bowtie. Também pretende descrever os resultados de enquetes aplicadas ao folião e discutir algumas relações a partir da análise de correspondência múltipla. Essa investigação é fruto de uma inquietação de um grupo de pesquisa do Departamento de Engenharia Mecânica da UFBA em riscos dinâmicos (GRODin), sendo utilizadas como referências as normas da Associação Brasileira de Normas Técnicas – ABNT através das NBR 31000:2009_Gestão de Risco e a NBR ISSO/IEC 31010_Técnicas de Avaliação de Riscos. Dentre as vantagens da realização do processo de avaliação de riscos, destaca-se a identificação dos perigos numa fase preliminar, o que gera economia de tempo e gastos no eventual replanejamento ou até mesmo durante o decorrer do evento. Após a identificação dos cenários de riscos, algumas recomendações são sugeridas, como: aumento da fiscalização em todos as áreas para todos os processos e simulações de mesa, com todos os órgãos envolvidos com o Carnaval, com criações de protocolos de segurança, como proceder em situações de emergência, materiais a serem utilizados, ou seja, protocolos que padronizem e preparem processos e a forma de agir das pessoas diante daquelas situações.

A gestão de organizações com estruturas operacionais complexas envolve uma infinidade de fatores críticos que podem contribuir para a ocorrência de eventos não desejáveis acarretando desde um pequeno grau de insatisfação até uma situação de risco à vida dos usuários dos sistemas. Desta forma, os gestores destas organizações precisam estar munidos de métodos eficientes de gestão para lidar com estas ocorrências, a fim de mitigar as suas causas fundamentais e impedir a sua reincidência, contribuindo para um sistema mais confiável e eficiente. Nesse sentido, este trabalho apresenta um método de gerenciamento integrado de ocorrências e faz uso da Itaipava Arena Fonte Nova como ambiente de aplicação. Este trabalho se justifica devido à necessidade de um uso mais racional dos recursos organizacionais e a obrigatoriedade de desenvolvimento de processos com níveis de segurança e de qualidade alinhados às normas e padrões vigentes. Sendo assim, um banco de dados de ocorrência foi construído, um modelo matemático de priorização foi desenvolvido e, por fim, uma sistematização do método proposto foi elaborada em forma de fluxograma. Os resultados da aplicação do modelo de priorização nos anos 2013, 2014 e 2015 convergiram com o método tradicional de priorização apenas na dimensão segurança, algo que já era esperado. No ano de 2013 nenhuma ocorrência foi classificada como prioritária. No ano de 2014 duas ocorrências foram priorizadas: 1) Orientação precária; e 2) Atendentes de bares/ lanchonetes despreparados. No ano de 2015 cinco ocorrências foram priorizadas: 1) Vendedores irregulares; 2) Conflitos entre usuários; 3) Superlotação de setores/ corredores; 4) Filas em bar/ lanchonete; e 5) Acesso à internet precário. Foram utilizadas sessões de brainstorming e um diagrama de Ishikawa para identificar e apresentar as causas fundamentais relacionadas às ocorrências priorizadas. Na recomendação de ações de correção foram utilizados documentos específicos para arenas multiuso, além de normas internacionais das áreas de segurança e qualidade. Dois cenários foram simulados no intuito de verificar o comportamento do modelo de priorização quando alimentado com abundância de registros e quando a opinião do usuário é suprimida.

A análise de árvore de falhas (FTA, Fault Tree Analysis) vem sendo amplamente utilizada desde a sua criação, principalmente no ambiente industrial (ou em aplicações de alta severidade ou alto risco, que possuem a obrigatoriedade legal de estudos de análise de risco) por proporcionar conhecimento aprofundado do sistema/ equipamento e da sua confiabilidade. Apesar de sua aplicação ainda ser bastante restrita quando se trata de atividades com severidades menores, já existem estudos que recomendam a utilização desta ferramenta para outras áreas além do ambiente industrial, como, por exemplo, os processos de serviço (setor terciário). Este trabalho visa propor uma abordagem para a análise de árvores de falhas com foco em melhorar a sua aplicabilidade para o setor terciário. As principais técnicas de construção de árvores de falhas foram avaliadas e a abordagem aqui desenvolvida propõe uma construção dinâmica da FT e a ampliação da equipe multidisciplinar que participa dessa construção, baseada no conceito de multistakeholders (multi-agentes-chave) inserido no paradigma colaborativo da Web 2.0. A nova abordagem foi utilizada em um estudo de caso na Copa do Mundo FIFA de 2014 (regida pela quinta edição do documento normativo da FIFA) e apresenta potencial de diminuição de custos, ou pelo menos de sua diluição ao longo do tempo. Além disso, ela oferece também a possibilidade de se praticar enxertos de mais de uma norma reguladora do serviço na FT, bem como o acompanhamento da evolução dos documentos normativos e a identificação do cenário de tendências da entidade reguladora do serviço em questão, se constituindo em uma alternativa adicional e um aperfeiçoamento para o método Service Tree Analysis (STA, análise de árvore de serviços). Além do estudo de caso supracitado, este trabalho também apresenta uma análise evolutiva dos documentos normativos dentro do mesmo contexto do estudo de caso. Ou seja, foi elaborada a análise da evolução dos requisitos técnicos da Copa do Mundo FIFA a partir da análise de árvore de falhas. Esta análise evolutiva utilizou as cinco edições existentes dos requisitos FIFA e apontou quais itens sofreram as maiores alterações, quais itens deixaram de existir e quais itens novos foram inseridos. Isto evidencia tanto a evolução ocorrida ao longo do tempo quanto oferece um cenário de tendências da entidade reguladora para as próximas edições, podendo inclusive fundamentar tomadas de decisões futuras para os gestores das arenas, visando a obtenção de um legado positivo e benéfico no pós-evento. A abordagem proposta apresenta ainda potenciais benefícios para a análise de árvore de falhas dinâmica (Dynamic Fault Tree Analysis, DFTA) e para análises que contemplem grande influência da confiabilidade humana.

Atualmente, as microalgas são consideradas uma fonte promissora de energia para a produção de biocombustíveis pelo fato de apresentarem rápido crescimento, não necessitarem de terras aráveis para seu cultivo e não contribuírem para o aquecimento global ou a emissão de gases de efeito estufa. Neste contexto, o objetivo do presente trabalho é desenvolver uma metodologia para a produção de bioetanol a partir de biomassa da microalga Euglena gracilis (espécie ainda não estudada). Alguns parâmetros foram avaliados com intuito de aumentar a produção de paramylon como, meio de cultivo (mineral e lactato), métodos de separação da biomassa (centrífuga e rotaevaporador) e estresse com FeCl2. Além disso, tipos de hidrólise (ácida e enzimática) foram avaliadas visando o aumento da produção de bioetanol. A etapa de hidrólise foi importante para a produção de açúcares redutores. Ácido sulfúrico diluído (0,06% (v/v)) foi utilizado na hidrólise ácida e a mesma aconteceu em uma autoclave vertical a 127 °C e 10 minutos. Já a hidrólise enzimática foi realizada pela Cellulase (50 mL/L) por 72 h. As amostras hidrolisadas foram fermentadas pela levedura Saccharomyces cerevisiae e avaliou-se a produção de bioetanol em diferentes tempos de fermentação (3h, 1h e 30 min). O bioetanol foi caracterizado e quantificado por cromatografia gasosa (CG-FID). A centrifugação como método de separação de biomassa resultou em maiores concentrações de açúcar redutor. O tempo de fermentação de 30 minutos gerou maiores concentrações de etanol e, o maior rendimento da fermentação (50%) foi obtido partindo-se de um cultivo mixotrófico e hidrólise enzimática a partir de uma concentração inicial cerca de 15g/L de biomassa seca. Estes resultados podem tornar E. gracilis uma matéria-prima potencial para a produção de bioetanol.

Modelar o consumo residencial de água é um passo importante para o conhecimento sobre o comportamento dos usuários e, posteriormente, para a proposição de metas realistas que levem ao consumo consciente. As informações disponibilizadas pelos medidores inteligentes facultaram a possibilidade de detecção do equipamento acionado, através de medidas das vazões em intervalos de tempos da ordem de segundos. Dessa forma, o objetivo deste projeto é desenvolver uma ferramenta de identificação de uso de equipamentos, composta do algoritmo de classificação e do algoritmo de identificação e separação de usos simultâneos. No quesito classificação, o algoritmo baseou-se no conceito do k-nearest neighbor, avaliando a medida de (dis)similaridade que melhor se adequava aos dados, dentre as DTW, EDR, ERP e LCSS. Os indicadores de qualidade adotados foram a sensibilidade – que indica o percentual dos dados originais classificados corretamente – e a precisão – que avalia o classificador ao apresentar o percentual dos dados assinalados corretamente. Ambos foram calculados tanto em relação a quantidade de eventos quanto ao volume consumido. A medida ERP foi eleita em detrimento das outras pelos valores alcançados pelos indicadores e pela menor produção de resultados com empates. Em termos de sensibilidade com relação ao volume, a bacia sanitária, chuveiro e torneira interna obtiveram respectivamente médias de 71,1%, 67,3% e 78,2%, sendo que para mais da metade das residências conseguiu-se alcançar mais de 70% de detecção entre esses equipamentos. Para torneira externa esse indicador obteve valores abaixo do esperado com média de 26,6%, por conta principalmente de ser confundido com a torneira interna. Em termos de precisão com relação ao número de eventos, o classificador conseguiu para a bacia sanitária, chuveiro, torneira externa e torneira interna médias de respectivamente 72,2%, 51,1%, 59,0%, 88,4%; em algumas casas a capacidade de detecção para a torneira externa chegou a mais de 90%. O algoritmo de identificação e separação de usos simultâneos foi capaz de diferenciar usos particulares de usos simultâneos, além realizar separações, obtendo uma média 83% de acerto entre todas as residências. A integração desses algoritmos foi testada em uma das casas e obteve-se ao final 78% dos perfis em correspondência correta. Esses resultados indicaram que a ferramenta proposta mostrou potencial de ser utilizada, tanto por conta dos resultados obtidos quanto pelo fato de não haver intervenção do pesquisador ao longo do processo

Atualmente, a intensidade no trabalho da rotina não permite uma análise das melhores práticas da eficiência energética e a respectiva necessidade de ajustes. A identificação destas melhores práticas depende de critérios e medições resultando na sua classificação. Cada prática provoca perda de energia individual que no somatório resultam em grandes perdas. Procurando preencher esta lacuna, o presente trabalho visou elaborar um modelo para calcular o índice de boas práticas da eficiência energética, apontando suas partes componentes e como elas são estruturadas. O estudo baseou-se em pesquisa bibliográfica, e empírica, identificando a carência existente. Para possibilitar o alcance dos objetivos, foi desenvolvida uma metodologia com sete etapas. Se utilizaram dois métodos para avaliar as boas práticas, e como suporte matemático utilizou-se o software Solver Excel e o toolbox de Lógica Fuzzy ,implementado no MATLAB. Preliminarmente foram estabelecidas duas partes componentes das boas práticas baseado na literatura e na pesquisa empírica com a interação dos especialistas das indústrias ligados a parte operacional. Foi aplicado o modelo para avaliar as boas práticas, usando a escala Likert para ponderar as propriedades das partes componentes do modelo, onde se constatou a consistência das análises atingindo 98,52%de precisão quando se comparam os resultados obtidos pelo tabulador Excel e pelo Sistema de Inferência Fuzzy. Entre os resultados alcançados podem ser mencionados os seguintes: a identificação das partes componentes das boas práticas, a definição dos pesos das prioridades destas partes, as propriedades das partes componentes, uma equação matemática para medir o índice de boas práticas em eficiência energética. Todos esses conceitos e propriedades resultaram em um Modelo para Avaliar as Boas Práticas.

Com a busca da eficiência energética nos veículos automotivos, levando-se em conta a necessidade de minimizar o impacto ambiental decorrente do uso desses veículos, os recentes esforços para melhorar os sistemas de controle da queima do combustível tornaramse uma estratégia de destaque no mercado automotivo. O objetivo deste trabalho é o desenvolvimento de modelos para realização da predição da proporção de etanol presente em uma mistura de combustíveis utilizada em um veículo flex equipado com um motor de três cilindros. Os modelos são desenvolvidos com a utilização das informações de variáveis provenientes de medições realizadas pelo sistema de controle de um motor de três cilindros e por um acelerômetro tridimensional acoplado ao motor. É descrita a metodologia experimental aplicada para a aquisição dos sinais provenientes da operação de um motor de três cilindros, instalado em um veículo de passeio. Os sinais adquiridos foram tratados e utilizados em modelos baseados em estruturas de Regressão Linear Múltipla e Redes Neurais Artificiais para a predição da proporção em volume de etanol da mistura de combustíveis utilizada. Os modelos se mostraram eficientes na predição da proporção de etanol no combustível utilizado pelo motor, apresentando uma melhor aproximação entre os valores preditos e os valores reais quando comparados com os dados fornecidos pelo sistema de controle do motor.

Além do controle da produção, o desenvolvimento de novas tecnologias ou a melhoria de tecnologias existentes são alguns dos principais desafios da Engenharia de reservatórios, que tem como principal objetivo o aumento da recuperação de petróleo, sobretudo quando os métodos primários tornam-se inviáveis técnica e economicamente. Neste contexto, simuladores são uma importante ferramenta pois permitem inferir o comportamento produtivo dos reservatórios. O BOAST, simulador de reservatório de domínio público, black-oil, tridimensional e trifásico, foi investigado nesta dissertação para um entendimento mais abrangente desta ferramenta e de sua aplicabilidade. Um manual estendido complementar foi elaborado com o estudo detalhado deste simulador, o que pode servir como guia para sua utilização ou para incorporação de melhorias no código do programa em trabalhos futuros. Vale ressaltar essa contribuição deste trabalho, visto que os manuais existentes do BOAST não são bem detalhados. Esta dissertação também apresenta em detalhe alguns estudos de caso que exemplificam a aplicabilidade do BOAST, a saber: análise de sensibilidade das propriedades PVT e de variáveis de entrada relacionadas a propriedades da rocha e aos parâmetros de produção na simulação de reservatórios; e avaliação técnica do método de recuperação avançada denominado injeção alternada de água e gás (WAG). Estes estudos também possibilitaram uma discussão teórica de particularidades da simulação de reservatórios, como os conceitos de eficiência, permeabilidade trifásica, histerese da permeabilidade e descrição de métodos de recuperação como o WAG.

O conceito de qualidade de informação (QI) foi criado pela Rede TECLIM para contornar a inviabilidade de realização da reconciliação de dados clássica nos balanços hídricos devido à falta de redundância de medição das correntes aquosas. Como o conceito QI é construído de forma empírica para cada processo, a sua incerteza associada pode impactar os correspondentes resultados da reconciliação de dados. O objetivo deste trabalho é propor um aperfeiçoamento na construção do balanço hídrico reconciliado da metodologia TECLIM através da consideração do impacto da incerteza da QI na avaliação das incertezas das vazões reconciliadas. Estas vazões reconciliadas usadas em indicadores de desempenho ambiental permitem avaliar a incerteza do indicador, assegurando maior confiança na tomada de decisão na gestão hídrica. A contribuição da robustez na metodologia TECLIM foi testada pela aplicação em um estudo de caso em uma planta industrial de produção de metanol, localizada no Polo Petroquímico de Camaçari, Bahia. Como resultado preliminar, uma escala QI específica foi desenvolvida para a planta em estudo e sua utilização permitiu o fechamento do balanço hídrico da planta que possui 64% de suas correntes aquosas com pouca ou nenhuma confiança na sua fonte de informação. A partir destes resultados, a aplicação da metodologia TECLIM robusta possibilitou avaliar a incerteza das vazões reconciliadas e traçar com maior confiança o perfil de água da planta. Foram identificados que o desaerador, a caldeira e a torre de resfriamento são os principais pontos consumidores de água e que mais da metade das perdas hídricas da planta advêm da evaporação da torre de resfriamento. Duas das vazões reconciliadas resultantes da aplicação da metodologia TECLIM robusta foram utilizadas na reformulação de um indicador de desempenho operacional referente ao consumo de água de make-up da planta de metanol. A avaliação da incerteza deste indicador constatou a sua relevância na análise adequada de quais são as metas efetivas e ações necessárias para gerenciar o consumo. Metas de até 2% não devem ser impostas pelo sistema ambiental da empresa, pois estão dentro do intervalo de abrangência do indicador. Metas acima de 2% não vão atingir efetivamente o objetivo estipulado dado à margem de incerteza. Para isto ocorrer, ações e manobras mais efetivas no processo são necessárias.

s mudanças climáticas registradas nas últimas décadas, provenientes da ação antrópica, têm provocado aumento no volume de evidenciação relacionadas às ações diante das mudanças climáticas nos relatórios anuais das empresas participantes do Carbon Disclosure Project (CDP). No entanto os fatores determinantes da evidenciação relacionadas às ações diante das mudanças climáticas ainda permanecem obscuros haja vista a complexidade dos impactos do fenômeno das mudanças climáticas e dos interesses diversificados dos stakeholders por informações, que por sua vez, estão associadas às expectativas da sociedade na qual a empresa opera. O objetivo foi propor um modelo para mensuração do nível de evidenciação das ações de enfrentamento as mudanças climáticas a partir de fatores determinantes identificados em relatórios (obrigatório e voluntário) e da opinião de especialistas e gestores por meio do qual foi possível o atendimento dos objetivos específicos do trabalho. Para tanto, identificou-se os 32 fatores determinantes apontados por especialistas e gestores brasileiros, investigou-se a presença dos mesmos em 463 relatórios anuais de 48 empresas brasileiras participantes do CDP, entre 2014 e 2016 por meio do software de análise documental Nvivo®. Por fim, os dados provenientes foram submetidos à entrevista semiestruturada com gestores. Foi apresentada a classificação dos fatores determinantes da evidenciação relacionadas às ações diante das mudanças climáticas refletindo as opções das empresas em privilegiar, em seu processo de evidenciação, a saber: a prevenção da poluição, volume de emissões de GEE, gestão de ativos ambientais, prevenção de perdas, estratégica de mudança climática, sistema de gestão ambiental, ramo de atividade, estratégia empresarial, nível de regulação e tamanho da empresa. Com base nisso, foi possível identificar os fatores mais significativos bem como a correlação entre eles, etapa primordial para construção o Índice de Evidenciação das Ações diante das Mudanças Climáticas das empresas do CDP, Brasil (IEAMC-CDP). O IEAMC-CDP representa um mecanismo capaz de classificar o nível de evidenciação das ações diante das mudanças climáticas para as empresas do CDP Brasil, sendo composto por fatores que representaram 71,52% de todas as referências utilizadas nos relatórios anuais no período estudado. O resultado da aplicação do método inerente ao IEAMC-CDP nos dados disponíveis da amostra apresenta a empresa América Latina Logística (ALL) como destaque no período, sendo que sua estrutura permite a aplicação em empresas de diversos portes, inclusive aquelas que não fazem parte do CDP. Conhecer sobre os fatores determinantes ainda é importante para melhorar a decisão sobre estratégias de mitigações e adaptação às mudanças climáticas, mais sobretudo, como divulgar tais informações de modo a direcionar os recursos na manutenção do contrato social (legitimação) por meio dos fatores determinantes mais evidenciados e captados pelo IEAMC-CDP, em especial as empresas com menor pontuação na escala de hierarquização apresentada nesta pesquisa.

A produção agrícola e florestal no Brasil se destaca em relação a outros países devido às
condições edafoclimáticas brasileiras, aproveitamento de áreas degradadas e uso de
tecnologias agrícola e florestal. No entanto, ocorre uma série de operações de manejo que
provocam impactos ambientais, decorrentes principalmente do uso indiscriminado de
fertilizantes sintéticos, combustíveis fósseis, água e energia elétrica. Conhecer o desempenho
ambiental desses processos agrícolas e ambientais, possibilita identificar novas rotas de
materiais e produtos para atender requisitos ambientais cada vez mais rigorosos, restringindo
o uso de recursos naturais e emissões para o ambiente. Essa tese está organizada em quatro
capítulos, cada um com introdução, desenvolvimento, referências e apêndices independentes.
O capítulo I apresenta uma revisão abordando os principais efeitos ambientais da produção
agrícola e florestal, enfocando as emissões de CO2 para a atmosfera. O capítulo II no formato
de artigo é o extrato de uma publicação no Journal of Cleaner Production avaliando o
desempenho ambiental e econômico da produção de cenoura irrigada no Semiárido brasileiro.
O capítulo III, também do formato de artigo, não publicado até a defesa desta tese, é um
estudo do desempenho ambiental e econômico da produção de eucalipto de ciclo curto,
incluindo a análise de um sistema alternativo de produção florestal integrada com lavoura e
pecuária. No capítulo IV são apresentadas as considerações gerais a respeito dos dois estudos.
Nesse contexto, o objetivo geral desse trabalho foi apresentar uma nova abordagem analítica
para a avaliação ambiental e econômica de sistemas agrícolas e florestais, integrando
Produção mais Limpa (PmaisL) e Avaliação do Ciclo de Vida (ACV), para fornecer
informações mais detalhadas do cultivo de cenoura irrigada e da produção de eucalipto,
utilizando dados coletados no local e uma análise do ciclo de vida. A utilização de PmaisL e
ACV é vantajosa porque combina aspectos complementares dessas duas ferramentas, e, por
ser aberta quanto ao seu processo de desenvolvimento, pode ser incrementada a partir de
novos estudos que agreguem valor e potencializem os benefícios de cada um dos métodos. O
uso combinado dos dois métodos mostrou-se viável à medida que a ACV identifica os
principais pontos de impacto ambiental do sistema analisado, enquanto PmaisL apóia práticas
que reduzem custos e o uso de insumos como água, energia, fertilizantes, sementes e
pesticidas. A Avaliação do Impacto do Ciclo de Vida foi realizada usando o Método do
Sistema de Dados do Ciclo de Vida de Referência (ILCD, 2011), incluindo a incerteza dos
dados. Os potenciais impactos ambientais do cultivo da cenoura estão relacionados ao uso de
fertilizantes nitrogenados. Verificou-se também que a água e a energia elétrica consumidas
durante a irrigação são demasiadamente desperdiçadas. As medidas de PmaisL forneceram
maior nível de conformidade com os requisitos técnicos para o sistema estudado e provou ser
mais econômica e ambientalmente eficiente do que as práticas de 'fim de tubo'. Os principais
resultados para os sistemas de produto do eucalipto, incluindo uma análise de sensibilidade,
mostraram que o preparo do solo, as emissões de insumos no campo e a colheita da madeira
foram responsáveis pelas maiores contribuições dos impactos. Considerando a média das 

entradas no sistema, a implantação de um sistema de Integração-Lavoura-Pecuária-Floresta
reduziria o uso dos insumos e aumentaria a receita bruta em relação ao sistema de produção
convencional. O uso complementar de PmaisL e ACV mostrou que as boas práticas
operacionais podem reduzir os potenciais impactos ambientais e os custos de produção dos
sistemas analisados, dando suporte a uma produção mais sustentável para as condições
analisadas.

A maioria das espécies vegetais forma associações mutualistas entre certos fungos de solo e suas raízes, e essas associações são denominadas micorrizas. Destaca-se, como parte das pesquisas em Fungos Micorrízicos Arbusculares (FMAs), a detecção da presença e a estimativa da quantidade dos esporos desses fungos, após sua extração. A dificuldade na contagem desses esporos se dá pelo fato dela ainda ser feita manualmente, com auxílio de microscópio (lupa) e, às vezes, com contador digital. A contagem dos esporos exige habilidade do especialista para diferenciar os esporos de outros elementos que permanecem após a extração, como partículas minerais e fragmentos de hifas. Isso ocorre porque a porção de terra em análise, mesmo passando por um processo mecânico de limpeza, permanece com impurezas na amostra que vai ao microscópio. Essas impurezas podem confundir a detecção e posterior contagem dos esporos, além da dificuldade do especialista de seguir uma ordem para não contar esporos repetidos ou deixar de contar algum. A detecção e a contagem dos esporos de FMA são importantes métodos, por exemplo, para controlar a aplicação de insumos em uma determinada área. Utilizando-se dessas associações e com o conhecimento prévio da quantidade presente de FMA, é possível definir as quantidades adequadas de insumos, garantindo-se que a planta consiga absorvê-los ao máximo, reduzindo-se os desperdícios. A automação do processo de contagem de esporos de FMA proporciona confiabilidade e agilidade nos resultados apresentados pelos especialistas. O objetivo deste estudo é propor e investigar a eficiência de um método de contagem automática com a aplicação de modelos com arquiteturas baseadas em Rede Neural Artificial (RNA). O trabalho avalia o desempenho de um sistema semiautomatizado de contagem, com base na aplicação de dois modelos usados como identificadores e classificadores das imagens dos esporos de FMAs. Utiliza-se a Transformada Hough Circular (THC) como ferramenta de pré-processamento das imagens a serem classificadas pelas RNAs. Os resultados obtidos demonstraram que os dois modelos, baseados em redes neurais se caracterizam como bons classificadores. Ambos os modelos alcançaram altas taxas de acerto na classificação, quando comparados ao sistema de contagem manual, podendo ser aplicados em um sistema de automação do processo de contagem de esporos de FMAs. Como forma de beneficiar este processo propõe-se o desenvolvimento de um modelo, baseado em software, que possa automatizá-lo, explorando técnicas de processamento de imagens e de redes neurais artificiais.

Injeções de biocidas são frequentemente usadas em campos de petróleo maduros como
uma tentativa de controlar bactérias redutoras de sulfato (BRS) e a produção de sulfeto
(acidificação). Falha ou resultados imprevisíveis de tais práticas têm sido associados com
o aumento da resistência metabólica das BRS in situ. No entanto, como as concentrações
de biocidas e as estratégias de monitoramento são tipicamente baseadas em testes
estáticos, a relação dinâmica entre a diluição e a recuperação metabólica não é testada
para tais experiências. As BRS são as responsáveis pela produção biológica de sulfeto,
porém, poucos testes de inibição são realizados com culturas mistas crescidas em biofilme
de reator com meio poroso em condições que mimetizem o equilíbrio dinâmico de um
reservatório de petróleo. Esse tipo de teste apresenta vantagens sobre experimentos
realizados em bateladas de tubos de ensaios em laboratórios, pois, oferecem a
oportunidade de medir a resposta do biofilme in situ e em tempo real. Para resolver este
problema, esta pesquisa teve como objetivo desenvolver um sistema biológico anaeróbio
em equilíbrio dinâmico, em relação ao consumo de substratos orgânicos, para testar e
quantificar o efeito de quatro novas substâncias inibidoras ao processo sulfetogênico
(souring) e um conhecido biocida, dentro de um sistema dinâmico (biorreator de leito
fixo). O biorreator foi operado por 591 dias em bateladas de 72 horas. Os resultados
mostraram que as (BRS) tem a capacidade de se recuperar e voltar a produzir sulfeto em
um período que pode variar de 15 a 60 dias após a injeção do biocida testado. O óleo de
neem (NO) (1,5% v /v) e o biocida Dazomet, (DZ) (0,5% v/v) foram os mais eficientes
no controle da atividade das BRS. O óleo (NO) foi 1,2 vezes mais eficiente no controle
da atividade de BRS do que o Dazomet, que é um biocida comumente usado na indústria
do petróleo. Os resultados sugerem que os biocidas NO e DZ devem ser reaplicados no
sistema no período antes de 60 e 48 dias, respectivamente. Os biocidas imiscíveis parecem
ter um efeito mais prolongado. Portanto, os dados indicam que o controle do consórcio
de BRS em sistemas de biofilme em equilíbrio dinâmico não depende apenas da
concentração das substâncias aplicadas, e nem está associado apenas à toxicidade dos
compostos. Depende também das características químicas das mesmas e da frequência de
aplicação. Os biocidas imiscíveis mataram as células, e controlaram as taxas de
recuperação das BRS.

Os efluentes industriais, por sua própria composição, podem causar sérios danos ambientais. Não
obstante este fato, no Brasil inexiste uma lei federal específica sobre tratamento e disposição final
de efluentes industriais, como já ocorre com os resíduos sólidos. No Estado da Bahia, localiza-se o
maior complexo industrial integrado do Hemisfério Sul, contudo, também inexiste lei local
específica sobre esta matéria jurídica. A tese de Doutorado investiga a normatização e a
legislação federal, do Estado da Bahia e dos Municípios de Salvador e Camaçari, no que
tange ao tratamento e à disposição final de efluentes industriais, bem como à proteção dos
corpos de água, à luz dos conceitos da produção mais limpa, da ecologia industrial e do
equilíbrio ambiental. Avalia-se a estrutura normativa que baseia a atuação do Comitê de
Fomento Industrial de Camaçari/Bahia (COFIC), concernente a tratamento e disposição final
de efluentes industriais, além da fiscalização dos balanços hídricos das indústrias. Investigouse
também o papel da CETREL S.A., mediante entrevistas com prepostos e visita técnica à
mesma. Aferiu-se a regulamentação da proteção dos corpos de água em âmbito federal, no
Estado da Bahia, englobando-se a Política Estadual de Administração dos Recursos
Ambientais e a Política Estadual de Recursos Hídricos, bem como a normatização correlata
nos Municípios de Salvador e de Camaçari/BA. Aplicou-se a metodologia qualitativa,
mediante o estudo de legislação, considerações bibliográficas, entrevistas e análise
documental. Resultados atestam que um número considerável de indústrias não apresentou
relatórios atinentes ao Programa de Gerenciamento dos Recursos Hídricos nos RTGAs de
2015 a 2017. Este trabalho apresenta uma proposta legislativa para a regulamentação de
efluentes industriais no Município de Camaçari, no que tange à futura criação, pelos órgãos
competentes, de uma Política Municipal de Efluentes Industriais, a qual traga uma maior
segurança para a qualidade de vida e para o meio ambiente desta unidade da Federação.

As cascas de coco são caracterizadas como os principais co-produtos sólidos gerados na indústria de derivados de coco, contribuindo bastante na quantidade de materiais dispostos em aterros sanitários. O Estado da Bahia é o maior produtor de coco e co-produtos gerados pela agroindústria de coco no Brasil, com 98.087 ton/ano. O aproveitamento térmico desta biomassa sob a forma de chips, para geração de energia via gaseificação, pode ser uma alternativa economicamente viável e favorável ao meio ambiente.O objetivo deste trabalho foi identificar o potencial de conversão térmica desta biomassa através de análise termogravimétrica (TG), da derivada termogravimétrica (DTG), térmica diferencial (DTA), espectroscopia de raios X por dispersão em energia (EDX), análise imediata, análise elementar e poder calorífico; caracterizar o gás produzido pela gaseificação a partir da modelagem de equilíbrio estequiométrico e simulação do processo, e comparar com dados da literatura. A simulação do processo foi realizada a partir da utilização da plataforma computacional EES (Engineering Equation Solver). Foram obtidos na análise imediata: umidade, 9,87 %; cinzas, 13,24 %; voláteis, 68,49 % e carbono fixo, 8,78 %. Na análise elementar encontrou-se: C = 44,03 %; H = 4,85 %; N = 0,51 % e O = 50,61 %. Através da analise EDX constatou-se maior concentração dos minerais potássio e cálcio. Os valores obtidos para o PCS (poder calorífico superior) e PCI (poder calorífico inferior) foram de 15,11 MJ/kg e 13,90 MJ/kg respectivamente. A partir dos resultados obtidos, pode se comprovar a viabilidade de utilização deste co-produto para obtenção de um gás combustível. Determinou-se também a composição, o poder calorífico inferior (PCI) do gás de saída e as eficiências de conversão de massa (Em), a frio (Ef) e a quente (Eq): 24,45 % de H2, 27,86 % de CO, 12,41 % de CO2, 0,66 % de CH4 e 34,62 % de N2; PCI de 6,39 MJ/kg; Em = 51,03 %; Ef = 50,30 % e Eq = 22,13 %. Assim, comparando os resultados encontrados com dados da literatura, constatou-se que o modelo desenvolvido apresentou razoável precisão na previsão das características do gás.

Óleos essenciais são compostos aromáticos voláteis extraídos de plantas, funcionam como antibióticos naturais e como anti-inflamatórios. O óleo extraído das folhas da planta da citronela (Cymbopogon winterianus) é rico em aldeído citronelal e tem quantidades de geraniol, citronelol e ésteres, constituindo um excelente aromatizante de ambientes e repelente de insetos, além de apresentar ação antimicrobiana. Devido sua alta volatilidade e baixa estabilidade química possui efeito de curta duração. A nanoencapsulação do óleo essencial de citronela serve como estratégia para aumentar o tempo de atividade destas substâncias ao melhorar sua estabilidade química e reduzir a volatilização. Os sistemas carreadores poliméricos mostram-se bastante promissores para esta aplicação devido a facilidade de produção, transposição para escala industrial e estabilidade física elevada. O poli (metacrilato de metila) foi o polímero escolhido com base na sua aplicação biomédica e farmacêutica, bem como biocompatibilidade e estabilidade a longo prazo. A técnica escolhida para a produção das nanopartículas de poli (metacrilato de metila) contendo óleo essencial de citronela foi a polimerização in situ via miniemulsão. Os resultados mostraram que é possível obter látex estável com nanopartículas numa faixa de diâmetro manométrico entre 70 e 375 nm. Existe viabilidade no encapsulamento do óleo essencial de citronela ao se obter diferentes valores de eficiência a depender da concentração do óleo (2,5 a 15% m/m). Foi evidenciado que o bioativo não interagiu com a matriz polimérica, reduzindo a possibilidade de perda de atividade repelente de insetos. As nanopartículas produzidas foram incorporadas em emulsão cosmética tipo O/A. Ensaios de estabilidade acelerada foram realizados e as formulações se mantiveram uniformes. Assim, este estudo mostrou resultados promissores para aplicações cosméticas do óleo essencial de citronela encapsulado.

Os sistemas poliméricos, sejam eles reacionais ou não-reacionais, são em geral bastante complexos devido à própria estrutura das cadeias das suas moléculas e pela existência de diversas interações entre elas. A abordagem termodinâmica destes sistemas é fundamental para o dimensionamento de equipamentos, definição de condições operacionais e otimização de processos. Algumas dessas questões podem ser tratadas na investigação do processo de polimerização de etileno à alta pressão (High Pressure Polyethylene, HPPE), onde é produzido polietileno de baixa densidade (PEBD) e poli [(etileno)-co-(acetato de vinila)] (EVA). Embora seja um processo relativamente simples, ele é composto por uma série de etapas onde os fenômenos presentes podem ser bem descritos pelas leis termodinâmicas. Neste sentido, esta tese tem como objetivo modelar termodinamicamente alguns fenômenos presentes nas etapas de reação e separação do processo HPPE. Nela foi investigado o equilíbrio líquido-líquido a alta pressão, presente no reator, propriedades das misturas PEBD/etileno e EVA/etileno/acetato de vinila ao sofrerem descompressão isentálpica, bem como o equilíbrio líquido-vapor presente nos separadores tipo flash de alta e baixa pressão. Para a modelagem dos equilíbrios de fases investigados neste trabalho foi utilizada a equação de estado PC-SAFT (Perturbed-Chain Statistical Associating Fluid Theory, teoria estatística de fluidos associativos com cadeia perturbada), que tem apresentado desempenho superior ao das suas antecessoras. A validação dos modelos foi feita através do ajuste do parâmetro de interação binária kij do modelo PC-SAFT, utilizando dados experimentais e dados industriais, conforme disponibilidade. Este trabalho está dividido em dez capítulos e quatro apêndices, organizados de forma a permitir a leitura independente de cada um.

O processo de polimerização do eteno em solução utiliza uma quantidade significativa de solvente. Por questões econômicas e ambientais, este solvente é recuperado em um trem de destilação, composto por três colunas. A grande flexibilidade operacional do reator de polimerização de eteno traz desafios à área de recuperação de solvente, uma vez que o trem de destilação, em especial a primeira coluna, deve ser capaz de absorver as rápidas mudanças de vazão e composição da corrente de alimentação. Apenas o conhecimento de operadores e engenheiros não é suficiente para maximizar a lucratividade mantendo a qualidade desejada do produto. Faz-se necessário aplicar estratégias baseadas em modelagem e otimização. O objetivo desta dissertação é, portanto, modelar este trem de destilação para determinar a condição operacional que maximize o lucro operacional, respeitando as restrições de processo. As colunas foram modeladas no PRO/II, software comercial. Os dados de processo foram tratados e os valores de vazão foram reconciliados. O modelo foi validado para diferentes condições operacionais com dados de planta, garantindo, assim, a elaboração de um modelo confiável e representativo do processo. Foi realizada uma análise de sensibilidade para análise do processo e para determinar os graus de liberdade para a otimização. Esta etapa, por sua vez, foi realizada no Romeo (Rigorous On-line Modeling and equation- based optimization), software comercial que permite a importação do modelo no PRO/II. Os resultados indicam que é possível aumentar o lucro da operação, levando em consideração cada restrição, limitação e tolerância do processo

Os impactos ambientais associados ao uso de combustíveis fósseis, o aumento dos preços, potenciais limitações na oferta e as preocupações com a segurança regional e nacional estão impulsionando o desenvolvimento e a utilização de biomassa para energia, biocombustíveis e bioprodutos. No entanto, o uso da biomassa não implica necessariamente que a sua produção, conversão e utilização sejam energeticamente eficientes. Para operacionalizar avaliações de eficiência energética em sistemas de biomassa, é crucial identificar critérios críticos, mas manter o seu número e medida a nível aceitável, além de seu entendimento claro através do uso de indicadores. A seleção destes indicadores pode variar de acordo com a aplicação especifica do setor industrial a analisar e a região geográfica onde trabalham e estão focados. Neste contexto esta pesquisa tem como objetivo avaliar a eficiência energética em indústrias do setor de produção de biocombustíveis na Bahia. Os Indicadores de Energia para o Desenvolvimento Sustentável (EISD) e os Indicadores de Sustentabilidade da Associação Global para a Bioenergia (GBEP) foram aplicados. Encontrou-se que a produção de bioetanol apresenta valores desfavoráveis em 86% dos indicadores, valores favoráveis em 40% dos modelos de indicadores combinados, uma eficiência energética média de 68%, e uma evolução entre os anos 2012 e 2013 negativa quando é comparado com os valores do Brasil e positiva quando é comparada com o Estado de São Paulo. O biodiesel apresenta valores desfavoráveis em 60% dos indicadores, valores favoráveis em 80% dos modelos de indicadores combinados e uma eficiência energética média de 91%, mas este biocombustível por falta de dados desagregados não foi possível realizar a evolução do ano 2012 a 2013. Além disso, demonstrou-se que os indicadores podem ser complementados com aspectos qualitativos através de perguntas abertas e de seleção em questões relacionadas à identificação dos possíveis problemas na área energética, qualidade da mão de obra, identificação dos impactos na região em que se instalou a usina e a identificação dos possíveis impactos com independência da distribuição e venda direta ao mercado de demanda final. Através destas questões verificou-se que a indústria de biodiesel possui melhoras na produção atual e tem implementado projetos de melhoria na eficiência energética além de ter contribuído positivamente para as economias rurais onde está instalada a usina. Com a obtenção de dados através de modelos desagregados foi possível reproduzir uma determinada realidade de maneira mais fidedigna e verificou-se também que os indicadores das ferramentas utilizadas mais os indicadores ICE são complementares por não apresentar duplicidade na informação analisada e serem todos igual de importantes. Os resultados fornecem uma base para futuras discussões para o desenvolvimento de avaliações de eficiência energética em sistemas e projetos relacionados à bioenergia e o desenvolvimento de avaliações em projetos de bioenergia individuais dentro de seu contexto e escala geográfica.

Sistemas de Detecção, Diagnóstico e Correção de Falhas (FDDC, Fault, Detection, Diagnosisand Correction) aplicados a sistemas industriais são cada vez mais importantes devido à crescente demanda por processos confiáveis, eficientes e automatizados. Dentro do setor industrial, o processamento de gás natural tem ganhado destaque em virtude do aumento de sua importância no setor energético brasileiro e mundial. Assim, garantir a especificação dos produtos e aumentar a segurança e a confiabilidade da planta, além de reduzir os custos envolvidos no processo, são alguns dos principais benefícios almejados pelas indústrias com a implementação de sistemas de FDDC. Portanto, o principal objetivo desta dissertação é desenvolver um sistema de FDDC para uma coluna desetanizadora de uma unidade de processamento de gás natural capaz de monitorar a planta em tempo real e, além das etapas de detecção e diagnóstico, realizar a etapa de correção de forma automática. Um modelo matemático da coluna foi construído no simulador de processos EMSO e utilizado na geração de dados de falha. O sistema FDDC foi construído no MATLAB/Simulink para falhas no sensor de temperatura da malha de controle do refervedor. Primeiramente o sistema foi desenvolvido com um algoritmo simples com estruturas de decisão e, em seguida, foi utilizado um algoritmo com redes neuronais treinadas a partir os dados fornecidos pelo modelo dinâmico da coluna. A interligação do sistema FDDC (MATLAB/Simulink) com a coluna (EMSO) foi realizada através da interface de comunicação EMSO/Simulink disponível no EMSO. Em ambos os casos o sistema desenvolvido foi capaz de detectar todas as falhas e realizar uma ação de correção eficiente, capaz de evitar perda de desempenho da unidade, demonstrando como um sistema de FDDC adequado pode promover os benefícios elencados anteriormente.