Different forms of hydrogen production: a review and future perspectives

There was a significant increase in the concern with climate issues, among them highlighted as the derivation of greenhouse gases from the burning fossil fuels, leading several research centers and researchers to seek new sources of less polluting energy, independent of the burn-based matrix of fuels. In this context, the present work has as main presenter a literature review, perspective and comparisons regarding the use of hydrogen as a clean energy source, presenting three main ways of obtaining it: a) through electrolysis using renewable sources; b) biohydrogen production, based on the photosynthesis of plants and algae; c) production through biodigesters.

Diagnóstico da energia elétrica na extração de rochas ornamentais no estado do Espírito Santo

O presente trabalho teve como objetivo a elaboração do diagnóstico do uso da energia elétrica no setor extrativo de rochas ornamentais capixaba, utilizando-se como ferramenta a análise das informações dos Relatórios Anuais de Lavra apresentados à Agência Nacional de Mineração, bem como a aplicação de questionários direcionados às empresas do setor extrativo do Espírito Santo. As informações obtidas através dos Relatórios Anuais de Lavra propiciaram o entendimento das principais fontes de energia elétrica e do indicador de intensidade energética referente à produção das rochas ornamentais. Por sua vez, as análises dos dados apresentados como resposta aos questionários oportunizaram o entendimento de uma forma mais depurada das principais fontes de energia elétrica, bem como a percepção das empresas no tocante à gestão da energia elétrica, ações de eficiência energética e conhecimento da norma ISO 50.001. Por fim, verificou-se que o setor extrativo mineral se apresenta com uma grande oportunidade na temática de gestão e eficiência energética.

Dynamo in tesla turbine, based on recyclable materials, for decentralized energy generation and recharge batteries: system evaluations

Nowadays the search for new forms of energy generation is one of the great challenges of humanity. Decentralized energy production as well as material recycling, in order to obtain low-cost environmental gains, are extremely important points, as they are issues that must be evaluated in parallel with sustainable development, being extremely discussed and disseminated for their relevance and importance, since the main focus certainly corresponds the environmental preservation of the planet. In view of this theme, in the present work, a prototype was built using Tesla turbine and a dynamo couplet, aiming at the decentralized energy generation model, for the recharge of lead-acid batteries concomitantly with the challenge of reaching an innovative and unprecedented device with economic and environmental gains. The developed system was made and structured from the manufacture of various accessories obtained from recyclable materials attached to its structure, through the improvement of the physical model during its manufacture until the performance of experimental tests investigating its functionality. The results show that the projected system responded significantly to what was proposed, where the dynamo generated current for the system, providing 12 V in the physical model, recharging the battery. In view of the results obtained, it is believed that the prototype has great potential, in a characteristic line and direction, where with the improvement of the structure and diversification of components it is possible to become a new proposal, that is, an innovative device that meets expectations at an affordable price, being a decentralized model of energy generation and environmentally friendly.

Panorama do consumo energético na produção brasileira de minério de ferro no Quadrilátero Ferrífero

O Brasil destaca-se na produção de minério de ferro, o que demanda grandes quantidades de insumos energéticos nas etapas produtivas. Neste sentido, as principais fontes de energia na mineração são: a eletricidade, óleo diesel, explosivos e gás natural ou óleo pesado (pelotização), que demandam altos níveis de energia. Na última década observou-se uma tendência de diminuição do teor de ferro nas reservas minerais, o que se faz necessário, cada vez mais a busca de formas mais eficientes de processos e menor consumo energético na cadeia produtiva, com intuito de reduzir os custos operacionais e emissão de gás carbônico na atmosfera. Assim, este trabalho teve como objetivo avaliar o comportamento na última década do consumo energético global na produção de minério de ferro num complexo mineiro formados por várias minas e usinas, situados no Quadrilátero Ferrífero, Estado de Minas Gerais, Brasil. Para tal, utilizou-se a pesquisa documental com abordagem quantitativa não-probabilística baseado nos dados disponíveis nos Relatórios Anuais de Lavra e, posteriormente, avaliou-se as medidas de melhorias em termos de eficiência energética, de acordo com a literatura existente. Os resultados mostraram que as características e teores do minério, o planejamento adequado da lavra, a relação estéril/minério, a complexidade dos processos da usina e alternativas de transporte, podem ser determinantes no consumo de energia. Em geral, conclui-se que deve sempre buscar uma integração com gestão e eficiência energéticas nas diferenças etapas produtivas, de forma a obter otimização operacional, economia de recursos e ganhos socioambientais.

Influência da vazão de injeção sobre a uniformização do perfil de fluxo em poços horizontais

Perfis de fluxo não uniformes causados pela perda de pressão no interior de poços horizontais injetores diminuem a injetividade e a eficiência de varrido. Dada a preocupação das empresas em aumentar da recuperação final, diversas técnicas para uniformização de fluxo foram desenvolvidas, dentre elas está a furação diversiva, que consiste na distribuição diferenciada dos furos no liner de completação. Este estudo objetiva ilustrar o funcionamento da técnica de furação diversiva e analisar a influência da vazão de injeção sobre a perda de pressão assim como sobre o perfil de fluxo em poços horizontais. Os resultados obtidos mediante simulação numérica com auxílio do software Fluent, demostram que o perfil de fluxo acompanha o comportamento da perda de carga no interior da tubulação, e que uma maior vazão de injeção resulta em uma saída de fluido pelos furos mais uniforme e por consequência mais eficiente, conforme proposto pela técnica de furação diversiva.

Interrelationships between policies to encourage biofuels, energy efficiency and climate change mitigation: A synergistic analysis focusing on the Brazilian RenovaBio Program

O Brasil, que possui matriz energética tipicamente renovável e como um dos líderes mundiais em produção de biocombustíveis aprovou, em 2017, a implantação de política de fomento aos biocombustíveis correlata à redução das emissões de Gases do Efeito Estufa (GEE), por meio do Programa RenovaBio. O Brasil está inserido em um pequeno grupo de países que possuem matriz energética tipicamente renovável, diferentemente da matriz média mundial que se caracteriza por ser basicamente de origem fóssil. Urge frisar que a despeito da importância crescente que diversos países têm mostrado ao inserir em seus programas econômicos metas de redução das emissões de GEE, os combustíveis de origem fóssil ainda representam um “driver” para maioria dos polos econômicos. Destarte, o objetivo do presente trabalho, de caráter exploratório e com foco em políticas endereçadas ao fomento da oferta e do consumo de biocombustíveis no Brasil e em blocos de países, é analisar, sinergicamente, eventuais discrepâncias tecnológicas, regulatórias e econômicas entre países desenvolvidos e países em desenvolvimento. Concomitantemente, objetiva-se contribuir para a compreensão ampliada sobre o papel da eficiência energética e dos biocombustíveis para o estabelecimento de uma economia de baixo carbono, em nível global. Para tanto, como percursos metodológico, empreendeu-se a uma aprofundada revisão bibliográfica sistêmica com base, centralmente, em periódicos científicos arbitrados e em relatórios de agências públicas e privadas produzidos no Brasil e no exterior atuantes na área de biocombustíveis, eficiência energética e mitigação das mudanças climáticas. Constatou-se que o delineamento e realização de uma economia de baixo carbono que coteje substancial redução da emissão global de GEE ao longo do corrente século XXI e que signifique que a temperatura média da superfície terrestre não ultrapasse os 2 ºC até 2100, tal como preconiza o vigente Acordo de Paris, inexoravelmente, requer medidas de eficiência energética alicerçadas em políticas de fomento à produção e ao consumo de biocombustíveis. Palavras-chave: Mitigação das mudanças climáticas. Eficiência Energética. Biocombustíveis. Programa Brasileiro Renovabio. Acordo de Paris.

Aplicação dos métodos de cálculo aproximado e de Gibbs na determinação das cargas atuantes no bombeio mecânico com hastes

O bombeio mecânico é o método de elevação artificial mais utilizado no mundo e a determinação de seus parâmetros operacionais é de extrema importância para a otimização de seu desempenho. O controle das cargas máximas e mínimas na haste pode garantir um tempo de vida útil maior para as hastes e para todo o sistema de bombeio mecânico (Pons, 2014). A simulação do comportamento da coluna de hastes é o método mais adequado para a descrição deste sistema. Neste trabalho são utilizados o método do cálculo aproximado, e o método de Gibbs para o cálculo dos parâmetros operacionais PPRL – Peak Polished Rod Load, MPRL – Minimum Polished Rod Load e PT – Peak Torque. O método de Gibbs foi aplicado através do software SROD® e os dados reais para o estudo foram obtidos do banco de dados da Petrobras retirados do software TWM® (Total Well Management). É realizada a comparação dos resultados da simulação com duas pressões de sucção diferentes fornecidas pelo software TWM, a pressão de sucção da bomba calculada a partir do teste acústico e a pressão de sucção da bomba calculada a partir da carta dinamométrica. Os resultados mostram que para o método do cálculo aproximado a pressão de sucção da bomba calculada a partir do teste acústico é a mais adequada a ser utilizada, e para a modelagem dinâmica via SROD® a pressão de sucção mais adequada é aquela proveniente da análise da carta dinamométrica.

Emulsões de petróleo bruto: efeito do conteúdo aquoso e da adição de sistemas auto-organizáveis com surfactante

Emulsões de petróleo do tipo água-em-óleo (A/O) podem apresentar viscosidade elevada, sendo necessário técnicas que viabilizem sua exploração e escoamento. Como alternativa, propõe-se a adição de microemulsões óleo-em-água (O/A) em emulsões de petróleo A/O. Microemulsões são sistemas termodinamicamente estáveis capazes de alterar a curvatura do filme interfacial da região água/óleo, modificando a estabilidade e viscosidade do sistema. Assim, os objetivos deste trabalho foram a avaliar o efeito do conteúdo aquoso e da incorporação de sistemas auto-organizáveis nas propriedades das emulsões de petróleo bruto. Inicialmente o petróleo foi caracterizado quanto à densidade em diferentes temperaturas. Emulsões de petróleo, com diferentes concentrações (10-50% m/m) de salmoura (27.870 ppm NaCl) foram produzidas e caracterizadas. De acordo com os resultados de tamanho de gotas e de estabilidade cinética, a inversão de fases de emulsão A/O para O/A ocorreu na concentração de 30% (v/v) de salmoura. Todas as emulsões de petróleo apresentaram distribuição do tamanho de gotas do tipo lognormal e comportamento Newtoniano, com viscosidade variando de 25,6 a 46,0 mPa.s. Posteriormente foi avaliada a formação de microemulsão em 42% do diagrama pseudo-ternário composto por água, xileno e surfactante/co-surfactante (Triton/butanol). Microemulsão formada por 10% (m/m) água, 81% (m/m) Triton/butanol e 9% (m/m) xileno e solução de surfactante formada por 10% (m/m) água e 90% (m/m) Triton/butanol foram adicionadas à emulsão A/O de petróleo com 20% (v/v) de salmoura. Observou-se que não houve redução significativa na viscosidade, porém houve redução do tamanho das gotas das emulsões do óleo mostrando o efeito da adição de sistemas auto-organizáveis na microestrutura de emulsões de petróleo.

Avaliação da iluminação natural em edificação de uso coletivo em Cascavel

O Brasil é um país com boa incidência de luz solar ao longo do ano, assim edificações que apresentem o máximo aproveitamento da iluminação natural, garantindo maior conforto e eficiência energética são uma das premissas da arquitetura sustentável. Seguindo essa linha de pensamento fica evidente a necessidade de estudos mais profundos referentes ao melhor uso da luz natural e do aproveitamento da ventilação nas edificações. Para que os futuros projetos tenham um maior aproveitamento da iluminação natural deve-se analisar, estudar e compreender as falhas e evidenciar os acertos realizados na concepção das edificações atuais. O presente trabalho teve como objetivo avaliar os níveis de iluminância natural mantida no interior de uma edificação residencial de uso coletivo em Cascavel - PR e compará-los aos valores mínimos estabelecidos pelas normas vigentes. O estudo foi desenvolvido com base em medições do nível de iluminação natural em 3 apartamentos em diferentes andares, cada um com uma orientação diferente, usando a metodologia proposta pela Associação Brasileira de Normas Técnicas. Posteriormente foi realizada uma comparação com os dados obtidos no estudo com os valores mínimos sugeridos pelas normas vigentes. Os apartamentos apresentaram níveis de iluminância natural em conformidade com a norma, em 7 dos 8 cômodos estudados. Apenas o cômodo do BWC 1 não atingiu os níveis mínimos recomendados pelas normas, pelo fato do mesmo não possuir janela que permitiam a entrada de luz natural.

Evolution of photovoltaic energy system applied to water pumping for irrigation

The increase in the price of fossil fuels and the pollution resulting from their burning have encouraged the use of renewable energy to produce electricity, and their applications have increased in recent years mainly for use in irrigation. Photovoltaic projects have been implemented to analyze the feasibility of pumping water. Within this concept, the article aims to present a literature review, linking practical information with existing scientific knowledge, seeking to expand research on the topic and contribute with information on the use of renewable energy for pumping water for irrigation, emphasizing the rationalization water consumption. With the aim of reducing dependence on fossil fuels, seeking solutions to improve the quality of life in the countryside, generating income for agricultural producers with increased productivity. Thus, the efficiency in the use of photovoltaic pumping systems for irrigation was defined, according to the reference bank.