PEI PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA INDUSTRIAL (PEI) ESCOLA POLITÉCNICA Telefone/Ramal: (71) 99336-6568/9811
Dissertações/Teses

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2022
Dissertações
1
  • DANIELLE FERNANDES SILVA DA PAIXÃO
  • MODELAGEM E OTIMIZAÇÃO DINÂMICA DE UM PROCESSO DE DESSALINIZAÇÃO TÉRMICA COM ENERGIA SOLAR.

  • Orientador : KAREN VALVERDE PONTES VATER
  • MEMBROS DA BANCA :
  • Lídia Roca Sobrino
  • KAREN VALVERDE PONTES VATER
  • MARCUS VINICIUS AMERICANO DA COSTA FILHO
  • Data: 10/02/2022

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  • A escassez de água para consumo é uma realidade mundial. O uso de tecnologias de dessalinização de águas salgadas é uma alternativa promissora para minimizar a falta de água potável. Estas tecnologias, contudo, requerem elevadas quantidades de energia térmica e/ou elétrica e, quando associadas com combustíveis fósseis, intensificam a poluição ambiental. Portanto, uma alternativa ao uso destas fontes de energia é a utilização de energias renováveis. A energia solar é um exemplo de matriz energética renovável e é abundante no meio ambiente, com elevado potencial de utilização em alguns locais do mundo, a exemplo do Brasil, que possui altas taxas de irradiação ao longo do ano. A energia solar depende da irradiação, presença de nuvens, temperatura ambiente e outros fatores e estes possuem elevada variabilidade no tempo. Os processos de dessalinização que utilizam esta fonte de energia sofrem influência destas variáveis que podem causar impacto na produção de destilado e lucratividade. Portanto, é necessário avaliar o comportamento destas variáveis ao longo do tempo e propor estratégias que visem maximizar a produção de água dessalinizada, já que esta é um bem de consumo essencial para a humanidade. Este trabalho tem por objetivo desenvolver um modelo dinâmico para o processo de dessalinização acoplado à energia solar, capaz de prever o comportamento do processo frente à variabilidade das principais variáveis de entrada, e de permitir a otimização dinâmica considerando perfis de perturbação variantes com o tempo. A destilação por múltiplos efeitos foi a técnica de dessalinização escolhida, pois este é um processo que, apesar de necessitar de alta quantidade de energia térmica, tem boa eficiência térmica, logo se adapta bem à proposta de uso da energia solar. Para validação do modelo, foram utilizados os dados da planta de dessalinização da Plataforma Solar de Almeria, localizada na Espanha, devido ao maior número de trabalhos encontrados na literatura a respeito deste tema. Foi feita a modelagem do sistema dos coletores solares, tanque para armazenamento de energia térmica e o sistema de destilação por múltiplos efeitos. Os resultados mostraram que a irradiação é a variável que possui maior impacto na produção de destilado ao longo do tempo e que a vazão que circula no coletor solar pode ser manipulada a fim de controlar as variáveis de saída frente às perturbações no processo. Além disso, esta dissertação aborda estratégias de otimização dinâmica e linear do sistema estudado a fim de propor a melhor trajetória das variáveis de decisão que maximizam a produção de destilado. O método de otimização utilizado foi o método de colocação ortogonal nos elementos finitos e foi utilizado o Dynopt para resolução numérica do problema. Foi realizada também uma análise de sensibilidade dos parâmetros da colocação ortogonal para avaliar o perfil destes que melhor atende as restrições do processo com um maior lucro, com uma operação mais realista possível. Com a otimização foi possível obter uma produção de destilado de 6,77m³ em 6h com um Lucro equivalente a U$$ 3,18 para os parâmetros: variáveis de estado - 𝑛𝑥=3; variáveis de controle - 𝑛𝑢=1; número de intervalo - 𝑛𝑖=1 do método de colocação ortogonal no Dynopt. Foram comparados os resultados simulados com perfis encontrados na literatura considerando uma e duas variáveis de decisão. Foi observado que para duas variáveis de decisão, o acumulado de destilado foi maior. Espera-se que este trabalho possa contribuir para a aplicação de estratégias que visem elevar a produtividade de processos de dessalinização acoplado a energia solar.


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  • Potable water scarcity is a global reality. The use of saltwater desalination technologies is a promising alternative to minimize the shortage of this resource. These technologies, however, require large amounts of thermal and/or electrical energy and, when combined with fossil fuels, intensify environmental pollution. Therefore, an alternative to using these energy sources is the use of renewable energy. Solar energy is an example of a renewable energy matrix that is abundant in the environment, with high potential for use in some parts of the world, such as Brazil, which has high levels of irradiation throughout the year. Solar energy depends on irradiation, presence of clouds, ambient temperature and other factors and these have great variability over time. The desalination processes that use this energy source are influenced by these variables, which can impact distillate production and profitability. Therefore, it is necessary to evaluate the behavior of these variables over time and propose strategies that aim to maximize the production of desalinated water, as it is an essential consumer good for humanity. This work aims to evaluate the dynamic behavior of the main input variables of the desalination process coupled with solar energy, to verify how these affect the process and which variables have the greatest influence on freshwater production. Multi-effect distillation was the chosen desalination technique, as it is a process that requires a large amount of thermal energy and soon adapts well to the proposed use of solar energy. Data from the desalination plant at the Almeria Solar Platform, located in Spain, were used, due to the greater number of works found in the literature on the subject. Modeling of the solar collector system, thermal energy storage tank and multi-effects distillation system was carried out. The results showed that irradiation is the variable that has the greatest impact on the production of distillates over time and that the flow that circulates in the solar collector can be manipulated to control the output variables against disturbances in the process.
    Furthermore, this dissertation presents the mapping of the objective function related to profit and approaches linear and dynamic optimization strategies of the studied system in order to propose the best trajectory of the decision variables in order to maximize the production of distillate. The optimization method used was the orthogonal positioning method and Dynopt was used to solve the problem. A sensitivity analysis of the orthogonal positioning parameters was also performed to assess the profile of these that best meets the process constraints with greater profit, with a more realistic operation possible. With the optimization, it was possible to obtain a distillate production of 6.77m³ in 6h with a Profit equivalent to U$$3.18 for the parameters: state variables - n_x = 3; control variables - n_u = 1; interval number - n_i = 1 of the orthogonal positioning method in Dynopt. The simulated results were compared with profiles found in the literature considering one and two decision variables. It was observed that, for two decision variables, the accumulated distillate was higher. It is expected that this work can contribute to the application of strategies aimed at increasing the productivity of desalination processes coupled with solar energy.

2
  • RENATA DE MIRANDA MEIRELLES COSTA E SILVA
  • Crescimento de microalgas em lixiviado de aterro sanitário tratado por Foto-Fenton.

  • Orientador : EMERSON ANDRADE SALES
  • MEMBROS DA BANCA :
  • EMERSON ANDRADE SALES
  • KARLA PATRICIA SANTOS OLIVEIRA RODRIGUEZ ESQUERRE
  • DANIELE VITAL VICH
  • Data: 01/04/2022

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  • 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.


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  • The landfills generate liquid and gas subproducts that require treatment before being disposed. The liquid generate are the leachate, and this liquid is characterized by the dark color and high concentration of organic matter. Despite these characteristics it’s possible to use the leachate as resource in other process, as the nitrogen recovery. This study is about an investigation about the growth of microalgae using the leachate treated by photo-Fenton process. The leachate was collected at Aterro Metropolitano Centro (AMC), at Salvador Bahia, and treated by photo-Fenton process to reduce the organic matter concentration. To optimize the treatment, the design of experiments was used. The COD and true color on the optimize treatment achieve the reduction of 75,5% and 95,3%, respectively. This treated effluent was used for microalgae cultivation. After a brief adaptation stage of the species Euglena gracilis and Chlorella vulgaris the experiment continued with the monitoring growth for 21 days, using the counting for analyze the growth. After this cultivation a new one was started but some conditions were adapted as the light intensity. Using this last experiment was possible to concluded that Euglena gracilis have growth potential in treated leachate and Chlorella vulgaris had the best growth using the treated leachate with high light intensity and aeration.

3
  • LUISA LARROUDÉ OLIVIERI SETARO
  • SIMULAÇÃO DA INJEÇÃO ALTERNADA DE CO2 E SALMOURA EM RESERVATÓRIOS DE PETRÓLEO: EFEITO DA DENSIDADE DAS FASES NO FATOR DE RECUPERAÇÃO DE ÓLEO

  • Orientador : SILVIO ALEXANDRE BEISL VIEIRA DE MELO
  • MEMBROS DA BANCA :
  • SILVIO ALEXANDRE BEISL VIEIRA DE MELO
  • Hosiberto Batista de SantŽAna
  • FABIO PEDRO DO NASCIMENTO
  • FERNANDO LUIZ PELLEGRINI PESSOA
  • Data: 03/06/2022

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  • A densidade das fases oleosa, aquosa e gasosa em reservatórios de petróleo é uma propriedade chave para compreender os fenômenos e mecanismos que regem a recuperação do óleo, além de outras propriedades relacionadas, como solubilidade do CO2 e viscosidade das fases. Nesta dissertação, foi avaliado o comportamento da densidade, viscosidade e solubilidade de CO2 nas fases através da simulação da recuperação de óleo por injeção alternada, ou não, de CO2, água de alta salinidade (HSW) e baixa salinidade (LSW). Por meio do módulo GEM, do simulador composicional da Computer Modeling Group (CMG, Canadá), fez-se a avaliação dos efeitos destas três propriedades, com ênfase na densidade, sobre o fator de recuperação de óleo, ao longo do tempo e variando-se a posição na malha de simulação, considerando-se apenas os efeitos físicos, ou seja, os efeitos geoquímicos foram ignorados. A simulação foi realizada utilizando dados da literatura tanto do óleo como do reservatório com a equação de estado cúbica de Peng-Robinson (PR) para cada uma das injeções analisadas. Considerou-se a baixa salinidade igual a 5.000 ppm e a alta salinidade igual a 50.000 ppm. A temperatura do reservatório foi mantida constante em 71,1ºC e o período de simulação foi de 5 anos. Os resultados obtidos no módulo GEM para a densidade da fase aquosa foram comparados com os calculados por correlações empíricas. Observou-se que a injeção alternada de CO2 e água de alta salinidade (CO2HSWAG) e a injeção alternada de CO2 e água de baixa salinidade (CO2LSWAG) apresentam os fatores de recuperação próximos (diferença de 0,25% entre as duas injeções), e os mais elevados encontrados nesta dissertação: 53,07% e 52,84%, respectivamente. Isto é devido a desconsideração dos efeitos geoquímicos bem como a maior aproximação entre a densidade das fases (óleo, água e gás). A injeção de CO2WAG obteve um fator de recuperação de 52,82% e a de CO2 foi 52,18%. Já as injeções de HSW, LSW e H2O apresentaram um fator de recuperação muito próximo (diferença máxima entre eles de 0,05%), sendo, aproximadamente, 39,60%.


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  • The density of the oil, water and gas phases in fluid reservoirs is a key property to understanding the phenomena and mechanisms that govern oil recovery and other correlated properties such as CO2 solubility and phase viscosity. In this dissertation, the behavior of density, viscosity and CO2 solubility in the fluid phases were evaluated using oil recovery methods alternating or not with CO2, high salinity water (HSW), and low salinity water (LSW). Using the package GEM of the compositional simulator developed by Computer Modeling Group (CMG, Canada), the effects of these three properties on the oil recovery factor were evaluated, emphasizing density over time and by varying the position in the simulation grid. Only the physical effects were considered, disregarding the geochemical effects. The simulation was performed with oil and reservoir data from literature, and the Peng-Robinson (PR) cubic equation of state for each injection analyzed. Low salinity water was considered with a salt concentration of 5,000 ppm, while for the high salinity water it was 50,000 ppm. The reservoir temperature was kept constant at 71.11ºC, and the simulation period was five years. The results obtained in the GEM for the water phase density were compared with those calculated by empirical correlations. High salinity water alternating CO2 (CO2HSWAG) and low salinity water alternating CO2 (CO2LSWAG) presented close oil recovery factors (difference of 0.25 % between both injections) and the highest values for this property in this dissertation: 53.07% and 52.84%, respectively. This should be due to neglecting geochemical effects and the closer phase densities (oil, water and gas). CO2WAG injection provided an oil recovery factor of 52.82% and CO2 injection obtained 52.18%. HSW, LSW and H2O injections were very close (maximum difference among them was 0.05%), the oil recovery factor was, approximately, 39.60%.

Teses
1
  • MAILENA SILVA DOURADO
  • Obtenção de biocombustível similar ao diesel de petróleo por pirólise catalítica da biomassa de microalgas. 

  • Orientador : EMERSON ANDRADE SALES
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ROGER THOMAS FRANCOIS FRETY
  • Renata Maria Rosas Garcia Almeida
  • Donato Alexandre Gomes Aranda
  • ALICE COSTA KIPERSTOK
  • ARTUR JOSE SANTOS MASCARENHAS
  • EMERSON ANDRADE SALES
  • Data: 15/02/2022

  • Mostrar Resumo
  • 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.


  • Mostrar Abstract
  • Currently, microalgae have been widely studied as a source of biomass to produce biofuels due to their high productivity, high lipid content and ability to grow in a wide variety of climates and spaces without competing with food production. The objective of this work is the production of green hydrocarbons similar to the constituents of conventional diesel, from the rapid thermal pyrolysis of the lipid fraction of microalgae of the Halamphora coffeaeformis (Hc), Chlorella vulgaris (Cv) and Nannochloropsis oculata (No) genera. For the latter, the feasibility of its use when subjected to rapid catalytic pyrolysis was studied. This practice emphasizes the important role of catalysis in fast pyrolysis. The catalysts used showed synergy to thermal cracking, amplifying the products of interest. Studies were also carried out using a model molecule, myristic acid, representing the fatty acids that can be found in microalgae. It was verified that the products generated in the micropyrolysis of this molecule in the presence of niobia catalysts (Nb350, Nb700, NbB700,) at two temperature levels, 500 and 600°C, showed formation of ketones and hydrocarbons by fatty acid deoxygenation. Furthermore, experiments using C14 with alumina catalysts ( γ-Al2O3) and niobium supported on alumina (Al700 and AlNb700) were used only at a temperature of 600ºC. The experiments were carried out in a Multi-shot Pyrolyzer Model EGA/PY-3030D micropyrolyser, from Frontier Laboratories LTD, connected online with a gas chromatograph coupled to an Agilent GC-MS 5799A mass spectrometer. All micropyrolysis were performed by the “Single-Shot” (SS) thermal method. Niobium-based catalysts were prepared from hydrated niobium oxide by calcination at 350 and 700°C, the latter sample being modified with boric acid (Nb350, Nb700 and NbB700). From the purely thermal pyrolysis of the lipid fraction of the microlags, conducted at a temperature of 600°C, the best response was verified and then tests with the catalysts (Nb350, Nb700 and NbB700) could be carried out. The products of myristic acid micropyrolysis were identified through the NIST Database, assuming a probability of agreement of parameters equal to or greater than 80%. For the pyrolysis of the lipid fraction of microalgae, 70% agreement was admitted. The main results obtained with the model molecule showed that Nb350 is as efficient as Al700 in pyrolysis at 600°C, producing ketones that can be considered intermediate in the production of olefin and alkane hydrocarbons, and with a larger carbon chain. than the starting acid. In the pyrolysis of the lipid fraction of No, the catalysts Nb350, Nb700 and NbB700 had an important performance, increasing from 18% to 35% the production of hydrocarbons compatible with diesel fuel.

2
  • ALEXEI PEREZ VELAZQUEZ
  • MARCO CONCEITUAL E PROCEDIMENTO PARA MENSURAR O DESEMPENHO SUSTENTÁVEL DE FORNECEDORES:
    Aplicação no Mercado de Instalação da Tecnologia Fotovoltaica, Nordeste-Brasil.

  • Orientador : JORGE LAUREANO MOYA RODRIGUEZ
  • MEMBROS DA BANCA :
  • Lucila Maria de Souza Campos
  • JORGE LAUREANO MOYA RODRIGUEZ
  • Jandecy Cabral Leite
  • MARCIO ANDRE FERNANDES MARTINS
  • Sandro Breval Santiago
  • Data: 16/02/2022

  • Mostrar Resumo
  • Aplicar o conceito de cadeias de suprimentos sustentáveis com enfoque nos atores da cadeia
    requer que se considere, para a tomada da decisão, um cenário que comportam múltiplos
    fatores. Estes, podem ser agrupados através de construtos teóricos aplicáveis às práticas dos
    fornecedores e stakeholders. Nota-se através da revisão sistemática da literatura na área a
    carência de um modelo que possa mensurar o desempenho sustentável dos fornecedores, o que
    daria um maior subsídio à inter-relação dos agentes da cadeia. Portanto, a pesquisa objetiva
    propor um marco conceitual e procedimento para mensurar o desempenho sustentável com foco
    nos fornecedores dos sistemas fotovoltaico, para os serviços de instalação em setores
    residenciais ou coorporativos. Para isso foi considerado um grupo de empresas certificadas pelo
    Selo do Portal Solar no Nordeste – Brasil, o que determinou a identificação de 35 indicadores
    distribuídos em 6 variáveis latentes. Este sistema de indicadores e variáveis latentes foram
    expostos, por meio de questionários, à qualificação de empresários e clientes destas empresas,
    o que permitiu a modelagem por meio de equações estruturais. O modelo teórico consegue
    significância estatística em seis das oitos hipóteses entre as variáveis latentes. A partir deste
    resultado foi implementado um método de seleção dos fornecedores através de conjuntos fuzzy
    – VIKOR. Diante disto, se definiu o ranking dos fornecedores avaliados, o que possibilitou a
    seleção da melhor alternativa para um projeto de instalação de sistema fotovoltaico por critérios
    de desempenho sustentável


  • Mostrar Abstract
  • Applying the concept of sustainable supply chains with a focus on the actors in the chain
    requires considering, for decision making, a scenario that includes multiple factors. These can
    be grouped through theoretical constructs applicable to the practices of suppliers and
    stakeholders. Through the systematic review of the literature in the area, it is possible to notice
    the lack of a model that can measure the sustainable performance of suppliers, which would
    give greater support to the interrelationship of the chain actors. Therefore, this research aims to
    propose a conceptual framework and procedure for measuring sustainable performance with a
    focus on photovoltaic system suppliers, for installation services in the residential or corporate
    sectors. For this, a group of companies certified by the Solar Portal Seal in the Northeast –
    Brazil was considered, which determined the identification of 35 indicators distributed into 6
    latent variables. This system of indicators and latent variables was exposed, through
    questionnaires, to the qualifications of entrepreneurs and customers of these companies, which
    allowed for modeling through structural equations. The theoretical model achieves statistical
    significance in six of the eight hypotheses among the latent variables. From this result, a
    supplier selection method was implemented through fuzzy sets – VIKOR. In view of this, the
    ranking of evaluated suppliers was defined, which enabled the selection of the best alternative
    for a photovoltaic system installation project based on sustainable performance criteria.

3
  • WLADIA BESSA DA CRUZ
  • A AUTONOMIA DISCENTE NO PROCESSO DE APRENDIZAGEM NA PERSPECTIVA DA INDÚSTRIA 4.0: NECESSIDADES, SUFICIÊNCIAS E OPORTUNIDADES EM INSTITUIÇÕES PÚBLICAS DE ENSINO.

  • Orientador : MARCIO ANDRE FERNANDES MARTINS
  • MEMBROS DA BANCA :
  • Alberto Sampaio Lima
  • FRANCISCO GAUDENCIO MENDONCA FREIRES
  • KARLA PATRICIA SANTOS OLIVEIRA RODRIGUEZ ESQUERRE
  • MARCIO ANDRE FERNANDES MARTINS
  • Patrícia Cabral de Azevedo Restelli Tedesco
  • Data: 18/03/2022

  • Mostrar Resumo
  • 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.
    Palavras-Chave:


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  • The Internet and the multitude of new approaches arising from Digital Information and Communication Technology (TDIC) have entered the industrial world, bringing disruptive potential. The impact of the Industry goes beyond the processes associated with production and distribution, going through a more complex form of innovation based on the combination of multiple technologies, impelling companies to rethink the way they manage their businesses and processes. Professionals in this context of the current Industrial revolution - Industry 4.0 (I4.0), need technical knowledge to deal with emerging trends, such as Big Data, Internet of Things, robotics, among others, but they also need behavioral and emotional skills. Considering this scenario, it is important to stress that the current pedagogical processes should be re-examined and improved so as to gradually accommodate these emerging changes when teaching students. Given the case study supported by qualitative research, the goal of this study was centered around the problem: What is necessary for the implementation and evaluation of structural changes in the learning methods to develop student autonomy, via specific skills in the context of Industry 4.0 in public institutions? From this instigation, the methodological process made use of information gathered from the faculty and students of the courses in the area of technology and engineering from two institutions of higher education (IES) in the States of Alagoas and Bahia. The research instrument was the questionnaire that counted with the contribution of one hundred and thirty-seven (137) subjects, 31 professors and 106 students. From the analysis of the data, students believe they have autonomy and say they are prepared for I4.0, however, teachers disagree with these opinions. There were many differences in the opinions of the groups in relation to autonomy and competences, requiring the use of indicators from the National Student Performance Exam for the years 2014 and 2017 to compare them, even so, some differences persisted, described in the thesis. Professors see students as very passive, however, they believe that the use of TDIC and active methodologies can collaborate to develop this autonomy, bringing greater dynamic, as well as a change in the student's posture so that they can become more active, autonomous and participatory. There were also two situations that need to be addressed in the learning process: the need to develop socio-emotional competences in the student's academic life, essential for the professional who will work at I4.0, and the realization of alliances between universities and the industry.

     

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  • ANGELA MARCIA DE ANDRADE SILVA
  • AVALIAÇÃO DA ESTRATÉGIA DE RESILIENCIA DE SALVADOR (2018 - 2021)

  • Orientador : JOSE CELIO SILVEIRA ANDRADE
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ADRIANA CAMPELO SANTANA
  • ANDREA CARDOSO VENTURA
  • CAROLINA DE ANDRADE SPÍNOLA
  • JOSE CELIO SILVEIRA ANDRADE
  • Lira Luz Benites-Lazaro
  • Data: 28/03/2022

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  • O objetivo geral desta tese foi avaliar a formulação (2018-2019) e início de implementação (2019-2021) da estratégia de resiliência de Salvador. Para atingir esse objetivo foi utilizada como estratégia metodológica o estudo de caso, elaborado através da triangulação de dados coletados em documento oficiais e não oficiais, entrevistas, conversas informais, reuniões e observação participante. Os resultados, estruturados na forma de cinco artigos integrados aos objetivos específicos, apontaram que o processo de formulação da estratégia de resiliência foi consonante com os choques e estresses já vivenciados por Salvador, marcada pela pobreza e desigualdade, desemprego, crimes e violência, uso e ocupação irregular do solo, falta de mobilidade urbana, falta de acesso à educação adequada, deslizamento de terra, surto de doenças, inundações e alagamentos, insuficiência de serviços básicos e com grande contingente de população em condições de vulnerabilidade que pode ser agravada com os efeitos das mudanças climáticas. Constatou-se que todas as 138 ações propostas na estratégia de resiliência de Salvador vinculam-se a pelo menos um dos choques ou um dos estresses elencados para a cidade, não sendo detectado, portanto, nenhuma ação sem qualquer vinculação aos choques e estresses urbanos identificados na capital soteropolitana. Para fazer face a esses choques e estresses, observou-se que Salvador priorizou ações estratégicas ligadas aos setores “social” e “planejamento urbano” para aumentar a sua resiliência urbana. Apesar da estratégia ter proposto 138 ações, identificou-se oportunidades para desenvolvimento de novas ações que contribuíssem para uma maior resiliência do tecido urbano de Salvador relacionadas a objetivos, tais como: assegurar as necessidades básicas e serviços essenciais; apoiar os meios de subsistência/emprego; garantir a estabilidade social, segurança e justiça; promover liderança e uma gestão eficaz. Já no que se refere ao início do processo de implementação das 138 ações estratégicas propostas, constatou-se que, até julho de 2021, apenas 11 tinham sido finalizadas, 76 ainda não tinham sido iniciadas e 51 estavam em execução. Das 31 ações de curto prazo, apenas 7 tinham sido concluídas. Assim, para dar um “salto para frente”, é necessário avançar não somente na incorporação de novas e abrangentes ações estratégicas em prol da resiliência, como também na redução do atraso detectado na fase inicial de implementação das ações de curto prazo e na construção de uma governança integrada para a implementação de ações
    vinculadas a choques e/ou estresses que fujam à responsabilidade unicamente da esfera municipal. Espera-se, portanto, que a experiência de Salvador, relatada nesta tese, consiga inspirar outras cidades, que estiverem iniciando a inclusão do tema da resiliência urbana na agenda de políticas públicas, envolvendo não apenas os planos de prevenção de riscos/desastres e infraestrutura, mas todos os aspectos “sociais” e de “planejamento urbano”, setores fundamentais no processo de construção da estratégia de resiliência urbana. Convém salientar que, apesar das limitações impostas pela pandemia de COVID-19 e pela troca de governo municipal, ocorrida no início de 2021, acredita-se que esta tese contribuiu, tanto para preencher lacunas de pesquisa na literatura acadêmica e propor pesquisas futuras, quanto para subsidiar os formuladores de políticas públicas locais.


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  • The objective of this thesis was to evaluate the process surrounding the design and implementation of the city of Salvador's resilience strategy (2018 - 2021). To reach this objective, the methodology chosen was a case study, which involved triangulating data collected from official and non-official documents, interviews, informal conversations, meetings, and participant observation. Results, which are presented in the form of five articles integrated with the specific objectives, revealed that the process to develop Salvador’s resilience strategy was consonant with the various shocks and stresses that have been felt by city and have been marked by poverty and inequality, unemployment, crimes and violence, irregular land use and occupation, lack of urban mobility, lack of access to adequate education, landslides, disease outbreaks, floods, lack of basic services, and a large contingent of the population living in vulnerable conditions which risks becoming worse with the effects of climate change. Results revealed that all of the 138 actions proposed in Salvador's resilience strategy are linked to at least one of the shocks and stresses identified for the city, i.e., there were no actions detected that are not linked to the city’s urban shocks and stresses. To deal with these shocks and stresses, and increase urban resilience, it was found that Salvador has prioritized strategic actions linked to the “social” and “urban planning” sectors. Although the strategy has already proposed 138 actions, according to our specific objectives we identified opportunities to develop new actions to contribute toward improving urban resilience in Salvador, such as: ensuring basic needs and essential services; supporting livelihoods and employment; ensuring social stability, safety and justice; and promoting leadership and effective management. With respect to implementing the 138 strategic actions proposed by the Salvador Resiliente (Resilient Salvador) plan, as of July 2021 only 11 actions had been completed, 76 had yet to be started, and 51 were in progress. Of the 31 short-term actions, only 7 had been completed. Thus, in order to “leap forward”, new and comprehensive strategic actions in favor of resilience are needed, as well as a reduction of delays when it comes to implementing short-term actions and building integrated governance to implement actions linked to shocks and/or stresses that stretch beyond the responsibility of the municipal sphere. Therefore, it is hoped that the experience relayed in this thesis can serve to inspire other cities beginning to incorporate the topic of urban resilience into public policy agendas to not only
    incorporate risk/disaster prevention and infrastructure plans, but rather all “social” and “urban planning” aspects, i.e., fundamental sectors when it comes to building urban resilience strategies. It should be noted that, in spite of the limitations imposed by both the COVID-19 pandemic and a change in municipal government in early 2021, it is believed that this thesis may contribute to filling research gaps in the academic literature, suggesting future research, and to supporting the formulation of local public policies.

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  • ALANA ALMEIDA DA COSTA
  • INTERAÇÕES ROCHA/FLUIDO E FLUIDO/FLUIDO NA INJEÇÃO DE ÁGUA DE BAIXA SALINIDADE EM RESERVATÓRIOS SILICICLÁSTICOS DE PETRÓLEO

  • Orientador : GLORIA MEYBERG NUNES COSTA
  • MEMBROS DA BANCA :
  • PAULO COUTO
  • JOÃO B P SOARES
  • FREDERICO WANDERLEY TAVARES
  • PAULO DE TARSO VIEIRA E ROSA
  • SILVIO ALEXANDRE BEISL VIEIRA DE MELO
  • Data: 11/04/2022

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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.


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  • Low salinity water injection (LSWI) is a current, cost-effective, and environmentally friendly method to enhance oil recovery by changing the salinity and/or composition of the injected water. However, the synergistic effect of chemical composition, concentration, and the pH of the injected brine in oil recovery during LSWI remains not well understood. This fact is due to the complexity of the interactions among the crude oil, the formation and injected brine solutions, and the rock surface, for both sandstone and carbonate reservoirs, particularly when they contain a diversity of clay minerals. In addition, there is a lack of low salinity studies in Brazilian sandstone rocks and light paraffinic crude oils to date. This research investigates the oil recovery performance and mechanisms in high and low salinity brine solutions using samples from a siliciclastic reservoir in Recôncavo basin, northeastern Brazil. Zeta potential measurements, oil adsorption analysis in silica, core flooding experiments, and interfacial tension and contact angle measurements are among the main experiments performed in this study. Furthermore, a commercial numerical simulator was used to create a representative model of the coreflooding. The experimental results showed a simultaneous increase in oil recovery and pH of the effluent in the coreflooding during IABS. Zeta potential measurements confirmed a thicker water film was formed on the rock and oil surface with brine dilution. The experimental observations also indicate that when the reservoir pH changes towards the alkaline conditions driven by ionic exchanges during LSWI, it may approximate the isoelectric point (IEP) of pH-dependent surface charges in oil and rock minerals, weakening the electrostatic attraction between their surfaces, and consequently contributing to release of oil in the porous media and increase in oil recovery. Optimization and sensitivity analysis showed that the concentration of Na+ and Ca++, and the water injection rate were the most important parameters in LSWI. Finally, interfacial tension and contact angle measurements in systems containing samples that mimic Recôncavo basin rock, high and low salinity brine solutions, crude oil, and CO2 indicate that low salinity brine favors CO2 solubility, may lead the increase in oil recovery in hybrid applications of LSWI-CO2. The findings of this research contribute substantially to the understanding of oil recovery mechanisms during LSWI. This study also provides useful data for oil
    companies that have acquired mature fields and exploration blocks in the Recôncavo basin, supporting them in operational and investment decisions.

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  • GABRIELLA LAURA PEIXOTO BOTELHO
  • SISTEMA DE SUPORTE À GESTÃO DA DEMANDA DA ÁGUA DOMICILIAR: ANÁLISE DE UM ESTUDO PILOTO EM ÁREA DE BAIXA RENDA EM SALVADOR, BAHIA.

  • Orientador : KARLA PATRICIA SANTOS OLIVEIRA RODRIGUEZ ESQUERRE
  • MEMBROS DA BANCA :
  • KARLA PATRICIA SANTOS OLIVEIRA RODRIGUEZ ESQUERRE
  • Simone Machado Santos
  • Ana Silvia Pereira Santos
  • ANTONIO SANTOS SANCHEZ
  • ASHER KIPERSTOK FIRST
  • EDLER LINS DE ALBUQUERQUE
  • Data: 13/05/2022

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  • Este trabalho apresenta a exploração de um estudo piloto de um sistema de suporte à gestão da demanda em residências de baixa renda em Salvador, Bahia. Esse estudo piloto foi realizado no âmbito de um projeto de pesquisa realizado na Universidade Federal da Bahia - UFBA, que visou subsidiar estratégias de gestão da demanda, tanto ao nível do usuário, como ao nível dos tomadores de decisão. Tendo em vista esse estudo piloto, o presente trabalho, considerando a subjetividade envolvida, principalmente nas medidas de uso racional, analisou a metodologia empregada e buscou aspectos que podem ser melhorados ao aplicá-la em maior escala ou em estudos posteriores. Em primeiro lugar, foi feita uma avaliação do sistema de monitoramento utilizado e averiguada sua precisão para categorizar os usos finais, uma vez que o sistema de monitoramento empregado não fazia medição individualizada por equipamento, mas sim em um único ponto de água de cada residência. Em segundo lugar, foram utilizados modelos conceituais acerca do consumo, para embasar sugestões de aprimoramento de um roteiro de entrevista utilizado na pesquisa da UFBA, para levantar informações sobre os hábitos de usos de água nas residências. Além de disso, foram feitas sugestões de medidas de uso racional, com base na análise pormenorizada do consumo das residências estudadas, e no estudo de como se deu a evolução das tarefas domésticas ao longo do tempo, em relação ao uso de água. Por fim, foi feita uma discussão sobre a possibilidade de se adotar um padrão único de consumo de água. Como resultados, foi observado que a grande variabilidade dos dados de consumo interferiu na credibilidade dos resultados encontrados com o software utilizado na etapa de pré-processamento para categorização dos usos finais de água (Trace Wizard®), em algumas casas as medidas de precisão e sensibilidade foram inferiores a 50%, mostrando que as respostas obtidas podem não corresponder fielmente à realidade. Foi observado que o pré-processamento tendia a aumentar o volume, a duração e as vazões de usos, dando a impressão de que o consumo era maior do que o cenário real. Quanto ao uso racional de água, foi observado que práticas como circular calçado dentro de casa (o que aumenta a necessidade de faxinas) e não ter ergonomia adequada nas práticas cotidianas, por exemplo, ao lavar roupas no chuveiro com baldes, ser necessário ficar agachado e com isso não conseguir manusear com facilidade o registro do chuveiro, são geradoras de desperdícios. Também foi observado que a evolução das práticas de consumo de água em geral não tendeu a favorecer o uso racional. Por fim, verificou-se que a busca por um padrão único de consumo de água residencial não é viável devido às grandes variabilidades observadas nesse consumo, mesmo em áreas com características semelhantes.


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  • This thesis examines a demand management framework pilot study in low-income households in Salvador, Bahia. This pilot study was carried out as part of a research project at the Federal University of Bahia - UFBA, which aimed at the demand management subsidiary, both at the user and decision-maker levels. Considering this pilot study, the current work analyzed the methodology used and looked for aspects that could be improved when applying this methodology on a larger scale or in future studies, with a focus on the subjectivity involved primarily in the measures of rational use. To begin, the monitoring system was evaluated, and its accuracy was verified to categorize the final uses because the monitoring system did not enforce it by equipment, but rather at a single water point in each household. Second, consumption conceptual models were used to support suggestions for improving an interview script used in the UFBA survey to collect information about household water use habits. Furthermore, rational use measures were proposed based on a detailed analysis of consumption in the studied households, but no study on how household chores evolved over time in relation to water use was conducted. Finally, a discussion was held about the possibility of adopting a single water consumption standard. As a result, it was observed that the great variability of consumption data interfered with the credibility of the results found with the software used in the pre-processing stage to categorize the final uses of water (Trace Wizard®), in some houses the measures of precision and sensitivity were less than 50%, showing that the answers obtained may not correspond faithfully to reality. It was discovered that pre-processing increased the volume, duration, and throughput of uses, giving the impression that consumption was higher than it was. In terms of water conservation, it was discovered that practices such as circulating shoes indoors (which increases the need for cleaning) and failing to incorporate adequate ergonomics into daily practices, for example, when washing clothes in the shower with buckets, having to be crouched down and thus not being able to easily handle the shower valve, generate waste. It was also discovered that the general evolution of water consumption practices did not favor rational use. Finally, it was discovered that the search for a single standard of residential water consumption is impractical due to the wide variation observed in this consumption, even in areas with similar characteristics

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  • FABIANA GOMES DOS PASSOS
  • Modelo multiobjetivo baseado em programação por metas associado com o não-arquimediano infinitesimal: caso de estudo aplicado no setor agrícola.

  • Orientador : CRISTIANO HORA DE OLIVEIRA FONTES
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ANA PAULA CABRAL SEIXAS COSTA
  • DANIEL PACHECO LACERDA
  • ELIANE GONÇALVES GOMES
  • MARIANA RODRIGUES DE ALMEIDA
  • ADEMAR NOGUEIRA DO NASCIMENTO
  • CRISTIANO HORA DE OLIVEIRA FONTES
  • Data: 07/07/2022

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  • 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).


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  • In view of the growth of fruit production in the São Francisco Valley (Brazil), the evaluation of technical efficiency represents a potential for improving the allocation of productive resources. This work presents a multi-objective model (Improved Weighted Goal Programming model - Multiple Criteria Data Envelopment Analysis, IWGP - MCDEA), based on Goal Programming (GP) and associated with the infinitesimal non-Archimedean (NAI,ε) which aims to overcome the deficiencies of the classic Data Envelopment Analysis (DEA) (low level of discrimination between the DMUs and the distribution of unrealistic weights), being able to be applied in real situations such as in irrigated fruit growing (IWGP - MCDEA - variable return of BCC scale). The case study comprised an agricultural export company located in São Francisco Valley (Northeast region of Brazil). The performance of the proposed multiobjective model (Improved Weighted Goal Programming model - Multiple Criteria Data Envelopment Analysis, IWGP - MCDEA) was compared to the classic Data Envelopment Analysis (DEA) model based on the Variable Return to Scale (BCC) and the weighted sum goal programming (WGP - MCDEA) model. The analysis of the results involved the use of statistical metrics (p-value, Spearman’s Correlation Test and coefficient of variation) which showed the best performance in discrimination Decision Making Units (DMU’s) through the inclusion of NAI. The sensitivity analysis associated with the stability of the weights of each input/output was performed through the coefficient of variation. The proposed model is capable of overcoming the deficiencies associated with classical DEA and provides the possibility of improving the company's competitiveness by increasing productivity from the reduction of input costs. An additional step comprised the application of a classical technique of non-hierarchical clustering (Fuzzy C-Means, FCM) aiming at the recognition of clusters and patterns of DMUs from their respective inputs and outputs. The results obtained by this unsupervised learning technique demonstrated consistency in relation to the recognition/identification of efficient DMUs obtained by the proposed method (IWGP-MCDEA).

2021
Dissertações
1
  • AMANDA BARRETO SOARES
  • AVALIAÇÃO DO USO DO V2O5 PRODUZIDO PELA VANÁDIO DE MARACÁS (BAHIA) PARA PRODUÇÃO DE ELETRÓLITOS PARA BATERIA REDOX DE VANÁDIO

  • Orientador : LUIZ ROGERIO PINHO DE ANDRADE LIMA
  • MEMBROS DA BANCA :
  • LUIS ALBERTO DANTAS BARBOSA
  • LUIZ GONZAGA SANTOS SOBRAL
  • LUIZ ROGERIO PINHO DE ANDRADE LIMA
  • Data: 12/03/2021

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  • 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.


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  • Vanadium is a chemical element and in vanadium compounds occur naturally in about 65 minerals and in fossil fuel deposits. It is mainly used to produce steel alloys in the metallurgical industry and as catalysts in chemical reactions. It is usually marketed as vanadium pentoxide, which in turn is one of the main raw materials in the production of vanadium electrolytes used in vanadium redox battery systems for energy storage. Among the chemical compounds of vanadium sold, vanadium pentoxide has the lowest cost price, thus becoming the favourite in the manufacturing of vanadium electrolytes. The purpose of this paper is to assess the use of vanadium pentoxide produced at the Vanádio de Maracás S/A (VMSA) plant as a raw material in the manufacture of vanadium electrolytes. Atomic absorption spectroscopy and electrochemical performance tests were carried out in the laboratory, along with analysis of electrolytes by cycle voltammetry and loading-discharge tests. Electrolytes containing 0.114 mol.L-1 vanadium and 3 M H2SO4, and cell potential of 1.14 V, were produced from VMSA vanadium pentoxide. The results of cyclic voltammetry showed that in the V(II)/V(III) electrolyte the oxy-reduction reactions between the pair V2+ and V3+ have characteristics of a quasi-reversible system, and in the V(IV)/V(V) electrolyte the reactions between the pair V4+ an d V5+ have characteristics of a reversible system. It was also observed that when adding sodium and magnesium sulphate in 5 M H2SO4 solutions, there is the precipitation of vanadium pentoxide. In charge-discharge tests with the electrolyte containing 0.114 mol.L-1 vanadium and 3 M H2SO4 in solution, the battery showed 90.1% coulombic efficiency, 98.3% voltage efficiency and 88.5% energy efficiency, compared to other developed energy storage systems. After some charge-discharge tests, strong wear was observed on graphite electrodes, severely compromising the energy efficiency of the cell.

2
  • RAFAEL SANTOS BARBOSA
  • EFEITO DA ADIÇÃO DO GLICEROL NA ELETRODEPOSIÇÃO DO COBRE EM SUBSTRATO DE AÇO.

  • Orientador : MARCIO LUIS FERREIRA NASCIMENTO
  • MEMBROS DA BANCA :
  • MARCIO LUIS FERREIRA NASCIMENTO
  • CARLOS ALBERTO CALDAS DE SOUSA
  • : Tereza Cristina de Farias Guimarães
  • Guilherme Yuuki Koga
  • Data: 19/03/2021

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  • Eletrodepósitos de cobre (Cu) são utilizados para melhorar a resistência à corrosão dos substratos de aço carbono em várias aplicações, principalmente nas indústrias aeronáutica, petrolífera e automotiva. O uso de compostos que aumentam a eficiência da deposição e a resistência à corrosão vem atraindo um crescente interesse acadêmico e industrial. À medida que o estado da arte procura novas fontes na melhoria de processos, a indústria busca soluções para o desenvolvimento sustentável, com intuito de tornar seus procedimentos ecologicamente corretos. A partir de tal viés, foi utilizado o glicerol como aditivo – cuja influência em banhos de cobre ainda é pouco relatada na literatura – e adotada a solução ácida de sulfatos, composta por 0,8 M CuSO45H2O e 0,5 M H2SO4, para efetuar as eletrodeposições. Tal banho vem sendo analisado como alternativa promissora para mitigar danos ambientais e de segurança causados por soluções tradicionais comercializadas pela indústria que, em sua maioria, contêm cianetos. Neste estudo, o efeito do uso do aditivo foi investigado em banhos de eletrodeposição à base de cobre para revestimento em substrato de aço AISI 1010. Eletrodeposições foram realizadas em solução eletrolítica em temperatura ambiente na presença e na ausência do aditivo. A eficiência foi analisada por deposição galvanostática e a resistência à corrosão foi avaliada em testes eletroquímicos e medidas de perda de massa. Foram obtidos cristalitos nanométricos de cobre com média de 30 nm. Os resultados mostraram que a adição do glicerol reduziu em 28% o tamanho dos grãos dos eletrodepósitos de cobre, confirmado por ensaios de Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV). Concluiu-se que houve a formação de fases mais compactas dos depósitos de cobre, que aumentou em aproximadamente 96% a eficiência da eletrodeposição, assim como promoveu a elevação das propriedades de resistência à corrosão dos depósitos. Uma patente, fruto do trabalho desenvolvido, foi depositada no INPI.


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  • Copper (Cu) electrodeposits are used to improve the corrosion resistance of carbon steel substrates in various applications, mainly in aeronautical, oil and automotive industries. The use of such compounds that increase deposition efficiency and corrosion resistance has attracted growing academic and industrial interests. As the state of the art seeks new sources of process improvements, industry seeks solutions for sustainable development, with the aim of making its procedures ecologically correct. From such bias, glycerol was used as additive - whose influence in copper baths is still few reported by literature - the acid sulfate solution chosen was composed by 0.8 M CuSO45H2O and 0.5 M H2SO4, and was adopted to perform electrodepositions. Such bath has been analyzed as a promising alternative to mitigate environmental and safety damage caused by traditional solutions proposed by industry which, in their majority, contain cyanides. In this study the effect of such additive was investigated in copper-based electrodeposition baths for coatings on AISI 1010 steel substrate. Electrodepositions were carried out in an electrolyte solution at room temperature, in the presence and absence of additive. The efficiency was analyzed by galvanostatic deposition and the corrosion resistance was evaluated by electrochemical tests and mass loss measures. Nanometer copper crystallites with an average of 30 nm were obtained. The results showed that the addition of glycerol reduced the grain size of copper electrodeposites by 28%, confirmed by Scanning Electron Microscopy (SEM) test. It was concluded that there was formed more compact phases of copper deposits that increased the efficiency of electrodeposition by approximately 96%, as well as promoted the elevation of the corrosion resistance properties of the deposits. A patent, resulted from the present work, was filed to INPI.

3
  • SUZZANE SANTOS MERCANDELLI
  • COMO MELHORAR O DESEMPENHO DAS AÇÕES DE DESSALINIZAÇÃO DE ÁGUA PARA CONSUMO HUMANO NO SEMIÁRIDO DA BAHIA.

  • Orientador : ASHER KIPERSTOK FIRST
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ASHER KIPERSTOK FIRST
  • GEORGE DE SOUZA MUSTAFA
  • IARA BRANDAO DE OLIVEIRA
  • LUCIANO MATOS QUEIROZ
  • Data: 22/03/2021

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  • 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.


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  • The desalination process using reverse osmosis membranes has provided drinking water for families in the semiarid region of Brazil since the 1990s. Currently, this process is being used by a Federal Program called “Água Doce”. Its predecessor, the Água Boa Program, resulted in the population abandoning part of the systems. Having in mind to collaborate that the same does not happen with the current program, this research proposes to present possible ways to improve the performance of the actions of desalination of saline water from tubular wells drilled on crystalline rock formations. Therefore, in view of the complexity of approaching the reality of this scenario, several methodological instruments were applied, namely: documentary and bibliographic reviews, field research in a community benefited by the Program, risk / failure assessment and technical and economic feasibility analysis. The results obtained allowed to characterize the scenario of this study, to explore the Program management model and technical data of the systems design. This, consequently, allowed us to understand the complexity involved in the implementation and continuity of the Program. It was possible to identify the problems experienced by communities to keep the systems in operation, such as: system outages due to lack of maintenance, lack of spare parts and equipment, lack of chemical products, absence of operators and suspension of payment from operators by the city hall. The application of Risk Management contributed to the development of a) A proposal for a risk methodology aimed at the scenario of the Água Doce Program in the state of Bahia; b) Development of an Analytical Risk Structure for the Program; c) Survey of a list of 36 risks, categorized and ranked according to the urgency of their treatments. The comparison of the results of risk management with the result of the first monitoring of the program in Bahia, evidenced the occurrence of the risks raised, which had the effect of suspending the operation of 31% of the systems of the installed systems. The technical analysis made it possible to verify that being the systems designed to supply 10L / day / person, well flow rates are not being used according to their full production capacity. Total dissolved solids in the purified water of most systems is below 200 mg / L, 80% below that specified for drinking water (1000 mg / L). Regarding the consumption of electricity, of six systems in the municipality of Ipirá in Bahia, there was an average trend of increase of 3.92kWh / m³ between the projected and the measured. The study for the centralization of desalination systems in Uauá, allowed the simulation of the concentration of eight treatment points in a single plant, and thus, the identification of the advantages in relation to the operation, logistics, acquisition and maintenance. On the other hand, the high investment cost for the acquisition and installation of water mains was identified as a disadvantage. Therefore, this work allowed the development of a list of opportunities for reliability in the water supply by the Program, presented in the body of the chapters.

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  • JEAN MARCEL PRAZERES SILVA
  • ESTUDO DO IMPACTO DAS NÃO-CONFORMIDADES DE UMA TORRE DE RESFRIAMENTO NO SEU CUSTO TOTAL.

  • Orientador : ROSANA LOPES LIMA FIALHO
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ROSANA LOPES LIMA FIALHO
  • EWERTON EMMANUEL DA SILVA CALIXTO
  • FERNANDO LUIZ PELLEGRINI PESSOA
  • REINALDO COELHO MIRRE
  • Data: 26/03/2021

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  • As torres de resfriamento são equipamentos bastante utilizados e de grande importância para o setor industrial. São responsáveis pela remoção de calor das correntes quentes de um processo produtivo, além de serem consideradas como as maiores consumidoras de água em uma planta industrial. Por esta razão, o seu desempenho reflete diretamente no consumo sustentável da água presente no meio ambiente. Devido a sua importância em todo o contexto industrial e ambiental, o mapeamento das não-conformidades identificadas com frequência em operações de torres de resfriamento, torna-se uma metodologia favorável no combate aos problemas operacionais, na redução de desempenho do equipamento e nos problemas econômicos e ambientais que são gerados. No presente trabalho são discutidas quatro não-conformidades comumente identificadas em operações, como: (1) variações da corrente de água de circulação - ̇ ; (2) variações do ciclo de concentração da água de circulação - ΔCC; (3) variações da corrente de ar - ̇ ; (4) variações do coeficiente de transferência térmica por área de superfície do enchimento - ΔK.a. Dados operacionais foram obtidos de uma torre de resfriamento localizada em uma refinaria de petróleo brasileira, para o desenvolvimento de um estudo de caso. O modelo de Merkel foi selecionado como base para simular as influências das variáveis relacionadas a cada irregularidade ( ̇ , ΔCC, ̇ e ΔK.a) no custo total do equipamento. Os resultados mostram que dos quatro problemas abordados, três impactam significativamente no custo total, sendo estes ΔCC, ̇ e ΔK.a. Nota-se então que as presenças de tais irregularidades podem resultar em gastos desnecessários, sendo a principal causa-raiz a própria negligência humana.


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  • Cooling towers are widely used equipment of great importance for the industrial sector. They are responsible for removing heat from hot currents in a production process, in addition to being considered the largest consumers of water in an industrial plant. For this reason, its performance directly reflects the sustainable consumption of water present in the environment. Due to its importance in the entire industrial and environmental context, the mapping of non-conformities frequently identified in cooling tower operations, becomes a favorable methodology in combating operational problems, in the reducing equipment performance and economic problems and environmental factors that are generated. In the present work, four non-conformities commonly identified in operations are discussed, such as: (1) variations in the circulating water stream - ̇ ; (2) variations in the circulation water concentration cycle - ΔCC; (3) variations in airflow - ̇ ; (4) variations in the heat transfer coefficient per surface area of the filler - ΔK.a. Operational data was obtained from a cooling tower located at a Brazilian oil refinery, for the development of a case study. The Merkel model was selected as a basis to simulate the influences of the variables related to each irregularity ( ̇ , ΔCC, ̇ e ΔK.a) in the total cost of the equipment The results show that of the four problems addressed, three significantly impact the total cost, these being ΔCC, ΔQ w and ΔK a It is noted, then, that the presence of such irregularities can result in unnecessary expenses, with human negligence as the main root cause.

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  • ROSANA DE ALMEIDA NASCIMENTO
  • ELEMENTOS COMPLEMENTARES AO PROCESSO DE ENSINOAPRENDIZAGEM PARA MELHORIA DA QUALIDADE DOS CURSOS DE ENGENHARIA.

  • Orientador : MARCIO ANDRE FERNANDES MARTINS
  • MEMBROS DA BANCA :
  • MARCIO ANDRE FERNANDES MARTINS
  • MILTON FERREIRA DA SILVA JUNIOR
  • RICARDO DE ARAUJO KALID
  • Data: 02/06/2021

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  • 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.


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  • This work seeks to evaluate issues related to the teaching and learning process to improve the
    quality of engineering education. Initially the grades and outcomes of ENADE (Exame Nacional
    de Desempenho dos Estudantes) for control and automation engineering courses are
    analyzed in order to identify common flaws and possible ways to upgrade these courses. The
    choice for control and automation engineering was made because of the actual context about
    industry 4.0, which is directly related with this area. Among some difficulties found are the
    distance between theory and practices, learning gaps in the basic cycle of the course and the
    challenges related to the subject with the real engineering context problems. Thenceforth the
    active and cooperative methodologies appear as a potential solution to these issues. Some
    studies are explored to better understand these innovative methodologies with their challenges
    and limitations. Some points guide to adopt mixed methodologies, which considers traditional
    and innovative techniques working together. These points are constructed from three key
    elements such as the human cognitive architecture, the educational objectives and the learning
    styles. They bring some reflections about inflexible choices while preparing classes and
    courses. The last part of this research shows important components supporting these
    strategies used in the classroom. All of them are part of the complex matrix involved in the
    teaching and learning process. This section highlights the context of organizational culture,
    curricula, student affiliation, teacher training and assessment programs to the engineering
    courses. It also explores their roles and it proposes some actions to work with them.

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  • IGOR EMANUEL DA SILVA LINS
  • MODELAGEM DA TENSÃO INTERFACIAL EM FLUIDOS DE RESERVATÓRIO E SIMULAÇÃO DOS SEUS EFEITOS NA RECUPERAÇÃO AVANÇADA DE PETRÓLEO VIA INJEÇÃO DE DIÓXIDO DE CARBONO.

  • Orientador : SILVIO ALEXANDRE BEISL VIEIRA DE MELO
  • MEMBROS DA BANCA :
  • GLORIA MEYBERG NUNES COSTA
  • HERMINIO JOSE CIPRIANO DE SOUSA
  • PAULO DE TARSO VIEIRA E ROSA
  • Ravenna Lessa Matos
  • SILVIO ALEXANDRE BEISL VIEIRA DE MELO
  • Data: 03/06/2021

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  • A recuperação avançada de petróleo por injeção de CO2 é uma das técnicas de recuperação mais empregadas mundialmente devido à sua alta capacidade de elevar o fator de recuperação de petróleo. No contexto dos reservatórios do pré-sal, as técnicas de recuperação por injeção de CO2 são especialmente indicadas devido ao elevado teor de CO2 no gás associado produzido, oferecendo vantagens econômicas e operacionais para a sua reinjeção. Além disso, a injeção de CO2 como método de recuperação se insere no contexto do armazenamento
    geológico de carbono, a fim de promover a mitigação das emissões de gases de efeito estufa para a atmosfera. A tensão interfacial é uma propriedade chave para o desempenho dos métodos de recuperação por injeção de CO2, pois afeta a molhabilidade, a pressão capilar e as permeabilidades relativas, controlando a distribuição e o deslocamento dos fluidos no interior do reservatório. Assim, é de grande relevância a modelagem e o acompanhamento do comportamento da tensão interfacial em condições de reservatório. Buscando preencher lacunas identificadas na literatura, esta dissertação tem como objetivo estudar a modelagem empírica semiempírica da tensão interfacial CO2-fase aquosa em condições de reservatório, propondo equações de cálculo dessa propriedade através de abordagens inéditas. Além disso, também é um objetivo compreender os efeitos da tensão interfacial CO2-óleo em processos de injeção de CO2 usando simulação numérica de reservatórios. Para tanto, avaliou-se o comportamento das principais propriedades do reservatório à luz da tensão interfacial e se estabeleceu uma relação qualitativa entre o comportamento da tensão interfacial e o fator de recuperação de petróleo. Os resultados indicaram uma boa acurácia na modelagem da tensão interfacial CO2-fase aquosa,
    destacando-se o caráter simplificado dos modelos propostos, sendo o seu uso apropriado para fins de simulação numérica de reservatórios. Os resultados de simulação demonstraram que as propriedades mais relevantes da recuperação podem ser interpretadas a partir da análise do comportamento da tensão interfacial CO2-óleo, por ser uma propriedade representativa do processo de recuperação, que apresenta melhores desempenhos quanto menor for a tensão interfacial CO2-óleo.


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  • CO2 Enhanced Oil Recovery methods have been widely applied worldwide due to their great capability to increase the oil recovery factor. Regarding the Brazilian Pre-Salt reservoirs, CO2 Enhanced Oil Recovery techniques are especially indicated due to the high-CO2 content of the produced associated gas, which makes CO2 injection more operationally and economically feasible. Also, CO2 injection aiming to enhance oil recovery is related to carbon
    geological storage to mitigate greenhouse gas emissions. The interfacial tension is a key property for CO2 Enhance Oil Recovery processes’ performance, once it affects many of the major reservoir properties as wettability, capillary pressure, and relative permeabilities, governing fluid distribution and displacement inside the reservoir. Therefore, the modeling of the interfacial tension and the assessment of its behavior in reservoir conditions are greatly important in CO2 Enhanced Oil Recovery processes. Aiming to fill some gaps identified in the literature, the major objectives of this dissertation are to study and model the CO2-aqueous phase interfacial tension using empirical and semiempirical equations through novel approaches over reservoir conditions. To reach this goal, an assessment of the CO2-oil interfacial tension behavior in CO2 injection processes was performed using reservoir numerical simulation to evaluate the behavior of the main reservoir properties through the CO2-oil
    interfacial tension standpoint. It is also aimed to establish a qualitative relationship between the CO2-oil interfacial tension and the oil recovery factor behaviors. Results indicated a great accuracy of the CO2-aqueous phase interfacial tension modeling approaches, with highlights given to their mathematical simplicity, which makes it feasible for reservoir numerical simulation purposes. CO2 injection simulation results demonstrated that it is possible to assess the most relevant properties for oil recovery through evaluating the CO2-oil interfacial tension
    behavior because it suitably describes the general performance of the recovery process, which performs better when the CO2-oil interfacial tension is decreased.

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  • JOAO BATISTA REGIS PIRES
  • Processo de rotomoldagem alternativo com incremento de seções de pré- e pós-câmara de aquecimento: desenvolvimento de um protótipo.

  • Orientador : MARCIO ANDRE FERNANDES MARTINS
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ANGELO MARCIO OLIVEIRA SANT ANNA
  • LUCIANO PISANU
  • MARCIO ANDRE FERNANDES MARTINS
  • Data: 08/07/2021

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  • 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.


  • Mostrar Abstract
  • This work presents results of the development of an alternative rotomolding process with the increase of pre- and post-heating chamber sections, carried out with the construction of a rotomolding prototype-machine. This invention covers some gaps that have limited conventional processes, which are characterized by long cycle times and energy waste. The work was initially focused on the main objective: the reduction of cycle time; from this, consequently, the other gains and modeling of the new process were provided. This was only possible with the manipulation and reuse of the heat generated by the process, thanks to the purpose of a new architectural arrangement. The proposed method included the construction of the prototype for the production of samples, followed by tests to certify the quality of the main physical properties of the product produced and an energetic study of the process. The results showed a reduction in the cycle time and, consequently, a reduction in energy consumption, due to the reuse of the heat itself, which was previously wasted on the environment at the end of each cycle; then, machined parts had their main mechanical properties validated through their measurement uncertainties, evaluated in accordance with the internationally recognized method concerning this task, namely the GUM framework. From the general results obtained from the proposed prototype, it appears that the production maintained the quality of the main physical properties evaluated, including the uniformity of the samples, which proves the guarantee of stability of this prototype in the serial production of parts in scale industrial; also, there was a reduction in production costs; this fact allows a future investor to visualize that, for each monetary unit spent in kWh of energy consumed, a percentage of cost reduction is obtained in each production cycle. These gains prove the feasibility and superiority in efficiency and performance of this prototype machine compared to the other renowned manufacturers of industrial rotational molding machines.

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  • ADRIANO PEREIRA DA SILVA
  • SELEÇÃO DE FORNECEDORES COM BASE NO CUSTO TOTAL DE AQUISIÇÃO PARA IMPLANTAÇÃO DE UM SISTEMA OPERANDO EM CICLO RANKINE ORGÂNICO.

  • Orientador : FRANCISCO GAUDENCIO MENDONCA FREIRES
  • MEMBROS DA BANCA :
  • João Carlos Gonçalves dos Reis
  • ADONIAS MAGDIEL SILVA FERREIRA
  • FRANCISCO GAUDENCIO MENDONCA FREIRES
  • Data: 19/07/2021

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  • Para entender as funções de negócios, se torna fundamental o entendimento do Gerenciamento da Cadeia de Suprimentos, sendo a supervisão de materiais, finanças e informações quando eles se movem do fornecedor para o fabricante, para o atacadista, para o varejista e, finalmente, para o consumidor por meio de um processo predefinido. Também envolve a coordenação e integração desses processos dentro e entre as empresas. A gestão da cadeia de suprimentos representa a visão geral e a otimização das cadeias de suprimentos físicas e digitais, desde os fornecedores de matéria-prima até o consumidor final. Esta, por sua vez eficiente, permite processos de abastecimento e produção a preços competitivos e um fluxo constante na cadeia de valor. Por meio disso, a seleção de fornecedores, junto com sua avaliação e medições contínuas, são processos organizacionais importantes. A seleção de fornecedores depende de várias técnicas de avaliação que incluem métodos quantitativos e qualitativos, ao mesmo tempo, muitas organizações continuam a selecionar fornecedores com base na experiência e intuição, abordagens seletivas e não confiáveis. Por isso, o Custo Total de Aquisição aparece como ferramenta para identificar o total de todos os custos resultantes da aquisição de um produto e os custos envolvidos na utilização do produto durante o seu período de uso. A partir disso, este trabalho propõe um modelo para oferecer, do ponto de vista estratégico, a aplicação de seleção de fornecedores com base no Custo Total de Propriedade, voltada a um grupo de geração de energia (Global Participações em Energia), cujos equipamentos direcionaram o estudo compõem o Ciclo de Rankine Orgânico. A metodologia integra a incorporação de todos os custos envolvidos, de forma a identificar as etapas necessárias à análise da seleção de fornecedores. Por isso, explora uma abordagem inovadora, que fornece suporte para as decisões de investimento e gestão da organização. Consequentemente, permite orientar as opções de arranjos industriais, possibilitando a implementação de soluções diagnósticas para um conjunto de ativos, mantendo uma perspectiva sistêmica e conduzida ao longo do ciclo de vida do equipamento. Posteriormente, este trabalho entendeu que a seleção correta de fornecedores, de acordo com os aspectos de compras estratégicas e Gestão da Cadeia de Suprimentos, afetando os objetivos primordiais de redução de custos, mitigação de riscos e melhor atendimento.


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  • In order to understand business functions, supply chain management (SCM) is critical. It is the oversight of materials, finances, and information when they move from the supplier to manufacturer to wholesaler to retailer and finally to the consumer through a predefined process. It also involves coordination and integration of these processes within and among companies. Supply chain management represents the overview and optimization of physical and digital supply chains, from raw material suppliers to the end consumer. An efficient SCM enables supply and production processes at competitive prices and a constant flow within the value chain. Therefore, supplier selection, along with supplier evaluation and continuous measurement/assessments, is an important organizational process. Supplier selection relies on multiple assessment techniques which include both quantitative and qualitative methods. At the same time, many organizations continue to select suppliers based on experience and intuition, selective and unreliable approaches. Because of this, Total Cost of Ownership appears like tool to identify the total of all costs resulting from acquisition of a product and the costs involved in using the product during its period of use. From that, this paper proposes a model to offer, from a strategic viewpoint, the application of selection of suppliers based on the Total Cost of Ownership, aimed at a group of energy generation (Global Participações em Energia), whose equipment directed at the study make up the Organic Rankine Cycle. The methodology integrates the incorporation of all costs involved, in order to identify the necessary steps for analysis of the selection of suppliers. So, it explores an innovative approach, which provides support for investment decisions and management of the organization. Consequently, it allows guiding the options of industrial arrangements, making it possible to implement diagnostic solutions for a set of assets, maintaining a systemic perspective and conducted through the life cycle of the equipment. After that, this paper understood that the correct selection of suppliers, according to the aspects of strategic purchasing and Supply Chain Management, might affect the primary objectives of reducing costs, risk mitigation and receiving better services.

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  • EZEQUIEL HANSEL
  • DESENVOLVIMENTO DE UM FOTOBIORREATOR DE CERÂMICA DE ARGILA PARA PRODUÇÃO DE BIOMASSA DE MICROALGAS.

  • Orientador : EMERSON ANDRADE SALES
  • MEMBROS DA BANCA :
  • EMERSON ANDRADE SALES
  • ELAINE CHRISTINE DE MAGALHAES CABRAL ALBUQUERQUE
  • ALICE COSTA KIPERSTOK
  • DARLAN AZEVEDO PEREIRA
  • Data: 27/10/2021

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  • 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.


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  • Microalgae are used in different industrial processes, such as atmospheric carbon fixation and effluent treatment, up to the manufacture of industrial products such as animal feed, high added value molecules, biofuels. However, the production of microalgae still faces several obstacles, such as the high cost of production, especially for the manufacture of products with low added value or in environmental remediation processes. In the present work, the development of a porous substrate photobioreactor from clay ceramic named Clay Ceramic Photobioreactor (CCPB), is proposed. The project was built and tested on a bench scale. The CCPB was made with simple and low-cost materials and was designed to cultivate microalgae adhered as a biofilm, immobilized on the surface of the reactor. The proposed system design allows for an almost complete separation between biomass and liquid culture medium. The photobioreactors were evaluated at different mass ratios between clay and sawdust and brought to a burning temperature of 900°C. The results showed that the particle size of the sawdust must be sieved in a 10 mesh and mixed in the mass proportion of 33.3% of sawdust and 66.7% of red clay. 3.95 gm-2.d-1 dry biomass after 7 days of operation, without CO2 injection, at a light intensity of 45 μmol.m−2.s−1. The CCPB allows the biomass to be harvested by simple surface scraping and this process guaranteed a reduced moisture content between 78 and 82%. The production and cultivation of microalgae in the Clay Ceramic Photobioreactor tends to have a lower energy consumption when compared to traditional suspension cultivation, such as tubular and flat plate photobioreactors, as well as open ponds. The maintenance of the system on a laboratory scale presented advantages such as the reuse of the plates and the resistance to high temperatures. Clay appears to be a viable material for the production of new systems for microalgae cultivation.

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  • YURI NOVAIS ARAÚJO
  • PROPOSTA DE AUTOMAÇÃO DE SECAGEM DE CAFÉ EM TERREIROS.

  • Orientador : MARCIO LUIS FERREIRA NASCIMENTO
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ANGELA MACHADO ROCHA
  • ANTONIO CEZAR DE CASTRO LIMA
  • IGOR DANTAS DOS SANTOS MIRANDA
  • ROBSON DA SILVA MAGALHAES
  • Data: 03/12/2021

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  • O trabalho aborda o desenvolvimento de uma tecnologia de automação capaz de realizar um processo de secagem de café em terreiros. Trata-se da elaboração completa de protótipos de robô autônomo guiados por um processo de navegação local, por meio de um fio enterrado no terreiro a fim de gerar um campo eletromagnético captado por receptor acoplado ao robô. Por meio de sinal analógico, o receptor repassa a um microcontrolador que comanda um trajeto determinado. Também foi elaborado um circuito eletrônico juntamente com a plataforma Arduino para o controle dos motores e tratamento dos sinais recebidos pelos sensores. A estrutura mecânica foi feita de aço para assim garantir maior robustez aos protótipos. A partir de uma extensa pesquisa bibliográfica considerando tanto os tipos de secagem já utilizados como as diversas tecnologias empregadas, foi possível propor soluções inovadoras e baratas referente ao beneficiamento da secagem automatizada de café em terreiro. Foi depositada uma patente de utilidade, de número BR 20 2019 005757 8, que se encontra no Apêndice A desta dissertação. São apresentados os passos da transferência de tecnologia efetuada visando a proteção patentária. Conclui-se que com a implantação desse projeto foi atingida uma significativa redução da mão de obra durante a secagem fazendo com que os trabalhadores não sofram com intempéries. Percebeu-se também uma melhoria qualitativa dos grãos secos ao se evitar a contaminação usual por equipamentos motorizados à combustível. Os protótipos foram desenvolvidos para uso de energia elétrica, que além de ser ecologicamente correta, possuem baixos custos de fabricação, manutenção e operação em comparação com motores a combustão. Devido ao peso relativamente baixo e promoção de secagem mais uniforme, a qualidade da bebida pode ser considerada superior, apresentando assim uma melhoria no processamento de secagem do café em terreiro.


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  • This work addresses the development of an automation technology capable of carrying out a coffee drying process on patios. It is the complete elaboration of autonomous robot prototypes guided by a local navigation process, through a wire buried in the yard in order to generate an electromagnetic field captured by a receiver coupled to the robot. By means of an analog signal, the receiver passes it on to a microcontroller that commands a determined path. An electronic circuit was also developed together with the Arduino platform for controlling the motors and processing the signals received bythe sensors. The mechanical structure was made of steel to ensure greater strength to the prototypes. From extensive bibliographical research considering both the types of drying already used and the various technologies used, it was possible to propose innovative and inexpensive solutions for the processing of automated drying of coffee in a patio. A utility patent, number BR 20 2019 005757 8, was filed, which can be found in Appendix A of this dissertation. The steps of technology transfer carried out for patent protection are presented. It is concluded that with the implementation of this project, a significant reduction in labor during drying was achieved so that workers do not suffer from bad weather. It was also noticed a qualitative improvement of dry grains by avoiding the usual contamination by fuel-powered equipment. The prototypes were developed for the use of electrical energy, which, in addition to being ecologically correct, have low manufacturing, maintenance, and operation costs compared to combustion engines. Due to the relatively low weight and promotion of more uniform drying, the quality of the beverage can be considered superior, thus presenting an improvement in the drying processing of coffee on the patio or yard.

Teses
1
  • EUCLIDES SANTOS BITTENCOURT
  • METABOLISMO SOCIOECONÔMICO DOS RESÍDUOS SÓLIDOS: UM MODELO DE ANÁLISE ATRAVÉS DE EQUAÇÕES ESTRUTURAIS DE PNEUS EM FIM DE VIDA.

  • Orientador : CRISTIANO HORA DE OLIVEIRA FONTES
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ANGELO MARCIO OLIVEIRA SANT ANNA
  • CRISTIANO HORA DE OLIVEIRA FONTES
  • Carlos Manuel Taboada Rodriguez
  • JORGE LAUREANO MOYA RODRIGUEZ
  • MARCELO SANTANA SILVA
  • NELSON CASAROTTO FILHO
  • Data: 09/02/2021

  • Mostrar Resumo
  • 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.


  • Mostrar Abstract
  • The management of urban solid waste (MUSW) comprises a set of actions for the planning and development of public policies. This thesis aims to develop a theoretical model to assess the socioeconomic metabolism of solid waste (Socioeconomic Metabolism of Waste, SEMw) through an exploratory study and Structural Equation Modeling (SEM), adopting technical variables (metric) and social variables (not metric) from the GRSU process. The end-of-life tires (ELTs) or scrap tires case study of a city of 300,000 inhabitants was adopted. The first contribution of the thesis work was the development of a database through deductions and exploratory analysis from public sources (Institute of Geography and Statistics (IBGE) and National Traffic Department (DENATRAN)), to carry out a prediction and preliminary diagnosis of the mass balance of ELT flows in the city. The second contribution, which represents the main innovation of the thesis work, was the development of MEE through technical (Direct Material Flows, DMF, and Reverse Material Flows, RMF) and social constructs (Socioeconomic Factors or Socioeconomic Environment, SEF, and Sociodemographic Factors, SDF) to guide GRSU. For MEE, a sampling was performed using a structured questionnaire (with Likert scale) and, later, modeling in the SmartPLS software using the partial least squares (PLS) approach. The results obtained confirmed 70% of the hypotheses presented in the theoretical framework for SEMw evaluation. The model comprises an innovative approach, capable of relating objective (metric) and subjective (non-metric) variables. In the MEE analysis of SEMw, the initial diagnosis of the ELT flows adopted in the mass balance was confirmed, which presents useful information to guide researchers and public managers in the development of scenario analysis procedures related to the generation, management and disposal of solid waste. MEE is an analysis tool that can be adopted to support the execution of the ELT management plan or similar waste management guidelines.

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  • JOAO THIAGO DE GUIMARAES ANCHIETA E ARAUJO CAMPOS
  • Modelagem de um framework do processo decisório da gestão da variabilidade do tempo visando a melhoria do desempenho operacional

  • Orientador : FRANCISCO GAUDENCIO MENDONCA FREIRES
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ADONIAS MAGDIEL SILVA FERREIRA
  • ANGELO MARCIO OLIVEIRA SANT ANNA
  • ENZO MOROSINI FRAZZON
  • FRANCISCO GAUDENCIO MENDONCA FREIRES
  • HELDER GOMES COSTA
  • Data: 10/02/2021

  • Mostrar Resumo
  • A evolução das filosofias de gestão ocorreram com base na necessidade de atingir níveis
    de alta performance da eficácia e eficiência de sistemas produtivos de bens ou serviços.
    Especificamente para a gestão operacional, as mudanças na gestão estratégica assim como
    as interferências devido a eventos não esperados afetam diretamente a qualidade produtiva
    e, por consequência, gera distúrbios nos processos resultando em impactos negativos
    no planejamento, controle e programação da produção. Entre outros parâmetros da
    performance da gestão operacional, a variabilidade do tempo de produção gera distúrbios no
    sistema produtivo, apresentando problemas como desbalanceamento de linha de produção,
    defeitos nos produtos, quebra de equipamentos, entre outros. Esse estudo analisa o impacto
    da variabilidade do tempo sobre a performance da organização, inserindo no modelo de
    tomada de decisão um framework que analisa a variabilidade do tempo de produção e
    o impacto sobre as dimensões de desempenho da organização. Para tal, é proposto um
    sistema de coleta, organização, análise e interpretação de tempos de produção para a gestão
    da variabilidade do tempo, integrando à uma análise do impacto da variabilidade sobre as
    dimensões de desempenho ecônomico, social e ambiental. O framework foi desenvolvido com
    base em uma análise exploratória de dados para a caracterização estatística dos tempos de
    processos, controle da variabilidade de processos por meio de carta de controle e, por fim,
    análise do impacto sobre as dimensões de desempenho utilizando modelos qualitativos e
    quantitativos. A análise da variabilidade do tempo é apresentada em tempo real por meio
    de cartas de controle, identificando a variabilidade do processo e, posteriormente, o impacto
    sobre as dimensões de desempenho analisadas. Ademais, um indicador de desempenho é
    apresentado para todos os processos analisados. Na primeira validação, o sistema de apoio
    à decisão demonstra que a gestão da variabilidade do tempo tem maior impacto sobre a
    dimensão de produtividade, com pouco impacto sobre a dimensão qualidade. Na segunda
    validação, referente à sustentabilidade, o impacto econômico prevalece sobre as dimensões
    sociais e ambientais. O impacto na dimensão social apresentou grande variabilidade, ou
    seja, o modelo de tomada de decisão de gestores operacionais gera grande variações na
    dimensão social resultando em impactos negativos para a organização.


  • Mostrar Abstract
  • The management philosophies evolution occurred based on the need to achieve high
    performance of effectiveness and efficiency of productive systems of goods or services.
    Specifically for operational management, changes in strategic management as well as
    interferences due to unexpected events or needs for rapid changes in the operational
    context directly affect production quality and, consequently, generate disturbances in
    processes resulting in a negative impact on planning, control and production scheduling.
    Among other parameters that impact operational management, the production time
    variability generates a greater impact to achieve the expected results. Time variability
    causes disturbances in production systems, presenting problems such as unbalance of the
    production line, product defects, equipment breakdown, among others. This study proposes
    to analyze the impact of time variability on the organization’s performance, inserting
    in the decision-making model a framework that analyzes in real time the variability of
    production time and the impact on the organization’s performance dimensions . A system
    for collecting, organizing, analyzing and interpreting the variability of production time
    is proposed, integrating an analysis of the impact of variability on the dimensions of
    economic, social and environmental performance. The framework was developed based
    on an exploratory data analysis for the statistical characterization of process, process
    variability control through a control chart method and, finally, analysis of the impact on
    performance dimensions. The analysis of the impact of time variability on performance
    dimensions is carried out in two stages of validation. The analysis of time variability is
    presented in real time by means of control charts, identifying the variability of the process
    and, subsequently, the impact on the performance dimensions analyzed. In addition, a
    collaborative performance indicator is presented for all analyzed processes. In the first
    validation, the support system demonstrates that the management of time variability has a
    greater impact on the productivity dimension, with little impact on the quality dimension.
    In the second validation, referring to sustainability, the economic impact prevails over the
    social and environmental dimensions. The impact on the social dimension showed great
    variability, that is, the decision-making model of operational managers generates great
    variations in the social dimension resulting in negative results for the organization.

3
  • SAFIRA MOURA BARROS
  • Otimização do processo de tingimento de Fibras Naturais e Sintéticas utilizando Líquidos Iônicos Próticos

  • Orientador : MIGUEL ANGEL IGLESIAS DURO
  • MEMBROS DA BANCA :
  • BRUNA GALDORFINI CHIARI ANDREO
  • ELIANE TROVATTI
  • FABIA REGINA GOMES RIBEIRO
  • MIGUEL ANGEL IGLESIAS DURO
  • REBECCA DA SILVA ANDRADE
  • Data: 16/03/2021

  • Mostrar Resumo
  • 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.


  • Mostrar Abstract
  • The textile dyeing industry generally uses traditional processes, which tend not to be
    environmentally friendly. This industry is the most chemically intensive, and the second
    polluter of clean water (after agriculture). Traditionally, they use large amounts of water
    together with large quantities of chemical additives, which can have a huge environmental
    impact and could be harmful to human health directly or indirectly. Recently, papers
    has been published in the scientific literature in order to improve the sustainability of
    the process, focusing in finding alternative solvents and techniques to reduce the amount
    of water and chemicals used, as well as improve the quality of the dyeing and keep the
    cost of the process low. Ionic Liquids come into the light as new versatile media for many
    chemical syntheses, enzymatic catalysis and green engineering processes. They are made
    of a collection of positive and negative ions, but unlike conventional molten salts, these
    materials are liquid at room temperature. The group of protic ionic liquids show additional
    advantages, because of low cost, usually biodegradable and simple synthesis, so they are
    known for their acid-base reaction mechanism, corresponding to the formation of those
    salts. In this work, it was optimized an alternative procedure available in open literature
    to dye different types of fabrics with reduced number of dyeing agents: textile dyes, a
    cationizer pretreatment fiber technique, and protic ionic liquids as solvent or additive in
    aqueous solution. Therefore, the objective is to reduce environmental impact and increase
    the dye quality of this procedure, which was used to dye six different fibers in order
    to analyzed the effectiveness of the dyeing agents in terms of different dyeing quality
    measurements such as absorption of color and wash fastness standards of the dyed fiber.
    Cytotoxicology assays of the fabrics treated with protic ionic liquids were also evaluated
    and they did not presented any toxicology. The tests results with protic ionic liquids as
    the only additive with 30% m/m in aqueos solution shows color strenght until 250 times
    bigger than the alternative procedure available in open literature, and cationization played
    a fundamental role in color fixation of the fibers. Furthermore, an innovative proposal is
    presented using reactive dye as a “universal dye”, aiming at a more sustainable and safe
    profile for the textile industry.

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  • LICIANNE PIMENTEL SANTA ROSA
  • Modelagem do processo de absorção de amônia: Filme descendente e coluna compactada.

  • Orientador : KAREN VALVERDE PONTES VATER
  • MEMBROS DA BANCA :
  • KAREN VALVERDE PONTES VATER
  • CRISTIANO HORA DE OLIVEIRA FONTES
  • GLORIA MEYBERG NUNES COSTA
  • FERNANDO LUIZ PELLEGRINI PESSOA
  • MARIA REGINA WOLF MACIEL
  • RITA MARIA DE BRITO ALVES
  • Data: 16/04/2021

  • Mostrar Resumo
  • Os absorvedores pertencem ao grupo de equipamentos industriais usados para separação / purificação de correntes de processo. Dentre os equipamentos para promover a absorção de filme descendente e coluna empacotada tem ampla aplicação em plantas industriais. Assim, esta tese tem como objetivo propor um modelo fenomenológico para um absorvedor de filme descendente e realizar um estudo comparativo entre ele e uma coluna empacotada. O modelo de filme descendente é descrito por balanços diferenciais de massa e energia juntamente com equações algébricas que representam a transferência de massa e energia, bem como o equilíbrio de fase. Uma coluna de absorção compactada é projetada por correlações empíricas e modelada no Aspen Plus. Esta tese também investiga uma descrição termodinâmica rigorosa para os sistemas: NH3-H2O e para o sistema eletrolítico NH3-H2O-CO2. Os resultados dos modelos de absorvedores e termodinâmicos estão de acordo com os dados experimentais da literatura. No que diz respeito ao estudo comparativo dos absorvedores, a análise técnica baseia-se em modelos fenomenológicos para prever a eficiência da monitorização da absorção dos perfis de temperatura e concentração. A análise econômica dos absorvedores é baseada na estimativa do investimento e custo de instalação. O estudo comparativo entre os absorvedores mostra que o absorvedor do tipo filme descendente tem maior capacidade de absorção e é 78% mais compacto que a coluna. Mas o custo do filme decrescente é quase o dobro da coluna embalada.


  • Mostrar Abstract
  • Absorbers belong to the group of industrial equipment used for separation/ purification of process currents. Among the equipment to promote the absorption falling film and packed column have an extensively application in industrial plants. So, this thesis aims to propose a phenomenological model for a falling film absorber and to carry out a comparative study between it and a packed column. The falling film model is described by differential mass and energy balances coupled with algebraic equations representing the mass and energy transfer as well as the phase-equilibrium. A packed absorption column is designed by empirical correlations and modeled in Aspen Plus. This thesis also investigates a rigorous thermodynamic description for the systems: NH3-H2O and for the electrolyte system NH3-H2O-CO2. The absorbers and thermodynamics models results are in accordance with the experimental data from literature. Regarding the comparative study of the absorbers, the technical analysis is based on phenomenological models to predict the efficiency of absorption monitoring of the temperature and concentration profiles. The economic analysis of the absorbers is based on the estimation of the investment and installation cost. The comparative study between the absorbers shows that the falling film type absorber has greater absorption capacity and it is 78% more compact than the column. But the falling film cost is almost the double of the packed column.

5
  • MARIA DE FÁTIMA BARBOSA GÓES
  • OPORTUNIDADES E DESAFIOS PARA AMPLIAÇÃO DOS COBENEFÍCIOS DOS PROJETOS DE MDL DE ENERGIA EÓLICA DO NORDESTE BRASILEIRO

  • Orientador : JOSE CELIO SILVEIRA ANDRADE
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ANDREA CARDOSO VENTURA
  • FRANCISCO GAUDENCIO MENDONCA FREIRES
  • JOSE CELIO SILVEIRA ANDRADE
  • Lira Luz Benites-Lazaro
  • PAULO ROBERTO BRITTO GUIMARÃES
  • Data: 30/04/2021

  • Mostrar Resumo
  • 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.


  • Mostrar Abstract
  • Greenhouse Gas (GHG) emission reduction projects, arising from the Kyoto Protocol, should have as a complementary purpose the delivery of co-benefits for sustainable development. Research carried out in developing countries has pointed out the limitations of these projects in order to achieve this objective. Considering that the energy sector plays a critical role in the reduction of GHG emissions, the purpose of this thesis is to analyze opportunities and challenges for the expansion of the co-benefits for sustainable development generated by the wind power CDM projects in Northeast Brazil. The research privileges qualitative research strategies and techniques, being divided into five methodological phases: 1) documentary research carried out in the main CDM database (CDM Pipeline) and in the ABEEólica database on Brazilian wind farms; 2) construction of the research analysis model (framework) and elaboration of the data collection instrument necessary to assess the co-benefits from the projects; 3) ex-ante analysis of the co-benefits declared in the 50 Project Design Documents (PDD) selected; 4) ex-post analysis of the co-benefits perceived by the managers of the 10 projects visited; 5) comparison between ex-ante and ex-post analyzes and identification, categorization and analysis of the opportunities and challenges for increasing the co-benefits delivered. The results show the importance of conducting co-benefits’ studies after the implementation of CDM projects, since the co-benefits declared in the PDDs were much lower than those perceived by the managers. Considering the political-institutional dimension, the main opportunity identified comes from the global level and it is the creation of the Sustainable Development Mechanism (SDM) based on the Paris Agreement. And the biggest challenge to be faced is the improvement in the performance of the Brazilian Designated National Authority (DNA). In the environmental dimension, the main co-benefits are the improvement of air quality and the protection of natural resources. Opportunities arise from legal instruments at the national level: the legal reserve and environmental licensing. And the biggest challenge is to improve water management for communities. As for social co-benefits, the main finding is the creation of new jobs, even if they are limited. The opportunities are related to the Corporate Social Responsibility (CSR) policies and the challenges to be faced are the increase in community participation in the projects and the improvement of their health and safety. Finally, in the economic dimension, the greatest co-benefit is the incentive for local economic growth. The great opportunity that is still underexplored is found at the project level: the possibility of reconciling wind generation with other economic activities, notably solar generation and agricultural activities. And the main challenge, coming from the national level, is the increase in technology transfer.

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  • EDMARA DOS SANTOS DRIGO
  • ANÁLISE DA COMUNICAÇÃO NO SETOR OPERACIONAL USANDO EQUAÇÕES ESTRUTURAIS: UMA FERRAMENTA DE APOIO AO GERENCIAMENTO DA INFORMAÇÃO

  • Orientador : MARCELO EMBIRUCU DE SOUZA
  • MEMBROS DA BANCA :
  • CRISTIANO HORA DE OLIVEIRA FONTES
  • Carlos Manuel Taboada Rodriguez
  • JORGE LAUREANO MOYA RODRIGUEZ
  • Jandecy Cabral Leite
  • Orlem Pinheiro de Lima
  • SALVADOR AVILA FILHO
  • Data: 15/06/2021

  • Mostrar Resumo
  • A ausência de ações para o gerenciamento da informação na esfera operacional (no chão de fábrica) afeta a qualidade da comunicação neste setor. Os problemas de comunicação, por sua vez, podem impactar negativamente na segurança operacional e na cultural organizacional. Assim, o presente trabalho propõe um modelo para analisar a comunicação no setor operacional usando a técnica de Modelagem de Equações Estruturais. Apresentou-se um modelo matemático formando por 1 variável latente exógena, a gestão do conhecimento, e 4 variáveis endógenas: (i) comunicação oral; (ii) comunicação escrita; (iii) interação do homem com as tecnologias de informação e comunicação; e (iv) a própria comunicação operacional. Após essa análise, e utilizando o mesmo banco de dados, foi desenvolvido um estudo suplementar a partir da modelagem de um sistema neuro-fuzzy adaptativo para avaliar o gerenciamento da informação no setor operacional. O estudo de caso foi realizado em uma região de produção de petróleo onshore situada na região Nordeste do Brasil. Para a coleta dos dados utilizou-se um questionário estruturado com resposta em escala Likert. Após teste do modelo utilizando equações estruturais, 6 das 9 hipóteses propostas no modelo teórico foram suportadas. O modelo foi eficaz para analisar as relações entre a variável latente e seus indicadores associados e para compreender as relações causais entre as variáveis latentes. Os resultados mostraram que a comunicação operacional acontece por meio da interação do homem com as tecnologias de informação e comunicação, sendo influenciada pelas ações da gestão do conhecimento em 77%. O resultado do modelo neuro-fuzzy mostrou que o gerenciamento de informações no chão de fábrica melhora à medida que ações são realizadas para adquirir, armazenar e distribuir informações. O modelo apresentou contribuições relevantes para o refinamento da teoria e contribuições práticas para apoiar o gerenciamento da informação no chão de fábrica.


  • Mostrar Abstract
  • The absence of actions to manage information in the operational sphere (on the shop floor) affects the communication quality in this sector. Communication problems, in turn, can negatively impact operational security and organizational culture. Thus, this study proposed a model to analyze communication in the operational sector using the Structural Equation Modeling technique. A mathematical model was presented, consisting of 1 exogenous latent variable, knowledge management, and 4 endogenous variables: (i) oral communication; (ii) written communication; (iii) human interaction with information and communication technologies; and (iv) the operational communication. After this analysis, and using the same database, a supplementary study was developed from modeling an adaptive neuro-fuzzy system to assess information management in the operational sector. The case study was carried out in an onshore oil production region located in the Northeast region of Brazil. For data collection, a structured questionnaire with a Likert scale answer was used. The model using structural equations supported 6 of the 9 hypotheses proposed in the theoretical model. It was effective for analyzing the relationships between the latent variable and its associated indicators and for understanding the causal relationships between the latent variables. The results showed that operational communication happens through the interaction of man with information and communication technologies, being influenced by knowledge management actions in 77%. The result of the neuro-fuzzy model showed that information management on the shop floor improves as actions are taken to acquire, store and distribute information. The model presented relevant contributions to the refinement of theory and practical contributions to support information management on the shop floor.

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  • ÁLVARO CAVALCANTI DE ALMEIDA FILHO
  • Avaliação do saneamento básico no Brasil: uma abordagem sobre eficiência setorial e impacto na saúde da população em regiões em desenvolvimento.

  • Orientador : KAREN VALVERDE PONTES VATER
  • MEMBROS DA BANCA :
  • Adelmo Lima Bastos
  • CARLOS ARTHUR MATTOS TEIXEIRA CAVALCANTE
  • CRISTIANO HORA DE OLIVEIRA FONTES
  • JORGE LAUREANO MOYA RODRIGUEZ
  • KAREN VALVERDE PONTES VATER
  • Renato de Mei Romero
  • Data: 16/06/2021

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  • 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.


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  • The process of universalization of basic sanitation reveals as an inducer of a better quality of life and population health according to the specialized literature. Public policy-making and stimulating public and private investment have come to play a prominent role in providing access to piped water and basic sanitation facilities. This is especially in developing countries and as part of a recent global effort which aim at universalizing, by 2030, the drinking water supply services and the sanitation conditions, both fundamental for human life and sustainable development goals. Given this situation, the aim of this study is to estimate the performance of integrated management of basic sanitation in Brazilian municipalities and its impact on population health in regions with low human development. Empirical model is developed that relates three aspects of this issue: evaluation of the relationship between performance and low coverage of basic sanitation provision in Brazilian municipalities, analysis of the dynamics of the basic sanitation sector in Brazil between 2008 and 2016, regarding productivity from the national regulatory framework, and the evaluation of the role of the expansion of basic sanitation in municipalities of a Brazilian region which is widely known for its low social development and a high level of child mortality. The Multiple Data Envelopment Analysis (M-DEA) and Structural Equation Analysis (SEA) approaches are used in this study with microdata from the Brazilian Basic Sanitation Information System, Demographic Census, Basic Education Census, Brazilian Unified Health System Information Technology Department and United Nations Development Programme. The main results corroborate that the lack of basic sanitation infrastructure in households is potentiated by the inefficiency of managing the sector's operational and financial resources, causing perverse effects on the high level of child mortality in the Brazilian poorest regions. It is estimated that the analyzed sanitation companies may increase their operational and service coverage results by more than 60% in the municipalities where such companies operate and that the 10% increase in access to household sanitary sewage is associated to a reduction of 5.7 deaths per 1,000 born alive. The results found provides subsidies to support decision making by sanitation managers and public policy makers in the country at microanalytic level. This enables a better competitive position in the sector for integrated sanitation management and its universalization in Brazil, as solid support in favor of prioritizing public investment on basic sanitation projects particularly in the poorest regions.

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  • SANDRA MARIA CONCEIÇÃO PINHEIRO
  • Uma abordagem dos modelos de longa duração para análise de sobrevivência da evasão de estudantes em cursos de engenharia: EPUFBA como um estudo de caso

  • Orientador : KARLA PATRICIA SANTOS OLIVEIRA RODRIGUEZ ESQUERRE
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ANGELO MARCIO OLIVEIRA SANT ANNA
  • EDUARDO DO NASCIMENTO
  • ELAINE CHRISTINE DE MAGALHAES CABRAL ALBUQUERQUE
  • KARLA PATRICIA SANTOS OLIVEIRA RODRIGUEZ ESQUERRE
  • SONIA MARIA ROCHA SAMPAIO
  • Data: 17/06/2021

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  • As taxas de evasão e diplomação em instituições de ensino superior tem sido tema de constantes discussões, não apenas no Brasil, mas em outros países do mundo. No Brasil, o tema fez parte de uma das diretrizes do plano de Reestruturação e Expansão das Universidades Federais (REUNI), programa que possibilitou às universidades federais condições para ampliação do acesso e permanência na educação superior. Diversos são os fatores que podem conduzir os estudantes ao abandono dos cursos, mas, estudos têm apontado a associação de fatores acadêmicos, com as taxas de evasão dos cursos. O presente trabalho busca contribuir com a construção de um modelo de sobrevivência de fração de cura, para estudar o efeito que os níveis de desempenho exercem no processo de evasão de estudantes dos cursos de engenharia. O desempenho dos estudantes foi mensurado através de uma medida proposta, que foi aplicada em componentes de matemática e física do ciclo básico. Foram analisados nove cursos de engenharia da Escola Politécnica da Universidade Federal da Bahia (EPUFBA). Os cursos de engenharia foram considerados neste trabalho por apresentarem elevados percentuais de evasão de estudantes, e pela atual relevância da formação de profissionais de engenharia habilitados e capacitados, para atuarem em um mundo cada vez mais exigente, em decorrência do avanço das inovações tecnológicas. Os resultados mostraram que apenas quatro, dos nove cursos de engenharia, apresentaram percentuais de diplomados entre 50% e 70%, os demais cursos apresentaram percentuais de diplomados abaixo de 50%. Os cursos que apresentaram os menores percentuais de diplomação são aqueles que apresentaram maiores percentuais de abandono voluntário e piores desempenho nos componentes de matemática e física dos semestres iniciais. O coeficiente de rendimento dos estudantes que evadiram dos cursos, em geral, é duas vezes menor que o coeficiente de rendimento dos estudantes que conseguiram concluir seus cursos. Os quatro primeiros semestres dos cursos são cruciais para os estudantes, pois mais de 50% deles abandonam os cursos nesse período. A medida de avaliação do desempenho nos componentes, proposta neste trabalho, mostrou-se eficiente ao identificar as faixas de desempenho de maiores riscos para a evasão. Os resultados encontrados neste trabalho ratificam afirmações feitas em outros estudos, quando relacionam o risco de evasão ao baixo desempenho nos semestres iniciais. O modelo de longa duração de tempo de promoção apresentou estimativas consistentes, e ajustou, satisfatoriamente, as covariáveis acadêmicas ao tempo de permanência dos estudantes até a evasão. Através das estimativas obtidas pelo ajuste do modelo, verificou-se que as probabilidades dos estudantes não serem suscetíveis à evasão geralmente são mais elevadas quando o baixo desempenho ocorreu em componentes ministrados no 2º semestre ou 3º semestre.


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  • Dropout and graduation rates in higher education institutions have been the subject of constant discussions, not only in Brazil, but in other countries around the world. In Brazil, the theme was part of one of the guidelines of the Plan for Restructuring and Expansion of Federal Universities (REUNI), a program that allowed federal universities conditions to expand access and permanence in higher education. There are several factors that can lead students to drop out of programs, but studies have pointed out the association of academic factors with program dropout rates. This work seeks to contribute to the construction of a cure fraction survival model, to study the effect that performance levels have on the dropout process of students from engineering programs. Student performance was measured using a proposed measure that was applied to math and physics courses of the basic cycle. Nine engineering programs from the Polytechnic School of the Federal University of Bahia (EPUFBA) were analyzed. Engineering programs were considered in this work because they present high percentages of students dropping out, and because of the current relevance of training qualified and skilled engineering professionals to work in an increasingly demanding world, due to the advancement of technological innovations. The results showed that only four of the nine engineering programs had graduate percentages between 50% and 70%, the remaining programs had graduate percentages below 50%. The programs that presented the lowest graduation percentages are those that presented the highest percentages of voluntary dropouts and the worst performance in the math and physics courses of the first semesters. The yield coefficient of students who have dropped out of programs is generally twice as low as the yield coefficient of students who have managed to complete their programs. The first four semesters of the programs are crucial for students, since more than 50% of them drop out during this period. The measure of performance evaluation in the courses, proposed in this study, proved to be efficient in identifying the performance ranges of higher risk for dropping out. The results found in this study confirm statements made in other studies, when they relate the risk of dropout to poor performance in the initial semesters. The long-term model of promotion time presented consistent estimates, and adjusted satisfactorily the academic covariates to the students' time to dropout. Through the estimates obtained by fitting the model, it was found that the probabilities of students not being susceptible to dropout are generally higher when low performance occurred in courses taught in the 2nd or 3rd semester.

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  • DANIEL KOULOUKOUI
  • MODELAGEM DE FATORES QUE INFLUENCIAM A IMPLEMENTAÇÃO DE ESTRATÉGIAS ÀS MUDANÇAS CLIMÁTICAS: UMA ABORDAGEM EMPRESARIAL INTERNACIONAL.

  • Orientador : EDNILDO ANDRADE TORRES
  • MEMBROS DA BANCA :
  • EDNILDO ANDRADE TORRES
  • SILVIO ALEXANDRE BEISL VIEIRA DE MELO
  • ANGELO MARCIO OLIVEIRA SANT ANNA
  • Nathalie DE MARCELLIS
  • Luis M. Serra
  • Data: 12/07/2021

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  • 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.


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  • Climate risks can have significant economic and financial implications for companies in all sectors and addressing them requires effective and urgent responses. Therefore, companies need to understand these risks, identify them, evaluate them and take steps to manage them. The main objective of this study was to investigate the potential factors that influence the implementation of climate change strategies by corporations, in the light of the Theory of Legitimacy, Agency, and Stakeholders. To achieve this, an empirical study was carried out in Brazilian, French, and US companies, listed on stock exchanges, which answered the questionnaires of the Carbon Disclosure Project (CDP), in the period between 2016 and 2018, totaling 639 observations. Evidence suggests that although awareness of climate risk exposure by companies surveyed is embryonic, 97%, 96%,
    and 88%, respectively, of French, American, and Brazilian organizations integrate climate risk management into the global and interdisciplinary risk management process. It was also discovered that numerous multinational companies claim that they have not identified any climate risk with the potential to impact their business. Globally, the companies analyzed are 1.41 times more exposed to regulatory risk than to physical risk. On the other hand, they are 3.12 times more exposed to regulatory risks than to market risks. Also, 31% of Brazilian companies did not have any projects effectively implemented; this percentage is 15% in France and 8% in the USA. In addition, 30%, 7%, and 8% had no climate initiative implemented, respectively from Brazil, France, and the USA. The overwhelming majority of the initiatives implemented in all countries is “energy efficiency” while the least implemented were solar and wind energy. Thus, companies are increasingly betting on energy efficiency as the most efficient way to reduce gas emissions, the main cause of global warming. It was concluded that the climate change efforts of the analyzed companies are still timid and incipient. The modeling results showed that of the 14 factors analyzed, 13 influence differently from one country to another. There are 4 key factors that, regardless of the country or region, determine the implementation of climate strategies by
    companies: profitability, size of the board of directors, climate regulation, and the auditing company. Evidence revealed that, despite the low level of maturity in the management of climate risks and very timid and incipient efforts regarding the strategies to deal with climate change of the analyzed companies, if incentive measures are adopted that increase economic and financial performance (incentives for example), or increasing the size of the board of directors, or creating new climate regulations or tightening existing ones, as well as encouraging the adoption of an audit process would directly increase the implementation of climate change strategies.

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  • WANDERBEG CORREIA DE ARAÚJO
  • DESENVOLVIMENTO DE UMA ABORDAGEM MULTIMETODOLÓGICA PARA APOIAR NA GESTÃO DE SISTEMAS DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA.

  • Orientador : KARLA PATRICIA SANTOS OLIVEIRA RODRIGUEZ ESQUERRE
  • MEMBROS DA BANCA :
  • KARLA PATRICIA SANTOS OLIVEIRA RODRIGUEZ ESQUERRE
  • ANGELO MARCIO OLIVEIRA SANT ANNA
  • Mauricio Uriona Maldonado
  • SAULO DE TARSO MARQUES BEZERRA
  • Marcele Elisa Fontana
  • Data: 09/08/2021

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  • Os benefícios fornecidos pelos modelos de dinâmica do sistema estão diretamente relacionados à sua correta construção. Um dos principais desafios no processo de construção desses modelos é que eles devem ser capazes de representar efetivamente uma situação problemática específica. Para o processo de estruturação do problema de gestão de sistemas de abastecimento de água, isto requer esforços de compreensão para “soluções divergentes”, por envolver uma estrutura complexa e inter-relacionadas de vários especialistas envolvidos com diferentes visões e propostas de soluções, que podem ser conflitantes. À luz da discussão acima, este estudo possui como objetivo principal desenvolver uma abordagem multimetodológica, combinando o método de estruturação de problemas Strategic Options Development and Analysis (SODA) com o modelo System Dynamics (SD). O papel de cada um destes representa claramente a contribuição deste estudo: o SODA na fase da estruturação do problema (construção de alternativas para a resolução de tal problema) e a SD na fase de avaliação dessas alternativas. A abordagem multimetodológica desenvolvida será usada para criar e simular cenários considerando estratégias de gestão, e as diversas variáveis que afetam um sistema de abastecimento de água, incluindo o crescimento populacional, a fim de avaliar estratégias de gestão hídrica mais "assertiva(s)” que poderiam ter sido adotadas para o enfrentamento da crise hídrica (2012-2017) e analisar cenários futuros. Os resultados mostram que, baseado na visão de especialistas com bastante experiência para o caso estudado, foi possível estruturar o problema e, portanto, propor um conjunto de estratégias (alternativas), as quais foram: controle de perdas, reuso de água residuária, aplicação de tarifas mais eficientes na redução do desperdício de água, transposição de água entre bacias e conscientização no uso dos recursos hídricos. Após o levantamento das alternativas, cenários foram simulados considerando essas estratégias. Analisando estes cenários, constatou-se que apesar das opções de gestão de demanda serem soluções eficazes em um curto prazo de escassez hídrica, (por exemplo a influência da tarifa baseada na escassez na redução dos usos da água), essas estratégias já não seriam suficientes em um contexto de secas severas e em um sistema produtor de água que é altamente dependente de chuvas, conforme o caso da região semiárida da Paraíba. Por outro lado, politicas envolvendo a gestão da oferta de água, por exemplo, reuso de água residuaís e a transposição de água entre bacias, aqui considerando o PISF, são bastantes eficazes para manter o fornecimento de água e evitar um colapso hídrico na região. Além disso, o emprego da abordagem de Monte Carlo na simulação da dinâmica do sistema provou que o abastecimento de água é sensível a tarifas baseadas na escassez, reutilização de águas residuais e transferência de água entre bacias. Espera-se que o desenvolvimento dessa abordagem multimetodológica seja útil para apoiar os gestores na tomada de decisão e implementação de estratégias de gestão hídrica.


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  • The benefits provided by a model of system dynamics are directly related to its correct construction. One of the main challenges in the process of building such models is that they must be able to effectively represent a specific problematic situation. For the process of structuring the problem of managing water supply systems, this requires efforts to understand "divergent solutions", for involves a complex and interrelated structure of several specialists involved with different views and proposed solutions, which may be conflicting. In light of the above discussion, this study has as its main objective to develop a multi-methodological approach, combining the Strategic Options Development and Analysis (SODA) problem structuring method with the System Dynamics (SD) model. The role of each of these clearly represents the contribution of this study: SODA in the phase of structuring the problem (construction of alternatives to solve such a problem) and SD in the phase of evaluating these alternatives. The developed multi-methodological approach will be used to create and simulate scenarios considering management strategies, and the various variables that affect a water supply system, including population growth, in order to assess more "assertive" water management strategies than could have been adopted to face the water crisis (2012-2017) and analyze future scenarios.The results show that, based on the view of specialists with considerable experience for the case studied, it was possible to structure the problem and, therefore, propose a set of strategies (alternatives), which were: water loss control, wastewater reuse, application of more efficient tariffs to reduce water waste, inter-basin water transfer, and awareness regarding the use of water resources. After the survey of alternatives, scenarios were simulated considering these strategies. Analyzing these scenarios, it was found that despite of the management options claims to be effective solutions in a short term water scarcity, (for example the influence of the scarcity-based tariff on the reduction of water uses), these strategies would no longer be sufficient in a context of severe droughts and in a water production system that it is highly dependent on rainfall, as is the case in the semi-arid region of Paraíba. On the other hand, policies involving the management of water supply, e.g., wastewater reuse and inter-basin water transfers, here considering the PISF, are quite effective in maintaining the water supply and avoiding a water collapse in the region. Furthermore, employing the Monte Carlo approach in simulating the system dynamics proved that water supply is sensitive to tariffs based on scarcity, wastewater reuse and water transfer between basins. It is expected that the development of this multi-methodological approach will be useful to support managers in decision making and implementation of water management strategies.

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  • LUANE ALCÂNTARA NUNES
  • DIAGNÓSTICO DO DESPERDÍCIO, POSSIBILIDADES DE APLICAÇÃO E DEMANDA FUTURA DAS CASCAS DO COCO VERDE COM AVALIAÇÃO DA INCERTEZA DAS INFORMAÇÕES.

  • Orientador : RICARDO DE ARAUJO KALID
  • MEMBROS DA BANCA :
  • Juliano Zaffalon Gerber
  • Adriano Marcos Rodrigues Figueiredo
  • Fábio Mariano Bayer
  • Luciano Brito Rodrigues
  • MARCIO ANDRE FERNANDES MARTINS
  • RICARDO DE ARAUJO KALID
  • Data: 10/08/2021

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  • 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.


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  • Information on the quantities of green coconut shells produced in coastal regions is not well known, which can make it difficult to manage these frequently wasted materials, as well as the understanding that they can be included in a production process as a raw material, with various possibilities of use and income generation. Given this situation, the objective of this research is to develop a diagnosis of the potential for valorization of green coconut shells, after water consumption, in public places in municipalities on the southern and southern coast of Bahia. It is also intended to identify the future demand of the potential possibility for the recovery of the bark, providing subsidies that can be used to organize the use of this material. In this context, following the research method, consisting of five steps, it was possible to obtain the following results: (i) characterization and diagnosis of bark waste in the region; (ii) amount of bark generated per hut over the months; (iii) equivalences in fiber mass and occupied volume; (iv) bark handling logistics among merchants; environmental disposition of the shells in the visited places; (v) analysis of the availability of cooperation between entrepreneurs and researchers from universities or research centers; analysis of strengths and weaknesses and opportunities and threats (SWOT); (vi) identification of the main groups of possibilities for the application of green coconut husks in the market and a potential product for valorization – tubes for the creation of cocoa seedlings; (vii) obtaining future demand for tubes in the region through quantitative techniques for predicting time series; and (viii) the evaluation of the uncertainty of all quantitative information dealt with in the research. The main scientific contributions of this work consist, therefore, (a) in the diagnosis of the waste of green coconut shells in the region; (b) the possibilities of application of coconut shells; (c) in the demand forecasting method elaborated for time series without trends and with high variability; and (d) in assessing the uncertainty of the quantitative information obtained. Thus, the study developed can be used as a subsidy, either for replicating the research process in other types of waste allocated in any region, or for the adoption of public policies to manage these materials, or even for the encouragement and creation of an appropriate productive scenario for the management of green coconut shells in the study region, which contributes to the understanding of the potential for generating environmental, economic and social value from the use and processing of these wasted materials

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  • FELIPE ANDRADE TORRES
  • Synergetic Effects of Alternative Fuels on Compression-Ignition Engines: Potential of Ethanol and Fischer-Tropsch Diesel Blends.

  • Orientador : SILVIO ALEXANDRE BEISL VIEIRA DE MELO
  • MEMBROS DA BANCA :
  • MAGIN LAPUERTA AMIGO
  • KHAMID MAHKAMOV
  • ATHANASIOS TSOLAKIS
  • JOSÉ RICARDO SODRÉ
  • JULIO AUGUSTO MENDES DA SILVA
  • Jorge José Gomes Martins
  • SILVIO ALEXANDRE BEISL VIEIRA DE MELO
  • Data: 31/08/2021

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  • Atualmente, o interesse de pesquisas relacionadas à aplicação de combustíveis alternativos, como o etanol, para mitigar o uso do diesel fóssil é crescente. Além disso, outro potencial combustível, embora não convencional, é o Fischer-Tropsch (F-T) diesel, que é um combustível sintetizado que também pode ser produzido a partir de biomassa. Porém, como a miscibilidade entre esses dois combustíveis é limitada, outro biocombustível foi considerado para promover a estabilidade da mistura, o biodiesel. O presente trabalho objetivou propor uma mistura de combustíveis alternativos e investigar os efeitos desta mistura na combustão, caracterização das emissões e do material particulado, desempenho de um sistema de pós-tratamento de gases e análise exergética de um motor diesel. Etanol, F-T diesel e biodiesel foram misturados nas respectivas frações volumétricas de 15, 50 e 35% (FTD50E15B35). Um motor diesel monocilíndrico equipado com sistema de injeção common-rail foi utilizado para testar essa mistura e comparar os resultados com o diesel e uma mistura de etanol, diesel e biodiesel, nessas mesmas frações volumétricas (D50E15B35). Foi demonstrado que o F-T diesel e o etanol podem ser concebidos para atender aos padrões atuais de combustível, desde que o biodiesel seja adicionado à mistura. O FTD50E15B35 reduziu as emissões regulamentadas de HC, NO e MP, porém, com uma penalidade nas emissões de CO em comparação com o óleo diesel. Os hidrocarbonetos pesados diminuíram, enquanto os hidrocarbonetos de cadeia leve aumentaram em relação ao diesel. As emissões não regulamentadas, N2O, NH3 e HNCO, diminuíram, embora o CH2O tenha aumentado para as misturas. Além disso, o catalisador de oxidação do diesel reduziu efetivamente os níveis de CO, HC e NO, entretanto, as temperaturas de light-off tiverem seus valores aumentados. Além disso, o número total de partículas e a concentração de massa de FTD50E15B35 foram menores que para o D50E15B35 e o diesel. Além disso, as eficiências, energética e exergética, foram semelhantes, em torno de 26% e 24%, respectivamente. A eficiência energética e a exergética do FTD50E15B35 foram inferiores às do diesel. Concluiu-se que o etanol, o F-T diesel e o biodiesel possuem propriedades individuais que, quando combinadas, apresentam potencial de redução da emissão de particulados juntamente com sistemas de pós-tratamento e estratégias de injeção, promovendo benefícios para a combustão do motor, conforme previsão para futuras normas regulamentárias de controle de emissões.


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  • Nowadays, research interest related to the application of alternative fuels, such as ethanol, to mitigate the utilization of fossil diesel fuel is increasing. Furthermore, another potential non-conventional fuel is the Fischer-Tropsch (F-T) diesel, which is a synthesized fuel that may also be produced from biomass. However, as the miscibility between these two biofuels is limited, thus, another biofuel was considered to promote the blend stability, the biodiesel. The present work aimed to propose a blend of alternative fuels and investigate the effects of the mixture on a diesel engine's combustion, exhaust emissions, particulate matter characteristics, the performance of an aftertreatment system, as well as an exergetic analysis. Ethanol, F-T diesel, and biodiesel were blended in the volumetric fractions of 15, 50, and 35%, respectively (FTD50E15B35). A single-cylinder diesel engine equipped with a common-rail injection system was used to test this blend and compare the results with diesel and a blend of ethanol, diesel, and biodiesel in these same volumetric fractions (D50E15B35). It was shown that F-T diesel and ethanol could be designed to conform with the current fuel standards provided that biodiesel is added to the mixture. FTD50E15B35 reduced the regulated emissions of THC, NO, and PM, however, with a penalty in CO emissions in comparison with diesel fuel. The heavy-hydrocarbons decreased, whilst the light-hydrocarbons increased in comparison with diesel. The unregulated emissions, N2O, NH3, and HNCO, decreased for the blends, although CH2O slightly increased. Besides, the diesel oxidation catalyst (DOC) has effectively reduced the levels of CO, THC, and NO in the exhaust. However, the DOC light-off temperatures of the blends were shifted to higher values. Further, the total particle number and mass concentrations of FTD50E15B35 were lower than for D50E15B35 and diesel. Further, the energy and the exergy efficiencies were found to be similar, around 26% and 24%, respectively. Both energy and exergy efficiencies of FTD50E15B35 were slightly lower than for diesel fuel. It was concluded that ethanol, F–T diesel, and biodiesel have individual properties that, when combined, have a potential for particulate emission-reducing along with aftertreatment systems and injection strategies promoting benefits for the engine combustion, as future emissions legislation standards are foreseen to be more stringent

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  • EDISON CAMILO DE MORAES JUNIOR
  • NOVOS DISPOSITIVOS E ANALISADOR VIRTUAL PARA MONITORAMENTO DA PRODUTIVIDADE AGRÍCOLA EM TEMPO REAL NA INDÚSTRIA SUCROALCOOLEIRA.

  • Orientador : CRISTIANO HORA DE OLIVEIRA FONTES
  • MEMBROS DA BANCA :
  • CRISTIANO HORA DE OLIVEIRA FONTES
  • IURI MUNIZ PEPE
  • MARCUS VINICIUS AMERICANO DA COSTA FILHO
  • DANIEL IBRAIM PIRES ATALA
  • CAMILO FREDDY MENDOZA MOREJON
  • Jandecy Cabral Leite
  • Data: 08/09/2021

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  • 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.


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  • Brazil is the world's largest producer of sugarcane, accounting for almost 41% of production, followed by India (17%) and China (6%). Sugarcane quality is an important factor in the yield of the sugarcane industry and one of the main indicators of sugarcane quality is the sugar content (°Brix). In addition to oBrix, Total Recoverable Sugar (ATR) is a typical productivity indicator that provides the mass of sugar (kg) present in a ton of cane produced. Currently, the methods most used by the sugar and alcohol industries to measure °Brix are the °Brix refractometer, the MIR spectroscopy (middle infrared spectroscopy) and the NIR (near infrared spectroscopy). In turn, the ATR analysis is performed in the sucrose laboratory through physical processes such as clarification and filtration, among others. The technologies for measuring °Brix and ATR are based on sampling and laboratory analysis, which makes it impossible to monitor in real time the quality and productivity of sugarcane and the consequent decision-making in production management. This work presents two innovative proposals for real-time monitoring of sugarcane oBrix and ATR. In the first case (oBrix), two electronic devices (Dendometer and UltraBrix) were developed that provide a non-destructive alternative for measuring the diameter of the stem and sugar content of the cane directly in the field. In the second case (ATR), a pseudo-dynamic model based on Artificial Neural Networks (ANN) was identified to estimate the ATR throughout production, based on meteorological measurements. Stem diameter measurements obtained by the device had a mean error of ±3 mm (approximately 10% at an average diameter of 30 mm) using a standard caliper measurement as a reference. The sucrose content meter (UltraBrix) employs the continuous wave technique and the estimates provided a coefficient of determination (R2) of 0.83, taking as reference values measured by a refractometer. The neural models identified for six cultivars (C0997, RB92579, RB93509, RB845210, RB867515 and SP791011) provided an average error in estimating the final ATR (kg/ton) of the crop of 2,60 (2,01 %), 3,99 (2,86 %), 3,42 (2,49 %), 2,95 (2,09 %), 3,41 (2,53 %) and 3,37 (2,47 %), respectively. Empirical models based on ANN include input variables (accumulated solar radiation, accumulated rainfall, leaves and number of days of planting) that are easy to measure/monitor, which allows the estimation of the evolution of the sugarcane ATR throughout the harvest and the identification of the appropriate time to carry out the harvest, enabling an estimated increase of around 20% in sucrose production.

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  • JONEI MARQUES DA COSTA
  • PRODUÇÃO DE BIODIESEL CATALISADA POR BENTONITA FUNCIONALIZADA.

  • Orientador : LUIZ ROGERIO PINHO DE ANDRADE LIMA
  • MEMBROS DA BANCA :
  • FRANCISCO ROLANDO VALENZUELA DIAZ
  • NÚBIA MOURA RIBEIRO
  • ROBERTO JORGE DE CAMARA CARDOSO
  • EDNILDO ANDRADE TORRES
  • LUIZ ROGERIO PINHO DE ANDRADE LIMA
  • Data: 21/10/2021

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  • O óleo de algodão é uma das principais matérias-primas para a produção de biodiesel no Brasil e é
    tradicionalmente produzido por transesterificação com metanol e catalisador homogêneo. No entanto,
    catalisadores heterogêneos podem ser usados para transesterificação de óleo e gordura com álcoois.
    Uma breve revisão mostra que existem muitos estudos de transesterificação com metanol e catalisador
    homogêneo e até agora pouca atenção tem sido dada à transesterificação etílica do óleo de algodão
    usando catalisadores heterogêneos, notadamente um catalisador de argila montemorilonita. O
    objetivo deste estudo foi examinar os efeitos da temperatura e da concentração de alguns sais de
    potássio na síntese de catalisadores de montemorilonita para transesterificação metílica e etílica do
    óleo de algodão. Também foi investigada a influência da razão molar, da concentração do catalisador
    e da temperatura reacional na eficiência da reação. A montemorilonita e os catalisadores foram
    caracterizados por difração de raios-X, espectroscopia de fluorescência de raios-X, espectroscopia de
    infravermelho, espectroscopia de fotoelétrons excitados por raios-X, analise termogravimétrica e
    microscopia eletrônica. A fases oleosas foram analisadas por espectroscopia de infravermelho e
    cromatografia gasosa, bem como algumas análises para a especificação dos parâmetros de biodiesel.
    Os resultados sugerem que a bentonita funcionalizada por fluoreto de potássio é capaz de catalisar a
    transesterificação etílica do óleo de algodão a 120°C e produzir uma fase oleosa com características
    de um biodiesel. Outros catalisadores de argila funcionalizada por carbonato de potássio, hidróxido
    de potássio e fluoreto de potássio, previamente ativados a 400 ou 700°C são eficientes como
    catalisador da transesterificação metílica a temperatura reacional de 70°C e exibe baixa eficiência na
    transesterificação etílica a baixas temperaturas. Os catalisadores de argila funcionalizada com
    fluoreto de sódio, sódio fluorosilicato, bissulfato de potássio e sulfato de potássio em todas as
    condições de síntese não apresentaram eficiência para a transesterificação etílica ou metílica, tal
    resultado pode ser atribuído a eleva acidez destes catalisadores. A aplicação industrial de argila
    bentonita funcionalizada por fluoreto de potássio como catalisador da transesterificação etílica do
    óleo de algodão destinada à produção de biodiesel é promissora e um campo de investigação atraente.


  • Mostrar Abstract
  • Cotton oil is one of the main feedstocks for biodiesel production in Brazil and is traditionally
    produced by transesterification with methanol and homogeneous catalyst. However, heterogeneous
    catalysts can be used for transesterification of oil and fat with alcohols. A brief review shows there
    are many studies of the transesterification with methanol and homogeneous catalyst and up to now
    little attention has been paid to ethylic transesterification of cotton oil using heterogeneous catalysts,
    notably a montmorillonite clay catalyst. The aim of this study was to examine the effects of
    temperature and concentretion the of some potassium salts in the synthesis of montmorillonite
    catalysts for methylic transesterification of cotton oil. The aim of this study was to examine the effects
    of temperature and the concentration of some potassium salts on the synthesis of montemorilonite
    catalysts for methyl and ethyl transesterification of cotton oil. The influence of the molar ratio, the
    concentration of the catalyst and the reaction temperature on the efficiency of the reaction was also
    investigated. Montemorilonite and catalysts were characterized by X-ray diffraction, X-ray
    fluorescence spectroscopy, infrared spectroscopy, X-ray excited photoelectron spectroscopy,
    thermogravimetric analysis and electron microscopy. The oil phases were analyzed by infrared
    spectroscopy and gas chromatography, as well as some analyzes for the specification of the biodiesel
    parameters. The results suggest that potassium fluoride functionalized bentonite is able to catalyze
    the ethyl transesterification of cotton oil at 120°C and produce an oily phase with the characteristics
    of a biodiesel. Other clay catalysts functionalized by potassium carbonate, potassium hydroxide and
    potassium fluoride, previously activated at 400 or 700°C, are effective as a catalyst for methyl
    transesterification at a reaction temperature of 70°C and exhibit low efficiency in ethyl
    transesterification at low temperatures. The clay catalysts functionalized with sodium fluoride,
    sodium fluorosilicate, potassium bisulfate and potassium sulfate in all synthesis conditions did not
    show efficiency for ethyl or methyl transesterification, such result can be attributed to the high acidity
    of these catalysts. The industrial application of bentonite clay functionalized by potassium fluoride
    as a catalyst for ethyl transesterification of cotton oil for the production of biodiesel is promising and
    an attractive research field.

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  • MARCUS VINICIUS CARVALHO FAGUNDES
  • MODELAGEM DA GESTÃO DE RISCOS DA CADEIA DE SUPRIMENTOS NA INDÚSTRIA DE PETRÓLEO E GÁS

  • Orientador : SILVIO ALEXANDRE BEISL VIEIRA DE MELO
  • MEMBROS DA BANCA :
  • FRANCISCO GAUDENCIO MENDONCA FREIRES
  • SILVIO ALEXANDRE BEISL VIEIRA DE MELO
  • Bruno dos Santos Silvestre
  • Fernando Buarque de Lima Neto
  • HELDER GOMES COSTA
  • ROBSON DA SILVA MAGALHAES
  • Data: 19/11/2021

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  • 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


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  • Supply chains are silent engines of economic globalization. There is a broad consensus in the literature and in professional practice that supply chains are increasingly complex and vulnerable to risks that cause disturbances, disruptions, and critical reactions from society. In this thesis it has been aimed to analyze the opportunities and limitations of a modeling based on multicriteria decision-making/analysis and artificial intelligence (MCDM/A-AI) for supply chain risk management (SCRM), developed through systematic selection, validation and system testing of the hybrid Fuzzy Analytic Hierarchy Process (Fuzzy AHP) method applied in the oil and natural gas industry. Specifically, it was sought to: a. carry out the state of the art by systematic review of the literature network on the SCRM modeling; b. propose and validate a new computational system for supplier selection considering risks based on the Fuzzy AHP method; and, c. propose and systematically test a holistic framework for assessment of typical and sustainable risks of the supply chain with computational support of the Fuzzy AHP method. To this end, an applied research was conducted, with exploratory, descriptive and predictive purposes, of combined approach [qualitative and quantitative], using literature research, theoretical and conceptual development, modeling and case studies. The state of the art of SCRM modeling, performed using bibliometric methods and tools, allowed for the establishment of a systemic understanding of the flow of research in the field over time, providing future research directions. The analysis and interpretation of research gaps and trends in the field enabled the identification, selection, and systematic implementation of the conceptual, mathematical, and computational modeling developed. The proposition and validation of a new computational system for supplier selection based on the Fuzzy Extended AHP (FEAHP) method constituted a proof of concept to verify the feasibility of implementing the SCRM modeling. From the case study of an oil and natural gas company with onshore assets, it was found that the modeling of the FEAHP computational approach was able to automate the supplier selection process in a rational, flexible and agile way, meeting all the necessary performance requirements, thus promoting the choice of the best suppliers in an environment of risk and uncertainty. After the validation of the developed software, the proposition and system test of a holistic framework for the assessment of typical and sustainable [multidimensional risks] supply chain risks with computational support of the FEAHP method was performed. Through multiple case studies of ten oil and natural gas companies with onshore operations [mainly in mature and/or marginal fields], it was found that the results of risk identification and assessment contribute to the creation of risk mitigation and control strategies [predictive action versus proactive action], fostering the development of a Supply Chain Risk Management System. Finally, the results of the system test of the FEAHP tool showed that all its elements combine correctly and present an effective overall performance, promoting in an integral, flexible, failure-free and/or error-free way the improvement of supply chain risk assessment. It was concluded that the various opportunities and/or potentialities of using an MCDM/A-AI based modeling for SCRM overtake the main limitations and/or challenges. Despite the restrictions of this thesis, it is admitted that it contributes to the fruitful field of SCRM research and professional practice by promoting the improvement of the design, understanding, reflection and practice of supply chain network and operations management.

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  • POLIANA PASTORELE DA SILVA QUIRINO
  • MATHEMATICAL MODELING AND SIMULATION OF AN INDUSTRIAL TOP-FIRED STEAM METHANE REFORMING UNIT

  • Orientador : KAREN VALVERDE PONTES VATER
  • MEMBROS DA BANCA :
  • KAREN VALVERDE PONTES VATER
  • SILVIO ALEXANDRE BEISL VIEIRA DE MELO
  • Esly Ferreira da Costa Junior
  • Caliane Bastos Borba Costa 
  • Príamo Albuquerque Melo Junior
  • Data: 25/11/2021

  • Mostrar Resumo
  • Este trabalho tem como objetivo desenvolver modelos matemáticos fenomenológicos estacionário e dinâmico de uma unidade industrial de reforma do metano a vapor (SMRU). Para sua descrição completa, quatro volumes de controle são considerados: o reator tubular catalítico, a parede do tubo, o forno e o refratário. São investigados efeitos comumente negligenciados na literatura, por exemplo, a radiação no lado do tubo, a convecção no forno, a energia irradiada pelos tubos de reforma e pelo refratário, bem como a energia absorvida pelo gás na fornalha. O modelo também incorpora as expressões cinéticas que definem as reações de reforma e combustão. Essas reações são descritas por rigorosos balanços distribuídos de massa e energia, ao contrário da abordagem usual na literatura, onde correlações empíricas são usadas para descrever o perfil de liberação de calor da fornalha para os reatores tubulares. Uma previsão mais precisa desse perfil é útil para entender e monitorar a qualidade do gás de síntese para diferentes condições de entrada, sem a necessidade de saber o comprimento da chama. O modelo estacionário do reformador é validado utilizando dados experimentais do parceiro industrial e da literatura. Este modelo é usado para investigar a influência da cinética de reforma no desempenho do reformador. Diferentes expressões cinéticas comumente aplicadas na literatura são comparadas entre si e os resultados, para diferentes condições de operação, confirmam que o reformador opera próximo ao equilíbrio químico. Portanto, a cinética tem pouco efeito sobre o desempenho do reformador, que é função principalmente do gerenciamento de calor enviado aos tubos de reforma. Uma abordagem estatística baseada no planejamento de experimentos e na metodologia de superfície de resposta (RSM) é aplicada para identificar as variáveis e interações mais importantes no processo. Além disso, este estudo visa mapear a região viável ótima de operação do reformador. Esta análise estatística mostra que a proporção de vapor /carbono, vazão de alimentação para o tubo, temperatura do gás de alimentação e temperatura do ar de combustão são as variáveis que mais influenciam o desempenho do processo de reforma. O estudo do reformador evolui com o uso do modelo dinâmico para prever o comportamento temporal e espacial dessas variáveis-chave. Este estudo visa extrair informações mais detalhadas do processo, como condições que podem resultar em picos de temperatura que não seriam previstos com a utilização de um modelo estacionário. Ambos os modelos, estacionário e dinâmico, apresentam perfis de temperatura e composição consistentes com a literatura. Portanto, tais modelos podem servir como uma ferramenta valiosa para auxiliar os operadores na prática operacional, bem como podem ser usados para desenvolver e analisar esquemas de controle na unidade industrial investigada.


  • Mostrar Abstract
  • This work aims to develop phenomenological mathematical models in a steady and dynamic state of an industrial steam methane reforming unit (SMRU). For its complete description, four control volumes are considered: the catalytic tubular reactor, tube wall, furnace, and refractory. Effects often neglected in the literature, for example, radiation in the tube side, convection in the furnace, energy radiated by the reforming tubes and the refractory, as well as the energy absorbed by the gas in the furnace are investigated. The model also incorporates the kinetic expressions that define the reforming and combustion reactions. These reactions are described by rigorous mass and energy distributed balances, unlike the usual approach in the literature, where empirical correlations are used to describe the heat release profile of the furnace for the tubular reactors. A more precise prediction of these profiles is useful for understanding and monitoring the quality of the outlet gas for different inlet conditions without the need to know the length of the flame. The reformer's stationary model is validated using experimental data from the industrial partner and the literature. This model is used to investigate the influence of reforming kinetics on the reformer's performance. Different kinetic expressions commonly applied in the literature are compared with each other and the results, for different operating conditions, confirm that the reformer operates close to chemical equilibrium. Therefore, the kinetics have little effect on the reformer's performance, which is a function especially of the heat management sent to the reforming tubes. A statistical approach based on the design of experiments and the response surface methodology (RSM) is applied to identify the most important variables and interactions in the process. Moreover, this study aims to map the optimal viable region of reformer operation. This statistical analysis shows that the steam to carbon ratio, feed flow to the tube, feed gas temperature, and combustion air temperature are the variables that most influence the performance of the reforming process. The study of the reformer evolves with the use of the dynamic model to predict the temporal and spatial behavior of these key variables. This study aims to extract more detailed information of the process, such as conditions that can result in temperature peaks that would not be provided with the use of a stationary model. Both models, stationary and dynamic, presented temperature and composition profiles consistent with the literature. Therefore, such models can serve as a valuable tool to assist operators in operational practice, as well as they can be used to develop and analyze control schemes in the investigated industrial unit.

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  • PRISCILA PEREIRA SUZART DE CARVALHO
  • MODELO PARA AVALIAR O DESEMPENHO DA LOGÍSTICA URBANA

  • Orientador : RICARDO DE ARAUJO KALID
  • MEMBROS DA BANCA :
  • Sandro Breval Santiago
  • CRISTIANO HORA DE OLIVEIRA FONTES
  • DIEGO DE CASTRO FETTERMANN
  • JORGE LAUREANO MOYA RODRIGUEZ
  • Jandecy Cabral Leite
  • RICARDO DE ARAUJO KALID
  • Data: 17/12/2021

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  • 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


  • Mostrar Abstract
  • The urban distribution of goods is increasingly impacting cities. Understanding the process of urban distribution of goods is indispensable for the development of policies that provide a balance between the needs of the population, regarding urban supply and the negative impacts generated by this activity. This has led some countries to the development of alternative projects for distribution in the urban area, called city logistics, in which the areas of planning and management of logistics flows are addressed as means to find solutions to problems in search of parity between responsiveness and costs (social and process). However, the literature is still insipid of research in the analysis of the performance of city logistics. Thus, the present work aims to develop a model to evaluate the performance of city logistics and its component parts, with ponderation of which are considered to be of greater relevance in the configuration of efficient, responsive and sustainable activities. The study is of the qualitative and quantitative exploratory-descriptive type, using the self-administered cross-sectional survey procedure, in which the questionnaire was available online. The 575 professionals of companies were questioned, divided between shippers, logistics operators and carriers operating in the Brazilian scenario, selected them randomly. The data obtained were analyzed by the Structural Equation Modeling (SEM) technique based on Partial Least Squares (PLS). A mathematical model was presented, forming 3 exogenous latent variables: (i) relationship history, (ii) meetings and (iii) urban parameters; and, 3 endogenous: (i) collaboration, (ii) key factors and (iii) city logistics performance. After testing the model using structural equations, 5 of the 8 hypotheses proposed in the theoretical model were supported, however, 7 hypotheses were maintained in the final model. The results showed that the latent collaboration variables, key factors and urban parameters had significance to foresee the performance of city logistics by 57,8%, highlighting the magnitude of the external factor loadings of the latter and still demonstrating the importance of integrated solutions. The model presented relevant contributions to the refinement of theory and practical contributions to support the management of the distribution of goods in the urban area.

2020
Dissertações
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  • CARMEL SUZARTE AYRES VASCONCELOS
  • CARACTERIZAÇÃO E LIXIVIAÇÃO DO REJEITO DA USINA DE FLOTAÇÃO DE NÍQUEL DA MINERAÇÃO MIRABELA DO BRASIL

  • Orientador : LUIZ ROGERIO PINHO DE ANDRADE LIMA
  • MEMBROS DA BANCA :
  • LUIZ ROGERIO PINHO DE ANDRADE LIMA
  • LUIS ALBERTO DANTAS BARBOSA
  • VERSIANE ALBIS LEÃO
  • Data: 27/01/2020

  • Mostrar Resumo
  • Neste trabalho foi realizado um estudo com amostras de rejeito do circuito de beneficiamento de níquel da Mineração Mirabela. Foram realizadas caracterizações químicas, físicas, e mineralógicas, utilizando difratometria de raios-X, microscopia e microssonda eletrônicas, diagnóstico de lixiviação dos principais elementos em função do pH, análise de liberação e espectroscopia de absorção de raios-X (XANES e EXAFS). Foi constatado que parte do níquel se encontra em solução sólida com os silicatos e em sulfetos. Foram realizados testes prospectivos de lixiviação usando ácido sulfúrico (com e sem agentes oxidantes), ácido nítrico, cloreto férrico e pré-tratamento com reação alcalina em altas temperaturas. Em seguida, foram realizados estudos detalhados sobre a lixiviação do níquel com ácido sulfúrico com pré-tratamento via fusão alcalina. Essa rota mostrou-se vantajosa, com recuperação de 91% do níquel devido à degradação do silicato na fusão alcalina. A lixiviação em ácido sulfúrico, adicionando nitrato de sódio como agente oxidante, possibilitou solubilizar, sobretudo, o níquel sulfetado, atingindo recuperações de 80%. Testes cinéticos foram conduzidos usando os parâmetros ótimos e, a partir das curvas resultantes, um modelo pseudo homogêneo foi utilizado para ajuste, resolvido numericamente pelo método de Runge-Kutta de quarta ordem. A energia de ativação foi determinada, através do gráfico de Arrhenius, em 11,58 kcal/mol. Alguns arranjos de reatores foram testados simulando um conjunto de cinco tanques ideais em escala semi-piloto.


  • Mostrar Abstract
  • In this work a study was conducted with samples of tailings from the nickel processing circuit of Mineração Mirabela. Chemical, physical, and mineralogical characterizations were performed using X-ray diffractometry, electron microscopy and electron microscopy, diagnosis of leaching of the main elements as a function of pH, release analysis and X-ray absorption spectroscopy (XANES and EXAFS). . It was found that part of the nickel is in solid solution with silicates and in sulfides. Prospective leaching tests were performed using sulfuric acid (with and without oxidizing agents), nitric acid, ferric chloride and alkaline reaction pretreatment at high temperatures. Then, detailed studies were performed on nickel leaching with sulfuric acid with pretreatment via alkaline fusion. This route proved to be advantageous, with 91% recovery of nickel due to the degradation of silicate in alkaline fusion. Sulfuric acid leaching by adding sodium nitrate as an oxidizing agent made it possible to solubilize mainly sulphide nickel, reaching recoveries of 80%. Kinetic tests were conducted using the optimal parameters, from the resulting curves, a homogeneous pseudo model was used for adjustment, numerically solved by the fourth order Runge-Kutta method. Activation energy was determined by the Arrhenius plot at 11.58 kcal / mol. Some reactor arrangements have been tested by simulating a set of five ideal semi-pilot scale tanks.

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  • HEILANE SANTA BÁRBARA LOPES
  • REDES DE AGROECOLOGIA NO TERRITÓRIO LITORAL SUL DA BAHIA: ANÁLISE DAS ESTRATÉGIAS DE COMERCIALIZAÇÃO E DOS IMPACTOS FINANCEIROS NA AGRICULTURA FAMILIAR

  • Orientador : RICARDO DE ARAUJO KALID
  • MEMBROS DA BANCA :
  • FERNANDO LUIZ PELLEGRINI PESSOA
  • MILTON FERREIRA DA SILVA JUNIOR
  • RICARDO DE ARAUJO KALID
  • Data: 05/02/2020

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  • 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.


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  • Agroecology emerges as an alternative to add value to production and generate better results for producers. However, family farming faces several barriers to the commercialization of its products implying financial sustainability. In turn, the Agroecology Networks that commercialization aims to establish as an organized and dynamic way to connect with the market in a strategic way, making it possible through the commercialization circuits to access new markets. The dissertation aims to study the context of family farming in the southern coast of Bahia, identify the main bottlenecks, opportunities and trends of the segment, evaluate how and how marketing networks have contributed to the development of sustainable financially family businesses in the region. The method used in the research is deductive, accompanied by verification, with exploratory and descriptive approaches. For the composition of the study, research was conducted in eight rural producers associations in the region and in an agroecology network. For this, the main management and marketing processes were mapped, information was collected and document analysis was performed and the results obtained. In order to validate its relevance, the impact and competitiveness of the Atlantic Forest Peoples Agroecology Network. The results indicate that family farming enterprises do not have a level of organization and management, and do not use modern technologies or technological innovation, while the People of the Atlantic Forest Agroecology Network has a financially and sustainably successful business model, which has achieved significant results for family farming in TLS through a well-structured and organized management and marketing model adding value to family farming by facilitating access to new markets through marketing circuits.

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  • DÁRIO RODRIGUES DO NASCIMENTO JUNIOR
  • ENCAPSULAMENTO DE ÓLEO-RESINA DE COPAÍBA EM MICROPARTÍCULAS DE QUITOSANA PARA AÇÃO REPELENTE EM APLICAÇÃO AGRÍCOLA.

  • Orientador : ELAINE CHRISTINE DE MAGALHAES CABRAL ALBUQUERQUE
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ELAINE CHRISTINE DE MAGALHAES CABRAL ALBUQUERQUE
  • GLORIA MEYBERG NUNES COSTA
  • IARA SORDI JOACHIM BRAVO
  • SAMANTHA CRISTINA DE PINHO
  • Data: 11/08/2020

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  • O uso de agroquímicos sintéticos, que podem trazer danos a seres humanos e organismos não-alvos, tem se intensificado devido a demanda exponencial de alimentos. Com o intuito de reduzir o dano causado por tais produtos, diferentes estratégias têm sido estudadas, como o uso de produtos naturais, tais como óleos essenciais, vegetais e óleos-resina, para controlar insetos que prejudicam a produtividade das colheitas e a conservação dos alimentos. Trabalhos recentes têm destacado o potencial do uso do óleo-resina de copaíba como biopesticida. Este óleo-resina é extraído de árvores de copaíba, abundante no Brasil e em áreas tropicais do planeta. Este trabalho propõe a formulação de um biopesticida utilizando o óleo-resina de copaíba como substância ativa, encapsulado em micropartículas de quitosana. Os organismos alvos são as moscas-das-frutas (Ceratitis Capitata), responsáveis por perdas em diversos tipos de colheita, especialmente de mangas (Magnifera Indica), uma das protagonistas do mercado de exportação de frutas brasileiro. As micropartículas de óleo-resina de copaíba foram preparadas através da emulsão óleo-em-água seguida por gelação ionotrópica, utilizando o tripolifosfato de sódio (TPP) como agente reticulante. As partículas geradas foram caracterizadas quanto a distribuição de tamanho, morfologia e eficiência de encapsulamento. A estabilidade das micropartículas frente a variações de temperatura também foi analisada. O potencial pesticida foi testado frente a moscas-das-frutas utilizando frutas de manga em gaiolas de acrílico. As análises realizadas comprovaram o formato esférico das partículas, com diâmetro médio de 3,50 μm e eficiência de encapsulamento do óleo-resina de cerca de 84%. A análise térmica das partículas da formulação mostrou estabilidade das partículas em temperaturas adequadas à aplicação agrícola. Em comparação a testes com frutas sem nenhuma formulação, a redução no número de pupas de moscas-das-fruta formadas, utilizando a formulação proposta, foi de 71%, aproximadamente, indicando a eficácia da formulação como biopesticida.


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  • As a result of the increasing demand for food, the use of synthetic pesticides, which are harmful to human beings and non-target organisms, has increased. In order to reduce the damage caused by such products, different strategies have been studied, such as use of essential oils, vegetable oils and oil-resin, to control insects that hamper crop productivity. Some recent works have proven the potential of copaiba oil-resin, which is extracted from copaiba trees, plentiful in Brazil and in tropical areas, as biopesticide. Therefore, this work proposes biopesticide formulations with chitosan microparticles loaded with copaiba oil-resin to control fruit-flies (Ceratitis Capitata), which are responsible for most losses in fruit production, especially mangoes (Magnifera Indica), one of the main products in the Brazilian fruit exportation market. Copaiba oil-resin formulations were prepared by oil-in-water emulsion followed by ionotropic gelation, using sodium tripolyphosphate (TPP) as cross-linking agent for chitosan. The microparticles were characterized by size distribution, morphology, encapsulation efficiency and thermal behaviour. In order to evaluate its pesticide potential, the formulation was tested against fruit-flies on mango fruits, adopting an acrylic box as a cage. It was possible to verify the spherical shape of the particles by optical microscopy. By laser diffraction technique, the average particle size was found at around 3.50μm. Approximately 84% of the initial copaiba oil-resin used on the preparation of particles were entrapped in the chitosan spheres, according to the encapsulation efficiency calculation. From thermal analysis, it was possible to confirm the formulation stability with temperature variations, being suitable for agricultural applications. In comparison with the control group of fruits, without any pesticide, there was a 71% reduction in the number of pupae developed, proving the efficiency of the proposed formulation as a biopesticide.

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  • DIEGO PESSOA DA SILVA CUNHA
  • ANÁLISE DE VIABILIDADE TÉCNICA E ECONÔMICA DO PROCESSO DE DESSALINIZAÇÃO ACOPLADO COM SISTEMA DE ENERGIA SOLAR NO ESTADO DA BAHIA.

  • Orientador : KAREN VALVERDE PONTES VATER
  • MEMBROS DA BANCA :
  • KAREN VALVERDE PONTES VATER
  • KEPLER BORGES FRANCA
  • MARCUS VINICIUS AMERICANO DA COSTA FILHO
  • ROSANA LOPES LIMA FIALHO
  • Data: 25/08/2020

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  • 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.


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  • Saltwater desalination has proven to be a promising alternative to supply the high demand for drinking water around the world. In Brazil, lack of water is a recurrent problem, especially in the Brazilian semi-arid region, predominantly located in the Northeast. The use of renewable energies as energy source has many benefits and, among them, solar energy is very abundant and has a great potential for use in Brazil. The present work aims to evaluate the technical and economic feasibility of a desalination plant coupled with solar energy as the energy source. The desalination technique chosen was the multi-effect distillation (MED), a process that requires a high amount of thermal energy and therefore adapts well with solar energy. The city chosen for the case study was Bom Jesus da Lapa (BA), a city with a high incidence of solar radiation during the year and which also suffers from the lack of water. The solar collector model chosen was flat plates and a tank system for thermal energy storage was included to ensure the continuous operation of the desalination plant. The 90% brine recycle combined with treatment of the remaining brine was proposed seeking to solve a problem which is present in many desalination plants, the proper destination of the brine reject. Technical feasibility results show that water production of the 72 m³/day plant capacity with 2822 m² of solar collectors’ area presented satisfactory results. Results show that the tanks can keep the water hold up and temperature at the end of the day, indicating that the continuous production of water is technically feasible. In the economic feasibility study, the water sale’s price of US$ 5.97/m³ for a useful plant’s life of 20 years resulted in positives Net Present Value (NPV) and internal rate of return to plant implementation. A Monte Carlo analysis indicated that the NPV is very likely to be positive, even with the uncertainties inherent to the capital investment, operational costs and water sale prices. It is expected that the present work can contribute to the desalination investments in the Brazilian semiarid region, providing economic and social development.

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  • JOÃO ANTÔNIO SALLES CARNEIRO
  • CONCENTRAÇÃO GRAVIMÉTRICA CENTRÍFUGA PARA RECUPERAÇÃO DE METAIS PRECIOSOS EM MINÉRIOS SULFETADOS DA BAHIA

  • Orientador : LUIZ ROGERIO PINHO DE ANDRADE LIMA
  • MEMBROS DA BANCA :
  • LUIS MARCELO MARQUES TAVARES
  • LUIZ GONZAGA SANTOS SOBRAL
  • LUIZ ROGERIO PINHO DE ANDRADE LIMA
  • Data: 04/09/2020

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  • A concentração gravimétrica é uma das mais antigas e aplicáveis formas de separação mineral praticadas nas usinas de beneficiamento de minério no mundo. A diferença de densidade entre os minerais é o principal fator levado em consideração para a fabricação e aplicação de concentradores gravimétricos que exploram diferentes mecanismos associados à concentração gravimétrica. Os concentradores centrífugos são exemplos de equipamentos que processam minérios em uma larga faixa de tamanho de partículas, além de oferecerem vantagens econômicas associadas, como baixo custo operacional quando comparado a outras operações de processamento mineral. O estado da Bahia apresenta importantes depósitos de metais preciosos como ouro e elementos do grupo da platina, bem como empresas que processam esses minérios e utilizam (ou não) a concentração centrífuga em alguma etapa dos seus processos extrativos. Testes protocolados e técnicas experimentais foram utilizados em quatro estudos de caso para minérios do estado da Bahia: O primeiro exemplo se trata da região de Jacobina, que opera uma usina de produção de ouro a qual utiliza unidades gravimétricas em sua planta. Ensaios de concentração gravimétrica em bancada foram realizados com amostras de diferentes fluxos da usina, tendo sido a pressão de fluidização e a força “g” as principais variáveis manipuláveis. As recuperações médias de ouro no overflow dos hidrociclones utilizando o Knelson MD3 e o Falcon L40 foram 59% e 68%, respectivamente. O segundo caso trata da recuperação gravimétrcia de minerais do grupo da platina do concentrado da flotação da mina de Santa Rita. A recuperação média e o teor médio de platina no concentrado gravimétrico foram 10,5% e 19,4 ppm, respectivamente. O terceiro caso trata da concentração centrífuga de ouro e sulfetos minerais associados ao minério da região de Fazenda Brasileiro. Os valores médios de recuperação de ouro e enxofre foram 44% e 30%, respectivamente. Por fim, é tratado o caso da concentração de ouro em um dos fluxos da antiga usina de beneficamento do projeto C1, na região de Santaluz. Os testes, realizados em duas campanhas, apresentaram recuperações de ouro médias iguais a 24% e 17%.


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  • Gravity concentration is one of the oldest and most applicable forms of mineral separation practiced in ore processing plants in the world. The density difference between minerals is the main factor taken into account for the manufacture and application of gravity concentrators which explore different mechanisms associated with gravity concentration. Centrifugal concentrators are examples of equipment that process ores in a wide range of particle sizes, in addition to offering associated economic advantages, such as low operating costs when in comparison with other mineral processing methods. The state of Bahia has important deposits of precious metals such as gold and platinum group elements, as well as companies that process these ores and use (or not) centrifugal concentration at some stage of their plants. Protocol tests and experimental techniques were used in four case studies in ores in the state of Bahia: The first case is in the Jacobina region, which operates a gold production plant that uses gravity units. Gravity concentration tests, in labor scale, were carried out using different flows from plant, with fluidization pressure and “g” force as the main manipulable variables. The average gold recoveries in the overflow of hydrocyclones using Knelson MD3 and Falcon L40 were 59% and 68%, respectively. The second case deals with the gravity recovery of minerals from the platinum group of the flotation concentrate of the Santa Rita mine. The average recovery and the average platinum grade on the gravity concentrate were 10.5% and 19.4 ppm, respectively. The third case deals with the centrifugal gravity concentration of gold and mineral sulfides associated with ore in the Fazenda Brasileiro region. The average values of gold and sulfur recovery were 44% and 30%, respectively. Finally, the case of gold concentration in one of the flows of the former beneficiation plant of the C1 project, in the Santaluz region. The tests, carried out in two campaigns, showed average gold recoveries equal to 24% and 17%.

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  • PAULO VICTOR ROCHA BRANDAO
  • ESTUDO DA DISPERSÃO ATMOSFÉRICA DE POLUENTES ORIGINÁRIOS DA FROTA VEICULAR EM SALVADOR – BA.

  • Orientador : ROSANA LOPES LIMA FIALHO
  • MEMBROS DA BANCA :
  • André Luis Dantas Ramos
  • DI½GENES GANGHIS PIMENTEL DE LYRA
  • EDLER LINS DE ALBUQUERQUE
  • ROSANA LOPES LIMA FIALHO
  • Data: 09/11/2020

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  • 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.


  • Mostrar Abstract
  • Air pollution has been one of the main topics of interest in the scientific
    environment in view of its involvement in the quality of human health,
    ecosystems and constructed goods, identifying itself with a fundamental
    dimension in the search for development Sustainable. The unbridled growth of
    cities, the continuous increase in the population and the intense industrialization
    are factors that have driven the scenario that we have today. transmissions in
    the Salvador Region for 2018. Carbon monoxide (CO), nitrogen oxides (NOx)
    and particulate matter (MP) were considered, evaluating and comparing the
    methodologies and results of the latest studies in this region. To achieve this
    objective it was necessary to quantify the inventory of vehicular emissions,
    which employed the calculation method of the European Environment Agency
    (EEA) using emission factors associated with vehicular mileage to estimate the
    issuance of Pollutants. Such data, coupled with meteorological and topographic
    information, was fed into AERMOD View to simulate the behavior of pollutant
    dispersion. The results obtained indicated the contribution of vehicular
    emissions to air pollution in the city of Salvador indicating the locations most
    impacted by this activity. It is expected that the results of this project will serve
    as a guiding parameter for the management of air quality in the city of Salvador,
    validating the location of existing air quality monitoring stations and proposing
    new locations to be monitored.

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  • EVAL OLIVEIRA MIRANDA JUNIOR
  • PRODUÇÃO MECANOQUÍMICA DE COPOLÍMERO DE URÉIA E ÁCIDO CÍTRICO

  • Orientador : ROSANA LOPES LIMA FIALHO
  • MEMBROS DA BANCA :
  • KAREN VALVERDE PONTES VATER
  • LUCAS BRITTO LANDIM
  • ROSANA LOPES LIMA FIALHO
  • SILVIO DO DESTERRO CUNHA
  • Data: 30/11/2020

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  • Os polímeros são materiais versáteis, duráveis e amplamente utilizados na vida moderna. No entanto, os polímeros à base de petróleo causaram preocupação devido a problemas ambientais, como aquecimento global e mudanças climáticas. Assim, a produção de polímeros não derivados do petróleo tem sido estuda visando a produção de compostos que causem menos impacto ao ambiente, assim como a busca por novas vias de polimerização que dispense o uso de solventes, usados nas práticas de síntese em solução. Nesse contexto, este trabalho tem como objetivo produzir um polímero utilizando monômeros biodegradáveis, ureia e ácido cítrico, através de uma via verde, a reação mecanoquímica, que não utiliza solvente. Assim, a síntese foi realizada pelos dois processos, em solução, conforme parâmetros encontrados na literatura, e pela via mecanoquímica. A reação mecanoquímica foi feita usando um moinho planetário de bolas, variando a quantidade de esferas e a constituição material destas, com valores fixados de tempo e rotações por minuto. O produto obtido pelas duas vias foi caracterizado e comparado. As análises de caracterização feitas foram: perfil de solubilidade, cálculo de rendimento da reação, espectroscopia no infravermelho (FTIR), espectrometria de ionização por dessorção a laser assistido por matriz (MALDITOF), difração por raio-x (DRX), ressonância magnética nuclear (RMN), análise termogravimétrica (TG), calorimetria exploratória diferencial (DSC), e microscopia eletrônica por varredura (MEV). Os resultados confirmaram que as reações foram realizadas com sucesso, e obtidos materiais com características semelhantes produzidos em solução, com rendimento de 82%, custo energético baixo e sem o uso de solventes orgânicos. A mecanoquímica mostrou-se uma rota viável para síntese polimérica com fácil controle das variáveis do processo e baixo impacto ambiental.


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  • Polymers are versatile, durable, and widely materials used in modern life. However, petroleum-based polymers have caused concern due to environmental problems like global heating and climatic changes. As a result, the production of polymers not derived from petroleum has been studied to produce compounds that cause less impact on the environment, as well as the search for new strategies of solvent-free polymerization reactions. In this context, this present study is aimed to produce a polymer using biodegradable monomers, urea and citric acid, through mechanochemistry reaction, recognized as an environmentally-friendly methodology. Then, the polymeric material was produced from both solution polymerization, according to parameters that were found in the literature, and mechanochemical reaction. The mechanochemical reaction was carried out using a planetary ball mill, varying the number of spheres and their material with values fixing about time and cycles per minute. The products were characterized by Infrared spectroscopy (FTIR), matrix-assisted laser desorption/ionization (MALDITOF), X-ray diffraction. (XRD), nuclear magnetic resonance (NMR), Thermogravimetric analysis (TGA), Differential scanning calorimeter (DSC), scanning electron microscope (SEM) and its solubility profile and reaction yield. The results confirmed that solvent-free polymeric product was successfully produced with a yield of 82% and low energy costs. The results also showed that mechanochemical route produced polymeric material that is similar to one produced by solution polymerization. The mechanochemical proved to be a viable route for polymeric synthesis with easy control of process variables and low environmental impact.

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  • MARIA FABIANA BALDOINO DA PAIXÃO
  • SISTEMA DE GESTÃO DE ENERGIA EM UNIVERSIDADES FEDERAIS BRASILEIRAS: UM ESTUDO DE CASO NA ESCOLA POLITÉCNICA DA UNIVERSIDADE FEDERAL DA BAHIA.

  • Orientador : MIGUEL ANGEL IGLESIAS DURO
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ANTONIO SANTOS SANCHEZ
  • JEAN MARC LAFAY
  • KLEBER FREIRE DA SILVA
  • MIGUEL ANGEL IGLESIAS DURO
  • Data: 04/12/2020

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  • 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.


  • Mostrar Abstract
  • In Brazil, the building sector is the highest electricity consumer, accounting for 50% of all electricity consumed. In Brazilian Federal University buildings, the electric expenses are one of the highest among the items of monthly expenses. It indicates the need for improvement in the use of energy, especially, considering the increasing budgetary constraints faced by these institutions. Due to this fact, this research with a case study at the Polytechnic School of the Federal University of Bahia proposes an investigation on the energy efficiency in university buildings, identifying the main opportunities for the rational use of electric energy. It was carried out a literature review focusing on the analysis of energy management methods applied to university buildings. Then, an energy review of the building was carried out following the ABNT NBR ISO 50001 standard. The analysis of energy use and energy consumption indicated that electricity is the institution's main source of energy and that the electricity consumption is concentrated on air conditioning systems, with 73% of representativeness. It was identified that the building´s laboratories are responsible for 45% of electricity consumption. The energy indicators were calculated to permanently monitor energy performance through comparisons with the baseline. The energy performance indicator “Energy Use Intensity” resulted in 55 kWh /sf /year, while the indicator “Average Consumption per Student” resulted in 62 kWh/student /month. Two significant opportunities for improving energy performance in the building were identified: the retrofit of lighting (replacement of fluorescent lamps with LEDs), and the retrofit of the laboratories' air conditioning (replacement of existing equipment with inverter air conditioning). Together both measures would result in a 24% reduction in annual electrical consumption, which corresponds to a cost reduction of R$ 379,573/year. The payback time of investment for these measures was calculated at seventeen months. Based on the results obtained, it was observed that the Polytechnic School of UFBA has the potential to improve its energy performance based on feasible and economically viable proposals. It is recommended for the institution to implement an Energy Management System (EMG) according to ABNT NBR ISO 50001 standard.

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  • ÁRLEY SOUZA CARVALHAL
  • SIMULAÇÃO DE INJEÇÃO DE ÁGUA DE BAIXA SALINIDADE E CO2 EM RESERVATÓRIOS DE PETRÓLEO: O EFEITO DA CONCENTRAÇÃO DE CO2 E DO MODELO DE PERMEABILIDADE RELATIVA TRIFÁSICA.

  • Orientador : GLORIA MEYBERG NUNES COSTA
  • MEMBROS DA BANCA :
  • CRISTIANO HORA DE OLIVEIRA FONTES
  • LUIS AMERICO CALÇADO
  • LUIZ ERALDO ARAÚJO FERREIRA
  • SILVIO ALEXANDRE BEISL VIEIRA DE MELO
  • Data: 15/12/2020

  • Mostrar Resumo
  • A alta concentração de CO2 presente nos campos do Pré-sal brasileiro, tipicamente entre 20 e 44% molar, é tanto um desafio quanto uma oportunidade. O CO2 separado do gás produzido não pode ser lançado na atmosfera devido a restrições ambientais. Uma das formas de captura e armazenamento de CO2 é a sua reinjeção no reservatório. Essa dissertação investiga uma técnica de recuperação avançada de petróleo que envolve a reinjeção de CO2, a saber, a injeção de água de baixa salinidade e CO2 (CO2LSWAG). Essa técnica apresenta a vantagem de combinar efeitos geoquímicos decorrentes da injeção de água de baixa salinidade com a captura e armazenamento de CO2, que por si só também pode promover recuperação adicional de petróleo. Os efeitos geoquímicos que aparecem devido à injeção de água de baixa salinidade levam à mudança de molhabilidade da rocha do reservatório, que passa a um estado mais molhável a água, aumentando a permeabilidade relativa do óleo, que propicia maiores fatores de recuperação de óleo. Nesse contexto, os efeitos de duas variáveis importantes na recuperação de óleo são investigados nesse trabalho: i. o efeito da concentração de CO2 do reservatório; ii. o efeito da permeabilidade relativa trifásica. A concentração de CO2 afeta o desempenho da técnica CO2LSWAG de três maneiras. Em primeiro lugar, porque altera as propriedades termodinâmicas do óleo. Em segundo lugar, porque a concentração de CO2 determina a quantidade de gás disponível para a reinjeção. E por último, porque ocorrem reações do CO2 com os minerais presentes na rocha e a taxa de reação é função da sua concentração. A permeabilidade relativa trifásica é uma propriedade dos fluidos em meio poroso cuja medida é difícil e custosa. Por este motivo, a prática comum é tentar a sua predição com correlações que utilizam dados bifásicos. Como a técnica CO2LSWAG é inerentemente trifásica (envolvendo as fases de óleo, água e gás), o modelo de permeabilidade relativa trifásica tem importante impacto nas predições de recuperação de petróleo. Utilizando um simulador comercial, diferentes cenários e modos de produção foram simulados a fim de avaliar os efeitos da concentração de CO2 do reservatório e da permeabilidade relativa trifásica no método de recuperação CO2LSWAG. Os resultados confirmaram o esperado, ou seja, que ambos os fatores têm relevante impacto na predição de recuperação de petróleo e devem ser criticamente avaliados.


  • Mostrar Abstract
  • The high CO2 content of Brazil's pre-salt fields, which may reach values from 20% to 44% molar, presents both a challenge as well as an opportunity. CO2 stripped from the produced gas cannot be released into the atmosphere due to environmental restrictions. One of the techniques for CO2 capture is reinjection in the reservoir. This work aims to evaluate an enhanced oil recovery technique that includes CO2 capture. Enhanced oil recovery techniques have as an aim additional oil recovery when compared with primary production, i.e., oil recovery that uses only the reservoir’s natural energy. The technique here investigated, low salinity water alternating CO2 injection, has the potential of combining geochemistry effects caused by low salinity water injection with CO2 capture, which also may promote additional oil recovery by itself. Geochemistry effects that appear with low salinity water injection lead to wettability alteration of reservoir rock, that changes to a more water-wet state, leading to increased oil recovery. This work has two investigation fronts on this technique: i. the effect of the CO2 content; ii. the effect of the three-phase relative permeability. The CO2 content have influence in this technique in three factors. First of all, this substance has great effect on thermodynamics properties of the oil. Second, the CO2 content defines the amount of the gas available for reinjection. Finally, this substance may promote reaction with rock minerals, and the rate of reaction is function of the content thereof. The three-phase relative permeability is a property of fluids in a porous media whose measurement is difficult and costly. As the technique assessed here includes inherently three phases (oil, water and gas), the three-phase relative permeability model have important impact on oil recovery estimation. Using a commercial simulator, different scenarios and production model are simulated in order to assess the effect of these two factor in this technique. The results show that both factor have significant effect in the oil recovery prediction, and thus must be carefully considered.

Teses
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  • SARA PEREIRA DE AGRELA
  • Síntese e caracterização de nanocompósitos de polietileno de alto peso molecular e argila produzidos por polimerização in situ.

  • Orientador : LUIZ ROGERIO PINHO DE ANDRADE LIMA
  • MEMBROS DA BANCA :
  • CARLOS ALBERTO CALDAS DE SOUSA
  • FRANCISCO ROLANDO VALENZUELA DIAZ
  • JANIA BETANIA ALVES DA SILVA
  • KAREN VALVERDE PONTES VATER
  • LUIZ ROGERIO PINHO DE ANDRADE LIMA
  • Data: 25/05/2020

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  • 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.


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  • The production of high molecular weight polyethylene by suspension polymerization using the Ziegler type catalyst supported on inorganic materials produces polymers with mono, bimodal and multimodal molecular weight distribution, however the production of multimodal high molecular weight polyethylene involves several complex strategies. In this study, the ethylene polymerization reaction and the synthesis of high density polyethylene nanocomposites with clay, graphite or talc were carried out using direct in situ polymerization in solvent and a Ziegler type catalytic system (TiCl4 and triethyl aluminum in hexane) without inorganic support in a batch reactor. The polymer produced showed thermal degradation in an inert atmosphere at a temperature above 400°C, having a thermal stability similar to the commercial high-density polyethylene produced by Braskem. The melting temperature of the polymer produced indicates that it has a high molecular weight and a degree of crystallization of about 52%. The molecular weight distribution of the obtained polymer has a wide dispersion and varies from a molecular weight (log M) 2 to 7.2, composed of four peaks which indicates a multimodal distribution. In the oxidizing atmosphere, the polymer produced has three thermal oxidation events above 400°C due to the combustion of low, medium and high molecular weight molecules. The thermal oxidation of the nanocomposites is displaced and reduced to high temperatures, indicating an improvement in the thermal stability of the polymer matrix due to the barrier effect of the clay for gases and volatile compounds and the flammability tests showed an effect of reducing the progression of the flames for all nanocomposites.

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  • THIAGO ALEXSANDRO NOVAES DAS VIRGENS
  • Pegada de carbono organizacional em órgãos públicos: Guia de cálculo a partir da experiência do Ministério Público do Estado da Bahia (MPBA), Brasil.

  • Orientador : JOSE CELIO SILVEIRA ANDRADE
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ASHER KIPERSTOK FIRST
  • EDLER LINS DE ALBUQUERQUE
  • JOSE CELIO SILVEIRA ANDRADE
  • MARCIA MARA DE OLIVEIRA MARINHO
  • SERGIO ALVAREZ
  • Data: 05/06/2020

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  • Reduzir as emissões de Gases de Efeito Estufa (GEE) é indispensável para enfrentar as mudanças do clima de origem antrópica, notadamente, em função do Acordo de Paris, já que o Brasil se comprometeu em reduzir suas emissões. Então, calcular a Pegada de Carbono (PC) passou a ser relevante, inclusive para órgãos públicos, mesmo que eles normalmente não calculem os GEE emitidos por suas atividades, produtos ou serviços e fiquem impossibilitados de fazer uma gestão de carbono eficiente. O GHG Protocol é o método mais utilizado mundialmente para calcular as emissões de GEE em organizações, porém há um baixo reconhecimento das emissões de Escopo 3, seja por ser opcional, custoso ou pelas dificuldades técnicas. Todavia, como os órgãos públicos executam normalmente serviços e consumem bens e serviços, reconhecer o Escopo 3 é importante e demanda um método e ferramenta de cálculo que viabilizem calculá-lo. Porquanto, esta pesquisa é inovadora e pioneira por estimar a PC de um órgão público, com estudo de caso no Ministério Público do Estado da Bahia (MPBA) para o ano de 2017, objetivando propor um guia para o cálculo da PC em órgãos públicos brasileiros, a partir da aplicação da ferramenta de cálculo BookFeel, baseada no Método Composto das Contas Financeiras (MC3). Adicionalmente, este trabalho objetivou descrever os passos executados, identificar as principais fontes e emissões, avaliar a participação do Escopo 3, evidenciar as potencialidades e limitações do BookFeel e identificar oportunidades de melhorias para reduzir a PC por meio da literatura técnica-científica e da realização grupo focal com servidores do MPBA. Foram avaliados os gases CO2, CH4 e N2O expressos em CO2e e os escopos previstos na ISO 14064. A PC MPBA 2017 foi de 5.257,9 tCO2e e 426,6 tCO2 biogênico, sendo 83% das emissões de Escopo 3, 10% do Escopo 1 e 7% do Escopo 2, com 95% de participação do CO2 nas emissões totais. De 143 subcategorias, 14 foram responsáveis por 80% das emissões, destacando-se como maior emissora a “Compra de Produtos/ Serviços”. Constatou-se ser indispensável calcular o Escopo 3 em órgãos públicos, sendo que o MC3 e o BookFeel demonstraram ser capazes de calcular a PC em consonância com as diretrizes internacionais, sendo alternativa às planilhas do GHG Protocol com ganhos associados, destacando-se o cálculo de forma colaborativa e a possibilidade de inserir unidades monetárias, viabilizando os cálculos em organizações que não dispõem de dados de consumo em unidades físicas. Com o reconhecimento da sua PC, o MPBA poderá adotar ações, como: compras verdes, eficiência energética, logística eficiente etc., para reduzir suas emissões e custos operacionais. Diante do parco número de trabalhos técnicos-científicos, esta pesquisa preencheu parte da lacuna existente quanto ao cálculo da PC em órgãos públicos, sendo o MPBA o primeiro órgão público brasileiro a calcular sua PC com o BookFeel e uma ampla gama de fontes de emissão de Escopo 3. Destarte, os resultados deste trabalho culminaram nas etapas do guia proposto vinculadas à fundamentação teórica, métodos e resultados obtidos, lançando luz para a imprescindibilidade e estratégias de calcular a PC em órgãos públicos.


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  • Reducing Greenhouse Gas (GHG) emissions is indispensable to face climate changes of anthropic origin, notably due to the Paris Agreement, in which Brazil is committed to reducing its emissions. So calculate the Carbon Footprint (CF) has become relevant, even for public agencies, even though they do not normally calculate the GHGs emitted by their activities, products or services and are unable to make an efficient carbon management. The GHG Protocol is the most used method worldwide to calculate GHG emissions in organizations, but there is a low recognition of Scope 3 emissions, either because it is optional, expensive, or due to technical difficulties. However, as public agencies normally perform services and consume goods and services, recognizing Scope 3 is important and requires a method and calculation tool that make it possible to recognize it. Therefore this research is innovative and pioneering in estimating the CF of a public agency, with a case study in the Public Prosecution Service of the State of Bahia/Brazil for the year 2017, aiming to propose a guide for the calculation of CF in Brazilian public agencies, based on the application of the BookFeel calculation tool, based on the Compound Method Based on Financial Accounts (MC3). In addition, this work aimed to describe the steps taken, identify the main sources and emissions, evaluate Scope 3 participation, highlight the potential and limitations of BookFeel and identify opportunities for improvements to reduce CF through technical-scientific literature and the execution of the focus group with MPBA public servants. CO2, CH4 and N2O gases expressed in CO2e and the scopes provided for in ISO 14064 were evaluated. The CF MPBA 2017 was 5,257.93 tCO2e and 426.61 tCO2 biogenic, 83% of Scope 3 emissions, 10% of Scope 1 and 7% of Scope 2, with 95% of CO2 participation in total emissions. Out of 143 subcategories, 14 were responsible for 80% of emissions, with “Products/ Services Purchase” standing out as the largest issuer. It was found to be essential to calculate Scope 3 in public agencies and MC3 and BookFeel demonstrated to be able to calculate CF in line with international guidelines, being an alternative to the GHG Protocol spreadsheets with associated gains, highlighting the possibility of calculations being made collaboratively and the possibility of inserting monetary units, making calculations feasible in organizations that do not have consumption data in physical units. With the recognition of your CF, the MPBA will be able to take actions, such as: green purchases, energy efficiency, efficient logistics, etc., to reduce its emissions and operating costs. In view of the small number of technical-scientific works, this research filled part of the existing gap regarding the recognition of CF in public agencies, with the MPBA being the first Brazilian public agency to calculate its CF with BookFeel and a wide range of sources of emission of Scope 3. Thus, the results of this work culminated in the stages of the proposed guide linked to the theoretical foundation, methods and results obtained, shedding light on the indispensability and strategies of calculating CP in public agencies.

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  • AGNALDO VOLPE LOVATO
  • UM MODELO HÍBRIDO BASEADO EM OTIMIZAÇÃO DINÂMICA PARA DETECÇÃO E RESOLUÇÃO DE CONFLITOS NO TRÁFEGO ÁEREO EM ROTA

  • Orientador : CRISTIANO HORA DE OLIVEIRA FONTES
  • MEMBROS DA BANCA :
  • CRISTIANO HORA DE OLIVEIRA FONTES
  • GLAYDSTON MATTOS RIBEIRO
  • JORGE LAUREANO MOYA RODRIGUEZ
  • Karl Heinz Kienitz
  • NEMESIO MATOS DE OLIVEIRA NETO
  • RICARDO DE ARAUJO KALID
  • Data: 06/08/2020

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  • 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.


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  • The growth in global air traffic in recent years and the prospect of growth in the coming decades call for ever more efficient and safe air traffic management, as well as contributing to the workload of its controllers. In this scenario, solutions are increasingly needed to assist these professionals in the decision-making process in the different activities performed during all phases of flight. The en-route phase comprises the most enduring phase of flight, in which controllers perform the monitoring, detection and resolution of conflicts between aircraft. These activities involve purely “human-centric” procedures, i.e., all actions are defined by the human being, even considering the availability of automatic alarms. This work proposes a hybrid model, using artificial intelligence and heuristic techniques, to detect and resolve longitudinal conflicts during en-route flight in order to reduce the workload of the traffic controller and enable greater efficiency in conflict detection and resolution, with the consequent increase in airspace security. The scope of this work is limited to one-way airways located in the upper airspace (above 25×103 ft) and the proposed approach comprises the detection and resolution of longitudinal conflicts through horizontal speed adjustments and flight level (altitude) changes of aircraft. The hybrid model proposes an innovative metric based on a fuzzy inference system to quantify the conflict level between two aircraft. A recursive algorithm for clustering conflicting aircraft is applied to define flight level exchanges through a genetic algorithm-based optimization problem. The model was simulated and tested through different case studies involving the existence of conflicts between aircraft, taking as reference the control actions based on the rules and restrictions defined by the International Civil Aviation Organization (ICAO). Comparison between the results obtained by the proposed model and standardized air traffic controller actions shows the potential of the proposed model in improving the safety and optimization of airspace use, providing greater efficiency and anticipatory capacity for conflict detection and resolution.

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  • MARCIO AUGUSTO SAMPAIO DE CARVALHO
  • Estudo de Di-etil-éter como Aditivo em Misturas de Diesel, Biodiesel e Etanol Aplicados em Motores de Ignição por Compressão

  • Orientador : EDNILDO ANDRADE TORRES
  • MEMBROS DA BANCA :
  • CARLOS ANTONIO CABRAL DOS SANTOS
  • EDNILDO ANDRADE TORRES
  • JOSÉ RICARDO SODRÉ
  • JULIO AUGUSTO MENDES DA SILVA
  • Jorge José Gomes Martins
  • José Carlos Charamba Dutra
  • VITOR PINHEIRO FERREIRA
  • Data: 24/09/2020

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  • Uma das principais formas de mitigação de emissões de NOx em motores a diesel é por meio da redução das temperaturas da combustão. Nesse sentido, combinações de biocombustíveis e aditivos, como etanol e éter, podem servir para esse propósito trazendo ainda benefícios ambientais e a diversificação da matriz energética. A presença de oxigênio no etanol possibilita também a redução das emissões de material particulado (MP). Entretanto, o baixo número de cetano (NC) é um dos principais pontos adversos para a sua aplicação. Neste trabalho foi realizado um estudo sobre o uso do etanol e do dietil éter (DEE) em misturas com os combustíveis diesel e biodiesel. O DEE foi utilizado visando a elevação do NC das misturas de diesel e biodiesel com o etanol. Foram desenvolvidos três procedimentos experimentais: o primeiro deles usou o diesel puro (D100), o B20 (80% de diesel + 20% de biodiesel), o B20E (B20 + 10% de etanol) e o B20E+DEE (B20E + 5% de DEE); no segundo, em um outro motor, foram testados o D100, B100 (biodiesel puro), o BE20 (80% de biodiesel + 20% de etanol) e o BE20+DEE (BE20 + 5% DEE); no terceiro experimento, foi realizada uma análise multivariada apresentada por meio de superfície de resposta, que buscou analisar os efeitos das variações dos componentes etanol, DEE e B20 nos resultados de desempenho e emissões. Os resultados do uso do B20E (experimento 1) mostraram a diminuição das emissões de NOx em relação ao B20 e ao D100. Porém, com o uso do BE20 (experimento 2) os resultados mostraram elevação das emissões de NOx em relação ao B100 e ao D100. Em cada um desses ensaios, a adição de DEE às misturas BE20 e B20E, por sua vez, mostrou a redução das emissões de NOx em relação a todos os combustíveis dos comparativos nas cargas média e elevada. No experimento de análise multivariada, considerando os limites mínimos e máximos utilizados, foi possível verificar a tendência de elevação das emissões de NOx com o aumento de etanol e a tendência de redução com o aumento de DEE. As emissões de MP (medidas no experimento 1) reduziram com o uso do etanol e, ainda mais, com o DEE, em relação ao D100 e B20. As emissões de hidrocarbonetos não queimados (THC) e CO, no entanto, mostraram uma tendência de aumento com o uso do etanol e DEE em relação aos combustíveis básicos. A eficiência do motor com os combustíveis ensaiados, de uma forma geral, mostrou similaridade, considerando variações de até 5% em relação às médias dos resultados. O aumento das emissões de NOx com o uso de frações elevadas de etanol foi atribuído à redução do NC das misturas. O uso do DEE mostrou ser uma forma efetiva de aumento do NC das misturas com o etanol (B20E e BE20). Nessas misturas, a entalpia de vaporização elevada, devido ao etanol, combinada com o NC elevado, devido ao DEE, proporcionou compromissos positivos como menores emissões de NOx, MP e maior eficiência do motor.


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  • One of the main ways of NOx mitigation in diesel engines is by reducing combustion temperatures. In this way, combinations of biofuels and additives, such as ethanol and ether, can serve this purpose, bringing environmental benefits and diversifying the energy matrix. The presence of oxygen in ethanol also makes it possible to reduce particulate matter (PM) emissions. However, the low cetane number (CN) is one of the main adverse points for its application. In this work, a study was carried out on the use of ethanol and diethyl ether (DEE) in mixtures with diesel and biodiesel fuels. DEE was used to improve the NC of mixtures of diesel and biodiesel with ethanol. Three experimental procedures were developed: the first one used fossil diesel (D100), B20 (80% diesel + 20% biodiesel), B20E (B20 + 10% ethanol) and B20E + DEE (B20E + 5 % of DEE); in the second, in another engine, the D100, B100 (pure biodiesel), the BE20 (80% biodiesel + 20% ethanol) and the BE20 + DEE (BE20 + 5% DEE) were tested; in the third experiment, a multivariate analysis was performed using a response surface, which sought to analyze the effects of variations in the ethanol, DEE and B20 components on performance and emissions results. The results of using B20E (experiment 1) showed a decrease in NOx emissions compared to B20 and D100. However, with the use of BE20 (experiment 2) the results showed an increase in NOx emissions in relation to B100 and D100. In each of these tests, the addition of DEE to the mixtures BE20 and B20E, in turn, showed a reduction in NOx emissions in relation to all the fuels of the comparatives in medium and high loads. In the multivariate analysis experiment, considering the minimum and maximum limits used, it was possible to verify the tendency of NOx increasing with the increase in ethanol and the tendency to decrease with the increase in DEE. PM emissions (measured in experiment 1) decreased with the use of ethanol and, even more, with DEE, compared to D100 and B20. Emissions from unburned hydrocarbons (THC) and CO, however, showed an increasing trend with the use of ethanol and DEE in relation to basic fuels. The efficiency of the engine with the fuels tested, in general, showed similarity, considering variations of up to 5% in relation to the averages of the results. The increase in NOx emissions with the use of high ethanol fractions was attributed to the reduction in the NC of the mixtures. The use of DEE proved to be an effective way to increase the NC of mixtures with ethanol (B20E and BE20). In these mixtures, the high vaporization enthalpy, due to ethanol, combined with the high NC, due to DEE, provided positive compromises such as lower NOx, MP emissions, and high engine efficiency.

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  • TAIRINE MARIA MEDRADO SANTOS
  • Polimerização de Metacrilato de Metila em Presença de CO2 Supercrítico para Incorporação in situ de Óleo de Copaíba (Copaifera sp)

  • Orientador : SILVIO ALEXANDRE BEISL VIEIRA DE MELO
  • MEMBROS DA BANCA :
  • SILVIO ALEXANDRE BEISL VIEIRA DE MELO
  • ELAINE CHRISTINE DE MAGALHAES CABRAL ALBUQUERQUE
  • GLORIA MEYBERG NUNES COSTA
  • FABIO ROCHA FORMIGA
  • Pedro Henrique Hermes de Araújo
  • Simone Mazzutti
  • Data: 06/10/2020

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  • 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.


  • Mostrar Abstract
  • The methyl methacrylate polymerization (MMA) in the presence of supercritical carbon
    dioxide (scCO2) was studied as an alternative technique to incorporate the copaiba oil
    (Copaiba ssp.) in particles of methyl polymethacrylate (PMMA). The traditional process
    of drugs incorporation in PMMA using organics solvents bring a problem: the presence
    of residual solvents in the final product. The use of scCO2 for the micronization of
    particles and the encapsulation of compounds in the pharmaceutical area offers a
    perspective of big advances, eliminating the number of steps in the process and allowing
    better control of system properties. In this paper, the PMMA particles were produced
    through the polymerization of MMA by dispersal in scCO2 in the presence of poly
    (dimethyl siloxane) terminal vinyl (PMDS-V) as surfactant agent and benzoyl peroxide
    as initiator. In polymerization by dispersal, the conditions should ensure a unique phase
    in the polymerization initiation, what requires that the monomer, the initiator, and the
    surfactant be completely miscible in CO2, forming a homogeneous system. To determine
    the pressure, temperature and composition conditions whose system is single-phase
    before polymerization, a previous study of the system phase balance under study was
    carried out at high pressure, because there was not enough data available in the literature.
    The phase balance data for binary system CO2 + MMA and to the ternary system CO2 +
    MMA + PDMS-V were executed using a syntactic-static method in a stainless-steel
    balance cell with variable volume, including a piston and sapphire window, in
    temperatures of 50, 60, 70 and 80ºC and the molar fraction ranging from 0,6949 to 0,9499
    to the binary system and 0,6833 a 0,9444 to the ternary system. In the binary system, i
    was observed a high miscibility of CO2 in the MMA with a significant volumetric
    expansion of the liquid phase. The surfactant PDMS-V was added to this binary system
    to investigate its effect in the phases equilibre. To the ternary system CO2 + MMA +
    PDMS-V, the results indicate that the addition of PDMS-V induced to a small increase in
    the transition pressure and, to the liquid-liquid equilibrium region , occurred a large
    increase in the system transition phase in all temperatures. Ensuring the homogeneous
    system before polymerization, as the polymer is formed, it is insoluble in the reaction
    medium, and the precipitation of its particles occurs. To guarantee a unique phase to the
    polymerization start, were adopted pressure ranges at 160 to 180 bar to 80 ºC and the
    reactions were performed for four hours. The experiments were realized with different
    surfactants percentages regarding to the monomer and from the monomer to the total
    volume, to observe the surfactant initial concentration and monomer effect in the PMMA
    particles sizes distribution and morphology the experimental racings occurred with a
    permanent initial concentration and to PDMS-V at 7,02% e 10% (w/w) and to the MMA
    at 10, 12,5 and 15 % (w/w) concentrations. The concentrations were defined from existing
    studies in the literature that obtained satisfactory results. The PMMA microparticles were
    characterized by gel permeation chromatography (GPC), by scanning electron
    microscopy (SEM) and by dynamic light scattering (DLS). The monomer residual content
    evaluation was determined by gas chromatography (GC), meanwhile the functional
    groups and the chemical structure of the polymer sample were identified by infrared
    spectroscopy by Fourier transformed (FTIR) and proton nuclear magnetic resonance
    (RMN H1), respectively. The results obtained indicate that the PMMA spherical particles
    containing up to 5% w/w of copaiba oil, 10% w/w of PDMS-V, 2% w/w of BPO regarding
    the monomer and 10% m/m of MMA applied in this work. The results also indicates that
    the copaiba oil presence affected the polymerization, because the particles medium
    diameters containing the copaiba oil ranged from 151,8 to 257,1 μm. They were larger
    than the particles medium diameters obtained with 10% of PDMS-V (28,6 μm to 34,1
    μm) and 10% w/w of MMA (42.5 μm to 48.4 μm). This increase in the average particle
    diameter occurred due to the formation of a relatively smaller number of nuclear locals
    or an increase in the coalescence rates, possibly due to the addition of copaiba oil that
    changed the proportion of the surfactant in the reaction, making it impossible to form a
    more stable drop which may have led to a disorderly growth of polymer chains. The data
    obtained showed that using PDMS-V as a surfactant it was possible to obtain spherical
    particles of PMMA with size distribution in a narrow range an the use of BPO as an
    initiator did not alter the reaction kinetics. No studies were found in the literature on the
    dispersion polymerization of MMA in the presence of scCO2 is investigated using PDMSV
    and BPO, as surfactant and initiator, respectively

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  • CARLA OLIVEIRA NASCIMENTO
  • PRODUÇÃO DE NOVOS MATERIAIS UTILIZANDO CAMA DE FRANGO PARA APLICAÇÕES AGRÍCOLAS

  • Orientador : ROSANA LOPES LIMA FIALHO
  • MEMBROS DA BANCA :
  • BRUNO SOUZA FERNANDES
  • José Carlos Costa da Silva Pinto
  • June Faria Scherrer Menezes
  • ROSANA LOPES LIMA FIALHO
  • Rossana Mara da Silva Moreira Thiré
  • Vinícius de Melo Benites
  • Data: 16/10/2020

  • Mostrar Resumo
  • A cama de frango é um resíduo gerado durante a produção de frango de corte. A produção desse resíduo tem crescido nos últimos anos e por esse motivo há uma necessidade de se pensar em alternativas capazes de minimizar os impactos ambientais referentes ao mesmo. Dessa forma, o objetivo desse trabalho foi desenvolver novas aplicações para a cama de frango, transformando este resíduo em produto. Neste sentido foram produzidos fertilizantes organominerais com propriedades melhoradas e um novo compósito polimérico usando a cama de frango como carga. Para a produção dos grânulos fertilizantes buscou-se utilizar materiais cerâmicos para aumentar a dureza, sem afetar a eficiência agronômica dos fertilizantes organominerais produzidos. Foram utilizados diferentes percentuais (0,5%, 1%, 2% e 3%) de bentonitas, caulinita e óxido de magnésio na produção de fertilizantes organominerais fosfatados compostos por Monoamônio Fosfato (MAP) e cama de frango. Já para a produção do compósito polimérico foi utilizado ácido succínico, 1,4 butanodiol e cama de frango, além do catalisador para a polimerização. Neste caso, usou-se diferentes concentrações da cama de frango (5%, 10%, 20% e 30%) em relação à massa do ácido succínico e 1,4 butanodiol, monômeros base para a produção do Poli(succinato de butileno) (PBS). Os resultados obtidos da granulação de fertilizantes organominerais utilizando materiais cerâmicos mostraram que a adição do óxido de magnésio proporcionou um aumento significativo (252%) da dureza dos grânulos fertilizantes sem prejuízo na liberação de fósforo, avaliada por meio de experimentos de difusão de P em placa de Petri e também pelo teste de dissolução de fósforo em cloreto de cálcio. Além disso, a utilização dos materiais cerâmicos não afetou a eficiência agronômica dos fertilizantes granulados, avaliado por meio de experimentos em casa de vegetação que teve duração de 39 dias após a plantação das sementes de milho. A produção da matéria seca e o teor de fósforo absorvido pela planta não foram afetados com a adição dos materiais cerâmicos nas formulações dos fertilizantes. A polimerização resultou em um produto heterogêneo e com melhores resistência à compressão, os testes de dureza mostraram que à medida que aumentou a concentração de cama de frango na formulação do compósito polimérico, aumentou também a resistência à compressão (aumento de 663% com 30% de cama de frango). A cama de frango deve atuar como carga reforçante, uma vez que a presença desse resíduo foi capaz de melhorar propriedades mecânicas do compósito obtido.


  • Mostrar Abstract
  • Chicken litter is a waste generated during the production of broiler chicken. The production of this waste has grown in recent years and for this reason there is a need to think about alternatives capable of minimizing the environmental impacts related to it. Thus, the objective of this work was to develop new applications for chicken litter, turning this waste into a product. In this sense, organomineral fertilizers with improved properties and a new polymeric composite were produced using chicken litter as a filler. For the production of the fertilizer granules, it was sought to use ceramic materials to increase the hardness, without affecting the agronomic efficiency of the organomineral fertilizers produced. Different percentages (0.5%, 1%, 2% and 3%) of bentonites, kaolinite and magnesium oxide were used in the production of organic phosphate fertilizers composed of Monoammonium Phosphate (MAP) and chicken litter. As for the production of the polymeric composite, succinic acid, 1.4 butanediol and chicken litter were used, in addition to the catalyst for polymerization. In this case, different concentrations of chicken litter (5%, 10%, 20% and 30%) were used in relation to the mass of succinic acid and 1.4 butanediol, base monomers for the production of Poli(butylene succinate) (PBS). The results obtained from the granulation of organomineral fertilizers using ceramic materials showed that the addition of magnesium oxide provided a significant increase (252%) in the hardness of the fertilizer granules without impairing the release of phosphorus, evaluated by means of P plate diffusion experiments Petri test and also by the phosphorus dissolution test in calcium chloride. In addition, the use of ceramic materials did not affect the agronomic efficiency of granulated fertilizers, evaluated through experiments in a greenhouse that lasted 39 days after planting the corn seeds. The production of dry matter and the phosphorus content absorbed by the plant were not affected by the addition of ceramic materials in fertilizer formulations. The polymerization resulted in a heterogeneous product with better resistance to compression, the hardness tests showed that as the concentration of chicken litter in the formulation of the polymeric composite increased, the compressive strength also increased (663% increase with 30% of chicken litter). The chicken litter should act as a reinforcing load, since the presence of this residue was able to improve the mechanical properties of the obtained composite.

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  • CELSO LUIZ SANTIAGO FIGUEIROA FILHO
  • Metodologia para monitoramento preditivo de erro humano e seu impacto na confiabilidade de equipamentos industriais.

  • Orientador : MARCIO ANDRE FERNANDES MARTINS
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ADONIAS MAGDIEL SILVA FERREIRA
  • ANASTACIO PINTO GONCALVES FILHO
  • EDILSON MACHADO DE ASSIS
  • ISAAC JOSE ANTONIO LUQUETTI DOS SANTOS
  • MARCELO RAMOS MARTINS
  • MARCIO ANDRE FERNANDES MARTINS
  • Data: 20/11/2020

  • Mostrar Resumo
  • 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.


  • Mostrar Abstract
  • Systems reliability is applied for failure prediction. The results of the prediction models
    include the effects of (i) the sampling process, (ii) the prediction model definition process,
    and (iii) operational and environmental factors that determine intrinsic operational reliability.
    The assessment of the impact of the sources that determine reliability led to the
    choice to assess the impact of the human factor. The objective of this work was to develop
    a methodology to continuously evaluate the probability of human error. Regarding sampling,
    it was verified the difficulty in obtaining complete data, and a multivariate evaluation
    by Structural Equation Modeling was developed. The results showed a low influence of
    human errors in the record and a strong influence of the record structure of failures. As
    investments in updating records can be high, a solution is to have samples without using
    historical data. Regarding the forecasting models, a process flow was elaborated and the
    complexity for the analysts was identified. A case study was used to demonstrate that any
    method has intrinsic uncertainties that are not always considered. Regarding operational
    reliability, it is the result of elements such as the variation of raw material and inputs,
    environment, operational context, organizational structure and human factor. They were
    assessed how the elements interact with each other. As a result, a low independence of the
    elements, and a model in which the output was the Human Factor, directly determined by
    the Organizational Factor. As the organization is decisive, one solution would be to use
    the task as the center of the analysis.The participation of the human factor led to how to
    assess the probability of human error, and vulnerabilities were identified in the assessment
    methods. The most used methods adjust influencing factors for the context of the tasks,
    and there is diversity in the nominal probabilities of error. A model was proposed to judge
    the risk of failing to use drugs, and demonstrated the complexity of including a factor in
    the assessment of probability. Regarding the nominal probabilities, two types of human
    errors were identified, one is stochastic and the other related to the context. Given that the
    context leads to variation in probability, one solution would be to estimate the probability
    of error by monitoring the context. Considering the identified solutions, a methodology was
    proposed to estimate the probability of error using the task analysis and the monitoring of
    equipment variables. Initially, it was proposed to evaluate the frequency of deviations from
    the task, indicated by the oscillations of monitored parameters. The method was applied
    to a gas compressor and error probabilities were obtained. In a second study applied to a
    set of pumps over a record period of 11 years, the variable was the vibration monitored at
    each textit ms. It was found that reliability increased over time and success was attributed
    to actions on the task. It was possible to measure the probability of human errors and a
    process for continuous use was established, demonstrating the potential for applying the
    method.

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  • DIEGO ROBERTO DA CUNHA PASCOAL
  • IMPREGNAÇÃO/DEPOSIÇÃO DE BIOATIVOS DA COPAÍBA (Copaifera sp.) EM CURATIVOS BIOPOLIMÉRICOS USANDO CO2 SUPERCRÍTICO E IMERSÃO EM DICLOROMETANO.

  • Orientador : SILVIO ALEXANDRE BEISL VIEIRA DE MELO
  • MEMBROS DA BANCA :
  • Ana Maria Antunes Dias
  • Cássia Britto Detoni
  • ELAINE CHRISTINE DE MAGALHAES CABRAL ALBUQUERQUE
  • Luis Padrela
  • Ravenna Lessa Matos
  • SILVIO ALEXANDRE BEISL VIEIRA DE MELO
  • Data: 03/12/2020

  • Mostrar Resumo
  • Os curativos poliméricos são usados no tratamento de feridas crônicas e agudas, destacando-se os que são impregnados/depositados com compostos bioativos de plantas medicinais em substituição aos fármacos sintéticos, com menor efeito colateral ao paciente. As impregnações/deposições de bioativos em matrizes poliméricas são realizados por diferentes métodos, que têm em comum o uso intensivo de solventes orgânicos e um número excessivo de etapas do processo. Alternativamente, a impregnação/deposição supercrítica, realizada com dióxido de carbono a elevadas pressões, apresenta algumas vantagens como a rapidez no processamento, a eliminação do uso de solventes orgânicos e a secagem do produto ao final do processo. Nesse contexto, o presente trabalho teve como objetivo estudar a viabilidade técnica dos processos de impregnação/deposição de compostos bioativos da copaíba, em 2 curativos comerciais biopoliméricos: SpongostanTM e Promogran®. O método de impregnação/deposição supercrítica (SSI/SSD) com dióxido de carbono e o método clássico por imersão em solvente orgânico foram utilizados e comparados. No método SSI/SSD, quanto maior a pressão e a densidade do solvente, maior o rendimento de oleorresina impregnada/depositada por biopolímero. Observou-se que a SpongostanTM sofreu alterações na área superficial, quando processada a pressões elevadas. A solubilidade da oleorresina no solvente supercrítico foi o fator de maior influência, para o rendimento do processo, relacionado ao aumento de pressão do sistema. Os compostos terpênicos (bioativos da oleorresina) foram detectados nos dois curativos impregnados/depositados. O método de impregnação/deposição clássica por imersão usou o solvente orgânico diclorometano, e nesse método o extrato das folhas e a oleorresina de copaíba foram impregnados/depositados no curativo SpongostanTM. Os resultados dos bioativos impregnados/depositados foram promissores tanto para o extrato de folhas, quanto da oleorresina no biopolímero. Os compostos bioativos da copaíba foram identificados nos curativos impregnados/depositados por espectroscopia de ressonância magnética nuclear. O extrato das folhas e a oleorresina apresentaram atividades antibacterianas, obtendo inibição de crescimento bacteriano de Gram-positiva e Gram-negativa. Em ambos métodos de impregnação/deposição, as estruturas porosas dos curativos foram preservadas. Além disso, observou-se em micrografias que a oleorresina de copaíba teve uma distribuição superficial homogênea nos diferentes biopolímeros independentemente do tipo de método. Os resultados revelam que a solubilidade dos compostos bioativos da copaíba, nos diferentes solventes usados nos processos (dióxido de carbono supercrítico e diclorometano) são fundamentais para o sucesso e viabilidade técnica da impregnação/deposição de compostos bioativos em matrizes biopoliméricas. O método SSI/SSD usando CO2 supercritico mostrou vantagens em relação ao método por imersão usando diclorometano, porque permitiu o controle das quantidades do bioativo impregnado/depositado, através de ajustes finos na pressão e temperatura, além de evitar a presença de solvente orgânico residual na matriz biopolimérica.


  • Mostrar Abstract
  • The polymeric dressings are used in the treatment of chronic and acute wounds, especially those that are impregnated/deposited with bioactive compounds from medicinal plants to replace synthetic drugs, with less side effect to the patient. The impregnations/depositions of bioactive in polymeric matrices are carried out by different methods, which have in common the intensive use of organic solvents and an excessive number of process steps. On the other hand, the supercritical impregnation/deposition, carried out with carbon dioxide at high pressures, has some advantages such as speed in processing, the elimination of the use of organic solvents and the drying of the product at the end of the process. In this context, the present work aimed to study the technical feasibility of the impregnation/deposition processes of bioactive compounds from copaiba, in 2 biopolymeric commercial dressings: SpongostanTM and Promogran®. The supercritical impregnation/deposition method (SSI/SSD) with carbon dioxide and the classic method by immersion in organic solvent were used and compared. In the SSI/SSD method, the higher the pressure and density of the solvent , the greater the yield of oleoresin impregnated/deposited into biopolymer. It was observed that SpongostanTM underwent changes in the surface area, when processed at high pressures. The solubility of oleoresin in the supercritical solvent was the factor of greatest influence, for the process yield, related to the increase in system pressure. The terpenic compounds (bioactives of oleoresin) were detected in the two impregnated/deposited dressings. The classic impregnation/deposition method by immersion used the organic solvent dichloromethane, and in this method the leaf extract and oleoresin from copaiba were impregnated/deposited in the SpongostanTM dressing. The results of the impregnated/deposited bioactives were promising for both leaf extract and oleoresin in the biopolymer. The bioactive compounds of copaiba were identified in the impregnated/deposited dressings by nuclear magnetic resonance spectroscopy. Leaf extract and oleoresin showed antibacterial activities, obtaining inhibition of Gram-positive and Gram-negative bacterial growth. In both methods of impregnation/deposition, the porous structures of the dressings were preserved. In addition, it was observed in micrographs that the copaiba oleoresin had a homogeneous surface distribution in the different biopolymers regardless of the type of method. The results reveal that the solubility of the bioactive compounds of copaiba, in the different solvents used in the processes (supercritical carbon dioxide and dichloromethane) are fundamental for the success and technical viability of the impregnation/deposition of bioactive compounds into biopolymer matrices. The SSI/SSD method using supercritical CO2 showed advantages than immersion method using dichloromethane, because it allowed the control of the amounts of the impregnated/deposited bioactive, through fine adjustments in pressure and temperature, in addition to avoiding the presence of residual organic solvent in the biopolymer matrix.

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  • DANIEL DINIZ SANTANA
  • MODELO ECONÔMICO E DISTRIBUÍDO DE CONTROLE PREDITIVO PARA PROCESSOS NÃO ESTÁVEIS: ESTABILIDADE, VIABILIDADE E INTEGRAÇÃO.

  • Orientador : MARCIO ANDRE FERNANDES MARTINS
  • MEMBROS DA BANCA :
  • LUIS CLAUDIO OLIVEIRA LOPES
  • MARCIO ANDRE FERNANDES MARTINS
  • MAURICIO BEZERRA DE SOUZA JUNIOR
  • OSCAR ALBERTO ZANABRIA SOTOMAYOR
  • TITO LUIS MAIA SANTOS
  • Data: 21/12/2020

  • Mostrar Resumo
  • 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.


  • Mostrar Abstract
  • The basic requirements for the implementation of model predictive controllers can be summarized as stability, feasibility, performance, and robustness. One of their main purposes is the plantwide optimization so that different strategies can be applied to achieve it, either in two-layer schemes, as Real-Time Optimization (RTO), or one-layer schemes, as MPC+RTO and Economic Model Predictive Control. These strategies can be implemented in centralized, decentralized, or distributed schemes, but for large-scale systems, the centralized one can be intractable, and distributed control schemes are preferable. Additionally, some controllers design may result in an infeasible optimization problem in some scenarios, e.g. when a small control horizon is applied in design based on terminal invariant sets. In this context, this thesis focuses on stabilizing model predictive controllers with economic objectives, applying solely terminal equality constraints associated with design mechanisms to improve the feasibility of the optimization problem, in addition to their integration into centralized and cooperative-distributed control schemes. The contributions of this thesis are summarized as: (i) a one-layer model predictive controller whose optimization problem is always feasible, suitable for systems with open-loop unstable states, applying slacked terminal equality constraints, (ii) a cooperative-distributed model predictive controller suitable for stable systems, which stabilizing properties are integrated with its tuning, and (iii) a stabilizing cooperative-distributed gradientbased economic predictive control based on terminal equality constraints suitable for non-stable systems, with design mechanisms to enlarge its domain of attraction. The stabilizing properties are guaranteed by Lyapunov arguments, and the feasibility targets the fulfillment of constraints, in addition to the solution of the optimization problem at all time steps even with small control horizons. In order to exemplify the aforementioned features of these strategies, case studies are assessed using scenarios where the controllers have small control horizons and, in the distributed scheme, a short time frame for communication and conflicting objectives among the agents. 

2019
Dissertações
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  • JÚLIA CAROLINA BRAZ DE FREITAS BIJOS
  • MODELAGEM DE EQUILÍBRIO DE FASES DO METANO EM DIGESTÃO ANAERÓBIA

  • Orientador : KARLA PATRICIA SANTOS OLIVEIRA RODRIGUEZ ESQUERRE
  • MEMBROS DA BANCA :
  • KARLA PATRICIA SANTOS OLIVEIRA RODRIGUEZ ESQUERRE
  • ELAINE CHRISTINE DE MAGALHAES CABRAL ALBUQUERQUE
  • ARIUSKA KARLA BARBOSA
  • Data: 24/01/2019

  • Mostrar Resumo
  • Para compreender de forma detalhada o processo anaeróbio e inclusive controlá-lo melhor, a modelagem matemática é uma ferramenta essencial sugerindo modelos como o Anaerobic Digestion Model (ADM1). Em geral, este e outros modelos anaeróbios utilizam somente a Lei de Henry como Lei de equilíbrio, que permite avaliar a condição de saturação dos gases no sistema, mas postula algumas considerações simplificadoras acerca de aspectos como a idealidade da solução. Neste contexto, autores relatam supersaturação de CH4 em efluentes, com base no grau de saturação obtido pela Lei de Henry. A presente pesquisa objetivou verificar a validade desta Lei na predição da produção de gases e na condição de equilíbrio do sistema, possibilitando também avaliar se por um método que considera as não idealidades da solução, a estimativa de distribuição de fases do CH4 varia, corroborando com os relatos de supersaturação deste gás. Para isto, foi realizada uma integração numérica das EDO’s que compõem o modelo ADM1, implementado em Matlab®, com o software termodinâmico Aspen Plus®. Foram realizadas cinco simulações no software termodinâmico, empregando o método Ideal e o método não ideal Elecntrl. Foi possível verificar pelos resultados que mesmo utilizando o método não ideal, não houve diferenças significativas na predição da produção de gases entre o ADM1 e o Aspen Plus, embora tenham havido pequenas diferenças na distribuição do CH4 dissolvido. Mas ainda assim, não foi possível detectar supersaturação do Metano. Os resultados demonstram que as predições do ADM1 equivalem ao esperado pelo equilíbrio termodinâmico. Desta forma, foi possível verificar que a simplificação da condição de idealidade pela Lei de Henry apenas, é válida para este caso. 


  • Mostrar Abstract
  • To understand anaerobic process in a meticulous form including better control it, mathematical modelling is an essencial tool by suggesting models as Anaerobic Digestion Model n.1 (ADM1). Generally, this and another anaerobic models use only Henry’s Law as equilibrium law, which allows to evaluate the saturation condition of gases in the system, but states some simplifying considerations about aspects such ideality of solution. In this context, authors report the supersaturation of CH4 in effluents, based on saturation degree obtained by Henry’s Law. The present research aimed to verify the validity of this law in predicting the gases production and on system equilibrium conditions, enabling also to evaluate if by choosing a method that consider non-idealities of solution, the phase distribution estimation of CH4 varies, confirming the reports of supersaturation. For this, it was realized a numeric integration of EDO’s that set ADM1 model, implemented in Matlab®, with the thermodynamic software Aspen Plus. It was performed five simulations in the thermodynamic software, applying the method Ideal and non-ideal Elecntrl. It was possible to notice by results that even applying non-ideal method, that was not significative differences in the prediction of gases between ADM1 model and Aspen Plus, although there were small differences in dissolved CH4 distribution. Nevertheless, it was not possible to detect methane supersaturation. The results demonstrate that ADM1 predictions is equivalent to expected by thermodynamic equilibrium. This way, it was possible to verify that the simplification of the ideality condition by Henry’s Law, is valid for this case.

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  • FRANCISCO JAIRAN DIONIZIO PEDRO
  • Avaliação de complexos eólicos através do método de decisão multicritério TOPSIS

  • Orientador : KARLA PATRICIA SANTOS OLIVEIRA RODRIGUEZ ESQUERRE
  • MEMBROS DA BANCA :
  • KARLA PATRICIA SANTOS OLIVEIRA RODRIGUEZ ESQUERRE
  • ANGELO MARCIO OLIVEIRA SANT ANNA
  • ADONIAS MAGDIEL SILVA FERREIRA
  • EDUARDO OLIVEIRA TELES
  • Data: 28/01/2019

  • Mostrar Resumo
  • 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.


  • Mostrar Abstract
  • This research aims to evaluate the volume of investment in wind farms in 22 municipalities
    of the State of Bahia, located in the central axis of the state, using the TOPSIS muticriter
    decision method. To define the criteria and the most appropriate method, a Systematic
    Review of Literature - RSL was carried out at Compendex and Scopus bases according
    to the protocol that was structured. For the application of the decision method, the
    following criteria were defined: investments by Mega Watts (MW) produced, investments
    by quantities of plants and MW by quantity of plant; the weight vector was determined to
    be equal to 0.33 for all the criteria. Next, the standardization was done, weighting of the
    decision matrix, calculation of the ideal positive and negative solution, calculation of the
    distance and coefficient of approximation with the aid of software R and spreadsheet. With
    the results obtained from the RSL, it was verified that the number of publications on the
    multicriteria theme is increasing. The collaboration of European countries, the Middle
    East and Asia, mainly China, has the largest collaborative network and the TOPSIS
    method presented itself as the best tool for the problem structured in this work. The order
    was established where Sento Sé was the best evaluated while Casa Nova occupied the last
    place. By spatially distributing the arrangement it was possible to observe two groups
    spatially distributed in opposite ways. Thus, it is concluded that the RSL contributed
    to the understanding of what a decision-making process is based on multicriteria, its
    importance and how Brazil falls short in the discussion of this theme. In addition, it can
    be concluded that the best evaluated municipalities are: Sento Sé; Pindaí; Itaguaçu da
    Bahia; Caetité; Xique-Xique; Riancho de Santana and that there are municipalities with
    potential of generation but that is not being completely taken advantage of.

3
  • NOYALA SOUZA CERQUEIRA FONSECA
  • Obtenção de bioquerosene por pirólise rápida catalítica de biomassa de microalgas

  • Orientador : EMERSON ANDRADE SALES
  • MEMBROS DA BANCA :
  • AROLDO FÉLIX DE AZEVEDO JÚNIOR
  • EMERSON ANDRADE SALES
  • JOSE GERALDO DE ANDRADE PACHECO FILHO
  • ROGER THOMAS FRANCOIS FRETY
  • Data: 08/02/2019

  • Mostrar Resumo
  • As microalgas tem se mostrado matéria-prima de grande potencial para a
    produção de biocombustíveis, em substituição parcial ao petróleo, assim como de fontes
    renováveis de energia já utilizadas. Estes microorganismos, nas diversas formas e meios
    de cultura, são convenientes á produção do combustível, pois possuem gorduras
    (triglicerídeos e ácidos graxos), que são de fato matéria-prima para obtenção de biogás,
    de biogasolina, de bioquerosene e de biodiesel. Este trabalho visou a produção de
    bioquerose de aviação a partir de biomassa de microalgas: Nannochloropsis oculata,
    Halamphora coffeaeformis e Desmodesmus sp., enfatizando a viabilidade do uso das
    mesmas quando submetidas ao processo de conversão termoquímica: pirólise rápida
    catalítica. Este estudo também destacou importante papel da catálise na pirólise rápida,
    pois catalisadores influenciam agindo paralelamente ao craqueamento térmico, sendo
    capazes de orientar às reações aos produtos de interesse. Foi verificado que os produtos
    gerados na micropirólise do ácido miristico na presença de catalisadores do tipo γ-Al2O3
    e Nb2O5, em dois níveis de temperatura e métodos de pirólise; por meio de um
    planejamento fatorial; apresentaram formação de cetonas e hidrocarbonetos por
    desoxigenação do ácido graxo, o qual foi usado como matriz simplificada em relaçao às
    microalgas. Comprendidas as melhores condições de pirólise: 600°C, método heart cut
    com γ-Al2O3 e conhecendo os primeiros compostos das reações de craqueamento, novos
    testes, desta vez com extrato de microalgas, obtidos com diferentes solventes foram
    pirolisados. A carga que apresentou melhor rendimento em bioquerosene e baixo teor de
    nitrogenados foi a Halamphora coffeaeformis, cujo extrato foi obtido por n-hexano. A
    pirólise puramente térmica do extrato de Desmodesmus sp. com n-hexano foi
    comparada com a catalítica, usando γ-Al2O3. De fato a catalítica apresentou maior
    rendimento em bioquerosene, promovendo maior desoxigenação. A pirólise catalítica
    das biomassas secas foram avalidas e comparadas. Os produtos apresentaram
    concentração média em area de 30% de querosene. Desta vez a Nannochloropsis
    oculata apresentou maior rendimento. A análise química dos querosenes permitiu
    verificar também que para cada espécie foi possível obter perfis distintos de querosene,
    e quem em comparação a pirólise térmica, a presença do catalisador aumentou a
    formação de hidrocarbonetos na faixa do querosene, com nove a quinze carbono. Os
    prudutos nesta faixa apresentaram excelente compatibilidade para serem usados como
    querosene de aviação comercial na forma de drop in fuel.


  • Mostrar Abstract
  • Microalgae have proved to be a raw material of great potential for the production of
    biofuels, partially replacing petroleum, as well as renewable energy sources already
    used. These microorganisms, in the various forms and media of culture, are convenient
    for the production of the fuel, since they have fats (triglycerides and fatty acids), which
    are in fact raw material for obtaining biogas, biogasoline, bioquerosene and biodiesel.
    This work aimed at the production of aviation bioquerose from microalgae biomass:
    Nannochloropsis oculata, Halamphora coffeaeformis and Desmodesmus sp.,
    Emphasizing the feasibility of using them when subjected to the thermochemical
    conversion process: rapid catalytic pyrolysis. This study also highlighted the important
    role of catalysis in the rapid pyrolysis, since catalysts influence acting in parallel to
    thermal cracking, being able to guide reactions to the products of interest. It was
    verified that the products generated in the micropirolysis of myristic acid in the
    presence of catalysts of the type γ-Al2O3 and Nb2O5, in two temperature levels and
    pyrolysis methods; by means of a factorial planning; showed formation of ketones and
    hydrocarbons by deoxygenation of the fatty acid, which was used as a simplified matrix
    in relation to microalgae. When the best pyrolysis conditions were reached: 600 °C,
    heart cut method with γ-Al2O3 and knowing the first compounds of cracking reactions,
    new tests, this time with microalgae extract, obtained with different solvents were
    pyrolysed. The load that presented the best yield in bioquerosene and low nitrogen
    content was Halamphora coffeaeformis, whose extract was obtained by n-hexane. The
    pure thermal pyrolysis of Desmodesmus sp. with n-hexane was compared to the catalyst
    using γ-Al2O3. In fact, catalytic activity presented higher yields in biokerosene,
    promoting higher deoxygenation. The catalytic pyrolysis of the dried biomass was
    evaluated and compared. The products presented average yield of 30% of kerosene, in
    area. This time the Nannochloropsis oculata presented higher yield. The chemical
    analysis of the kerosene allowed to verify also that for each species it was possible to
    obtain different kerosene profiles, and who in comparison to thermal pyrolysis, the
    presence of the catalyst increased the formation of hydrocarbons in the range of
    kerosene, with nine to fifteen carbons. The guitars in this range showed excellent
    compatibility to be used as commercial aviation kerosene in the form of drop in fuel.

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  • DAYVID SOUZA SANTOS
  • PANORAMA DA SOCIOECONOMIA SOLIDÁRIA DO TERRITÓRIO LITORAL SUL DA BAHIA.

  • Orientador : RICARDO DE ARAUJO KALID
  • MEMBROS DA BANCA :
  • RICARDO DE ARAUJO KALID
  • NILTON VASCONCELOS JUNIOR
  • GENAUTO CARVALHO DE FRANCA FILHO
  • FERNANDO LUIZ PELLEGRINI PESSOA
  • Data: 20/03/2019

  • Mostrar Resumo
  • 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.


  • Mostrar Abstract
  • The Southern Coastal Territory of Bahia (TLS), until the end of the 1970s, had cocoa as one of the pillars of the Bahian economy, with production based on the con centric model of income, where many workers lived on the cocoa plantations in semi-slavery. From the 1980s, with the appearance of the witch's broom pest, the cocoa culture began to lose economic, political and social influence. This dissertation intends to make a study about the socioeconomic reality of the solidarity economy in the TLS and what is the technological content used in the productive process of these enterprises against the decline of cacauicultura. This analysis is the result of a survey involving 147 charitable economic enterprises mapped in TLS. The degree of formality, level of entrepreneurship, associativism and cooperativism were evaluated, among others; the degree of financial and technological independence; the relationship with the training of its participants and the role of teaching, research and extension institutions in supporting the projects addressed. The method used in the research is the deductive, accompanied by verification with exploratory and descriptive approaches. The results indicate that these enterprises do not have an entrepreneurial culture and do not use modern technologies or technological innovation, besides having an artisanal matrix of the means of production. In order to overcome this reality, it is necessary that the public power structure programs for the development of cooperative enterprises of the solidarity economy with high added value, focusing on research, science and technology, as well as on the formation of human capital

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  • LUCAS DE ARAUJO WANDERLEY ROMEIRO
  • TÉCNICAS DE DESAGREGAÇÃO DE CONSUMO D'ÁGUA A PARTIR DA DINÂMICA DE VAZÃO EM RESIDÊNCIAS

  • Orientador : ANTONIO CEZAR DE CASTRO LIMA
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ANTONIO CEZAR DE CASTRO LIMA
  • EDUARDO FURTADO DE SIMAS FILHO
  • CARLOS EDUARDO VIANA NUNES
  • Data: 17/04/2019

  • Mostrar Resumo
  • A pesquisa, do tipo experimental, visa o desenvolvimento de técnica de separação de consumo d’água em uma residência, que equacione simplicidade, eficiência e adaptabilidade para instalações de baixo custo. Atualmente, os estudos e procedimentos voltados para o monitoramento da utilização de água em residências são ínfimos, inacessíveis e seus resultados não conseguem atingir por exemplo um consumidor de baixa renda. Este projeto consiste no desenvolvimento de uma técnica simples que possa ser incorporada a sistemas microcontrolados, capazes de estudar, desagregar (distinguir) cargas e identificar padrões de utilização de água.  Durante o desenvolvimento, foi decidido utilizar metodologias simples para aquisição do sinal que reflete o deslocamento de fluido no interior da tubulação em direção às saídas, analisando assim o padrão de retorno dos pulsos emitidos por um sensor de efeito hall resultante desta vazão; assim sendo capaz de identificar e traduzir este deslocamento em informação digital. Com isso, nasceu o que foi batizado de impressão digital de cada ponto, que posteriormente será aplicada em tempo real num algoritmo que foi inspirado em uma regressão polinomial de segunda ordem, em conjunto com filtros de fluxos individuais para instituir diferenciações. Estudando e determinando a característica intrínseca e cada tipo de sinal, requerendo pouca informação e baixo poder de processamento; conseguindo como produto fim, uma solução extremamente simples, replicável e com baixo custo, concedendo a possibilidade para futura constituição de um produto comercial e acessível para consumidores de baixa renda. 


  • Mostrar Abstract
  • The research, of the experimental type, aims at the development of technique of separation of water consumption in a residence, which equates simplicity, efficiency and adaptability to low cost installations. Currently, studies and procedures aimed at monitoring the use of water in homes are small, inaccessible and their results can not reach, for example, a low-income consumer. This project consists of the development of a simple technique that can be incorporated into microcontrolled systems, capable of studying, discharging (distinguish) loads and identifying patterns of water use. During development, it was decided to use simple methodologies to acquire the signal that reflects the displacement of fluid inside the pipe towards the outputs, thus analyzing the return pattern of the pulses emitted by a hall effect sensor resulting from this flow; thus being able to identify and translate this shift into digital information. We called  this the "digital fingerprint of each point", which will later be applied in real time in an algorithm that was inspired by a second-order polynomial regression, in conjunction with individual flow filters to institute differentiations. Studying and determining the intrinsic characteristic and each type of signal, requiring little information and low processing power; achieving as an end product an extremely simple, replicable and low cost solution, which potentially allows the creation and comercialization of an affordable product for low income consumers.

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  • MARCOS MIRANDA SILVA SOUZA
  • PRECIPITAÇÃO DE ASFALTENOS EM RESERVATÓRIOS DE PETRÓLEO POR INJEÇÃO DE CO2 E DEPLEÇÃO: MODELAGEM E SIMULAÇÃO DO EQUILÍBRIO DE FASES A ALTA PRESSÃO.

  • Orientador : GLORIA MEYBERG NUNES COSTA
  • MEMBROS DA BANCA :
  • CRISTIANO HORA DE OLIVEIRA FONTES
  • FABIO PEDRO DO NASCIMENTO
  • FREDERICO WANDERLEY TAVARES
  • GLORIA MEYBERG NUNES COSTA
  • ROGERIO FERNANDES DE LACERDA
  • Data: 29/04/2019

  • Mostrar Resumo
  • 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.


  • Mostrar Abstract
  • The multiple contact miscible floods involving CO2 injection into reservoirs represent one of the most efficient enhanced oil recovery (EOR) processes widely used in mature fields and currently of great interest in Brazilian pre-salt reservoirs. Due to the high levels of CO2, which for environmental reasons cannot be released to the atmosphere, the main solution in pre-salt is its reinjection into the well. In addition to increase the oil recovery, the reinjection allows trapping the gas confined in the reservoir. However, CO2 injection and depletion may induce precipitation of asphaltenes, the heaviest and most complex fraction of the oil, causing its gradual deposition in the reservoir and facilities, which can stop the oil production and transportation, with significant economic losses. Therefore, predicting the asphaltene onset precipitation and the amount precipitated under CO2 injection or depletion is a scientific and technological challenge. This dissertation contributes to a better understanding of the main aspects of modeling asphaltene precipitation to accurately calculate the onset of precipitation and the amount of asphaltene precipitated, under reservoir conditions and with few experimental data. The effect of different characterizations methods for the residual oil fraction on the calculation of the asphaltene onset precipitation and the amount precipitated is critically evaluated as a function of the CO2 molar fraction by using the Hirschberg model. In addition, a new method is proposed to determine the asphaltene onset precipitation based on modeling and simulation of the density of the mixture oil-CO2 using the Hirschberg model and the SRK equation of state. Also, the asphaltene precipitation envelope is simulated using the Hirschberg model from a limited amount of experimental data. The results indicate the success of both models in correlating the available experimental data, but their predictive capabilities were not enough explored, because it would require a larger amount of experimental data. The experimental determination of the asphaltene onset pressure (AOP) for different conditions of CO2 injections would also allow the construction and simulation of more complete and comprehensive Asphaltenes Precipitation Envelopes.

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  • SARA OLIVEIRA NUNES
  • MODELO DE AVALIAÇÃO GERENCIAL PARA TRANSIÇÃO ENERGÉTICA APLICADO AO SETOR EÓLICO

  • Orientador : EDNILDO ANDRADE TORRES
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ANDRÉ LUIS ROCHA DE SOUZA
  • EDNILDO ANDRADE TORRES
  • EDUARDO OLIVEIRA TELES
  • JOSE RICARDO UCHOA CAVALCANTI ALMEIDA
  • Data: 09/05/2019

  • Mostrar Resumo
  • O petróleo tem sido a principal fonte de energia utilizada pela humanidade por muitos anos. Porém, as características finitas, assim como as consequências de sua utilização, acarretaram na busca pelo desenvolvimento de novas fontes de energia renováveis, ou seja, realizar a transição energética. A energia eólica vem se destacando como uma alternativa para suprir uma demanda crescente de energia. O objetivo deste trabalho foi desenvolver um modelo de apoio à tomada de decisão para incentivar empresas a realizarem a transição energética ao setor eólico. O modelo foi baseado na metodologia TOPSIS de análise multicritério. Os dados para aplicação do modelo foram obtidos através da revisão da literatura e da aplicação de questionário a empresas do setor. A forma como as empresas desses mercados relacionam a tomada de decisão com fatores internos e externos é diferente. As empresas foram enquadradas segundo perfis de investimento e, a partir daí, analisadas quanto a capacidade de transição. O resultado da simulação com dados de empresas de petróleo mostrou que a empresa com experiência em fontes renováveis teve uma aproximação de 57% com a solução ideal do TOPSIS, enquanto a empresa que apenas investe em petróleo, uma aproximação de 42%. Mesmo assim, o resultado foi considerado positivo para o investimento, pois as empresas estavam dentro da faixa de aceitação para perfis de investimentos arrojados.


  • Mostrar Abstract
  • The oil has been humanity's main source of energy for many years. However, as finite characteristics, as well as the consequences of their use, they are carried out in the search for the development of new renewable energy sources, that is, to realize an energetic transition. Wind energy has emerged as an alternative to meet growing energy demand. The case of this work developed a model to support the decision making for the companies that perform an energy transeitoria to the wind sector. The model was based on the TOPSIS - methodology of Multicriteria analysis. Data for the application of the model were obtained through literature review and questionnaire application. The way companies were incorporated into decision making by internal and external variables is different. The companies were classified according to investment profiles and, from there, analyzed as to the capacity of transition. The result of the simulation with data from oil companies showed that the company with experience in renewable sources had a 57% approximation with the ideal solution of TOPSIS, while the company that only invests in oil, an approximation of 42%. Even so, the result was considered positive for the investment, as the companies were within the range of acceptance for bold investment profiles.

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  • JOÃO VITOR STORTI NOVO
  • ANÁLISE DE CONFIABILIDADE DE SISTEMAS DE MÁQUINAS COLHEDORAS DE CANA-DE-AÇÚCAR USANDO
    O MODELO q-WEIBULL

  • Orientador : SILVIO ALEXANDRE BEISL VIEIRA DE MELO
  • MEMBROS DA BANCA :
  • SILVIO ALEXANDRE BEISL VIEIRA DE MELO
  • KARLA PATRICIA SANTOS OLIVEIRA RODRIGUEZ ESQUERRE
  • HERMAN AUGUSTO LEPIKSON
  • EDILSON MACHADO DE ASSIS
  • Data: 05/06/2019

  • Mostrar Resumo
  • 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.


  • Mostrar Abstract
  • The harvest of sugarcane with the use of harvesting machines directly influences the raw material demand required by the industries for the production of sugar, ethanol biofuel and bioenergy. The study of times to failure through proper reliability calculations can help avoid unwanted operational outages. Five systems of sugarcane harvesters called extraction, sugarcane transport, propulsion, drive and electronic are analyzed through a comparison of four models of lifetimes: q-Weibull, Weibull, q-exponential and exponential. The q-Weibull model, which has a connection with nonextensive statistical mechanics, is the generalization with four parameters of the usual three-parameter Weibull model. The q-Weibull model recovers as particular cases the Weibull, q-exponential and exponential distributions. A q-Weibull is asymptotically a power law and becomes an exponential in a limit condition. As a power law, the q-Weibull distribution is able to model complex systems and becomes flexible enough to unify two types of nonmonotonic behavior in their failure rate function that are not possible with the other three models: a bathtub and unimodal curves. These two types of shapes are described continuously, with a fixed set of four parameters. The application of the models to the practical examples is done with the estimation of parameters using probability plotting method, least squares and maximization of the coefficient of determination. The Akaike Information Criterion is used to support selection of models. Analytical expressions applications and graphical illustrations of the reliability and failure rate functions are presented.

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  • KALILA CALIL BARRETO COUTO
  • AVALIAÇÃO DO POTENCIAL DE APLICAÇÃO DA FERRAMENTA HFMEA COMO ELEMENTO PARA PROMOÇÃO DE UMA GESTÃO INTEGRADA EM HEMOCENTRO

  • Orientador : ASHER KIPERSTOK FIRST
  • MEMBROS DA BANCA :
  • Claudia Spegiorin Vicente
  • KARLA PATRICIA SANTOS OLIVEIRA RODRIGUEZ ESQUERRE
  • MARCIA MARA DE OLIVEIRA MARINHO
  • Data: 13/06/2019

  • Mostrar Resumo
  • A busca de uma gestão integrada da Qualidade, Saúde, Segurança, Meio Ambiente e Custos mais ativa no sistema de saúde trouxe a necessidade do estudo das perdas nas atividades desenvolvidas pelos hemocentros públicos brasileiros. Sendo assim, este estudo propôs a identificação e hierarquização das causas de perdas de bolsas de sangue e hemocomponentes em um Hemocentro Público Brasileiro por meio da aplicação da ferramenta Health Failure Mode and Effects Analysis (HFMEA). Esta ferramenta foi utilizada para análise e determinação da priorização das ações para as causas de perdas de bolsas como forma de suporte da gestão integrada no Hemocentro em estudo. A partir da aplicação da técnica foram identificados sete (07) modos de falhas prioritários que ocasionam em impacto ambiental, de saúde e segurança e aos custos do Hemocentro. Dessa forma, concluiu-se que é possível inserir a gestão ambiental e financeira no setor ao realizar a aplicação da ferramenta e determinar prioridades para redução de risco, redução de impacto ambiental e ainda benefícios financeiros.


  • Mostrar Abstract
  • The search for an integrated management that includes quality, health, security, environment, costs, and could be more active inside the health system, brought the necessity of studies about the waste of blood bags in activities developed in the Brazilian Public Blood Centers. This way, studies shows that the causes of blood bag waste, also blood components, could be identified, once applied the Health failure mode and effects analysis (HFMEA). This tool was used to determine the actions that should be taken, and your priorities to solve the waste issue in the Brazilian Blood center who was participating of the study. Once applying the technics, it was possible to identify 7 (seven) causes of the environment impacts, that interfere in the costs. Concludes that, it is possible to introduce an environment and financial management to the sector, by applying the tools that can identify the priorities and reduce the risk, also solving financial issues.

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  • BRENNER BIASI SOUZA SILVA
  • “MINERAÇÃO DE DADOS PARA PREDIÇÃO DE FALHA EM SISTEMA DE COLETA DE EFLUENTES”.

  • Orientador : KARLA PATRICIA SANTOS OLIVEIRA RODRIGUEZ ESQUERRE
  • MEMBROS DA BANCA :
  • KARLA PATRICIA SANTOS OLIVEIRA RODRIGUEZ ESQUERRE
  • LEIZER SCHNITMAN
  • LUCIANO MATOS QUEIROZ
  • Data: 19/06/2019

  • Mostrar Resumo
  • 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.


  • Mostrar Abstract
  • The occurrence of overflows in industrial effluent retention systems is an important environmental and operational aspect in most industries. The objective of this work was to analyze and classify the behavior of rainfall and overflows, and to propose a predictive model of overflows into a basin of the industrial effluent retention system in an oil refinery. The cluster analysis for precipitation and tank level time series is analyzed from the perspective of similarity between clusters and the detection of change points to determine the behavior of time series. A constructed predictive model was also proposed for rainwater drainage systems in industrial areas using supervised machine learning with the objective of indicating whether the containment basin will overflow within 24 hours, using the techniques used k-nearest neighbors (KNN) and Random Forest. The set of unsupervised machine learning methodologies used allows information to be obtained on hydrological and process events in scenarios with low data availability without the need to increase the information. It was identified that, in the absence of precipitation or occurrence of low daily precipitation volumes, the system failed, and the percentage of overflows is higher than the expected natural value. In addition, there are no overflows in rainy periods if there is satisfactory operation of the system. Scenarios and variations in sampling techniques for training the classification models were used. The best results were obtained from the Random Forest algorithm using the oversampling, undersampling and ROSE re-sampling techniques.

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  • MARCOS OLIVIO SCARAMUSSA JUNIOR
  • SISTEMAS DE COGERAÇÃO PARA PEQUENAS E MÉDIAS EMPRESAS DO SETOR TERCIÁRIO

  • Orientador : EDNILDO ANDRADE TORRES
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ANTONIO GABRIEL SOUZA ALMEIDA
  • EDNILDO ANDRADE TORRES
  • JULIO AUGUSTO MENDES DA SILVA
  • VITOR PINHEIRO FERREIRA
  • Data: 09/07/2019

  • Mostrar Resumo
  • A viabilidade técnica, ambiental e econômica de sistemas de cogeração de energia, baseados em motor alternativo a gás natural e chiller por absorção foi investigada. Projetos que atendam à crescente demanda por diversificação da oferta energética no Brasil já são bem estudados, mas o alinhamento entre as modernas legislações de incentivo e regulação com as tecnologias disponíveis no mercado para aplicação em supermercados não é bem compreendido. O objetivo do estudo foi dividido em: desenvolvimento de um indicador técnico (AT) e um indicador econômico (VEO) para avaliação geral de projetos de cogeração; aplicação de um indicador ambiental; mapeamento das restrições e exigências de projeto no que diz respeito à legislação da cogeração qualificada e compensação de energia; levantamento da carga térmica e elétrica em um estudo de caso; modelagem da planta de cogeração para atender o estudo de caso; avaliação do estudo de caso por meio dos indicadores desenvolvidos. Os resultados apresentam as melhores combinações para implantação de sistemas de cogeração, através de uma abordagem técnica, utilizando diferentes modelos de chiller por absorção; e uma abordagem ambiental, com a emissão de CO2 desses sistemas, comparada com a emissão da matriz brasileira. No quesito econômico, os resultados apresentam a viabilidade de implantação do modelo em um supermercado, junto com a projeção diária do faturamento da energia e uma análise de investimentos em três cenários de risco. O modelo se mostrou tecnicamente viável em todos os cenários; sendo o 1º cenário, com o sistema funcionando 14 horas por dia, no 2º cenário, funcionando 24 horas por dia e no 3º cenário, com o modelo sendo auxiliado por um reservatório térmico, para acumular energia térmica. Os resultados do indicador técnico (AT) e dos indicadores de investimento (VPL, TIR e Payback) direcionam para a implantação do sistema de cogeração em substituição à compra de eletricidade da rede. Entretanto, o indicador ambiental aponta que os modelos são mais poluentes que a alternativa atual; e o VEO negativo, mas próximo a zero, recomenda uma maior atenção dos gestores para que eles não percam oportunidades de geração de eletricidade ao invés de compra na rede.


  • Mostrar Abstract
  • The technical, environmental and economic feasibility of cogeneration systems, based on natural gas internal combustion engines and absorption chillers was investigated. Projects that meet the growing demand for diversification of energy supply in Brazil are already well studied, but the alignment between the modern incentive and regulation laws with the technologies available in the market for application in supermarkets are not well understood. The objective of the study was divided into: development of a technical indicator (AT) and an economic indicator (VEO) for a general evaluation of cogeneration projects; application of an environmental indicator; mapping constraints and project requirements with respect to the legislation of qualified cogeneration and energy compensation; electrical and thermal load survey in a case study; modeling of the cogeneration plant to meet the case study; evaluation of the case study using the indicators developed. The results present the best combinations for the implementation of cogeneration systems, through a technical approach, using different absorption chiller models; and an environmental approach, with the emission of CO2 from these systems, compared to the emission of the Brazilian matrix. In the economic aspect, the results show the feasibility of implementing the model in a supermarket, together with the daily projection of energy billing and an investments analysis in three risk scenarios. The model proved to be technically feasible in all scenarios; being the first scenario, with the system running 14 hours a day, in the 2nd scenario, running 24 hours a day and in the 3rd scenario, with the model being aided by a thermal reservoir to accumulate thermal energy. The results of the technical indicator (TA) and the investment indicators (NPV, TIR and Payback) direct to the implementation of the cogeneration system in substitution of the purchase of electricity from the grid. However, the environmental indicator points out that the models are more polluting than the current alternative; and the negative VEO, but close to zero, recommends a greater attention of the managers so that they do not lose opportunities of generation of electricity instead of purchase in the grid.

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  • Bruno Santos Silva
  • AVALIAÇÃO DA VIABILIDADE DO PRÉ-PROCESSAMENTO DO EUCALIPTO PARA GERAÇÃO DE ENERGIA

  • Orientador : EDNILDO ANDRADE TORRES
  • MEMBROS DA BANCA :
  • EDNILDO ANDRADE TORRES
  • FRANCISCO GAUDENCIO MENDONCA FREIRES
  • JULIO AUGUSTO MENDES DA SILVA
  • Data: 23/07/2019

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  • 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.


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  • The demand for energy sources is increasing due to the harmful effects of using fossil fuels. Biomass is a sustainable energy source suitable for replacing them and torrefaction, briquetting and drying are thermal and thermo mechanical processes capable of reducing the cost of the energy generated with it. Some of the benefits of these processes include the increase in combustion efficiency due to chemical changes caused by torrefaction and the reduction of the required excess air due to briquetting. Besides, the increase in energy density due to torrefaction reduces transportation costs, because it allows more energy to be produced with the same volume of biomass. Also the production of a fuel with properties more suitable for storage, among others. This work aims to evaluate the technical and economical feasibility of these processes when used to convert the eucalyptus right before the transportation by trains or trucks to thermoelectric plants. The calculations were made with data obtained from the literature such as the relationship between moisture content and density or the heating value of the wood, between moisture content and the composition of the wood and the efficiency of the boiler where combustion takes place, among others. Data provided from related companies was also used such as the prices and characteristics of the machines. By calculating the net present values and the times of return on investment we evaluated which processes result in the greatest returns on investment and lower times of return on the investment. The processes were organized into three production routes. Route 1, which can be summarized to chopping and drying the wood, route 2, which can be summarized to chopping, drying and briquetting and route 3 which can be summarized to chopping, drying, torrifying and briquetting. The use of the briquetted eucalyptus from route 2 results in a higher energy cost and the only dried eucalyptus from route 1 or the torrified eucalyptus from line 3 may result in lower energy costs and greater and faster returns on the investment, depending on the climatic conditions, the distance between the thermoelectric plant and the conversion plant and the mode of transportation used. The variation in the cost of the steam generated, depending on the climatic conditions, in dollars per ton, for road transportation and the distance of 1 km for lines 1,2 and 3 is from US$ 52 to US$ 81 , US$ 85 to US$ 56 and US$ 49 to US$ 55, respectively. For 500 km it is from US$ 67 to US$ 93, from US$ 71 to US$ 98 and from US$ 59 to US$ 66 respectively. For railroad transportation and the distance of 1 km it varies from US$ 50 to US$ 79, from US$ 54 to US$ 84 and from US$ 47 to US$ 53. For a distance of 500 km it varies from US$ 52 to US$ 81, from US$ 56 to US$ 86 and from US$ 49 to US$ 55 respectively.

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  • KEILLA LIMA BADARÓ
  • ESTUDO DO CASO DO SHALE GAS: UMA POSSIBILIDADE ENERGÉTICA NO BRASIL CONTEMPORÂNEO

  • Orientador : EDNILDO ANDRADE TORRES
  • MEMBROS DA BANCA :
  • EDNILDO ANDRADE TORRES
  • JULIO AUGUSTO MENDES DA SILVA
  • VANJOALDO DOS REIS LOPES NETO
  • Data: 20/08/2019

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  • Essa dissertação visa entender através do estudo de caso especifico aos Estados Unidos da América como o Shale Gas pode se tornar uma possibilidade energética de sucesso no Brasil contemporâneo. Diante da consolidada realidade positiva norte-americana relacionada a ampla cadeia produtiva do gas natural não convencional e do otimismo recente argentino, busca-se identificar conforme uma abordagem dialética em junção com os procedimentos técnicos comparativo, histórico, empírico observacional e estatístico, as principais vantagens e desvantagens ou desafios que impulsionam ou inibem a produção do Shale Gas nacional. As sínteses geradas nesse estudo motivou a sugestão de melhorias ao modelo estratégico de desenvolvimento do gás natural em vigor no Brasil em relação ao desenvolvimento da produção de Shale Gas. O Estado brasileiro deve priorizar a criação de um projeto eficaz objetivando a avaliação, planejamento, exploração, produção e a distribuição final de Shale Gas em concomitância com a proteção do meio ambiente e a praticidade concreta do experimentado modelo norte-americana.


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  • This dissertation aims to understand through the case study specific to the United States of America how Shale Gas can become an energetic possibility of success in contemporary Brazil. In view of the consolidated positive American reality related to the wide chain of production of natural gas and recent Argentine optimism, we seek to identify according to a dialectical approach in conjunction with technical comparative, historical, empirical observational and statistical techniques, the main advantages and disadvantages or challenges that drive or inhibit the production of the national Shale Gas. The syntheses generated in this study motivated the suggestion of improvements to the strategic model of natural gas development in force in Brazil in relation to the development of Shale Gas production. The Brazilian State should prioritize the creation of an effective project aiming at the evaluation, planning, exploration, production and final distribution of Shale Gas in concomitance with the protection of the environment and the concrete practicality of the experienced North American model.

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  • CARLA BISPO MENDES
  • ANÁLISE TÉCNICA E ECONÔMICA DA UTILIZAÇÃO DE DIRIGÍVEIS NO TRANSPORTE DE CARGAS INDIVÍSIVEIS E VOLUMOSAS EM SITUAÇÕES DE DIFICIL ACESSO

  • Orientador : CRISTIANO HORA DE OLIVEIRA FONTES
  • MEMBROS DA BANCA :
  • CARLOS ARTHUR MATTOS TEIXEIRA CAVALCANTE
  • HERMAN AUGUSTO LEPIKSON
  • FRANCISCO UCHOA PASSOS
  • Data: 09/09/2019

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  • 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.


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  • Transportation of bulky loads in the Brazilian territory demands stiff planning due to cargo
    dimension and weight that trespasses what is permitted by law. Added to that, logic
    infrastructure has many problems, from bureaucratic issues to lack of maintenance on roads,
    ports and airports. Such problems can hinder transportation and, in difficult access locations,
    can make projects unfeasible due to high costs. Proposing airships for cargo transportation is
    not new, but it has been disregarded because of its existing technical limitations. Today, thanks
    to the latest technological advances, airships can prove to be a niche alternative for acting in
    niches in which logistics conditions are adverse to conventional transportation, where access
    ways are necessary due to cargo dimension or even route change or due to walkways and towers,
    which hinder transportation. Airships can be an intermediate solution between speed and cost,
    as well as the reduction of greenhouse gas emissions and minimal dependence of landing and
    loading/unloading infrastructure. This paper does a technical comparison between aircrafts and
    highway models. From these analyzes it is possible to conceive that airships can be a viable
    alternative both economically and technically.

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  • CAROL CORREIA VIANA
  • ESTUDO DA EFICIÊNCIA ENERGÉTICA EM INDÚSTRIA AVÍCOLA

  • Orientador : EDNILDO ANDRADE TORRES
  • MEMBROS DA BANCA :
  • EDNILDO ANDRADE TORRES
  • JORGE LAUREANO MOYA RODRIGUEZ
  • PIETER DE JONG
  • Data: 17/10/2019

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  • Diante da crescente preocupação com diversas questões ligadas à segurança energética e desenvolvimento sustentável aponta-se a eficiência energética, principalmente no setor industrial, como um importante recurso para atender a futura demanda, assegurar o fornecimento de energia a sociedade e construção de uma política energética sustentável. No Brasil, o setor industrial é o maior consumidor de energia, sendo responsável por 32,9% de toda energia consumida no país. Desta forma, uma série de ações voltadas à conservação e eficiência energética foram direcionadas a este setor. Apesar disto, muitas indústrias, sobretudo as pequenas e médias, enfrentam dificuldades em definir um ponto de partida para realização de melhoria no uso de energia, não possuem controle do consumo energético e a medição do potencial de eficiência energética passa a ser um desafio, devido a sua difícil caracterização quantitativa. Diante disto, esta pesquisa aplicada, quantitativa-qualitativa, exploratória-descritiva, bibliográfica e documental, baseada no estado de caso único, propõe uma investigação sobre a eficiência energética de uma indústria do avícola, identificando as principais barreiras e potenciais para a utilização racional da energia. Para isto, efetuou-se uma revisão da literatura com foco na análise de métodos de eficiência energética e gestão energética aplicados a indústria. Em seguida, realizou-se uma revisão energética por meio da análise dos usos e consumos de energia com o intuito de identificar oportunidades de melhoria para o desempenho energético e estabelecer a linha de base e indicadores de uma indústria avícola, utilizando como base a norma ABNT NBR ISO 50001. A indústria avícola possui como atividade principal a avicultura de frango de corte, executando todos processos produtivos necessários para a comercialização de seus produtos, desde a criação até o abate. Por meio da revisão energética verificou-se que a energia elétrica é a fonte de energia mais consumida pela empresa, com uma representatividade de 98,75%. Dentro da delimitação de fronteiras por processo constatou-se que o processo de abate de aves é a maior consumidora de eletricidade, sendo responsável por 76,03% e na identificação dos módulos temáticos de uso significativo de energia verificou-se que o sistema de refrigeração é o maior consumidor, com 84,68%. Demonstrou-se também a existência de potenciais oportunidade de melhoria e adequação em todos os módulos temáticos, principalmente no sistema motriz, condicionamento de ar e iluminação. Com a implantação das medidas e adequações propostas contabilizou-se uma economia anual de 181 998 kWh/ano no consumo, correspondendo a uma redução de aproximadamente 11% do consumo de eletricidade da área de fronteira, R$ 58 489,00/ano no custo e redução de emissões de 510 quilogramas de CO2/ano. Com base nas análises estatísticas realizadas foi possível determinar o modelo de linha de base para representar o consumo de energia elétrica. Além disso, elaborou-se indicadores de desempenho energético por benchmarking, no qual obteve-se um índice de consumo específico real de 0,26 MWh/t. Elaborou-se também um indicador de consumo do sistema de refrigeração cujo resultado foi de 0,18 kWh/kg. Além do mais, através da matriz de gerenciamento de energia e avaliação do gerenciamento de energia observou-se que o gerenciamento de energia da empresa é praticamente inexistente. Por fim, com base nos resultados obtidos na revisão energética e avaliação da gestão energética constatou-se que a indústria avícola possui grande capacidade para aumentar a conservação de energia, sendo as medidas de ações propostas viáveis, factíveis e de grande potencial de aplicação para o alcance da eficiência energética.


  • Mostrar Abstract
  • In view of growing concern with several issues related to energy security and sustainable development energy efficiency, particularly in the industrial sector, is pointed out as an important resource to meet future demand, ensure the supply of energy to society and the construction of sustainable energy policy. In Brazil, the industrial sector is the largest consumer of energy, accounting for 32.9% of all energy consumed in the country. In this way, a series of actions aimed at the conservation and energy efficiency were directed to this sector. Despite that, many industries, particularly small and medium-sized ones, face difficulties in defining a starting point for energy use improvement, lack of control of energy consumption and measurement of energy efficiency potential is a challenge due to its difficult quantitative characterization. Given that, this quantitative-qualitative, exploratory-descriptive, bibliographical and documentary research, based on the single-case state, proposes research on the energy efficiency of a poultry industry, identifying the main barriers and potentials for the rational use of energy. To demonstrate, a review of the literature was done focusing on the analysis of energy efficiency and energy management methods applied to industry. Then, an energy review was carried out by analyzing the uses and consumption of energy to identify opportunities for improvement in energy performance and to establish the baseline and indicators of the poultry industry, based on the standard ABNT NBR ISO 50001. The poultry industry has primarily engaged in broiler poultry, performing all processes necessary for the sale of its products, from creation to slaughter. Through the energy review, it was verified that the electric energy is the energy source most consumed by the company, with a representatives of 98.75%. Within the delimitation of borders by process, it was found that the poultry slaughtering process is the largest consumer of electricity, accounting for 76.03% and in the identification of the thematic modules of significant energy use it was verified that the refrigeration system is the largest consumer, with 84.68%. It was also demonstrated the existence of potential opportunities for improvement and adequacy in all thematic modules, mainly in the driving system, air conditioning and lighting. With the implementation of the proposed measures and adjustments, an annual saving of 181 998 kWh/year in consumption was recorded, corresponding to a reduction of approximately 11% in the consumption of electricity in the border area, R $ 58,489.00/year in the cost and reduction of emissions of 510 kilograms of CO2/year. Based on the statistical analyses carried out, it was possible to determine the baseline model to represent the electric power consumption. Besides that, energy performance indicators were developed by benchmarking, in which an actual specific consumption index of 0.26 MWh / t was obtained. An indicator of consumption of the refrigeration system was also produced, with a result of 0.18 kWh/kg. Moreover, through the energy management matrix and evaluation of energy management, it was observed that the power management of the company is almost non-existent. Finally, based on the results obtained in the energy review and evaluation of the energy management, it was verified that the poultry industry has a great capacity to increase energy conservation, and the proposed measures of action are viable, feasible and of great application potential energy efficiency

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  • EDUARDO LIBORIO PIEDADE DA SILVA SANTOS
  • DIMENSIONAMENTO E SIMULAÇÃO DE UM SISTEMA DE ENERGIA SOLAR TÉRMICA COM CONCENTRADOR PARABÓLICO E MOTOR STIRLING.

  • Orientador : ROBSON DA SILVA MAGALHAES
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ALEX ALISSON BANDEIRA SANTOS
  • EDNILDO ANDRADE TORRES
  • JULIO AUGUSTO MENDES DA SILVA
  • ROBSON DA SILVA MAGALHAES
  • Data: 29/10/2019

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  • 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.


  • Mostrar Abstract
  • Among the measures to deaccelerate global warming the application of renewable sources to
    generate electrical power, such as solar power systems, is indispensable. Concentrating Solar
    Thermal Power (CSP) generation is an alternative with a growing potential tha can complement
    the electrical grid at places with proper geoclimatic conditions. CSP systems have high efficiency
    and larger production capacity when compared to photovoltaic systems, and also the possibility of
    thermal storage, allowing them run at periods with no solar radiation. Dish Stirling (DS) parabolic
    concentrator systems are the most efficient CSP systems, and their modularity enables their use
    in distributed generation. These systems, however, are not yet commercially attractive mainly
    due to their high cost of production and low reliability. Thus, the development of more efficient
    design methods for DS systems is an important measure to make them a viable alternative for
    renewable electricity generation. So, in this work a simple method to design and simulate DS
    systems is proposed in order to ease DS systems development. To determine the energy input
    of a Stirling engine the ideal isothermal Schmidt model, the ideal adiabatic model, and the
    Simple model are compared through the simulation of the GPU-3 Stirling engine, and contrasted
    with experimental data. In order to determine solar energy availability, a model of estimation
    of the Direct Normal Irradiance (DNI) based on the Linke atmospheric turbidity factor is used.
    This model is tested for three Brazilian cities: Salvador, Marília and Porto Alegre. Its results
    are compared to measured data from the National Meteorology Institute (INMET - Instituto
    Nacional de Meteorologia). The data obtained through these models are applied to the parabolic
    concentrator sizing and design based on the energy input of the Stirling engine and considering
    the maximum DNI values. The design method of DS systems proposed in this work is successful
    and usable for initial assessments of the DS system dimensions, nonetheless the application of
    more accurate models for Stirling engine simulation and for DNI estimation, in the absence of
    measured data, is necessary.

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  • SACHA DA SILVA GRAMACHO COELHO
  • METODOLOGIA DE CARACTERIZAÇÃO DE SITES PARA APLICAÇÃO DE ARMAZENAMENTO GEOLÓGICO DE CARBONO ATRAVÉS DE CO2-EOR COMO TECNOLOGIAS DE CCUS: UM ESTUDO DE CASO NA BACIA DO RECÔNCAVO

  • Orientador : JOSE CELIO SILVEIRA ANDRADE
  • MEMBROS DA BANCA :
  • LUIZ CARLOS LOBATO DOS SANTOS
  • CARINE TONDO ALVES
  • GEORGE AUGUSTO BATISTA CAMARA
  • Data: 11/11/2019

  • Mostrar Resumo
  • emissão de CO2, gás de efeito estufa, oriundo de fontes antropogênicas é um dos fatores que contribui para o aquecimento global e consequentemente as mudanças climáticas. Políticas energéticas, tratados e acordos climáticos aparecem como meio de mostrar para o mundo o quão importante e necessário é investir em sustentabilidade, engenharia verde e tecnologias de baixo carbono ou no-carbono. Como umas dessas tecnologias tem-se o CCS (Carbon, Capture and Storage-Captura e Armazenamento de Carbono) e CCUS (Carbon, Capture, Use and Storage of Carbon-Captura, Uso e Armazenamento de Carbono), sendo esta segunda a tecnologia abordada neste trabalho. CCUS tem como finalidade reduzir as emissões de CO2 para a atmosfera ao mesmo que permite o uso de combustíveis fósseis. O armazenamento de carbono através do CO2-EOR são partes integradas do CCUS, que podem ser aplicadas em campos esgotados ou com características maduras e marginais, estas que são características de grande parte dos campos das bacias onshore no Brasil. O setor onshore brasileiro possui um histórico de exploração e produção, porém que foi decaindo com o passar do tempo principalmente após a descoberta do pré-sal. Apesar de ainda possuir reservas de óleo e gás que podem ser exploradas, grandes empresas não são atraídas por tais áreas, ficando apenas nas mãos de pequenos e médios produtores. Uma das bacias do setor onshore brasileiro é a Bacia do Recôncavo, alvo de vários projetos envolvendo CO2-EOR e armazenamento geológico, também objeto de estudo desta dissertação que traz como pauta a proposição de uma metodologia de caracterização de sites que tem como finalidade selecionar e caracterizar sites para armazenar carbono através de CO2-EOR. Com a finalidade de corroborar a metodologia proposta, foi realizado um estudo de caso utilizando uma amostra de fluído coletada de um campo da Bacia do Recôncavo, que passou pelo processo de Quick Screening, uma das etapas da metodologia de caracterização, resultando que este campo seria propício para CO2-EOR através de injeção imiscível de CO2.


  • Mostrar Abstract
  • CO2 emissions due to anthropogenic sources is one of the factors that contributes to global warming and consequently climate change. Energy policies, agreements and climate agreements appear to show the world how important and necessary it is to invest in sustainability, green engineering and low carbon or non-carbon technologies. A known technology CCS (Carbon Capture and Storage) and CCUS (Carbon Capture, Use and Storage of Carbon), the second one approached in this study. CCUS aims to reduce CO2 emissions into the atmosphere while allowing the use of fossil fuels. Carbon storage through CO2-EOR are integrated parts of CCUS, which can be applied to depleted fields or with mature and marginal characteristics, which are characteristic of most of the onshore basin fields in Brazil. The Brazilian onshore sector has a history of exploration and production, but it has been declining over time mainly after the discovery of pre-salt. Although they still have oil and gas reserves that can be explored, large companies are not interested in such areas, that are mostly exploted by small and medium producers. One of the basins of the Brazilian onshore sector is the Recôncavo Basin, the target of several projects involving CO2-EOR and geological storage, which is also the object of study of this dissertation that proposes a methodology of site characterization that aims to select and Characterize sites for storing carbon through CO2-EOR. In order to corroborate the proposed methodology, a case study was carried out using a fluid sample collected from a Recôncavo Basin field, which underwent the Quick Screening process, one of the stages of the characterization methodology, resulting that this field would be favorable to CO2-EOR through immiscible CO2 injection

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  • VICENTE BRAGA BARBOSA
  • UMA NOVA ABORDAGEM NA SELEÇÃO DE VARIÁVEIS PARA ANALISADORES VIRTUAIS VIA REGRESSÃO POR MÍNIMOS QUADRADOS PARCIAIS.

  • Orientador : KARLA PATRICIA SANTOS OLIVEIRA RODRIGUEZ ESQUERRE
  • MEMBROS DA BANCA :
  • DANIELA DOMINGOS
  • KAREN VALVERDE PONTES VATER
  • KARLA PATRICIA SANTOS OLIVEIRA RODRIGUEZ ESQUERRE
  • Data: 19/12/2019

  • Mostrar Resumo
  • 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.


  • Mostrar Abstract
  • Virtual analyzers play a strategic role in the petrochemical industry due to its capacity to estimate control variables through mathematical models. Yet, in order to guarantee the model output, it is essential to ensure the availability and reliability of input data, which implies greater financial efforts to guarantee the maintainability of the measuring devices used to generate model input. The aim of this work is to propose a new approach to variable selection for Partial Least Square (PLS) models through the introduction of an indicator which evaluates the gain in predictive power of a model as a function of the increase in its combined costs due to the addition of a process variable as model input. For that, process variables are ranked with VIP (Variable Importance in Projection) scores and, one by one, introduced in different PLS models. The new indicator measures the ratio between the difference in correlation coefficient (𝑟) of the observed and predicted output from the models with and without the input variable, and the difference between the combined standardized costs of the respective models. Thus, it quantifies the ration between gain in performance and increase in costs due to the introduction of an input variable in the model. The proposed approach is used to select input variables for a model that estimates nine temperature points (initial point of distillation 5%, 10%, 30%, 50%, 70%, 90%, 95% vaporized mass, and final point of distillation) of a naphtha, which are used as parameters to determine the naphtha’s quality. There was an availability to select data from 121 process variables (PV), which include flow, temperature, pressure and level variables. The PLS model built under the new approach selected 37 out of the 121 PVs, with a combined cost (𝑐𝑇) that accounts for 34% of the 𝑐𝑇 of the combined cost for the model with 121 VPs, and 88% of the combined cost with variable selection through VIP. The root mean square error of prediction for the model varied between 1.184 °C and 3.108 °C for variables whose values ranged from 90°C to 155°C. The 𝑟 for the validation group varied between 0.875 and 0.932, with the exception of the point with 95% vaporized mass, which displayed an 𝑟 of 0.753. Thus, the variable selection through the new proposed approach was able to develop an empirical model with adequate predictive power to be used in a virtual analyser. As such, the results suggest that the presence of an economic trait during the process of selecting variables, which tends to be purely statistical, contributes to procedures which are more data oriented in the decision-making process of complex industrial environments, particularly in the petrochemical industry.

Teses
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  • DIEGO LIMA MEDEIROS
  • AVALIAÇÃO ENERGÉTICA E AMBIENTAL DO SANEAMENTO BASEADO EM RECURSOS PARA APROVEITAMENTO DA URINA HUMANA NA AGRICULTURA

  • Orientador : ASHER KIPERSTOK FIRST
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ASHER KIPERSTOK FIRST
  • EDUARDO HENRIQUE BORGES COHIM SILVA
  • EMERSON ANDRADE SALES
  • JOSE ADOLFO DE ALMEIDA NETO
  • LUCIANO MATOS QUEIROZ
  • MARC ARPAD BONCZ
  • MARCELO ANTUNES NOLASCO
  • RICARDO FRANCI GONÇALVES
  • Data: 17/04/2019

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  • O propósito desse trabalho foi contribuir com a promoção de soluções ecológicas e escaláveis
    para o saneamento doméstico, especificamente aquelas referentes a recuperação de recursos.
    O objetivo da tese foi avaliar o desempenho energético e ambiental do ciclo de vida do
    aproveitamento dos recursos naturais do saneamento doméstico no contexto brasileiro,
    especificamente na região semi-árida. Assim, foi apresentado um referencial teórico dos temas
    relacionados à sustentabilidade ambiental, ferramentas da ecologia industrial como produção
    mais limpa (PML), avaliação do ciclo de vida (ACV) e análise de fluxo de materiais (AFM),
    relação do saneamento doméstico com os recursos hídricos, energéticos e nutrientes, assim
    como diferentes sistemas de tratamento do efluente doméstico. O referencial teórico sobre
    aproveitamento da urina humana na agricultura apresentou o estado-da-arte desse tema. A
    gestão da urina humana foi analisada nos aspectos técnicos, energéticos e econômicos com
    um estudo de caso da região Portal do Sertão no estado da Bahia (Brasil). O desempenho
    energético e ambiental do ciclo de vida da separação da urina humana e sua aplicação como
    fertilizante na agricultura foi analisada em distintos cenários de transporte, volatilização da
    amônia e co-produtos em comparação as práticas convencionais. O método Cone-Invertido
    foi proposto para melhorar continuamente a informação, apoiar a tomada de decisão,
    estruturar política pública com base no avanço tecnocientífico e cumprimento de metas
    ambientais. Os resultados demonstraram que o aproveitamento dos recursos do saneamento
    doméstico foi potencialmente promissor e mais ecoeficiente que as soluções convencionais,
    principalmente devido à redução das demandas hídrica e energética; redução do lançamento
    dos nutrientes nos mananciais hídricos ou necessidade de remove-los do efluente tratado;
    redução da produção dos fertilizantes minerais; assim como promovem a economia circular
    com o aumento da segurança dos recursos a nível regional. A segregação dos fluxos do
    efluente doméstico se mostrou vantajosa comparado as práticas convencionais nas categorias
    ambientais avaliadas, principalmente em regiões com proximidade entre a fonte geradora e o
    local de aplicação do fertilizante. Recomenda-se que as soluções sanitárias sejam articuladas
    com as disponibilidades de recursos locais para garantir a segurança hídrica, energética e
    alimentar, assim como justiça social e viabilidade econômica. Portanto, o setor de saneamento
    doméstico deve ser planejado em conjunto com os setores de habitação, fertilizantes e
    agricultura.


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  • The purpose of this work was to contribute to the promotion of ecological and scalable
    solutions of domestic sanitation, specifically those related to resource recovery. The goal of
    the thesis was to evaluate the energetic and environmental performance along the life cycle of
    resource recovery from domestic sanitation in the Brazilian context, mainly in the semi-arid
    region. Thus, a theoretical reference was presented on themes related to environmental
    sustainability, industrial ecology tools such as cleaner production (CP), life cycle assessment
    (LCA) and material flow analysis (MFA), the relation among domestic sanitation and
    resources such as water, energy and nutrients, as well as different systems of domestic effluent
    treatment. A theoretical reference on the state-of-the-art of the human urine use in agriculture
    was presented. Human urine management was analyzed in technical, energy and economic
    aspects in a case study of the Portal do Sertão region in the state of Bahia (Brasil). The
    energetic and environmental performance along the life cycle of the human urine separation
    and its application as fertilizer in agriculture was analyzed in different scenarios of transport,
    ammonia volatilization and co-products in comparison to conventional practices. The Cone-
    Invertido method was proposed to improve information continuously, support decisionmaking,
    structure public policy based on techno-scientific advancement and compliance with
    environmental targets. The results showed that the resource recovery from domestic sanitation
    was potentially promising and more ecoefficient than the conventional solutions, mainly due
    to the reduction of the water and energy demands; reduction of nutrient release into water
    bodies or need to remove them from treated effluent; reduction of mineral fertilizer
    production; as well as promotion of the circular economy by increasing resource security at
    the regional level. Segregation of the domestic effluent flows proved to be advantageous
    compared to conventional practices in the environmental categories evaluated, mainly in
    regions with the generating source close to the fertilizer application site. It is recommended
    that sanitary solutions be articulated with local resource availability to ensure water, energy
    and food security, as well as social justice and economic feasibility. Therefore, the domestic
    sanitation sector should be planned together with the housing, fertilizer, and agriculture
    sectors.

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  • LUIS CLAUDIO ALVES BORJA
  • DESENVOLVIMENTO DE UM MÉTODO QUANTITATIVO PARA PREVISÃO DE ASPECTOS AMBIENTAIS GERADOS POR CANTEIROS DE OBRAS.

  • Orientador : ASHER KIPERSTOK FIRST
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ASHER KIPERSTOK FIRST
  • JOAO LUIZ CALMON NOGUEIRA DA GAMA
  • JUAN PEDRO MORENO DELGADO
  • RITA DIONE ARAUJO CUNHA
  • SANDRO FABIO CESAR
  • PAULO ROBERTO LOPES LIMA
  • Data: 26/04/2019

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  • 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.


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  • The growth of medium-sized cities and urban concentration is a worldwide trend.In Brazil, this rapid concentration and the demand for housing, mobility, and infrastructure have seen generated negative impacts on the quality of urban life with increased pollution, waste generation, and neighborhood nuisances.The construction industry is an important agent in this process, in which the demolition, renovation, and construction of buildings involve a complex network of actors and activities.Despite technological advances and regulatory milestones, the industry is still far from implanting a low-impact crop in its construction sites.Most of the difficulties are directly related to the characteristics of the sector: the diffuse character of the production sites; the variety of activities and inputs; the intense use of transport and movement; the quality and productivity problems; the informality and low environmental commitment.

    The construction process is not restricted to the urban lot under construction since the various flows (materials, people, and services) impact the environment and it creates "virtual construction sites".These are also important Generators Poles of Travel - PGT (loads, equipment and people), restricting mobility, blocking roads, damaging sidewalks and generating risks.In front of this context, this research presents a method for predicting environmental aspects generated by construction sites, through the integration between a cost base and environmental performance evaluation indicators.Initially, the model development required a comprehensive review of the state of the art related to environmental performance evaluation tools to identify the main problems about qualification and quantification of environmental aspects and impacts of the construction sites.The study then analyzed a set of construction cost databases to answer how to transform cost data into environmental information and this information into knowledge in building practices.To adjust the method, a field survey was carried out to analyze the local impacts of construction sites in the city of Feira de Santana, and how their construction management models and construction practices influence environmental performance.The analysis of the relationships between activities/services, environmental aspects and impacts was based on the model proposed by the EU Eco-Management and Audit Scheme (EMAS), supporting the development of the method and its mathematical representation.A case study was implemented to validate the method using the quantitative list (BOQ) from two residential buildings to measure their environmental aspects.The results validate the usefulness of the method to support the decision-making process in the choice of constructive activities and in the allocation of control systems, such as recommending the execution of off-site services to reduce impacts in the neighborhood.

    In addition, the method was easy to apply for evaluation of construction sites, as well as flexible to incorporate other activities, adapting to the demand of builders and public agents to reduce the environmental impacts of construction sites.The results of the application of the method on the case study reinforce its viability as an instrument of environmental evaluation and as a tool to aid the decision making by the control agents and construction management.The choice of cost database as the basis of the method points to greater ease of implantation of the method and diffusion of environmental knowledge, contributing to promoting the reduction of the impacts of these construction sites.

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  • RITA DE CÁSSIA SOUZA RIBEIRO TORRES
  • IMPACTOS DA PRECIFICAÇÃO INTERNA DO CARBONO EM UMA DISTRIBUIDORA DE ENERGIA ELÉTRICA BRASILEIRA NO RESULTADO ECONÔMICO E NA TARIFA DE ENERGIA ELÉTRICA: ESTUDO DE CASO COELBA

  • Orientador : JOSE CELIO SILVEIRA ANDRADE
  • MEMBROS DA BANCA :
  • CARLOS EDUARDO FACIN LAVARDA
  • CLAUDIO OSNEI GARCIA
  • JOSE CELIO SILVEIRA ANDRADE
  • MAISA DE SOUZA RIBEIRO
  • SONIA MARIA DA SILVA GOMES
  • Data: 29/04/2019

  • Mostrar Resumo
  • O Acordo de Paris foi um passo importante rumo a transição para uma economia de baixo
    carbono. Entretanto, sua aplicação implica em uma mudança no modelo econômico dos países
    que ratificaram o acordo. A precificação do carbono é, portanto, uma das estratégias mais
    eficientes para combater as mudanças climáticas e contribuir para a alcance das metas
    estabelecidas. A adoção de iniciativas de preços do carbono, incluindo sistemas de cap-andtrade,
    impostos sobre o carbono e precificação interna aumentou aproximadamente cinco
    vezes nos últimos quatro anos. Atualmente, 40 governos nacionais e 25 regionais adotam uma
    taxa sobre o carbono, que varia de US$1 a US$ 140/ tCO2e. Já os preços de carbono adotados
    internamente por 517 corporações globais no processo de decisão de investimento variam
    entre US$1 a US$357 tCO2e. De acordo com o Pacto Global das Nações Unidas, os preços
    médios adotados não são suficientes para manter o aquecimento abaixo de 2º Celsius. A
    UNGC recomenda a utilização do preço do carbono de US $ 100 / tCO2e. Considerando esse
    contexto e a importância do setor elétrico na descarbonização da economia, a pesquisa teve
    como objetivo analisar os impactos derivados da internalização das emissões de GEE de uma
    distribuidora de energia elétrica no resultado econômico da empresa e na tarifa de energia
    elétrica. Para tanto, foi realizado um estudo de caso na Companhia de Energia Elétrica do
    Estado da Bahia (Coelba), com a construção do inventário de GEE das suas atividades e
    posterior internalização das emissões estimadas a partir de simulações realizadas no modelo
    de planejamento econômico utilizado pela empresa. A análise teve como premissa o princípio
    poluidor-pagador, sob a responsabilidade do produtor e do consumidor, e a regulação do setor
    elétrico brasileiro, utilizando preços diferenciados para estabelecer cenários comparativos. O
    estudo realizado demonstra que para cada aumento de R$ 1,51 no preço do carbono, o lucro
    líquido diminui em 1% e para cada aumento de R$ 17,24 no preço do carbono, a tarifa de
    energia elétrica aumenta 1%. Conclui-se, dessa forma, que o resultado econômico da empresa
    é mais sensível à internalização do carbono do que a tarifa de energia elétrica, entretanto, a
    depender do preço de carbono adotado, os impactos podem ser significativos para todas as
    partes. É importante que as empresas insiram em seu modelo de governança a análise de risco
    das emissões para a tomada de decisão. De forma alinhada, sugere-se que os consumidores
    adotem mecanismos de gerenciamento da demanda para conhecer o seu padrão de consumo.
    Com essas ações, tanto empresas quanto consumidores se adequarão com mais facilidade às
    futuras regulações e prováveis alterações das tarifas de energia.


  • Mostrar Abstract
  • The Paris Agreement was an important step towards the transition to a low carbon economy.
    However, its implementation implies a change in the economic model of the countries that
    have ratified the agreement. Therefore, carbon pricing is one of the most effective strategies
    to combat climate change and contribute to achieving the goals set. Adoption of carbon
    pricing initiatives, including cap-and-trade systems, carbon taxes and domestic pricing has
    increased approximately five-fold over the last four years. Currently, 40 national governments
    and 25 regional governments adopt a carbon tax, ranging from US$1 to US$140/tCO2e.
    While carbon prices internally adopted by 517 global corporations in the investment decisionmaking
    process range from US$1 to US$357/tCO2e. According to the United Nations Global
    Compact, the average prices adopted are not high enough to keep warming below 2°C. The
    UNGC recommends using the carbon price of US$100/tCO2e. Considering this context and
    the electricity sector importance in the economy decarbonization, this research analyzes the
    impacts of internalization of GHG emissions of an electric energy distributor upon its
    economic result as well as on its electric energy tariff. In order to pursue it, a case study was
    carried out at the Electric Power Company of the State of Bahia (Coelba), with the
    construction of the GHG inventory of its activities, and subsequent internalization of
    emissions estimated from simulations carried out in the economic planning model utilized by
    the company. The analysis was based on the polluter-pays principle, under the responsibility
    of the producer and the consumer, as well as the regulation of the Brazilian electricity sector,
    adopting differentiated prices to establish comparative scenarios. The study shows that for an
    increase of R$1.51 in carbon price, net profit decreases by 1%, and for an increase of R$17.24
    in carbon price, electric energy tariff increases by 1%. Therefore, it is concluded that the
    economic result of the company is more sensitive to carbon internalization than the electricity
    tariff. However, depending on the carbon price adopted, the impacts can be significant on
    both. It is important that companies insert emissions risk analysis for decision-making in their
    governance model. In an aligned way, it is suggested that consumers adopt demand
    management mechanisms in order to know their consumption pattern. Once these actions are
    taken, companies and consumers will more easily adapt to future regulations as well as likely
    changes in electricity tariffs.

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  • JOSÉ RAFAEL NASCIMENTO LOPES
  • Modelo para avaliar o comportamento humano em ambientes industriais controlados.

  • Orientador : RICARDO DE ARAUJO KALID
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ALEX ALISSON BANDEIRA SANTOS
  • ANTONIO CARLOS DE OLIVEIRA
  • HERMAN AUGUSTO LEPIKSON
  • JORGE LAUREANO MOYA RODRIGUEZ
  • KARLA PATRICIA SANTOS OLIVEIRA RODRIGUEZ ESQUERRE
  • RICARDO DE ARAUJO KALID
  • SALVADOR AVILA FILHO
  • Data: 30/04/2019

  • Mostrar Resumo
  • 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.


  • Mostrar Abstract
  • Application of energy efficiency measures is one of the most hopeful solutions to face global environmental challenges, to minimize natural resources consumption and the greenhouse effect. However, the level of implementation in the industrial sector is far below of what theoretically could be achieved due to several barriers, one of which is the behavior of industrial workers. This paper presents a new structural model with variables that predict individuals’ behavior, and analyses a framework proposal to improve the energy efficiency implementation In the first study, a survey was carried out to identify the factors that determine the intention of the workers to adopt actions to improve energy efficiency, based on the theory of planned behavior (TCP). A survey gathered the data to assess the model and a structural equation modeling (SEM) was fitted. The results showed that the attitude and the perceived behavioral control were the latent variables that had significance to anticipate the individual's intention to act. The inclusion of new variables - (i) personal norms and (ii) performance shaping factors increased the the predictive relevance. In the second study, the behavioral intervention protocol allowed to adopt a new procedure to shut down a reactor, that reduced energy losses in the process, as well as to decreased the contaminants’ concentration in the effluent. The results showed that the protocol can be used to influence the behavior of the workers. Finally, it can be assumed that the behavioral intervention protocol can be adopted with real results in other industrial units to improve energy efficiency.

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  • FRANCISCO RAMON ALVES DO NASCIMENTO
  • PERSPECTIVAS DE GESTÃO DOS FLUXOS DE NITROGÊNIO REATIVO NO SETOR SANEAMENTO.

  • Orientador : ASHER KIPERSTOK FIRST
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ANDRE BEZERRA DOS SANTOS
  • ASHER KIPERSTOK FIRST
  • EDUARDO HENRIQUE BORGES COHIM SILVA
  • JORDI MORATÓ
  • OLÍVIA SILVA NEPOMUCENO SANTOS
  • Data: 17/05/2019

  • Mostrar Resumo
  • O objetivo geral desta tese foi ampliar a compreensão das relações existentes entre
    os fatores que influenciam nos fluxos de nitrogênio no setor saneamento e suas
    interações com setores afins. Inicialmente, a pesquisa foi focada em destacar os
    desafios e questões da sustentabilidade que envolvem o aproveitamento do
    nitrogênio reativo do setor saneamento, através da urina humana. O aproveitamento
    da urina humana na agricultura é uma alternativa de gestão do recurso nitrogênio,
    que pode contribuir tanto na segurança do nexo água-energia-alimento quanto na
    mitigação dos impactos ambientais globais. Na segunda etapa da pesquisa, as
    variáveis que influenciam na gestão do nitrogênio reativo através dos fluxos de
    recursos no setor saneamento foram identificadas e avaliadas através da
    metodologia de Dinâmica de Sistemas. Um modelo conceitual foi desenvolvido para
    englobar as variáveis dos subsistemas Produção Animal, Produção Vegetal e
    População. A avaliação integrada das variáveis propostas pode ajudar no processo
    de tomada de decisão para a gestão do nitrogênio reativo. Na última etapa, um
    modelo hipotético de Estoque e Fluxo foi desenvolvido utilizando o software Vensim
    PLE Plus Version 6.3 para avaliar a evolução das opções de gestão dos recurso
    nitrogênio. Os resultados simulados indicaram o potencial de substituição dos
    fertilizantes nitrogenados industriais por fontes de nitrogênio reativo já existentes no
    setor saneamento, reduzindo assim, a conversão de nitrogênio inerte para nitrogênio
    reativo e consequentemente a inserção de nitrogênio reativo no ecossistema. Dentre
    as ações propostas, a segregação da urina e a estabilização do consumo de
    proteína foram as ações mais eficientes de gestão do recurso nitrogênio. Desta
    forma, o setor saneamento pode melhorar seu desempenho ambiental, além de
    contribuir no atendimento dos Objetivos de Desenvolvimento Sustentável.


  • Mostrar Abstract
  • The main goal of this thesis was to expand the understanding of existent
    interactions that influence on reactive nitrogen flows in sanitation sector and its
    interactions with related sectors. Firstly, the research was focussed on
    highlighting sustainability challenges and issues that involve the reactive nitrogen
    use from sanitation sector through human urine. The reactive nitrogen use by
    human urine is an alternative of nitrogen resource management that can contribute
    either on the security of water-energy-food nexus or on the mitigation of global
    environmental impacts. In the second phase of research, the variables that influence
    the reactive nitrogen management through resource flows in sanitation sector were
    identified and evaluated using the Systems Dynamics approach. A conceptual
    model was developed to encompass the variables of the Livestock Production,
    Crop Production and Population subsystems. The integrated evaluation of the
    proposed variables can support the decision-making of the reactive nitrogen
    management. In the last phase, a hypothetic model of Stock and Flow was
    developed using the software Vensim PLE Plus Version 6.3 to assess the progress
    of nitrogen resource management options. The simulated results indicated the
    potential of nitrogen fertilizer substitution by existing reactive nitrogen sources from
    sanitation sector, thus reducing the inert nitrogen conversion to reactive nitrogen as
    well as the reactive nitrogen emissions to environment. Among the proposed actions,
    the urine segregation and stabilization of protein consumption were the most efficient
    actions of nitrogen resource management. Therefore, the sanitation sector can
    improve its environmental performance as well as contribute to achieving the
    Sustainable Development Goals.

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  • CARLOS MARIO GUTIERREZ AGUILAR
  • PARÂMETROS DE PROJETO VISANDO DIMINUIÇÃO DOS RESÍDUOS DE MADEIRA DA PRODUÇÃO DE MÓVEIS DE MADEIRA DE EUCALIPTO

  • Orientador : ASHER KIPERSTOK FIRST
  • MEMBROS DA BANCA :
  • EUGENIO ANDRES DIAZ MERINO
  • GIOVANNI BARRERA TORRES
  • MARIA HERMINIA OLIVERA HERNANDEZ
  • SANDRO FABIO CESAR
  • ÁUREA LUIZA QUIXABEIRA ROSA E SILVA RAPOSO
  • Data: 28/06/2019

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  • 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.


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  • The companies producing wood furniture generate large volumes of waste that are not always properly discarded, generating losses for companies and environmental damage due to increased consumption of raw materials. From this, the objective of this work is to propose design parameters to minimize waste in the production process of eucalyptus wood furniture, seeking greater use of the raw material. By means of the studio of a chair made of eucalyptus wood furniture company, we apply the methodology of Cleaner Production focused on reducing the consumption of raw material and energy, this methodology presents proposals for application of principles of Ecodesign with which the chair is redesigned with a view to reducing the generation of wood residues and making better use of the raw material. Life Cycle Assessment was carried out from the cradle to the grave for the initial chair and redesigned chair comparing environmental impacts and energy consumption.

    The redesign proposal allowed a decrease in the generation of waste from 43.81% to 32.20%; reduction in wood consumption of 29.95% and decrease in energy consumption from 5 KWh to 3.23 KWh. Based on the results, the design parameters for the reduction of wood residues generated in the production of wooden furniture are proposed. The proposals have addressed parameters to reduce, facilitate, select and value the redesigned product modifications. To do this, a step-by-step approach is proposed based on a sequence of activities: product definition, manufacturing process, Cleaner Production, mass balance, Life Cycle Assessment, Ecodesign (solution proposals) and Life Cycle Assessment of the proposal. The implementation of design parameters, considering material characteristics, modulation of parts and redesign, as well as the identification of the most relevant sources of waste, through the application of Cleaner Production, allows the reduction of material and energy consumption. The potential of applying the Cleaner Production and Ecodesign parameters to reach micro and small wood furniture companies can be evidenced, helping to reduce waste generation.

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  • VERÔNICA DE JESUS PEREIRA
  • PRECIPITAÇÃO DE ASFALTENOS EM PETRÓLEO COM ELEVADO TEOR DE CO2: DETERMINAÇÃO EXPERIMENTAL E MODELAGEM DO COMPORTAMENTO DE FASES A ALTA PRESSÃO

  • Orientador : GLORIA MEYBERG NUNES COSTA
  • MEMBROS DA BANCA :
  • HERMINIO JOSE CIPRIANO DE SOUSA
  • MARIA ELISABETE MACHADO
  • PAULO DE TARSO VIEIRA E ROSA
  • ROGERIO FERNANDES DE LACERDA
  • SILVIO ALEXANDRE BEISL VIEIRA DE MELO
  • Data: 24/09/2019

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  • Os reservatórios de petróleo do pré-sal brasileiro, situados em águas ultraprofundas a cerca de 300 km da costa paulista, possuem elevada razão gás-óleo e altas concentrações de dióxido de carbono, em condições de pressão e temperatura não triviais. A solução para evitar que o CO2 seja lançado na atmosfera tem sido a reinjeção do gás no reservatório, que pode ainda aumentar o fator de recuperação de óleo. Porém, a injeção de CO2 pode também induzir a precipitação e deposição de asfaltenos, causando atrasos de produção e caros procedimentos de limpeza, que aumentam os custos de operação. A reinjeção do CO2 em poços do pré-sal é um desafio tecnológico real, que demanda a compreensão adequada do comportamento termodinâmico das fases fluidas e dos asfaltenos em condições de pressão e temperatura do reservatório. É crucial conhecer a quantidade limite de CO2 que pode ser dissolvida no óleo, na pressão de injeção, sem que ocorra a precipitação de asfaltenos. Porém, a dificuldade de descrever as propriedades do óleo e das moléculas de asfaltenos, e suas interações intermoleculares, aliada à escassez ou dificuldade para a investigação experimental do comportamento de fases para cada adição de CO2 ao óleo, levou à oportunidade de um estudo experimental e de modelagem e simulação do comportamento de fases do óleo do pré-sal a alta pressão, em presença de elevados teores de CO2, objetivo da presente tese. O estudo experimental do comportamento de fases do óleo recombinado em presença de CO2 mostrou que a pressão de bolha e a densidade, na temperatura de reservatório, aumentam de forma quadrática com a concentração de CO2. Além disso, a pressão mínima de miscibilidade do óleo recombinado com CO2 puro e impuro medida é menor que a pressão do onset superior de precipitação de asfaltenos. A equação de estado de Soave-Redlich-Kwong (SRK) foi usada com êxito para a modelagem e simulação das curvas de pressão de bolha e densidade para misturas de óleo recombinado e CO2, com ajuste de apenas um parâmetro de interação binária. Uma nova correlação foi proposta para o cálculo da pressão mínima de miscibilidade do óleo em função da pressão de bolha e da temperatura, para CO2 puro. O diagrama de fases PT de precipitação de asfaltenos para o óleo do pré-sal também foi descrito satisfatoriamente pela equação SRK, com o ajuste de apenas dois parâmetros. A predição da quantidade de CO2 que dá início à precipitação de asfaltenos nas condições de reservatório foi maior que o valor determinado experimentalmente. Por fim, o estudo qualitativo dos efeitos da presença de CO2 na precipitação de asfaltenos indicou que abaixo da temperatura de crossover, o CO2 ajuda a estabilizar os asfaltenos no óleo a partir da redução da pressão do onset superior de precipitação da mistura em relação ao óleo recombinado original.


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  • Brazilian pre-salt oil reservoirs, located in ultra-deep waters and approximately 300 km offshore paulista coast, have high gas-oil ratio and high carbon dioxide concentrations under non-trivial pressure and temperature conditions. The solution to prevent CO2 release to the atmosphere has been the reinjection of gas into the reservoir, which can further increase the oil recovery factor. However, CO2 injection can also induce precipitation and deposition of asphaltene, causing production delays and expensive cleaning procedures, which increase operating costs. The reinjection of CO2 into pre-salt wells is a real technological challenge, which requires proper understanding of the thermodynamic behavior of fluid phases and asphaltene under reservoir pressure and temperature conditions. It is crucial to know the limiting amount of CO2 that can be dissolved in the oil at the injection pressure without causing asphaltene precipitation. However, the difficulty of describing the properties of oil and asphaltene molecules, and their intermolecular interactions, coupled with the scarcity or difficulty for experimental investigation of the phase behavior for each addition of CO2 to the oil, led to the opportunity of an experimental study, modeling and simulation of the pre-salt oil phase behavior at high pressure, in the presence of high CO2 contents, objective of the present thesis. Experimental study of the phase behavior of the recombined oil in presence of CO2 showed that the bubble pressure and density at reservoir temperature increased quadratically with CO2 concentration. In addition, the minimum miscibility pressure of recombined oil for pure and impure CO2 measured is smaller than the upper asphaltene onset pressure. The Soave-Redlich-Kwong (SRK) equation of state was successfully used for modeling and simulation of bubble pressure and density curves of the recombined oil and CO2 mixture with adjustment of only one binary interaction parameter. A new correlation was proposed to calculate the minimum miscibility pressure as a function of bubble pressure and temperature for pure CO2. The asphaltene PT phase diagram for the pre-salt oil was satisfactorily modeled using the SRK equation with adjustment of only two parameters. The prediction of the amount of CO2 of asphaltenesprecipitation onset in the reservoir conditions was higher than the value experimentally determined. Finally, a qualitative study of the effects of the CO2 presence on asphaltene precipitation indicated that below crossover temperature, CO2 helps to stabilize asphaltene in the oil by reducing the asphaltene precipitation onset pressure of the mixture relative to the original recombined oil.

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  • FLÁVIA BARTIRA PEDRO DA SILVA ALMEIDA
  • REMOÇÃO DE HIDROCARBONETOS DA ÁGUA PRODUZIDA DE PETRÓLEO POR MEIO DOS PROCESSOS DE COALESCÊNCIA E ADSORÇÃO

  • Orientador : KARLA PATRICIA SANTOS OLIVEIRA RODRIGUEZ ESQUERRE
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ALBERICO RICARDO PASSOS DA MOTTA
  • CARLOS EDUARDO DE FARIAS SILVA
  • JOÃO INACIO SOLETTI
  • KARLA PATRICIA SANTOS OLIVEIRA RODRIGUEZ ESQUERRE
  • LUCIANO MATOS QUEIROZ
  • MARCIO LUIS FERREIRA NASCIMENTO
  • Data: 07/10/2019

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  • 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.


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  • A major problem for the oil production industry is the amount of water produced (PA) generated during the operation of its industrial processes, being considered the largest stream of effluents and has complex composition such as high salinity, suspended solids, chemical additives. , heavy metals, considered to be oil and grease (TOG) content and other contaminants. The TOG is a parameter that deserves attention, as regulatory agencies regulate the discarding of PA from this parameter. The present work aimed to evaluate the potential of the coalescence and adsorption process in the treatment of real oil produced water supplied by Petrobras, Pilar-AL Unit, using an integrated system composed of a horizontal bed coalescer in combination with a fixed bed of adsorption. The parameters evaluated in the coalescer were the flow velocity and the bed type. The materials evaluated to compose the coalescedor bed were: coconut fiber, considered a byproduct of the industry and the vegetable bushing (Luffa cylindrica), an easy material to be found in the Northeast region. The fixed bed column (adsorption process) used biochar and activated carbon produced from ouricuri (Syagrus coronata), a regional raw material. The biomasses used (coconut fiber, vegetable bushing and ouricuri, as well as biochar and activated charcoal) were characterized by the following techniques: humidity, thermogravimetric analysis, X-ray dispersive energy (EDX), X-ray diffraction and infrared by Fourier transform. Initially, the type of bed and the flow rate of the coalescing bed were evaluated: 40, 60 and 80 L / h, which corresponds, respectively, to superficial velocities 5,8; 8.7 and 11.5 m / h in relation to the diameter of the coalescer. The TOG at the coalescer inlet and outlet was evaluated and the oil and grease removal efficiency calculated. The coalescer pressure drop was also evaluated. Coconut fiber and 40 L / h flow rate showed higher efficiency, removing around 80% of TOG. Then, as mentioned earlier, coals were produced from ouricuri and activated with phosphoric acid, sulfuric acid and sodium hydroxide. The adsorptive capacity evaluation experiments were carried out in a finite bath system. The results showed that NaOH activated carbon has higher adsorptive capacity. Defined the best bed type and coalescer feed rate, plus the activated bed activated carbon type; Studies with the integrated system (coalescer and fixed bed column) could be initiated. The experimental design consisted of a complete factorial system 23 for the experimental runs in the integrated system, where the evaluated variables were: coal type (biochar and NaOH-activated carbon), mean particle diameter (0.149 - 0.3 mm and 0.3 - 0.5 mm) and fixed bed column flow rate (2.2 and 4.4 L / h). The best result was obtained with the experiment that used biochar, particle diameter between 0.149 - 0.3 mm and flow rate of 4.4 L / h, achieving a TOG removal of around 84%. The results showed that the integration of adsorption coalescence processes using biomass and biochar can be an alternative for the treatment of petroleum produced water, meeting the environmental requirements for disposal and reinjection.

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  • LUCAS BRITTO LANDIM
  • PRODUÇÃO E CARACTERIZAÇÃO DE COPOLÍMEROS DE UREIA E ÁCIDO SUCCÍNICO PRODUZIDOS VIAPOLIMERIZAÇÃO EM SOLUÇÃO E VIA MECANOQUÍMICA

  • Orientador : ROSANA LOPES LIMA FIALHO
  • MEMBROS DA BANCA :
  • CLAUDYA SAYER
  • JOYCE BATISTA AZEVEDO
  • KAREN VALVERDE PONTES VATER
  • ROSANA LOPES LIMA FIALHO
  • SILVIO DO DESTERRO CUNHA
  • Data: 11/10/2019

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  • Polímeros à base de ureia apresentam diversas aplicações, como na fabricação de tintas, colas, fármacos, plásticos, papel e revestimentos. Neste sentido, esta tese de doutorado tem o objetivo de desenvolver um processo para produção de novos materiais poliméricos a base de ureia tanto em meio aquoso quanto sem uso de solventes, por via mecanoquímica. Os monômeros usados são ureia (U), ácido succínico (AS), além de etileno glicol (EG) e glicerol (GLI) como agente ramificante e/ou reticulante. O desenvolvimento do processo foi baseado em trabalhos prévios do Grupo de Pesquisa do Laboratório de Polímeros e Bioprocessos (LPB/UFBA), e, inicialmente, optou-se por uma abordagem clássica utilizando uma rota úmida de polimerização. O estudo inicial teve como objetivo principal analisar as propriedades estruturais, químicas e térmicas dos copolímeros de U/AS/EG e U/AS/GLI produzidos em soluções aquosas com diferentes composições. As análises de espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier (FTIR/ATR), processo de ionização por dessorção a laser assistida por matriz – tempo de voo (MALDI TOF), ressonância magnética nuclear (RMN), análise termogravimétrica (TGA), calorimetria exploratória diferencial (DSC) e difração de raio-x (DRX) permitiram avaliar as mudanças provocadas pela inserção do EG e GLI nas cadeias da matriz U/AS, como por exemplo, a massa molar, estabilidade térmica e cristalinidade. Foi realizada também a polimerização por via mecanoquímica, através do uso de um moinho de bolas planetário. Uma abordagem inédita em relação a este tipo de policondensação. As amostras obtidas foram analisadas por FTIR/ATR, espectrometria de massas com ionização por eletrospray (ESI-MS), MALDI TOF, RMN, TGA e DSC. Os resultados confirmaram que as reações foram realizadas com sucesso, e obtidos materiais com características semelhantes produzidos em solução, com um custo energético baixo e sem o uso de solventes orgânicos.


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  • Urea-based polymers have several applications, such as in the manufacture of paints, glues, drugs, plastics, paper and coatings. In this sense, this doctoral thesis aims to develop a process for the production of new urea-based polymeric materials in both aqueous and solvent-free mechanically. The monomers used are urea (U), succinic acid (AS), as well as ethylene glycol (EG) and glycerol (GLI) as a branching and / or crosslinker. The development of the process was based on previous work of the Polymer and Bioprocess Laboratory Research Group (LPB / UFBA), and initially a classical approach using a wet polymerization route was chosen. The initial study aimed to analyze the structural, chemical and thermal properties of U / AS / EG and U / AS / GLI copolymers produced in aqueous solutions with different compositions. Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR / ATR) analyzes, matrix assisted laser desorption ionization process - flight time (MALDI TOF), nuclear magnetic resonance (NMR), thermogravimetric analysis (TGA), exploratory calorimetry Differential (DSC) and X-ray diffraction (XRD) allowed to evaluate the changes caused by the insertion of EG and GLI in the U / AS matrix chains, such as molar mass, thermal stability and crystallinity. Polymerization was also carried out by mechanical means, using a planetary ball mill. An unprecedented approach to this type of polycondensation. The obtained samples were analyzed by FTIR / ATR, electrospray ionization mass spectrometry (ESI-MS), MALDI TOF, NMR, TGA and DSC. The results confirmed that the reactions were successfully performed and materials with similar characteristics produced in solution were obtained, with low energy cost and without the use of organic solvents.

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  • ROBERTO JOSE BATISTA CAMARA
  • "Armazenamento energético de hidrogênio e gás natural (P2G) e ar comprimido (CAES) em cavernas salinas: aspectos técnico-regulatórios e proposição de metodologia".

  • Orientador : JOSE CELIO SILVEIRA ANDRADE
  • MEMBROS DA BANCA :
  • JOSE CELIO SILVEIRA ANDRADE
  • JOSE BAPTISTA DE OLIVEIRA JUNIOR
  • Julio Ferreira Carneiro
  • PAULO ROBERTO BRITTO GUIMARÃES
  • PAULO SERGIO RODRIGUES DE ARAUJO
  • Data: 22/11/2019

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  • 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.


  • Mostrar Abstract
  • Renewable energies have been occupying a larger portion of the world energy matrix due to a series of factors, primarily the environmental one. Although the technological development related to this type of energy is moving at a rapid pace, the adjustment between the renewable energy supply and demand is not always possible due to the inherent dependence on natural factors. To bridge this supply and demand adjustment one of the available alternatives is the large-scale energy storage. This paper aims to propose a methodology for the evaluation of energy resources and reserves in salt caves, using P2G (Power to Gas) and CAES (Compressor Air Energy Store) technologies. To meet this objective, bibliographic research on the proposed theme, document analysis (ordinances, resolutions, laws, among others), consultation with experts in the energy storage area, and a comparative analysis were used as methodological basis. Also, the proposed methodology was tested using real data obtained from the literature. As a result, two existing methodologies have been identified to be used as references: the Petroleum Resources Management System (PRMS) and the CO2 Storage Resources Management System (SRMS). As in the methodologies taken as reference, in the proposed methodology, a storage project is divided into two phases: sub-commercial, where the analyzes and calculations are made from information obtained in the literature; and commercial, where the analyzes and calculations are made according to information obtained from the actual implementation of the project. Three stages were established for the subcommercial projects: Total Possible Resource (R3), Total Probable Resource (R2) and Total Proved Resource (R1). Information from saline massifs in Portugal and the compressed air storage technology were used to exemplify the methodology used at this phase. The R3 volume was calculated with informations from Carriço Massif and it resulted in a volumetric value of 3,000,000 m3. The Diapiro Rio Maior, considering the geological and regulatory variables, was used as an example for the R2 calculation, and its final value was 321,951 m3, the equivalent to an energy potential of 4.3 GWh. Finally, the value of R1 was calculated by analyzing the type of gas used and the efficiency of the associated plant, obtaining a volumetric value of 95,619.45 m3. This value is equivalent to a total energy potential of 1.3 GWh, and a power of 326 MW for a 4h production and 162 MW for a 8h production. Such as for the sub-commercial phase, three stages were also established for projects classified as commercial: Total Possible Reserve (Re3), Total Probable Reserve (Re2) and Total Proved Reserve (Re1). In order to test the proposed methodology for the commercial phase, data from a rock salt mining company in the city of Maceió, state of Alagoas, was used. The Total Possible Reserve (Re3) was estimated at 11,046 m3 while the Total Proved Reserve (Re2) at 234,000 m3, which is equivalent to an energy potential of 4.3 GW. For the Total Proved Reserve (Re1) the value of 69,498 m3 was found, which is equivalent to an energy potential of 1.28 GWh, which when divided by a production in 4 hours or 8 hours provides a power of 320 MW and 160 MW respectively. The values found are close to those presented by plants operating commercially around the world, confirming the robustness of the proposed methodology and its adherence to the reality. As observed, the proposed methodology can be applied to real cases and the values found in this article point to the possibility of implantation of a CAES project in the studied mineral concession. In order to accomplish this, it is necessary to develop a real case study with the company data including all limiting aspects in the calculation of Re3, using the sonic profiling data to calculate Re2 and choosing the type of CAES technology to calculate Re1. It is also necessary to prepare an Technical and Economic Feasibility Study (TEFS) considering diverse types of power supply for the compression to be implemented through the CAES project.

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  • RAIMUNDO JOSÉ ANDRADE DE MENEZES
  • Desenvolvimento de uma nova abordagem para desagregação e classificação de cargas elétricas nos sistemas de monitoramento não-intrusivos.

  • Orientador : ANTONIO CEZAR DE CASTRO LIMA
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ANDRE PIRES NOBREGA TAHIM
  • ANTONIO CEZAR DE CASTRO LIMA
  • AUZUIR RIPARDO DE ALEXANDRIA
  • FABIANO FRAGOSO COSTA
  • LUIZ MARCIO SANTOS FARIAS
  • Data: 27/11/2019

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  • A presente Tese foca na desagregação de energia, baseada em um sistema NILM (Non-Intrusive
    Load Monitoring) e tem por objetivo investigar e explorar metodologias ainda não aplicadas, bem
    como desenvolver uma abordagem para resolução do problema de separação do consumo nos gastos
    dos diversos equipamentos, ligados ao circuito elétrico da casa. A literatura atual é composta
    por trabalhos continuados no âmbito da classificação de aparelhos através de modelos criados
    para a desagregação de cargas. Tais métodos foram criados a partir de modelos computacionais
    de identificação de eventos e reconhecimento de padrões. No entanto os trabalhos estudados
    ainda demonstram grande necessidade em redução do esforço computacional, minimização de
    erros através de processos ótimos de reconhecimento de padrões, anulação das sobreposições
    e distinção de aparelhos com assinaturas semelhantes. Portanto, ainda não foi encontrado um
    conjunto de características distintas apto a descrever com precisão cada aparelho. Assim sendo,
    este trabalho procura reforçar a procura destas características. Para tal, é introduzida uma regra
    de identificação de estados estáveis, bem como a sua demonstração matemática, utilizada para o
    reconhecimento de step−changes nos sinais de potência ativa (P), reativa (Q) e fator de potência
    (FP). As step−changes identificadas definem as assinaturas dos equipamentos posteriormente
    utilizadas por três métodos de classificação para o reconhecimento dos aparelhos elétricos, a saber:
    k-nearest neighbors algorithm (KNN), Support Vector Machine (SVM) e Genetic Algotithm
    (GA). Ainda, é proposto um método que tem por base a técnica de Wavelet Shrinkage para a
    extração de informação do sinal agregado. O referido método proposto parte da idéia de que
    vários segmentos podem ser analisados por funções wavelet distintas, então a desagregação de
    energia pode ser interpretada como um problema de separação de fontes quando apenas um sinal
    de mistura é conhecido. Assim sendo, foi analisado o desempenho da modelação de fontes com
    recurso a vetores multidimensionais e correspondente método de fatoração. Assumindo que um
    vetor multidimensional composto pelos dados de gastos dos vários equipamentos da casa pode
    ser definido, a sua fatoração não-negativa é executada de forma a extrair os componentes mais
    relevantes. Os fatores resultantes são incorporados no processo de inferência das fontes, no qual
    apenas o consumo agregado da casa está disponível. As experiências computacionais, mostraram
    a eficácia do modelo proposto para a distinção das diferentes cargas em estudo em relação às
    abordagens estudadas até o momento


  • Mostrar Abstract
  • This thesis focuses on energy disaggregation based on a NILM (Non-Intrusive Load Monitoring)
    system and aims to investigate and explore methodologies not yet applied, as well as how to
    develop an approach to solve the problem of separation of consumption in the expenses of various
    equipment, connected to the electrical circuit of the house. The current literature is composed
    continued work on the classification of devices by models for cargo breakdown. Such methods
    were created from computational models. event identification and pattern recognition. However,
    the studies studied still demonstrate great need to reduce computational effort, minimize errors
    through optimal pattern recognition processes, override override and distinguishing handsets
    with similar signatures. Therefore, one has not yet been found. distinct set of characteristics
    able to accurately describe each device. Therefore, This paper seeks to reinforce the demand
    for these characteristics. To do this, a rule is introduced of stable state identification, as well as
    its mathematical demonstration, used for the step-change recognition on active (P), reactive (Q)
    and power factor signals (FP). The identified step-changes define the equipment signatures later
    used by three classification methods for recognition of electrical appliances, namely: k-nearest
    neighbors algorithm (KNN), Support Vector Machine (SVM) and Genetic Algotithm (GA). Also,
    a method based on theWavelet Shrinkage technique for information extraction from the aggregate
    signal. The proposed method starts from the idea that several segments can be parsed by distinct
    wavelet functions, so the disaggregation of energy can be interpreted as a source separation
    problem when only one signal of mixing is known. Therefore, we analyzed the performance of
    font modeling with multidimensional vectors and corresponding factorization method. Assuming
    that one multidimensional vector composed by the expenditure data of the various equipaments
    of the house can be defined, its non-negative factorization is performed in order to extract the
    most relevant. The resulting factors are incorporated into the source inference process, in which
    only household aggregate consumption is available. The computational experiments showed the
    effectiveness of the proposed model to distinguish the different loads under study in relation to
    approaches studied so far.

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  • RENATO DE CASTRO VIVAS
  • MODELO HÍBRIDO PARA AVALIAÇÃO E OTIMIZAÇÃO DA PERFORMANCE DA SUSTENTABILIDADE ORGANIZACIONAL.

  • Orientador : KARLA PATRICIA SANTOS OLIVEIRA RODRIGUEZ ESQUERRE
  • MEMBROS DA BANCA :
  • KARLA PATRICIA SANTOS OLIVEIRA RODRIGUEZ ESQUERRE
  • ADONIAS MAGDIEL SILVA FERREIRA
  • ANGELO MARCIO OLIVEIRA SANT ANNA
  • DIEGO DE CASTRO FETTERMANN
  • EDUARDO OLIVEIRA TELES
  • Data: 28/11/2019

  • Mostrar Resumo
  • 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.


  • Mostrar Abstract
  • Sustainability has become a competitive factor for organizations where studies on
    sustainability assessment and optimization are a key requirement in the management of
    organizations throughout their supply chain. In a more specific perspective there is a gap
    regarding the models of evaluation and optimization of sustainability performance. Given
    this context, this thesis aim to development of a model for evaluation and optimization
    of organizational sustainability. This thesis was elaborated as a collection of articles.
    The first paper is a study that is based on a systematic review, involving the most
    renowned and prominent works of the scientific community, as well as an analysis of
    quantitative approaches to assessment and optimization of organizational sustainability.
    The second paper is a comparative analysis of the multi-attribute decision making
    models The Preference Ranking Organization METHod for Enrichment of Evaluations
    (PROMETHE), Vlse Kriterijumska Optimizacija Kompromisno Resenje (VIKOR) and
    Technique For Order Preference by Similarity to Ideal Solution (TOPSIS), the goal
    is to identify the most appropriate ranking method for model development. The third
    paper is the combination of the multicriteria evaluation model, PROMETHEE, with
    multiobjective optimization model. The fourth paper is the second combination of the
    PROMETHEE multi-attribute model and the multi-objective priority programming model
    for the evaluation and optimization of organizational sustainability performance. The
    second, third and fourth articles are experimental case study applications. As a result,
    a ranking of organizational sustainability was obtained through the years, combining
    with optimization models to support decision making. The contribution of this work is
    the structure of an applied and validated hybrid model that can be easily replicated in
    other companies as the results guide decision making for organizational sustainability.

2018
Dissertações
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  • GABRIELE GUIMARÃES GONÇALVES
  • Influência do Estresse - Estudo de Caso Aplicado a Grupos de Estudantes de Engenharia na Escola Politécnica
  • Orientador : ROBSON DA SILVA MAGALHAES
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ANGELO MARCIO OLIVEIRA SANT ANNA
  • MARCIO LUIS FERREIRA NASCIMENTO
  • RAFAELA ROZA PINTO
  • Data: 20/02/2018

  • Mostrar Resumo
  • Este estudo visa analisar os aspectos sobre estresse de indivíduos, ainda estudantes de engenharia, associando as caracterizações pertinentes aos perfis psicológicos subjacentes. A metodologia da pesquisa é de natureza aplicada com uma abordagem quantitativa, onde sua finalidade foi descrever os dados, coletados por meio de questionários especialmente elaborados, de um estudo de caso de estudantes dos cursos de engenharia da UFBA. A análise dos dados foi feita por meio de um programa computacional estatístico já consolidado no meio acadêmico que é o Programa R/Rstudio. Neste aspecto, as principais técnicas estatísticas adotadas foram descritivas/analíticas univariáveis e multivariadas, onde destacam-se a construção de mapas perceptuais e dendogramas em decorrência, respectivamente, da aplicação do método de análise de agrupamentos (Clusters). O estudo revelou que as condições físicas e psicológicas as quais os estudantes estão expostos são determinantes na origem do estresse. Com relação aos perfis psicológicos observou-se que os indivíduos com o perfil psicológico de extroversão possuem maior nível de estresse, e os respondentes com perfil psicológico de introversão apresentaram nível baixo a moderado de estresse. Constatou-se, por exemplo, na amostra analisada, que os estudantes do curso de engenharia civil apresentaram uma prenominância do perfil introvertido. E os estudantes do curso de engenharia mecânica apresentaram uma predominância do perfil extrovertido. Vale lembrar que o estresse pode alterar o comportamento do indivíduo e refletir de maneira decisiva na execução de uma tarefa, por isso é importante o investimento em pesquisas envolvendo o fator humano.

  • Mostrar Abstract
  • This study aims to analyze the stress aspects of individuals, still engineering students, associating the relevant characterizations with the underlying psychological profiles. The research methodology is applied with a quantitative approach, in which its purpose was to describe the data, collected through specially elaborated questionnaires, from a case study of students of UFBA engineering courses. The data analysis was done through a statistical computer program already consolidated in the academic environment known as R / Rstudio Program. In this aspect, the main statistical techniques adopted were univariate and multivariate descriptive / analytical, in which the construction of perceptual maps and dendrograms are highlighted, as a result of the application of Clusters method, respectively. Results revealed that the physical and psychological conditions that the students are exposed to are determinant in the origin of the stress. With regard to the psychological profiles, it was observed that individuals with the psychological profile of extroversion had a higher level of stress, and respondents with a psychological profile of introversion presented low to moderate levels of stress. It was found, for example, in the sample analyzed, that the students of the civil engineering course presented a preponderance of the introvert profile. And the students of the mechanical engineering course presented a predominance of the extroverted profile. It is worth remembering that stress can change the behavior of the individual and reflect decisively in the execution of a task, so it is important to invest in research involving the human factor.
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  • ALANA LOUISE ALVES SANTOS
  • Avaliação de Riscos em Megaeventos e Validação a Partir da Percepção do Folião, Carnaval em Salvador

  • Orientador : RICARDO DE ARAUJO KALID
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ACIRES DIAS
  • ANGELO MARCIO OLIVEIRA SANT ANNA
  • MARCIO ANDRE FERNANDES MARTINS
  • Data: 21/02/2018

  • Mostrar Resumo
  • 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.


  • Mostrar Abstract
  • The organization of a mega event such as the Carnival of Salvador offers risks that deserve special attention in terms of its identification and control. Mainly because it gathers more than 500 thousand visitors, between Brazilians and foreigners. This research aims to perform the risk analysis of the Carnival of Salvador 2016, from the application of the tools: Scenario Analysis, APR, Risk Matrix, FTA and Bowtie. The research also intends to describe the results of the applied questionnaires and to discuss some relationships from the analysis of the multiple correspondences. This research is the result of a concern of a research group of the Department of Mechanical Engineering of UFBA in dynamic risks (GRODin), being used as references the standards of the Brazilian Association of Technical Standards - ABNT through NBR 31000: 2009_Risk Management and NBR ISSO / IEC 31010_Risk Assessment Techniques. Among the advantages of performing the risk assessment process is the identification of hazards in a preliminary phase, which saves time and expense in the eventual replanning or even during the course of the event. Following the identification of the risk scenarios, some recommendations are suggested, such as: increased surveillance in all areas for all processes and table simulations, with all the bodies involved with Carnival, with security protocol creations, such as emergency situations, materials to be used, that is, protocols that standardize and prepare processes and how people act in those situations.

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  • MALU LIMA CERQUEIRA BORGES
  • A aplicação da filosofia Lean Construction em empresas baianas: um estudo comparativo com o cenário brasileiro

  • Orientador : CRISTIANO HORA DE OLIVEIRA FONTES
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ANA CRISTINA GONÇALVES CASTRO SILVA
  • ANGELO MARCIO OLIVEIRA SANT ANNA
  • CRISTIANO HORA DE OLIVEIRA FONTES
  • KARLA PATRICIA SANTOS OLIVEIRA RODRIGUEZ ESQUERRE
  • Data: 22/02/2018

  • Mostrar Resumo
  • Dentre os diversos fatores críticos de sucesso que as empresas devem considerar, destaca-se a busca por padrões de produtividade e qualidade cada vez mais elevados. O objetivo deste trabalho é investigar a aplicação da filosofia Lean Construction em empresas construtoras do Brasil. Para que esse objetivo fosse alcançado, a pesquisa se dividiu em três etapas. A primeira compreendeu a caracterização dos impactos da Lean Construction em empresas de construção civil. A segunda etapa relacionou a utilização de medição de desempenho e da aplicação da Lean Construction em empresas do setor e, por fim, foi realizado um comparativo da cidade de Salvador - BA em relação a outras cidades do Nordeste e do restante do país na implantação da filosofia Lean Construction, visando avaliar o quanto as empresas da região tem se adaptado à implantação desta metodologia em seus canteiros de obra. O trabalho é baseado em um estudo de caso realizado através da aplicação de questionários para diagnosticar a utilização da filosofia Lean e como tem sido feita sua aplicação nas construtoras. A partir dos resultados obtidos, verifica-se que as empresas de construção civil conhecem a filosofia e até aplicam alguns de seus princípios sem, porém, fazê-lo de forma estruturada. Para finalizar foram apresentadas orientações para implantação da filosofia Lean nas empresas.


  • Mostrar Abstract
  • Among the several critical success factors that companies must consider, the most important are the search for higher productivity and quality standards. The objective of this work is to investigate the application of the Lean Construction philosophy in construction companies in Brazil. For this objective to be achieved, the research was divided into three parts. The first was to characterize the impacts of Lean Construction on construction companies. The second related the use of performance measurement and the application of Lean Construction in companies of the sector and, finally, a comparison was made of the city of Salvador - BA in relation to other cities of the Northeast and the rest of the country in the implementation of the philosophy Lean Construction, to assess how much companies in the region have adapted to the implementation of this methodology in their construction sites. The work is based on a case study conducted through the application of questionnaires to diagnose the use of the Lean philosophy and how its application has been made in the constructors. From the obtained results, it is noticed that the construction companies know the philosophy and even apply some of its principles without, however, doing so in a structured way. Finally, guidelines for implementation of the Lean philosophy in companies were presented.

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  • MATEUS ECA SOUZA
  • UM MÉTODO DE GERENCIAMENTO INTEGRADO DE OCORRÊNCIAS DE FALHAS DE SEGURANÇA E QUALIDADE E SUA APLICAÇÃO NA ARENA FONTE NOVA

  • Orientador : MARCELO EMBIRUCU DE SOUZA
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ABEL RIBEIRO DE JESUS
  • ISABEL SARTORI
  • KARLA PATRICIA SANTOS OLIVEIRA RODRIGUEZ ESQUERRE
  • LUIZ CESAR RIBEIRO CARPINETTI
  • MARCELO EMBIRUCU DE SOUZA
  • Data: 27/03/2018

  • Mostrar Resumo
  • 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.


  • Mostrar Abstract
  • The management of organizations with complex operational structures involves many critical factors that may contribute to the occurrence of undesirable events generating from a small degree of dissatisfaction to a life-threatening situation for system users. In this way, managers of these organizations need to be equipped with efficient management methods to deal with these fault occurrences in order to mitigate their root causes and prevent their recurrence, contributing to a more reliable and efficient system. In this sense, this work presents a method of integrated management of occurrences and makes use of Itaipava Arena Fonte Nova as an application environment. This work is justified due to the need for a more rational use of organizational resources and the obligation to develop processes with levels of safety and quality in line with current norms and standards. Thus, an integrated event database was constructed, a mathematical model of prioritization was developed and, finally, a systematization of the proposed method was elaborated as a flowchart. The results of applying the prioritization model in the years 2013, 2014 and 2015 converged with the traditional prioritization method only in the security dimension, something that was already expected. In the year 2013, no occurrence was classified as a priority. In the year of 2014 two occurrences were prioritized: 1) Precarious orientation and; and 2) Unprepared attendants of bars/ snack bars. In the year of 2015 five occurrences were prioritized: 1) Irregular sellers; 2) Conflicts between users; 3) Overcrowding of sectors/ aisle; 4) Queues in bar/ snack bar; and 5) Precarious internet access. Brainstorming sessions and an Ishikawa diagram were used to identify and present the root causes related to the prioritized occurrences. In the recommendation of corrective actions, specific documents for multipurpose arenas were used, in addition to international standards of the areas of safety and quality. Two scenarios were simulated in order to verify the behavior of the pr

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  • VICTOR BOUZAS REGUEIRA
  • MÉTODOS DE CARACTERIZAÇÃO DE PETRÓLEO APLICADOS À SIMULAÇÃO DO COMPORTAMENTO DE FASES E OUTRAS PROPRIEDADES FISICO-QUÍMICAS

  • Orientador : SILVIO ALEXANDRE BEISL VIEIRA DE MELO
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ANA MARIA ANTUNES DIAS
  • FERNANDO LUIZ PELLEGRINI PESSOA
  • PAULO DE TARSO VIEIRA E ROSA
  • ROGERIO FERNANDES SANTOS
  • Data: 28/03/2018

  • Mostrar Resumo
  • As equações de estado cúbicas ainda são predominantes em aplicações industriais, devido a sua simplicidade e eficiência, mesmo face ao desenvolvimento frequente de novas equações de estado. No entanto, o seu estudo e aplicação para a modelagem termodinâmica de fluidos de reservatório de petróleo é bastante desafiador devido à alta complexidade da composição dessas misturas, constituídas predominantemente de hidrocarbonetos, com a presença típica de uma complexa fração de hidrocarbonetos pesados. Os componentes leves da mistura são facilmente identificados e suas propriedades estão disponíveis na literatura. O grande desafio está associado à fração pesada (ou resíduo), composta por inúmeros componentes e comumente agrupada como uma fração Cn+, sendo necessário o uso de técnicas de caracterização para sua modelagem termodinâmica com equações de estado. A caracterização da fração pesada se baseia na utilização de dados experimentais disponíveis e diversos procedimentos matemáticos para obter as propriedades representativas da fração pesada do petróleo. Apesar da evolução e aperfeiçoamento ocorridos em algumas etapas dos métodos de caracterização, ainda não há um consenso sobre a forma mais adequada para se obterem os melhores resultados, principalmente em função da enorme variedade das características desses fluidos. Esse trabalho buscou contribuir para a ampliação dos conhecimentos sobre métodos de caracterização da fração pesada do petróleo, avaliando o impacto do uso de diversas distribuições estatísticas, estratégias de agrupamento e correlações empíricas para o cálculo das propriedades críticas e fator acêntrico, além de técnicas para ajuste fino dos parâmetros das equações de estado cúbicas. Foram realizadas análises de todas as etapas dos métodos de caracterização clássicos e os efeitos de cada etapa nas propriedades termodinâmicas foram quantificados e comparados para vários óleos da literatura. Diversas propriedades foram analisadas através de cálculos com equações de estado cúbicas, como a pressão de bolha e a modelagem da curva de saturação após a injeção de CO2 puro e impuro. Ademais, outras propriedades também foram avaliadas, como a densidade, a viscosidade, e a pressão mínima de miscibilidade (PMM), com a abordagem clássica da tie-line. Além disso, múltiplas melhorias são propostas, como modificações nas etapas de ajuste de parâmetros das equações cúbicas, obtendo-se resultados satisfatórios para as técnicas propostas. Por fim, um novo método de splitting, baseado na distribuição q-Weibull, é também proposto para obter as curvas de distribuição de massa molar e de gravidade específica, com uma melhor capacidade de previsão e de ajuste que as distribuições clássicas.


  • Mostrar Abstract
  • Despite the recurrent development of new equations of state, cubic equations still are predominant in industrial applications due to its simplicity and efficiency. However, the study and application for thermodynamic modelling of reservoir fluids is quite challenging due to the high complexity of these compounds. Petroleum reservoir fluids are predominantly hydrocarbon mixtures with the typical presence of a complex fraction of heavy hydrocarbons. Among the light components of the reservoir fluid (light and intermediate fractions), the compounds are readily identified and their properties are easily available in the literature. The great challenge is associated with the heavy fraction, because it is necessary the use of characterization methods to its thermodynamic modelling with equations of state, composed of numerous components and is more commonly grouped as a Cn+ fraction. The characterization of the heavy fraction (or plus-fraction/residue) depends on experimental data and various mathematical procedures, in order to obtain the heavy fraction representative properties. Despite some development in some steps of the characterization methods, there is still no consensus about the best approach, mainly due to the enormous variety of characteristics of these fluids. This work aims to contribute to a better knowledge about oil heavy fraction characterization methods, evaluating the impact of using different statistical distributions, lumping techniques and empirical correlations for the calculation of the critical properties and acentric factor, besides evaluating the tuning techniques for re-adjusting the cubic equations of state parameters. All steps of the classical characterization methods were carried out and the impacts of each step on the thermodynamic properties were quantified and compared for different oils in the literature. Several properties were calculated with cubic equations of state, such as bubble pressure and the whole saturation curve after the injection of pure and impure CO2. In addition, other properties were also evaluated, such as density, using various methods of volume-translation, viscosity, and the minimum miscibility pressure (MMP) with the classic tie-line approach. Moreover, several improvements are proposed, such as modifications in the tuning procedure for the cubic equations of state, obtaining satisfactory results for the proposed techniques. Finally, a new splitting method based on the q-Weibull distribution is also proposed in order to obtain molar weight and specific gravity distribution curves with a better prediction and fitting capacity than the classical distributions.

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  • FELIPE CORREIA GONÇALVES

  • Uma Abordagern Multistakeholder para Análise de Árvore de Falhas no Setor Terciário

  • Orientador : MARCELO EMBIRUCU DE SOUZA
  • MEMBROS DA BANCA :
  • JOSE CELIO SILVEIRA ANDRADE
  • ROBSON DA SILVA MAGALHAES
  • ANGELO MARCIO OLIVEIRA SANT ANNA
  • ENRIQUE ANDRES LOPEZ DROGUETT
  • Data: 20/04/2018

  • Mostrar Resumo
  • 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.


  • Mostrar Abstract
  • Fault Tree Analysis (FTA) has been widely used since its inception, especially in the industrial environment (or in high severity or high risk applications, which have the legal obligation to develop risk analysis) for providing in-depth knowledge of the system/ equipment and its reliability. Although its application is still very restricted when it comes to activities with minor severity, there are already studies that recommend the use of this tool for other areas besides the industrial environment, such as service processes (tertiary sector). This work aims to propose an approach for the analysis of Fault Trees (FT) with a focus on improving their applicability to the tertiary sector. The main techniques of fault tree construction were evaluated and the approach developed here proposes a dynamic construction of FT and the expansion of the multidisciplinary team that participates in this construction, based on the concept of multi-stakeholders i n s e r t e d i n t h e c o l l a b o r a t i v e p a r a d i gm o f We b 2 . 0 . The n ew approach was used in a case study at the 2014 FIFA World Cup (governed by the fifth edition of the FIFA normative document) and has potential for cost reduction, or at least its dilution over time. In addition, it also offers the possibility of practicing insertions of more than one regulatory standard of the service in the FT, as well as the monitoring of the evolution of the normative documents and the identification of the scenario of regulation tendencies of the service in question, being constituted in an additional alternative and an improvement to the Service Tree Analysis (STA) method. In addition to the aforementioned case study, this paper also presents an evolutionary analysis of the normative documents within the same context of the case study. That is, the analysis of the evolution of the technical requirements of the FIFA World Cup was elaborated from the fault tree analysis. This evolutionary analysis used the five existing editions of the FIFA requirements and pointed out which items underwent major changes, which items ceased to exist and which new items were inserted. This evinces both the evolution that has occurred over time as it offers a scenario of regulatory tendencies for the next editions, and may also support future decision making for the managers of the arenas, in order to obtain a positive and beneficial legacy in the post-event. The proposed approach also presents potential benefits for the Dynamic Fault Tree Analysis (DFTA) and for analyzes that consider a great influence of human reliability.

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  • RAFAELA COSTA LIMA
  • A indústria de aerogeradores e o desenvolvimento regional: perspectivas de consolidação na Bahia

  • Orientador : CRISTIANO HORA DE OLIVEIRA FONTES
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ANTONIO FRANCISCO DE ALMEIDA DA SILVA JUNIOR
  • CRISTIANO HORA DE OLIVEIRA FONTES
  • JOSE RICARDO UCHOA CAVALCANTI ALMEIDA
  • VICTOR MENEZES VIEIRA
  • Data: 04/06/2018

  • Mostrar Resumo
  • A Bahia é considerada atualmente o principal polo industrial eólico do Brasil, concentrando em sua área geográfica os maiores fabricantes desse setor. No entanto, apesar desse estado possuir diversas vantagens para se consolidar nesse mercado, nota-se que existem entraves que necessitam ser previamente resolvidos como, por exemplo, aqueles associados ao encadeamento produtivo, infraestrutura, recursos humanos e questões tecnológicas. Nesse cenário, este trabalho apresenta uma leitura crítica buscando identificar lacunas e propor incrementos ou relações construtivas acerca das perspectivas da indústria de aerogeradores na Bahia. O trabalho se desenvolveu por meio de um método exploratório e qualitativo, no qual foram descritos, analisados e avaliados os tópicos mais relevantes sobre o tema proposto, a exemplo do mercado e da atuação governamental. Com base nos argumentos e resultados obtidos, infere-se que a indústria eólica no Brasil está em uma fase de instabilidade devido, principalmente, aos efeitos da crise econômica. À luz disso, é possível afirmar que o atual mercado brasileiro de projetos de energia eólica é insuficiente para atender às necessidades das indústrias de aerogeradores instaladas devido à alta capacidade produtiva e à baixa demanda dos leilões. Sendo assim, conclui-se que para haver boas perspectivas para o desenvolvimento deste setor na Bahia é necessário que, além do estado aprimorar suas competências para solucionar os entraves existentes, haja crescimento econômico e demanda por energia elétrica no país, aumentando assim a participação da energia eólica na composição da matriz energética brasileira.


  • Mostrar Abstract
  • The state of Bahia is currently considered the main wind power industrial pole in Brazil, concentrating the largest manufacturers in this sector. However, although this state has several advantages to consolidate in this market, there are obstacles that need to be previously suppressed, such as those associated with the productive chain, infrastructure, human resources, and technological issues. Starting from this scenario, this dissertation presents a critical reading aiming to identify gaps and propose constructive inferences about the perspectives of the wind turbine industry in Bahia. The study was developed through an exploratory and qualitative research, in which the most relevant topics for the proposed subject were described, analyzed and evaluated, such as the market and government role. Based on the arguments and results obtained, we noted that the Brazilian wind industry is in a phase of instability, mainly, due to the effects of the financial crisis. In light of this, it is consistent to state that the Brazilian market for current wind energy projects is insufficient to meet the needs of installed wind turbine industries due to their high production capacity and the low demand of the auctions. Therefore, we concluded that in order to have good prospects for the development of this sector in Bahia it is necessary that besides this state improves its competences to solve the existing obstacles, economic growth and demand for electric energy in the country also increase, increasing the share of energy in the Brazilian energy matrix

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  • JULIANA MARIA ANDRADE DE CARVALHO
  • PRODUÇÃO DE BIOETANOL DE TERCEIRA GERAÇÃO A PARTIR DE EUGLENA GRACILIS

  • Orientador : EMERSON ANDRADE SALES
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ALICE COSTA KIPERSTOK
  • CARLOS JOULBERT ALVES DE SOUZA
  • ELAINE CHRISTINE DE MAGALHAES CABRAL ALBUQUERQUE
  • EMERSON ANDRADE SALES
  • Data: 15/06/2018

  • Mostrar Resumo
  • 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.


  • Mostrar Abstract
  • Microalgae are considered a promising source of energy for the production of biofuels because they are fast growing, do not require arable land for their cultivation and do not contribute to global warming or the emission of greenhouse gases. In this context, the objective of the present work is to develop a methodology for the production of bioethanol from biomass of the microalga E. gracilis (species not yet studied). Some parameters were evaluated in order to increase the production of paramylon as a culture medium (mineral and lactate), methods of separation of biomass (centrifuge and rotavaporator) and stress with FeCl2. In addition, types of hydrolysis (acid and enzymatic) were evaluated aiming at increasing the production of bioethanol. The hydrolysis step was important for the production of reducing sugars. Dilute sulfuric acid (0.06% (v / v)) was used in the acid hydrolysis and it was performed in a vertical autoclave at 127 ° C and 10 minutes. The enzymatic hydrolysis was performed by Cellulase (50 mL / L) for 72 h. The hydrolyzed samples were fermented by Saccharomyces cerevisiae yeast and the bioethanol production was evaluated at different fermentation times (3h, 1 h and 30 minutes). Bioethanol was characterized and quantified by gas chromatography (GC-FID). Centrifugation method for biomass separation resulted in higher concentrations of reducing sugar. The fermentation time of 30 minutes generated higher concentrations of ethanol and the highest yield of the fermentation (50%) was obtained starting from a mixotrophic culture and enzymatic hydrolysis from an initial concentration of about 15 g/L of dry biomass. These results may become E. gracilis one potential feedstock for the production of bioethanol.

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  • BRUNO DANTAS MICHELENA
  • Modelo Temporal da Oferta e Demanda do Gás Natural Liquefeito no Brasil

  • Orientador : KARLA PATRICIA SANTOS OLIVEIRA RODRIGUEZ ESQUERRE
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ANGELO MARCIO OLIVEIRA SANT ANNA
  • CARLOS EDUARDO PEREIRA MENDES DA SILVA
  • KARLA PATRICIA SANTOS OLIVEIRA RODRIGUEZ ESQUERRE
  • Data: 26/07/2018

  • Mostrar Resumo
  • O Gás Natural Liquefeito (GNL) se tornou um produto com grande importância no que diz respeito à introdução de novas fontes de energia para a geração de energia elétrica, muito em função da grande flexibilidade que existe nesse mercado. O Brasil iniciou as atividades de regaseificação de GNL em 2009. Desde seu início, houve muita oscilação na quantidade oferta de gás natural liquefeito, bem como a demanda de energia elétrica. Este trabalho teve por objetivo descrever as séries temporais mensais de oferta de GNL e demanda de energia elétrica a partir do uso de gás natural, de modo a compreender as características existentes nessas duas séries. Para realizar essa descrição, foi desenvolvido um modelo ARIMA com a utilização do Software R, onde foi encontrado como melhor modelo para descrever os dados o modelo ARIMA (0, 1, 0), modelo este conhecido como random walk, com características de grande aleatoriedade, essa informação possibilita a tentativa de compreensão das variações de oferta e demanda do GNL.


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  • Liquefied Natural Gas (LNG) has become a product of great importance with regard to the introduction of new sources of energy for the generation of electric energy, much due to the great flexibility that exists in this market. Brazil started its LNG regasification activities in 2009. Since its inception, there has been a lot of fluctuation in the quantity of liquefied natural gas supplied, as well as the demand for electric energy. The objective of this work was to describe the monthly time series of LNG supply and demand for electricity from the use of natural gas in order to understand the characteristics of these two series. To perform this description, an ARIMA model was developed with the use of Software R, where it was found as the best model to describe the data ARIMA model (0, 1, 0), this model known as random walk, with characteristics of great randomness, this information enables an attempt to understand LNG supply and demand variations.

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  • MARIZA SOUZA DE MELLO
  • Reconhecimento de Padroes de Uso de Equipamentos Hidraulicos Domiciliares

  • Orientador : KARLA PATRICIA SANTOS OLIVEIRA RODRIGUEZ ESQUERRE
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ADONIAS MAGDIEL SILVA FERREIRA
  • ASHER KIPERSTOK FIRST
  • KARLA PATRICIA SANTOS OLIVEIRA RODRIGUEZ ESQUERRE
  • Data: 26/07/2018

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  • 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


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  • Modeling residential water consumption is an important step towards knowledge about users behavior and, later, for the proposition of realistic goals that lead to the conscious consumption. The information provided by the smart meters enabled the detection of the equipment triggered, through flow measurements in short time intervals. Thus, the objective of this project is to develop an algorithm to identify the use of devices, with both pattern classification, as well as identification and separation of simultaneous uses. The classifier was built based on k-nearest neighbor concept, including the evaluation of the similarity measure that best suited the data among DTW, EDR, ERP and LCSS. The measures adopted were sensitivity - which indicates the percentage of the total events correctly classified - and precision - which indicates the percentage of the data correctly assigned by the classifier. They were calculated based on number of events and volume consumed. The ERP measure was chosen as the one that reached the best performance measures values and that produced the smaller percentage of tie results. The sensitivity average, in terms of volume, for the toilet, shower and internal tap were 71.1%, 67.3% and 78.2% respectively, and for more than half of the residences, it was possible to achieve more than 70% detection between these devices. For external tap the performance measure value was below-expected with an average of 26.6%, mainly due to confusion with the internal tap. In terms of accuracy with regard to the number of events, the classifier achieved for the toilet, shower, external tap and internal tap average of respectively 72.2%, 51.1%, 59.0% and 88.4%; in some homes, the detection capacity for the external tap reached more than 90%. The algorithm of identification and separation of simultaneous uses was able to differentiate particular uses from simultaneous uses and realize separations, obtaining an average 83% of correct outcomes among all the residences. The integration of these sections was tested in one of the houses and 78% of the water flows were correctly matched. These results indicated that the proposed tool showed potential to be used, both because of the interesting results obtained and the fact that there was no intervention of the researcher throughout the process.

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  • JOSE ODUQUE NASCIMENTO DE JESUS
  • DESEMPENHO AMBIENTAL DE ÁGUA TRATADA NA INDÚSTRIA UTILIZANDO SULFATO DE ALUMÍNIO E BIOCOAGULANTE

  • Orientador : KARLA PATRICIA SANTOS OLIVEIRA RODRIGUEZ ESQUERRE
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ALBERICO RICARDO PASSOS DA MOTTA
  • JOSE ADOLFO DE ALMEIDA NETO
  • KARLA PATRICIA SANTOS OLIVEIRA RODRIGUEZ ESQUERRE
  • Data: 27/07/2018

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  • A água é um recurso natural muito utilizado nos processos industriais. Em sua forma natural ela contém substâncias que geralmente são tratadas para uso na indústria a partir de processos físico-químicos. Os coagulantes mais utilizados nos processos de remoção de sólidos em suspensão em estações de tratamento de águas industriais são os inorgânicos, como o sulfato de alumínio, que apesar da comprovada eficiência, trata-se de um composto que acrescenta alumínio ao lodo gerado. Por isso, têm-se buscado alternativas de coagulantes para o tratamento de água, a exemplo do uso de biocoagulantes. Portanto, o objetivo deste trabalho foi comparar o desempenho ambiental e econômico da clarificação de águas industriais através dos processos de coagulação, floculação e sedimentação usando o sulfato de alumínio e um polímero natural a base de tanino. O método de diagnóstico ambiental foi a Avaliação do Ciclo de Vida (ACV), aplicado no software SimaPro, seguindo a estrutura metodológica recomendada nas normas da série ISO 14040. A coleta de dados foi realizada através de visita técnica, pesquisa documental, base de dados da produção, registros da empresa e literatura. Os dados de primeiro plano foram coletados em campo. Os dados de segundo plano foram obtidos da literatura disponível, artigos, sites especializados, relatórios de pesquisas da área, catálogos de fabricantes e base de dados como Ecoinvent. Foi utilizado na modelagem as categorias de impacto energético (CED); Impacto ambiental - Mudança climática (IPCC 2013 100ª), Pegada Hídrica (AWARE), Depleção de recursos (ILCD), Uso da terra (ILCD); Material Particulado (ILCD), Toxicidade Humana (USETox 2), Ecotoxicidade (USETox 2), Eutrofização (CML baseline), Acidificação (CML baseline) e Ozônio fotoquímico (ILCD). E como análise de sensibilidade, foi estabelecidos três cenários para comparação com o cenário base, utilizando as categorias de demanda energética acumulada (CED), Pegada de Carbono (IPCC 100 a) e Pegada Hídrica (AWARE).A água tratada usando o biocoagulante apresentou melhor desempenho ambiental na maioria das categorias avaliadas comparado àquele com o sulfato de alumínio. As categorias que apresentaram os maiores impactos da água tratada com o sulfato de alumínio foram toxidade humana e ecotoxidade devido a presença de metais no lodo gerado. Os cenários propostos e a simulação da substituição do sulfato de alumínio por biocoagulante favoreceu o desempenho ambiental da água tratada, apresentando níveis de toxidade humana e ecotoxidade 94% menores, bem como, demanda energética 63%, menor emissões de CO2 eq estimadas em 52%. Assim, este estudo apoia as estratégias de melhoria ambiental, energética e econômica para aumentar a ecoeficiência do sistema de abastecimento de água.


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  • Water is a natural resource widely used in industrial processes. In its natural form it contains many substances that are usually treated for use in industry in physical-chemical processes. The most used coagulants in the processes of removal of suspended solids in industrial water treatment plants are inorganic ones, such as aluminum sulfate, which despite the proven efficiency, is a compound that adds aluminum to the generated sludge. For this reason, alternatives to coagulants for water treatment have been sought, such as the use of biocoagulants. Therefore, the objective of this work was to compare the environmental and economic performance of the clarification of industrial waters through the processes of coagulation, flocculation and sedimentation using aluminum sulfate and a natural polymer based on tannins. The environmental diagnostic method was Life Cycle Assessment (LCA), applied in the SimaPro software, following the methodological structure recommended in the ISO 14040 series standards. Data collection was carried out through technical visits, documentary research, database production, company records and literature. The foreground data were collected in the field. The background data were obtained from the available literature, articles, specialized websites, research reports in the area, catalogs of manufacturers database such as Ecoinvent. The categories of energy impact (CED) were used in the modeling; Environmental impact - Climate change (IPCC 2013 100ª), Water Footprint (AWARE), Depletion of resources (ILCD), Land use (ILCD); Particulate Material (ILCD), Human Toxicity (USETox 2), Ecotoxicity (USETox 2), Eutrophication (CML baseline), Acidification (CML baseline) and Photochemical Ozone (ILCD). As a sensitivity analysis, three scenarios were established for comparison with the current scenario, using the categories of accumulated energy demand (CED), Carbon Footprint (IPCC 100a) and Water Footprint (AWARE). The water treated using the biocoagulant had a better impact compared to aluminum sulfate. The categories that presented the greatest impacts of water treated with aluminum sulfate were human toxicity and ecotoxicity due to the presence of metals in the generated sludge. The proposed scenarios and the simulation of the substitution of aluminum sulfate with biocoagulant favored the environmental performance of the treated water, presenting levels of human toxicity and ecotoxicity 94% lower, as well as, better energy efficiency evaluated at 63%, lower estimated CO2 emissions and q by 52%. Thus, this study supports strategies for environmental, energy and economic improvement to increase the eco-efficiency of the water supply system.

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  • CARLA VANESSA MAIA GALVÃO
  • DETERMINAÇÃO DO ÍNDICE DE BOAS PRÁTICAS OPERACIONAIS EM FUNÇÃO DA COMPLEXIDADE DO CENÁRIO E DO SKR EM UMA PLANTA DE PROCESSOS QUÍMICOS UTILIZANDO INTELIGÊNCIA COMPUTACIONAL
     
     
  • Orientador : JOSE CELIO SILVEIRA ANDRADE
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ANTONIO CARLOS DE OLIVEIRA
  • CRISTIANO HORA DE OLIVEIRA FONTES
  • JORGE LAUREANO MOYA RODRIGUEZ
  • SALVADOR AVILA FILHO
  • Data: 30/07/2018

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  • 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.


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  • Currently, the intensity of routine work does not allow an analysis of best practices in energy efficiency and their need for adjustments.The identification of these best practices in energy efficiency depends on criteria and measurements resulting in their classification. Each practice causes individual energy loss which in the aggregate results in large losses. Looking to fill this gap, the present work aimed to elaborate a model to calculate the index of good practices in energy efficiency, pointing out its component parts and how they are structured.The study was based on bibliographical and empirical research, identifying the existing lack. In order to reach the objectives, a methodology was developed with seven steps. There were used two different methods to evaluate good practices, as mathematical support was used Solver Excel software and Fuzzy Logic toolbox, implemented in MATLAB. Preliminarily, two parts of good practices were established based on literature and empirical research with the interaction of specialists from the industries related to the operational part.The model was implemented to evaluate the good practices, using the Likert scale to assess the properties of its component parts, where the consistency of the results was verified, achieving 98.52% accuracy when comparing the results obtained by the Excel tabulator and the Fuzzy Inference System. Among the results achieved, the following can be mentioned: identification of the component parts of good practices, definition of the priority weights of these parts, properties of the component parts, and a mathematical equation for measuring the index of good practices in energy efficiency. All of these concepts and properties have resulted in a Model for Evaluating Good Practices.

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  • YURI MOREIRA BARBOSA
  • Avaliação de Desempenho Termodinâmico Global de Plantas de Cogeração em Aplicações Offshore ”.

  • Orientador : JULIO AUGUSTO MENDES DA SILVA
  • MEMBROS DA BANCA :
  • EDNILDO ANDRADE TORRES
  • JOSÉ JOAQUIM CONCEIÇÃO SOARES
  • JULIO AUGUSTO MENDES DA SILVA
  • VITOR PINHEIRO FERREIRA
  • Data: 28/08/2018

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  • Esse trabalho tem como objetivo avaliar o desempenho termodinâmico de diferentes plantas de cogeração usualmente instaladas em embarcações do tipo FPSO. Dados estimados (previsões) de curvas de produção de petróleo, para 22 anos de produção, foram aplicados em um modelo de planta de processamento primário de petróleo para calcular as utilidades (demandas elétricas e térmicas) requeridas por essa planta. Quatro diferentes tipos de plantas de cogeração foram considerados para atender as demandas elétricas e térmicas: turbinas a gás, ciclo combinado, motor alternativo e planta a vapor. Para cada planta de cogeração, um subsistema de resfriamento utilizando água fria do mar, a uma profundidade de aproximadamente 1000 m e com temperatura de 5 °C, foi modelado com o propósito de promover um aumento na eficiência termodinâmica das referidas plantas. Foram considerados 2 modos de operação da planta de processamento de petróleo. No modo 1, todo o gás proveniente do processo de tratamento e separação de petróleo é injetado no poço. No modo 2, ocorre separação de CO2 e sua posterior injeção no poço. A operação fora do ponto de projeto foi considerada devido à grande variação na produção das utilidades ao longo dos anos. O método de otimização usando o Gradiente Reduzido Generalizado (GRG) foi aplicado para otimizar o consumo de combustível nas plantas de cogeração. Os resultados indicaram que o subsistema de resfriamento foi efetivo somente para a planta com turbinas a gás e planta a vapor. Na planta com turbina a gás, a eficiência exergética aumentou 2,5 % e 0,4 % nos modos de operação 1 e 2, respectivamente. Na planta a vapor, a eficiência exergética aumentou 2,9 % e 2,8 % nos modos de operação 1 e 2, respectivamente. Independentemente do subsistema de resfriamento, a planta com motor alternativo apresentou a maior eficiência exergética global, 49,7 %, para ambos os modos de operação. A planta a vapor apresentou a menor eficiência exergética global, 28,3 %, para ambos os modos de operação.


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  • This work aimed to evaluate thermodynamic performance of different cogeneration plants usually installed in FPSOs. Estimated petroleum production data, for 22 years of production, were used in a model of petroleum primary process plant in order to calculate the utilities (electrical and thermal demands) required by this plant. Four different cogeneration plants were taken into account to attend electrical and thermal requirements: gas turbines, combined cycle, reciprocating engine and steam plant. For each cogeneration plant, a cooling subsystem using cold sea water from approximately 1000 m of depth and at 5 °C of temperature was designed to improve the efficiency of the plants. Two different operations mode of the petroleum process plant were taken into account. In mode 1, all gas coming from petroleum treatment and separation process is injected into the well. In mode 2, CO2 is separated and then it is injected into the well. The off-design operation due to effect of utilities demand variation along the years was considered. Optimization using the GRG (Generalized Reduced Gradient) method is performed to minimize fuel consumption of the cogeneration plants. Results showed that the cooling subsystem was effective only for the gas turbines and steam plants. For the gas turbine plant, exergy efficiency has increased 2.5 % and 0.4 % in modes 1 and 2, respectively. For the steam plant, exergy efficiency has increased 2.9 % and 2.8 in modes 1 and 2, respectively. Independently of the cooling subsystem, the reciprocating engine plant showed the best overall exergy efficiency results with maximum value of 49.7 % for both operation modes. The steam plant showed the worst value of overall exergy efficiency reaching a maximum value of 28.3 % for both operation modes.

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  • PAULO ESTEVES DE ALMEIDA SILVA
  • Modelo para a Predição da Proporção dos Combustíveis que Alimentam um Motor de Três Cilindros em um Veículo Compacto.

  • Orientador : ROBSON DA SILVA MAGALHAES
  • MEMBROS DA BANCA :
  • JULIO CESAR CHAVES CAMARA
  • MARCIO ANDRE FERNANDES MARTINS
  • ROBSON DA SILVA MAGALHAES
  • Data: 30/08/2018

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  • 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.


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  • With the pursuit of energy efficiency in automotive vehicles, taking into account the need to minimize the environmental impact of the use of these vehicles, recent efforts to improve fuel combustion control systems have become a prominent strategy in the automotive industry. The aim of this work is the development of models for prediction of the proportion of ethanol present in a fuel blend used in a flex vehicle equipped with a three-cylinder engine. The models are developed with the use of the information based on measurements made by the control system of a three-cylinder engine and a threedimensional accelerometer coupled to the engine. The experimental methodology applied for the signal acquisition from the operation of a three-cylinder engine, installed in a passenger vehicle, is described. The acquired signals were treated and used in models based on Multiple Linear Regression and Artificial Neural Networks for the prediction of the ethanol volume ratio on the fuel blend. The models proved to be efficient in predicting the proportion of ethanol in the fuel blend, presenting a better approximation between the predicted values and the actual values when compared with the data provided by the engine control system.

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  • TADEU SILVA DE SANTANA
  • A Termografia Aplicada à Manutenção de Transformadores de Potência a Seco

  • Orientador : ROBSON DA SILVA MAGALHAES
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ROBSON DA SILVA MAGALHAES
  • LOURENCO GOBIRA ALVES
  • PABLO RODRIGUES MUNIZ
  • Data: 31/08/2018

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  • Os transformadores de potência a seco são equipamentos que pertencem a classe transformadores, cuja parte ativa não está imersa no óleo isolante. Quando são comparados aos transformadores a óleo, eles apresentam dimensões menores e são recomendados para as instalações internas; aquelas que exigem uma maior segurança e confiabilidade. Usualmente são instalados em áreas onde há uma presença de pessoas, tais como fábricas, plantas industriais químicas e petroquímicas, prédios residenciais e comerciais, aeroportos, plataformas offshore, hospitais, shopping centers, entre outros. Dentre as principais vantagens em usá-los, destacam-se: a redução da necessidade manutenção, um baixo nível de ruído e uma maior segurança à explosão, já que eles são montados sem o uso de matérias que propagam o fogo. Outra característica relevante intrínseca a esse tipo de equipamento está no fato de que eles não requerem condições especiais para a sua instalação. Este trabalho tem como objetivo propor um método não intrusivo para diagnóstico de falhas no isolamento de transformadores a seco, utilizando-se a termografia associada a um analisador de energia. inicialmente, os equipamentos são monitorados por termografia, com o intuito de se observar o seu comportamento térmico e identificar discrepâncias térmicas no seus componentes. Os equipamentos que apresentam comportamento térmico discrepante são monitorados por termografia e com o analisador de energia para se obter também o seu carregamento. Esse método permite analisar os efeitos da utilização da termografia associada ao analisador de energia nos procedimentos de manutenção dos transformadores a seco. Após a realização de destes foram identificadas evidências de falhas nos isolamentos dos enrolamentos dos equipamentos analisados. Identificou-se também uma realação de proporcionalidade entre a elevação da temperatura dos componentes e a corrente circulante em cada uma das fases do equipamento. Na aplicação do método, os transformadores analisados são submetidos à mesma condição de carregamento, em situações diferentes de temperatura ambiente. O método apresenta baixo custo de aplicação e permite o monitoramento dos equipamentos em plena operação, possibilitando também a identificação de um processo de falha no estágio inicial.


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  • part is not immersed in the insulating oil. When the transformers are compared to oil, they are adapted for minors and are recommended for indoor installations; for greater safety and reliability. They are currently in areas where there is a presence of people, such as factories, industrial and petrochemical factories, residential and commercial buildings, airports, offshore platforms, hospitals, shopping centers, among others. Among the main advantages to use in order to ensure the maintenance of noise level and greater safety to the explosion, since they are assembled without the use of materials that spread the fire. Another relevant accessory intrinsic to this type of equipment is not a fact that they are not special to their installation. This work has an intrinsic method to diagnose faults in the isolation of transformers, using a thermography associated to an energy analyzer. now, the equipment is monitored by thermography, with the purpose of analyzing its thermal behavior and locating thermal discrepancies in its components. Equipment that is consistent with the discrepancy is monitored by thermography and by the energy analyzer to obtain its loading. This method allows to analyze the effects of the application of the term energy analysis on the dry transformers maintenance procedures. After the tests were carried out, the tests were performed in the equipment windings. It has also been identified as a source of proportionality between temperature and components and a circulating current in each phase of the equipment. In the application of the method, the changes they are being to the site of loading, in situation differentings of environmental environment. The method lowered the cost of the application and allows the monitoring of the devices in full operation, also allowing the identification of a process of failure in the initial employment.

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  • CARINE NOGUEIRA SANTINO
  • METODOLOGIA PARA MAPEAMENTO DAS PERDAS EM UM PROCESSO DE FUNDIÇÃO, COM APLICAÇÃO DA ESCALA LIKERT E DA LÓGICA FUZZY
  • Orientador : ROBSON DA SILVA MAGALHAES
  • MEMBROS DA BANCA :
  • CRISTIANO HORA DE OLIVEIRA FONTES
  • JORGE LAUREANO MOYA RODRIGUEZ
  • MARCELO SANTANA SILVA
  • SALVADOR AVILA FILHO
  • Data: 03/09/2018

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  • As constantes mudanças ocorridas em um processo industrial são consequências das demandas da sociedade. Os surgimentos de novas demandas requisitam esforços para que a indústria se mantenha com competitividade. A redução das falhas e o controle de custos são uns dos requisitos que possibilitam a permanência sustentável da indústria em um mercado. Torna-se então, emergente a necessidade de aprimorar os processos com: redefinição das atividades de baixa eficiência; identificação das falhas na tarefa, e redução das perdas no processo. O presente trabalho foi baseado em um estudo de caso em uma indústria de grande porte do setor metalúrgico brasileiro, com produção de ferroligas. Esta pesquisa apresenta o mapeamento das perdas de um processo de fundição, com a avaliação das variáveis que influem na principal perda (perda crítica). Para alcançar tal objetivo, a metodologia do trabalho foi dividida em cinco etapas: análise do processo geral; coleta de dados; análise do sistema operacional; desenvolvimento do modelo e validação dos resultados. Essa metodologia combina ferramentas da qualidade como o mapeamento e o diagrama de causa e efeito, com ferramentas da estatística e da área computacional como a escala Likert e a lógica fuzzy. Por fim, os resultados apresentaram significativa importância, uma vez que, permitiram identificar as variáveis críticas que contribuem para ocorrência da falha na tarefa, e que, consequentemente, ocasionam as perdas no processo estudado.

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  • The constant changes in an industrial process are consequences of the demands of society. The emergence of new demands require efforts to keep the industry competitive. Reducing failures and controlling costs are one of the requirements that enable the industry to remain sustainable in a market. Thus, is need to improve the processes, redefining low-efficiency activities, identifying task failures, and reducing of process losses.The present work was based on a case study in a large industry of the Brazilian metallurgical sector, with ferroalloy production. This research presents the mapping of the losses of a casting process, with the evaluation of the variables that influence the main loss (critical loss). To achieve this goal, the methodology of the work was divided into five stages: analysis of the general process; data collect; analysis of the operating system; model development and validation of results. This methodology combines quality tools such as mapping and cause and effect diagram with statistical and computational tools such as the Likert scale and fuzzy logic. Finally, the results presented significant importance, since they allowed to identify the critical variables that contribute to the occurrence of the task failure, and that, consequently, cause the losses in the studied process
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  • IZETE CELESTINA DOS SANTOS SILVA
  • AGRUPAMENTO E CLASSIFICAÇÃO DE SÉRIES TEMPORAIS MULTIVARIADAS COM RECONCILIAÇÃO DE PADRÕES
  • Orientador : CRISTIANO HORA DE OLIVEIRA FONTES
  • MEMBROS DA BANCA :
  • CRISTIANO HORA DE OLIVEIRA FONTES
  • EDUARDO DO NASCIMENTO
  • FLAVIO MORAIS DE ASSIS SILVA
  • JORGE LAUREANO MOYA RODRIGUEZ
  • Data: 21/09/2018

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  • O armazenamento de uma grande quantidade de dados históricos de processos de produção estimulou o desenvolvimento de técnicas relacionadas à mineração de dados (Data Mining, DM) e à extração de conhecimento útil acerca do processo (Knowledge Discovery in Data bases, KDD). Embora existam muitos trabalhos relacionados à Detecção e Diagnóstico de Falhas (Fault Detection and Diagnosis, FDD), poucos deles são baseados em agrupamento e reconhecimento de padrões em séries temporais, especialmente em séries multivariadas. Além disso, na literatura revisada não há trabalhos relacionados ao reconhecimento de padrões em séries temporais multivariada que considerem o modelo de processo como restrição. À luz disso, este trabalho propõe um novo método para o reconhecimento de padrões em séries temporais uni e multivariada, baseado no algoritimo Fuzzy C-Means (FCM), que considera diretamente a dinâmica do processo no problema de agrupamento visando garantir, desta forma, a viabilidade dos padrões reconhecidos. O método proposto é aplicado em dois estudos de caso, ambos relacionados ao agrupamento e reconhecimento de padrões de operação anormal (falhas) e operação normal. O primeiro estudo de caso compreendeu um Reator Contínuo de Tanque Agitado (Continuous Stirred Tank Reactor, CSTR), que consiste em um processo de referência bem conhecido e utilizado para avaliar estratégias de controle e técnicas de FDD. A segunda aplicação envolveu um cenário industrial real que compreende uma turbina a gás, de escala comercial, localizada na unidade termoelétrica (UTE) Rômulo Almeida, parte integrante do parque da Companhia Brasileira de Petróleo. Os resultados obtidos evidenciam que o algoritmo FCM e uma métrica típica de similariedade entre séries temporais, baseada na Análise de Componentes Principais (PCA), não garantem o reconhecimento de padrões consistentes com a dinâmica do processo, mesmo com bons resultados de classificação e agrupamento. Por outro lado, os resultados obtidos a partir das abordagens de reconciliação propostas neste trabalho mostram a obtenção de padrões consistentes e reconciliados com a realidade dinâmica do processo, sem prejuízo da qualidade dos resultados de agrupamento e classificação.

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  • The storage of a large amount of historical data in production processes has contributed to the development of techniques related to data mining (DM) and the extraction of useful knowledge about processes (Knowledge Discovery in Data bases, KDD). Although there are many studies related to Fault Detection and Diagnosis (FDD), few of them are based on grouping and pattern recognition in time series, especially in multivariate series. In addition, there are no work related to the recognition of patterns in time series that consider the process model as a constraint. This study proposes a new method for the recognition of patterns in uni and multivariate time series, based on the Fuzzy C-Means (FCM) algorithm, which directly considers the process dynamics in the clustering problem in order to guarantee the viability of the standards recognized. The proposed method is applied in two case studies, both related to clustering and recognition of patterns of abnormal operation (failures) and normal operation. The first case study is a Continuous Stirred Tank Reactor (CSTR), a well-known reference process used to evaluate control strategies and techniques for FDD. The second application involved a real industrial scenario comprising a commercial scale gas turbine located at the Rômulo Almeida thermoelectric plant (UTE), an integral part of the Companhia Brasileira de Petróleo park. The results show that the FCM algorithm and a typical metric of similarity between time series, based on the Principal Component Analysis (PCA), do not guarantee the recognition of patterns consistent with the process dynamics, even if good results are obtained classification and grouping. On the other hand, the results obtained from the reconciliation approaches proposed in this study show the obtaining of consistent and reconciled patterns with the dynamic reality of the process, without prejudice to the quality of the results of grouping and classification.
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  • YAMILET GONZÁLEZ CUSA
  • Eficiência Energética em Empresa do Setor de Ferroligas
  • Orientador : EDNILDO ANDRADE TORRES
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ANDRE LUIZ DE CARVALHO VALENTE
  • EDNILDO ANDRADE TORRES
  • JORGE LAUREANO MOYA RODRIGUEZ
  • Data: 03/10/2018

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  • A eficiência energética na produção, distribuição e uso de energia, é uma das principais áreas de oportunidade para reduzir custos, proteger o meio ambiente e acrescentar a competitividade nas empresas. Apesar das indústrias serem os órgãos mais consumidores de energia, muitas delas enfrentam dificuldades em definir um ponto de partida para a realização de melhoria com foco em energia, não possuem sistema ou controle de consumo energético e a medição do potencial de eficiência energética passa a ser um desafio, devido a sua difícil caraterização quantitativa. Nesse sentido, esta pesquisa do tipo aplicada, quantitativa-qualitativa, exploratória-descritiva, bibliográfica e documental com estudo de caso, visa realizar uma investigação sobre a eficiência energética na indústria de ferroligas, identificando as barreiras e os potenciais do uso racional de energia, indicadores energéticos, custos e controle de consumo de energia. Para tanto, foi efetuado um estudo sobre métodos de eficiência e gestão energética que estão sendo empregados na indústria. Em seguida, realizou-se uma revisão energética utilizando como base a ABNT NBR ISO 50001 através de uma análise de uso e consumo com o intuito de identificar oportunidades para a melhoria do desempenho energético e estabelecimento de ferramentas de controle como linhas de base energética e indicadores de desempenho energético em uma indústria do setor de ferroligas, a qual conta com duas plantas metalúrgicas, uma produzindo ligas de Cromo e outra Ferro-Silício. Através da revisão energética verificou-se que dentro da empresa a eletricidade era o energético de maior consumo com uma representatividade de 55,20%. Dentro da delimitação de fronteiras a área de maior consumo de eletricidade foi a fábrica 2 de Ferro-Silício com 48,15% do consumo total da empresa, o que representa 63 645 MWh/mês e o módulo temático de maior consumo foi fornos com uma porcentagem de 94,14% do consumo total dessa fronteira. Demostrou-se a existência de potenciais de oportunidades de melhoria em todos os módulos temáticos analisados com destaque em força motriz, iluminação e climatização. Com a implementação das medidas propostas contabilizou-se uma economia anual estimada de 14 571 MWh/ano, correspondendo a uma redução de 26% no consumo, R$ 2 185 602,00/ano no custo e redução de emissões de 40,79 tCO2/ano. Com base nas análises estatísticas feitas utilizando uma ferramenta de computação estatística foi possível determinar o modelo de linha de base para representar o consumo de energia elétrica do módulo temático fornos por tipo de ferroligas. Além disto, foram elaborados indicadores energéticos cujo uso possibilita o monitoramento permanente de seu desempenho energético através da comparação com sua linha de base. Assim, com base nos resultados obtidos observa-se, portanto, a viabilidade e factibilidade das propostas e um grande potencial para a aplicação de ações de conservação de energia na fábrica.

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  • Energy efficiency in the production, distribution and use of energy is one of the main areas of opportunity to reduce costs, protect the environment and increase competitiveness in companies. Although the industries are the most energy consuming agencies, many of them face difficulties in defining a starting point for energy-focused improvement, have no energy consumption control or system and the measurement of energy efficiency potential a challenge because of its difficult quantitative characterization. In this sense, this research of the applied type, quantitative-qualitative, exploratory-descriptive, bibliographical and documentary with case study, aims to carry out an investigation on the energy efficiency in the ferroalloy industry, identifying the barriers and potential of the rational use of energy, energy indicators, costs and control of energy consumption. In order to do so, a study was made on energy efficiency and management methods being used in the industry. Then, an energy review was performed using ABNT NBR ISO 50001 as a basis through a use and consumption analysis with the purpose of identifying opportunities for the improvement of energy performance and establishment of control tools such as energy baselines and indicators of energy performance in a ferroalloy industry, which has two metallurgical plants, one producing chromium alloys and another ferrosilicon. Through the energy review it was verified that within the company the electricity was the energy with the highest consumption with a representativeness of 55,20%. Within the boundary delimitation, the area with the highest consumption of electricity was Ferro-Silicon Plant 2 with 48,15% of the total consumption of the company, which represents 63 645 MWh / month and the thematic module of greatest consumption was furnaces with a percentage of 94,14% of the total consumption of this border. It was demonstrated the existence of potential opportunities for improvement in all thematic modules analyzed with emphasis on power, lighting and air conditioning. With the implementation of the proposed measures, an estimated annual saving of 14 571 MWh / year was recorded, corresponding to a reduction of 26% in consumption, R $ 2 185 602,00 / year in the cost and reduction of emissions of 40,79 tCO2 /year. Based on the statistical analyzes made using a statistical computation tool it was possible to determine the baseline model to represent the electric power consumption of the thematic module furnaces by type of ferroalloys. In addition, energy indicators have been developed whose use allows the permanent monitoring of their energy performance by comparison with their baseline. Thus, based on the results obtained, it is possible to observe the viability and feasibility of the proposals and a great potential for the application of energy conservation actions in the plant.
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  • LUCAS VIRGENS DOS SANTOS
  • Desempenho Ambiental de Estação de Tratamento de Esgotos Implantada em uma Unidade de Ensino.

  • Orientador : ASHER KIPERSTOK FIRST
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ASHER KIPERSTOK FIRST
  • EDUARDO HENRIQUE BORGES COHIM SILVA
  • KARLA PATRICIA SANTOS OLIVEIRA RODRIGUEZ ESQUERRE
  • LUCIANO MATOS QUEIROZ
  • Data: 23/11/2018

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  • O desempenho ambiental das Estações de Tratamento de Esgotos é condicionado unicamente ao atendimento aos padrões descritos pela Resolução CONAMA 430/2011 e, portanto, não é levada em consideração uma visão ampliada de todos os impactos ocorridos ao longo do ciclo de vida operacional. A pesquisa, do tipo estudo de caso, objetivou avaliar os potenciais impactos de ciclo de vida associados aos distintos cenários de operação de uma ETE descentralizada, que trata os esgotos gerados por uma unidade de ensino, situada em Salvador, Bahia. Foram considerados dois cenários reais de operação, onde a ETE operou conforme a sua concepção original, UASB seguido de um Filtro Aerado de Leito Submerso, e no segundo, os compressores do FAS foram desligados e a ETE passou a operar como um sistema UASB seguido de um filtro anaeróbio. Além disso, foram propostos outros seis cenários teóricos, cujos ganhos ambientais foram baseados na lógica do saneamento voltado para o aproveitamento de recursos. Para a realização da Avaliação do Ciclo de Vida da fase de operação da ETE, utilizou-se o software SimaPro®, considerou-se dados primários e secundários na construção dos inventários de ciclo de vida e o método de avaliação dos impactos utilizado foi o CML-IA baseline v 3.03, onde foram avaliadas as categorias de impacto aquecimento global, eutrofização, toxicidade humana ecotoxicidade de água marinha e ecotoxicidade de água doce. O estudo revelou que, em relação aos cenários reais, a concepção anaeróbio/aeróbio apresentou melhor desempenho de ciclo de vida, em função das menores quantidades de nutrientes disposta no corpo hídrico, de metano disposta diretamente no ar e da solução de hipoclorito de sódio aplicada no efluente final. Todavia, ao se comparar os cenários reais com os cenários teóricos, o cenário onde foi proposto um fluxo mais circular de recursos, baseado no cenário de operação anaeróbio/aeróbio, apresentou redução significativa dos impactos em todas as categorias analisadas. O estudo também evidenciou que as entradas e saídas com maior influência na redução dos impactos de ciclo de vida foram a disposição final de nutrientes no ambiente, o consumo de energia elétrica e a emissão de metano para a atmosfera. Dessa forma, o desempenho ambiental da ETE pode ser otimizado, não somente a partir de ações de melhoria do desempenho operacional, mas também a partir do aproveitamento de recursos presentes no esgoto ou em seus subprodutos.


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  • In Brazil, Wastewater Treatment Plants (WWTP) environmental performance is only conditioned to CONAMA Resolution 430/2011 standars compliance and therefore, is not taken into account all its operational life cycle impacts. The purpose of this case study research is to assess life cycle impacts associated with different operation scenarios of a decentralized wastewater treatment plant, that treats the sewage produced by a school located in Salvador, Bahia. Two real operating scenarios were considered, where the WWTP operated according to the original design in the first - UASB followed by a submerged aerated filter (SAF) - and in the second, the SAF air compressors were switched off and the WWTP started to operate as a UASB followed by an anaaerobic filter. Besides, other six theoretical scenarios were proposed, whose environmental gains were based on the resource-oriented sanitation logic. For the life cycle assessment application, SimaPro software was used, primary and secondary data were considered on life cycle inventory construction and CML-IA baseline v 3.03 method was chosen, where the categories global warming, eutrophication, human toxicity, freshwater ecotoxicity and marine water ecotoxicity were considered. The results revealed that regarding the real scenarios, the anaerobic/aerobic conception showed better life cycle performance due to smaller nutrient quantities disposed in the adjacent water body, smaller methane quantity disposed in the air and smaller sodium hypochlorite solution applied to the final effluent. However, when comparing real scenarios with theroretical scenarios, the more circular resources flow scenario, based on anaerobic/aerobic real operating scenario, showed significant impacts reduction in all categories analyzed. The study also showed the nutrient disposal in the environment, the electricity consumption and the atmosphere methane disposal as system hotspots. Thus, the WWTP environmental performance can be optimized, not only trough actions to improve operational performance, but also through resources use present in sewage system or its by-products. Thus, the WWTP environmental performance can be optimized, not only trough actions to improve operational performance, but also through resources use present in sewage system or its by-products.

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  • LADISLANE DOS SANTOS BASTOS
  • Estudo do simulador BOAST: avaliação de parâmetros e aplicação alternada água-gás (WAG) em Reservatórios de Petróleo.

  • Orientador : GLORIA MEYBERG NUNES COSTA
  • MEMBROS DA BANCA :
  • SILVIO ALEXANDRE BEISL VIEIRA DE MELO
  • ZAQUEU ERNESTO DA SILVA
  • FERNANDO LUIZ PELLEGRINI PESSOA
  • Data: 27/11/2018

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  • 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.


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  • Besides the production control, the development of new technologies or the improvement of existing ones are some of the main reservoir engineering challenges, whose main objective is to increase oil recovery, especially when the primary recovery methods become unviable technical and economically. In this context, simulators are an important tool because they allow inferring the productive behavior of the reservoirs. In this work BOAST, a free simulator, black-oil, three-dimensional and three-phase, was investigated for a more comprehensive understanding of this tool and its applicability. A supplementary extended manual was developed based on the detailed study of this simulator, which can serve as a guide for its use or to incorporate improvements in the program code during future work. It is worth emphasizing this contribution of this work since the existing BOAST manuals are not very detailed. This work also presents in detail some case studies that exemplify the applicability of BOAST, such as: sensitivity analysis of PVT properties and input variables related to rock properties and production parameters in the reservoirs simulation; and technical evaluation of the advanced recovery method called water alternating gas injection (WAG). These studies also allowed a theoretical discussion of reservoir simulation features, for instance: efficiency, three-phase permeability, permeability hysteresis concepts and description of recovery methods such as WAG.

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  • RAFAELA VAZ PEREIRA DA SILVA
  • Avaliação técnica, econômica e ambiental de biorrefinarias para produção de biodiesel e coprodutos via transesterificação de óleo de fritura residual

  • Orientador : KAREN VALVERDE PONTES VATER
  • MEMBROS DA BANCA :
  • CARINE TONDO ALVES
  • FERNANDO LUIZ PELLEGRINI PESSOA
  • KAREN VALVERDE PONTES VATER
  • SILVIO ALEXANDRE BEISL VIEIRA DE MELO
  • Data: 04/12/2018

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  • O biodiesel tem se mostrado uma alternativa promissora ao diesel derivado do petróleo, mas o aumento mundial da sua demanda pode gerar um excedente de glicerol. Uma forma de evitar a geração desse excedente, que pode comprometer a indústria de biocombustíveis, é a conversão do glicerol em produtos de maior demanda, como o etanol, o hidrogênio e o ácido succínico, por exemplo. Outro fato importante a ser considerado sobre o atual cenário de produção do biodiesel é que a maioria das usinas existentes utiliza óleos vegetais virgens como matéria-prima, competindo por terras aráveis com a indústria de alimentos. Portanto, usinas de biodiesel que utilizam matériaprima não alimentar, como o óleo de fritura residual, são uma opção interessante para a produção do biodiesel. Por ser um combustível oriundo de fontes renováveis, esperase que o impacto ambiental associado à produção do biodiesel seja menor do que a produção do diesel. Essa hipótese pode ser confirmada ou não através de uma Análise de Ciclo de Vida desses produtos. Este trabalho tem como objetivo avaliar a viabilidade econômica e ambiental de biorrefinarias que utilizam óleo de fritura residual como matéria-prima. Para tanto, foram simuladas quatro rotas de produção via catálise homogênea ácida ou básica, sendo duas delas coprodutoras de glicerol e as demais coprodutoras de ácido succínico. Para realização do estudo de viabilidade econômica, os indicadores econômicos foram calculados para plantas com capacidade de processamento 8.200 t de óleo por ano e com vida útil de 20 anos. No estudo de viabilidade ambiental utilizou-se a abordagem Gate-to-Gate e o método ReCiPe 2008 para determinar os impactos ambientais das rotas consideradas. Os resultados indicaram que a via que utiliza catalisador alcalino e que converte o glicerol em ácido succínico mostrou-se a mais vantajosa do ponto de vista econômico, pois apresentou maior VPL e menor tempo de retorno. Já a rota que apresentou menor impacto ambiental foi a que utiliza catalisador ácido e coproduz glicerol.


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  • Biodiesel has been shown to be a promising alternative to petroleum-based diesel, but its increasing global demand may generate a surplus of glycerol. One way of avoiding the generation of this surplus, which may compromise the biofuel industry, is the conversion of glycerol into products of higher demand, such as ethanol, hydrogen and succinic acid. Another important fact to be considered about the current biodiesel production scenario is that most existing plants use virgin vegetable oils as raw material, competing for arable land with the food industry. Therefore, biodiesel plants that use non-food raw materials, such as residual frying oil, are an interesting option for the production of biodiesel. Because it is a fuel derived from renewable sources, the environmental impact associated with biodiesel production is expected to be lower than diesel production. This hypothesis can be confirmed or not through a Life Cycle Analysis of these products. This work aims to evaluate the economic and environmental viability of bio-refineries that use residual frying oil as raw material. For this, four production routes were simulated through acid or basic homogeneous catalysis, two of which were glycerol co-producers and the other succinic acid co-producers. To carry out the economic feasibility study, the economic indicators were calculated for plants with processing capacity of 8,200 tons of oil per year and with a useful life of 20 years. In the environmental feasibility study, the Gate-to-Gate approach and the ReCiPe 2008 method were used to determine the environmental impacts of the routes considered. The results indicated that the route using alkaline catalyst and converting glycerol to succinic acid proved to be the most economically advantageous, since it presented higher NPV and lower return time. The route that presented less environmental impact was the one that uses acid catalyst and coproduces glycerol.

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  • CAROLINA FERNANDES RIBEIRO
  • Contribuição à robustez da metodologia TECLIM para melhor gerenciamento hídrico: estudo de caso em uma planta de metanol.

  • Orientador : MARCIO ANDRE FERNANDES MARTINS
  • MEMBROS DA BANCA :
  • EDLER LINS DE ALBUQUERQUE
  • KARLA PATRICIA SANTOS OLIVEIRA RODRIGUEZ ESQUERRE
  • MARCIO ANDRE FERNANDES MARTINS
  • Data: 11/12/2018

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  • 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.


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  • Quality of information (QI) was created by the Clean Technology Network (TECLIM). They created that to overcome the infeasibility of performing classical data reconciliation in water balances due to the lack of redundancy in measurement of the aqueous streams. The concept of QI is made empirically for each process, so that its associated uncertainty could impact the corresponding data reconciliation results. The main purpose of this dissertation is to propose an improvement in the reconciled water balance of the TECLIM methodology by considering the impact of the uncertainty of the QI in the uncertainties of the reconciled flows rate. These reconciled flows rate used in environmental performance indicators allow estimating the uncertainty of the indicator and guaranteeing better credit in decision making in water management. The contribution to robustness of the TECLIM methodology was assayed with the case study application in a methanol industrial plant. The company in study is located in Petrochemical Complex of Camaçari, Bahia. As a preliminary result, a specific QI scale was developed for the study plant and its use allowed the closure of the water balance, which it has 64% of its aqueous streams with little or no confidence in its source information. The application of the robust TECLIM methodology based on the preliminary results enabled to evaluate the uncertainty of the reconciled flows rate and to draw with better consistent the water profile of the methanol plant. There was identifying that the deaerator, the boiler and the cooling tower were the main water consumptions. Moreover, the more than half of the water losses in the plant came from the evaporation of the cooling tower. Two reconciled flows rate resulting from the robust TECLIM methodology application were used in the reformulation of an operational performance indicator about water make-up consumption in the methanol industrial plant. The uncertainty evaluation of this indicator verified its relevance in the proper analysis over the effective goals and actions necessary to manage the consumption. Targets of up 2% must not be imposed by the company’s environmental system because it is within the coverage interval of the indicator. Targets above 2% are going to not effectively meet the stipulated target because of the uncertainty margin. It will occur only if more effective actions and maneuvers happened in the process.

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  • KARINE DO PRADO RIBEIRO
  • CONTRIBUIÇÕES PARA A APLICAÇÃO DE ALGORITMO GENÉTICO NO AGRUPAMENTO E CLASSIFICAÇÃO DE SÉRIES TEMPORAIS MULTIVARIADAS

  • Orientador : CRISTIANO HORA DE OLIVEIRA FONTES
  • MEMBROS DA BANCA :
  • CRISTIANO HORA DE OLIVEIRA FONTES
  • EDUARDO FURTADO DE SIMAS FILHO
  • VITALY FELIX RODRIGUEZ ESQUERRE
  • Data: 12/12/2018

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  • A análise de agrupamentos e o reconhecimento de padrões a partir de dados de processo representa uma alternativa para a extração de conhecimento útil e, entre outros, para a detecção e diagnóstico de falhas (FDD, Fault Detection and Diagnosis). De forma inovadora, este trabalho apresenta uma metodologia voltada ao reconhecimento de padrões em séries temporais multivariadas que consiste na adaptação e aplicação de Algoritmos Genéticos (GA, Genetic Algorithm) em um método clássico de agrupamento não hierárquico baseado em otimização (FCM, fuzzy c-means). A análise de similaridade entre as séries, coletadas em diferentes períodos de operação (doravante aqui denominados de objetos), é realizada com base em duas métricas das quais uma compara a direção dos componentes principais entre os objetos (SPCA, ou PCA Similarity factor) e a outra compara os seus respectivos valores médios ou níveis de operação (AED, Average-based Euclidean Distance). Dois estudos de caso foram analisados, ambos inspirados em problemas de detecção de falhas em processos de produção. A primeira aplicação compreendeu um processo industrial real relacionado à operação de partida de uma turbina a gás de escala comercial (Unidade Termoelétrica Rômulo Almeida, Petrobras). O segundo estudo de caso envolveu o reconhecimento de padrões em eventos normais e de falha a partir de séries multivariadas extraídas de uma unidade virtual de referência utilizada na análise de estratégias de controle e FDD (Tennessee Eastman Process – TEP). Este trabalho evidencia as potencialidades de aplicação de um método heurístico de otimização em relação à abordagem de otimização clássica para a resolução de um problema de agrupamento envolvendo séries multivariadas. O melhor desempenho da estratégia heurística (GA) se verifica principalmente através de ampliação da região de busca e da obtenção de um melhor mínimo local do ponto de vista da qualidade da classificação. Os resultados obtidos mostram que o FCM baseado em GA apresentou um percentual de acerto de classificação igual ou superior ao método FCM baseado em otimização clássica, o que comprova a viabilidade da alternativa proposta para a codificação dos genes e a eficácia da abordagem heurística em problemas que sugerem a existência de múltiplos mínimos locais. A estratégia proposta para a aplicação de algoritmos genéticos no agrupamento e reconhecimento de padrões em séries multivariadas representa uma alternativa potencial para a extração de conhecimento de um processo de produção, para o apoio à tomada de decisão na gestão operacional e para implementação de estratégias de controle ótimo através dos padrões reconhecidos
     
     

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  • Cluster analysis and pattern recognition from process data represent an alternative for the extraction of useful knowledge and, among others, for the detection and diagnosis of faults (FDD, Fault Detection and Diagnosis). In an innovative way, this study presents a methodology for the recognition of patterns in multivariate time series, which consists of the customization and application of Genetic Algorithms (GA) in a classical non-hierarchical clustering method based on optimization (FCM, fuzzy c-means). The similarity analysis between the time series, collected in different periods of operation (objects), is performed based on two metrics of which one compares the direction of the main components between the objects (SPCA, or PCA Similarity factor) and the other compares their respective average values or levels of operation (AED, Average-based Euclidean Distance). Two case studies were analyzed, both inspired by problems of detection of faults in production processes. The first application comprised an actual industrial process related to the start-up operation of a commercial scale gas turbine (Thermoelectric Unit, Petrobras). The second case study involved the recognition of patterns in both normal and fault events from multivariate series extracted from a virtual reference unit used in the analysis of control strategies and FDD (Tennessee Eastman Process - TEP). This study highlights the potentialities of applying a heuristic optimization method in relation to the classical optimization approach to solve a clustering problem involving multivariate series. The best performance of the heuristic strategy (GA) is verified mainly by expanding the search region and obtaining a better local minimum from the point of view of the classification quality. The results show that the FMC based on GA presented a percentage of classification accuracy equal to or greater than the FCM method based on classical optimization, which proves the viability of the proposed alternative for the coding of the genes and the effectiveness of the heuristic approach in problems that suggest the existence of multiple local minimums. The proposed strategy for the application of genetic algorithms in clustering and pattern recognition in multivariate series represents a potential alternative for the extraction of knowledge from a production process as well as support for decision making in operational management and for implementation of great control strategies using recognized patterns.

Teses
1
  • JULIANO ALMEIDA DE FARIA
  • Fatores determinantes da evidenciação das ações mudanças climáticas nas empresas brasileiras participantes do Carbon Disclosure Project (CDP)

  • Orientador : JOSE CELIO SILVEIRA ANDRADE
  • MEMBROS DA BANCA :
  • SONIA MARIA DA SILVA GOMES
  • ANDRE LUIZ BUFONI
  • ELIONOR FARAH JREIGE WEFFORT
  • SONIA MARIA DA SILVA MONTEIRO
  • TEREZA CRISTINA PEREIRA EUGENIO
  • Data: 21/03/2018

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  • 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.


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  • Climate change in the last decades from anthropogenic action has led to an increase in the volume of evidence related to climate change actions in the annual reports of the companies participating in the Carbon Disclosure Project (CDP). However, the evidence-determining factors related to actions in the face of climate change remain obscure given the complexity of the impacts of the climate change phenomenon and the diversified interests of stakeholders for information, which in turn are associated with the expectations of the society in which the company operates. The objective was to propose a model for measuring the level of evidence of actions to cope with climate change based on determinants identified in reports (mandatory and voluntary) and the opinion of experts and managers through which it was possible to meet specific objectives of work. In order to do so, we identified the 32 determinant factors pointed out by Brazilian specialists and managers, and their presence was investigated in 463 annual reports of 48 Brazilian companies participating in the CDP between 2014 and 2016 through the Nvivo® document analysis software. Finally, the data were submitted to a semi-structured interview with managers. It was presented the classification of the determinants of actions in the face of climate change, reflecting the companies' options to privilege, in their disclosure process, namely: pollution prevention, GHG emissions volume, environmental asset management, strategic climate change, environmental management system, field of activity, business strategy, level of regulation and company size. Based on this, it is possible to identify the most determinant factors as well as the correlation between them, the most important stage in the construction of the Index of Evidence of Actions in the face of Climate Change of CDP companies, Brazil (IEAMC-CDP). The IEAMC-CDP represents a mechanism capable of classifying the level of evidence of climate change actions for CDP Brazil companies, which is composed of factors that represented 71.52% of all references used in the annual reports during the period studied. The result of the application of the method inherent to the IEAMC-CDP in the available data of the sample presents the company América Latina Logística (ALL) as highlight in the period, and its structure allows the application in companies of diverse sizes, including those that are not part of the CDP. Knowing about the determining factors is still important to improve the decision on mitigation strategies and adaptation to climate change, but more importantly, how to disclose such information in order to direct the resources in the maintenance of the social contract (legitimization) through the most evident determining factors and captured by the IEAMCCDP, especially the companies with lower scores in the hierarchy scale presented in this research.

2
  • JOSÉ CARLOS MARTINS OLIVEIRA
  • DETECÇÃO E DIAGNÓSTCO DE FALHAS EM PROCESSOS DINÂMICOS COM REDES NEURAIS SEM PESOS.

  • Orientador : MARCELO EMBIRUCU DE SOUZA
  • MEMBROS DA BANCA :
  • CRISTIANO HORA DE OLIVEIRA FONTES
  • ROBSON DA SILVA MAGALHAES
  • FLAVIO MORAIS DE ASSIS SILVA
  • NEI YOSHIHIRO SOMA
  • FELIPE MAIA GALVÃO FRANÇA
  • ANNE MAGALY DE PAULA CANUTO
  • Data: 20/04/2018

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  • Sistemas de detecção e diagnóstico de falhas (FDD - Fault Detection and Diagnosis) têm sido largamente utilizados em processos industriais. A necessidade de detecção antecipada e segura de falhas em sistemas dinâmicos e reais provocou uma demanda crescente por processos de supervisão que integram os sistemas FDD. Neste contexto, o objetivo principal desta tese é abordar o problema de detecção e diagnóstico de falhas em problemas dinâmicos univariável e multivariáveis com base nas Redes Neural Sem Pesos (RNSP). As RNSP utilizam neurônios baseados em dispositivos de memórias RAM (Random Access Memories, memórias de acesso randômico ou aleatório) para o aprendizado das características intrínsecas nos dados de treinamento. Essas redes apresentam algoritmos de aprendizagem rápidos e flexíveis, precisão e consistência nos resultados, sem a necessidade de geração de resíduos e retreinamento das redes e um potencial elevado para o reconhecimento e classificação de padrões. Como resultado da pesquisa realizada, são propostos três sistemas de detecção e diagnóstico de falhas baseados no modelo neural sem pesos, conhecido como dispositivo WiSARD (Wilkie, Stonham e Aleksander’s Recognition Device, dispositivo de reconhecimento de Wilkie, Stonham e Aleksander). Os sistemas propostos contam também com as contribuições da seleção de atributos, de modelos estatísticos básicos e da lógica fuzzy para a formação dos padrões comportamentais apresentados às RSNP usadas. Para a validação dos sistemas propostos foram testados três estudos de caso. Um deles se refere a um problema real univariável com dados obtidos pelos sensores de temperatura do compressor de gás para a venda em uma Unidade de Processamento de Gás Natural (UPGN) da Petrobras, localizada no município de Pojuca na Bahia (UPGN-3-Bahia). O segundo simula uma planta industrial considerada como um benchmark na área de detecção e diagnóstico de falhas, e conhecida como Tennessee Eastman Process (TEP). O terceiro e último estudo de caso simula um reator tanque agitado continuamente (CSTR, Continuous Stirred Tank Reactor, reator tanque agitado continuamente). Os resultados apresentados comprovam a boa adaptação das RNSP para o problema de detecção e diagnóstico de falhas, com percentuais de acertos, na classificação, acima de 98%


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  • Fault Detection and Diagnosis (FDD) systems have been widely used in industrial processes. The need of detection anticipated and secure of failure in dynamic and real systems provoke to a growing demand for supervisory processes that integrate FDD systems. In this context, the main objective of this thesis is to approach the problem of detecting and diagnosing failures in univariate and multivariate dynamic problems based on Weightless Neural Networks (WNN). The RNSP uses neurons based on RAM (Random Access Memories) devices to learn the intrinsic characteristics in the training data. These networks use fast and flexible learning algorithms, which provide accurate and consistent results, without the need for residual generation or network retraining, and therefore they have great potential use for pattern recognition and classification. As result of the research, three systems of fault detection and diagnosis based on the weightless neural model, known as WiSARD device (Wilkie, Stonham e Aleksander’s Recognition Device, dispositivo de reconhecimento de Wilkie, Stonham e Aleksander) are proposed. The proposed systems also count with the contributions of the attribute selection, basic statistical models and fuzzy logic for the formation of behavioral patterns presented to the RSNP used. For the validation of the proposed systems, three case studies were tested. One of them refers to a real univariate problem with data obtained by temperature sensors of the gas of sale compressor of a Petrobras Natural Gas Processing Unit (NGPU) located in the city of Pojuca in Bahia (NGPU-3, Bahia). The second simulates an industrial plant considered as a benchmark in the area of fault detection and diagnosis and known as the Tennessee Eastman Process (TEP). The third and final case study simulates a continuous stirred tank reactor (CSTR, Continuous Stirred Tank Reactor). The results show the good adaptation of the RNSP to the problem of detection and diagnosis of failures with percentage of correctness in the classification above 98%.

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  • JULIANO DA SILVA LOPES
  • DESEMPENHO AMBIENTAL DE SISTEMAS AGRÍCOLAS E FLORESTAIS COM BASE NA AVALIAÇÃO DO CICLO DE VIDA

  • Orientador : ASHER KIPERSTOK FIRST
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ASHER KIPERSTOK FIRST
  • DANIEL PIOTTO
  • HENRIQUE LEONARDO MARANDUBA
  • JOSE ADOLFO DE ALMEIDA NETO
  • LEONARDO SENA GOMES TEIXEIRA
  • MARIA CLÉA BRITO DE FIGUEIREDO
  • Data: 27/07/2018

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  • 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.


  • Mostrar Abstract
  • Agricultural and forestry production in Brazil stands out in relation to other countries due to
    the country’s edaphoclimatic conditions, the use of degraded areas and the use of agricultural
    and forestry technologies. However, the management of these resources causes
    environmental impacts, mainly due to the indiscriminate use of synthetic fertilizers, fossil
    fuels, water and electricity. Knowledge of the environmental performance of these
    agricultural and environmental processes enables us to identify new material and product
    routes to meet increasingly stringent environmental requirements, restricting the use of
    natural resources and emissions to the environment. This thesis is organized into four
    chapters, each with an independent introduction, development, references and appendices.
    Chapter I presents a review addressing the main environmental effects of agricultural and
    forestry production, focusing on CO2 emissions into the atmosphere. Chapter II in article
    format is an excerpt from a publication in the Journal of Cleaner Production assessing the
    environmental and economic performance of irrigated carrot production in the Brazilian
    semiarid. Chapter III, also in article format, unpublished until the defense of this thesis, is a
    study of the environmental and economic performance of short-cycle eucalyptus production,
    including an analysis of an alternative forest production system integrated with farming and
    livestock. Chapter IV presents the general considerations regarding the two studies. The
    overall objective of this paper is to present a new analytical approach for the environmental
    and economic assessment of agricultural and forestry systems. This approach integrate
    Cleaner Production (CP) and Life Cycle Assessment (LCA) to provide more detailed crop
    information of irrigated carrots and eucalyptus production, using data collected on site and
    including a life cycle analysis. The use of CP and LCA is advantageous because it combines
    complementary aspects of these two tools and they are open about the development process,
    can be expand from new studies that add value and enhance the benefits of each method. The
    combined use of both methods has proven feasible as LCA identifies the key environmental
    impact points of the system under analysis, while CP supports practices that reduce costs and
    the use of inputs such as water, energy, fertilizers, seeds and pesticides. Life Cycle Impact
    Assessment was performed using the Reference Lifecycle Data System Method (ILCD,
    2011), including data uncertainty. Potential environmental impacts of carrot cultivation are
    related to the use of nitrogen fertilizers. It has also been found that water and electricity
    consumed during irrigation are also wasted. CP measures provided a higher level of
    compliance with the technical requirements for the system studied and proved to be more
    economical and environmentally efficient than end of pipe practices. The main results for the
    eucalyptus production systems, including a sensitivity analysis, showed that soil tillage, field
    input emissions and timber harvesting were responsible for the largest impact contributions 

    Considering the average input to the system, the implementation of a Crop-livestock-forestry
    integration system would reduce the use of inputs and increase gross revenue compared to the
    conventional production system. The complementary use of CP and LCA has shown that
    good operating practices can reduce the potential environmental impacts and production costs
    of the systems analyzed, supporting more sustainable production for the conditions analyzed.

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  • NORMANE MIRELE CHAVES DA SILVA
  • DESENVOLVIMENTO E CARACTERIZAÇÃO DE FILMES BIODEGRADÁVEIS UTILIZANDO AMIDO PRODUZIDOS POR EXTRUSÃO TERMOPLÁSTICA VISANDO APLICAÇÕES EM EMBALAGENS

  • Orientador : ELAINE CHRISTINE DE MAGALHAES CABRAL ALBUQUERQUE
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ELAINE CHRISTINE DE MAGALHAES CABRAL ALBUQUERQUE
  • ROSANA LOPES LIMA FIALHO
  • CLASSIUS FERREIRA DA SILVA
  • FARAYDE MATTA FAKHOURI
  • JANIA BETANIA ALVES DA SILVA
  • JOYCE BATISTA AZEVEDO
  • Data: 22/08/2018

  • Mostrar Resumo
  • O uso de polímeros sintéticos para a produção de embalagens plásticas tem impulsionado as pesquisas e o desenvolvimento de novos materiais. Neste contexto, o objetivo desse trabalho foi desenvolver e caracterizar filmes biodegradáveis a base de amido termoplástico com diferentes materiais de reforço, através do processo de extrusão e sopro visando aplicação como embalagem. Para tanto, dividiu-se o trabalho em duas etapas: a primeira etapa foi a produção filmes de poli(butileno adipato co-tereftalato) (PBAT) e amido termoplástico (ATP) incorporado com nanopartículas de amido (SNP), a segunda etapa foi direcionada para a produção de filmes de amido termoplástico e gelatina reciclada. Os resultados obtidos nos filmes de PBAT/ATP/SNP mostraram que os filmes que foram incorporados com 1% de SNP apresentaram redução da permeabilidade ao vapor de água e as propriedades mecânicas foram significativamente melhoradas, apresentando assim características similares aos filmes produzidos apenas com o PBAT. No que diz respeito aos filmes produzidos com amido e gelatina reciclada, foi possível constatar que o processo de reciclagem que a gelatina passou não interferiu em suas propriedades físicas, uma vez que, filmes com maiores concentrações de gelatina reciclada (12,5%) apresentaram características mecânicas superiores quando comparados a aqueles com menores concentrações. Além disso, a análise de biodegradabilidade mostrou que após 17 semanas esse mesmo filme apresentou uma perda de massa total de 50 %. Portanto, este trabalho mostra que é possível produzir filmes de amido termoplástico por extrusão com diferentes materiais de reforço com boas propriedades mecânicas e de barreira, apresentando assim como uma alternativa as embalagens plásticas convencionais.


  • Mostrar Abstract
  • The use of synthetic polymers for the production of plastic packaging has propelled the researches and development of new materials. In this context, the objective of this work was the development and characterization biodegradable films based on thermoplastic starch with different reinforcement materials, through the extrusion and blowing process for packaging application. The first step was to study the incorporation of starch nanoparticles (SNP) produced by ultrasound in blends of poly (butylenes adipate-co-terephthalate)-PBAT and thermoplastic starch (TPS). The second step was aimed to the production of thermoplastic starch films and recycled gelatin. The results obtained in the PBAT/ATP/SNP films showed that the films that were incorporated with 1% SNP showed a reduction in water vapor permeability and the mechanical properties were significantly improved, thus presenting similar characteristics to the films produced only with the PBAT. With regard to the films produced with recycled starch and gelatin, it was possible to observe that the recycling process which gelatin was subjected did not interfere in the physical properties, since, films with higher concentrations of recycled gelatin (12.5%) presented improved mechanical characteristics when compared to those with lower concentrations. In addition, the biodegradability analysis showed that after 17 weeks the same film showed a weight loss of 50%. Therefore, this work shows that it is possible to produce thermoplastic starch films by extrusion with different reinforcing materials with good mechanical and water vapor barrier properties, thus presenting as an alternative the conventional plastic packaging.

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  • CLÊNIA ANDRADE OLIVEIRA DE MELO
  • Modelos de Detecção e Contagem de Esporos de Fungos Micorrízicos por Meio da Transformada de Hough Circular e de Redes Neurais Artificiais

  • Orientador : ROBSON DA SILVA MAGALHAES
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ALZIRA FERREIRA DA SILVA
  • ANTONIO CEZAR DE CASTRO LIMA
  • PABLO RODRIGUES MUNIZ
  • ROBSON DA SILVA MAGALHAES
  • ROQUE MENDES PRADO TRINDADE
  • Data: 31/08/2018

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  • 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.


  • Mostrar Abstract
  • Most plant species form mutual associations between certain soil fungi and their roots, and these associations are called mycorrhizae. As part of the research on Arbuscular Mycorrhizal Fungi (AMFs), it is important to detect the presence and estimation of the amount of spores of these fungi after extraction. The difficulty in counting these spores is due to the fact that it is still done manually, using a microscope (magnifying glass) and sometimes with a digital counter. Counting spores requires the expert’s ability to differentiate spores from other elements that remain after extraction, such as mineral particles and fragments of hyphae. This is because the portion of soil under analysis, even undergoing a mechanical cleaning process, remains with impurities in the sample under the microscope. These impurities can confuse the detection and subsequent counting of the spores, besides the difficulty of the expert to follow an order not to count repeated spores or to stop counting some. The detection and counting of AMF spores are important methods, for example, to control the application of inputs in a given area. Using these associations and with the prior knowledge of the present quantity of AMF, it is possible to define the appropriate quantities of inputs, ensuring that the plant is able to absorb them to the maximum, reducing waste. The automation of the AMF spore counting process provides reliability and agility in the results presented by the experts. The objective of this study is to propose and investigate the efficiency of an automatic counting method with the application of models with architectures based on Artificial Neural Network (ANN). The work evaluates the performance of a semiautomated counting system, based on the application of two models used as identifiers and classifiers of the images of the AMF spores. The Circular Hough Transform (CHT) is used as a preprocessing tool for the images to be classified by the ANNs. The results showed that the two models, based on neural networks, are characterized as good classifiers. Both models achieved high classification rates, when compared to the manual counting system, and can be applied in an automation system of the spore counting process of AMFs. As a way to benefit this process it is proposed the development of a software-based model that can automate it, exploring image processing techniques and artificial neural networks.

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  • ARIADNE HELENA PEQUENO DE OLIVEIRA
  • Fontes Alternativas de Energia com Origem Microbiana: Células de Combustivel e Nanoestruturas Supercapacitivas

  • Orientador : MARCIO LUIS FERREIRA NASCIMENTO
  • MEMBROS DA BANCA :
  • EDUARDO DO NASCIMENTO
  • HELINANDO PEQUENO DE OLIVEIRA
  • MARCIO LUIS FERREIRA NASCIMENTO
  • MARIA DO ROSARIO ZUCCHI
  • MATEUS MATIUZZI DA COSTA
  • NOELIO OLIVEIRA DANTAS
  • Data: 13/09/2018

  • Mostrar Resumo
  • A escassez de fontes fósseis de energia no planeta associada à redução na oferta de recursos hídricos representam fatores preponderantes na busca por novos caminhos que forneçam diferentes fontes de energia. Nesta direção, o desenvolvimento de opções estratégicas como células de combustível e armazenadores de energia (supercapacitores), representa uma importante iniciativa para geração/armazenamento de energia, o que agrega não só parâmetros de produtividade, mas também de preservação ambiental, dada a possibilidade de uso de microrganismos na produção de energia elétrica e de materiais que não afetem o meio ambiente em supercapacitores. Dessa forma, na busca por possibilitar maior sustentabilidade e inovações aos recursos energéticos, nesta tese foram produzidos nanocompósitos para atuar como membranas trocadoras de íons em células de combustível a base de metanol, destacando-se membrana formada por PVA+PSSA+TiO2, assim como o desenvolvimento de uma arquitetura inovadora de tais células funcionando a base de leveduras e a aplicação de novos materiais atuando como eletrodos na forma de supercapacitores. Na célula de combustível microbiana proposta, foram testadas variáveis de efeito significativo na eficiência da mesma, como tipo de eletrodo, microrganismo utilizado, mediador e membrana trocadora de prótons, funcionando como eletrólito no dispositivo. Dessa forma foi possível obter uma célula de combustível com uma geração de eletricidade por período razoável a um nível de 70% da potência máxima atingida. Como forma de complementar esse ciclo e obter formas mais sustentáveis e eficientes de armazenamento de energia foi proposto um supercapacitor formado por uma estrutura casca-núcleo de MWCNT@MnO2@polipirrol, sendo possível alcançar uma capacitância da ordem de 272,7F/g, contribuindo assim com o aprimoramento de toda a cadeia de geração e armazenamento de energia.


  • Mostrar Abstract
  • The scarcity of fossil energy sources and the reduction in the water resources are preponderant factors in the search for new ways of energy. The development of strategic options such as fuel cells and energy storage device (such as supercapacitors) represents an important initiative for energy generation/storage, which not only aggregates productivity parameters, but also provides environmental preservation, given the possibility of use of microorganisms in the production of electric energy and materials that not affect the environment. In this thesis, nanocomposites were used to perform the ion-exchange in membranes based on methanol-based fuel cells, highlighting the membrane of PVA + PSSA + TiO2, as well as the development of an innovative architecture of such cells based on yeasts and the application of new materials acting as electrodes of supercapacitors. In the proposed microbial fuel cell, different parameters were evaluated, such as type of electrode, microorganism, mediator and proton swapping membrane. It was possible to obtain a fuel cell with prolonged generation of electricity at a level of 70% of the maximum power. As a way of complementing this cycle and obtaining more sustainable and efficient forms of energy storage ,a supercapacitor formed by a coreshell structure of MWCNT @ MnO2 @ polypyrrole was proposed, being possible to achieve a capacitance in the order of 272.7F / g, contributing to enhancement in the power generation and storage chain industry.

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  • JOALENE DE AZEVEDO SANTOS FERREIRA
  • CONTROLE DE BACTÉRIAS REDUTORAS DE SULFATO E SUA ATIVIDADE SULFETOGÊNICA EM BIORREATOR ANAERÓBIO DE LEITO FIXO E FLUXO ASCENDENTE.
     

  • Orientador : PAULO FERNANDO DE ALMEIDA
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ROSANA LOPES LIMA FIALHO
  • PAULO FERNANDO DE ALMEIDA
  • JOSILENE BORGES TORRES LIMA MATOS
  • FABIO ALEXANDRE CHINALIA
  • FERNANDO LUIZ PELLEGRINI PESSOA
  • ELIAS SILVA DOS SANTOS
  • Data: 30/10/2018

  • Mostrar Resumo
  • 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.


  • Mostrar Abstract
  • Biocide injections are often used in mature oil fields as well.
    an attempt to control sulfate-reducing bacteria (BRS) and sulfide production
    (acidification). Failure or unpredictable results of such practices have been associated with
    increased metabolic resistance of BRS in situ. However, as concentrations
    biocides and monitoring strategies are typically based on
    the dynamic relationship between dilution and metabolic recovery is not tested
    for such experiences. The BRS are responsible for the biological production of sulfide,
    however, few inhibition tests are performed with mixed cultures grown on biofilm.
    porous media reactor under conditions that mimic the dynamic equilibrium of a
    oil reservoir. This type of test has advantages over experiments.
    carried out in batches of test tubes in laboratories, since they offer the
    opportunity to measure biofilm response in situ and in real time. To solve this
    problem, this research aimed to develop an anaerobic biological system
    in dynamic equilibrium, in relation to the consumption of organic substrates, to test and
    quantify the effect of four new sulfetogenic inhibitory substances
    (souring) and a known biocide within a dynamic system (bed bioreactor
    fixed). The bioreactor was operated for 591 days in 72-hour batches. The results
    showed that (BRS) has the ability to recover and re-produce sulfide in
    a period that may vary from 15 to 60 days after injection of the tested biocide. The oil of
    (NO) (1.5% v / v) and the biocide Dazomet, (DZ) (0.5% v / v) were the most efficient
    controlling BRS activity. Oil (NO) was 1.2 times more efficient in controlling
    BRS activity than Dazomet, which is a biocide commonly used in industry
    of oil. The results suggest that NO and DZ biocides should be reapplied in the
    system in the period before 60 and 48 days, respectively. Immiscible biocides seem
    have a longer effect. Therefore, data indicate that consortium control
    of BRS in dynamic equilibrium biofilm systems does not only depend on the
    concentration of the applied substances, nor is it associated only with the toxicity of the
    compounds. It also depends on their chemical characteristics and the frequency of
    application. Immiscible biocides killed the cells, and controlled the rates of
    BRS recovery.

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  • LUCIANO PISANU
  • Estudo da Força de Adesão em Polímeros Dissimilares obtidos pelo Processo de Injeção Multicomponente: Aplicações em Compósitos com Fibra de Coco.

  • Orientador : MARCIO LUIS FERREIRA NASCIMENTO
  • MEMBROS DA BANCA :
  • EDUARDO DO NASCIMENTO
  • ELAINE CHRISTINE DE MAGALHAES CABRAL ALBUQUERQUE
  • JOSIANE DANTAS VIANA BARBOSA
  • JOYCE BATISTA AZEVEDO
  • MARCIO LUIS FERREIRA NASCIMENTO
  • WAGENR MAURICIO PACHEKOSKI
  • Data: 09/11/2018

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  • A exigência crescente do mercado consumidor por produtos com tecnologias sustentáveis tem motivado o setor produtivo a investir em novos produtos. Aplicações industriais utilizando compósitos com fibras naturais estão mais frequentes na indústria; contudo é compulsória a necessidade de atingir requisitos de design e qualidade. Inovações tecnológicas usando compósitos com fibras vegetais com o processo de injeção multicomponente exigem investigações na busca por soluções que visem uma produção mais aprimorada, preservando as propriedades físicas da fibra. Neste sentido, pesquisas têm sido conduzidas principalmente no que se refere ao entendimento das propriedades de adesão das peças sobreinjetadas, mediante seu processamento em ferramentas industriais, onde ficou evidenciado uma lacuna de informações. Neste estudo foi desenvolvido um compósito de polipropileno com 30% de fibras de coco adicionado a um agente de acoplamento visando promover o melhor compatibilização entre as fibras na matriz polimérica, proporcionando assim reforço estrutural. A partir da confecção de um molde de injeção multicomponente, baseado na geometria do corpo de prova ISO 527, tipo I, foram obtidas amostras sobreinjetadas com polipropileno e compósitos de fibra de coco a fim de avaliar a força de adesão em materiais dissimilares. As técnicas de caracterização para os materiais compósitos incluíram propriedades mecânicas sob tração e impacto, microscopia eletrônica de varredura e análise térmica. Para o atendimento do objetivo deste estudo em avaliar a força de adesão entre compósitos com fibra de coco e o polipropileno, foi especialmente desenvolvido um dispositivo para ensaios de força de adesão através da análise por cisalhamento. Os resultados obtidos indicaram que o compósito sem agente de acoplamento apresentou uma força de adesão cerca de 30% superior aos compósitos aditivados, favorecida pelo mecanismo de ancoragem mecânica. Por último foram realizados experimentos para avaliar o efeito das variáveis de processo e da área de sobreposição, na força de adesão das amostras produzidas por sobreinjeção. As condições experimentais seguiram um delineamento estatístico com 4 fatores em dois níveis com nível de significância de 5%. Os resultados obtidos indicaram que a força de adesão cresceu exponencialmente com a área de sobreposição. A temperatura de processo e a vazão de injeção se destacaram como os fatores mais significativos para o incremento na força de união dos materiais. Portanto, neste trabalho, a metodologia para avaliação da força de adesão de compósitos poliméricos obtidos por injeção multicomponente, com o uso do dispositivo, mostrou-se eficaz, podendo ainda ser aplicada para avaliação da força de adesão de materiais dissimilares, incluindo madeiras e uniões hibridas de polímero/madeira, polímero/metais, madeira/metais e outros sistemas binários unidos com adesivos


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  • The market consumer increasing demand for products with sustainable technologies has motivated the industry to invest in new development models. Industrial applications using natural fiber composites became frequent in the industry; however, they need to achieve design and quality requirements. Technological innovations using natural fiber polymer composites with multi-component injection process require investigation of solutions to optimize production, preserving physical properties of the fiber. However, research have been conducted to understand adhesion properties of the over injected parts, through industrial processing tools, where an information gap was evidenced. In this study, a polypropylene composite with 30% of coconut fibers was added with a coupling agent to promote the best fiber wetting into the polymer matrix, providing thus structural reinforcement. From an injection mold impression based on ISO 527 geometry, type I, composite samples were obtained with polypropylene and coconut fibers to evaluate the bond strength of the dissimilar materials. Characterization techniques in the natural fiber polymer composites were mechanical properties under load, Izod impact, Scanning Electron Microscopy and thermal analysis. In accordance with the purpose of this study to measure the adhesion strength between composites with coconut fiber and the polypropylene, a special device for evaluating adhesion shear strength was developed. The results indicated that the composite without coupling agents obtained greater adhesion, higher than 30% in relation to the additived composites, mainly due to mechanical anchoring mechanism. Finally, experiments were carried out to characterize the effect of process variables and overlap area on the shear adhesion strength of overinjection samples. Experimental conditions followed a statistical design with four factors in two levels obtained through a statistical software, according to the 5% of significance level. Results indicated that the adhesion force increased exponentially with the overlap area. The temperature process and the injection flow were the most significant variables for increasing the adhesion shear strength. Therefore, in this work, the methodology for evaluating the adhesion strength of polymer composites obtained by multi-component injection, with the use of the pure shear force device, revealed to be effective. Moreover, it can be applied to evaluate bond strength of dissimilar materials, including joints between polymer/wood, polymer/metals, wood/metals and other binary systems bonded with adhesives.

9
  • ALINE ALVES BANDEIRA
  • DISCIPLINA JURÍDICA SOBRE A PROTEÇÃO DOS CORPOS DE ÁGUA E A DISPOSIÇÃO FINAL DE EFLUENTES: O TRATAMENTO DOS EFLUENTES INDUSTRIAIS NO POLO INTEGRADO DE CAMAÇARI/BAHIA.

  • Orientador : KARLA PATRICIA SANTOS OLIVEIRA RODRIGUEZ ESQUERRE
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ALBERICO RICARDO PASSOS DA MOTTA
  • EDLER LINS DE ALBUQUERQUE
  • HELIETE ROSA BENTO
  • KARLA PATRICIA SANTOS OLIVEIRA RODRIGUEZ ESQUERRE
  • ROXANA CARDOSO BRASILEIRO BORGES
  • Data: 28/11/2018

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  • 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.


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  • Industrial effluents by their own composition can cause serious environmental damage.
    Notwithstanding this fact, in Brazil there is no specific federal law on the treatment and final
    disposal of industrial effluents, as is already the case with solid waste. The largest integrated
    industrial complex in the Southern Hemisphere is located in the state of Bahia, however,
    there is also no specific local law on this legal matter. This PhD thesis investigates the
    regulations and federal legislation of the State of Bahia and the municipalities of Salvador
    and Camaçari, regarding the treatment and final disposal of industrial effluents, as well as
    the protection of bodies in the light of the concepts of cleaner production, industrial ecology
    and environmental balance. The normative structure based on the activities of the Industrial
    Development Committee of Camaçari/Bahia (COFIC), concerning the treatment and final
    disposal of industrial effluents, and the supervision of the water balance of the industries are
    evaluated. The role of the organization CETREL S. A. was also investigated, through
    interviews with representatives and technical visits to CETREL. The regulation of the
    protection of water bodies at a federal level in the State of Bahia was evaluated, including
    the State Policy for the Administration of Environmental Resources and the State Policy for
    Water Resources, as well as the correlation in the municipalities of Salvador and
    Camaçari/BA. The qualitative methodology was applied, through the study of legislation,
    bibliographical considerations, interviews and documentary analysis. Results show that a
    considerable number of industries did not present reports related to the Water Resources
    Management Program in the RTGSs of 2015 to 2017. This paper presents a legislative
    proposal for the regulation of industrial effluents in Camaçari, regarding the future creation,
    by the competent bodies, of a Municipal Policy of Industrial Effluents, which brings greater
    security to the quality of life and to the environment of this unit of the Federation.

2017
Dissertações
1
  • TAMIRIS SANTOS ROCHA
  • MELHORIA DO CÁLCULO DA TEMPERATURA INICIAL DE APARECIMENTO DE CRISTAIS (TIAC) PARA PETRÓLEO COM ABORDAGENS DE MODELAGEM TERMODINÂMICA SIMPLES

  • Orientador : MARCELO EMBIRUCU DE SOUZA
  • MEMBROS DA BANCA :
  • PAULO SERGIO MELLO VIEIRA
  • ROGERIO FERNANDES DE LACERDA
  • SILVIO ALEXANDRE BEISL VIEIRA DE MELO
  • Data: 02/08/2017

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  • Petróleos em reservatórios contendo compostos parafínicos pesados podem precipitar com a diminuição da temperatura, formando uma fase sólida parafínica. Essa precipitação parafínica é um grande problema para a indústria petrolífera, que pode atingir toda a cadeia produtiva do petróleo. A parafina pode se depositar como uma camada sólida dentro das tubulações, e com o transporte contínuo esta camada poderá vir a obstruir completamente o oleoduto, quando não removida mecanicamente. Parte dessa parafina sólida formada pode não se depositar nas paredes das tubulações, tornando-se partículas sólidas em meio à fase líquida, como suspensão. Essas partículas quando transportadas em forma suspensa acarretam um aumento da viscosidade aparente do petróleo, afetando a fluidez. Um desafio encontrado na indústria petrolífera é impedir a formação desse material sólido indesejado, e ao mesmo tempo reduzir os custos com métodos como tratamento térmico e utilização de inibidores químicos, por exemplo, que são utilizados para evitar a precipitação de parafinas. Para a realização desta tarefa, faz-se necessário prever as condições em que a precipitação pode ocorrer, em função de pressão, temperatura e composição. Apesar de todos os esforços de pesquisa já realizados, não se pode afirmar que existe um modelo ou método consagrado para a previsão da precipitação de parafinas em petróleo. Muitos dos modelos propostos foram utilizados nos cálculos da precipitação de óleos sintéticos, o que não atende plenamente o real interesse industrial para a previsão do início da precipitação de parafinas em petróleo. O objetivo principal deste trabalho é propor um modelo simples e de fácil aplicabilidade para a predição da precipitação de parafinas em petróleo através da Temperatura Inicial de Aparecimento de Cristais (TIAC). Nesse contexto essa dissertação propõe novos métodos para a obtenção da TIAC de forma simples, necessitando de poucos dados de entrada e sem a necessidade de cálculos complexos. Através dos métodos propostos é possível estimar a TIAC a partir dos dados de frações molares e pesos moleculares das frações mais leves. Esses métodos foram testados com dados experimentais diversos, obtendo bons resultados a despeito da sua simplicidade.


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  • Oil reservoirs containing heavy paraffinic compounds can precipitate with decreasing temperature, forming a solid phase called wax. This wax precipitation is a problem for the oil industry, affecting all oil production steps. The wax may be deposited as a solid layer on pipes, and this layer may completely block the pipeline when not mechanically removed. Part of this solid precipitated, when not deposited, becomes solid particles through the liquid phase such as a slurry. These suspended particles increase the apparent viscosity of oil, affecting the flow. A challenge to the petroleum industry is to prevent the formation of this undesired solid and at the same time to reduce the costs with methods such as heat treatment and use of chemical inhibitors, for example, which are used to prevent the precipitation of wax. Therefore, it is necessary to specify the conditions under which precipitation can occur as a function of pressure, temperature and oil composition. Despite all the research efforts already made, there is not an ideal model or method for predicting oil wax precipitation. Many of the proposed models were used to estimate the precipitation of synthetic oils, which does not solve the real industry problem for predicting oil wax precipitation. The main objective of this work is to propose a simple and easily applied model to the prediction of wax precipitation in oil through the calculation of Wax Appearance Temperature (WAT). In this context this work proposes new simple methods for obtaining WAT, requiring few input data and without the need for complex calculations. Through the proposed methods the WAT can be estimated from data of molar fractions and molecular weights of the lighter fractions. These methods have been tested with several experimental data, obtaining good results despite its simplicity.

2
  • MARCELA MAGALHÃES MARCELINO
  • Biomassa Residencial do Coco para Obtenção de Energia e Intermediários Químicos Via Gaseificação: Caracterização Modelagem e Simulação.

  • Orientador : SILVIO ALEXANDRE BEISL VIEIRA DE MELO
  • MEMBROS DA BANCA :
  • KAREN VALVERDE PONTES VATER
  • EMANUEL NEGRÃO MACEDO
  • CARINE TONDO ALVES
  • Data: 05/09/2017

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  • 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.


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  • Coconut shells are characterized as the main solid co-products generated in the coconut derivative industry, contributing greatly to the amount of materials discarded in landfills. The State of Bahia is the largest producer of coconuts and co-products generated by coconut agroindustry in Brazil, with 98.087 tons/year. The thermal utilization of this biomass in the form of chips, for the generation of energy through gasification, can be an economically viable alternative and favorable to the environment. The objective of this work was to identify the thermal conversion potential of this biomass through thermogravimetric analysis (TG), thermogravimetric derivative analysis (DTG), differential thermal analysis (DTA), energy dispersive X-ray spectroscopy (EDX), proximate analysis, ultimate analysis, calorific value; To characterize the gas produced by the gasification from the stoichiometric equilibrium modeling and simulation of the process, and compare it with literature data. The simulation of the process was performed using the EES (Engineering Equation Solver) computational plataform. The following were obtained in the proximate analysis: moisture, 9.87 %; Ashes, 13.24 %; Volatiles, 68.49 % and fixed carbon, 8.78 %. In the ultimate analysis were obtained: C = 44.03 %; H = 4.85 %; N = 0.51 % and O = 50.61%. Through the EDX analysis it was verified a higher concentration of the minerals potassium and calcium. The values obtained for HHV (high heat value) and LHV (lower heat value) were 15.11 MJ/kg and 13.90 MJ/kg, respectively. From the results obtained, it can prove a possibility of using this product to obtain a combustible gas. It was obtained the gas composition, gas LHV, mass conversion efficiency (Em), cold efficiency (Ef) and hot efficiency (Eq): 24.45 % of H2, 27.86 % of CO, 12.41 % of CO2, 0.66 % of CH4 and 34.62 % of N2; LHV = 6.39 MJ/kg; Em = 51.03 %; Ef = 50.30 % e Eq = 22.13 %. Thus, comparing the results found with the data of the literature, it was verified that the developed model showed reasonable accuracy in the prediction of the characteristics of the gas.

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  • LETICIA MOURA DE CARVALHO
  • PROPOSTA PARA RECEBIMENTO DE OBRAS CONFORME OS REQUISITOS DA NBR 15575 USANDO FERRAMENTAS DA QUALIDADE.

  • Orientador : EMERSON ANDRADE SALES
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ANGELO MARCIO OLIVEIRA SANT ANNA
  • DEBORA DE LIMA NUNES SALES
  • MARCIO LUIS FERREIRA NASCIMENTO
  • Data: 13/09/2017

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  • O trabalho proposto visa identificar os requisitos, critérios e métodos de avaliação estabelecidos pela norma NBR 15575: Edificações Habitacionais – Desempenho – em vigor desde julho de 2013, a fim de compreender de que forma se evidencia o cumprimento das suas exigências. Conhecida também como Norma de Desempenho (ND) é dotada de uma estrutura sistêmica desejada, mas complexa, e tem o propósito de avaliar os diversos aspectos de desempenho das edificações habitacionais, a partir da percepção dos usuários, e que se traduz por seu comportamento em uso e diferentes correlações entre os diversos sistemas construtivos. A ND relaciona os requisitos e critérios a vários parâmetros e métodos de avaliação. Entretanto, não menciona os documentos a serem solicitados nas vistorias como instrumentos de verificação dos requisitos. As normas em vigor que tratam de inspeção ou vistoria, tendo sido elaboradas anteriormente a ND, ainda não contemplam a sua estrutura sistêmica. Em função do exposto, o objetivo desta pesquisa consiste em propor uma lista de verificação a partir dos parâmetros estabelecidos pela ND utilizando a ferramenta de qualidade 5W1H, para subsidiar o procedimento de recebimento de obras. A metodologia tem um caráter exploratório, bibliográfico e documental tendo como objeto a própria ND. Isso exige conhecer detalhadamente o seu conteúdo, identificar pré-requisitos e premissas cabíveis, como também a dinâmica de execução das edificações, a relação entre os diversos intervenientes, entre outros aspectos. O resultado constitui uma lista de providências e documentos a serem verificados durante a vistoria de entrega da edificação habitacional ao seu proprietário, como instrumento de auxílio na avaliação se os aspectos de desempenho estabelecidos pela NBR 15575 foram alcançados. A contribuição mais relevante está em subsidiar os profissionais que atuarão em avaliar o cumprimento dos requisitos da ND.


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  • The proposed work identifies the requirements, criteria and evaluation methods established by the norm NBR 15575 Housing buildings - Performance - in force since july 2013, in order to understand how the fulfillment of its requirements is evident. Also known as Performance Standard (PS), it is endowed with a desired but complex systemic structure, with the purpose of evaluating the various aspects of the performance of the residential buildings, based on the perception of the users, which is translated by their behavior in use and different correlations between different construction systems. PS lists the requirements and criteria for various parameters and evaluation methods. However, it does not mention the documents to be used in the inspection and verification of requirements. The current standards that deal with inspection or survey, having been elaborated previously to PS, still do not contemplate its systemic structure. Based on the exposed, the objective of this research is to propose a checklist from the parameters established by the PS using the 5W1H quality tool, in order to subsidize the procedure for receiving recently completed works. The methodology has an exploratory, bibliographic and documentary character having the object of PS itself. This requires a more detailed knowledge of its content, the identification of prerequisites and assumptions, as well as the dynamics of the execution of buildings, the relationship between their various stakeholders, among other aspects. The result obtained is a list of procedures and documents to be verified during the survey of delivery of the housing construction to its owner, as an aid to the evaluation if the performance aspects established by NBR 15575 were achieved. The most relevant contribution is to subsidize professionals who will work in assessing the fulfillment of PS requirements.

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  • NATHÁLIA FREITAS FREIRE
  • DESENVOLVIMENTO DE NANOPARTÍCULAS POLIMÉRICAS CONTENDO ÓLEO ESSENCIAL DE CITRONELA (CYMBOPOGON WINTERIANUS)

  • Orientador : ELAINE CHRISTINE DE MAGALHAES CABRAL ALBUQUERQUE
  • MEMBROS DA BANCA :
  • BRUNO SOUZA FERNANDES
  • KAREN VALVERDE PONTES VATER
  • NEILA DE PAULA PEREIRA
  • Data: 23/10/2017

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  • 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.


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  • Essential oils are volatile, natural, complex mixture of compounds with a high content of terpenes and they are known for their fragrance, medicinal properties or insect control effect. In addition, oils have low solubility in aqueous media. Citronella oil is rich in citronellal, geraniol and citronellol and it is recognized for its insect control effect. However, citronella oil is highly volatile and chemically unstable when exposed to both air and light. So, different approaches to improve its biological effect have involved micro or nanoencapsulation. In that context, encapsulation polymeric systems have shown a promising perspective towards cosmetic and pharmaceutical applications. Furthermore, they can be produced by in situ polymerization in a single step, facilitating the scale up. Polymethyl methacrylate (PMMA) was the polymer of choice based on its biomedical and pharmaceutical application, as well as biocompatibility and long-term stability. So, the aim of this work was to produce and characterize citronella oil incorporated into PMMA nanoparticles produced by miniemulsion in situ polymerization. The results showed that it is possible to obtain stable latex with nanoparticles on a nanometric size range, between 70 and 375nm. There is viability in the encapsulation of essential oil of citronella by getting different efficiency values depend on the concentration of oil (2,5 a 15% w/w), was evidence that the bioactive no interacted with the polymeric matrix, reducing the possibility of loss of insect repellent activity. Nanoparticles produced were embedded in cosmetic O/W type emulsion that remained stable during accelerated stability tests. Thus, this study showed promising results for cosmetic applications of citronella oil encapsulated.

5
  • MILTON EXPEDITO DE O NETO
  • APLICAÇÃO DA MANUTENÇÃO CENTRADA NA CONFIABILIDADE EM INCINERADORES DE RESÍDUOS INDUSTRIAIS

  • Orientador : KARLA PATRICIA SANTOS OLIVEIRA RODRIGUEZ ESQUERRE
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ADONIAS MAGDIEL SILVA FERREIRA
  • JOSÉ JAILTON PEREIRA MARQUES
  • KARLA PATRICIA SANTOS OLIVEIRA RODRIGUEZ ESQUERRE
  • MARCIO ANDRE FERNANDES MARTINS
  • Data: 24/11/2017

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  • Resíduos sólidos tornou-se um grande desafio ambiental ao longo dos anos para os governantes ao redor do mundo. A destinação final é uma das maiores preocupações, principalmente quando trata de resíduos perigosos. Incineradores tem sido uma das alternativas proposta mais utilizada para gestão de resíduos. Sua operação requer cumprimento de severas leis impostas pela legislação e órgãos ambientais, exigindo que sejam incorporadas ao seu processo mecanismo eficiente de gestão operacional. Este trabalho tem como objetivo de utilizar análise quantitativa na primeira etapa de implementação na filosofia da Manutenção Centrada na Confiabilidade. Esta aplicação pode permitir, através de estudo de natureza probabilística, a determinação do tempo de vida dos equipamentos do incinerador, permitindo identificar seus subsistemas que podem provocar a falha. É apresentado o uso das ferramentas de engenharia de confiabilidade em um Incinerador de Resíduos Sólidos Industriais – IRSI, por meio de análise estatística aplicada no software R – Studio. A elaboração de uma rotina para coleta de dados de tempo até a falha, a construção do diagrama de blocos dos sistemas e uso da modelagem matemática foi possível identificar quais sistemas possuem maior probabilidade de falhas. O teste estatístico de Hipótese associado com método não paramétrico facilitou selecionar a melhor distribuição de probabilidade. Entre as distribuições testadas: Gama generalizada, Weibull 2p, gama, exponencial, a lognormal foi a distribuição que teve melhor aderência ao maior número de sistemas do IRSI. A construção do diagrama de bloco de confiabilidade dos sistemas associados a árvore de falhas dos subsistemas permitiu identificar os equipamentos que possuem maior probabilidade de falhas. Os sistemas de Alimentação, Combustão e Lavagem de gases, são os principais sistemas críticos correspondendo a 75% das falhas ocorridas. O estudo foi delimitado com base em dados históricos das falhas ao longo de seis anos de operação.


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  • Solid waste has become a major environmental challenge over the years for governments around the world. Final disposal is a major concern, especially when dealing with hazardous waste. Incinerators have been one of the most commonly proposed alternatives to waste management. Its operation requires compliance with severe laws imposed by environmental legislation and bodies, requiring that an efficient operational management mechanism be incorporated into its process. This work aims to use quantitative analysis in the first stage of implementation in the philosophy of Reliability Centered Maintenance. This application can allow, by means of a probabilistic study, the determination of the life of the equipment of the incinerator, allowing to identify its subsystems that can cause the failure. The use of reliability engineering tools in an Industrial Solid Waste Incinerator (ISWI) is presented through statistical analysis applied to R - Studio software. The elaboration of a routine to collect data from time to failure, the construction of the block diagram of the systems and the use of mathematical modeling allowed us to identify which systems are most likely to fail. The statistical test of Hypothesis associated with non-parametric method facilitated to select the best probability distribution. Among the distributions tested: Generalized range, Weibull 2p, gamma, exponential, lognormal was the distribution that had better adherence to the largest number of ISWI systems. The construction of the reliability block diagram of the systems associated to the subsystem fault tree allowed to identify the equipment that is most likely to fail. Gas supply, combustion and flushing systems are the main critical systems accounting for 75% of failures. The study was delimited based on historical data of failures over six years of operation.

Teses
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  • YURI GUERRIERI PEREIRA
  • Contribuições à Modelagem Termodinâmica de Processos de Polimerização de Etileno Alta Pressão

  • Orientador : MARCELO EMBIRUCU DE SOUZA
  • MEMBROS DA BANCA :
  • CLAUDIO DARIVA
  • CRISTIANO HORA DE OLIVEIRA FONTES
  • EMANUEL NEGRÃO MACEDO
  • FABIANO ANDRE NARCISO FERNANDES
  • MARCIO ANDRE FERNANDES MARTINS
  • ROGERIO FERNANDES DE LACERDA
  • Data: 06/04/2017

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  • 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.


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  • Polymeric systems, whether reactional or no reactional, are usually quite complex due to the very structure of the chains of their molecules and the existence of various interactions between them. The thermodynamic approach of these systems is fundamental for the equipment sizing, definition of operational conditions and optimization of processes. Some of these issues can be addressed in the investigation of the High Pressure Polyethylene process (HPPE) which low density polyethylene (LDPE) and poly [(ethylene) -co- (vinyl acetate)] (EVA) are produced. Although it is a relatively simple process, it is composed of a series of stages where the phenomena present can be well described by the thermodynamic laws. In this sense, this thesis aims to thermodynamically model some phenomena present in the reaction and separation stages of the HPPE process. It is investigated the liquid-liquid equilibrium at high pressure present in the reactor, properties of the LDPE/ethylene and EVA/ethylene/vinyl acetate mixtures when undergoing isenthalpic decompression, as well as the liquid-vapor equilibrium present in high and low pressure flash separators. For the modeling of the phase equilibria investigated in this work, it is used the equation of state PC-SAFT (Perturbed-Chain Statistical Associating Fluid Theory), which has better performed than its predecessors. The validation of the models is done by adjusting the binary interaction parameter kij of the PC-SAFT model, using experimental data and industrial data, according to availability. This work is organized into ten chapters and four appendices, structured in such a way as to allow independent reading of each one.

2
  • ANTONIO SANTOS SANCHEZ
  • Análise de Tecnologias e Novos Sistemas Produtos para Fortalecer a Segurança Energética da Região Nordeste do Brasil

  • Orientador : EDNILDO ANDRADE TORRES
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ASHER KIPERSTOK FIRST
  • ELECTO EDUARDO SILVA LORA
  • FRANCISCO GAUDENCIO MENDONCA FREIRES
  • MIGUEL ANGEL IGLESIAS DURO
  • RICARDO DE ARAUJO KALID
  • Data: 06/09/2017

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  • Nesta tese é discutida a aplicabilidade de novas tecnologias para a produção de energia elétrica, de biogás e biocombustíveis no Nordeste do Brasil, com foco especial na Região Semiárida. São consideradas tecnologias de geração, transmissão, gestão ativa da demanda, previsão dinâmica da carga e armazenamento de energia elétrica. Foi identificado um conjunto de tecnologias estratégicas para lograr uma maior integração de energias renováveis intermitentes. Mediante o uso destas tecnologias, a região poderia reverter sua atual situação de dependência energética e se tornar uma exportadora neta de energia elétrica dentro do Sistema Interligado Nacional. Por outra parte a Região Semiárida possui, apesar de seus recursos limitados, um grande potencial não explorado na área da bioenergia. Para viabilizar este potencial deve ser vencida uma série de problemas tecnológicos e logísticos. São analisados novos sistemas produtivos de biodiesel adaptados a terras marginais do Semiárido, assim como o uso de resíduos agroflorestais da região para produzir biogás e etanol de segunda geração.


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  • This thesis discusses the applicability of new technologies for the production of energy electricity, biogas and biofuels in the Northeast of Brazil, with a special focus on Semiarid Region. They are considered technologies of generation, transmission, active management of the demand, dynamic forecasting of the load and storage of electricity. One set of strategic technologies to achieve a renewables. Through the use of these technologies, the region could reverse its current energy dependency situation and become a net exporter of electricity within the National Interconnected System. On the other hand, the Semiarid Region has, despite its limited resources, a large untapped potential in bioenergy. To achieve this potential, it should be a number of technological and logistical problems. New productive systems adapted to the marginal lands of the semi-arid such as the use of agroforestry waste from the region to produce biogas and ethanol from second generation.

2016
Dissertações
1
  • CATHARINE QUITO DA SILVA
  • Simulação e Otimização de um Sistema de Recuperação de Solvente Utilizando os Softwares PRO/II e ROmeo

  • Orientador : KAREN VALVERDE PONTES VATER
  • MEMBROS DA BANCA :
  • EDLER LINS DE ALBUQUERQUE
  • MARCIO ANDRE FERNANDES MARTINS
  • PAULA BETTIO STAUDT
  • Data: 13/10/2016

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  • 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


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  • The ethene polymerization in solution uses significant amount of solvent. Due to economic and environmental issues, this solvent is recovered in a distillation train consisting of three columns. The operational flexibility of the reactor brings challenges to the solvent recovery section, especially to the first column which has to undergo frequent operational changes as flow and feed stream composition. Just the knowledge of operators and engineers are not enough to maximize the profit while keeping the desired product quality. Strategies based on modeling and optimization are, then, suggested. The goal of this dissertation is to model this distillation train and to determine the operational conditions that maximize the operational profit, satisfying the processes constraints. The columns were model in PRO/II, commercial software by Invensys. The process data were treated and the flow values were reconciled. The model was validated for different operational conditions with plant data, ensuring thereby, the elaboration of a reliable model, which is representative of the process. A sensibility analysis was performed to investigate the process behavior and to determinate the degrees of freedom to the optimization. This step was performed in ROMeo (Rigorous On-line Modeling and equation-based optimization), commercial software that allows the importation of the model from PRO/II. The results indicate that it is possible to increase the operational profit, taking into account each constraint, tolerance and limits of the process.

2
  • LEILA LYRA PIRES DA SILVA
  • Micronização de partículas de levotiroxina sódica e chalconas usando CO2 como antissolvente supercrítico

  • Orientador : SILVIO ALEXANDRE BEISL VIEIRA DE MELO
  • MEMBROS DA BANCA :
  • GLORIA MEYBERG NUNES COSTA
  • ISLANE DO ESPIRITO SANTO
  • MIGUEL ANGEL IGLESIAS DURO
  • Data: 21/11/2016

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  • O desenvolvimento de novas técnicas de preparação de formulações terapêuticas é de grande interesse da indústria farmacêutica, entre as quais se destaca a micronização com fluido supercrítico, que permite a obtenção de micro e nanopartículas, isentas de solventes residuais, além da possibilidade de alteração da sua morfologia, e o processamento a temperaturas amenas evitando problemas de degradação térmica. Essas vantagens tornam a micronização supercrítica atrativa em comparação às técnicas tradicionais de micronização de partículas. Entre as diversas técnicas de micronização de partículas usando fluidos supercríticos, uma das mais promissoras é a técnica de precipitação usando antissolvente supercrítico (SAS). Na presente dissertação, estudou-se o processo de micronização SAS da levotiroxina sódica, hormônio sintético aplicado no tratamento de pacientes com hipotireoidismo, e de 3 chalconas (transchalcona, chalcona CH8 e NAT 22), empregadas no tratamento da leishmaniose, usando-se dióxido de carbono como antissolvente supercrítico. As quatro drogas apresentam problemas de baixa biodisponibilidade, que pode ser melhorada alterando-se a sua morfologia e a distribuição de tamanho das partículas, resultando no aumento da eficácia terapêutica das suas formulações. As corridas experimentais de micronização supercrítica dessas drogas, em escala de bancada, foram precedidas de estudos de equilíbrio de fases a alta pressão, para delimitar no diagrama de fases dos respectivos sistemas ternários droga+solvente orgânico+CO2 supercrítico a região em que se forma uma única fase, acima do ponto crítico da mistura, e identificar a faixa de temperatura e pressão mais apropriada à operação da micronização SAS. A caracterização do material micronizado foi feita por microscopia eletrônica de varredura (MEV), para identificar a morfologia e a ordem de grandeza dos tamanhos das partículas, e a técnica de difração laser (dynamic light scattering - DLS) foi empregada para determinar a distribuição de tamanhos das partículas. Os resultados para a levotiroxina sódica revelaram a alteração da morfologia do material original e uma distribuição de tamanhos de partículas tanto na faixa micrométrica quanto na faixa nanométrica. Para as três chalconas, os resultados da micronização indicaram uma limitação da técnica SAS, incapaz de evitar o problema da ressolubilização da droga durante a despressurização do sistema, o que pode ser explicado também pela afinidade química solvente-antissolvente supercrítico-droga.


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  • The development of new preparation techniques of therapeutic formulations is of great interest to the pharmaceutical industry, among which stands out the supercritical fluid micronization, which allows obtaining micro- and nanoparticles free from residual solvents, besides the possibility to change its morphology, and processing at mild temperatures to avoid thermal degradation problems. These advantages make attractive the supercritical fluid micronization compared to traditional techniques for particle micronization. Among the various techniques for particle micronization using supercritical fluids, one of the most promising technique is supercritical antisolvent precipitation (SAS). In this dissertation, we studied the SAS micronization of levothyroxine sodium, the synthetic hormone used in the treatment of patients with hypothyroidism, and 3 chalcones (transchalcone, chalcone CH8 and NAT 22), used in the treatment of leishmaniasis, using supercritical carbon dioxide as antisolvent. These four drugs exhibit low bioavailability that can be improved by changing its morphology and particle size distribution, resulting in increased therapeutic efficacy of their formulations. The experimental runs of the supercritical fluid micronization of these drugs, in a bench scale, were preceded by high pressure phase equilibrium studies to determine the region in the phase diagram of the ternary system drug + organic solvent + supercritical CO2 where only a single phase exists, above the mixture critical point, and identify the more appropriate pressure and temperature range for SAS operation. The characterization of the micronized material was made by scanning electron microscopy (SEM) to identify the morphology and magnitude of particle size, and by dynamic light scattering (DLS) to determine the particle size distribution. The results for levothyroxine sodium revealed the change in morphology of the original material and a particle size distribution both in the micro and nanometer range. For the three chalcones, the micronization results indicated a limitation of the SAS technique, unable to avoid the problem of redissolution of the drug during depressurization of the system, which can also be explained by the chemical affinity between the solvent, the supercritical antisolvent and the drug.

2015
Dissertações
1
  • CARMEN ROSA LOAYZA ROLLANO
  • ANÁLISE DA EFICIÊNCIA ENERGÉTICA NAS INDÚSTRIAS: UMA PROPOSTA PARA AVALIAR O CENÁRIO ATUAL NAS INDÚSTRIAS PRODUTORAS DE BIOCOMBUSTÍVEL DA BAHIA

  • Orientador : CRISTIANO HORA DE OLIVEIRA FONTES
  • MEMBROS DA BANCA :
  • AVA SANTANA BARBOSA
  • CRISTIANO HORA DE OLIVEIRA FONTES
  • KLEBER FREIRE DA SILVA
  • SALVADOR AVILA FILHO
  • Data: 16/07/2015

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  • 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.


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  • The environmental impacts associated with the use of fossil fuels, rising prices, potential limitations on supply and concerns about regional and national security are driving the development and use of biomass for bioenergy, biofuels and bioproducts. However, the use of biomass does not necessarily imply that its production, conversion and use are energy efficient. To operationalize energy efficiency ratings in Biomass, it is crucial to identify critical criteria, but keeping the number and measuring the acceptable level, as well as his clear understanding through the employment indicators. The selection of these indicators may vary according to the specific application of the industrial sector to analyze and the geographic region where they work and are focused. In this context, this research aims to evaluate energy efficiency in biofuel production sector industries in Bahia. Indicators of Energy for Sustainable Development (EISD) and the Global Association of Sustainability Indicators for Bioenergy (GBEP) were applied. It was found that the production of bioethanol has unfavorable values in 86% of the indicators, positive values in 40% of models of combined indicators, an average energy efficiency of 68%, and an increase between the years 2012 and 2013 negative when compared to the values of Brazil and positive when compared to the state of São Paulo. Biodiesel has unfavorable values in 60% of the indicators, positive values in 80% of combined indicators of models and an average energy efficiency of 91%, but this biofuel for lack of disaggregated data was not possible developments of the year 2012-2013. In addition, it was shown that the indicators can be supplemented with qualitative aspects through open questions and check on issues related to the identification of potential problems in the energy area, labor quality, identification of impacts in the region in which it is installed plant and the identification of possible impacts independently of the distribution and direct sales to end-market demand .By these questions, it was found that the biodiesel industry has improved in the current production and has implemented improvement projects in energy efficiency as well as making a positive contribution to rural economies where it operates the plant. With getting data through disaggregated models was able to play a certain reality more reliably and also been found that the indicators of the tools most used the ICE indicators are complementary. The results provide a basis for future discussions to develop energy efficiency ratings on systems and projects related to bioenergy and development assessments in individual bioenergy projects within their context and geographic scale.

Teses
1
  • ISLANE DO ESPIRITO SANTO
  • Entrapment of insulin into nanometric liposomes produced by supercritical CO2 for oral administration

  • Orientador : ELAINE CHRISTINE DE MAGALHAES CABRAL ALBUQUERQUE
  • MEMBROS DA BANCA :
  • MARIA HELENA ANDRADE SANTANA
  • Cássia Britto Detoni
  • ELAINE CHRISTINE DE MAGALHAES CABRAL ALBUQUERQUE
  • FERNANDO LUIZ PELLEGRINI PESSOA
  • GLORIA MEYBERG NUNES COSTA
  • SILVIO ALEXANDRE BEISL VIEIRA DE MELO
  • Data: 15/07/2015

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  • O diabetes mellitus é uma desordem metabólica grave resultante das falhas da ação e/ou secreção de insulina. O tratamento mais utilizado para essa enfermidade é a administração subcutânea de insulina. Entretanto, a administração crônica dessa proteína pode causar alguns efeitos adversos, como lipoatrofia e lipohipertrofia. Além disso, quando esse peptídeo é administrado utilizando a via subcutânea, todos os tecidos corpóreos serão expostos a uma concentração igual de insulina, podendo acarretar em uma sobrecarga hepática. Então, ha a necessidade de produzir sistemas de liberação controlada que possam vetorizar a insulina a suas células alvo, aumentando a eficácia do tratamento. Um dos sistemas de liberação controlada que pode ser utilizado são os lipossomas. Lipossomas têm sido utilizados como veículos farmacêuticos devido a sua capacidade de melhorar a atividade e a segurança de moléculas terapêuticas. Comparado com outros vetores, os lipossomas são considerados o sistema de liberação controlada mais seguro. Alem disso, os lipossomas podem minimizar os efeitos adversos de medicamentos e também protegê-los contra degradação. Contudo, as técnicas convencionais de produção de lipossomas possuem algumas desvantagens, como utilização de grandes quantidades de solventes orgânicos no inicio e/ou durante o processo, sendo que certa quantidade de solvente pode ainda permanecer na formulação. Ademais, diversas etapas são necessárias para produzir os lipossomas, o que dificulta o scale-up para a produção industrial. Logo, duas novas técnicas continuas utilizando fluido supercrítico foram propostas. Os objetivos dessas técnicas são (i) produzir lipossomas com tamanho submicrométrico controlado utilizando um novo processo supercrítico continuo, e (ii) remover o solvente residual da suspensão lipossomal utilizando uma extração supercrítica. Os resultados demonstraram que ambas as técnicas foram adequadas para o processamento dos lipossomas. Lipossomas estáveis foram formados apos os dois métodos supercríticos.


  • Mostrar Abstract
  • Diabetes mellitus is a serious metabolic disorder resulted from defects in insulin action, insulin secretion or both of these reasons. The most used treatment for this disease is the subcutaneous administration of insulin. However, chronic administration of this protein may cause some secondary effects, such as lipoatrophy and lipohypertrophy. Furthermore, when the peptide is administrated subcutaneously, all the tissues in the human body will be exposed to an equal concentration of insulin, leading to liver overload. So, there is a need to produce controlled release systems that can deliver the insulin to its target, enhancing the effectiveness of the treatment. One of the controlled release system that can be utilized is liposomes. Comparing with other vectors, they are considered the safest ones in drug delivery. In addition, liposomes can minimize side effects of drugs, protect them from degradation. However, conventional techniques for liposomes production possess some disadvantages, as the utilization of a large amount of organic solvent in the beginning or during the process and it can remain traces of organic solvent in the formulation. In addition, several steps are necessary to produce the vesicles, which difficult the scale-up for industrial liposome production. So, two new continuous supercritical assisted processes are proposed. The aims of these techniques are (i) produce liposomes of controlled submicrometric size using a new continuous supercritical process, and (ii) remove the organic solvent from the bulk of liposome suspension using supercritical solvent extraction. Results demonstrated that both techniques are suitable for liposome processing and that they are efficient techniques for liposome processing. Furthermore, stable liposomes were formed after the both supercritical CO2 methods.

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