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    Authors: Machado, Rui Manuel de Almeida; Alpendre, Pedro Frazão; Shahidian, Shakib; Jesus, Ricardo Azevedo;

    Este trabalho teve como objectivo estudar a influência da aplicação de azoto, em pré-plantação, em dois solos distintos, no crescimento aéreo e radical de cebolas de dia curto (cv. Minuetaka), entre a transplantação e o início da formação do bolbo. Para o efeito, realizou-se um ensaio em vasos com 10 tratamentos: dois solos (argilo-arenoso e arenoso) e cinco níveis de azoto (0, 10, 30, 40 e 50 kg de N ha-1) aplicados antes da plantação. O crescimento aéreo e radical da cebola, entre a transplantação e o início da formação do bolbo, não foi influenciado pelo nível de azoto, nem pela interacção nível de azoto * tipo de solo. Assim, o azoto fornecido pelo solo (9 kg solo vaso-1), residual e proveniente da mineralização da matéria orgânica, mais o azoto inserido pela água de rega (20 mg N planta-1) foi suficiente para o crescimento das plantas antes do início da formação do bolbo. O tipo de solo afectou significativamente o crescimento e a alocação de matéria seca. A biomassa das plantas no solo argilo-arenoso foi 30 % superior à do arenoso, mas a biomassa das raízes, o comprimento radical total e específico e a alocação de matéria seca nas raízes foram maiores no solo arenoso. O comprimento radical total das plantas no solo arenoso (43,74 m) foi 2,3 vezes superior ao do argilo-arenoso (19,26 m). Revista de Ciências Agrárias, vol. 35 n.º 1 (2012)

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    Authors: Machado, Rui Manuel de Almeida; Alpendre, Pedro Frazão; Shahidian, Shakib; Jesus, Ricardo Azevedo;

    Este trabalho teve como objectivo estudar a influência da aplicação de azoto, em pré-plantação, em dois solos distintos, no crescimento aéreo e radical de cebolas de dia curto (cv. Minuetaka), entre a transplantação e o início da formação do bolbo. Para o efeito, realizou-se um ensaio em vasos com 10 tratamentos: dois solos (argilo-arenoso e arenoso) e cinco níveis de azoto (0, 10, 30, 40 e 50 kg de N ha-1) aplicados antes da plantação. O crescimento aéreo e radical da cebola, entre a transplantação e o início da formação do bolbo, não foi influenciado pelo nível de azoto, nem pela interacção nível de azoto * tipo de solo. Assim, o azoto fornecido pelo solo (9 kg solo vaso-1), residual e proveniente da mineralização da matéria orgânica, mais o azoto inserido pela água de rega (20 mg N planta-1) foi suficiente para o crescimento das plantas antes do início da formação do bolbo. O tipo de solo afectou significativamente o crescimento e a alocação de matéria seca. A biomassa das plantas no solo argilo-arenoso foi 30 % superior à do arenoso, mas a biomassa das raízes, o comprimento radical total e específico e a alocação de matéria seca nas raízes foram maiores no solo arenoso. O comprimento radical total das plantas no solo arenoso (43,74 m) foi 2,3 vezes superior ao do argilo-arenoso (19,26 m). Revista de Ciências Agrárias, vol. 35 n.º 1 (2012)

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    Authors: Silva, João Pedro Vasconcelos;

    Este projeto teve como principal objetivo o estudo e modelação do processo de combustão da biomassa da Central Termoeléctrica de Mortágua. Esta central opera segundo um ciclo de Rankine regenerativo e utiliza como combustível os resíduos florestais resultantes da limpeza de matas presentes nas proximidades. De modo a modelar o processo de combustão da biomassa na fornalha existente na central, identificou-se que a metodologia mais adequada, consistiria em dividir o domínio em estudo em duas partes distintas. A primeira parte corresponde à análise da decomposição térmica da combustão da biomassa na grelha da fornalha e, a segunda parte corresponde à análise da reação de oxidação dos produtos de combustão acima da grelha. Esta abordagem é adequada uma vez que estas partes estão interligadas. No entanto, foi necessária a utilização de um modelo externo para determinar a composição dos produtos de combustão que depois são utilizados como input na simulação numérica. Este modelo externo teve como base um modelo da literatura que foi implementado no MATLAB®. Desta forma, procedeu-se à simulação CFD no programa ANSYS Fluent® de diferentes casos, de modo a verificar a influência do ar secundário e da recirculação dos produtos de combustão. A metodologia utilizada para a construção do modelo numérico demonstrou-se muito útil para a análise da fase gasosa no interior da fornalha e permitiu verificar que a mistura do ar e dos produtos de combustão pode ser melhorada através do aumento do caudal de ar secundário. Com este aumento foi possível obter-se uma menor emissão de monóxido de carbono o que de facto mostra que pode ser uma medida a ter em conta na operação da caldeira. Por sua vez, a recirculação dos produtos de combustão promoveu uma diminuição da temperatura no interior da fornalha o que poderá ser benéfico para a redução das emissões de óxidos de azoto pela via térmica. Os resultados das simulações numéricas poderão agora ser utilizados para análise e otimização do processo de combustão da caldeira da central termoeléctrica de Mortágua, conduzindo a uma redução na emissão do monóxido de carbono. The main goal of this project was to study and model the biomass combustion process that is carried out at the Thermal Power Plant of Mortágua. This plant operates according to a regenerative Rankine cycle and uses forestry waste, resulting from the cleaning of near-by forest bushes as fuel. In order to model the combustion process of the biomass inside the furnace’s plant, an adequate methodology was determined that consists in dividing the domain of study into two distinct parts. The first part refers to the thermal decomposition in the biomass grate, and the second part refers to the oxidation reaction of the combustion products, above the furnace grate. This separation is adequate as both parts are interlinked. However, the utilization of an external model to determine the composition of the combustion products was necessary in order to be used as an input for a numerical simulation. This external model was based on literature model that was implemented in MATLAB®. Therefore, a CFD simulation for different cases was carried out in the ANSYS Fluent® software, in order to verify the influence of the secondary air and the combustion products recirculation. The methodology used for the numerical model construction proved very useful for the gas phase analysis inside the furnace and allowed to verify that the mixture of the air and products of combustion can be improved by increasing the secondary air flow rate. With this increase it was possible to obtain a lower emission of carbon monoxide which in fact shows that this is a measure that can be taken into account in the boiler operation. In turn, recirculation of the combustion products has led to a decrease in the temperature inside the furnace, which could be beneficial for the reduction of the emissions of nitrogen oxides by the thermal route. The results of the numerical simulations will be available to analyze and optimize the combustion process of the boiler at the Thermal Power Plant of Mortágua, allowing the reduction of the carbon monoxide emission. Dissertação de Mestrado Integrado em Engenharia Mecânica

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    Este projeto teve como principal objetivo o estudo e modelação do processo de combustão da biomassa da Central Termoeléctrica de Mortágua. Esta central opera segundo um ciclo de Rankine regenerativo e utiliza como combustível os resíduos florestais resultantes da limpeza de matas presentes nas proximidades. De modo a modelar o processo de combustão da biomassa na fornalha existente na central, identificou-se que a metodologia mais adequada, consistiria em dividir o domínio em estudo em duas partes distintas. A primeira parte corresponde à análise da decomposição térmica da combustão da biomassa na grelha da fornalha e, a segunda parte corresponde à análise da reação de oxidação dos produtos de combustão acima da grelha. Esta abordagem é adequada uma vez que estas partes estão interligadas. No entanto, foi necessária a utilização de um modelo externo para determinar a composição dos produtos de combustão que depois são utilizados como input na simulação numérica. Este modelo externo teve como base um modelo da literatura que foi implementado no MATLAB®. Desta forma, procedeu-se à simulação CFD no programa ANSYS Fluent® de diferentes casos, de modo a verificar a influência do ar secundário e da recirculação dos produtos de combustão. A metodologia utilizada para a construção do modelo numérico demonstrou-se muito útil para a análise da fase gasosa no interior da fornalha e permitiu verificar que a mistura do ar e dos produtos de combustão pode ser melhorada através do aumento do caudal de ar secundário. Com este aumento foi possível obter-se uma menor emissão de monóxido de carbono o que de facto mostra que pode ser uma medida a ter em conta na operação da caldeira. Por sua vez, a recirculação dos produtos de combustão promoveu uma diminuição da temperatura no interior da fornalha o que poderá ser benéfico para a redução das emissões de óxidos de azoto pela via térmica. Os resultados das simulações numéricas poderão agora ser utilizados para análise e otimização do processo de combustão da caldeira da central termoeléctrica de Mortágua, conduzindo a uma redução na emissão do monóxido de carbono. The main goal of this project was to study and model the biomass combustion process that is carried out at the Thermal Power Plant of Mortágua. This plant operates according to a regenerative Rankine cycle and uses forestry waste, resulting from the cleaning of near-by forest bushes as fuel. In order to model the combustion process of the biomass inside the furnace’s plant, an adequate methodology was determined that consists in dividing the domain of study into two distinct parts. The first part refers to the thermal decomposition in the biomass grate, and the second part refers to the oxidation reaction of the combustion products, above the furnace grate. This separation is adequate as both parts are interlinked. However, the utilization of an external model to determine the composition of the combustion products was necessary in order to be used as an input for a numerical simulation. This external model was based on literature model that was implemented in MATLAB®. Therefore, a CFD simulation for different cases was carried out in the ANSYS Fluent® software, in order to verify the influence of the secondary air and the combustion products recirculation. The methodology used for the numerical model construction proved very useful for the gas phase analysis inside the furnace and allowed to verify that the mixture of the air and products of combustion can be improved by increasing the secondary air flow rate. With this increase it was possible to obtain a lower emission of carbon monoxide which in fact shows that this is a measure that can be taken into account in the boiler operation. In turn, recirculation of the combustion products has led to a decrease in the temperature inside the furnace, which could be beneficial for the reduction of the emissions of nitrogen oxides by the thermal route. The results of the numerical simulations will be available to analyze and optimize the combustion process of the boiler at the Thermal Power Plant of Mortágua, allowing the reduction of the carbon monoxide emission. Dissertação de Mestrado Integrado em Engenharia Mecânica

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    Authors: Eusebio, Ana;

    RESUMO: O projeto CONVERTE pretende identificar de uma forma objetiva e quantitativa as diferentes tipologias de biomassas endógenas que possam ser aplicadas no curto-médio prazo em soluções tecnológicas viáveis para a produção de eletricidade, calor, vetores energéticos e biocombustíveis avançados, que cumpram todos os critérios de sustentabilidade definidos pelas Diretivas Europeias, em particular na Diretiva (UE) 1513/2015 (ILUC). N/A

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    Authors: Eusebio, Ana;

    RESUMO: O projeto CONVERTE pretende identificar de uma forma objetiva e quantitativa as diferentes tipologias de biomassas endógenas que possam ser aplicadas no curto-médio prazo em soluções tecnológicas viáveis para a produção de eletricidade, calor, vetores energéticos e biocombustíveis avançados, que cumpram todos os critérios de sustentabilidade definidos pelas Diretivas Europeias, em particular na Diretiva (UE) 1513/2015 (ILUC). N/A

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    Authors: Martins, Pedro Barros Louro;

    Mestrado em Engenharia Alimentar - Instituto Superior de Agronomia Sugar (and ethanol) production represent is one of the most important agro industries worldwide. Sugarcane straw is, along with sugarcane bagasse, one of the main waste products of these industries. Mainly, the straw has been more relevant with the passing years due to the changes in the harvest policy, with the replacement of manual harvest, in which the straw was burned, by mechanical harvest. It is therefore necessary to find processes that can contribute to the upgrade of this residue, which did not exist so far. In this work, we study and optimize one process for the upgrading of sugarcane straw, based on the use of autohydrolisis for biomass fractionation. This process was optimized, enabling a selective hydrolisis of hemicellulose, together with the production of xylo-oligosaccharides rich hydrolysate with high commercial potential to the food industry. In the optimal condition (210ºC (Log R0=3.85)), it was possible to obtain a xylo-oligosaccharide concentration of 11.12 g/L, corresponding to a 47.,49% yield, with low production of inhibitor compounds. Furthermore, it was possible to obtain solid residues with high cellulose and lignin content, whose enzymatic digestibility was increased, reaching a percentage of saccharification of 80%, relevant to their subsequent industrial use within biorefineries

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    Authors: Martins, Pedro Barros Louro;

    Mestrado em Engenharia Alimentar - Instituto Superior de Agronomia Sugar (and ethanol) production represent is one of the most important agro industries worldwide. Sugarcane straw is, along with sugarcane bagasse, one of the main waste products of these industries. Mainly, the straw has been more relevant with the passing years due to the changes in the harvest policy, with the replacement of manual harvest, in which the straw was burned, by mechanical harvest. It is therefore necessary to find processes that can contribute to the upgrade of this residue, which did not exist so far. In this work, we study and optimize one process for the upgrading of sugarcane straw, based on the use of autohydrolisis for biomass fractionation. This process was optimized, enabling a selective hydrolisis of hemicellulose, together with the production of xylo-oligosaccharides rich hydrolysate with high commercial potential to the food industry. In the optimal condition (210ºC (Log R0=3.85)), it was possible to obtain a xylo-oligosaccharide concentration of 11.12 g/L, corresponding to a 47.,49% yield, with low production of inhibitor compounds. Furthermore, it was possible to obtain solid residues with high cellulose and lignin content, whose enzymatic digestibility was increased, reaching a percentage of saccharification of 80%, relevant to their subsequent industrial use within biorefineries

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    Authors: Nunes, Rui Pedro Marques;

    O conceito Internet of Things, que é a ligação entre objetos do dia-a-dia através de tecnologias inteligentes, tem ganho bastante atenção nos últimos anos. Esta tecnologia apresenta diversas vantagens, tanto a nível social como económico, e visa resolver problemas de uma forma automatizada com recursos a dispositivos inteligentes. Um dos problemas atuais dos países desenvolvidos é o seu consumo de energias de origem fóssil, havendo uma corrida entre os países para cada vez depender menos dessas energias. As nações mais organizadas têm como objetivo tanto reduzir o consumo de energia, como as emissões atmosféricas de gases de efeito de estufa, isto através de eficiência energética e energias renováveis. A União Europeia afirmou que um dos maiores consumos de energia são os edifícios, atingindo por vezes 40% do consumo total. Este valor é de grande parte representativo do domínio termal, ou seja, aquecedores, ventilação e sistemas de ar condicionado. O projeto em que esta dissertação se enquadra visa ajudar neste problema. O projeto tem como objetivo desenvolver um chuveiro inteligente de forma a reduzir tantos os consumos de água como os consumos de energia. Esta dissertação é relativa a uma parte deste projeto, tendo como objetivo criar uma plataforma IoT capaz de receber mensagens de um conjunto de sensores, guardar e tratar os dados lidos, e por fim criar uma API capaz de ter uma ligação com uma APP mobile, externa a este relatório, de forma a haver interação dos dados com o utilizador do produto. Será então apresentado uma revisão de literatura com o fundamento teórico essencial para o desenvolvimento do trabalho desenvolvido, bem como a sua implementação, através da demonstração e explicação da arquitetura da plataforma em detalhe e o código desenvolvido desde a criação da base de dados necessária para o armazenamento dos dados até à criação da API e as suas rotas.

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    Authors: Nunes, Rui Pedro Marques;

    O conceito Internet of Things, que é a ligação entre objetos do dia-a-dia através de tecnologias inteligentes, tem ganho bastante atenção nos últimos anos. Esta tecnologia apresenta diversas vantagens, tanto a nível social como económico, e visa resolver problemas de uma forma automatizada com recursos a dispositivos inteligentes. Um dos problemas atuais dos países desenvolvidos é o seu consumo de energias de origem fóssil, havendo uma corrida entre os países para cada vez depender menos dessas energias. As nações mais organizadas têm como objetivo tanto reduzir o consumo de energia, como as emissões atmosféricas de gases de efeito de estufa, isto através de eficiência energética e energias renováveis. A União Europeia afirmou que um dos maiores consumos de energia são os edifícios, atingindo por vezes 40% do consumo total. Este valor é de grande parte representativo do domínio termal, ou seja, aquecedores, ventilação e sistemas de ar condicionado. O projeto em que esta dissertação se enquadra visa ajudar neste problema. O projeto tem como objetivo desenvolver um chuveiro inteligente de forma a reduzir tantos os consumos de água como os consumos de energia. Esta dissertação é relativa a uma parte deste projeto, tendo como objetivo criar uma plataforma IoT capaz de receber mensagens de um conjunto de sensores, guardar e tratar os dados lidos, e por fim criar uma API capaz de ter uma ligação com uma APP mobile, externa a este relatório, de forma a haver interação dos dados com o utilizador do produto. Será então apresentado uma revisão de literatura com o fundamento teórico essencial para o desenvolvimento do trabalho desenvolvido, bem como a sua implementação, através da demonstração e explicação da arquitetura da plataforma em detalhe e o código desenvolvido desde a criação da base de dados necessária para o armazenamento dos dados até à criação da API e as suas rotas.

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    Authors: Pinto , Renata Sofia Soares de Almeida Sousa;

    A dependência dos combustíveis fósseis tem sido uma constante ao longo dos anos, o que levou à procura de outras alternativas para a obtenção de grandes quantidades de energia que possibilitem satisfazer as necessidades do quotidiano do ser humano. A utilização de alternativas mais sustentáveis, ecológicas e que consigam substituir em termos energéticos o que os combustíveis fósseis oferecem em grandes quantias tem sido um desafio até aos dias de hoje. Assim sendo, apareceu a biomassa como alternativa para reduzir a dependência do petróleo, carvão e do gás natural, em sistemas de aquecimento como é o caso das caldeiras. O objetivo principal da presente tese, que decorreu na empresa Silvino Lindo Ibérica – S.A, passa pela seleção de dois ventiladores de tiragem forçada, para ar primário e ar secundário, a alimentar a uma caldeira de tubos de fumos com potência igual a 4,0 MW e rendimento de 80% alimentada a biomassa e pela comparação entre os ventiladores selecionados e os ventiladores que a empresa efetivamente colocou na caldeira. Numa primeira fase é feita a caraterização da biomassa (serrim de madeira) bem como o caudal de combustível para alimentar a caldeira. Para determinar a quantidade de combustível foi necessário a determinação do seu poder calorífico inferior. A caraterização foi realizada com base na análise última e próxima e com estes resultados calculou-se por dois métodos a quantidade de ar que os ventiladores devem fornecer para a reação de combustão. Pelo método 1 calcula-se o caudal de ar estequiométrico usando a informação da análise elementar do serrim e pelo método 2, utilizado pela empresa, usa-se uma expressão empírica desenvolvida para madeira com uma composição típica. Para caldeiras alimentadas a biomassa como a lenha são utilizados fatores de excesso de ar entre 1,8 a 2. Estes valores foram considerados no decorrer de todo o trabalho. Após a determinação do caudal de ar primário e secundário, são ainda determinadas, as perdas de carga totais que o ar sofre desde a saída dos ventiladores até à entrada da fornalha. A obtenção destes dois parâmetros, caudal de ar e perda de carga, permite selecionar o melhor ventilador. Os caudais de ar primário e secundário obtidos são, respetivamente, 6795 m3/h e 3883 m3/h e os valores para as perdas de carga totais no percurso de ar primário e secundário correspondem aos valores de 504 e 190 mm c.a. Usando as curvas características dos ventiladores de ar primário e secundário que a empresa SML instalou na caldeira, obtiveram-se os valores de eficiência, de velocidade de rotação e de potência de 86 %, 2935 rpm e 7,5 KW, para o ventilador de ar primário, e de 82%, 2000 rpm e 2,2 KW para o ventilador de ar secundário. Os ventiladores selecionados pela empresa SML foram da Marca MZ, o modelo GR 560/2 para o ventilador primário e o modelo GR 500/2 para o ventilador secundário. O ventilador de ar primário (GR 560/2) é adequado aos requisitos determinados neste trabalho mas o ventilador de ar secundário (GR 500/2) não é o mais adequado pois funcionaria a um valor de rotação próximo do valor mínimo.

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    Authors: Pinto , Renata Sofia Soares de Almeida Sousa;

    A dependência dos combustíveis fósseis tem sido uma constante ao longo dos anos, o que levou à procura de outras alternativas para a obtenção de grandes quantidades de energia que possibilitem satisfazer as necessidades do quotidiano do ser humano. A utilização de alternativas mais sustentáveis, ecológicas e que consigam substituir em termos energéticos o que os combustíveis fósseis oferecem em grandes quantias tem sido um desafio até aos dias de hoje. Assim sendo, apareceu a biomassa como alternativa para reduzir a dependência do petróleo, carvão e do gás natural, em sistemas de aquecimento como é o caso das caldeiras. O objetivo principal da presente tese, que decorreu na empresa Silvino Lindo Ibérica – S.A, passa pela seleção de dois ventiladores de tiragem forçada, para ar primário e ar secundário, a alimentar a uma caldeira de tubos de fumos com potência igual a 4,0 MW e rendimento de 80% alimentada a biomassa e pela comparação entre os ventiladores selecionados e os ventiladores que a empresa efetivamente colocou na caldeira. Numa primeira fase é feita a caraterização da biomassa (serrim de madeira) bem como o caudal de combustível para alimentar a caldeira. Para determinar a quantidade de combustível foi necessário a determinação do seu poder calorífico inferior. A caraterização foi realizada com base na análise última e próxima e com estes resultados calculou-se por dois métodos a quantidade de ar que os ventiladores devem fornecer para a reação de combustão. Pelo método 1 calcula-se o caudal de ar estequiométrico usando a informação da análise elementar do serrim e pelo método 2, utilizado pela empresa, usa-se uma expressão empírica desenvolvida para madeira com uma composição típica. Para caldeiras alimentadas a biomassa como a lenha são utilizados fatores de excesso de ar entre 1,8 a 2. Estes valores foram considerados no decorrer de todo o trabalho. Após a determinação do caudal de ar primário e secundário, são ainda determinadas, as perdas de carga totais que o ar sofre desde a saída dos ventiladores até à entrada da fornalha. A obtenção destes dois parâmetros, caudal de ar e perda de carga, permite selecionar o melhor ventilador. Os caudais de ar primário e secundário obtidos são, respetivamente, 6795 m3/h e 3883 m3/h e os valores para as perdas de carga totais no percurso de ar primário e secundário correspondem aos valores de 504 e 190 mm c.a. Usando as curvas características dos ventiladores de ar primário e secundário que a empresa SML instalou na caldeira, obtiveram-se os valores de eficiência, de velocidade de rotação e de potência de 86 %, 2935 rpm e 7,5 KW, para o ventilador de ar primário, e de 82%, 2000 rpm e 2,2 KW para o ventilador de ar secundário. Os ventiladores selecionados pela empresa SML foram da Marca MZ, o modelo GR 560/2 para o ventilador primário e o modelo GR 500/2 para o ventilador secundário. O ventilador de ar primário (GR 560/2) é adequado aos requisitos determinados neste trabalho mas o ventilador de ar secundário (GR 500/2) não é o mais adequado pois funcionaria a um valor de rotação próximo do valor mínimo.

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    Authors: Barreto, Rúben Diogo Macedo;

    Desde o Acordo de Paris, diversas estratégias e metas climáticas ambiciosas foram estabelecidas a nível mundial e europeu, de forma a cumprir o objetivo de longo prazo da neutralidade carbónica. Tal, provocou uma pressão a nível global para que se fossem tomadas medidas que contribuíssem para a descarbonização em todos os setores. No entanto, verifica-se que as emissões de CO2 continuam a aumentar, sendo o setor de energia um dos principais responsáveis. Atualmente, no setor de energia, verifica-se a emergência das comunidades de energia e do uso de dispositivos de internet das coisas, visto que estes possibilitam novas oportunidades para integrar, monitorizar, controlar e otimizar o consumo de energia, possibilitando uma melhor eficiência e a sustentabilidade dos sistemas de energia. Contudo, o problema da ausência de confiança digital em sistemas de energia, nomeadamente no que toca à partilha de dados e informação, pode comprometer a sinergia entre o consumidor e os sistemas de gestão de energia. Esta dissertação tem como objetivo conceber, implementar, testar e validar um modelo de demand response que permita gerir eficazmente a participação dos membros de uma comunidade de energia, tendo em consideração a privacidade e a segurança dos dados dos utilizadores finais. Para tal, é considerado o uso de dispositivos de internet das coisas, tendo em conta a segurança e a privacidade dos respetivos dados dos consumidores finais. De uma forma geral, o modelo proposto é capaz de (i) identificar os períodos temporais em que seja benéfica a utilização de demand response para nivelar o consumo e a geração na comunidade de energia, com o auxílio de algoritmos de previsão, (ii) avaliar e classificar os candidatos, através de quatro métricas baseadas em algoritmos não supervisionados, para determinar quais serão selecionados a participar no evento, (iii) monitorizar, em tempo real, o respetivo evento e (iv) avaliar o impacto económico e ambiental que o evento causou na comunidade de energia. De modo a respeitar a privacidade e a equidade dos utilizadores finais, consideram-se três tipos de participação com diferentes níveis de privacidade e um mecanismo de equidade que é implementado durante a classificação dos candidatos. De modo a testar e validar a aplicabilidade e a eficiência do modelo proposto, foram considerados cinco casos de estudo que permitem analisar o desempenho do modelo consoante as métricas aplicadas, os tipos de participação disponíveis, a falta de compromisso dos candidatos para o evento e o mecanismo de equidade. Os resultados obtidos demonstraram a capacidade do modelo proposto ser implementado em diferentes contextos, tendo a capacidade de melhorar a sustentabilidade da comunidade de energia.

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    Authors: Barreto, Rúben Diogo Macedo;

    Desde o Acordo de Paris, diversas estratégias e metas climáticas ambiciosas foram estabelecidas a nível mundial e europeu, de forma a cumprir o objetivo de longo prazo da neutralidade carbónica. Tal, provocou uma pressão a nível global para que se fossem tomadas medidas que contribuíssem para a descarbonização em todos os setores. No entanto, verifica-se que as emissões de CO2 continuam a aumentar, sendo o setor de energia um dos principais responsáveis. Atualmente, no setor de energia, verifica-se a emergência das comunidades de energia e do uso de dispositivos de internet das coisas, visto que estes possibilitam novas oportunidades para integrar, monitorizar, controlar e otimizar o consumo de energia, possibilitando uma melhor eficiência e a sustentabilidade dos sistemas de energia. Contudo, o problema da ausência de confiança digital em sistemas de energia, nomeadamente no que toca à partilha de dados e informação, pode comprometer a sinergia entre o consumidor e os sistemas de gestão de energia. Esta dissertação tem como objetivo conceber, implementar, testar e validar um modelo de demand response que permita gerir eficazmente a participação dos membros de uma comunidade de energia, tendo em consideração a privacidade e a segurança dos dados dos utilizadores finais. Para tal, é considerado o uso de dispositivos de internet das coisas, tendo em conta a segurança e a privacidade dos respetivos dados dos consumidores finais. De uma forma geral, o modelo proposto é capaz de (i) identificar os períodos temporais em que seja benéfica a utilização de demand response para nivelar o consumo e a geração na comunidade de energia, com o auxílio de algoritmos de previsão, (ii) avaliar e classificar os candidatos, através de quatro métricas baseadas em algoritmos não supervisionados, para determinar quais serão selecionados a participar no evento, (iii) monitorizar, em tempo real, o respetivo evento e (iv) avaliar o impacto económico e ambiental que o evento causou na comunidade de energia. De modo a respeitar a privacidade e a equidade dos utilizadores finais, consideram-se três tipos de participação com diferentes níveis de privacidade e um mecanismo de equidade que é implementado durante a classificação dos candidatos. De modo a testar e validar a aplicabilidade e a eficiência do modelo proposto, foram considerados cinco casos de estudo que permitem analisar o desempenho do modelo consoante as métricas aplicadas, os tipos de participação disponíveis, a falta de compromisso dos candidatos para o evento e o mecanismo de equidade. Os resultados obtidos demonstraram a capacidade do modelo proposto ser implementado em diferentes contextos, tendo a capacidade de melhorar a sustentabilidade da comunidade de energia.

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    Authors: Gírio, Francisco;

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    Repositório do LNEG
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    Authors: Gírio, Francisco;

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      Repositório do LNEG
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    Authors: Sampaio, Beatriz Borges;

    As alterações climáticas têm ganho visibilidade no panorama internacional e têm sido a base da motivação para a transição energética, no qual a energia por biomassa se manifesta como uma alternativa. É nesta esfera que se pretendeu explorar esta temática com os educandos e selecionou-se a aprendizagem cooperativa enquanto estratégia para atingir esse fim, sendo este um método de ensino que coloca os educandos no centro da sua própria aprendizagem e, por isso, proporciona desafios à sua aplicação. Tendo sido a primeira experiência enquanto docente, a estratégia adotada foi desafiadora pela imprevisibilidade dos educandos na resposta à mesma. A observação direta em sala de aula foi o principal meio de compreensão na maneira como os educandos encararam esta estratégia, tendo-se constatado que estes consideraram a experiência positiva, comprovando-se esta conjuntura no questionário concretizado no final da atividade com o propósito de obter o feedback da turma. De acordo com a bibliografia analisada, este método de ensino abrange vários benefícios, sobretudo pelo facto de potenciar o interesse dos educandos ou até despertar esse interesse nos que estão mais desmotivados. Constata-se que a motivação é um fator-chave para o processo de ensino-aprendizagem e, consequentemente, para a aquisição de conhecimentos, verificando-se que o trabalho cooperativo provoca efeitos nesse sentido. Para além dos benefícios associados ao processo de ensino-aprendizagem e aquisição de conhecimentos, confirma-se que também tem efeitos positivos nas relações interpessoais, pois, permite a aproximação não só entre os educandos como, também, dos educandos com o docente. Esta aproximação permite que exista inclusão e a desconstrução de barreiras tanto físicas como emocionais. A aquisição de conhecimentos em torno da temática dos recursos energéticos renováveis e a sensibilização em torno da sustentabilidade territorial e alterações climáticas saiu beneficiada pela adoção da estratégia do trabalho cooperativo e os educandos mostraram-se atraídos em repetir este método no futuro, demonstrando que os contras associados a esta estratégia são pouco relevantes quando comparados com os benefícios. Os resultados obtidos evidenciaram que a implementação desta estratégia fomentou o desenvolvimento de competências que estão incorporadas no Perfil do Aluno à Saída da Escolaridade Obrigatória. Climate change has gained visibility on the international scene and has been the basis of the motivation for the energy transition, in which energy from biomass appears as an alternative. It is in this sphere that it was intended to explore this theme with the students and cooperative learning was selected as a strategy to achieve this end, which is a teaching method that places students at the center of their own learning and, therefore, provides challenges to the your application. Having been the first experience as a teacher, the strategy adopted was challenging due to the unpredictability of the students in the response to it. Direct observation in the classroom was the main means of understanding the way in which the students faced this strategy, and it was found that they considered the experience to be a positive one, proving this situation in the questionnaire completed at the end of the activity in order to obtain the class feedback. According to the bibliography analyzed, this teaching method has several benefits, mainly due to the fact that it enhances the interest of students or even awakens that interest in those who are more unmotivated. It appears that motivation is a key factor for the teaching-learning process and, consequently, for the acquisition of knowledge, verifying that cooperative work causes effects in this sense. In addition to the benefits associated with the teaching-learning process and acquisition of knowledge, it is confirmed that it also has positive effects on interpersonal relationships, as it allows the approximation not only between the students, but also between the students and the teacher. This approach allows for inclusion and the deconstruction of both physical and emotional barriers. The acquisition of knowledge around the theme of renewable energy resources and the awareness of territorial sustainability and climate change benefited from the adoption of the cooperative work strategy and the students were attracted to repeat this method in the future, demonstrating that the cons associated with this strategy are of little relevance when compared to the benefits. The results obtained showed that the implementation of this strategy fostered the development of skills that are incorporated in the Student Profile on Leaving Compulsory Schooling. Relatório de Estágio do Mestrado em Ensino de Geografia no 3º ciclo do Ensino Básico e no Ensino Secundário apresentado à Faculdade de Letras

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    Estudo Geral
    Master thesis . 2022
    Data sources: Estudo Geral
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    Master thesis . 2022
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      Estudo Geral
      Master thesis . 2022
      Data sources: Estudo Geral
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      Master thesis . 2022
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    Authors: Sampaio, Beatriz Borges;

    As alterações climáticas têm ganho visibilidade no panorama internacional e têm sido a base da motivação para a transição energética, no qual a energia por biomassa se manifesta como uma alternativa. É nesta esfera que se pretendeu explorar esta temática com os educandos e selecionou-se a aprendizagem cooperativa enquanto estratégia para atingir esse fim, sendo este um método de ensino que coloca os educandos no centro da sua própria aprendizagem e, por isso, proporciona desafios à sua aplicação. Tendo sido a primeira experiência enquanto docente, a estratégia adotada foi desafiadora pela imprevisibilidade dos educandos na resposta à mesma. A observação direta em sala de aula foi o principal meio de compreensão na maneira como os educandos encararam esta estratégia, tendo-se constatado que estes consideraram a experiência positiva, comprovando-se esta conjuntura no questionário concretizado no final da atividade com o propósito de obter o feedback da turma. De acordo com a bibliografia analisada, este método de ensino abrange vários benefícios, sobretudo pelo facto de potenciar o interesse dos educandos ou até despertar esse interesse nos que estão mais desmotivados. Constata-se que a motivação é um fator-chave para o processo de ensino-aprendizagem e, consequentemente, para a aquisição de conhecimentos, verificando-se que o trabalho cooperativo provoca efeitos nesse sentido. Para além dos benefícios associados ao processo de ensino-aprendizagem e aquisição de conhecimentos, confirma-se que também tem efeitos positivos nas relações interpessoais, pois, permite a aproximação não só entre os educandos como, também, dos educandos com o docente. Esta aproximação permite que exista inclusão e a desconstrução de barreiras tanto físicas como emocionais. A aquisição de conhecimentos em torno da temática dos recursos energéticos renováveis e a sensibilização em torno da sustentabilidade territorial e alterações climáticas saiu beneficiada pela adoção da estratégia do trabalho cooperativo e os educandos mostraram-se atraídos em repetir este método no futuro, demonstrando que os contras associados a esta estratégia são pouco relevantes quando comparados com os benefícios. Os resultados obtidos evidenciaram que a implementação desta estratégia fomentou o desenvolvimento de competências que estão incorporadas no Perfil do Aluno à Saída da Escolaridade Obrigatória. Climate change has gained visibility on the international scene and has been the basis of the motivation for the energy transition, in which energy from biomass appears as an alternative. It is in this sphere that it was intended to explore this theme with the students and cooperative learning was selected as a strategy to achieve this end, which is a teaching method that places students at the center of their own learning and, therefore, provides challenges to the your application. Having been the first experience as a teacher, the strategy adopted was challenging due to the unpredictability of the students in the response to it. Direct observation in the classroom was the main means of understanding the way in which the students faced this strategy, and it was found that they considered the experience to be a positive one, proving this situation in the questionnaire completed at the end of the activity in order to obtain the class feedback. According to the bibliography analyzed, this teaching method has several benefits, mainly due to the fact that it enhances the interest of students or even awakens that interest in those who are more unmotivated. It appears that motivation is a key factor for the teaching-learning process and, consequently, for the acquisition of knowledge, verifying that cooperative work causes effects in this sense. In addition to the benefits associated with the teaching-learning process and acquisition of knowledge, it is confirmed that it also has positive effects on interpersonal relationships, as it allows the approximation not only between the students, but also between the students and the teacher. This approach allows for inclusion and the deconstruction of both physical and emotional barriers. The acquisition of knowledge around the theme of renewable energy resources and the awareness of territorial sustainability and climate change benefited from the adoption of the cooperative work strategy and the students were attracted to repeat this method in the future, demonstrating that the cons associated with this strategy are of little relevance when compared to the benefits. The results obtained showed that the implementation of this strategy fostered the development of skills that are incorporated in the Student Profile on Leaving Compulsory Schooling. Relatório de Estágio do Mestrado em Ensino de Geografia no 3º ciclo do Ensino Básico e no Ensino Secundário apresentado à Faculdade de Letras

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    Master thesis . 2022
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    Master thesis . 2022
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      Estudo Geral
      Master thesis . 2022
      Data sources: Estudo Geral
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      Master thesis . 2022
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    Authors: André, Rui Manuel Neto;

    Portugal e a maioria dos países da União Europeia são altamente dependentes da importação de fontes de energia que permitam manter os níveis de conforto e de qualidade de vida a que a sua população se habituou. Em virtude do tempo de vida limitado das reservas de petróleo, principal combustível fóssil utilizado, e face aos problemas políticos, sociais e económicos dos principais países produtores deste combustível, é urgente diversificar os processos de produção de energia, bem como encontrar fontes energéticas alternativas. Uma delas poderá ser a co-gasificação aplicada ao processamento de carvão misturado com resíduos com potencial energético, sendo este um dos aspectos inovadores deste trabalho, de forma a valorizar esses resíduos e simultaneamente reduzir a carga poluente a eles associada. Este trabalho teve como principal objectivo estudar o efeito das condições experimentais, de modo a seleccionar as variáveis que permitissem maximizar o rendimento e a qualidade do gás produzido por co-gasificação em leito fluidizado usando misturas de ar e vapor. Os resultados obtidos mostraram que a composição das misturas a co-gasificar, assim como o tipo e características dos resíduos a utilizar afectavam bastante a composição e o rendimento do gás obtido. No presente trabalho foi estudada a co-gasificação de um carvão, proveniente das minas de Puertollano, em Espanha, misturado com diferentes teores de resíduos, tendo sido utilizados resíduos de polietileno e de biomassa. Foi utilizada biomassa florestal, pinho, e bagaço de azeitona, proveniente da indústria de produção de azeite. De um modo geral, o aumento da quantidade de resíduos a co-gasificar aumentava o teor em hidrocarbonetos no gás e consequentemente o seu poder calorifico, o que seria vantajoso se esse gás se destinasse a ser utilizado como combustível, próximo da unidade de produção. Caso contrário e devido ao teor elevado em alcatrões, que poderia causar problemas mesmo no transporte do gás, seria preferível reduzir o teor em hidrocarbonetos, especialmente se o gás se destinasse à produção de energia, a partir da utilização em motores, turbinas ou pilhas de combustível, que exigem um controlo apertado de determinados constituintes, tais como: partículas, alcatrões, ou compostos de enxofre. A redução do teor em alcatrões mostrou-se particularmente necessária quando foram utilizados resíduos de polietileno. O trabalho desenvolvido mostrou que a partir da selecção de condições operatórias adequadas era possível atingir este objectivo, nomeadamente através da utilização de temperaturas de ensaio mais elevadas e de maiores caudais de ar. O aumento da temperatura permitiu reduzir consideravelmente os teores de hidrocarbonetos gasosos, de alcatrões e de carbonizado, aumentando o rendimento do gás e a produção de hidrogénio. As evoluções das concentrações de hidrogénio e de hidrocarbonetos foram opostas, pois um aumento da temperatura de 765 para 885ºC, durante a co-gasificação de carvão misturado com 20 % (m/m) de PE, permitiu aumentar a concentração de hidrogénio em 56% e diminuir a de hidrocarbonetos gasosos de 47%. Os resultados obtidos mostraram que em termos técnicos a temperatura a seleccionar deveria ser relativamente elevada, entre 850 e 900ºC. O aumento do caudal de ar e consequentemente da razão de equivalência também permitiu diminuir apreciavelmente os teores de alcatrões e de carbonizado, conduzindo a um gás com menores concentrações de hidrocarbonetos e de hidrogénio e com maiores teores de CO e sobretudo de CO2, devido à oxidação parcial do gás formado, apresentando este consequentemente, um menor poder calorífico. Com tal, os resultados obtidos mostraram que embora a razão de equivalência dependesse da composição da mistura a co-gasificar e da aplicação do gás produzido, não deveriam ser seleccionados valores superiores a 0,20 para este parâmetro, uma vez que tal correspondia a inverter as concentrações relativas de H2 e de CO2, tornando-se o gás mais rico neste último componente. Reduções adicionais dos teores de alcatrões e de carbonizado e consequentemente o aumento do rendimento do gás foram conseguidos com a introdução de catalisadores no meio reaccional sendo estre também outro aspecto inivado do trabalho desenvolvido. Dos vários catalisadores testados deve salientar-se a dolomite, pela sua acção moderada e o seu baixo custo e também um catalisador de óxido de níquel suportado em alumina (Ni-Al) que revelou ser o mais eficaz, embora apresentasse um custo mais elevado. A presença de 25% (m/m) de dolomite no leito durante a co-gasificação de carvão Puertollano misturado com 20 % (m/m) de PE e 20 % (m/m) de pinho a 845ºC, permitiu aumentar o rendimento do gás em 35% e reduzir em 55 % e em 47%, respectivamente os teores em alcatrões e em carbonizado. A utilização de óxido de níquel durante a co-gasificação da mesma mistura de carvão e resíduos, permitiu aumentar o rendimento do gás em 75% e diminuir em 79 % e 66% respectivamente os teores em alcatrões e em carbonizado. Os resultados obtidos demonstraram que seria interessante combinar a acção destes dois catalisadores, utilizando a dolomite dentro do reactor de gasificação, podendo o catalisador de óxido de níquel ser utilizado num segundo reactor sempre que o aperfeiçoamento das características do gás produzido assim o exigisse. O trabalho desenvolvido de co-gasificação de carvão misturado com resíduos demonstrou a viabilidade técnica deste tipo de tecnologia para o processamento de resíduos com aproveitamento do seu teor energético, quer à escala laboratorial, quer à escala piloto. O estudo do efeito das condições experimentais conduziu em ambos os casos ao mesmo tipo de tendências e a composições gasosas muito semelhantes, embora as razões de caudais entre o reactor piloto e laboratorial tivessem aumentado 16,7 vezes. Estes resultados promissores encorajam a continuação do estudo do efeito do aumento da escala e a demonstração desta tecnologia a uma escala semi-industrial. Outro dos aspectos inovadores do trabalho realizado foi o desenvolvimento de um processo de modelação com o programa CHEMKIN, modificando um modelo cinético (GRI-mech) desenvolvido para simulação de oxidação. para o adaptar à descrição dos fenómenos e das reacções químicas que ocorrem durante a co-gasificação, permitiu melhorar o conhecimento sobre o tipo de sistemas estudado. O modelo desenvolvido permitiu conhecer quais as reacções químicas que apresentam uma velocidade mais elevada e os correspondentes parâmetros cinéticos, sendo portanto possível prever a composição final do gás produzido a partir da constituição da mistura de carvão e diferentes resíduos a co-gasificar, desde que estes apresentem composições químicas não muito diversas das utilizadas no presente estudo. Portugal, like most European Union countries is highly dependent on energy import to assure its population requirements for achieving high comfort levels and high living standards. The known viable resources of oil that is the most used fossil fuel, petroleum, have a limited lifetime, and the social, political and economical problems of the main oil producing countries put at risk petroleum supplies at acceptable prices. Therefore, it is urgent to find more efficient processes to obtain energy and also alternative energy sources. The application of co-gasification technology to process coal blended with wastes with energetic content is one to the innovative aspects of the work done, which showed that this is a very promising technology both for its energy output and for the reduction of the environmental impact currently associated with these residues. This work main objective was to study the effect of experimental conditions, in order to select the variables that could maximize syngas yield and quality, produced through fluidized bed gasification in presence of steam and air. The results have shown that both the fuel composition and the residues characteristics had a high impact on gas yield and composition. A low volatile coal from Puertollano mines, in Spain, was co-gasified with different amounts of residues like biomass and polyethylene. Biomass tested was forestry pine and bagasse residues from the olive oil industry. Increasing the residue amount in the initial fuel mixtures led to a syngas with higher hydrocarbon contents and also with a higher calorific value, especially useful if the gas is to be burnt as a gaseous fuel near the main energy installation. However, the gas high tar contents may have a negative impact on its transportation and is also unsuitable if the gas is to be used on different energy production units like engines, turbines or fuel cells. These units are very exigent regarding tar and hydrocarbon contents and also other gas contaminants like particles or sulphur oxides. Tars release was particularly high when polyethylene was present in the initial fuel mixture. The use of higher temperatures and higher air flow rates was shown to have a major impact on tar reduction. Higher temperatures decreased gaseous hydrocarbons contents, tar and char formation, with higher gas yields and hydrogen selectivity. The rise of temperature favoured hydrogen release, probably at the expenses of tars and hydrocarbons decomposition mainly through cracking and reforming reactions. The increase of temperature from 765 to 885ºC during co-gasification of coal blended with 20 % (w/w) of PE, led to a decrease in gaseous hydrocarbons concentration, of about 47%, whilst hydrogen content increase around 56%. The results obtained have shown that a high temperature, around 850 to 900ºC should be selected. The rise of air flow rate and consequently of equivalent ratio, also allowed decreasing tars, char, gaseous hydrocarbons and hydrogen contents, whilst CO and CO2 concentrations increased, due to partial oxidation reactions. Therefore, the syngas produced presented lower energy contents. The results obtained have shown that the selection of the right air flow rate depended on the waste type and amount to be co-gasified and also on the syngas end-use, however, equivalent ratios higher than 0.20 should be avoided as they led to an inversion in relative concentrations of H2 and CO2, being the gas poorer in the former component. Further reductions in tars and char and consequently increases in gas yields were achieved with the addition of catalysts to the reactional medium which was one of the innovative aspects of this work. Of the several catalysts studied, dolomite and Ni-Al catalyst (nickel oxide supported in alumina) should be focused. The former one due to its low cost and moderate action and the latter because, despite being more expensive, it was the most active. The addition of 25% (w/w) of dolomite to the gasification bed during co-gasification of coal mixed with 20% (w/w) of PE and of 20% (w/w) of pine at 845ºC, allowed decreasing tars and char contents of about 55% and 47%, respectively, whilst increasing gas yield of around 35%. The presence of the same amount of Ni-Al increased gas yield of about 75%, whilst reduced tars and char contents of about 79% and 66%, respectively. These results have shown that it would be useful the combination of both catalysts, using dolomite inside the gasification reactor, while Ni-Al catalyst could be used in a second reactor to further treat the syngas produced in the first one, by this way the life cycle of the latter catalyst could be increased. Co-gasification studies of coal mixed with wastes showed that this technology was technical viable to process wastes with valuable energetic content, both at lab and pilot scales. The study of the experimental conditions effect led to the same tendencies and to similar gas compositions in both installations, even being pilot feeding ratios 16.7 higher than lab ones. These promising results encourage further increasing of scale and the demonstration of this technology at semi-industrial scale. CHEMKIN software and an existing kinetic model (GRI-mech) were used to simulate the chemical reactions and the phenomena that occur during cogasification of coal and wastes. However, as this model had been developed for combustions systems, it had to be modified and adapted for a better description of gasification phenomena, which was another of the innovative aspects of the research work. The modified model allowed the assessment of the reactions with higher rates, that is to say those that most contribute to syngas final composition, and the respective kinetic parameters. Through this model it is also possible to predict the composition of the syngas produced by cogasification of other coal and wastes mixtures, providing the wastes to be used present a chemical composition similar to the ones used in this study. Doutoramento em Ciências Aplicadas ao Ambiente

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    Doctoral thesis . 2007
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    Authors: André, Rui Manuel Neto;

    Portugal e a maioria dos países da União Europeia são altamente dependentes da importação de fontes de energia que permitam manter os níveis de conforto e de qualidade de vida a que a sua população se habituou. Em virtude do tempo de vida limitado das reservas de petróleo, principal combustível fóssil utilizado, e face aos problemas políticos, sociais e económicos dos principais países produtores deste combustível, é urgente diversificar os processos de produção de energia, bem como encontrar fontes energéticas alternativas. Uma delas poderá ser a co-gasificação aplicada ao processamento de carvão misturado com resíduos com potencial energético, sendo este um dos aspectos inovadores deste trabalho, de forma a valorizar esses resíduos e simultaneamente reduzir a carga poluente a eles associada. Este trabalho teve como principal objectivo estudar o efeito das condições experimentais, de modo a seleccionar as variáveis que permitissem maximizar o rendimento e a qualidade do gás produzido por co-gasificação em leito fluidizado usando misturas de ar e vapor. Os resultados obtidos mostraram que a composição das misturas a co-gasificar, assim como o tipo e características dos resíduos a utilizar afectavam bastante a composição e o rendimento do gás obtido. No presente trabalho foi estudada a co-gasificação de um carvão, proveniente das minas de Puertollano, em Espanha, misturado com diferentes teores de resíduos, tendo sido utilizados resíduos de polietileno e de biomassa. Foi utilizada biomassa florestal, pinho, e bagaço de azeitona, proveniente da indústria de produção de azeite. De um modo geral, o aumento da quantidade de resíduos a co-gasificar aumentava o teor em hidrocarbonetos no gás e consequentemente o seu poder calorifico, o que seria vantajoso se esse gás se destinasse a ser utilizado como combustível, próximo da unidade de produção. Caso contrário e devido ao teor elevado em alcatrões, que poderia causar problemas mesmo no transporte do gás, seria preferível reduzir o teor em hidrocarbonetos, especialmente se o gás se destinasse à produção de energia, a partir da utilização em motores, turbinas ou pilhas de combustível, que exigem um controlo apertado de determinados constituintes, tais como: partículas, alcatrões, ou compostos de enxofre. A redução do teor em alcatrões mostrou-se particularmente necessária quando foram utilizados resíduos de polietileno. O trabalho desenvolvido mostrou que a partir da selecção de condições operatórias adequadas era possível atingir este objectivo, nomeadamente através da utilização de temperaturas de ensaio mais elevadas e de maiores caudais de ar. O aumento da temperatura permitiu reduzir consideravelmente os teores de hidrocarbonetos gasosos, de alcatrões e de carbonizado, aumentando o rendimento do gás e a produção de hidrogénio. As evoluções das concentrações de hidrogénio e de hidrocarbonetos foram opostas, pois um aumento da temperatura de 765 para 885ºC, durante a co-gasificação de carvão misturado com 20 % (m/m) de PE, permitiu aumentar a concentração de hidrogénio em 56% e diminuir a de hidrocarbonetos gasosos de 47%. Os resultados obtidos mostraram que em termos técnicos a temperatura a seleccionar deveria ser relativamente elevada, entre 850 e 900ºC. 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A utilização de óxido de níquel durante a co-gasificação da mesma mistura de carvão e resíduos, permitiu aumentar o rendimento do gás em 75% e diminuir em 79 % e 66% respectivamente os teores em alcatrões e em carbonizado. Os resultados obtidos demonstraram que seria interessante combinar a acção destes dois catalisadores, utilizando a dolomite dentro do reactor de gasificação, podendo o catalisador de óxido de níquel ser utilizado num segundo reactor sempre que o aperfeiçoamento das características do gás produzido assim o exigisse. O trabalho desenvolvido de co-gasificação de carvão misturado com resíduos demonstrou a viabilidade técnica deste tipo de tecnologia para o processamento de resíduos com aproveitamento do seu teor energético, quer à escala laboratorial, quer à escala piloto. O estudo do efeito das condições experimentais conduziu em ambos os casos ao mesmo tipo de tendências e a composições gasosas muito semelhantes, embora as razões de caudais entre o reactor piloto e laboratorial tivessem aumentado 16,7 vezes. Estes resultados promissores encorajam a continuação do estudo do efeito do aumento da escala e a demonstração desta tecnologia a uma escala semi-industrial. Outro dos aspectos inovadores do trabalho realizado foi o desenvolvimento de um processo de modelação com o programa CHEMKIN, modificando um modelo cinético (GRI-mech) desenvolvido para simulação de oxidação. para o adaptar à descrição dos fenómenos e das reacções químicas que ocorrem durante a co-gasificação, permitiu melhorar o conhecimento sobre o tipo de sistemas estudado. 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Increasing the residue amount in the initial fuel mixtures led to a syngas with higher hydrocarbon contents and also with a higher calorific value, especially useful if the gas is to be burnt as a gaseous fuel near the main energy installation. However, the gas high tar contents may have a negative impact on its transportation and is also unsuitable if the gas is to be used on different energy production units like engines, turbines or fuel cells. These units are very exigent regarding tar and hydrocarbon contents and also other gas contaminants like particles or sulphur oxides. Tars release was particularly high when polyethylene was present in the initial fuel mixture. The use of higher temperatures and higher air flow rates was shown to have a major impact on tar reduction. Higher temperatures decreased gaseous hydrocarbons contents, tar and char formation, with higher gas yields and hydrogen selectivity. The rise of temperature favoured hydrogen release, probably at the expenses of tars and hydrocarbons decomposition mainly through cracking and reforming reactions. The increase of temperature from 765 to 885ºC during co-gasification of coal blended with 20 % (w/w) of PE, led to a decrease in gaseous hydrocarbons concentration, of about 47%, whilst hydrogen content increase around 56%. The results obtained have shown that a high temperature, around 850 to 900ºC should be selected. The rise of air flow rate and consequently of equivalent ratio, also allowed decreasing tars, char, gaseous hydrocarbons and hydrogen contents, whilst CO and CO2 concentrations increased, due to partial oxidation reactions. Therefore, the syngas produced presented lower energy contents. The results obtained have shown that the selection of the right air flow rate depended on the waste type and amount to be co-gasified and also on the syngas end-use, however, equivalent ratios higher than 0.20 should be avoided as they led to an inversion in relative concentrations of H2 and CO2, being the gas poorer in the former component. Further reductions in tars and char and consequently increases in gas yields were achieved with the addition of catalysts to the reactional medium which was one of the innovative aspects of this work. Of the several catalysts studied, dolomite and Ni-Al catalyst (nickel oxide supported in alumina) should be focused. The former one due to its low cost and moderate action and the latter because, despite being more expensive, it was the most active. The addition of 25% (w/w) of dolomite to the gasification bed during co-gasification of coal mixed with 20% (w/w) of PE and of 20% (w/w) of pine at 845ºC, allowed decreasing tars and char contents of about 55% and 47%, respectively, whilst increasing gas yield of around 35%. The presence of the same amount of Ni-Al increased gas yield of about 75%, whilst reduced tars and char contents of about 79% and 66%, respectively. These results have shown that it would be useful the combination of both catalysts, using dolomite inside the gasification reactor, while Ni-Al catalyst could be used in a second reactor to further treat the syngas produced in the first one, by this way the life cycle of the latter catalyst could be increased. Co-gasification studies of coal mixed with wastes showed that this technology was technical viable to process wastes with valuable energetic content, both at lab and pilot scales. The study of the experimental conditions effect led to the same tendencies and to similar gas compositions in both installations, even being pilot feeding ratios 16.7 higher than lab ones. These promising results encourage further increasing of scale and the demonstration of this technology at semi-industrial scale. CHEMKIN software and an existing kinetic model (GRI-mech) were used to simulate the chemical reactions and the phenomena that occur during cogasification of coal and wastes. However, as this model had been developed for combustions systems, it had to be modified and adapted for a better description of gasification phenomena, which was another of the innovative aspects of the research work. The modified model allowed the assessment of the reactions with higher rates, that is to say those that most contribute to syngas final composition, and the respective kinetic parameters. 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    Authors: Machado, Rui Manuel de Almeida; Alpendre, Pedro Frazão; Shahidian, Shakib; Jesus, Ricardo Azevedo;

    Este trabalho teve como objectivo estudar a influência da aplicação de azoto, em pré-plantação, em dois solos distintos, no crescimento aéreo e radical de cebolas de dia curto (cv. Minuetaka), entre a transplantação e o início da formação do bolbo. Para o efeito, realizou-se um ensaio em vasos com 10 tratamentos: dois solos (argilo-arenoso e arenoso) e cinco níveis de azoto (0, 10, 30, 40 e 50 kg de N ha-1) aplicados antes da plantação. O crescimento aéreo e radical da cebola, entre a transplantação e o início da formação do bolbo, não foi influenciado pelo nível de azoto, nem pela interacção nível de azoto * tipo de solo. Assim, o azoto fornecido pelo solo (9 kg solo vaso-1), residual e proveniente da mineralização da matéria orgânica, mais o azoto inserido pela água de rega (20 mg N planta-1) foi suficiente para o crescimento das plantas antes do início da formação do bolbo. O tipo de solo afectou significativamente o crescimento e a alocação de matéria seca. A biomassa das plantas no solo argilo-arenoso foi 30 % superior à do arenoso, mas a biomassa das raízes, o comprimento radical total e específico e a alocação de matéria seca nas raízes foram maiores no solo arenoso. O comprimento radical total das plantas no solo arenoso (43,74 m) foi 2,3 vezes superior ao do argilo-arenoso (19,26 m). Revista de Ciências Agrárias, vol. 35 n.º 1 (2012)

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    Authors: Machado, Rui Manuel de Almeida; Alpendre, Pedro Frazão; Shahidian, Shakib; Jesus, Ricardo Azevedo;

    Este trabalho teve como objectivo estudar a influência da aplicação de azoto, em pré-plantação, em dois solos distintos, no crescimento aéreo e radical de cebolas de dia curto (cv. Minuetaka), entre a transplantação e o início da formação do bolbo. Para o efeito, realizou-se um ensaio em vasos com 10 tratamentos: dois solos (argilo-arenoso e arenoso) e cinco níveis de azoto (0, 10, 30, 40 e 50 kg de N ha-1) aplicados antes da plantação. O crescimento aéreo e radical da cebola, entre a transplantação e o início da formação do bolbo, não foi influenciado pelo nível de azoto, nem pela interacção nível de azoto * tipo de solo. Assim, o azoto fornecido pelo solo (9 kg solo vaso-1), residual e proveniente da mineralização da matéria orgânica, mais o azoto inserido pela água de rega (20 mg N planta-1) foi suficiente para o crescimento das plantas antes do início da formação do bolbo. O tipo de solo afectou significativamente o crescimento e a alocação de matéria seca. A biomassa das plantas no solo argilo-arenoso foi 30 % superior à do arenoso, mas a biomassa das raízes, o comprimento radical total e específico e a alocação de matéria seca nas raízes foram maiores no solo arenoso. O comprimento radical total das plantas no solo arenoso (43,74 m) foi 2,3 vezes superior ao do argilo-arenoso (19,26 m). Revista de Ciências Agrárias, vol. 35 n.º 1 (2012)

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    Authors: Silva, João Pedro Vasconcelos;

    Este projeto teve como principal objetivo o estudo e modelação do processo de combustão da biomassa da Central Termoeléctrica de Mortágua. Esta central opera segundo um ciclo de Rankine regenerativo e utiliza como combustível os resíduos florestais resultantes da limpeza de matas presentes nas proximidades. De modo a modelar o processo de combustão da biomassa na fornalha existente na central, identificou-se que a metodologia mais adequada, consistiria em dividir o domínio em estudo em duas partes distintas. A primeira parte corresponde à análise da decomposição térmica da combustão da biomassa na grelha da fornalha e, a segunda parte corresponde à análise da reação de oxidação dos produtos de combustão acima da grelha. Esta abordagem é adequada uma vez que estas partes estão interligadas. No entanto, foi necessária a utilização de um modelo externo para determinar a composição dos produtos de combustão que depois são utilizados como input na simulação numérica. Este modelo externo teve como base um modelo da literatura que foi implementado no MATLAB®. Desta forma, procedeu-se à simulação CFD no programa ANSYS Fluent® de diferentes casos, de modo a verificar a influência do ar secundário e da recirculação dos produtos de combustão. A metodologia utilizada para a construção do modelo numérico demonstrou-se muito útil para a análise da fase gasosa no interior da fornalha e permitiu verificar que a mistura do ar e dos produtos de combustão pode ser melhorada através do aumento do caudal de ar secundário. Com este aumento foi possível obter-se uma menor emissão de monóxido de carbono o que de facto mostra que pode ser uma medida a ter em conta na operação da caldeira. Por sua vez, a recirculação dos produtos de combustão promoveu uma diminuição da temperatura no interior da fornalha o que poderá ser benéfico para a redução das emissões de óxidos de azoto pela via térmica. Os resultados das simulações numéricas poderão agora ser utilizados para análise e otimização do processo de combustão da caldeira da central termoeléctrica de Mortágua, conduzindo a uma redução na emissão do monóxido de carbono. The main goal of this project was to study and model the biomass combustion process that is carried out at the Thermal Power Plant of Mortágua. This plant operates according to a regenerative Rankine cycle and uses forestry waste, resulting from the cleaning of near-by forest bushes as fuel. In order to model the combustion process of the biomass inside the furnace’s plant, an adequate methodology was determined that consists in dividing the domain of study into two distinct parts. The first part refers to the thermal decomposition in the biomass grate, and the second part refers to the oxidation reaction of the combustion products, above the furnace grate. This separation is adequate as both parts are interlinked. However, the utilization of an external model to determine the composition of the combustion products was necessary in order to be used as an input for a numerical simulation. This external model was based on literature model that was implemented in MATLAB®. Therefore, a CFD simulation for different cases was carried out in the ANSYS Fluent® software, in order to verify the influence of the secondary air and the combustion products recirculation. The methodology used for the numerical model construction proved very useful for the gas phase analysis inside the furnace and allowed to verify that the mixture of the air and products of combustion can be improved by increasing the secondary air flow rate. With this increase it was possible to obtain a lower emission of carbon monoxide which in fact shows that this is a measure that can be taken into account in the boiler operation. In turn, recirculation of the combustion products has led to a decrease in the temperature inside the furnace, which could be beneficial for the reduction of the emissions of nitrogen oxides by the thermal route. The results of the numerical simulations will be available to analyze and optimize the combustion process of the boiler at the Thermal Power Plant of Mortágua, allowing the reduction of the carbon monoxide emission. Dissertação de Mestrado Integrado em Engenharia Mecânica

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    Authors: Eusebio, Ana;

    RESUMO: O projeto CONVERTE pretende identificar de uma forma objetiva e quantitativa as diferentes tipologias de biomassas endógenas que possam ser aplicadas no curto-médio prazo em soluções tecnológicas viáveis para a produção de eletricidade, calor, vetores energéticos e biocombustíveis avançados, que cumpram todos os critérios de sustentabilidade definidos pelas Diretivas Europeias, em particular na Diretiva (UE) 1513/2015 (ILUC). N/A

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    Authors: Eusebio, Ana;

    RESUMO: O projeto CONVERTE pretende identificar de uma forma objetiva e quantitativa as diferentes tipologias de biomassas endógenas que possam ser aplicadas no curto-médio prazo em soluções tecnológicas viáveis para a produção de eletricidade, calor, vetores energéticos e biocombustíveis avançados, que cumpram todos os critérios de sustentabilidade definidos pelas Diretivas Europeias, em particular na Diretiva (UE) 1513/2015 (ILUC). N/A

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    Authors: Martins, Pedro Barros Louro;

    Mestrado em Engenharia Alimentar - Instituto Superior de Agronomia Sugar (and ethanol) production represent is one of the most important agro industries worldwide. Sugarcane straw is, along with sugarcane bagasse, one of the main waste products of these industries. Mainly, the straw has been more relevant with the passing years due to the changes in the harvest policy, with the replacement of manual harvest, in which the straw was burned, by mechanical harvest. It is therefore necessary to find processes that can contribute to the upgrade of this residue, which did not exist so far. In this work, we study and optimize one process for the upgrading of sugarcane straw, based on the use of autohydrolisis for biomass fractionation. This process was optimized, enabling a selective hydrolisis of hemicellulose, together with the production of xylo-oligosaccharides rich hydrolysate with high commercial potential to the food industry. In the optimal condition (210ºC (Log R0=3.85)), it was possible to obtain a xylo-oligosaccharide concentration of 11.12 g/L, corresponding to a 47.,49% yield, with low production of inhibitor compounds. Furthermore, it was possible to obtain solid residues with high cellulose and lignin content, whose enzymatic digestibility was increased, reaching a percentage of saccharification of 80%, relevant to their subsequent industrial use within biorefineries

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    Authors: Martins, Pedro Barros Louro;

    Mestrado em Engenharia Alimentar - Instituto Superior de Agronomia Sugar (and ethanol) production represent is one of the most important agro industries worldwide. Sugarcane straw is, along with sugarcane bagasse, one of the main waste products of these industries. Mainly, the straw has been more relevant with the passing years due to the changes in the harvest policy, with the replacement of manual harvest, in which the straw was burned, by mechanical harvest. It is therefore necessary to find processes that can contribute to the upgrade of this residue, which did not exist so far. In this work, we study and optimize one process for the upgrading of sugarcane straw, based on the use of autohydrolisis for biomass fractionation. This process was optimized, enabling a selective hydrolisis of hemicellulose, together with the production of xylo-oligosaccharides rich hydrolysate with high commercial potential to the food industry. In the optimal condition (210ºC (Log R0=3.85)), it was possible to obtain a xylo-oligosaccharide concentration of 11.12 g/L, corresponding to a 47.,49% yield, with low production of inhibitor compounds. Furthermore, it was possible to obtain solid residues with high cellulose and lignin content, whose enzymatic digestibility was increased, reaching a percentage of saccharification of 80%, relevant to their subsequent industrial use within biorefineries

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    Authors: Nunes, Rui Pedro Marques;

    O conceito Internet of Things, que é a ligação entre objetos do dia-a-dia através de tecnologias inteligentes, tem ganho bastante atenção nos últimos anos. Esta tecnologia apresenta diversas vantagens, tanto a nível social como económico, e visa resolver problemas de uma forma automatizada com recursos a dispositivos inteligentes. Um dos problemas atuais dos países desenvolvidos é o seu consumo de energias de origem fóssil, havendo uma corrida entre os países para cada vez depender menos dessas energias. As nações mais organizadas têm como objetivo tanto reduzir o consumo de energia, como as emissões atmosféricas de gases de efeito de estufa, isto através de eficiência energética e energias renováveis. A União Europeia afirmou que um dos maiores consumos de energia são os edifícios, atingindo por vezes 40% do consumo total. Este valor é de grande parte representativo do domínio termal, ou seja, aquecedores, ventilação e sistemas de ar condicionado. O projeto em que esta dissertação se enquadra visa ajudar neste problema. O projeto tem como objetivo desenvolver um chuveiro inteligente de forma a reduzir tantos os consumos de água como os consumos de energia. Esta dissertação é relativa a uma parte deste projeto, tendo como objetivo criar uma plataforma IoT capaz de receber mensagens de um conjunto de sensores, guardar e tratar os dados lidos, e por fim criar uma API capaz de ter uma ligação com uma APP mobile, externa a este relatório, de forma a haver interação dos dados com o utilizador do produto. Será então apresentado uma revisão de literatura com o fundamento teórico essencial para o desenvolvimento do trabalho desenvolvido, bem como a sua implementação, através da demonstração e explicação da arquitetura da plataforma em detalhe e o código desenvolvido desde a criação da base de dados necessária para o armazenamento dos dados até à criação da API e as suas rotas.

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    Authors: Nunes, Rui Pedro Marques;

    O conceito Internet of Things, que é a ligação entre objetos do dia-a-dia através de tecnologias inteligentes, tem ganho bastante atenção nos últimos anos. Esta tecnologia apresenta diversas vantagens, tanto a nível social como económico, e visa resolver problemas de uma forma automatizada com recursos a dispositivos inteligentes. Um dos problemas atuais dos países desenvolvidos é o seu consumo de energias de origem fóssil, havendo uma corrida entre os países para cada vez depender menos dessas energias. As nações mais organizadas têm como objetivo tanto reduzir o consumo de energia, como as emissões atmosféricas de gases de efeito de estufa, isto através de eficiência energética e energias renováveis. A União Europeia afirmou que um dos maiores consumos de energia são os edifícios, atingindo por vezes 40% do consumo total. Este valor é de grande parte representativo do domínio termal, ou seja, aquecedores, ventilação e sistemas de ar condicionado. O projeto em que esta dissertação se enquadra visa ajudar neste problema. O projeto tem como objetivo desenvolver um chuveiro inteligente de forma a reduzir tantos os consumos de água como os consumos de energia. Esta dissertação é relativa a uma parte deste projeto, tendo como objetivo criar uma plataforma IoT capaz de receber mensagens de um conjunto de sensores, guardar e tratar os dados lidos, e por fim criar uma API capaz de ter uma ligação com uma APP mobile, externa a este relatório, de forma a haver interação dos dados com o utilizador do produto. Será então apresentado uma revisão de literatura com o fundamento teórico essencial para o desenvolvimento do trabalho desenvolvido, bem como a sua implementação, através da demonstração e explicação da arquitetura da plataforma em detalhe e o código desenvolvido desde a criação da base de dados necessária para o armazenamento dos dados até à criação da API e as suas rotas.

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    Authors: Pinto , Renata Sofia Soares de Almeida Sousa;

    A dependência dos combustíveis fósseis tem sido uma constante ao longo dos anos, o que levou à procura de outras alternativas para a obtenção de grandes quantidades de energia que possibilitem satisfazer as necessidades do quotidiano do ser humano. A utilização de alternativas mais sustentáveis, ecológicas e que consigam substituir em termos energéticos o que os combustíveis fósseis oferecem em grandes quantias tem sido um desafio até aos dias de hoje. Assim sendo, apareceu a biomassa como alternativa para reduzir a dependência do petróleo, carvão e do gás natural, em sistemas de aquecimento como é o caso das caldeiras. O objetivo principal da presente tese, que decorreu na empresa Silvino Lindo Ibérica – S.A, passa pela seleção de dois ventiladores de tiragem forçada, para ar primário e ar secundário, a alimentar a uma caldeira de tubos de fumos com potência igual a 4,0 MW e rendimento de 80% alimentada a biomassa e pela comparação entre os ventiladores selecionados e os ventiladores que a empresa efetivamente colocou na caldeira. Numa primeira fase é feita a caraterização da biomassa (serrim de madeira) bem como o caudal de combustível para alimentar a caldeira. Para determinar a quantidade de combustível foi necessário a determinação do seu poder calorífico inferior. A caraterização foi realizada com base na análise última e próxima e com estes resultados calculou-se por dois métodos a quantidade de ar que os ventiladores devem fornecer para a reação de combustão. Pelo método 1 calcula-se o caudal de ar estequiométrico usando a informação da análise elementar do serrim e pelo método 2, utilizado pela empresa, usa-se uma expressão empírica desenvolvida para madeira com uma composição típica. Para caldeiras alimentadas a biomassa como a lenha são utilizados fatores de excesso de ar entre 1,8 a 2. Estes valores foram considerados no decorrer de todo o trabalho. Após a determinação do caudal de ar primário e secundário, são ainda determinadas, as perdas de carga totais que o ar sofre desde a saída dos ventiladores até à entrada da fornalha. A obtenção destes dois parâmetros, caudal de ar e perda de carga, permite selecionar o melhor ventilador. Os caudais de ar primário e secundário obtidos são, respetivamente, 6795 m3/h e 3883 m3/h e os valores para as perdas de carga totais no percurso de ar primário e secundário correspondem aos valores de 504 e 190 mm c.a. Usando as curvas características dos ventiladores de ar primário e secundário que a empresa SML instalou na caldeira, obtiveram-se os valores de eficiência, de velocidade de rotação e de potência de 86 %, 2935 rpm e 7,5 KW, para o ventilador de ar primário, e de 82%, 2000 rpm e 2,2 KW para o ventilador de ar secundário. Os ventiladores selecionados pela empresa SML foram da Marca MZ, o modelo GR 560/2 para o ventilador primário e o modelo GR 500/2 para o ventilador secundário. O ventilador de ar primário (GR 560/2) é adequado aos requisitos determinados neste trabalho mas o ventilador de ar secundário (GR 500/2) não é o mais adequado pois funcionaria a um valor de rotação próximo do valor mínimo.

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    Authors: Pinto , Renata Sofia Soares de Almeida Sousa;

    A dependência dos combustíveis fósseis tem sido uma constante ao longo dos anos, o que levou à procura de outras alternativas para a obtenção de grandes quantidades de energia que possibilitem satisfazer as necessidades do quotidiano do ser humano. A utilização de alternativas mais sustentáveis, ecológicas e que consigam substituir em termos energéticos o que os combustíveis fósseis oferecem em grandes quantias tem sido um desafio até aos dias de hoje. Assim sendo, apareceu a biomassa como alternativa para reduzir a dependência do petróleo, carvão e do gás natural, em sistemas de aquecimento como é o caso das caldeiras. O objetivo principal da presente tese, que decorreu na empresa Silvino Lindo Ibérica – S.A, passa pela seleção de dois ventiladores de tiragem forçada, para ar primário e ar secundário, a alimentar a uma caldeira de tubos de fumos com potência igual a 4,0 MW e rendimento de 80% alimentada a biomassa e pela comparação entre os ventiladores selecionados e os ventiladores que a empresa efetivamente colocou na caldeira. Numa primeira fase é feita a caraterização da biomassa (serrim de madeira) bem como o caudal de combustível para alimentar a caldeira. Para determinar a quantidade de combustível foi necessário a determinação do seu poder calorífico inferior. A caraterização foi realizada com base na análise última e próxima e com estes resultados calculou-se por dois métodos a quantidade de ar que os ventiladores devem fornecer para a reação de combustão. Pelo método 1 calcula-se o caudal de ar estequiométrico usando a informação da análise elementar do serrim e pelo método 2, utilizado pela empresa, usa-se uma expressão empírica desenvolvida para madeira com uma composição típica. Para caldeiras alimentadas a biomassa como a lenha são utilizados fatores de excesso de ar entre 1,8 a 2. Estes valores foram considerados no decorrer de todo o trabalho. Após a determinação do caudal de ar primário e secundário, são ainda determinadas, as perdas de carga totais que o ar sofre desde a saída dos ventiladores até à entrada da fornalha. A obtenção destes dois parâmetros, caudal de ar e perda de carga, permite selecionar o melhor ventilador. Os caudais de ar primário e secundário obtidos são, respetivamente, 6795 m3/h e 3883 m3/h e os valores para as perdas de carga totais no percurso de ar primário e secundário correspondem aos valores de 504 e 190 mm c.a. Usando as curvas características dos ventiladores de ar primário e secundário que a empresa SML instalou na caldeira, obtiveram-se os valores de eficiência, de velocidade de rotação e de potência de 86 %, 2935 rpm e 7,5 KW, para o ventilador de ar primário, e de 82%, 2000 rpm e 2,2 KW para o ventilador de ar secundário. Os ventiladores selecionados pela empresa SML foram da Marca MZ, o modelo GR 560/2 para o ventilador primário e o modelo GR 500/2 para o ventilador secundário. O ventilador de ar primário (GR 560/2) é adequado aos requisitos determinados neste trabalho mas o ventilador de ar secundário (GR 500/2) não é o mais adequado pois funcionaria a um valor de rotação próximo do valor mínimo.

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    Authors: Barreto, Rúben Diogo Macedo;

    Desde o Acordo de Paris, diversas estratégias e metas climáticas ambiciosas foram estabelecidas a nível mundial e europeu, de forma a cumprir o objetivo de longo prazo da neutralidade carbónica. Tal, provocou uma pressão a nível global para que se fossem tomadas medidas que contribuíssem para a descarbonização em todos os setores. No entanto, verifica-se que as emissões de CO2 continuam a aumentar, sendo o setor de energia um dos principais responsáveis. Atualmente, no setor de energia, verifica-se a emergência das comunidades de energia e do uso de dispositivos de internet das coisas, visto que estes possibilitam novas oportunidades para integrar, monitorizar, controlar e otimizar o consumo de energia, possibilitando uma melhor eficiência e a sustentabilidade dos sistemas de energia. Contudo, o problema da ausência de confiança digital em sistemas de energia, nomeadamente no que toca à partilha de dados e informação, pode comprometer a sinergia entre o consumidor e os sistemas de gestão de energia. Esta dissertação tem como objetivo conceber, implementar, testar e validar um modelo de demand response que permita gerir eficazmente a participação dos membros de uma comunidade de energia, tendo em consideração a privacidade e a segurança dos dados dos utilizadores finais. Para tal, é considerado o uso de dispositivos de internet das coisas, tendo em conta a segurança e a privacidade dos respetivos dados dos consumidores finais. De uma forma geral, o modelo proposto é capaz de (i) identificar os períodos temporais em que seja benéfica a utilização de demand response para nivelar o consumo e a geração na comunidade de energia, com o auxílio de algoritmos de previsão, (ii) avaliar e classificar os candidatos, através de quatro métricas baseadas em algoritmos não supervisionados, para determinar quais serão selecionados a participar no evento, (iii) monitorizar, em tempo real, o respetivo evento e (iv) avaliar o impacto económico e ambiental que o evento causou na comunidade de energia. De modo a respeitar a privacidade e a equidade dos utilizadores finais, consideram-se três tipos de participação com diferentes níveis de privacidade e um mecanismo de equidade que é implementado durante a classificação dos candidatos. De modo a testar e validar a aplicabilidade e a eficiência do modelo proposto, foram considerados cinco casos de estudo que permitem analisar o desempenho do modelo consoante as métricas aplicadas, os tipos de participação disponíveis, a falta de compromisso dos candidatos para o evento e o mecanismo de equidade. Os resultados obtidos demonstraram a capacidade do modelo proposto ser implementado em diferentes contextos, tendo a capacidade de melhorar a sustentabilidade da comunidade de energia.

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    Authors: Barreto, Rúben Diogo Macedo;

    Desde o Acordo de Paris, diversas estratégias e metas climáticas ambiciosas foram estabelecidas a nível mundial e europeu, de forma a cumprir o objetivo de longo prazo da neutralidade carbónica. Tal, provocou uma pressão a nível global para que se fossem tomadas medidas que contribuíssem para a descarbonização em todos os setores. No entanto, verifica-se que as emissões de CO2 continuam a aumentar, sendo o setor de energia um dos principais responsáveis. Atualmente, no setor de energia, verifica-se a emergência das comunidades de energia e do uso de dispositivos de internet das coisas, visto que estes possibilitam novas oportunidades para integrar, monitorizar, controlar e otimizar o consumo de energia, possibilitando uma melhor eficiência e a sustentabilidade dos sistemas de energia. Contudo, o problema da ausência de confiança digital em sistemas de energia, nomeadamente no que toca à partilha de dados e informação, pode comprometer a sinergia entre o consumidor e os sistemas de gestão de energia. Esta dissertação tem como objetivo conceber, implementar, testar e validar um modelo de demand response que permita gerir eficazmente a participação dos membros de uma comunidade de energia, tendo em consideração a privacidade e a segurança dos dados dos utilizadores finais. Para tal, é considerado o uso de dispositivos de internet das coisas, tendo em conta a segurança e a privacidade dos respetivos dados dos consumidores finais. De uma forma geral, o modelo proposto é capaz de (i) identificar os períodos temporais em que seja benéfica a utilização de demand response para nivelar o consumo e a geração na comunidade de energia, com o auxílio de algoritmos de previsão, (ii) avaliar e classificar os candidatos, através de quatro métricas baseadas em algoritmos não supervisionados, para determinar quais serão selecionados a participar no evento, (iii) monitorizar, em tempo real, o respetivo evento e (iv) avaliar o impacto económico e ambiental que o evento causou na comunidade de energia. De modo a respeitar a privacidade e a equidade dos utilizadores finais, consideram-se três tipos de participação com diferentes níveis de privacidade e um mecanismo de equidade que é implementado durante a classificação dos candidatos. De modo a testar e validar a aplicabilidade e a eficiência do modelo proposto, foram considerados cinco casos de estudo que permitem analisar o desempenho do modelo consoante as métricas aplicadas, os tipos de participação disponíveis, a falta de compromisso dos candidatos para o evento e o mecanismo de equidade. Os resultados obtidos demonstraram a capacidade do modelo proposto ser implementado em diferentes contextos, tendo a capacidade de melhorar a sustentabilidade da comunidade de energia.

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    Authors: Gírio, Francisco;

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    Repositório do LNEG
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    Authors: Gírio, Francisco;

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    Authors: Sampaio, Beatriz Borges;

    As alterações climáticas têm ganho visibilidade no panorama internacional e têm sido a base da motivação para a transição energética, no qual a energia por biomassa se manifesta como uma alternativa. É nesta esfera que se pretendeu explorar esta temática com os educandos e selecionou-se a aprendizagem cooperativa enquanto estratégia para atingir esse fim, sendo este um método de ensino que coloca os educandos no centro da sua própria aprendizagem e, por isso, proporciona desafios à sua aplicação. Tendo sido a primeira experiência enquanto docente, a estratégia adotada foi desafiadora pela imprevisibilidade dos educandos na resposta à mesma. A observação direta em sala de aula foi o principal meio de compreensão na maneira como os educandos encararam esta estratégia, tendo-se constatado que estes consideraram a experiência positiva, comprovando-se esta conjuntura no questionário concretizado no final da atividade com o propósito de obter o feedback da turma. De acordo com a bibliografia analisada, este método de ensino abrange vários benefícios, sobretudo pelo facto de potenciar o interesse dos educandos ou até despertar esse interesse nos que estão mais desmotivados. Constata-se que a motivação é um fator-chave para o processo de ensino-aprendizagem e, consequentemente, para a aquisição de conhecimentos, verificando-se que o trabalho cooperativo provoca efeitos nesse sentido. Para além dos benefícios associados ao processo de ensino-aprendizagem e aquisição de conhecimentos, confirma-se que também tem efeitos positivos nas relações interpessoais, pois, permite a aproximação não só entre os educandos como, também, dos educandos com o docente. Esta aproximação permite que exista inclusão e a desconstrução de barreiras tanto físicas como emocionais. A aquisição de conhecimentos em torno da temática dos recursos energéticos renováveis e a sensibilização em torno da sustentabilidade territorial e alterações climáticas saiu beneficiada pela adoção da estratégia do trabalho cooperativo e os educandos mostraram-se atraídos em repetir este método no futuro, demonstrando que os contras associados a esta estratégia são pouco relevantes quando comparados com os benefícios. Os resultados obtidos evidenciaram que a implementação desta estratégia fomentou o desenvolvimento de competências que estão incorporadas no Perfil do Aluno à Saída da Escolaridade Obrigatória. Climate change has gained visibility on the international scene and has been the basis of the motivation for the energy transition, in which energy from biomass appears as an alternative. It is in this sphere that it was intended to explore this theme with the students and cooperative learning was selected as a strategy to achieve this end, which is a teaching method that places students at the center of their own learning and, therefore, provides challenges to the your application. Having been the first experience as a teacher, the strategy adopted was challenging due to the unpredictability of the students in the response to it. Direct observation in the classroom was the main means of understanding the way in which the students faced this strategy, and it was found that they considered the experience to be a positive one, proving this situation in the questionnaire completed at the end of the activity in order to obtain the class feedback. According to the bibliography analyzed, this teaching method has several benefits, mainly due to the fact that it enhances the interest of students or even awakens that interest in those who are more unmotivated. It appears that motivation is a key factor for the teaching-learning process and, consequently, for the acquisition of knowledge, verifying that cooperative work causes effects in this sense. In addition to the benefits associated with the teaching-learning process and acquisition of knowledge, it is confirmed that it also has positive effects on interpersonal relationships, as it allows the approximation not only between the students, but also between the students and the teacher. This approach allows for inclusion and the deconstruction of both physical and emotional barriers. The acquisition of knowledge around the theme of renewable energy resources and the awareness of territorial sustainability and climate change benefited from the adoption of the cooperative work strategy and the students were attracted to repeat this method in the future, demonstrating that the cons associated with this strategy are of little relevance when compared to the benefits. The results obtained showed that the implementation of this strategy fostered the development of skills that are incorporated in the Student Profile on Leaving Compulsory Schooling. Relatório de Estágio do Mestrado em Ensino de Geografia no 3º ciclo do Ensino Básico e no Ensino Secundário apresentado à Faculdade de Letras

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    Estudo Geral
    Master thesis . 2022
    Data sources: Estudo Geral
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    Master thesis . 2022
    Data sources: Estudo Geral
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      Estudo Geral
      Master thesis . 2022
      Data sources: Estudo Geral
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    Authors: Sampaio, Beatriz Borges;

    As alterações climáticas têm ganho visibilidade no panorama internacional e têm sido a base da motivação para a transição energética, no qual a energia por biomassa se manifesta como uma alternativa. É nesta esfera que se pretendeu explorar esta temática com os educandos e selecionou-se a aprendizagem cooperativa enquanto estratégia para atingir esse fim, sendo este um método de ensino que coloca os educandos no centro da sua própria aprendizagem e, por isso, proporciona desafios à sua aplicação. Tendo sido a primeira experiência enquanto docente, a estratégia adotada foi desafiadora pela imprevisibilidade dos educandos na resposta à mesma. A observação direta em sala de aula foi o principal meio de compreensão na maneira como os educandos encararam esta estratégia, tendo-se constatado que estes consideraram a experiência positiva, comprovando-se esta conjuntura no questionário concretizado no final da atividade com o propósito de obter o feedback da turma. De acordo com a bibliografia analisada, este método de ensino abrange vários benefícios, sobretudo pelo facto de potenciar o interesse dos educandos ou até despertar esse interesse nos que estão mais desmotivados. Constata-se que a motivação é um fator-chave para o processo de ensino-aprendizagem e, consequentemente, para a aquisição de conhecimentos, verificando-se que o trabalho cooperativo provoca efeitos nesse sentido. Para além dos benefícios associados ao processo de ensino-aprendizagem e aquisição de conhecimentos, confirma-se que também tem efeitos positivos nas relações interpessoais, pois, permite a aproximação não só entre os educandos como, também, dos educandos com o docente. Esta aproximação permite que exista inclusão e a desconstrução de barreiras tanto físicas como emocionais. A aquisição de conhecimentos em torno da temática dos recursos energéticos renováveis e a sensibilização em torno da sustentabilidade territorial e alterações climáticas saiu beneficiada pela adoção da estratégia do trabalho cooperativo e os educandos mostraram-se atraídos em repetir este método no futuro, demonstrando que os contras associados a esta estratégia são pouco relevantes quando comparados com os benefícios. Os resultados obtidos evidenciaram que a implementação desta estratégia fomentou o desenvolvimento de competências que estão incorporadas no Perfil do Aluno à Saída da Escolaridade Obrigatória. Climate change has gained visibility on the international scene and has been the basis of the motivation for the energy transition, in which energy from biomass appears as an alternative. It is in this sphere that it was intended to explore this theme with the students and cooperative learning was selected as a strategy to achieve this end, which is a teaching method that places students at the center of their own learning and, therefore, provides challenges to the your application. Having been the first experience as a teacher, the strategy adopted was challenging due to the unpredictability of the students in the response to it. Direct observation in the classroom was the main means of understanding the way in which the students faced this strategy, and it was found that they considered the experience to be a positive one, proving this situation in the questionnaire completed at the end of the activity in order to obtain the class feedback. According to the bibliography analyzed, this teaching method has several benefits, mainly due to the fact that it enhances the interest of students or even awakens that interest in those who are more unmotivated. It appears that motivation is a key factor for the teaching-learning process and, consequently, for the acquisition of knowledge, verifying that cooperative work causes effects in this sense. In addition to the benefits associated with the teaching-learning process and acquisition of knowledge, it is confirmed that it also has positive effects on interpersonal relationships, as it allows the approximation not only between the students, but also between the students and the teacher. This approach allows for inclusion and the deconstruction of both physical and emotional barriers. The acquisition of knowledge around the theme of renewable energy resources and the awareness of territorial sustainability and climate change benefited from the adoption of the cooperative work strategy and the students were attracted to repeat this method in the future, demonstrating that the cons associated with this strategy are of little relevance when compared to the benefits. The results obtained showed that the implementation of this strategy fostered the development of skills that are incorporated in the Student Profile on Leaving Compulsory Schooling. Relatório de Estágio do Mestrado em Ensino de Geografia no 3º ciclo do Ensino Básico e no Ensino Secundário apresentado à Faculdade de Letras

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    Master thesis . 2022
    Data sources: Estudo Geral
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    Master thesis . 2022
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    Authors: André, Rui Manuel Neto;

    Portugal e a maioria dos países da União Europeia são altamente dependentes da importação de fontes de energia que permitam manter os níveis de conforto e de qualidade de vida a que a sua população se habituou. Em virtude do tempo de vida limitado das reservas de petróleo, principal combustível fóssil utilizado, e face aos problemas políticos, sociais e económicos dos principais países produtores deste combustível, é urgente diversificar os processos de produção de energia, bem como encontrar fontes energéticas alternativas. Uma delas poderá ser a co-gasificação aplicada ao processamento de carvão misturado com resíduos com potencial energético, sendo este um dos aspectos inovadores deste trabalho, de forma a valorizar esses resíduos e simultaneamente reduzir a carga poluente a eles associada. Este trabalho teve como principal objectivo estudar o efeito das condições experimentais, de modo a seleccionar as variáveis que permitissem maximizar o rendimento e a qualidade do gás produzido por co-gasificação em leito fluidizado usando misturas de ar e vapor. Os resultados obtidos mostraram que a composição das misturas a co-gasificar, assim como o tipo e características dos resíduos a utilizar afectavam bastante a composição e o rendimento do gás obtido. No presente trabalho foi estudada a co-gasificação de um carvão, proveniente das minas de Puertollano, em Espanha, misturado com diferentes teores de resíduos, tendo sido utilizados resíduos de polietileno e de biomassa. Foi utilizada biomassa florestal, pinho, e bagaço de azeitona, proveniente da indústria de produção de azeite. De um modo geral, o aumento da quantidade de resíduos a co-gasificar aumentava o teor em hidrocarbonetos no gás e consequentemente o seu poder calorifico, o que seria vantajoso se esse gás se destinasse a ser utilizado como combustível, próximo da unidade de produção. Caso contrário e devido ao teor elevado em alcatrões, que poderia causar problemas mesmo no transporte do gás, seria preferível reduzir o teor em hidrocarbonetos, especialmente se o gás se destinasse à produção de energia, a partir da utilização em motores, turbinas ou pilhas de combustível, que exigem um controlo apertado de determinados constituintes, tais como: partículas, alcatrões, ou compostos de enxofre. A redução do teor em alcatrões mostrou-se particularmente necessária quando foram utilizados resíduos de polietileno. O trabalho desenvolvido mostrou que a partir da selecção de condições operatórias adequadas era possível atingir este objectivo, nomeadamente através da utilização de temperaturas de ensaio mais elevadas e de maiores caudais de ar. O aumento da temperatura permitiu reduzir consideravelmente os teores de hidrocarbonetos gasosos, de alcatrões e de carbonizado, aumentando o rendimento do gás e a produção de hidrogénio. As evoluções das concentrações de hidrogénio e de hidrocarbonetos foram opostas, pois um aumento da temperatura de 765 para 885ºC, durante a co-gasificação de carvão misturado com 20 % (m/m) de PE, permitiu aumentar a concentração de hidrogénio em 56% e diminuir a de hidrocarbonetos gasosos de 47%. Os resultados obtidos mostraram que em termos técnicos a temperatura a seleccionar deveria ser relativamente elevada, entre 850 e 900ºC. O aumento do caudal de ar e consequentemente da razão de equivalência também permitiu diminuir apreciavelmente os teores de alcatrões e de carbonizado, conduzindo a um gás com menores concentrações de hidrocarbonetos e de hidrogénio e com maiores teores de CO e sobretudo de CO2, devido à oxidação parcial do gás formado, apresentando este consequentemente, um menor poder calorífico. Com tal, os resultados obtidos mostraram que embora a razão de equivalência dependesse da composição da mistura a co-gasificar e da aplicação do gás produzido, não deveriam ser seleccionados valores superiores a 0,20 para este parâmetro, uma vez que tal correspondia a inverter as concentrações relativas de H2 e de CO2, tornando-se o gás mais rico neste último componente. Reduções adicionais dos teores de alcatrões e de carbonizado e consequentemente o aumento do rendimento do gás foram conseguidos com a introdução de catalisadores no meio reaccional sendo estre também outro aspecto inivado do trabalho desenvolvido. Dos vários catalisadores testados deve salientar-se a dolomite, pela sua acção moderada e o seu baixo custo e também um catalisador de óxido de níquel suportado em alumina (Ni-Al) que revelou ser o mais eficaz, embora apresentasse um custo mais elevado. A presença de 25% (m/m) de dolomite no leito durante a co-gasificação de carvão Puertollano misturado com 20 % (m/m) de PE e 20 % (m/m) de pinho a 845ºC, permitiu aumentar o rendimento do gás em 35% e reduzir em 55 % e em 47%, respectivamente os teores em alcatrões e em carbonizado. A utilização de óxido de níquel durante a co-gasificação da mesma mistura de carvão e resíduos, permitiu aumentar o rendimento do gás em 75% e diminuir em 79 % e 66% respectivamente os teores em alcatrões e em carbonizado. Os resultados obtidos demonstraram que seria interessante combinar a acção destes dois catalisadores, utilizando a dolomite dentro do reactor de gasificação, podendo o catalisador de óxido de níquel ser utilizado num segundo reactor sempre que o aperfeiçoamento das características do gás produzido assim o exigisse. O trabalho desenvolvido de co-gasificação de carvão misturado com resíduos demonstrou a viabilidade técnica deste tipo de tecnologia para o processamento de resíduos com aproveitamento do seu teor energético, quer à escala laboratorial, quer à escala piloto. O estudo do efeito das condições experimentais conduziu em ambos os casos ao mesmo tipo de tendências e a composições gasosas muito semelhantes, embora as razões de caudais entre o reactor piloto e laboratorial tivessem aumentado 16,7 vezes. Estes resultados promissores encorajam a continuação do estudo do efeito do aumento da escala e a demonstração desta tecnologia a uma escala semi-industrial. Outro dos aspectos inovadores do trabalho realizado foi o desenvolvimento de um processo de modelação com o programa CHEMKIN, modificando um modelo cinético (GRI-mech) desenvolvido para simulação de oxidação. para o adaptar à descrição dos fenómenos e das reacções químicas que ocorrem durante a co-gasificação, permitiu melhorar o conhecimento sobre o tipo de sistemas estudado. O modelo desenvolvido permitiu conhecer quais as reacções químicas que apresentam uma velocidade mais elevada e os correspondentes parâmetros cinéticos, sendo portanto possível prever a composição final do gás produzido a partir da constituição da mistura de carvão e diferentes resíduos a co-gasificar, desde que estes apresentem composições químicas não muito diversas das utilizadas no presente estudo. Portugal, like most European Union countries is highly dependent on energy import to assure its population requirements for achieving high comfort levels and high living standards. The known viable resources of oil that is the most used fossil fuel, petroleum, have a limited lifetime, and the social, political and economical problems of the main oil producing countries put at risk petroleum supplies at acceptable prices. Therefore, it is urgent to find more efficient processes to obtain energy and also alternative energy sources. The application of co-gasification technology to process coal blended with wastes with energetic content is one to the innovative aspects of the work done, which showed that this is a very promising technology both for its energy output and for the reduction of the environmental impact currently associated with these residues. This work main objective was to study the effect of experimental conditions, in order to select the variables that could maximize syngas yield and quality, produced through fluidized bed gasification in presence of steam and air. The results have shown that both the fuel composition and the residues characteristics had a high impact on gas yield and composition. A low volatile coal from Puertollano mines, in Spain, was co-gasified with different amounts of residues like biomass and polyethylene. Biomass tested was forestry pine and bagasse residues from the olive oil industry. Increasing the residue amount in the initial fuel mixtures led to a syngas with higher hydrocarbon contents and also with a higher calorific value, especially useful if the gas is to be burnt as a gaseous fuel near the main energy installation. However, the gas high tar contents may have a negative impact on its transportation and is also unsuitable if the gas is to be used on different energy production units like engines, turbines or fuel cells. These units are very exigent regarding tar and hydrocarbon contents and also other gas contaminants like particles or sulphur oxides. Tars release was particularly high when polyethylene was present in the initial fuel mixture. The use of higher temperatures and higher air flow rates was shown to have a major impact on tar reduction. Higher temperatures decreased gaseous hydrocarbons contents, tar and char formation, with higher gas yields and hydrogen selectivity. The rise of temperature favoured hydrogen release, probably at the expenses of tars and hydrocarbons decomposition mainly through cracking and reforming reactions. The increase of temperature from 765 to 885ºC during co-gasification of coal blended with 20 % (w/w) of PE, led to a decrease in gaseous hydrocarbons concentration, of about 47%, whilst hydrogen content increase around 56%. The results obtained have shown that a high temperature, around 850 to 900ºC should be selected. The rise of air flow rate and consequently of equivalent ratio, also allowed decreasing tars, char, gaseous hydrocarbons and hydrogen contents, whilst CO and CO2 concentrations increased, due to partial oxidation reactions. Therefore, the syngas produced presented lower energy contents. The results obtained have shown that the selection of the right air flow rate depended on the waste type and amount to be co-gasified and also on the syngas end-use, however, equivalent ratios higher than 0.20 should be avoided as they led to an inversion in relative concentrations of H2 and CO2, being the gas poorer in the former component. Further reductions in tars and char and consequently increases in gas yields were achieved with the addition of catalysts to the reactional medium which was one of the innovative aspects of this work. Of the several catalysts studied, dolomite and Ni-Al catalyst (nickel oxide supported in alumina) should be focused. The former one due to its low cost and moderate action and the latter because, despite being more expensive, it was the most active. The addition of 25% (w/w) of dolomite to the gasification bed during co-gasification of coal mixed with 20% (w/w) of PE and of 20% (w/w) of pine at 845ºC, allowed decreasing tars and char contents of about 55% and 47%, respectively, whilst increasing gas yield of around 35%. The presence of the same amount of Ni-Al increased gas yield of about 75%, whilst reduced tars and char contents of about 79% and 66%, respectively. These results have shown that it would be useful the combination of both catalysts, using dolomite inside the gasification reactor, while Ni-Al catalyst could be used in a second reactor to further treat the syngas produced in the first one, by this way the life cycle of the latter catalyst could be increased. Co-gasification studies of coal mixed with wastes showed that this technology was technical viable to process wastes with valuable energetic content, both at lab and pilot scales. The study of the experimental conditions effect led to the same tendencies and to similar gas compositions in both installations, even being pilot feeding ratios 16.7 higher than lab ones. These promising results encourage further increasing of scale and the demonstration of this technology at semi-industrial scale. CHEMKIN software and an existing kinetic model (GRI-mech) were used to simulate the chemical reactions and the phenomena that occur during cogasification of coal and wastes. However, as this model had been developed for combustions systems, it had to be modified and adapted for a better description of gasification phenomena, which was another of the innovative aspects of the research work. The modified model allowed the assessment of the reactions with higher rates, that is to say those that most contribute to syngas final composition, and the respective kinetic parameters. Through this model it is also possible to predict the composition of the syngas produced by cogasification of other coal and wastes mixtures, providing the wastes to be used present a chemical composition similar to the ones used in this study. Doutoramento em Ciências Aplicadas ao Ambiente

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    Doctoral thesis . 2007
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    Portugal e a maioria dos países da União Europeia são altamente dependentes da importação de fontes de energia que permitam manter os níveis de conforto e de qualidade de vida a que a sua população se habituou. Em virtude do tempo de vida limitado das reservas de petróleo, principal combustível fóssil utilizado, e face aos problemas políticos, sociais e económicos dos principais países produtores deste combustível, é urgente diversificar os processos de produção de energia, bem como encontrar fontes energéticas alternativas. Uma delas poderá ser a co-gasificação aplicada ao processamento de carvão misturado com resíduos com potencial energético, sendo este um dos aspectos inovadores deste trabalho, de forma a valorizar esses resíduos e simultaneamente reduzir a carga poluente a eles associada. Este trabalho teve como principal objectivo estudar o efeito das condições experimentais, de modo a seleccionar as variáveis que permitissem maximizar o rendimento e a qualidade do gás produzido por co-gasificação em leito fluidizado usando misturas de ar e vapor. Os resultados obtidos mostraram que a composição das misturas a co-gasificar, assim como o tipo e características dos resíduos a utilizar afectavam bastante a composição e o rendimento do gás obtido. No presente trabalho foi estudada a co-gasificação de um carvão, proveniente das minas de Puertollano, em Espanha, misturado com diferentes teores de resíduos, tendo sido utilizados resíduos de polietileno e de biomassa. Foi utilizada biomassa florestal, pinho, e bagaço de azeitona, proveniente da indústria de produção de azeite. De um modo geral, o aumento da quantidade de resíduos a co-gasificar aumentava o teor em hidrocarbonetos no gás e consequentemente o seu poder calorifico, o que seria vantajoso se esse gás se destinasse a ser utilizado como combustível, próximo da unidade de produção. Caso contrário e devido ao teor elevado em alcatrões, que poderia causar problemas mesmo no transporte do gás, seria preferível reduzir o teor em hidrocarbonetos, especialmente se o gás se destinasse à produção de energia, a partir da utilização em motores, turbinas ou pilhas de combustível, que exigem um controlo apertado de determinados constituintes, tais como: partículas, alcatrões, ou compostos de enxofre. A redução do teor em alcatrões mostrou-se particularmente necessária quando foram utilizados resíduos de polietileno. O trabalho desenvolvido mostrou que a partir da selecção de condições operatórias adequadas era possível atingir este objectivo, nomeadamente através da utilização de temperaturas de ensaio mais elevadas e de maiores caudais de ar. O aumento da temperatura permitiu reduzir consideravelmente os teores de hidrocarbonetos gasosos, de alcatrões e de carbonizado, aumentando o rendimento do gás e a produção de hidrogénio. As evoluções das concentrações de hidrogénio e de hidrocarbonetos foram opostas, pois um aumento da temperatura de 765 para 885ºC, durante a co-gasificação de carvão misturado com 20 % (m/m) de PE, permitiu aumentar a concentração de hidrogénio em 56% e diminuir a de hidrocarbonetos gasosos de 47%. Os resultados obtidos mostraram que em termos técnicos a temperatura a seleccionar deveria ser relativamente elevada, entre 850 e 900ºC. O aumento do caudal de ar e consequentemente da razão de equivalência também permitiu diminuir apreciavelmente os teores de alcatrões e de carbonizado, conduzindo a um gás com menores concentrações de hidrocarbonetos e de hidrogénio e com maiores teores de CO e sobretudo de CO2, devido à oxidação parcial do gás formado, apresentando este consequentemente, um menor poder calorífico. Com tal, os resultados obtidos mostraram que embora a razão de equivalência dependesse da composição da mistura a co-gasificar e da aplicação do gás produzido, não deveriam ser seleccionados valores superiores a 0,20 para este parâmetro, uma vez que tal correspondia a inverter as concentrações relativas de H2 e de CO2, tornando-se o gás mais rico neste último componente. Reduções adicionais dos teores de alcatrões e de carbonizado e consequentemente o aumento do rendimento do gás foram conseguidos com a introdução de catalisadores no meio reaccional sendo estre também outro aspecto inivado do trabalho desenvolvido. Dos vários catalisadores testados deve salientar-se a dolomite, pela sua acção moderada e o seu baixo custo e também um catalisador de óxido de níquel suportado em alumina (Ni-Al) que revelou ser o mais eficaz, embora apresentasse um custo mais elevado. A presença de 25% (m/m) de dolomite no leito durante a co-gasificação de carvão Puertollano misturado com 20 % (m/m) de PE e 20 % (m/m) de pinho a 845ºC, permitiu aumentar o rendimento do gás em 35% e reduzir em 55 % e em 47%, respectivamente os teores em alcatrões e em carbonizado. A utilização de óxido de níquel durante a co-gasificação da mesma mistura de carvão e resíduos, permitiu aumentar o rendimento do gás em 75% e diminuir em 79 % e 66% respectivamente os teores em alcatrões e em carbonizado. Os resultados obtidos demonstraram que seria interessante combinar a acção destes dois catalisadores, utilizando a dolomite dentro do reactor de gasificação, podendo o catalisador de óxido de níquel ser utilizado num segundo reactor sempre que o aperfeiçoamento das características do gás produzido assim o exigisse. O trabalho desenvolvido de co-gasificação de carvão misturado com resíduos demonstrou a viabilidade técnica deste tipo de tecnologia para o processamento de resíduos com aproveitamento do seu teor energético, quer à escala laboratorial, quer à escala piloto. O estudo do efeito das condições experimentais conduziu em ambos os casos ao mesmo tipo de tendências e a composições gasosas muito semelhantes, embora as razões de caudais entre o reactor piloto e laboratorial tivessem aumentado 16,7 vezes. Estes resultados promissores encorajam a continuação do estudo do efeito do aumento da escala e a demonstração desta tecnologia a uma escala semi-industrial. Outro dos aspectos inovadores do trabalho realizado foi o desenvolvimento de um processo de modelação com o programa CHEMKIN, modificando um modelo cinético (GRI-mech) desenvolvido para simulação de oxidação. para o adaptar à descrição dos fenómenos e das reacções químicas que ocorrem durante a co-gasificação, permitiu melhorar o conhecimento sobre o tipo de sistemas estudado. O modelo desenvolvido permitiu conhecer quais as reacções químicas que apresentam uma velocidade mais elevada e os correspondentes parâmetros cinéticos, sendo portanto possível prever a composição final do gás produzido a partir da constituição da mistura de carvão e diferentes resíduos a co-gasificar, desde que estes apresentem composições químicas não muito diversas das utilizadas no presente estudo. Portugal, like most European Union countries is highly dependent on energy import to assure its population requirements for achieving high comfort levels and high living standards. The known viable resources of oil that is the most used fossil fuel, petroleum, have a limited lifetime, and the social, political and economical problems of the main oil producing countries put at risk petroleum supplies at acceptable prices. Therefore, it is urgent to find more efficient processes to obtain energy and also alternative energy sources. 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Increasing the residue amount in the initial fuel mixtures led to a syngas with higher hydrocarbon contents and also with a higher calorific value, especially useful if the gas is to be burnt as a gaseous fuel near the main energy installation. However, the gas high tar contents may have a negative impact on its transportation and is also unsuitable if the gas is to be used on different energy production units like engines, turbines or fuel cells. These units are very exigent regarding tar and hydrocarbon contents and also other gas contaminants like particles or sulphur oxides. Tars release was particularly high when polyethylene was present in the initial fuel mixture. The use of higher temperatures and higher air flow rates was shown to have a major impact on tar reduction. Higher temperatures decreased gaseous hydrocarbons contents, tar and char formation, with higher gas yields and hydrogen selectivity. The rise of temperature favoured hydrogen release, probably at the expenses of tars and hydrocarbons decomposition mainly through cracking and reforming reactions. The increase of temperature from 765 to 885ºC during co-gasification of coal blended with 20 % (w/w) of PE, led to a decrease in gaseous hydrocarbons concentration, of about 47%, whilst hydrogen content increase around 56%. The results obtained have shown that a high temperature, around 850 to 900ºC should be selected. The rise of air flow rate and consequently of equivalent ratio, also allowed decreasing tars, char, gaseous hydrocarbons and hydrogen contents, whilst CO and CO2 concentrations increased, due to partial oxidation reactions. Therefore, the syngas produced presented lower energy contents. The results obtained have shown that the selection of the right air flow rate depended on the waste type and amount to be co-gasified and also on the syngas end-use, however, equivalent ratios higher than 0.20 should be avoided as they led to an inversion in relative concentrations of H2 and CO2, being the gas poorer in the former component. Further reductions in tars and char and consequently increases in gas yields were achieved with the addition of catalysts to the reactional medium which was one of the innovative aspects of this work. Of the several catalysts studied, dolomite and Ni-Al catalyst (nickel oxide supported in alumina) should be focused. The former one due to its low cost and moderate action and the latter because, despite being more expensive, it was the most active. 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