Descrição: A necessária redução do consumo de matérias-primas fósseis tem levado a cenários de conversão das refinarias de petróleo em biorrefinarias, pelo coprocessamento de biomassas. Dentre elas estão os óleos vegetais e bio-óleos de lignocelulose, que podem ser injetados nos reatores das refinarias e servem como alternativa à redução da fonte fóssil. Estas cargas renováveis, no entanto, são frequentemente caracterizadas por sua sensibilidade termo-química, por sofrerem grandes variações de propriedades físicas e por possuírem grupos lábeis. Assim, a sua dispersão para injeção em reatores de conversão catalítica se torna desafiadora, bem como seu comportamento reacional junto às cargas de gasóleo leve e pesado normalmente processadas, especificamente nos reatores de craqueamento catalítico fluido (FCC). Portanto, a injeção de cargas renováveis por sua atomização e consequente dispersão no meio reacional multifásico deve ser realizada de tal forma que o spray seja gerado com pequenos diâmetros de gotas, quantidade de ligamentosreduzido, garantindo que o óleo não se degrade e seja convertido cataliticamente em produtos de alto valor agregado. Visando desenvolver uma tecnologia de dispersão de cargas renováveis e residuais fósseis, na presente proposta pretende-se analisar composições e características físico-químicas de bio-óleos e de frações residuais candidatas ao coprocessamento, desenvolver dispersores otimizados para estas correntes com base em simulações de Fluidodinâmica Computacional (CFD) e avaliações experimentais verificando suas performances com medições das distribuições de diâmetros de gotas e ligamentos, distribuição de vazão, bem como, indicar os dispersores mais recomendados para estes tipos de carga. O produto resultante deverá ser aplicável às demandas de alimentação de cargas renováveis e residuais fósseis com confiabilidade e eficiência, tornando-se um ativo estratégico da empresa na transição energética.

Desenvolver tecnologias de dispersores de cargas renováveis e residuais fósseis para injeção em unidades de craqueamento catalítico (UFCCs), considerando suas características termo-químicas, a partir de metodologia de otimização geométrica e operacional por via numérica e experimental, como desenvolvida em cooperações anteriores, a fim de apresentar soluções dedicadas confiáveis, aderentes e eficientes ao coprocessamento destas cargas em UFCCs. 

Descrição: A necessidade constante de aprimoramento dos processos industriais, da otimização de equipamentos e condições operacionais, é atividade que deve ser significativamente apoiada pela modelagem matemática dedicada e pela solução numérica destes modelos. Neste sentido, o presente projeto apresenta à SJI Tratamento de Efluentes SA à realização de atividades de Pesquisa, Desenvolvimento e Inovação (P,DI) sobre estudos de caracterização físico-química de efluentes líquidos, de modelagem e simulação do processo de absorção e amônia e de extração de fósforo, a fim de contribuir na proposição e comissionamento da Refinaria de Efluentes Líquidos a ser instalada na cidade de São João do Itaperiú, Santa Catarina, Brasil. O principal objetivo do presente projeto de P,DI é desenvolver estudos técnicos e científicos a fim de aprimorar os processos dedicados à valorização de efluentes líquidos, essencialmente a recuperação de determinados componentes para a sua manutenção nos ciclos produtivos, dentro dos princípios de economia circular, e assim potencializar os processos a serem comissionados na Refinaria de Efluentes Líquidos SJI. Especificamente, analisar e aprimorar a operação de absorção de amônia através de modelagem matemática detalhada, da sua simulação numérica e de experimentação física para avaliar a eficiência da injeção do agente de absorção, ampliando assim a recuperação de nitrogênio. 

Descrição: O principal objetivo do presente projeto de P,DI é desenvolver estudos técnicos e científicos a fim de aprimorar os processos dedicados à valorização de efluentes líquidos, visando a recuperação de determinados componentes para a sua manutenção nos ciclos produtivos, dentro dos princípios de economia circular, e assim potencializar os processos a serem comissionados na Refinaria de Efluentes Líquidos SJI.Para isso, tem-se os seguintes objetivos específicos:Caracterização físico-química dos principais efluentes líquidos;Identificação de metodologia para valoração das "blendagens" e aproveitamento de nutrientes. 

Descrição: O principal objetivo do presente projeto de P,DI é desenvolver estudos técnicos e científicos a fim de aprimorar os processos dedicados à valorização de efluentes líquidos, essencialmente a recuperação de determinados componentes para a sua manutenção nos ciclos produtivos, dentro dos princípios de economia circular, e assim potencializar os processos a serem comissionados na Refinaria de Efluentes Líquidos SJI.Para isso, tem-se os seguintes objetivos específicos:- Quantificar as cargas dos nutrientes dos principais efluentes líquidos captados pela SJI, objetivando valoração das blendagens que permitam a recuperação de fósforo.- Propor métodos para extração e recuperação de fósforo contido em efluentes, viabilizando sua disposição benéfica dentro dos princípios de economia circular. 

Descrição: O alumínio é um dos metais mais importantes para a sociedade moderna, devido a características especiais como resistência e leveza. No seu processo de produção, que inicia pela extração da bauxita, há diversas operações de grande escala que requerem atenção técnica. Uma delas é a extração de gases fluoretados efluentes do processo, o que ocorre por reações físico-químicas nos sistemas de tratamento de gases, utilizando partículas de alumina. Esta extração é realizada em reatores-filtro, que exigem meios filtrantes de alta eficiência e que promovam baixo consumo energético, um dos grandes desafios enfrentados atualmente nos processos industriais.

Descrição: Os Laboratórios de Fluidodinâmica Computacional (LFC), de Verificação e Validação (LVV) e de Desenvolvimento de Processos (LDP), da Universidade de Blumenau (FURB), há mais de 20 anos têm conduzido projetos de pesquisa aplicada em cooperação com a indústria, através da aplicação sistemática de técnicas de simulação computacional associadas a estudos de engenharia avançada. Diversas companhias de renome nacional e internacional já foram atendidas por pesquisadores e professores doutores dos laboratórios. 

Descrição: O projeto é uma continuação do seu precedente, Desenvolvimento Tecnológico de Dispersores de Carga de FCC Mediante Experimentos e Simulação Numérica¿. Neste último, experimentos físicos orientados por simulações de Fluidodinâmica Computacional, a frio e a quente, foram executados respectivamente na Unidade Experimental de Atomização e Sprays, localizada na Universidade de Blumenau, e no Instituto Leibniz-IWT, University of Bremen, Alemanha. A UE-SP, foi produto do projeto, contendo estruturas de alimentação de fluidos, controle e aquisição, bem como de medição de gotas e está disponível para a realização de experimentos sobre dispersores de carga. As simulações e medições realizadas em ambos os países mostraram que: o escoamento sônico produz alta perda de carga no bico atomizador; a relação entre os números adimensionais Weber da fase gasosa e Reynolds da fase líquida é imperativa na fenomenologia da atomização; a variação de We a partir de determinada magnitude e dentro de certa faixa de valores pouco impacta no diâmetro médio da distribuição das gotas a 15 cm de distância desde o topo da câmara interna de mistura. Como prosseguimento destes estudos, em direção à otimização do desempenho do ULTRAMIST, seja a partir de seu projeto dimensional, seja a partir das condições dos fluidos, o projeto propõe com a evolução da maturidade uma nova geração de dispersores de carga. Esta será produzida a partir de análise numérica dos fenômenos interfaciais que ocorrem durante o contato da carga dispersa e do catalisador, que levam à vaporização das gotas, à fragmentação das partículas de catalisador e às reações no interior do reator Riser, aspectos estes não avaliados na concepção da primeira geração de dispersores de carga de FCC. Experimentos físicos a frio com adimensionais similares àqueles da operação industrial serão realizados na UE-SP para fornecer a distribuição de diâmetros no spray gerado por variadas geometrias de bicos dispersores, propostas por estudos numéricos, a fim de validar modelos e produzir condições iniciais para as simulações subsequentes com modelos trifásicos no Riser. Otimizações do projeto dimensional do atomizador serão realizadas, a fim de reduzir as perdas de energia, o tempo de vaporização da carga e o potencial de quebra de catalisador pelo contato multifásico, fatores que influenciam as velocidades de reação e a geração de material particulado ultrafino, dificilmente retido pelos sistemas de ciclones dos conversores de FCC. 

Descrição: O objetivo geral dessa proposta de P,D & I é desenvolver, aprimorar e consolidar metodologias e protocolos numéricos e experimentais, para uso no processo de otimização geométrica e operacional de ciclones, contribuindo efetivamente no aumento de eficiência e/ou redução de perda de carga destes equipamentos. Estas melhorias, dependendo da aplicação, podem trazer resultados significativos do ponto de vista da competitividade industrial seja pela redução do consumo energético dos processos onde estão inseridos ou por meio do aumento da eficiência de separação, além de contribuir para redução de emissões de material particulado para o meio ambiente, tendo assim o aspecto ambiental também como propósito.

Descrição: Os sistemas de agitação e mistura são equipamentos clássicos da indústria de processos e são tradicionalmente concebidos e projetados, nas suas versões axiais e radiais, a partir de análises macroscópicas aliadas a estudos experimentais em diferentes escalas. Como consequência desta abordagem de projeto, diversas correlações de natureza experimental foram produzidas ao longo do tempo e estão disponíveis na literatura especializada, com a finalidade de predição do torque do agitador e do seu consumo energético; a partir, evidentemente, do conhecimento de grupos adimensionais como o número de potência e o número de bombeamento, e de parâmetros típicos de projeto que dependem especificamente da aplicação. Este procedimento é clássico e tem sido aplicado ao longo dos anos com sucesso para inúmeras aplicações industriais. A limitação destas análises macroscópicas, entretanto, é que o complexo escoamento produzido pelos agitadores, caracterizado por campos de velocidade, linhas de corrente e campo de pressão e de turbulência, num domínio espacial tridimensional, são completamente desconhecidos e por vezes negligenciados. Além disso, a validade das correlações é limitada por faixas operacionais dentro das quais foram constituídas, possibilitando, única e exclusivamente, análises seguras de interpolação de condições operacionais. Ou seja, há um limite a partir do qual as possibilidades de melhorias em termos de aumento de eficiência do processo, deixam de ser amparadas pelo modelo, tornando-se um processo custoso e ineficiente de tentativa e erro. Com o advento da computação paralela de alta performance numérica, a abordagem microscópica dos fenômenos associados ao complexo escoamento produzido pelos agitadores axiais e/ou radiais, está se tornando uma realidade para a indústria e a engenharia. As técnicas numéricas da fluidodinâmica computacional (CFD), antes desenvolvidas e utilizadas para aplicações de aerodinâmica no projeto de aviões, carros, navios e naves espaciais, começaram a ser popularizadas para aplicações nos mais diversos ramos da indústria. Neste contexto o LFC/LVV apresenta esta proposta com experimentos e estudos de simulação numérica mediante o emprego das técnicas da fluidodinâmica computacional, visando o desenvolvimento tecnológico de sistema de agitação e mistura (agitadores axiais e radiais), combinados com distribuidores de ar para promover a transferência simultânea de oxigênio e quantidade de movimento.

Descrição: A produção de cimento Portland apresenta-se como uma das atividades antrópicas que mais produzem gases de efeito estufa, responsável por 5-7% do total das emissões atmosféricas no planeta. Isto se deve a dois motivos: o primeiro é que a matéria-prima para a produção do clínquer nos fornos rotativos de cimento é o calcário que sofre uma reação de descarbonatação a alta temperatura, com a transformação dos carbonatos em óxidos e emissão de CO2 na forma gasosa, liberando o carbono fossilizado que havia sido expurgado do ciclo natural do carbono na atmosfera; o segundo é que a energia térmica utilizada para suprir a demanda energética das reações provém do uso de combustíveis sólidos fósseis como o coque de petróleo. O que se pretende neste projeto é a realização de um estudo de ampliação de escala de um processo alternativo, que pode substituir o calcário como matéria-prima pelas argilas cauliníticas abundantes no Brasil e no mundo. Neste caso as reações de calcinação são reações de desidroxilação, onde as hidroxilas presentes nas argilas são removidas por ação de calor formando vapor de água como emissão gasosa e um material amorfo altamente reativo com água chamado de metacaulim. A equipe do grupo de pesquisa desta proposta constatou que o processo é viável técnica e economicamente o que motivou um depósito de patente para um sistema de reação ¿flash¿ com escoamento gás-sólido giratório para altas taxas de produção. Para viabilização das próximas etapas de consolidação da tecnologia, é necessário um estudo de ampliação de escala utilizando as ferramentas da simulação. Neste sentido pretende-se realizar simulações com modelo multifásico euleriano-euleriano reativo, capaz de predizer com detalhes os campos de pressão, velocidades, espécies químicas e de temperaturas, em condições reativas, de transferência de calor e massa e de turbulência multifásica. As simulações numéricas de alto custo computacional serão realizadas em um "cluster" computacional disponível, mediante a aquisição de um módulo adicional composto por 48 processadores, e permitirão a constituição de um meta-modelo que apresente uma relação funcional simples entre a taxa de produção de metacaulim e as condições geométricas e operacionais do reator. Este meta-modelo servirá de base para estudos de otimização a fim de se garantir uma configuração adequada para sair da escala de planta piloto onde são produzidos kg/h, para a escala de protótipo industrial com produção de ton/h de metacaulim.

Descrição: O objetivo deste projeto de infraestrutura é ampliar a capacidade de processamento científico(cálculo numérico) dos Laboratórios de Fluidodinâmica Computacional (LFC), Verificação e Validação (LVV) e de Desenvolvimento de Processos (LDP), credenciados na ANP (0662/2015),mediante aquisição de um cluster computacional (HPC, High Performance Computing) com 460 núcleos para processamento paralelo de alto desempenho. O referido cluster será utilizado prioritariamente nas atividades de pesquisa vinculadas aos projetos de P,D&I ?Projeto V&VinCFD-FASE II - Desenvolvimento de ?Benchmarks? para Verificação e Validação em CFD de Escoamentos Multifásicos da Indústria do Refino de Petróleo?, ?Projeto ULTRAMIST- Desenvolvimento Tecnológico de Dispersores de Carga de FCC Mediante Experimentos e Simulação Numérica?) e Projeto DGAS-Aperfeiçoamento Tecnológico de Distribuidores de Gás em Leitos Particulados.

Descrição: O objetivo geral desse projeto de P,D&I, no contexto de pesquisa aplicada, é a execução de atividades de aprofundamento científico na compreensão dos fenômenos associados aos escoamentos monofásicos e multifásico em condição de turbulência, que ocorrem nos distribuidores de gás em leitos fluidizados de particulados (pipe grids) como aqueles encontrados em regeneradores, strippers e base de risers da unidades de FCC.

Descrição: Projeto de Cooperação Internacional com a Universidade de Bremen, Instituto Leibniz, para o desenvolvimento de metodologia de experimentação física em sprays, operando com dispersores de carga em escala reduzida e em condições a frio com fluidos hipotéticos (ar e água com propriedades modificadas), e a quente com fluidos reais (gasóleo ou similar e vapor de água). Pretende-se, com esta cooperação, desenvolver metodologias de medição de sprays com câmera de alta velocidade e equipamento de laser Doppler, a fim de montar base experimental para estudos de validação de modelos que consideram a formação e o desenvolvimento do spray com os fenômenos de quebra primária e secundária. E, dessa forma, criar também expertise para realização de experimentos envolvendo atomização e sprays no Brasil.

Descrição: Neste projeto de P,D&I propõe-se a investigação fenomenológica dos dispersores de carga ULTRAMIST, de propriedade da PETROBRAS, a fim de desenvolver um modelo físico-matemático, baseado no mapeamento experimental de sua operação, que permita a previsão das condições ótimas de trabalho do dispersor no riser de FCC. Para isso, experimentos em condições fluidodinâmicas a frio e a quente, próximas das condições operacionais reais das unidades de FCC serão realizados, bem como o estudo numérico paralelo. Os experimentos serão planejados utilizando uma estratégia orientada por simulação computacional, fazendo uso de modelos semi-empíricos e adaptativos, disponíveis em códigos comerciais de CFD (Computational Fluid Dynamics). Com a execução dos experimentos, pretende-se construir um meta-modelo para uso em estudo de otimização operacional, a partir do qual simulações de condições industriais serão realizadas. Além disso, com os resultados experimentais, fazer estudos de constituição de modelo de atomização dedicado ao ULTRAMIST por meio de solução de problemas inversos com os modelos de CFD utilizados no planejamento experimental, a fim de disponibilizar uma relação de fechamento de modelo para uso em futuros estudos de simulação numérica e de otimização baseada em CFD. Para tal será formada uma parceria de Universidades composta pela Universidade de Blumenau (FURB) como proponente e executora, a Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) como colaboradora, e a Universidade de Bremen (UniBremen) da Alemanha também como colaboradora; esta última, como prestadora de serviços para elaboração de uma base experimental de spray a frio e a quente acompanhada e coordenada pelos pesquisadores da proponente e executora (FURB).

Descrição: Os Laboratórios de Fluidodinâmica Computacional (LFC) e de Verificação e Validação (LVV) do Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química (PPGEQ), por sua vez, necessitam ampliar sua infraestrutura de medição de escoamentos multifásicos com a aquisição de um Tomógrafo Capacitivo para medição de campo de fração volumétrica (ECT) de sólidos particulados. Atualmente as medidas são obtidas para campos de velocidade de sistemas multifásicos, por técnica de velocimetria por imagem estereoscópica de partículas (PIV-Stereo), faltando o conhecimento dos campos de fração volumétrica das fases. E, neste contexto, o tomógrafo capacitivo possibilitará o fechamento experimental dos balanços de massa e de quantidade de movimento das fases permitindo o conhecimento simultâneo do campo de velocidade e do campo de fração volumétrica. O grupo de pesquisa em Modelagem, Simulação, Controle e Otimização de Processos será diretamente beneficiado com o equipamento, podendo o mesmo ser utilizado em três unidades experimentais: a UE-DC- Unidade Experimental de Dutos e Ciclones onde são realizados experimentos de escoamento gás-sólido visando a compreensão detalhada dos fenômenos de interação entre fases sob condição de turbulência; UPRC- Unidade Piloto de Riser e Ciclones onde são realizados experimentos de escoamento gás-sólido em condições similares aqueles que ocorrem na indústria de refino de petróleo; e a UE-IC-Unidade Experimental de Injeção de Carga, onde são realizados experimentos dedicados à análise dos fenômenos fluidodinâmicos que acontecem nas regiões de alimentação e injeção de material particulado (normalmente catalisadores) em uma corrente de gás de arraste. As unidades supracitadas atendem atualmente a pelo menos 4 (quatro) docentes permanentes do PPGEQ com diversos alunos de mestrado e de iniciação científica. Os equipamentos, Cromatógrafo Líquido de Alta Eficiência e Tomógrafo Capacitivo, ampliarão diretamente a infraestrutura dos grupos de pesquisa ligados ao Programa de Pós-Graduação em Química e Engenharia Química. A tecnologia destes equipamentos será empregada também pelos diferentes grupos em trabalhos que necessitem da análise química de diferentes tipos de amostras, e que necessitem conhecer a dinâmica dos escoamentos multifásicos, atendendo, também, o Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental (PPGEA) da FURB e as parcerias com outras Instituições como a UNICAMP e a UFU.

Descrição: Este projeto de Pesquisa, Desenvolvimento e Inovação (P,D&I) é resultado do amadurecimento das atividades realizadas na Fase I do Projeto V&VinCFD, Termo de Cooperação 0050.0070334.11.9, que consolidou um arcabouço teórico e experimental sobre os escoamentos multifásicos em condição de turbulência, como aqueles que acontecem nas operações e processos do refino do petróleo; além da formação de recursos humanos, em diferentes níveis, e com habilidades específicas para atuação na aplicação das técnicas da fluidodinâmica computacional (CFD), e de verificação e validação em CFD para casos reais da indústria. Na presente Fase II do projeto, pretende-se aumentar a interação e a conexão entre a pesquisa científica e as aplicações industriais, mediante a focalização das atividades para casos específicos do refino em seis frentes principais: 1)desenvolvimento de tecnologia de ciclones para o terceiro estágio de FCC; 2)desenvolvimento de estudos com proposição de melhorias para os reatores de coluna de bolhas das operações de hidrotratamento de derivados; 3)estudos de melhoria de desempenho de RISERS de FCC com utilização de internos; 4)aplicação de técnicas de CFD para elaboração de diagnóstico operacional de caldeiras de recuperação energética visando melhorias de desempenho; 5)validação de modelos para predição da formação de ?slugs? em escoamentos bifásicos nos trocadores de calor usados na integração energética no hidrotratamento de diesel; 6) e desenvolvimento de metodologias numéricas para análise de vibrações induzidas por escoamento, visando sua minimização. A infraestrutura constituída ao longo dos últimos anos, composta por diversas unidades experimentais, instrumentos de medição de propriedades dos escoamentos multifásicos, computadores de alto desempenho numérico, e softwares específicos para estudo de fluidodinâmica computacional (CFD), aliada a formação de recursos humanos, se apresentam como contrapartida da instituição credenciada para a execução das atividades previstas na proposta metodológica e como diferencial de mercado. Pretende-se ainda consolidar uma interação mais sólida entre os Laboratórios de Fluidodinâmica Computacional e de Verificação e Validação em CFD e a PETROBRAS, com a realização de pesquisa aplicada e conectada com a realidade do refino de petróleo, a fim de orientar alternativas para a solução de problemas crônicos da prática industrial e avançar na direção das melhorias de desempenho dos equipamentos e processos. Destaca-se ainda que para esta Fase II há uma correlação com o projeto de infraestrutura V&VinCFD-Infra, que prevê a aquisição de um cluster computacional para processamento paralelo capaz de promover as atividades de simulação numérica em casos com complexidade geométrica como àqueles das aplicações industriais.

Descrição: O presente projeto objetiva avaliar a redução do índice de acidez de amostras de bio-óleo produzidas por craqueamento térmico de biomassa triglicérica. O método proposto consiste em realizar a esterificação dos ácidos graxos e carboxílicos presentes no bio-óleo utilizando álcool etílico anidro. Avaliar-se-á também diferentes tipos de catalisadores e relações estequiométricas entre os reagentes.

Descrição: O Projeto VIE consiste no desenvolvimento de uma metodologia de predição de vibrações induzidas por escoamento (VIE), mediante o emprego sistemático de técnicas da fluidodinâmica computacional (CFD) em ambiente de computação de alta performance, precisão e acurácia (clusters computacionais). VIE apresentam frequências que em alguns casos se aproximam das frequências naturais das estruturas que suportam os escoamentos, provocando ressonância com ampliação das vibrações em níveis que levam ao colapso das estruturas. Estes fenômenos extremos são causa, por exemplo, da ruptura de dutos que transportam petróleo dos poços nas águas profundas para as plataformas de petróleo na superfície, causando vazamentos de óleo e gás com risco às plataformas e com danos irreparáveis ao meio ambiente. Propõem-se, neste sentido, um estudo de validação de modelos preditivos de CFD, com abordagem da turbulência por simulação das grandes escalas (LES), onde uma unidade experimental em escala reduzida fornecerá base experimental para os estudos de constituição e validação dos modelos. Com os modelos validados na escala reduzida, pretende-se ampliar as aplicações para casos reais de vibrações induzidas por escoamentos, em equipamentos de grande porte da indústria de refino de petróleo, como é o caso dos trocadores de calor utilizados para recuperação energética, que operam em carga reduzida devido às vibrações. Esta metodologia, portanto, servirá de base para elaboração de diagnósticos de anomalias operacionais e que, após reconhecimento das causas das VIE, permitirá a elaboração de prognósticos com a análise de alternativas para minimização das vibrações.

Descrição: 308/2015 Craqueamento Térmico para Conversão de Biomassa Triglicérica em Hidrocarbonetos Resumo: Atualmente há uma intensificação das pesquisas em torno dos processos térmicos de conversão de biomassa, devido principalmente a possibilidade de obtenção de biocombustíveis similares aos derivados de petróleo. O craqueamento térmico de triglicerídeos apresenta-se como uma tecnologia viável, pois possibilita a produção de gasolina e óleo diesel renováveis capazes de substituir parcialmente os derivados de petróleo. Os trabalhos já desenvolvidos mostram a possibilidade de obtenção de uma fração líquida rica em hidrocarbonetos. Devido as legislações que regulam a qualidade dos combustíveis, novos desafios se apresentam na busca de respeitar os parâmetros de qualidade especificados. O enfoque que vem sendo dado a esta linha de pesquisa está direcionado ao uso de matéria-prima residual (resíduos gordurosos) para determinação de um modelo termocinético do tipo lumped que possibilita realizar estudos de scale-up do processo e, também, na caracterização físico-química da fração líquida para determinação de propriedades físicas, químicas e termodinâmicas necessárias ao cálculo de processos de downstream.

Descrição: O Projeto VIE consiste no desenvolvimento de uma metodologia de predição de vibrações induzidas por escoamento (VIE), mediante o emprego sistemático de técnicas da fluidodinâmica computacional (CFD) em ambiente de computação de alta performance, precisão e acurácia (clusters computacionais). VIE apresentam frequências que em alguns casos se aproximam das frequências naturais das estruturas que suportam os escoamentos, provocando ressonância com ampliação das vibrações em níveis que levam ao colapso das estruturas. Estes fenômenos extremos são causa, por exemplo, da ruptura de dutos que transportam petróleo dos poços nas águas profundas para as plataformas de petróleo na superfície, causando vazamentos de óleo e gás com risco às plataformas e com danos irreparáveis ao meio ambiente. Propõem-se, neste sentido, um estudo de validação de modelos preditivos de CFD, com abordagem da turbulência por simulação das grandes escalas (LES), onde uma unidade experimental em escala reduzida fornecerá base experimental para os estudos de constituição e validação dos modelos. Com os modelos validados na escala reduzida, pretende-se ampliar as aplicações para casos reais de vibrações induzidas por escoamentos, em equipamentos de grande porte da indústria de refino de petróleo, como é o caso dos trocadores de calor utilizados para recuperação energética, que operam em carga reduzida devido às vibrações. Esta metodologia, portanto, servirá de base para elaboração de diagnósticos de anomalias operacionais e que, após reconhecimento das causas das VIE, permitirá a elaboração de prognósticos com a análise de alternativas para minimização das vibrações.

Descrição: Objetivo geral desta proposta é aperfeiçoar a capacidade instrumental de alta performance dos laboratórios multiusuários nos quais são realizadas pesquisas dos programas de Pós-Graduação objetivando ampliar a produção científica e tecnológica, e por, consequência, melhorar os conceitos dos programas de Pós-Graduação na avaliação quadrienal da CAPES. Além disso, visa-se a formação de recursos humanos especializados nas áreas de atuação dos programas contribuindo para a qualidade de vida da sociedade.

Descrição: O enfoque que vem sendo dado a esta linha de pesquisa está direcionado ao uso de matéria-prima e matéria-prima residual, tanto constituída de triglicerídeos quanto de lignino-celulósicos, para determinação de um modelos termocinéticos do tipo "lump" que possibilitam realizar estudos de "scale-up" do processo e, também, na caracterização físico-química das frações líquidas para determinação de propriedades físicas, químicas e termodinâmicas necessárias ao cálculo de processos de downstream.

Descrição: Pretende-se construir benchmarks experimentais para estudos de verificação, validação e constituição de modelos de CFD, utilizados para simular numericamente os escoamentos multifásicos presentes em equipamentos industriais do refino de petróleo como Risers, Regeneradores, Ciclones, Colunas de Destilação, Linhas de Armazenamentos e de Transporte de Fluidos, Colunas de Bolhas, Jatos de Partículas e Sprays de Gotas, entre outros. E, com isso, contribuir também com o avanço científico na área mediante publicações científicas e formação de recursos humanos com qualificação necessária para o emprego sistemático das técnicas de CFD e das técnicas experimentais em estudos avançados de aperfeiçoamento e desenvolvimento de tecnologia nacional para o refino de petróleo.

Descrição: A aplicação de nanomateriais tem recebido especial atenção no mundo, pois os mesmos apresentam características desejáveis em áreas estratégicas como catálise, pigmentos, medicina, alimentos, beleza, tratamentos de superfícies, entre outros. No campo da engenharia de processos, os nanomateriais, ou nanopartículas, tem aplicação no desenvolvimento de catalisadores com altas áreas superficiais, pigmentos, alimentos, estéticos, saúde, tratamentos de superfícies, entre outros. A deposição direta de nanopartículas a partir de aerosóis, por exemplo, é uma importante ferramenta para produção de dispositivos relevantes para meio-ambiente, capacitores, sensores e aplicações biológicas e catalíticas. No entanto, o desenvolvimento de métodos de fabricação mais eficientes para produção de superfícies revestidas nanoestruturadas por deposição direta apresenta-se como tema estratégico no desenvolvimento científico e tecnológico do país. Sob este ponto de vista este projeto enquadra-se dentro das áreas de: processos de fabricação; e engenharia de processos. Além disso a produção de nanopartículas e materiais nanoestruturados é também um tópico de interesse da indústria de petróleo, pois está relacionado com o desenvolvimento de novos sensores, catalisadores, novos materiais, entre outros. Aprimorar a produção e incorporar nanomateriais nos processos de manufatura é uma necessidade tecnológica real para o avanço da indústria, visto que o mesmo proporciona a obtenção de bens com maior valor agregado e um diferencial competitivo. O Brasil ainda não possui tradição científica no tema, de relevância fundamental para o desenvolvimento da indústria nacional da nanotecnologia, e a oportunidade de interação científica com um grupo de pesquisa que ocupa posição de liderança mundial no tema, se apresenta como uma oportunidade ímpar para a inserção do país neste setor de reconhecida alta tecnologia. O principal objetivo é a determinação de condições adequadas para produção controlada de sup.

Descrição: Os estudos de fluidodinâmica computacional (CFD) aplicados aos escoamentos multifásicos presentes nas operações e processos unitários da indústria de refino de petróleo vêm avançando a largos passos na direção de tornar realidade a simulação computacional desde os tanques de petróleo até os tanques de combustíveis e derivados de petróleo (simulação ?tanque-a-tanque?). Vislumbra-se em médio prazo a possibilidade de reproduzir virtualmente uma planta de refino de petróleo e, com isso, promover estudos de melhorias e otimização de processos que considerem além dos fenômenos de transferência de calor e massa em sistemas reacionais, a complexa dinâmica dos fluidos sob condição multifásica e de turbulência, e que garanta com isso, em última análise, alta produtividade e rentabilidade para diferentes tipos de petróleo, desde os óleos leves até os óleos pesados. Entretanto, a despeito dos progressos na simulação numérica com o uso de modelos cada vez mais sofisticados e realistas mediante recursos computacionais de alto desempenho numérico, que ampliaram sobremaneira a base teórica no estudo da dinâmica dos fluidos, muito pouco foi desenvolvido na construção de uma base empírica, principalmente no Brasil, capaz de fornecer condições para a realização de estudos de validação e constituição de modelos matemáticos, condições estas, sine qua nom, para o avanço da técnica e domínio da tecnologia. Portanto, neste projeto busca-se o desenvolvimento de estudos experimentais sobre o escoamento multifásico, gás-sólido, gás-líquido e gás-sólido-líquido, orientados, assistidos e planejados por estudos de CFD, para construção de benchmarks (ou estudos de casos padrão), a fim de contribuir no preenchimento desta lacuna existente na base empírica e permitir estudos de validação e constituição de modelos, em uma perspectiva de trabalho em rede de pesquisa em CFD.

Descrição: Bolsa de Produtividade em Desenvolvimento Tecnológico e Extensão Inovadora.

Descrição: Intercâmbio científico Brasil-Alemanha de curta duração. Edital DRI/CGCI No 58/2010.

Descrição: O principal objetivo geral deste projeto está associado ao estudo experimental por meio da técnica de anemometria térmica e de anemometria ótica, e experimental-numérico de verificação e validação de modelos e métodos da fluidodinâmica computacional, no intuito de desenvolver conhecimento para melhor compreensão dos fenômenos envolvidos em escoamentos multifásicos, em especial ao escoamento gás-sólido, para o desenvolvimento de tecnologias associadas aos processos de refino de petróleo. Os objetivos específicos são: -Consolidação de uma metodologia de experimentação numérica em escoamentos multifásicos gás-sólido com base em estudos de modelagem matemática e simulação numérica em situações típicas da indústria do petróleo, tais como, dutos e ciclones e jatos de dispersão; -Desenvolvimento de uma metodologia experimental através da técnica de anemometria de fio quente (HWA) e anemometria ótica (PIV) para a caracterização da fluidodinâmica do escoamento gás-sólido; -Constituição de modelos de arraste gás-sólido e de interação sólido-sólido em escoamentos gás-sólido em dutos e ciclones com a incorporação de dados experimentais, modelos multifásicos e algoritmos de regressão numérica de parâmetros, no código CYCLO-HEXA desenvolvido pela equipe deste projeto; -Aquisição de dados experimentais do campo de escoamento para corroborar os resultados das simulações, visando o aprimoramento dos modelos de CFD utilizados atualmente, seguidos de incorporação destes no código CFX; -Aplicação de uma metodologia desenvolvida por Edwards e Marx para um spray ideal, onde uma estrutura de múltiplos pontos é usada para descrever o domínio temporal estatístico, na análise de estruturas de larga escala presentes em jatos bifásicos.

Descrição: Este projeto faz parte da rede temática de CFD da PETROBRAS e contempla as fases de Infraestrutura e Recursos Humanos na forma de termos de cooperação entre PETROBRAS-FURB-UNICAMP, para desenvolvimento de projetos de Pesquisa e Desenvolvolvimento (P&D). Tem por objetivo geral a interligação, a partir de uma abordagem interdisciplinar, de duas áreas da Engenharia Química: estudo experimental-numérico de verificação e validação de modelos e métodos da fluidodinâmica computacional; e o estudo experimental de fluidodinâmica por meio da técnica de anemometria de fio quente (HWA) e de anemometria ótica (PIV), no intuito de desenvolver conhecimento para melhor compreensão dos fenômenos envolvidos em escoamentos multifásicos, em especial ao escoamento gás líquido, para o desenvolvimento de tecnologias associadas aos processos de refino de petróleo. Pode-se citar como objetivos específicos: -consolidação de uma metodologia de experimentação numérica em escoamentos multifásicos gás-líquido. Para tal, vislumbram-se estudos de modelagem matemática e simulação numérica em situações típicas da indústria do petróleo, tais como, colunas de destilação, colunas de bolhas e spray; -desenvolvimento de uma metodologia experimental através da técnica de anemometria de fio quente (HWA) e anemometria ótica (PIV) para a caracterização da fluidodinâmica do escoamento gás-líquido; -avaliação de modelos de arraste, de transferência de calor e massa e de turbulência em escoamentos em coluna de bolhas, em colunas de destilação e em spray; -aquisição de dados experimentais do campo de escoamento para corroborar os resultados das simulações, visando o aprimoramento dos modelos de CFD utilizados atualmente.

Descrição: Apoio ao desenvolvimento de metodologia para análise de eficiência energética da Indústria Têxtil - O Caso da Karsten.

Descrição: O projeto cooperativo entre a FAPESC, FURB e UFSC, visa integrar grupos de pesquisadores atuantes na área de biocombustíveis de Santa Catarina para alavancar o desenvolvimento, produção e qualificação de biocombustívies, como o Biodiesel, no estado.

Descrição: Com a consolidação da Unidade Experimental de Dutos e Ciclones (UE-DC), o estudo experimental-numérico de validação e verificação em fluidodinâmica computacional para o escoamento multifásico gás-sólido consiste na validação de modelos de interação gás-sólido e sólido-sólido e de turbulência multifásica, e na constituição de correlações empíricas para estas interações, passíveis de incorporação nos códigos de CFD, mediante a obtenção de campos de velocidade e de fração volumétrica em escoamentos em dutos verticais e horizontais e em ciclones com anemômetro ótico do tipo PIV e anemômetro térmico aplicados em distintas seções da unidade experimental.

Descrição: No presente projeto será desenvolvido um protótipo em escala de bancada e Piloto para finalizacao de Resíduos de Estamparia. Deseja-se desta forma fazer um estudo de degradação de resíduos de estamparia(produto poluidor) em subprodutos com poder de comercializaçao. Para a presente proposta estáo envolvidas 13 estamparias associadas a AMPE, Instituto Gene e Departamento de Engenharia Química. Degradar termicamente resíduos classe I em produtos. Transformar custo em lucro. Reduçao do impacto ambiental destes resíduos em Aterros Industriais. Construçao de unidades de pirolise em escala de laboratório. Execuçao de experimentos visando amparar a construcao de uma unidade piloto com capacidade de 500 kg/h. Conversáo de resíduos em subprodutos potencialmente comercializaveis tais como alcoois, gas metano, entre outros substitutos de derivados de Petróleo.

Descrição: Pretende-se neste trabalho dar continuidade aos estudos de desenvolvimento de tecnologia de pirólise de resíduos em unidade piloto multipropósito, iniciado em 2001 com aprovação do projeto "Unidade Piloto Multipropósito para Pirólise de Resíduos", no edital FUNCITEC 2001, dando ênfase, neste novo caso, a pirólise de biomassa, tanto na forma de resíduos gordurosos para produção de gases combustíveis, quanto na de resíduos florestais para produção de produtos de química fina. Com o sucesso do projeto anterior que, além de possibilitar a construção de uma unidade piloto multipropósito, promoveu um alto índice de produção científica e tecnológica com a conclusão de 2 dissertações de mestrado (uma em Engenharia Química com a simulação para projeto da unidade e outra na Engenharia Ambiental com a análise econômica e técnica da mudança de escala de piloto para industrial, uma patente de processo e equipamento em fase de submissão, e a publicação de vários artigos científicos na área de pirólise de resíduos, pretende-se iniciar nesta nova fase o estudo particular de pirólise de resíduos gordurosos oriundos de sistemas convencionais de tratamento de efluentes industriais que atualmente são dispostos em aterros sanitários e, também, de resíduos florestais como folhas, ramos e cascas de árvores hoje dispostas diretamente no solo. E, neste sentido, pretende-se desenvolver e executar um planejamento experimental para a determinação de parâmetros térmicos e cinéticos da pirólise rápida de biomassa que possibilite estudos de ampliação de escala piloto para protótipo industrial visando a transferência de tecnologia para a sociedade, e incrementar a estrutura física da unidade piloto multipropósito para pirólise de resíduos (UPMP)com um sistema de isolamento térmico, elétrico e acústico, e com a automação da operação do equipamento e da aquisição de informação de processo.

Descrição: Projeto e construção de uma unidade piloto de pirólise de resíduos.

Descrição: Desenvolver uma metodologia para o aperfeiçoamento do projeto de colunas de destilação com pratos perfurados, para aplicação na indústria do refino de petróleo, que considere uma análise rigorosa dos fenômenos de transferência de quantidade de movimento sobre a eficiência da transferência de calor e massa. A metodologia pressupõe o desenvolvimento, a implementação numérica e a aplicação de um modelo microscópico de conservação da massa e da quantidade de movimento sob condições de escoamento turbulento, que descreva o comportamento fluidodinâmico do líquido na superfície de um prato perfurado sob influência do vapor, e a necessária corroboração da modelagem matemática com um rigoroso estudo experimental em escala de bancada.

Descrição: A meta principal deste projeto de investigação científica é desenvolver uma metodologia de aplicação das técnicas da fluidodinâmica computacional (CFD) que venha a contribuir no aperfeiçoamento da tecnologia de craqueamento catalítico do petróleo em leito fluidizado (FCC). Dentro deste contexto, pode-se delinear os seguintes objetivos específicos: Desenvolvimento e validação de um modelo fenomenológico para a simulação dos fenômenos de transferência de quantidade de movimento, calor e massa, que ocorrem nos reatores de craqueamento catalítico em leito fluidizado (RISERS de FCC). Desenvolvimento e validação de um modelo fenomenológico para a simulação do escoamento multifásico que ocorre nos separadores ciclônicos de FCC (CICLONES de FCC). Desenvolvimento e validação de um modelo fenomenológico para a simulação do escoamento multifásico que ocorre nos regeneradores de catalisador de FCC (REGENERADOR de FCC). Conduzir estudos experimentais em Unidade Piloto de Ciclones, equipada com instrumentação de alta precisão para a determinação dos campos de velocidade, pressão e de fração volumétrica das fases envolvidas. A finalidade destes estudos é subsidiar experimentalmente possíveis inovações tecnológicas, bem como subsidiar os estudos de validação dos modelos da fluidodinâmica computacional dos CICLONES de FCC. Estudos em unidade piloto de grande porte (UMP-SIX) e unidade piloto Davison Circulating Riser FCC Pilot Plant (CENPES), de craqueamento catalítico com carga (gasóleo pesado), catalisador e condições operacionais idênticas às industriais, com a finalidade de subsidiar informações de inovação tecnológica para a área industrial de projetos, bem como fornecer dados e informações para o modelo fluidodinâmico e cinético de RISER de FCC. Diagnóstico de RISER industrial. Compreende o estabelecimento de um acordo de transferência de tecnologia entre a ELF ANTAR FRANCE e a PETROBRAS, no que tange a tomografia, amostragem e momentum probe Desenvo.