Neste projeto solicitamos recursos para a realização da quinta edição da Conferência Internacional CMAS South America, a qual acontecerá na cidade de São Paulo, de 5 a 7 de junho de 2024, de forma presencial. Haverá ainda, como nos eventos anteriores desta conferência, treinamento em modelagem de qualidade do ar. Entre os dias 1 e 4 de junho será oferecido um treinamento com diferentes modelos numéricos (Modelos CMAQ, SMOKE e CFD) e no dia 8 de junho acontecerá o treinamento com os modelos MUNICH e Street-in-grid. O CMAS (Community Modeling and Analysis System) é uma comunidade científica internacional dedicada a estudos ambientais e modelagem de qualidade do ar. Ele é liderado pelo Institute for Environment da Universidade da Carolina do Norte (UNC) em Chapel Hill, Estados Unidos da América (EUA). Nos EUA, há 22 anos, acontece anualmente o evento The Annual CMAS Conference voltado para a Comunidade científica de todos os continentes, interessada em Modelagem numérica da qualidade do ar (www.cmascenter.org) com apresentação de trabalhos e realização de treinamento em modelagem com SMOKE e CMAQ. Os modelos SMOKE e CMAQ, são os modelos recomendados pela EPA-EUA para tratar poluentes secundários, como o ozônio e MP2,5. Assim como, estas são as ferramentas recomendadas no Brasil para melhoria da qualidade do ar a partir da compreensão da formação dos poluentes secundários. (AU)

O projeto E-Merge, "Estudo multidisciplinar da Elevação de Rio Grande: Exploração sustentável de recursos minerais" é um projeto aprovado pela Finep (Financiadora de Estudos e Projetos), MCTI (Ministério da Ciência e Tecnologia do Brasil). Este projeto é a continuidade do projeto concluído da FAPESP "Marine E-Tech elements" (processo 2014/50820-7). O Workshop "Workshop inicial do projeto E-Merge" é um evento científico que pretende integrar as pesquisas atualmente em desenvolvimento por pesquisadores das instituições participantes do Projeto Temático FAPESP "Marine ferromanganese deposits: a major resource of E-tech elements" (processo 2014/50820-7), e futuros projetos que estão começando como o projeto E-Merge e futuras propostas como Belmont Forum, FAPESP, e outras entidades como Petrobras. Os pesquisadores se reunirão para apresentar os resultados obtidos nos últimos anos de duração do Projeto Temático, pesquisas que estão sendo feita ao momento nos dados e amostras obtidas pelo projeto e como discutir novos rumos na condução de pesquisas e projetos futuros. Além disso, o evento será uma iniciativa de abordagem multidisciplinar sobre a exploração de depósitos ferromanganesíferos em mar profundo e será aberto à órgãos externos que podem vir a se beneficiar do conteúdo tratado no evento, como pesquisadores, alunos de graduação e pós-graduação e funcionários de órgãos governamentais externos ao Projeto Temático. O evento ocorrerá por quatro dias seguindo uma programação que incluirá (1) palestras de pesquisadores renomados sobre as principais temáticas em torno da exploração de depósitos ferromanganesíferos em mar profundo, sobretudo nas áreas de estudo de Rio Grande Rise; (2) apresentações orais e de pôster sobre as pesquisas concluídas e em andamento; e (3) formação de grupos de trabalho para novos direcionamentos na pesquisa e novas publicações sobre dados e amostras obtidos. (AU)

Uma das tecnologias de energias renováveis que vem sendo bastante explorada internacionalmente é a de Plantas CSP (Concentrated Solar Power). Nestas plantas a concentração da radiação solar é aproveitada para gerar calor e, com esta energia térmica, gerar eletricidade e aproveitamento térmico em cogeração. No entanto, a falta de continuidade da radiação solar e o elevado custo da eletricidade produzida por centrais CSP, são duas barreiras significativas que comprometem uma maior implantação comercial. Há muitos fatores que podem contribuir para alcançar a redução do custo exigido, enquanto a aplicação da relação custo-benefício de sistemas de hibridização de energia térmica ainda é o ponto chave para superar a descontinuidade da radiação solar, porque esses sistemas permitirão a produção de eletricidade quando a radiação solar não está disponível. A melhor despachabilidade da planta, isto é, a capacidade da central CSP para atender o perfil da demanda de eletricidade, seria assim alcançada. Em centrais de tecnologia CSP o bloco onde a energia térmica é convertida em energia elétrica, o chamado Bloco de Potência, agrega um sistema que faz a conversão da energia térmica em energia mecânica para a posterior geração de energia elétrica, com cogeração de calor, e a Solinova desenvolveu um Bloco de Potência Híbrido para plantas CSP. Comumente se aplicam turbinas a vapor ou a gás como equipamentos de conversão de energia térmica, mas o projeto que a Solinova desenvolveu está focado em aplicações para a agroindústria e os agronegócios pequenos e médios, e optamos pela utilização de motor a vapor como equipamento conversor de energia térmica em mecânica. Turbinas a vapor, ou a gás, tem manutenção mais cara e muito mais especializada do que motores a vapor, podendo ser feita por pessoal menos qualificado e que tenha experiência em motores a explosão. Turbinas a vapor requerem uma quantidade e qualidade de vapor que só se consegue com equipamentos apropriados para a produção de enormes quantidades de vapor a alta pressão e temperatura exigindo, mais uma vez, mão de obra especializada e cara, com requisitos de trabalho em caldeiras e fornalhas com atendimento às normas de segurança de vasos de pressão e suas respectivas certificações. Projetado para receber vapor à pressão de 20 bar, o motor opera com maior eficiência, o gerador de vapor se integra às variações de radiação solar e o resultado é um conjunto extremamente versátil para aplicações em agroindústrias que se utilizem de calor e eletricidade em processos produtivos tais como laticínios, frigoríficos, matadouros, secagem de grãos e ervas, folhas, e sementes, processamentos de óleos, criações de animais, aves etc., podendo ser acopladas a sistemas de tratamento de água, dessalinização, tratamento de efluentes e uma imensa gama de aplicações. (AU)

Nosso objetivo de longo prazo é contribuir significativamente para o avanço das metodologias utilizadas para produzir energia limpa e alcançar a neutralidade de carbono na indústria de óleo e gás. O objetivo específico desta proposta SPRINT é semear novos projetos de pesquisa para explorar novas tecnologias e infraestrutura em ambientes offshore de águas profundas atualmente em vigor no Brasil e nos EUA para atingir esse objetivo de longo prazo. Nossa abordagem técnica está na integração de dados, modelos e processos para obtenção de estratégias de produção otimizadas na exploração de hidrocarbonetos. Nossas principais contribuições derivam de inovações em (1) monitoramento de ambientes oceânicos usando dados em tempo real adquiridos por meio de dispositivos de flutuação e veículos autônomos submarinos; (2) modelagem e simulação de escoamentos; (3) otimização do sistema para armazenamento CCUS e H2; e (4) caracterização rápida do reservatório usando inteligência artificial. (AU)

As minirredes de distribuição vêm ganhando importância em virtude da busca por sistemas de distribuição cada vez mais ativos e inteligentes. Ainda não existe um consenso na literatura no que diz respeito à metodologia ótima para o gerenciamento de minirredes conectadas ou isoladas, dada a diversidade de cenários operacionais e a precariedade de padronizações.O objetivo principal deste trabalho é o desenvolvimento de pesquisas na área de redes inteligentes de eletricidade, com foco em minirredes de distribuição de baixa tensão para aplicações em sistemas interligados e isolados. O estudo das minirredes inteligentes visa à obtenção de conhecimento teórico e prático das variáveis que afetam o desempenho destes tipos de sistemas, operando tanto em condição isolada quanto interligada à rede elétrica convencional.A adoção de minirredes aliadas a sistemas híbridos de geração de energia elétrica constitui uma forte alternativa para o atendimento de comunidades isoladas e também uma opção viável para a inserção de geração distribuída na rede convencional no Brasil. O dimensionamento ótimo da minirrede, levando em consideração diversos agentes que influenciam seu desempenho (sistema híbrido de geração, sistema de armazenamento, estratégia de operação, e gerenciamento pelo lado da demanda), reduz o custo de operação do sistema, sem prejudicar sua confiabilidade.A utilização de minirredes interligadas com o sistema convencional de geração pode ajudar a reduzir significativamente as perdas envolvidas com a transmissão e distribuição de energia e pode amortecer a curva de demanda em horários de pico, postergando a necessidade de expansão do sistema convencional e aumentando a confiabilidade no fornecimento.No âmbito dos sistemas isolados, as minirredes híbridas c.a.-c.c. são fundamentais para o atendimento de eletrificação rural, assunto de suma importância econômica e ambiental, onde as fontes energéticas renováveis de disponibilidade local, incluindo sua predição e eventual complementariedade, bem como os sistemas de armazenamento em diversas formas e tipos, desempenham um importante papel no fornecimento de energia confiável e de qualidade. Ainda neste aspecto, há necessidade de uma regulamentação adequada.Dentro deste escopo está a ampliação e a consolidação da infraestrutura do Laboratório de Sistemas Fotovoltaicos (LSF) do Instituto de Energia e Ambiente (IEE) da Universidade de São Paulo (USP) para a pesquisa e capacitação de recursos humanos em minirredes inteligentes de distribuição de eletricidade energizadas por sistemas híbridos de geração, utilizando as fontes solar fotovoltaica, eólica e armazenamento em banco de baterias. Este trabalho vem sendo realizado há alguns anos pelo LSF/IEE/USP, e pretende-se intensificá-lo, melhorando as condições de pesquisa e capacitação no LSF.O estudo contempla a avaliação das estratégias de operação mais adequadas para utilização em sistemas híbridos e a busca de figuras de mérito para caracterizar a viabilidade de projeto e instalação de minirredes para fins de teste, sua monitoração contínua, ensaios para simulação de situações de interesse e dos componentes do sistema, diferentes estratégias de despacho e cenários de demanda. (AU)

A TECCER vem investindo esforços em uma nova área de inovações de novos materiais para baterias avançadas. Por meio da absorção de conhecimentos desenvolvidos por pesquisadores de grupos de P&D em baterias nas Universidades e Institutos de Ciência e Tecnologia, a TECCER está desenvolvendo rotas piloto de produção de novos materiais para diferentes aplicações em sua mini planta piloto instalada para a produção de materiais ativos de PbC-Supercapacitor, voltadas à indústria nacional de bateria de chumbo ácido. Estes novos materiais ativos, aplicados tanto para as placas negativas como para as positivas, permitem que as baterias funcionem em estágio parcial de carga com o aumento da vida útil, necessário para as novas demandas em baterias avançadas acopladas a energias renováveis. Esses materiais também aumentam a aceitação de carga das baterias de chumbo ácido necessária para o uso em sistemas de freios regenerativos dos novos carros híbridos que serão lançados no Brasil. Para a produção desses novos materiais, a TECCER utilizará a rota da incorporação de nanocompósitos com base em carbono e óxido de nióbio. Esses novos materiais ativos evitam a sulfatação das placas negativas com consequente aumento da sua vida útil, aumentam consideravelmente a aceitação de carga para demandas conhecidas como cargas rápidas, com melhor eficiência energética por meio do aumento da área eletroquimicamente ativa, e agem como um supercapacitor. São vários os desafios para as a rotas de desenvolvimentos, entre eles: i) eliminar contaminantes metálicos na superfície do carbono; ii) sintetizar grupos funcionais de superfície; iii) aumentar os sobrepotenciais de evolução de hidrogênio; iv) aumentar a condutividade eletrônica da massa ativa; v) aumentar a capacitância; vi) aumentar os tamanho dos poros no carbono; vii) melhorar a afinidade do carbono pelo chumbo; viii) avaliar a interação com o componente orgânico da mistura do expansor em placas negativas; iv) avaliar a molhabilidade pela solução eletrolítica aquosa; x) aumentar a área eletroquimicamente ativa. O problema relatado desses novos materiais ativos com carbonos nanométricos é o aumento da evolução de gás H2, especialmente na placa negativa. Sendo assim, uma etapa importante do desenvolvimento é a adição de nanopartículas de óxidos metálicos inibidores dessas reações indesejáveis, como por exemplo os de nióbio. Esses materiais podem ainda exibir 'Pseudocapacitância' e participar nos processos eletroquímicos para gerar incrementos na interação química entre o chumbo e o nanocarbono. A TECCER usará a estratégia de desenvolver esses produtos de tal forma que possam ser adaptados à produção latino-americana de baterias, com o propósito de abrir o mercado nacional tanto para a venda de aditivos como para transferências tecnológicas. (AU)

O crescimento da mini e da microgeração distribuída nos sistemas de distribuição de energia elétrica tem exigido que as práticas de planejamento e de operação desses sistemas sejam reavaliadas para garantir a manutenção dos índices da qualidade e da eficiência na distribuição da energia elétrica. A primeira linha de ação quanto à instalação de geração distribuída é identificar os impactos e desenvolver medidas para mitigar possíveis efeitos negativos. Dentre esses impactos, é preciso observar a influência da geração distribuída nas tensões nodais em regime permanente, perdas elétricas decorrentes do desequilíbrio das tensões e correntes, e distorções harmônicas. Além desses fatores, é necessário avaliar quais são os impactos das fontes de geração distribuída nas proteções contra ilhamentos e curtos-circuitos nas redes de distribuição. Dentro deste contexto, este projeto de pesquisa visa desenvolver métodos para análise de redes de distribuição com geração distribuída e propor soluções modernas para lidar com potenciais impactos negativos, analisando-se todos os fatores previamente mencionados e alinhando-se ao conceito das Smart Grids. Espera-se que os resultados deste projeto orientem distribuidoras e proprietários de geradores distribuídos na promoção da expansão das fontes renováveis, na mitigação de possíveis problemas decorrentes da operação dessas fontes e no aproveitamento das mesmas para melhorar o desempenho das redes de distribuição de energia elétrica. (AU)

Em 2016, o Acordo de Paris foi assinado por 196 países para reunir esforços para limitar o aquecimento global a 1,5° C. Para atingir esses objetivos, os países necessitam de um plano para mitigar suas emissões. Geralmente, esse plano está conectado a um processo de transição energética. Ou seja, afastar-se do fornecimento de energia dominada pelos combustíveis fósseis para uma mais renovável. No entanto, essa mudança para um suprimento de energia renovável, como solar ou eólica, não deixa de ter seus desafios. Outra estratégia de mitigação é combinar o processo de Captura e Armazenamento de Carbono (CCS) com a geração de energia de combustíveis fósseis. Dessa forma, a colaboração reunirá equipes de pesquisa da Universidade de Queensland (UQ) e da Universidade de São Paulo (USP), as quais têm como objetivo comum oferecer uma série de atividades colaborativas para identificar e investigar o papel do gás natural combinado ao CCS na transição energética. Um elemento único do projeto será o de examinar novas maneiras de investigar as dimensões sociais de tal transição. Desenvolvimento de métodos para comparar como várias partes interessadas de todo o Brasil e Austrália valorizam o papel do gás com o CCS na transição. Com isso, fornecerá novas ideias sobre o que é necessário para alcançar a transição energética e desenvolver um futuro energético sustentável. (AU)

A necessidade de redução da poluição global contribuiu para o desenvolvimento de fontes de energia renováveis, como o etanol e o biogás. O etanol brasileiro é produzido de maneira sustentável, mas o processo produtivo gera grandes quantidades de sub-produtos, como a vinhaça, torta de filtro e o melaço. A aplicação da vinhaça in natura na agricultura por meio do processo chamado de fertirrigação é comum no Brasil. Com a perspectiva de controle ambiental e sustentabilidade energética, intensificaram-se novas propostas de soluções biotecnológicas para o tratamento da vinhaça e de outros subprodutos da produção de etanol, visando à produção de biogás. Neste trabalho será estudado uma configuração de reatores anaeróbios pouco explorada, composta por dois reatores anaeróbios de fluxo ascendente com manta de lodo (UASB), em série, com o separador de fases não convencional, na forma de Y, com ângulo de 45° em relação à vertical. Serão testados três sistemas de tratamento, em paralelo: Sistema I (UASB - R1 e R2) - co-digestão anaeróbia da vinhaça e melaço de cana-de-açúcar na safra e digestão do melaço na entre-safra e sistemas II e III (UASB - R3 e R4 e UASB - R5 e R6) - digestão anaeróbia do melaço. Os reatores UASB de ambos os sistemas serão submetidos ao aumento gradual da carga orgânica volumétrica (COV) e ocorrerá recirculação do efluente do R2. Para a suplementação de nitrogênio (N) e fósforo (P) será estudado uma nova estratégia, que consiste na utilização da torta de filtro, um subproduto da produção de açúcar, no afluente dos sistemas I, II e III. O efluente do sistema III, antes da recirculação será submetido ao processo de oxidação avançada Fenton (Fe2+/H2O2), para a melhoria da biodegradabilidade e diminuição da toxicidade. Nas condições de maiores COV e produção de metano, a microbiota do lodo dos reatores será caracterizada utilizando sequenciamento de última geração (Illumina HiSeq 2500). Com estas estratégias, espera-se a obtenção estável e contínua de metano nos reatores UASB, proporcionando soluções importantes para a reutilização de subprodutos da produção de etanol, um importante setor Brasileiro. (AU)

O hidrogênio pode ser considerado com uma importante alternativa de energia limpa e matéria-prima no mundo moderno. No entanto, os benefícios ambientais estão ligados ao seu processo de produção. A obtenção de hidrogênio verde, a partir do processo de eletrólise da água (water splitting), é apontada como uma solução sustentável para as próximas décadas. Embora esse processo pareça simples, a reação de oxidação da água é a grande limitante, pois é tanto termodinamicamente (E0 = -1,23 V vs NHE) quanto cineticamente desfavorável e, portanto, requer um catalisador. O desenvolvimento de catalisadores eficientes, de baixo custo e alta estabilidade ainda é um grande desafio para comunidade científica e para as grandes corporações. Diante desse cenário, a grande motivação desse projetivo é a melhoria do desempenho de catalisadores a base de cobalto-azul da Prússia em reação de oxidação de água. Para isso pretendemos usar as seguintes estratégias: controle morfológico e nanoestruturação das partículas, criação de defeitos e avaliação da influência de diferentes substratos nas propriedades dos catalisadores. Como resultados esperados, pretendemos avançar na compreensão dos mecanismos de reação de oxidação de água por derivados do azul da Prússia e buscamos compreender como a morfologia, a criação de defeitos, a nanoestruturação e o tipo de substrato afetam o desempenho desses catalisadores frente a oxidação da água. Com isso, pretendemos aumentar os valores de turnover frequency (TOF(oxidação de água/Co-PB)) que hoje são na faixa de 10-3 para 10-2 ou até mesmo 10-1. Ou seja, queremos aumentar de 10 a 100 vezes os valores de TOF para os derivados de Co-PB. Por fim, esperamos produzir avanços significativos e alto impacto na área de oxidação de água. (AU)