Study of Gaseous Emissions Derived from the Combustion of Diesel/Beef Tallow Biodiesel Blends

Air pollution is one of the main environmental problems of modern society. The road and transportation segment is a key source of polluting gases worldwide. In its research for transportation’s emission reduction alternatives, the Brazilian government instituted a wide-spread biodiesel, adding 7% (B7) of biodiesel to the diesel used in the country. Therefore, studies such as this must be carried out to guarantee the environmental sustainability of the new matrix of renewable energies, with the useof biofuels, as well as evaluate the gases emitted to for the environment by the combustion of the same ones. This work was detected CO, CO2 and NO gas emissions released into the atmosphere from the combustion of blends diesel/beef tallow biodiesel in a bench-scale engine. Using electrochemical sensors, the of these gases concentration were successfully registered for two modes of operation of the engine diesel, low rotation, 3500 rpm, and high rotation, 7000 rpm. The CO levels in this experiment in low rotation varied between values minimum and maximum range of 866.7 to 1333.3 ppm, and in high rotation, ranging of 666 and 1000 ppm respectively. For the CO2 concentration in low rotation varied between values minimum and maximum range of 2.1 to 2.4%, and high rotation, ranging of 2.2 to 2.5%, and for NO concentrations of the samples for the mode low rotation had a variation of 83 to 109.5 ppm, and for high rotation were 81.7 to 98.7 ppm respectively

Oscillating Economic Sphere: Sustainable Limits of the Biosphere in the Face of Climate Change

This paper proposes a new geometric model to facilitate the understanding of the complex interaction between the economic system and the limits of the biosphere. The concept of the oscillating economic sphere is based on a central parameter of the economy, the Gross Domestic Product (GDP). In the model a hypothetical sphere was built, in which its radius (re) corresponds to the world GDP (economic sphere), and another hypothetical sphere with radius (rb) is also introduced to represent the size of the biosphere (sphere of life), on this geometric construction, these spheres are concentric (rb > re). Therefore, an expansion of the economic sphere will occupy the biosphere, since the fundamentals of economy predict unlimited growth of GDP. Thus we will have a limit to be reached because the biophysical forces oppose this expansion, creating harmful environmental effects such as climate change

ANÁLISE MULTICRITÉRIO PARA SELEÇÃO DE FONTES RENOVÁVEIS DE ENERGIA EM UM DOMICÍLIO URBANO NO MUNICÍPIO DE CAMPOS DOS GOYTACAZES/ RJ

Dada atual crise hídrica e energética brasileira que vem contribuindo para o aumento das tarifas de eletricidade e a intensificação das emissões de gases efeito estufa (GEE), a utilização da geração distribuída (GD) por meio de fontes renováveis de energia (FRE) nos domicílios torna-se uma alternativa interessante para o cidadão. Nesse sentido, o presente trabalho tem o objetivo de selecionar a melhor FRE para GD em domicílio situado na zona urbana do município de Campos dos Goytacazes/RJ a partir de análise multicritério, considerando para a tomada de decisão aspectos quantitativos e qualitativos. Para isso, utilizou-se Analytic Hierarchy Process (AHP) para a tomada de decisão tendo como ferramenta de apoio o software IPÊ versão 1.0. Então, o problema foi formulado com duas alternativas (energia solar fotovoltaica e energia eólica) e os critérios considerados foram: econômico com subcritérios aquisição de equipamentos e manutenção; técnico com subcritérios de produção de energia, vida útil e espaço físico; ambiental com subcritérios de emissão de CO2 e potencial energético; e social com os subcritérios preferência e criação de empregos. O julgamento ficou realizado por especialistas de energia. E após análise foi concluído que a energia solar fotovoltaica era a melhor solução para o domicílio em questão, tendo o decisor (dono da residência) posteriormente instalado o sistema proposto pela análise multicritério

A Sulfur Hexafluoride Sensor Using Quantum Cascade and CO2 Laser-Based Photoacoustic Spectroscopy

The increase in greenhouse gas emissions is a serious environmental problem and has stimulated the scientific community to pay attention to the need for detection and monitoring of gases released into the atmosphere. In this regard, the development of sensitive and selective gas sensors has been the subject of several research programs. An important greenhouse gas is sulphur hexafluoride, an almost non-reactive gas widely employed in industrial processes worldwide. Indeed it is estimated that it has a radiative forcing of 0.52 W/m2. This work compares two photoacoustic spectrometers, one coupled to a CO2 laser and another one coupled to a Quantum Cascade (QC) laser, for the detection of SF6. The laser photoacoustic spectrometers described in this work have been developed for gas detection at small concentrations. Detection limits of 20 ppbv for CO2 laser and 50 ppbv for quantum cascade laser were obtained

GERAÇÃO DISTRIBUÍDA POR MEIO DE ENERGIA SOLAR FOTOVOLTAICA NO MUNICÍPIO DE CAMPOS DOS GOYTACAZES/RJ: UM ESTUDO DE CASO EM RESIDÊNCIA UNIFAMILIAR

O trabalho busca analisar o uso da geração distribuída (GD) por energia solar fotovoltaica (ESFV) por meio de estudo de caso de uma residência unifamiliar situada no perímetro urbano da cidade de Campos dos Goytacazes/RJ. O estudo foi dividido em três etapas: pesquisado o potencial de ESFV na posição geográfica com latitude - 21º45’ Sul e longitude de - 41º20’ Oeste utilizando a ferramenta Global Solar Atlas; levantamento dos sistemas de ESFV conectados à rede instalados na cidade; e pesquisa de campo com aplicação de questionário aos proprietários do imóvel em analise. Mediante isso, confirmou-se um bom potencial para geração de ESFV, no entanto é ínfimo o número de sistemas instalados neste município. O estudo de caso nesta residência mostrou que foi possível reduzir o uso da energia elétrica da rede convencional no ano 2016 em 85%. Assim, os proprietários estão diminuindo a demanda por eletricidade da rede elétrica convencional, rede esta que provêm de fontes predominantemente hidrotérmicas

Detection of Greenhouse Gas Precursors from Diesel Engines Using Electrochemical and Photoacoustic Sensors

Atmospheric pollution is one of the worst threats to modern society. The consequences derived from different forms of atmospheric pollution vary from the local to the global scale, with deep impacts on climate, environment and human health. Several gaseous pollutants, even when present in trace concentrations, play a fundamental role in important processes that occur in atmosphere. Phenomena such as global warming, photochemical smog formation, acid rain and the depletion of the stratospheric ozone layer are strongly related to the increased concentration of certain gaseous species in the atmosphere. The transport sector significantly produces atmospheric pollution, mainly when diesel oil is used as fuel. Therefore, new methodologies based on selective and sensitive gas detection schemes must be developed in order to detect and monitor pollutant gases from this source. In this work, CO2 Laser Photoacoustic Spectroscopy was used to evaluate ethylene emissions and electrochemical analyzers were used to evaluate the emissions of CO, NOx and SO2 from the exhaust of diesel powered vehicles (rural diesel with 5% of biodiesel, in this paper called only diesel) at different engine rotation speeds. Concentrations in the range 6 to 45 ppmV for ethylene, 109 to 1,231 ppmV for carbon monoxide, 75 to 868 ppmV for nitrogen oxides and 3 to 354 ppmV for sulfur dioxide were obtained. The results indicate that the detection techniques used were sufficiently selective and sensitive to detect the gaseous species mentioned above in the ppmV range

Estudo e desenvolvimento de técnicas para geração de elementos ópticos holográficos (EOH)

Orientador: Geraldo Ferreira MendesTese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb WataghinResumo: Neste trabalho, estudamos a geração holográfica de padrões periódicos, o seu registro em materiais fotossensíveis e a litografia dos mesmos em cristais semicondutores. Gravamos uma microestrutura periódica em semicondutor (InP) com um período de 0,45mm, isto permitiu a produção do primeiro laser semicondutor monomodo do país emitindo em l,5mm. Estes dispositivos são largamente empregados na implantação de sistemas coerentes de comunicações ópticas usados para longas distancias e alta taxa de transmissão. Estudamos também o registro de microestruturas periódica em (InP) através do efeito fotoeletroquímico, o que proporciona um registro direto de microestruturas em semicondutores, portanto sem a necessidade do uso de materiais fotossensíveis. Num outro experimento utilizamos uma montagem holográfica estabilizada eletronicamente cuja colimação do feixe é feita por espelhos parabólicos fora do eixo de simetria, produzindo uma colimação da frente de onda com alta qualidade numa área de 100x100mm2, o que nos levou a confeccionar redes de difrações holográficas em fotorresina de 1200 l/mm com boa homogeneidade. Propusemos também um método para determinação da resolução do processo de exposição filmes fotossensíveis (fotorresinas) durante a exposlçao dos mesmos, isto e em tempo real. O método utiliza o conceito de modulação residual em fotorresina e uma montagem holográfica estabilizada eletronicamente, desta maneira foi possível avaliar a perda de resolução do processo a partir do decréscimo no período do padrão holograf1co usado na exposlçao do filme. Este método dispensa o uso da revelação do material em estudo, o que não ocorre com os métodos convencionaisAbstract: We have studied periodic holographic patterns generation, its recording in photosensitive materials and lithography in semiconductor crystals. The periodic pattern was recorded in InP samples with .45mm pitch, that allowed to produce the first mono mode junction laser in the Country, emitting in 1.5mm. This device is widely used in long distance optical communications. We also have investigated the recording of the periodic corrugation in semiconductor (InP) using photoelectrochemical etching. In this method the recording is made directly in the substrate without photoresist is used as mask. Another experiment was made using a electronically stabilized holographic setup to make holographic gratings using photoresist layer in 100x100mm2 glass substrate the grating was recorded with 1200 l/mm. In this setup the wavefronts were collimated by two off-axis paraboloid mirrors. We also proposed a method to evaluate the resolution of the holographic exposure in positive photoresistsDoutoradoFísicaDoutor em Ciência