https://hdl.handle.net/1884/39841 Fri, 12 Jun 2026 03:28:04 GMT 2026-06-12T03:28:04Z https://hdl.handle.net/1884/102118 Further development of the tarcom burner nozzle with regard to reduce NOx emissions Resumo: Atualmente, os poluentes atmosféricos se tornaram uma grande preocupação devido aos seus impactos na saúde e meio ambiente. Sistemas de purificação do ar são necessários em diversas atividades industriais para reduzir a emissão desses poluentes. A oxidação térmica é um exemplo para o controle da poluição do ar e consiste, tipicamente, em um processo de combustão. De forma a obter um melhor entendimento do processo de combustão, modelos computacionais de dinâmica dos fluidos podem ajudar a prever esse processo, servindo como base para a otimização do desempenho dos sistemas de combustão. Nesse contexto, o objetivo dessa dissertação é de desenvolver um design para o equipamento TARCOM Burner utilizado no Ecopure®TAR. A metodologia foi construída e validada com base em casos como um fluxo em um canal, um fluxo com recirculação e uma câmera de combustão com um fluxo com recirculação. OpenFOAM® (Open Field Operation and Manipulation) é um software de código aberto utilizado nessa dissertação para a validação dos casos e para a simulações dos injetores e do Ecopure®TAR. A metodologia é uma ferramenta importante para prover resultados de forma consistente e para entender os efeitos causados pela dinâmica dos fluídos. A posição do swirler e dos injetores tem grandes influências no processo de combustão e a geometria dos injetores e o seu ângulo possuem efeitos nas zonas de recirculação e na estabilização da chama.; Abstract: World-wide, the air pollution became a concern due its adverse impacts on the health and environment. Air purification systems are necessary for the industrial activities in order to reduce the pollutants emissions. Thermal oxidation is one example for an air pollution control that consist, typically in a combustion process. In order to have a better understanding of the combustion process, Computational Fluid Dynamics models can provide an overall prediction of this process, serving as a base for the optimization of the combustion system performance. In this context, the aim of this thesis is to develop a set up for the TARCOM burner for the Ecopure®TAR installations. The methodology was built up based on validation cases such as channel flow, swirl flow and a swirl burner. OpenFOAM® (Open Field Operation and Manipulation) is a free, open-source software used in this thesis for the validation cases and for the Ecopure®TAR and nozzles simulation. The methodology is an important tool to provide consistent simulation results and to understand the effects at the fluid dynamics. The swirler and nozzles position have an influence on the combustion process and the nozzle's geometry and angle effect on the recirculation zone and flame stabilization.; Zusammenfassung: Weltweit wurde die Luftverschmutzung aufgrund ihrer negativen Auswirkungen auf Gesundheit und Umwelt zu einem Problem. Luftreinigungssysteme sind für die industriellen Aktivitäten notwendig, um die Schadstoffemissionen zu reduzieren. Die thermische Oxidation ist ein Beispiel für eine Luftreinigung, die typischerweise in einem Verbrennungsprozess besteht. Um ein besseres Verständnis des Verbrennungsprozesses zu erhalten, können Computational Fluid Dynamics-Modelle eine Gesamtvorhersage dieses Prozesses liefern, die als Grundlage für die Optimierung der Leistung des Verbrennungssystems dient. In diesem Zusammenhang ist das Ziel dieser Arbeit die Entwicklung eines Setups für den TARCOM-Brenner für die Ecopure®TAR-Anlagen. Die Methodik wurde auf der Grundlage von Validierungsfällen wie Kanalströmung, Drallströmung und einem Drallbrenner aufgebaut. OpenFOAM® (Open Field Operation and Manipulation) ist eine freie, quelloffene Software, die in dieser Arbeit für die Validierungsfälle und für die Ecopure®TAR- und Düsensimulation verwendet wird. Die Methodik ist ein wichtiges Werkzeug, um konsistente Simulationsergebnisse zu liefern und die Auswirkungen auf die Strömungsdynamik zu verstehen. Die Position des Drallkörpers und der Düsen hat einen Einfluss auf den Verbrennungsprozess und die Geometrie der Düse sowie die Winkelwirkung der Düse auf die Rezirkulationszone und die Flammenstabilisierung. Orientador: Profa. Dra. Arislete Dantas de Aquino (UFPR); Coorientador: Prof. Klaus Fischer (USTTUT); Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Meio Ambiente Urbano e Industrial, em convênio com o Serviço Nacional de Aprendizagem Industrial do Paraná (SENAI-PR) e a Stuttgart Universität (USTUTT). Defesa : Curitiba, 29/03/2021; Inclui referências Fri, 01 Jan 2021 00:00:00 GMT https://hdl.handle.net/1884/102118 2021-01-01T00:00:00Z https://hdl.handle.net/1884/98065 Análise da gestão de resíduos sólidos do Restaurante Universitário do Centro Politécnico da Universidade Federal do Paraná e suas destinações Resumo: Toda a preparação de alimento gera grandes quantidades de resíduos sólidos, principalmente por causa do desperdício, vinculados aos erros de planejamento e da conscientização dos comensais. A grande maioria destes resíduos são destinados a aterros ou até mesmo a lixões, gerando impactos negativos econômicos, sociais e ambientais. Os Restaurantes Universitários (RU) da Universidade do Federal do Paraná (UFPR) desde 1960 se propõe a oferecer três refeições com preços subsidiados. O objetivo do estudo foi uma análise da gestão dos resíduos sólidos do RU Centro Politécnico (RU-CP), a fim de propor melhorias, visto que o estabelecimento, não apresenta um Plano de Gerenciamento de Resíduos Sólidos (PGRS) e pode ser considerado o maior gerador de resíduos orgânicos do campus. Para isso o RU-CP foi dividido em quatro locais de geração de resíduo a cozinha, o local de lavagem de cubas do buffet e panelas, o local de lavagem das bandejas e os locais de higienização das mãos e banheiros. Todos estes resíduos eram separados na fonte em orgânicos próprios para alimentação de suínos e impróprios, rejeitos e recicláveis. Quanto ao destino, os orgânicos impróprios para suínos e os rejeitos eram enviados para o aterro sanitário, os recicláveis eram recolhidos por associação de catadores, enquanto os orgânicos próprios para os suínos eram coletados por uma empresa que os ofertava como alimento para os animais. Foram feitas duas quantifciações com o intuito de observar a diferença entre o movimento do período de greve e durante o período normal de aulas. No período da grave foram feitos 25 dias de quantificação, nestes dias a média diária de usuários foi de 3.399 e a média de resíduos por pessoa ficou em 0,231 kg por dia. No período de aulas a quantificação durou 5 dias, sendo atendidas em média 5.017 pessoas, as quais produziram em média 0,225 kg de resíduos por dia. Em ambos os períodos de quantificações o local de maior geração de resíduo foi a o local da lavagem de cubas e panelas, seguido pela local de lavagem das bandejas, logo a cozinha e por último os locais de higienização das mãos e banheiros. Em relação à destinação o RU-CP, 85% dos seus resíduos são enviados para a alimentação de suínos, 12,8% para o aterro e 2,2% para a reciclagem. Da parcela destinada para o aterro, 43,6% são rejeitos, compostos por papel toalha, papel higiênico e guardanapos, 56,4% são os resíduos orgânicos impróprios para suínos. Estes resíduos orgânicos impróprios para suínos poderiam ser encaminhados para a compostagem, para isso seria necessários cerca de 5 m2 de leira. Para a redução dos resíduos orgânicos e do desperdício, aconselha-se ações de não geração, com campanhas mais frequentes de conscientização da comunidade acadêmica, treinamento dos funcionários, revisão do per capita das receitas de cada alimento, a fim de evitar um superdimensionamento das refeições; Abstract: All food production in kitchens generates significant amounts of solid waste, primarily due to inefficient plannig and a lack of user awareness. Much of this waste is sent to landfills, economic impacts, social and environmental. The University Restaurants of Federal University of Paraná (UFPR) since 1960, it has proposed offering three meals at subsidized prices. The focus of the study was an analysis of solid waste management at the RU Centro Politécnico (RU-CP), to propose improvements, since the establishment does not have a Solid Waste Management Plan (PGRS) and can be considered the largest generator of organic waste on campus. To carry out this research, the RU-CP plant was divided into four (4) waste generation points: the kitchen; the place where buffet sinks and pans are washed, the place where trays are washed and hand hygiene areas and bathrooms. All these wastes were separated at the point of production: in organics suitable for pig feed and unsuitable, rejects and recyclables. Which had the following destinations: organics unsuitable for pigs and rejects go to the landfill, recyclables are collected by an association of collectors and organic products suitable for pigs are collected by a company that offers them as food for the animals. Two measurements were taken to observe the difference between the movement of the RU-CP during the strike and during the class period. During the first, there were 25 days of measurement coinciding with the strike, during these days the daily average of users was 3,399 and the average waste per person was 0.231 kg per day. The second measurement was made during the class period and lasted 5 days, serving an average of 5,017 people, who produced an average of 0.225 kg of waste per day. During the two measurements, the point that generated the most residue was washing vats and pans, followed by washing trays, the kitchen and hand hygiene areas and bathrooms. To reduce organic waste, it is advisable to promote awareness campaigns among the academic community against more frequent waste and employee training are recommended to avoid oversizing meals. Regarding the destination of RU-CP, 85% of its waste is sent to pig feed, 12.8% of waste to landfill and 2.2% to recycling. Of the portion destined for landfill, 43.6% is waste, consisting of paper towels, toilet paper and napkins, 56.4% is organic waste unsuitable for pigs. To reduce organic waste and waste, nongeneration actions are recommended, with more frequent awareness campaigns for the academic community, employee training, and review of the per capita recipes for each food item, in order to avoid oversizing meals Orientadora: Dra. Myriam Lorena Melgarejo Navarro Cerutti; Banca: Myriam Lorena Melgarejo Navarro Cerutti (Presidente da Banca), Thamiris Renata Martiny e Maria Cristina Borba Braga; Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Meio Ambiente Urbano e Industrial em parceria com Univessität Stuttgart, Alemanha e SENAI-PR. Defesa: Curitiba, 30/05/2025; Inclui referências Wed, 01 Jan 2025 00:00:00 GMT https://hdl.handle.net/1884/98065 2025-01-01T00:00:00Z https://hdl.handle.net/1884/97911 Potencial de uso de lodo de esgoto como matriz energética alternativa Resumo: Os centros urbanos e industriais apresentam elevada dependência de combustíveis fósseis, os quais constituem uma das principais fontes antrópicas de emissão de gases de efeito estufa. Uma alternativa para amenizar esse problema seria aproveitar o potencial energético do carbono contido nos resíduos, especialmente no lodo gerado no tratamento de esgoto. Em vez de descartar esse lodo em aterros, é possível transformá-lo em fonte de energia, reduzindo impactos ambientais e contribuindo para uma matriz energética mais sustentável. Esse estudo foi realizado com o objetivo de avaliar o potencial de energia contido no lodo de esgoto gerado em reatores anaeróbios, posteriormente secos em um equipamento de secagem térmica de uma estação de tratamento de esgoto de Curitiba, Paraná, Brasil. Verificou-se que o lodo nessas condições apresenta Poder Calorífico Inferior (PCI) de 11,263 MJ.kg-1 (2.690,235 kcal.kg-1), ordem de grandeza similar de outros combustíveis sólidos usualmente utilizados como lenha e bagaço de cana. Realizou-se também um comparativo dos potenciais de energia e produção entre o lodo de esgoto, objeto do estudo, e o carvão mineral, combustível fóssil de origem não renovável. A recuperação energética de todo o lodo gerado no Estado do Paraná poderia suprir aproximadamente 19,25% da energia atualmente proveniente da queima de carvão mineral. Além disso, o aproveitamento energético desse lodo tem o potencial de evitar a emissão de cerca de 75.730 toneladas de CO equivalente por ano, contribuindo para o cumprimento das metas dos Objetivos de Desenvolvimento Sustentável (ODS) da Organização das Nações Unidas (ONU); Abstract: Urban and industrial centres are highly dependent on fossil fuels, which are one of the main anthropogenic sources of greenhouse gas emissions. An alternative to alleviate this problem would be to harness the energy potential of the carbon contained in waste, especially the sludge generated in sewage treatment. Instead of disposing of this sludge in landfill sites, it could be turned into an energy source, reducing environmental impacts and contributing to a more sustainable energy matrix. This study was carried out with the aim of evaluating the energy potential contained in sewage sludge generated in anaerobic reactors and subsequently dried in thermal drying equipment at a sewage treatment plant in Curitiba, Paraná, Brazil. It was found that sludge under these conditions has a Lower Calorific Value (LCP) of 11.263 MJ.kg-1 (2,690.235 kcal.kg-1), a similar order of magnitude to other solid fuels commonly used, such as firewood and sugarcane bagasse. A comparison was also made of the energy and production potential between sewage sludge, the object of the study, and coal, a fossil fuel of non-renewable origin. Energy recovery from all the sludge generated in the state of Paraná could supply approximately 19.25 per cent of the energy that currently comes from burning coal. In addition, the use of energy from this sludge has the potential to prevent the emission of around 75,730 tonnes of CO equivalent per year, helping to meet the targets of the United Nations (UN) Sustainable Development Goals (SDGs) Orientadora: Profa. Dra. Regina Weinschutz; Coorientador: Prof. Dr. Carlos Itsuo Yamamoto e Dr. Gustavo Rafael Collere Possetti; Banca: Regina Weinschutz (Presidente da Banca), Cleverson Vitorio Andreoli e Alexandre Claus; Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Meio Ambiente Urbano e Industrial. Defesa : Curitiba, 23/04/2025; Inclui referências Wed, 01 Jan 2025 00:00:00 GMT https://hdl.handle.net/1884/97911 2025-01-01T00:00:00Z https://hdl.handle.net/1884/101498 Avaliação de solos da bacia hidrográfica do Rio Bacacheri – Curitiba/PR – frente ao potencial de contaminação por combustíveis automotivos Resumo: Várias cidades brasileiras possuem postos de combustíveis antigos com histórico de vazamento. Com o intuito de avaliar o potencial de contaminação frente a derramamento de combustíveis automotivos na Bacia Hidrográfica do Rio Bacacheri – Curitiba/PR – foram coletadas amostras, deformadas e indeformadas, em quatro pontos selecionados com base no mapa de tipos de solo da região. Ensaios de análise granulométrica, massa específica, permeabilidade e absorção por capilaridade permitiram comparar a influência do tipo de solo e da umidade na capacidade de retenção volumétrica máxima de combustível, bem como possibilitaram estimar o volume de solo necessário para reter um determinado vazamento antes que substâncias tóxicas, como o benzeno, atinjam o corpo hídrico. A retenção de óleo diesel foi semelhante a da gasolina, enquanto o etanol apresentou comportamento mais próximo ao da água. A umidade foi o parâmetro mais determinante na capacidade de absorção de combustíveis, quanto maior o teor de água no solo, maior a resistência do fluido para migrar através do meio poroso, principalmente no caso de combustíveis apolares e insolúveis como é o caso da gasolina e do óleo diesel; Abstract: Several Brazilian cities have old gas stations leaky history. In order to assess the potential for forward contamination pouring automotive fuels in the River Basin Bacacheri - Curitiba / PR - samples were collected, disturbed and undisturbed on four points selected based on the map of soil types in the region. Particle size analysis tests, density, permeability and wicking possible to compare the influence of soil type and moisture in the maximum fuel volumetric holding capacity and made it possible to estimate the volume of soil required to hold a certain leak before substances toxic, such as benzene, reach the water body. The retention was similar to diesel gasoline, whereas ethanol showed behavior closer to that of water. The humidity was the most decisive factor in the fuel absorption capacity, the higher the water content in the soil, the more fluid resistance to migrate through the porous medium, especially in the case of non-polar and insoluble fuels such as gasoline and diesel oil Orientador: Profa. Dra. Regina Maria Matos Jorge; Coorientadora: Profa. Dra. Regina Weinschutz; Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Meio Ambiente Urbano e Industrial. Defesa : Curitiba, 24/02/2015; Inclui referências Thu, 01 Jan 2015 00:00:00 GMT https://hdl.handle.net/1884/101498 2015-01-01T00:00:00Z