Projetos P&D

Descrição:
No cenário industrial atual, as alterações provocadas pelo homem com o consumo elevado de combustíveis fósseis vêm apresentando grande preocupação devido aos impactos negativos no meio-ambiente e na sociedade, que prejudicam a saúde, a segurança e o bem-estar da população e que afetam desfavoravelmente a biota. Desta maneira, formas para o uso de combustíveis alternativos estão sendo desenvolvidas para diminuir a dependência de combustíveis fósseis e reduzir os impactos causados pelo uso destes. Um impacto paralelo a essa situação é o aumento do número de pneus usados inservíveis descartados. Com o crescimento da frota de veículos no mundo, surge uma nova preocupação: encontrar um destino correto para pneus usados inservíveis, uma alternativa para este problema de uma forma sustentável é a utilização destes pneus para a produção de um combustível alternativo que possa ser misturado com diesel ou biodiesel, denominado óleo pirolítico de pneus usados (OPPU). Por outro lado, a combustão sem chama visível é uma das novas tecnologias que permitem uma reação de combustão com redução das emissões dos poluentes e com um aumento da eficiência energética. Misturas de combustíveis alternativos, como é o caso do OPPU e biocombustíveis, como por exemplo, Biodiesel de óleo de fritura, a serem queimados em uma câmara de combustão com tecnologia flameless, são o principal escopo da presente proposta. Os principais benefícios desta pratica é: uso de um passivo ambiental (pneus) que dia a dia vem preocupando aos municípios das cidades brasileiras, desenvolvimentos de tecnologias de queima sem chama visível e a diminuição as emissões pelo fato de usar câmaras de combustão com este tipo de tecnologia. Espera-se projetar, construir e testar uma câmara de combustão de pequeno porte para diferentes misturas de combustíveis usando atomizadores já disponíveis para estas misturas (injetores Y-Jet e Efervescentes)”.

Recurso: FAPEMIG / PROAP (UNIFEI)
Participantes: UNIFEI/GETEC – INPE – UNESP – FAPEPE
Vigência: 12/2017 – 12/2021
Valor financiado: R$ 39.000,00

Descrição:
Este projeto inclui os seguintes estudos:

1. Combustão convencional e sem chama visível utilizando óleo pirolítico de pneus usados, biodiesel de óleo de fritura e diesel S10.
2. Estudo do desempenho, combustão, emissões e tecnologias para maximização da eficiência global de um motor diesel utilizando óleo pirolítico de pneu usado, biodiesel de óleo de fritura e biogás (dual-fuel)
3. Estudo e Análise Experimental da produção de biocombustíveis de 2DA geração e de Eletricidade utilizando Microturbina a Gás de 30 kW e Gaseificador Downdraft de duplo estagio utilizando H2O e O2 como agente gaseificante.
4. Disseminação de conhecimento através de cursos de curta duração no Dimensionamento e Planejamento de sistemas fotovoltaicos on e off grid.
5. Limites de Inflamabilidade de Biocombustíveis. Testes com novos biocombustíveis aeronáuticos e misturas com diluentes.

Recurso: CNPq, Proc. N° 305741/2019-5
Participantes: UNIFEI/GETEC – UNESP – INPE
Vigência: 03/2020 – 03/2024
Valor financiado: R$ 105.000,00

2015 – 2018
Descrição:
A demanda por petróleo tem aumentado rapidamente devido à crescente industrialização e modernização do mundo, levando a uma enorme demanda por energia, sendo a maior parte dessa energia proveniente de fontes fósseis. No entanto, a reserva limitada de combustível fóssil levou a indústria global de petróleo a procurar fontes alternativas renováveis de combustível. Por outro lado, nos últimos anos, tem havido grande interesse em processos alternativos para o tratamento dos resíduos de pneus, um deles é o processo termoquímico conhecido como pirolise. Através deste processo termoquímico obtém um liquido combustível com propriedades físico-químicas parecida ao combustível diesel. A proposta deste projeto é na primeira etapa, realizar um estudo sobre o estado da arte sobre o descarte dos pneus usados no Brasil e as alternativas energéticas, a segunda etapa inclui um estudo de caracterização da atomização do óleo pirolitico de pneus usados (OPPU) puro e /ou mistura com diesel e até biodiesel. A proposta também inclui a fabricação dos atomizadores e de uma bancada de ensaios que permita caracterizar a injeção do OPPU a condições ambientais, isto implica, medidas de pressão, vazão, ângulo do cone do injetor e tamanho de gota.

Situação: Em andamento.
Natureza: Pesquisa
Alunos envolvidos: Graduação: 3 / Mestrado acadêmico: 1

Integrantes:
Christian Jeremi Rodriguez Coronado – Coordenador
João Andrade de Carvalho Jr.
Marco Antônio Rosa do Nascimento
José Carlos dos Santos
José Carlos Andrade
Ely Vieira Cortez
Andres Mendiburu Zevallos
Cesar Quispe
German R. A. Chumpitaz

Financiador(es): Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico – Auxílio financeiro / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais – Auxílio financeiro.
Número de orientações: 1

2012 – 2014
Descrição:
Pesquisa experimental para a determinação de limites de inflamabilidade de misturas de biocombustíveis considerados para a indústria aeronáutica, em câmaras de aquecimento e congelamento especialmente construidas. O critério de avaliação adotado é o critério visual e de pressão.

Situação: Concluído.
Natureza: Pesquisa.
Alunos envolvidos: Graduação: 2 / Mestrado acadêmico: 1 / Doutorado: 1

Integrantes:
Christian Jeremi Rodriguez Coronado – Coordenador
João Andrade de Carvalho Júnior
José Carlos dos Santos
José Carlos Andrade
Ely Vieira Cortez
Felipe Solferini Carvalho
Juan G. Cartagena Quintero

Financiador(es): Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais – Auxílio financeiro.
Número de produções C, T & A: 1
Número de orientações: 3

2010 – 2011
Descrição:
Os limites, inferior e superior, de inflamabilidade de um combustível são ferramentas fundamentais para prever incêndios, avaliar a possibilidade de explosões e projetar sistemas de proteção. Atualmente, a maioria dos países usa diferentes testes experimentais padrão, que levam à obtenção de diferentes valores experimentais para esses limites. Por outro lado, o Brasil já expandiu a sua matriz energética para a produção de bicombustíveis tanto em biodiesel como no etanol. O estudo da combustão destes bicombustíveis e as análises experimentais para se conhecer os limites de inflamabilidade desses biocombustíveis puros e misturados com diesel, gasolina automotiva e gasolina e querosene de aviação, assim como a construção do equipamento para realizar os testes, são de grande valia na conjuntura atual do país e constituem os principais objetivos da presente proposta.

Situação: Concluído.
Natureza: Pesquisa
Alunos envolvidos: Doutorado: 1

Integrantes:
Christian Jeremi Rodriguez Coronado – Coordenador
João Andrade de Carvalho Júnior

Financiador(es): Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo – Bolsa.
Número de produções C, T & A: 1

2010 – Atual
Descrição:
Construção de Protótipos experimentais para a determinação dos limites de inflamabilidade do etanol aeronáutico a pressões negativas e diferentes temperaturas (positivas e negativas).

Situação: Em andamento.
Natureza: Pesquisa
Alunos envolvidos: Graduação: 1 / Doutorado: 1

Integrantes:
João Andrade de Carvalho Júnior – Coordenador
Christian Jeremi Rodriguez Coronado
José Carlos dos Santos
José Carlos Andrade
Ely Vieira Cortez
Felipe Solferini Carvalho

Financiador(es): Empresa Brasileira de Aeronáutica – Cooperação / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo – Auxílio financeiro.
Número de produções C, T & A: 1

2014 – ATUAL
Descrição:
Proposta de um projeto para análise do processo de oxi-combustão de carvões minerais de origem brasileira para geração termelétrica. Serão realizadas simulações numéricas em CFD da oxi-combustão, visando ajustar a tecnologia para a queima do carvão mineral brasileiro em busca de maior eficiência energética do processo e menores taxas de emissão de poluentes.

Situação: Em andamento.
Natureza: Pesquisa
Alunos envolvidos: Graduação: 2 / Doutorado: 2

Integrantes:
Marco Antonio Rosa do Nascimento – Coordenador
Lucilene de Oliveira Rodrigues
Fagner Luis Goulart Dias
João Andrade de Carvalho Jr
Christian Jeremi Rodriguez Coronado
Bruna Oliveira Passos e Silva Siqueira

Financiador(es): Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico – Auxílio financeiro.
Número de produções C, T & A: 1

2011 – 2013
Descrição:
Realizar estudos teóricos e adequação de modelos de combustão para combustão sem chama (Flamelesscombustion) aplicada à câmara de combustão de turbina a gás, visando atender as solicitações de modificações do projeto, para operar neste regime de combustão. Para isto, serão realizadas simulações numéricas, com os modelos, em códigos de cinética química e em CFD, procurando avaliar as características de uma combustão sem chama através da realização de uma análise paramétrica da combustão, em regime permanente, de um queimador com chamas: pré-misturada e difusa. Os resultados da simulação serão comparados com os experimentais. A simulação e os testes experimentais serão realizados para gás natura e biocombustível.

Situação: Em andamento.
Natureza: Pesquisa
Alunos envolvidos: Doutorado: 2

Integrantes:
Marco Antonio Rosa do Nascimento – Coordenador
Lucilene de Oliveira Rodrigues
Fagner Luis Goulart Dias
João Andrade de Carvalho Jr
Christian Jeremi Rodriguez Coronado

Financiador(es): Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais – Auxílio financeiro.

2009 – 2011
Descrição:
O mercado nacional de gás natural tem apresentado um crescimento expressivo nos últimos anos. A demanda por este combustível evoluiu a taxas anuais em torno de 15% nos últimos 5 anos, alcançando em 2005 cerca de 48 milhões de m/dia; a logística de distribuição e produção, contudo, seguiu a passos lentos ocasionando uma demanda potencial de gás maior que a produção e oferta. Considerando que a tendência do preço da energia elétrica é de se manter abaixo dos custos marginais de operação declarados das centrais termelétricas, a probabilidade para o funcionamento das mesmas se torna muito pequena. Sob estas condições é necessário um trabalho grande de conservação e hibernação dos equipamentos de uma central termelétrica. Este projeto desenvolverá procedimentos, técnicas e metodologias para adequadas conservação e hibernação dos equipamentos de uma central termelétrica, visando obter a condição ótima de conservação sob o ponto de vista técnico e econômico, minimizando os problemas decorrentes de sua paralisação.

Situação: Em andamento.
Natureza: Pesquisa
Alunos envolvidos: Especialização: 1 / Mestrado acadêmico: 1 / Doutorado: 3

Integrantes:
Marco Antonio Rosa do Nascimento – Coordenador
Osvaldo José Venturini
José Carlos Escobar Palacio
Eraldo Cruz dos Santos
Antonio José Faria Bombard
João Damasceno
Helaine Aparecida Correia
José Biruel

Financiador(es): Centro de Pesquisa e Desenvolvimento Leopoldo Américo Miguêz de Mello – Auxílio financeiro.

2009 – 2011
Descrição:
O projeto visa realizar estudos paramétricos de comportamento aerotermodinâmica e de desempenho de componentes de turbinas a gás (Compressor, turbina, câmara de combustão e regenerador), visando atender as solicitações de modificações e adequações do projeto, da operação, e da troca de combustível. Para isto, serão desenvolvidas ferramentas computacionais para cálculo preliminar aerotermodinâmico do ponto de projeto e fora do ponto de projeto de componentes de turbinas a gás, visando obter os parâmetros geométricos, térmicos e aerodinâmicos para a análise tridimensional, em CFD, do comportamento térmico e aerodinâmico dos mesmos. (O projeto é desenvolvido com a bolsa de Pesquisador Mineiro).

Situação: Concluído.
Natureza: Pesquisa
Alunos envolvidos: Mestrado acadêmico: 1 / Doutorado: 3

Integrantes:
Marco Antonio Rosa do Nascimento – Coordenador
Luciana Marcia de Oliveira
Lucilene de Oliveira Rodrigues
Elkin Gutiérrez

Financiador(es):
Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais – Bolsa.

2014 – Atual
Descrição:
A eficiência térmica de sistemas de geração de energia é geralmente baixa, sendo que o calor residual, ou seja, a energia não aproveitada, pode representar algo entre 60 e 80% do total da energia contida nas fontes primárias de energia utilizadas. Embora o uso de tecnologias de recuperação de calor residual para geração de energia seja comum em instalações onshore, tais tecnologias ainda apresentam vários desafios para a utilização prática em ambiente offshore. Neste contexto, o projeto proposto neste Plano de Trabalho visa o desenvolvimento de um módulo cerâmico termoelétrico de alto desempenho para a geração de energia elétrica a partir da conversão direta de calor residual. As cerâmicas termoelétricas são materiais semicondutores que têm a habilidade de gerar energia elétrica quando submetidas a uma diferença de temperatura. Esses materiais podem ser associados para produzir módulos em formatos diversos e por isso têm versatilidade para serem aplicados em diferentes configurações superficiais e geometrias. O módulo termoelétrico proposto neste trabalho será desenvolvido a partir de materiais cerâmicos nanoestruturados a base de perovskitas, dopados com elementos terras-raras. Tanto os materiais propostos quanto os métodos de fabricação dos dispositivos são inovadores. Este trabalho será desenvolvido pelo Grupo de Excelência em Materiais Funcionais (GEMaF) da Universidade Federal de Itajubá (UNIFEI), com contribuição do Grupo de Estudos em Tecnologias de Conversão de Energia (GETEC), da mesma universidade.

Situação: Em andamento.
Natureza: Desenvolvimento
Alunos envolvidos: Técnico de nível médio: 1 / Graduação: 3 / Mestrado acadêmico: 1 / Doutorado: 1

Integrantes:
Marco Antonio Rosa do Nascimento – Coordenador
Daniel Tomazini
Maria Virginia Gelfuso
Marcos Cirilo dos Santos
André Silva Chaves
Alexandre Costa Lanza
Kalahan de Mello Batiston
Olivia de Andrade Raponi
Gabriel Moreira Lima

2013 – Atual
Descrição:
Este projeto de pesquisa será desenvolvido pela Universidade Federal de Itajubá (UNIFEI) em parceria com a empresa 3E Gestão Energética Ltda (3E). O projeto faz parte do Programa de Eficiência Energética da BG Brasil, o qual é centrado na execução de projetos de pesquisa e desenvolvimento (P&D) voltados a um aumento significativo na eficiência de utilização de energia em instalações offshore. Ciclos Rankine não convencionais para a recuperação de calor residual em instalações offshore do tipo FPSO (unidade flutuante de armazenamento e transferência, ou Floating Production Storage and Offloading, em inglês) são o foco principal deste projeto. Particularmente, três tipos de tecnologias serão investigadas: ciclos Kalina, ciclos Rankine orgânicos (ORC) e ciclos a base de CO2 supercrítico (S-CO2). O projeto visa ao aumento da eficiência energética em instalações FPSO, através do aproveitamento das fontes de calor residual de seus processos produtivos mediante geração de energia mecânica ou elétrica. Embora o uso de tecnologias de recuperação de calor residual para geração de energia seja comum em instalações industriais onshore, há vários desafios a serem vencidos para que as mesmas sejam uma realidade em ambiente offshore.

Situação: Em andamento.
Natureza: Desenvolvimento
Alunos envolvidos: Graduação: 2 / Especialização: 1 / Mestrado acadêmico: 1 / Doutorado: 4

Integrantes:
Marco Antônio Rosa do Nascimento – Coordenador
Christian Jeremi Rodriguez Coronado
César Rodríguez Sotomonte
Carlos Eymel Campos Rodriguez
Thiago Gotelip Correa Veloso
Lamartine Batista de Paiva Filho
Fabio Santos Nascimento

Financiador(es): BG E&P BRASIL LTDA – Auxílio financeiro.

2011 – 2014
Descrição:
A pesquisa trata-se do desenvolvimento e da implantação de uma tecnologia que auxiliará no gerenciamento dos processos de manutenção de equipamentos das usinas térmicas voltado para varias atividades interna da usina. Além disso, terá aplicação direta no sistema de geração de energia da usina termelétrica, envolvendo e buscado as melhorias dos diversos sistemas da usina, os aspectos técnicos, econômicos, de segurança e de meio ambiente.

Situação: Concluído.
Natureza: Desenvolvimento
Alunos envolvidos: Graduação: 1 / Doutorado: 1

Integrantes:
Marco Antonio Rosa do Nascimento – Coordenador
Luiz Fernando Valadão Flores
Eraldo Cruz dos Santos
Fagner Luis Goulart Dias