Avaliação dos Caudais de Ar Novo Garantidos por Sistemas de Ventilação Natural ou Híbrida em Edifícios Escolares

O cumprimento dos caudais de referência impostos pela nova situação regulamentar contribui para custos de energia elevados em edifícios escolares. Daí a importância de fazer um estudo aprofundado de como a ventilação natural ou híbrida pode contribuir para reduzir esses custos. É neste âmbito que se enquadra o presente trabalho, cujo objectivo é a avaliação dos caudais de ar novo garantidos por sistemas de ventilação natural ou híbrida em edifícios escolares. Avaliou-se a contribuição da ventilação natural para o caudal de ar novo. Fez-se uma análise dos modelos que descrevem a ventilação natural que permitem obter uma estimativa da área das aberturas nas fachadas, a partir de cada estratégia da mesma (efeito da diferença de temperaturas, do vento e da sua acção conjunta). Apresentam-se duas metodologias de estimativa das áreas das aberturas nas fachadas do edifício, através da ventilação natural. A primeira consiste na utilização de uma ferramenta de cálculo simplificado ClassVent, disponibilizada no regulamento de ventilação para edifícios escolares aos projectistas ingleses, BB101 (Building Bulletin 101). Na segunda recorre-se a um modelo empírico (The Britsh Standard Method), para desenvolver um software simplificado (Ventilação Natural), que foi elaborado em linguagem Visual Basic pela autora.

Edifícios Inteligentes e a Domótica Proposta de um Projecto de Automação Residencial utilizando o protocolo X-10

Neste trabalho faz-se um estudo sobre o conceito edifício inteligente, onde se incluem as tecnologias que permitem a gestão de todos os recursos habitacionais (domótica). Para melhor compreender o assunto, inicialmente define-se o conceito edifício inteligente de acordo com várias instituições e personalidades, seguido de uma breve revisão histórica e o levantamento dos casos existentes a nível internacional. Faz-se uma análise sobre as funções da domótica, e descrevem-se os principais protocolos utilizados em automação residencial, destacando aspectos gerais sobre os mesmos, como praticidade, vantagens e desvantagens. Neste contexto, é proposto um projecto de automação residencial utilizando o protocolo X-10, no qual são abordadas algumas técnicas, que permitem fazer a gestão inteligente da energia, e o controlo de segurança. Este conceito tem sido muito aplicado internacionalmente, apresentando como uma boa solução para a sustentabilidade dos edifícios.

Medidas Preventivas na Execução de Trabalhos de Demolição e Reabilitação de Edifícios Antigos – Técnicas e Equipamentos de Demolição

Apesar de já existir alguma bibliografia, documentos e informação sobre as técnicas e equipamentos de desmonte e demolição de edifícios bem como descrição de algumas medidas preventivas na execução das tarefas inerentes, esta dissertação permitiu efectuar uma compilação dessas informações com o intuito de actualizar e aprofundar os conhecimentos nesta área tão pouco conhecida a nível técnico e detalhado. A presente dissertação consiste não só na apresentação das diferentes técnicas e equipamentos de demolição existentes mas também de como todo o processo da actividade se deve proceder, obedecendo a normas e legislações em vigor, com especial destaque na avaliação e implementação de medidas preventivas de segurança na realização de trabalhos de demolição e reabilitação de edifícios antigos, a fim de serem realizados com eficiência e rapidez, promovendo a segurança e saúde no trabalho e a preservação do património arquitectónico. A avaliação e caracterização dos riscos associados à natureza crítica e especial dos trabalhos é um aspecto importante e imprescindível para a criação e implementação das medidas de intervenção na redução ou mesmo a eliminação dos riscos e acidentes. A preocupação da gestão e aproveitamento dos resíduos de demolição é também um dos temas e aspectos importantes abordados, com a finalidade, cada vez mais arreigada na sociedade actual, de minimização dos impactos negativos ao meio ambiente e à promoção de uma indústria sustentável. O caso prático efectuado nesta tese, dá uma pequena percepção da harmonia entre as tarefas de demolição e a intervenções de restauro e reabilitação em edifícios antigos, bem como aplicação de medidas práticas de prevenção e segurança na execução dos trabalhos.

Sistema de Informação de Apoio à Detecção de Perdas de Energia Eléctrica – O Caso da Electra

A realidade mundial é preocupante no que diz respeito ao aumento de ocorrências de perdas e fraudes em redes de distribuição de energia eléctrica. Em Cabo Verde, mas precisamente na Cidade da Praia a realidade é ainda mais preocupante devido ao número de ocorrências e a gravidade dos mesmos. Propõe-se um trabalho de investigação sobre perdas e fraudes de energia eléctrica baseado na análise dos dados relativos aos registos dos clientes na Base de Dados da Electra (Cabo Verde), com o intuito de nortear as tomadas de decisões de gestão estratégica no que diz respeito às políticas de controlo e prevenção de perdas e fraudes de energia eléctrica. O trabalho baseia-se na recolha e selecção de dados a organizar numa Data Warehouse para depois aplicar as tecnologias OLAP para a identificação de perdas nos Postos de Transformação e zonas geográficas da Cidade da Praia em Cabo Verde e posteriormente identificar possíveis fraudes de energia eléctrica nos clientes finais utilizando Data Mining. Os resultados principais consistiram na identificação de situações de perdas de energia eléctrica nos Postos de Transformação, a identificação de áreas críticas seleccionadas para inspecção dos seus clientes finais e a detecção de padrões de anomalias associadas ao perfil dos clientes.

MODELO DE TRANSFORMAÇÃO DE ENERGIA EÓLICA NUM FLUXO DE ÁGUA COM ALTA PRESSÃO PARA DESSALINIZAÇÃO POR OSMOSE REVERSA OU/E GERAÇÃO DE ELETRICIDADE

Este trabalho apresenta uma configuração alternativa para a dessalinização de água e geração de energia elétrica com recurso à energia eólica. Trata-se de um modelo físico que permite armazenar água do mar ou água salobra sob a forma de energia potencial gravitacional, através do seu bombeamento até um reservatório a uma determinada altura. O bombeamento é feito com o recurso à energia do vento. Uma vez, tendo a água sido acumulada no reservatório, sua energia potencial gravitacional EPG é usada para a sua dessalinização ou/e para a geração de eletricidade. O referido modelo é semelhante a um grupo de bombas de pistões. Os pistões possuem formato especial de modo que se consiga obter pressões elevadas suficientes quer para a dessalinização de água por osmose reversa, quer para a geração de eletricidade através de turbinas Pelton. Consegue-se o movimento alternado dos pistões a partir da transferência da energia da água acumulada (EPG) através dum sistema de roldanas e contrapesos. Assim sendo, provar que o modelo é capaz de transformar a EPG de baixa pressão (inferior a 2 bar) em energia cinética de um fluxo com alta pressão (superior a 55 bar) se apresenta como o foco principal deste trabalho. Com esse foco em mira, construiu-se um protótipo com o objetivo de demonstrar a viabilidade técnica da proposta. Imagens do protótipo são apresentadas neste trabalho. Em relação à osmose reversa, a referida configuração difere do que é convencional em plantas de dessalinização que usam esse processo, pelo fato de contemplar o uso de EPG. Com o modelo proposto, consegue-se um fluxo à entrada dos módulos de membrana (ou à saída do injetor da turbina Pelton) com pressão suficiente para a osmose reversa (ou para geração de eletricidade). Em relação à captação da energia eólica para o bombeamento de água, o modelo é divido em dois sistemas. O primeiro (sistema 1) usa cataventos tradicionais e o segundo (sistema 2) aerogeradores. É feita a comparação qualitativa entre os dois sistemas com base em alguns parâmetros tais como área ocupada, versatilidade etc.

Projectos de Instalações em Edifícios

O presente relatório vem na sequência do trabalho desenvolvido durante aproximadamente nove meses no estágio efectuado na empresa Compasso Ecológico – Tecnologias Eco-eficientes para Edifícios Lda, Alcobaça, no âmbito do Mestrado em Instalações e Equipamentos em Edifícios do Instituto Superior de Engenharia de Coimbra. A Compasso Ecológico é uma empresa que tem por missão e área de actividade a realização de projectos de uma forma correcta e eficaz seguindo normas estabelecidas para que o projecto possa garantir conforto e segurança. No decorrer do estágio foram realizados vários projectos, sendo alguns deles feitos em grupo, estimulando-se assim o espírito de trabalho de equipa que é uma característica essencial de qualquer engenheiro na sua vida de trabalho activa. Foi tida sempre uma participação activa em todas as actividades desenvolvidas na empresa, conseguindo-se assim estar sempre a par das inovações tecnológicas e aprofundar os conhecimentos adquiridos durante o percurso académico de uma forma prática. As acções efectuadas durante o estágio, incidiram-se sobretudo na realização de projectos de Infra-estrutura de Telecomunicações em Edifícios (ITED), projectos de Instalações Eléctricas, projectos de Segurança Integrada, utilização do software Revit Mep para projectos de Aquecimento, Ventilação e Ar Condicionado (AVAC), realização de folhas de cálculo e vistorias às instalações.

Projectos de Instalações em Edifícios

O presente relatório vem na sequência do trabalho desenvolvido durante aproximadamente nove meses no estágio efectuado na empresa Compasso Ecológico – Tecnologias Eco-eficientes para Edifícios Lda, Alcobaça, no âmbito do Mestrado em Instalações e Equipamentos em Edifícios do Instituto Superior de Engenharia de Coimbra. A Compasso Ecológico é uma empresa que tem por missão e área de actividade a realização de projectos de uma forma correcta e eficaz seguindo normas estabelecidas para que o projecto possa garantir conforto e segurança. No decorrer do estágio foram realizados vários projectos, sendo alguns deles feitos em grupo, estimulando-se assim o espírito de trabalho de equipa que é uma característica essencial de qualquer engenheiro na sua vida de trabalho activa. Foi tida sempre uma participação activa em todas as actividades desenvolvidas na empresa, conseguindo-se assim estar sempre a par das inovações tecnológicas e aprofundar os conhecimentos adquiridos durante o percurso académico de uma forma prática. As acções efectuadas durante o estágio, incidiram-se sobretudo na realização de projectos de Infra-estrutura de Telecomunicações em Edifícios (ITED), projectos de Instalações Eléctricas, projectos de Segurança Integrada, utilização do software Revit Mep para projectos de Aquecimento, Ventilação e Ar Condicionado (AVAC), realização de folhas de cálculo e vistorias às instalações.

Integração de Sistemas de Bombas de Calor Geotérmicas em Edifícios

A simulação de edifícios e sistemas de aquecimento está na base deste trabalho. O edifício em estudo é a Residência Universitária Polo-II-1, com o objectivo de adaptar utilização de “Ground Source Heat Pumps” (GSHP) para satisfazer a necessidade de aquecimento do edifício. Para determinar a carga térmica, o edifício terá que ser modelado no software de simulação dinâmica multizona TRNSYS (TRaNsient SYstems Simulation). Da mesma forma que o edifício, o sistema também é modelado no TRNSYS a fim de obter o desempenho da GSHP a ser utilizado no edifício. Para melhor avaliar os benefícios do sistema, vai ser preciso uma análise comparativa da GSHP com outros sistemas normalmente utilizados para o aquecimento doméstico.

Aplicação dos Sistemas de Informação Geográfica nas Energias Renováveis: o Potencial da Energia Solar na Ilha de São Vicente – Cabo Verde

A presente dissertação, tem como foco principal a aplicação dos Sistemas de Informação Geográfica (SIG) ao estudo das energias renováveis, tendo como caso avaliar o potencial solar na ilha de São Vicente do arquipélago de Cabo Verde. A energia do sol é a principal fonte de energia renovável, e está disponível em quase todas as regiões do planeta. Quantificar o potencial energético solar de um lugar ou região é indispensável, para avaliar as potencialidades de produção de energia fotovoltaica. Outro fator importante prende-se com ordenamento territorial associado à exploração desses recursos energéticos, pelo que devem ser avaliadas as condições técnicas, ambientais e económicas, quando se pretende instalar parques para a produção de energia fotovoltaica. Assim, neste trabalho foram aplicadas as ferramentas SIG, para quantificar a radiação solar mensal e anual da ilha de São Vicente, arquipélago de Cabo Verde, através do modelo Solar Analyst. Numa segunda fase, aplicou-se a técnica de análise multicritério em combinação com os SIGs para definir as áreas mais favoráveis para a instalação de parques de produção de energia elétrica a partir da energia solar. Para o cálculo da radiação solar na ilha de São de Vicente, utilizou-se o modelo digital de terreno (MDT) e a latitude da ilha como parâmetros de entrada ao modelo. Para a análise multicritério definiram-se um conjunto de critérios que devem ser considerados na implementação de parques solares, nomeadamente, a disponibilidade de radiação solar existente na área, a distância à rede de transporte de energia elétrica e à rede viária, o declive do terreno, o uso e ocupação do solo e a proximidade às linhas de água. Para auxiliar na atribuição dos pesos aos critérios utilizados na análise aplicou-se a método Analytic Hierarchy Process (AHP). As áreas resultantes do processo da análise multicritério, foram confrontadas com a Carta de Condicionantes do esquema regional de ordenamento da ilha de São Vicente, aferindo a conformidade das propostas e reajustes subsequentes, de modo a obter os resultados finais.

Análise de dois Empreendimentos Educacionais Construídos Segundo Princípios de Sustentabilidade, no Estado do Rio Grande do Sul

SILVA, Maria da Luz P. Análise de dois empreendimentos educacionais construídos segundo princípios de sustentabilidade, no estado do Rio Grande do Sul. 2009. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) – Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Escola de Engenharia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil, Porto Alegre, 2009. A preocupação ecológica com a conservação dos recursos naturais, a economia de energia e a proteção do meio ambiente recomenda o combate ao desperdício como prática social permanente, e não apenas estratégia adotada em momentos de crise econômica ou de conflitos políticos. Essa crescente preocupação com fatores ambientais faz surgir a avaliação do desempenho ambiental dos edifícios, indicando medidas para a redução de impactos através de alterações na forma como os edifícios são projetados, construídos e gerenciados ao longo do tempo. Mesmo assim, apesar dessa preocupação, dentre a construção de todo o tipo de edifícios, as escolas são erigidas de maneira a atender rapidamente a demanda e têm sido executadas com materiais que pouco ou nada demonstram os parâmetros mínimos de sustentabilidade. Não há uma preocupação em avaliar todo um conjunto de condições envolventes da região onde são implantadas. Compromete-se a saúde física e psicológica de seus usuários, o rendimento escolar dos alunos, adicionando factores tais como os custos da construção, em termos de materiais e técnicas construtivas. As escolas de hoje até que já vão seguindo uma padronização desenvolvida pelas instituições governamentais, mas revelam ambientes físicos com níveis de qualidade e de conforto ambiental mínimos, e que podem ser considerados aquém do desejável em relação a vários aspectos, mas que dizem respeito principalmente à funcionalidade dos espaços construídos e aos materiais e técnicas construtivas. Com esta pesquisa, para além de se querer alargar os estudos já existentes acerca desta problemática, também se aspira conscientizar os órgãos responsáveis pelo projecto, construção e implantação de empreendimentos educacionais. Porque o lote de terreno, a topografia, o microclima da região e o entorno podem influenciar o projeto arquitetônico, pretende-se alertar os projectistas da importância de otimizar alguns princípios de sustentabilidade, já nas primeiras fases do projeto. O projeto arquitetônico faz parte da família de processos de decisão podendo-se considerar as principais fases como programa, projecto, avaliação e decisão, construção e avaliação pós-ocupação. Mas antes do processo de tomadas de decisão sobre a utilização sustentável de recursos, a conscientização começa por um eficaz processo de briefing. O processo de briefing, apesar de realizado, é ainda inexato, mas com esta pesquisa pretende-se analisá-lo, em sua aplicação em dois empreendimentos educacionais, construídos segundo princípios de sustentabilidade. Pois um sólido briefing dará origem a empreendimentos escolares sustentáveis, com uma disposição espacial de acordo com a funcionalidade de cada departamento da escola e respectivos usuários, tendo em vista, inclusive, critérios de conforto ambiental. A metodologia de pesquisa é a de estudo de caso, onde as ferramentas aplicadas serão questionários, entrevistas, assim como técnicas de registro, tais como: observações de traços físicos por levantamento de campo, registros fotográficos, por levantamentos de plantas arquitetônicas e de arquivos. Os resultados obtidos serão comparados tanto com os dados recolhidos através da revisão bibliográfica, assim como pela discussão e constatação de situações de interesse ao tema. Os mesmos possibilitarão propor recomendações para melhorar o processo de briefing que decorre durante as etapas de pré-projeto e projeto de empreendimentos educacionais sustentáveis.

Estudo da Energia da Banda de Condução em Células Solares Sensibilizadas por Complexos de Ruténio

Um dos grandes desafios do nosso tempo é o aproveitamento da energia solar e outras fontes de energias renováveis para promover um desenvolvimento sustentável em grande escala. Para além da inocuidade face ao meio ambiente, a eficiência e os reduzidos custos de produção das células solares sensibilizadas por corante (DSSC, do inglês dye-sensitized solar cells) continuam a atrair considerável interesse tanto académico como comercial. Em 1991, Grätzel e O’Regan deram um enorme avanço no desenvolvimento das DSSC, utilizando um material de eléctrodo com elevada área superficial, filmes semicondutores nanocristalinos de TiO2 com espessura na ordem dos mícrons Nas células fotovoltaicas o corante sensibilizador (S) adsorvido na camada de TiO2 vai absorver a radiação solar e transfere o electrão fotoexcitado para o semicondutor (SC), formando um par de cargas separadas. O sensibilizador oxidado é regenerado pelo mediador redox existente na solução de electrólito. Uma vez efectuado o trabalho através do circuito externo, o electrão volta para o contra eléctrodo onde reduz o dador de electrão oxidado, completando o ciclo. Desta maneira, a luz é convertida em electricidade sem transformação química permanente

PREVISÃO DA ENERGIA EÓLICA - SANTIAGO - CABO VERDE

Neste trabalho procura-se utilizar modelos de previsão de séries temporais para prever a produção da energia elétrica a partir da energia eólica em Cabo Verde, particularmente na ilha de Santiago. É um problema que tem recebido especial atenção dos pesquisadores nos últimos anos. Prever o futuro, e em especial o comportamento de séries temporais, é fundamental em análises e apoio à tomada de decisões, e continua sendo um desafio para a estatística e para computação. Foram utilizados modelos, Holt-Winters, ARIMA e redes neuronais artificiais, Função de Base Radial (RNAs-RBF) e Perceptron de múltiplas camadas (RNAs- MLP). O modelo Holt-Winters é um modelo de previsão exponencial, conhecido por lidar com elementos de tendência e sazonalidade de uma série temporal. O modelo ARIMA que possui apenas uma variável, descreve o comportamento de uma variável em termos de seus valores passados. As redes neurais têm-se mostrado grandes ferramentas na aplicação de previsões de séries temporais. Neste contexto, neste trabalho propõe-se a realização de uma análise comparativa desses modelos não-lineares para a previsão, tentando encontrar qual o modelo que melhor se adapta à série temporal. Todo o trabalho foi realizado com recurso ao programa estatístico R versão 3.0.1 (2013-05- 16)

Dessalinização da Água do Mar Através da Energia Solar - Caso de Estudo Salamansa – Cabo Verde

principal objectivo deste trabalho é o estudo da viabilidade técnica e económica da dessalinização da água do mar, utilizando a energia solar, tomando como caso de aplicação uma pequena comunidade rural de Cabo Verde, a vila piscatória de Salamansa, local onde há graves problemas com a disponibilidade de água potável. No entanto, a proximidade do mar e a disponibilidade de energia solar sugerem a dessalinização como processo para mitigar a falta de água. A dessalinização da água do mar pode ser obtida através de diversas técnicas que podem ser agrupadas de acordo com os princípios em que estes processos se baseiam: processos de dessalinização térmica (destilação solar, destilação multi-estágio, destilação multi-efeito, etc.) e processos de dessalinização por membranas (electrodiálise e osmose inversa). A destilação solar passiva foi a tecnologia de dessalinização estudada neste trabalho e que se pode vir a tornar uma alternativa promissora para um fornecimento regular de água. Por outro lado, o uso de fontes alternativas de energia, como a solar, apresenta-se como uma solução para viabilizar a dessalinização em meios semi-áridos como o deste caso de estudo. Fez-se uma modelação matemática da unidade de destilação solar proposta utilizando o Engineering Equation Solver (EES) como ferramenta para ajudar a resolver as equações de balanço térmico. O projecto do destilador solar proposto poderá atender às necessidades de água doce para consumo de 18 famílias constituídas por 5 agregados (92 pessoas) e apresenta uma eficiência média diária de aproximadamente 78% no Verão e 77% no Inverno.

Comportamento Sísmico dos Edifícios Caracterização Sísmica dos Edifícios

A deficiência de muitas construções no que diz respeito à sua resistência sísmica no mundo despertou-se o interesse do autor em abordar os problemas de dimensionamento sísmico, concepção e da construção em Cabo Verde. A gravidade do risco sísmico hoje em dia obriga de uma certa forma aos projectistas a melhorar as técnicas de dimensionamento sísmico e da sua concepção. Cabo verde historicamente não tem nenhum registo de casos de sismo alarmante mas possui registo de sismo embora de fraca magnitude. Em cabo verde os edifícios na sua maioria não são dimensionados pela acção sísmica, o que levou ao autor fazer neste trabalho, uma análise sísmica dos edifícios em betão armado, onde teve que simular um edifício construída numa zona sísmica na ilha da Brava, por ser a ilha mais sísmica em Cabo Verde. O método de cálculo utilizado foi o de Rayleigh, com ajuda dum programa Sap2000, baseado no regulamento de Cabo Verde (RASE), que entrará brevemente em vigor.