Jose Roberto Simoes Moreira.

Os combustíveis solares como o hidrogênio, são gases combustíveis com características energéticas capaz de substituir os combustíveis fósseis, propiciando um meio ambiente limpo de emissões em tendência ao movimento de descarbonização da economia. A obtenção de hidrogênio e outros combustíveis limpos se dá a partir de fontes de biogás, processos catalíticos, hidrólise e eletrólise. As fontes mais usadas em nível mundial são as que utilizam tecnologia convencional, embora exista em uma menor escala, fontes de produção com base nas energias renováveis, como por exemplo, os ciclos termoquímicos metalúrgicos usando energia solar. O presente projeto de pesquisa tem como objetivo o estudo e desenvolvimento de um ciclo termoquímico de duas etapas, por meio de processos de oxidação-redução (redox) de diferentes metais, usando energia solar de concentração, para produção de hidrogênio. Para isso, prevê a implementação de uma mini planta de produção de hidrogênio em nível laboratorial, cuja energia térmica provém de um simulador solar de alto fluxo (HFSS), como o existente no laboratório SISEA, coordenado pelo proponente.

A presente pesquisa tem como objetivo principal construir um protótipo de reator de pirólise a plasma para produção de negro de fumo utilizando gás natural e/ou pneus reciclados como matéria-prima, além de fontes de energia limpa e renovável. Em relação aos processos convencionais de produção de negro-de-fumo, a pirólise do gás natural reduz substancialmente a emissão de poluentes, já a pirólise a plasma do gás natural dispensa o uso de catalisadores e pode evitar completamente a emissão de CO2, sendo, portanto, mais limpa do que a decomposição catalítica e a reforma a vapor. Além disso, o processo também produz gás hidrogênio. A pesquisa estará dividida em três faces de pesquisa que ocorrerão paralelamente. A atualização da revisão bibliográfica e o estado da arte, a seleção, projeto e construção dos componentes do reator a plasma e, finalmente, a realização de testes em bancada experimental para obtenção de dados. Caracterizações como porcentagem de carbono e área superficial, assim como a pureza do gás hidrogênio serão utilizadas como parâmetros de qualidade do reator.

O objetivo desse projeto é desenvolver o projeto para a instalação de sistema de geração elétrica distribuída por meio de painéis fotovoltaicos (FV) na unidade SESC da cidade de Bertioga - SP.

Desenvolvimento de infraestrutura para a condução de testes de sistemas de separação de misturas gasosas por meio do conceito de escoamento supersônico. Um laboratório com todas as salas de apoio da equipe e para as montagens experimentais, suporte e instalações será estabelecido , para testar misturas de concentrações distintas de diferentes gases dotado de instrumentação, controle e análise será construído. 
A infraestrutura desenvolvida servirá de suporte para pesquisas relacionadas à área de abatimento de CO2, de grande demanda de pesquisa atualmente, além de qualquer outro projeto que objetive estudar os processos de separação gasosa utilizando-se o conceito supersônico.

A irradiação solar se trata de fonte de energia renovável cuja utilização depende de sua conversão em calor e/ou eletricidade, e que na última década teve sua importância econômica e tecnológica gradativamente elevada. Na sua conversão, trocadores de calor são necessários, seja para aproveitar o calor gerado por um absorvedor/receptor ou no resfriamento de células fotovoltaicas. Estudo experimental do processo de absorção por filme descendente para a mistura amônia-água visando o desenvolvimento de um absorvedor. Ciclos de absorção, aplicados ao condicionamento de ar, combinados a geração de energia a partir da irradiação solar tornam-se extremamente atrativos considerando a utilização de calor remanescente de um processo de geração fotovoltaica de uma máquina térmica operando segundo os ciclos Stirling, Ericsson ou orgânico de Rankine.

Esse projeto faz parte dos projetos do RCGI (http://www.rcgi.poli.usp.br). Tem como objetivo desenvolver um reator termoquímico acionado por energia solar para a produção de gás de síntese a partir da reforma a vapor do gás natural.

Segundo o Atlas Brasileiro de Energia Solar, apesar das diferentes características climáticas observadas no Brasil, pode-se constatar que a média anual de irradiação solar global apresenta boa uniformidade e elevados índices por todo o país. Os valores desta grandeza em qualquer região do território brasileiro (4200-6700 Wh/m2.dia) são superiores aos da maioria dos países da União Europeia, como Alemanha (900-1250 Wh/m2.dia), França (900-1650 Wh/m2.dia) e Espanha (1200-1850 Wh/m2.dia), onde projetos para aproveitamento de energia solar, alguns contando com fortes incentivos governamentais, são amplamente disseminados. Grande parte dos avanços científicos e tecnológicos obtidos nos estudos sobre aproveitamento da energia solar deve-se à utilização de simuladores solares compactos nos experimentos de longa duração. Ao substituir o Sol por fontes artificiais, como lâmpadas capazes de emitir radiação próxima à solar, os simuladores eliminam a dependência de fatores naturais como condições climáticas, horário do dia, intermitência e movimento de direção da radiação solar. O projeto proposto teve como objetivo o domínio do processo de fabricação de um simulador solar concentrador formado por lâmpadas. Por meio de medições feitas com um espectrômetro,levantou-se o espectro da radiação térmica de um conjunto de lâmpadas. Uma vez dominada a técnica, um modelo de simulador foi construído para facilitar os estudos neste setor, o qual se encontra encontra operacional no SISEA.

Neste projeto vai se estudar formas de aquecido de fluidos térmicos para utilização em processos diversos que demandam energia térmica. Tipicamente, estes processos ou são aquecidos por resistências elétricas, ou pela queima direta do gás LP. Entretanto, em aplicações específicas, nas quais se buscam uma uniformidade de temperatura, faz-se necessário utilizar uma aquecimento indireto. Neste caso, um fluido térmico de trabalho é aquecido para posteriormente ser bombeado ao local de utilização final do energia térmica.

O presente subprojeto de pesquisa está inserido dentro do escopo do posto ECOEFICIENTE II em desenvolvimento pela equipe Ipiranga. Particularmente, o subprojeto em análise, de título ?AR CONDICIONADO/REFRIGERAÇÃO?, visa analisar os postos de combustíveis da rede Ipiranga no tocante ao sistema de ar condicionado de ambientes (loja de conveniência) e de refrigeração dos balcões. Em primeiro lugar, vai se analisar o sistema atual de ar condicionado, levantando seu consumo elétrico e distribuição do ar no recinto. Também vai se realizar um levantamento da carga térmica do ambiente. Tendo em consideração a diminuição da carga térmica vão se analisar técnicas de retirada do calor gerado nos condensadores dos equipamentos de refrigeração de dentro das lojas e outras possíveis fontes de calor internas. Os aspectos técnico-econômicos serão abordados neste projeto, tendo em perspectiva a viabilidade técnica de implantação dos resultados do estudo do presente projeto e o retorno do investimento. Contatos com potenciais fornecedores de equipamentos serão realizados, bem como a construção e testes de protótipos.

Este subprojeto prevê o desenvolvimento de um novo processo de aquecimento de equipamentos de extrusão de plástico utilizando queimadores infravermelhos à base de Gás LP para aumento da produção e redução dos custos operacionais do processo.
O desafio tecnológico do subprojeto está relacionado ao desenvolvimento de uma solução economicamente viável levando em conta o alto custo dos queimadores do tipo infravermelho. O estudo aprofundado dos pesquisadores com apoio de um laboratório de sistemas alternativos de energia é um fator crítico para o seu sucesso.

No Sisea - lab. de sistemas energéticos alternativos do departamento de engenharia mecânica da EPUSP está em curso o projeto de pesquisa de título Estudo Experimental de uma Coluna de Destilação por Filme Descendente para a Mistura Amônia/Água (proj. 2010/10858-4). Neste projeto de pesquisa se desenvolve o estudo experimental do fenômeno de destilação de solução de amônia/água com o objetivo de produzir vapor de amônia de elevada pureza, com índice superior a 99,9%, ideal para utilização em ciclos de refrigeração de absorção amônia/água. O interesse maior se concentra no uso da tecnologia de filmes descendentes com uso de microcanais para aquecimento da solução e liberação do vapor de amônia. Um circuito experimental faz parte deste projeto para de parâmetros relevantes do processo de transferência simultânea de calor de massa que vai ocorrer. Nesse circuito está previsto o emprego de componentes adicionais, tais como o evaporador, condensador, válvulas de expansão, bomba de solução, entre outros, no intuito de se obter um ciclo operacional, porém de escala e para controle em nível laboratorial para se levantar e variar parâmetros de desempenho e funcionamento, tais como vazão de mistura, temperatura, concentração e temperaturas de operação. 
Do lado do parceiro frances, o prof. Benoit possui um circuito experimental com as mesmas finalidades, porém para o estudo da mistura brometio de lítio e água com os mesmos objetivos de construçãode um ciclo de absorção de calor. Serão compartilhados os resultados de pesquisa de ambos os lados, bem como uso de técnicas experimentais comuns e troca de experiência.
O presente projeto de cooperação Brasil-França, tendo o prof. Benoit Stutz como coordenador pelo lado francês, é relevante dentro do contexto uso racional de energia, particularmente vai contribuir para o desenvolvimento de ciclos de absorção de calor de amônia/água, por um lado, e brometo de lítio/água por outro lado.

O hospital universitário do campus da USP em São Paulo, ou simplesmente HU, possui uma elevada demanda de energias elétrica e térmica de ar condicionado e água quente, sendo que o HU atende toda a região do entorno da cidade universitária e das regiões adjacentes. 
O HU está localizado num grande centro urbano, a cidade de São Paulo, que já possui regiões saturadas de consumidores de energia elétrica, cuja infraestrutura de distribuição já está próxima do seu limite na configuração atual. Nesse sentido, a implantação de centros distribuidores de energia elétrica eficientes é uma realidade que deve ser incentivada. 
O presente projeto de microgeração no HU vai ao encontro com esse conceito. Por meio do uso de microturbinas com aproveitamento da energia térmica dos produtos de combustão para produção de água gelada e água quente vai ao encontro com essa necessidade de forma eficiente e racional. A água gelada será produzida por meio de um ciclo de absorção de calor e a água quente, por meio de um ?boiler?comercial adaptado, ou construído para esse fim.
As microturbinas já são uma realidade concreta que possuem eficiência em torno de 23%, porém, abaixo das grandes máquinas geradoras. No entanto, com o aproveitamento da energia térmica dos produtos de combustão, o fator de utilização de energia global do sistema pode atingir valores superiores a 60%, ou mais, dependendo das tecnologias empregadas. 
O gás natural representa uma opção importante nesse contexto de geração distribuída, já que seus índices de emissão estão entre os menores dos combustíveis fósseis. A poluição na cidade de São Paulo pode ser agravada se outros combustíveis fósseis, como o diesel, fossem empregados. De forma que os órgãos ambientais estão atentos para a entrada de máquinas geradores de eletricidade que não atendam a quesitos mínimos de emissões, particularmente nos grandes aglomerados.

O presente projeto visa construir, testar e analisar um sistema de ar comprimido acionado por motor de combustão interna a gás natural. Se fará a modelagem do sistema e otimização do modelo a partir da seleção dos vários componentes do sistema, especificação e elaboração do projeto conceitual da unidade; Elaborar o projeto construtivo da unidade com base no projeto conceitual e especificações de operação; 	Realizar os testes necessários para avaliar a desempenho do sistema para as condições operacionais; Instalar a unidade e monitorar a operação da unidade, sendo que os dados de operação serão confrontados com as condições de projeto e testes; 	Levantar todos os custos de operação e manutenção do sistema; Elaborar um manual do produto, com descrição, requisitos de instalação, operação e manutenção, curvas de desempenho, custos de operação, além de uma análise de viabilidade na utilização do produto em relação a um similar elétrico, como é normalmente encontrado; Elaborar um relatório técnico indicando os méritos econômicos para aplicação nas indústrias, principalmente aquelas localizadas no estado de São Paulo;

Este projeto de pesquisa visa o estudo experimental do fenômeno de destilação de solução de amônia/água com o objetivo de produzir vapor de amônia de elevada pureza, com índice superior a 99,9%, ideal para utilização em ciclos de refrigeração de absorção amônia/água. O interesse maior se concentra no uso da tecnologia de filmes descendentes com uso de microcanais para aquecimento da solução e liberação do vapor de amônia. Para isso, pretende-se construir um circuito experimental devidamente instrumentado para obtenção de parâmetros relevantes do processo de transferência simultânea de calor de massa que vai ocorrer. Nesse circuito está previsto o emprego de componentes adicionais, tais como o evaporador, condensador, válvulas de expansão, bomba de solução, entre outros, no intuito de se obter um ciclo operacional, porém de escala e para controle em nível laboratorial para se levantar e variar parâmetros de desempenho e funcionamento, tais como vazão de mistura, temperatura, concentração e temperaturas de operação. Finalmente, o presente projeto é relevante dentro do contexto uso racional de energia, particularmente vai contribuir para o desenvolvimento de ciclos de absorção de calor de amônia/água para aplicação em sistemas de cogeração ou mesmo, trigeração. Há de se informar que o único fabricante de equipamentos dessa natureza emprega uma tecnologia antiga baseada em coluna com pratos, o que justifica o uso de novas tecnologias, como a de filmes descendentes.

O presente projeto visou construir, testar e analisar dois sistemas integrados de trigeração para produção de energia elétrica, água quente e água gelada baseado na tecnologia de ciclo de absorção de água-amônia utilizando como fonte primária de energia o gás natural. O projeto contemplou a utilização de um chiller de absorção amônia-água comercial de capacidade de 5 TR de água gelada em conjunto com um gerador de energia elétrica. A produção de energia elétrica se dará por meio de duas tecnologias, uma usando uma microturbina comercial de 30 kW a gás natural e outra usando um motor de combustão interna de mesma capacidade. Foi realizada uma análise técnica de compatibilização dos equipamentos por meio de balanços térmicos e materiais. Avaliou-se também o calor residual para produção de água quente. Foram omparados e catalogados os índices de eficiência energética de pequenas cogerações que utilizam motor a combustão interna e microturbina a gás natural.

O objetivo principal do projeto de curta duração (3 meses) foi o de analisar os queimadores tipo chuveirinho a GLP procurando identificar a forma mais adequada para sua conversão ao gás natural . Esta análise foi realizada através de ensaios de desempenho da queima, realizados no laboratório SISEA. As informações resultantes do projeto sobre a melhor forma de conversão do queimador ao GN foram disponibilizadas pela concessionária às empresas parceiras que trabalham no segmento comercial. As informações abordam todos os pontos relevantes para uma boa conversão do queimador, tais como: diâmetro ideal do orifício; pressão ideal para utilização do gás natural; adaptação do registro de abertura do gás.

A CVRD tem desenvolvido vários testes de carga em suas locomotivas visando a utilização de combustíveis que se adequem melhor às novas condições ambientais, tais como o gás natural e o biodiesel. Nesse sentido, a correta e precisa determinação dos parâmetros de desempenho dos motores de locomotivas é de fundamental importância para que dados confiáveis sejam obtidos. Dados como consumo de combustível, potência, parâmetros elétricos, pressão, temperatura, entre outros, são grandezas relevantes para qualquer análise precisa e detalhada do desempenho das máquinas. Nesse sentido, o presente projeto realizou detalhadamente a análse do procedimento do teste de carga dinamométrico de acordo com as normas ou notas técnicas pertinentes do fabricante. Esse projeto se concentrou em analisar a instrumentação existente, calcular a propagação do erro associado, calibrar instrumentos e propôs sugestões pertinentes quer no procedimento de testes, quer na aquisição de instrumentação.

A operação de Usinas Termelétricas é condicionada a despacho do Operador Nacional do Sistema Elétrico (ONS), sendo, portanto, intermitente. Como exemplo cita-se a UTE Canoas, possivelmente uma das usinas com maior número de despachos elétrico ou energético da Petrobras, cuja taxa de operação desde a sua inauguração é de aproximadamente 40% do tempo. Um fator crítico para operação confiável de usinas de geração termelétrica que usem exclusivamente o gás natural como combustível é garantir que este insumo esteja sempre disponível em pressões e vazões requeridas pelos equipamentos de geração. As flutuações no fornecimento de gás natural através de gasodutos implicam em redução na capacidade declarada do gerador e, por conseqüência, no planejamento do sistema de geração e despacho de usinas. Aumentar a confiabilidade no suprimento de gás natural resultará em melhores condições de geração, com benefícios diretos para todo o sistema elétrico e maior oferta de eletricidade. O gás natural apresenta um inconveniente, que é a dificuldade de seu armazenamento no estado físico gasoso, pois volumes muito grandes seriam necessários em pressões também muito elevadas. O projeto analisará a utilização de GNL (gás natural liquefeito) como alternativa de armazenamento de gás natural, servindo (após regaseificação) como complemento ao fornecimento usual por meio de gasodutos como contingência para casos de deficiência ou falta temporária de suprimento pelo gasoduto. Projeto ANEEL/Petrobras.

O presente projeto referiu-se ao estudo de processos de liquefação de gás natural, armazenamento, transporte e distribuição no estado de São Paulo. O estudo envolveu uma análise técnico-econômica dos vários processos e da distribuição em pólos consumidores. Analisou-se também a legislação pertinente da distribuição de GNL e seus mais diversos usos com ou sem o aproveitamento energético da vaporização do GNL.

: O presente projeto de pesquisa tratou de um estudo experimental paramétrico de um tubo de vórtices baseado na variação de parâmetros de controle como: pressão de entrada, comprimento de tubo quente, área de saída fria e área de saída quente

A introdução do gás natural na matriz energética brasileira é uma realidade que está abrindo novas oportunidades de negócios nos diversos setores da economia, isto é, na indústria, no comércio e no setor residencial. Mesmo antes da descoberta da jazida de Santos, já havia a disposição do governo federal para a inclusão do uso do gás natural na matriz energética brasileira para alcançar o índice de 10% até o ano de 2010. Com a disponibilização desse energético, uma família de novos equipamentos e de utilidades se torna uma realidade. No âmbito do estado de São Paulo e, particularmente, na área de concessão da COMGAS o setor se encontra em franca expansão com a construção de novos gasodutos de distribuição. Nesse contexto é que o presente projeto de pesquisa e desenvolvimento está inserido. Os ciclos de absorção de calor encontram um segmento de mercado bastante promissor quando esses equipamentos funcionam como bombas de calor. Nesse caso, os equipamentos são utilizados para produção de água quente, onde o calor de rejeito do equipamento é empregado para aquecimento de água, ou mesmo de um fluxo de ar para aquecimento ambiental. Mercados de aplicação são clubes, hotéis e mesmo no setor residencial para aquecimento de piscina e água para banho. Dados de fabricantes indicam que uma bomba de calor que opera de forma convencional (ciclo de compressão a vapor) para aquecimento de água de piscina de elevado coeficiente de desempenho consomem cerca de 5,6 kW para suprir uma capacidade de aquecimento de água cerca de 36 kW. Um equipamento semelhante a gás natural consumiria uma potência elétrica de cerca de 16% daquele valor, ou seja, 0,9 kW para produzir o mesmo efeito térmico de 36 kW. Esse menor consumo de potência elétrica, por si só, indica a grande vantagem de utilização desses equipamentos quando analisados do ponto de vista da matriz energética do país.

Para este trabalho foi construída uma bancada experimental para o estudo da implantação de um sensor de impedância na entrada de uma válvula de expansão eletrônica em um ciclo de refrigeração, para a detecção da fase vapor e, possivelmente, a determinação da fração de vazio correspondente na entrada daquele dispositivo. A presença da fase vapor corresponde a uma situação de operação indesejável e que pode produzir instabilidades operacionais no circuito. A pesquisa visou desenvolver um sistema de monitoramento constante do fluido refrigerante na entrada da válvula (ou em outro ponto do circuito frigorífico) de forma a proporcionar a disponibilização de um sinal elétrico ao sistema de controle da válvula. Esse sinal em combinação com uma lógica de controle poderá atuar no sentido de eliminar ou reduzir essa condição de má operação do ciclo de refrigeração. Para isso será montada uma bancada de testes composta por um ciclo de refrigeração básico instrumentado com sensores de pressão, temperatura e vazão de fluidos, além de uma seção de visualização do fluido refrigerante junto à entrada de um ou mais tipo de válvulas de expansão eletrônica.

Como participante do projeto, objetivou-se procurar levantar os níveis aceitáveis de carregamento de transformadores subterrâneos a fim de mantê-los dentro dos seus níveis operacionais aceitáveis. Em caso de falha desses equipamentos poderia ocorrer a interrupção da geração de energia elétrica comprometendo o seu fornecimento com conseqüências danosas para a população. Coordenador do projeto: Prof. Marcos Roberto Gouvêa do Depto. de Energia e Automação Elétricas da EPUSP.

Os hospitais demandam grandes volumes de oxigênio e ar medicinal, necessitando a compra freqüente de cilindros de gases a custos muito elevados. Por exemplo, um hospital de cerca de 300 leitos consome próximo a 4000 m3 de oxigênio ao mês a um custo da ordem de R$ 4,00/m3, já´incluindo frete, além da necessidade da aquisição de compressores de ar para suprimento de ar medicinal para o pronto socorro e leitos. O ar contém aproximadamente 21% de oxigênio, 78% de nitrogênio, 0,9% de Argônio e 0,1% de outros gases. A partir de uma usina de oxigênio é possível produzir ambos, o oxigênio e o ar comprimido medicinal. O processo baseia-se na compressão do ar a 7 barg, fazendo este passar por uma peneira molecular regenerável (zeólito) que permite a passagem apenas do oxigênio. O oxigênio separado é então armazenado em um tanque pulmão com controle e nível, onde caso haja necessidade de maior produção o sistema direciona o fluxo de ar para peneira molecular. De outro lado, não havendo a necessidade de produção de oxigênio, o fluxo de ar é direcionado para produção do ar medicinal, armazenando este em um outro tanque pulmão. O processo permite, ainda, caso não haja possibilidade de interligar o sistema em toda a rede do hospital de instalar uma estação de recarga de cilindros que permitirá a utilização em outras áreas ou mesmo em outros hospitais da rede. Projeto suportado pela COMGAS como parte do seu programa de pesquisa de 2005/06 determinado pela CSPE.

O presente projeto referiu-se ao estudo termodinâmico do(s) processo(s) de produção de gás natural liquefeito (GNL) diretamente de linhas de alta pressão, tais como existentes em gasodutos. O gás natural proveniente do gasoduto de alta pressão sofre um processo de expansão por meio de uma máquina turbo-expansora para produzir GNL diretamente. Trata-se de um processo de produção de GNL em pequena escala e de baixo custo. Nessa primeira etapa do projeto foi verificada a possibilidade e estimativas de produção (fração de vazão mássica de GNL produzida a partir da vazão mássica total) de gás natural em alta produção. Também foram levantados os equipamentos principais para atingir esse objetivo, os custos envolvidos e o tempo de retorno.