Estratégias para minimizar o consumo de energia elétrica no apoio a sistemas solares de aquecimento de água

É muito difícil falar sobre aquecimento de água usando energia solar, sem falar em energia de apoio, ou auxiliar. Essa indispensável energia auxiliar, que pode ser eletricidade, gás ou um outro combustível qualquer, tem por objetivo substituir a energia solar nos dias nublados, ou complementá-la nos períodos de baixa radiação solar. Sua finalidade é manter um certo volume de água quente dentro das condições mínimas de temperatura para uso imediato. Essa energia, tão importante para a eficácia do sistema, tem sempre um custo agregado que deve ser considerado no projeto. A escolha do tipo de energia auxiliar recai justamente sobre a eletricidade por sua facilidade de controle e baixo investimento inicial. O custo da energia elétrica, contudo, é hoje alto o suficiente para que a fração elétrica no consumo de energia do sistema seja importante e passe a merecer mais atenção. Esta dissertação visa a estudar estratégias para minimizar o consumo de energia elétrica auxiliar. O trabalho foi desenvolvido através da simulação do atendimento de uma residência unifamiliar, habitada por cinco pessoas, com um consumo de água quente variável ao longo do dia e igual para todos os dias do ano. Empregou-se para as simulações de todos os casos estudados, o software TRNSYS em sua versão 14.2, (KLEIN, 1997) que demonstrou eficácia e coerência nos resultados obtidos Ao longo do trabalho foram simulados mais de setecentos casos, variando-se parâmetros como área de coletores, volume do reservatório, potência elétrica, dentre outros. Com os resultados obtidos nas simulações foram elaboradas tabelas e gráficos dos quais foi possível retirar algumas conclusões relevantes tais como a dependência do consumo de energia auxiliar com o volume do reservatório, número de coletores, potência da resistência de aquecimento e sua altura, bem como a altura do termostato. A partir dos resultados deste trabalho foi possível a elaboração de uma série de recomendações relativas a estudo e a projeto de sistemas de aquecimento solar de água quente para uso doméstico, visando à otimização na utilização do sistema de energia auxiliar.

Avaliação da implantação de um sistema de gestão ambiental (SGA) em empresa do setor metal-mecânico

Com objetivo de contribuir para a defesa do meio ambiente, este trabalho trata do estudo de caso de uma empresa metal-mecânica, situada em Caxias do Sul, que implementou um Sistema de Gestão Ambiental (SGA). Tal sistema visa a melhoria contínua do desempenho ambiental da empresa na prevenção da poluição, em cumprimento à legislação ambiental aplicável à atividade desenvolvida. O SGA é um processo cíclico, pois o sistema é revisto e avaliado periodicamente; desta maneira é possível identificar as oportunidades de melhoria. O trabalho que mostra os passos, os métodos e as estratégias adotadas pela empresa com fim de certificação na norma ISO 14000, evidencia também os benefícios conquistados através da redução do consumo de matérias-primas, energia e água, alcançados através da melhoria da eficiência dos processos.

Adesão de filme auto-sustentado de diamante CVD em metal duro

O objetivo deste trabalho foi desenvolver conhecimento científico e tecnológico sobre o mecanismo de adesão de filmes de diamante CVD em metal duro. Foi estudado de forma sistemática o processo de brasagem reativa convencional em vácuo, com liga de AgCuTi, onde foram avaliados os efeitos do tempo, da temperatura e da atmosfera durante o processo de brasagem. O grau de aderência foi avaliado por um ensaio de tração mecânica adaptado. Os melhores resultados foram obtidos para brasagem em vácuo, em temperaturas na faixa de 900 a 920 oC e tempos de 3 a 20 minutos. Tendo em vista as limitações da brasagem em vácuo, relacionadas à reatividade do elemento reativo, o Ti, a baixa resistência da liga (à base de cobre e prata, que são metais macios) e a necessidade de uma atmosfera controlada para evitar a oxidação do próprio diamante na faixa de temperatura utilizada, foi desenvolvido neste trabalho um novo método de Adesão e brasagem de filmes auto-sustentados de diamante CVD em metal duro. Este método utiliza altas pressões e altas temperaturas para promover a adesão, utilizando câmaras simples e de baixo custo. Os resultados obtidos mostraram ser possível unir diamante ao metal duro com ou sem o material de adição, em condições de pressão e temperatura adequadas. As vantagens de utilizar alta pressão relacionam-se à possibilidade de manter o diamante estável em altas temperaturas, minimizar as falhas de preenchimento na interface entre o diamante e o metal duro, facilitar a difusão na interface, através das fronteiras de grão, promover o ancoramento e minimizar a espessura da película de brasagem quando utilizado o material de adição O grau de aderência das amostras foi avaliado através de um ensaio de cisalhamento e os resultados foram excelentes. No caso da adesão direta em altas pressões, sem o material de adição, o mecanismo responsável pela aderência provavelmente está relacionado ao ancoramento induzido pela pressão e à difusão do cobalto, presente no metal duro, para a interface com o diamante, servindo como uma espécie de “cola”. Entretanto, esta “cola” atua como catalisador para o carbono e pode interferir na estabilidade do filme de diamante. De fato, para adesão direta a 2,5 GPa e 1200 oC, observou-se a completa grafitização do filme de diamante. Este grafite apresentou alto grau de cristalinidade e de orientação preferencial, com planos basais não paralelos à superfície de interface. Para adesão direta a pressões dentro da região de estabilidade termodinâmica do diamante, este permaneceu íntegro e, inclusive, observou-se uma melhora na cristalinidade para adesão direta a 7,7 GPa e 1500 oC. Na adesão direta em alta pressão, é preciso levar em consideração a cinética do processo de adesão, relacionada à difusão do cobalto, e a estabilidade de fase do diamante. Na brasagem em alta pressão, foram obtidos resultados positivos para processamentos a 2,5 GPa e 4 GPa, na mesma faixa de temperatura utilizada na brasagem convencional. Como estas temperaturas são menores, não houve grafitização do filme a 2,5 GPa. A 7,7 GPa, a liga ficou completamente aderida ao diamante e não houve a união com o metal duro. Isso ocorreu pela diferença de compressibilidade da liga em relação ao diamante e ao metal duro Foram produzidas algumas ferramentas utilizando a brasagem convencional, as quais foram afiadas e testadas em condições de usinagem, com resultados satisfatórios.

Composição corporal, taxa metabólica basal e pico de consumo de oxigênio após um treinamento físico misto em meninos adolescentes com sobrepeso ou obesidade

A obesidade entre adolescentes vem aumentando sendo considerada um dos principais problemas de saúde pública. O objetivo deste estudo foi comparar a composição corporal, a taxa metabólica basal (TMB), o pico de consumo de oxigênio (VO2pico) e a força muscular de adolescentes com sobrepeso ou obesidade de um grupo submetido a 16 semanas de treinamento físico misto em circuito com um grupo controle. Participaram 28 meninos púberes e pós-púberes, sendo 18 do grupo experimental (EXP) (13,4 anos de idade) e 10 do grupo controle (CON) (13,8 anos de idade). A massa corporal magra (MCM) e de gordura corporal (GC) foram obtidas por meio da Absortometria Radiológica de Dupla-Energia (DEXA); a TMB, por meio de calorimetria indireta (MGC-CPX/D); o VO2pico, mediante teste em cicloergômetro (McMaster); e as forças de flexão de cotovelo (FCo) e extensão de joelho (EJ), mediante teste de 1RM. O treinamento foi realizado três vezes por semana, durante uma hora e foi composto por nove exercícios contra-resistência, intercalados com 3 a 5 minutos de exercícios aeróbios. Foram utilizados a ANOVA de medidas repetidas e o teste T pareado e independente para comparações intra e intergrupos, respectivamente. Não houve diferenças significativas nas variáveis IMC, GC (kg), TMB e VO2pico relativo à MCM entre os grupos nos pré e pós-testes. Houve aumento significativo e igual entre os grupos nas variáveis estatura (EXP pré 166,8±8,67 cm e pós 168,7±8,31 cm; CON pré 164,0±8,39 cm e pós 165,8±8,91 cm) e MCM (EXP pré 46,0±10,5 kg e pós 48,8±10,5 kg; CON pré 44,8±8,99 kg e pós 46,9±9,55 kg) após o período do estudo. O grupo CON apresentou aumento significativo na MC (EXP pré 78,6±10,1 kg e pós 79,8±11,4 kg; CON pré 74,7±9,04 kg e pós 76,8±9,45 kg). O grupo EXP apresentou diminuição significativa no %GC (EXP pré 38,7±8,91% e pós 36,4±8,54%; CON pré 37,3±8,24% e pós 36,0±9,15%) e aumentos significativos no VO2pico absoluto (EXP pré 2,25±0,48 l/min e pós 2,52±0,47 l/min; CON pré 2,33±0,54 l/min e pós 2,44±0,53 l/min) e VO2pico relativo à MC (EXP pré 28,6±4,57 ml/kg/min e pós 31,4±4,06 ml/kg/min; CON pré 31,0±5,09 ml/kg/min e pós 31,9±5,27 ml/kg/min). O grupo EXP apresentou aumentos maiores de força muscular do que os do grupo CON tanto em FCo (EXP pré 13,3±4,84 kg e pós 19,6±4,89 kg; CON pré 13,8±5,60 kg e pós 15,1±5,48 kg) quanto em EJ (EXP pré 31,2±9,19 kg e pós 43,9±10,8 kg; CON pré 26,7±4,62 kg e pós 29,8±5,48 kg). O treinamento físico misto em circuito em adolescentes obesos não aumentou a TMB, mas demonstrou benefícios na composição corporal, no pico de consumo de oxigênio e na força muscular comparado a um grupo controle.