Análise energética e exergética de um ciclo rankine com aquecimento distrital : estudo de uma planta termelétrica

Este trabalho tem por objetivo simular e analisar uma usina termelétrica a carvão em várias condições de funcionamento. A usina simulada neste trabalho é a AVV 1 localizada em Copenhague, Dinamarca. A AVV 1 é uma usina de geração de potência e aquecimento distrital que pode funcionar em várias condições de carga. A simulação da usina supracitada foi tema de um concurso de simuladores proposto no congresso ECOS 2003 realizado em Copenhague, Dinamarca. Para a realização deste trabalho foi construído um programa na linguagem FORTRAN 90. Cada componente da usina é modelado através de equações de balanço de massa e energia, e o sistema completo tem sua solução obtida pelo método de substituição sucessiva. Para viabilizar essa solução é necessário também implementar uma rotina de cálculo de propriedades do fluido de trabalho. No caso estudado, o fluido de trabalho da usina é a água e a formulação utilizada para o cálculo de suas propriedades nos diversos estados é a IAPWS IF-97. A usina é simulada em dois modos de operação: modo de condensação, onde ocorre apenas geração de eletricidade, e em modo de contrapressão, onde há geração de eletricidade e aquecimento distrital, conforme nomenclatura sugerida pela organização do concurso No modo de condensação, são feitas quatro séries de simulações variando a carga de 100% a 40%. Cada série contém um conjunto de hipóteses quanto à variação das eficiências isoentrópicas e pressões das turbinas em função da vazão mássica. No modo de contrapressão, a usina é simulada funcionando com 100% da carga. O programa desenvolvido calcula as propriedades para qualquer ponto de trabalho ao longo da planta, assim como a eficiência da mesma, a potência gerada, e todas as vazões mássicas pertinentes. Além disso, é feita também uma análise exergética da planta. A simulação demonstrou que a planta possui uma eficiência global de 42,02% com uma geração de 250,2 MW em 100% de carga no modo de condensação. Nessas mesmas condições, do ponto de vista exergético, a eficiência encontrada é de 37,21%. No modo de contrapressão, a usina apresenta uma eficiência exergética de 40,19% com um aproveitamento energético de 90,55%. Por fim, é possível também verificar a comportamento da eficiência da planta e a variação de água de resfriamento do condensador com a carga. Os resultados gerados são próximos àqueles encontrados pelos diversos pesquisadores que abordaram o problema.

Aplicação de um modelo de dispersão atmosférico na região de Candiota-RS e sua relação com as condições meteorológicas

Este trabalho tem por objetivo, estudar a dispersão de poluentes na região da Usina Termelétrica Presidente Médici (UTPM), localizada no município de Candiota-RS, utilizando a modelagem numérica (mais especificamente o modelo ISCST - Industrial Surce Complex Term Short Term) e relacionar o seu comportamento com as condições meteorológicas. Esse modelo de dispersão utilizado é recomendado pela EPA (Environmental Protection Agency) para tratamento de dispersão de poluentes emitidos por fontes industriais como refinarias, termelétricas, siderúrgicas, etc. O período de estudo foi de 19/01/03 à 28/01/03, quando se realizou a primeira campanha experimental, pertencente ao projeto "Estudo Ambiental Aplicando a Modelagem Numérica na Região de Candiota-RS". Os resultados simulados pelo modelo foram comparados com os dados das concentrações de Material Particulado (MP) e Dióxido de Enxofre (SO 2 ), medidos através dos pontos receptores em duas estações de qualidade do ar próximas à Usina Termoelétrica. Uma correlação entre as concentrações de poluentes modelados e os dados coletados foi realizada, assim como, uma comparação com os padrões de qualidade do ar estipulados CONAMA (Conselho Nacional do Meio Ambiente). Os resultados denotam que o modelo ISCST subestima as concentrações de MP e SO 2 observadas nas estações de qualidade do ar, o que provavelmente ocorre, devido à presença de outras fontes de emissão (como indústrias de cimento e calcário) nas proximidades das estações. A situação com a melhor correlação nos dez dias, entre modelo e amostrador, apresentou-se com 90%. Em apenas um dos dez dias, foi excedido o padrão secundário (100 m g/m 3 ) com o poluente SO 2 , caracterizado a qualidade do ar da região como boa para esse período.

Simulador em regime transiente de alguns equipamentos de um ciclo de Rankine regenerativo

Este trabalho apresenta um modelamento computacional dos diversos componentes de um ciclo de Rankine regenerativo em operação transiente, utilizando as leis fundamentais de balanço de massa e energia, além de algumas equações constitutivas. O cálculo das propriedades termodinâmicas foi realizado através de rotinas desenvolvidas no Grupo de Estudos Térmicos e Energéticos (GESTE) da UFRGS. Os componentes com comportamento inercial são o condensador e o tanque de água de alimentação. Os demais respondem instantaneamente. O método de solução das equações algébricas é seqüencial e o avanço no tempo é totalmente implícito. Primeiramente o sistema é colocado em regime permanente, a partir do qual é introduzida uma mudança de carga na turbina em um determinado intervalo de tempo. Algumas variáveis prescritas foram obtidas a partir de dados reais de uma usina termelétrica. A partir desse modelamento foi possível investigar o comportamento dinâmico do condensador e do tanque de alimentação e de que maneira estes efeitos eram percebidos pelos demais componentes. Os resultados obtidos demonstram que ambos possuem um comportamento dinâmico, sendo que o condensador apresenta uma constante de tempo menor que o tanque de alimentação. O condensador, por rejeitar o calor necessário, acaba por perceber rapidamente as oscilações introduzidas no ciclo Além disto é apresentado um método para determinação de coeficientes globais de troca térmica em condensadores e regeneradores. Os resultados obtidos neste trabalho foram utilizados na modelagem desses componentes durante a construção de um simulador em regime permanente da UTE Presidente Médici - Fase B. Também foi realizada uma pesquisa sobre os diversos programas simuladores de plantas de potência, assim como uma discussão das vantagens introduzidas por simuladores dinâmicos e em regime permanente nas decisões de engenharia.

Análise de sensibilidade aplicada a uma planta térmica de geração de potência

Este trabalho tem o objetivo de realizar uma análise de sensibilidade dos parâmetros operacionais e de projeto de uma usina termelétrica. A análise de sensibilidade serve para indicar qual a importância dessas grandezas no resultado do sistema. A planta modelada é a da Usina Termelétrica Presidente Médici – Fase B, localizada em Candiota, RS, onde cada módulo é capaz de produzir até 160 MW de potência. Para esta planta é apresentado o equacionamento de cada componente do sistema. Destacam-se duas modelagens para a turbina a vapor, usadas para a simulação de seu comportamento em carga parcial, o da Elipse de Stodola e o de Schegliáiev. Ambos os modelos são comparados. Também são apresentados os modos de controle de carga por válvula de estrangulamento, por válvula de bocais e por pressão deslizante. A análise de sensibilidade é feita por meio de três métodos distintos, cujos resultados são comparados. O Método Diferencial utiliza as derivadas parciais para estimar a sensibilidade. O Método de Monte Carlo realiza uma série de avaliações do sistema, com os dados de entrada gerados randomicamente em cada avaliação e análise estatística dos resultados para avaliar a sensibilidade das respostas. É desenvolvido neste trabalho o Método da Transformada de Fourier, que gera os dados de forma senoidal e utiliza a transformada de Fourier para medir as sensibilidades. A medida da sensibilidade é feita através de dois índices. O índice de importância é a derivada parcial de um resultado em relação a um parâmetro, adimensionalizado pelas médias das variáveis, e o índice de sensibilidade é a composição fracional da variância de um resultado. Como conclusão, observa-se que os modelos para operação em carga parcial da turbina de Schegliáiev e de Stodola produzem praticamente os mesmos resultados. Os três métodos de análise de sensibilidade conduzem aos mesmos índices de sensibilidade no caso estudado. A ordenação da importância dos parâmetros estudados é idêntica quando se usa tanto o índice de importância quanto o de sensibilidade, mesmo seus valores sejam diferentes para cada parâmetros.

Separação caulinita-dióxido de titânio por floculação seletiva : mecanismo, seletividade e aplicação no cualim do Rio Jari (AP)

No presente trabalho, é investigado um método alternativo para remover as impurezas coloridas contidas no caulim ultrafino do Rio Jari (AP), mediante a adsorção seletiva com polímeros aquosolúveis. Apesar desse método (floculação seletiva) ser considerado inovador no tratamento de minérios ultrafinos, problemas como a alta sensibilidade do meio e o baixo rendimento, freqüentemente comprometem a sua aplicação em sistemas naturais. Nesse contexto, o presente trabalho enfatiza questões envolvendo a seletividade do processo, bem como os mecanismos e os fenômenos envolvidos na adsorção seletiva de uma das fases minerais, A caracterização do minério define o tipo de contaminante (anatásio) e as suas relações de contato com a caulinita (ausência de adesão física). Tal informação é útil na avaliação do rendimento ativo do processo. A eficiência na remoção do anatásio, frente ao ambiente específico do meio e em combinação com a intensidade de carga aniônica do polímero floculante, define a condição mais favorável em termos de adsorção e seletividade. Tal condição prevê a utilização de poliacrilamidas fracamente aniônicas em meio alcalino (pH = 10). o aumento da concentração de hexametafosfato-Na (dispersante de atividade eletrostática) provoca uma redução nos níveis de adsorção da caulinita, pelo aumento da sua carga superficial. A seletividade do processo atinge o seu nível máximo com a adição de poliacrilato-Na (dispersante que combina a atividade eletrostática com o efeito estérico). Nessas condições, remoções consideráveis de anatásio são obtidas, fazendo com que o teor de Ti02 contido no caulim caia de 1,3% para 0,2% e com que a recuperação permaneça em níveis satisfatórios (57%). o nível de adição química do meio também condiciona o grau de consistência dos flocos gerados, aumentando a cinética de sedimentação. Nos ambientes considerados altamente seletivos, a sedimentação dos flocos chega a atingir uma velocidade de 18 mm/minuto em polpa com 30% de sólidos.

Organização do trabalho no terceiro setor em Santana do Livramento

O presente estudo aborda a realidade das organizações do Terceiro Setor de Santana do Livramento – RS, com significativo trabalho junto à comunidade. Além das organizações formais, inclui outras que têm atuações locais marcantes, porém na informalidade. Descreve as atividades gerenciais do cotidiano dessas organizações, bem como os seus sistemas operacionais, as principais características e necessidades. A estrutura do trabalho está delineada da seguinte maneira: o Contexto da Pesquisa e seus Fundamentos Teóricos, Método e Análise dos Dados, Considerações e Recomendações e um Glossário sobre o tema. Os resultados encontrados apontam para a relevância do Terceiro do Setor em Santana do Livramento, evidenciado no número de cidadão assistidos, no voluntariado e nos postos de trabalho remunerados. Entretanto, para que este trabalho contribua eficazmente com a organização do Terceiro Setor é fundamental que as recomendações sejam implementadas a fim de que haja continuidade do estudo sobre este heteróclito Setor, cujo objetivo é atender algumas carências dos excluídos das diferentes esferas da sociedade.

Estudo dos restos de peixes dos sítios arqueológicos da área de influência da usina hidrelétrica Machadinho, RS, Brasil

Durante o resgate do material arqueológico dos sítios da região de Piratuba, SC, e de Aratiba, Machadinho e Maximiliano de Almeida, RS, área de influência da Usina Hidroelétrica de Machadinho, foram observadas grandes quantidades de ossos e escamas de peixes incorporando os restos alimentares encontrados nestes locais. Utilizando uma coleção osteológica de referência pudemos identificar restos de Salminus maxillosus Valenciennes, 1850, Brycon orbignyanus (Valenciennes, 1849), Pogonopoma obscurum Quevedo & Reis, 2002, Hemiancistrus fuliginosus Cardoso & Malabarba, 1999, Prochilodus lineatus (Valenciennes, 1836), Schizodon sp., Leporinus sp., Hoplias sp., Hypostomus sp. e Crenicichla sp. Com base em medições realizadas em exemplares de coleções, foram obtidas regressões a partir das dimensões do osso pré-maxilar em Crenicichla spp. e do esporão peitoral em Hemiancistrus fuliginosus, Pogonopoma obscurum e Hypostomus spp. correlacionadas com o comprimento padrão e peso dos espécimes. A partir das estimativas de comprimento padrão e peso das peças ósseas encontradas foi possível formular hipóteses sobre a tecnologia de pesca utilizada pelos habitantes destes sítios.

A fronteira inevitável : um estudo sobre as cidades de fronteira de Rivera (Uruguai) e Santana do Livramento (Brasil) a partir de uma perspectiva antropológica

A presente Dissertação tem como objetivo compreender os modos em que a fronteira, o Estado e a nação são vividos cotidianamente nas cidades de Rivera (Uruguai) e Santana do Livramento (Brasil), onde a fronteira política entre os Estados do Uruguai e do Brasil apresenta características excepcionais, se comparada com outras fronteiras internacionais. Para isso, estudamos algumas das práticas cotidianas dos atores fronteiriços, que estão num permanente contato com os outros através do limite respectivo. Aqueles que vivem em fronteiras políticas não só se confrontam com os controles físicos e legais do limite político entre dois ou mais Estados, mas também com limites culturais e simbólicos além do limite físico entre os Estados-nação. A geografia uruguaia freqüentemente usa a metáfora das linhas imaginárias para definir o limite político entre os marcos sucessivos da fronteira riverense-santanense; acontece que, nesta fronteira, essas linhas imaginárias parecem ser muito visíveis. É através do estudo da articulação dos limites culturais com os político-jurídicos entre os países, que podemos entender algumas das diferenças e conteúdos de entidades como Estado e nação nesta fronteira política.

Comunidade de moluscos bentônicos na área de abrangência da Usina Hidrelétrica de Dona Francisca, Rio Jacuí, Rio Grande do Sul, Brasil : fase de pré e pós-enchimento do reservatório

A malacofauna límnica exerce importante papel como constituinte da comunidade bentônica e alterações em sua estrutura podem tornar-se prejudiciais para a vida nesses ecossistemas. Com o objetivo de avaliar quali-quantitativamente a malacofauna límnica na área de abrangência da Usina Hidrelétrica de Dona Francisca (UHEDF) (29°26’50’’S e 53°16’50’’W), Agudo, Rio Grande do Sul, Brasil, tomadas as amostras nas fases de pré-enchimento do reservatório em oito estações de coleta em áreas localizadas à montante (E3B, E4B, E5B), à jusante (E1) e na calha central do futuro lago da barragem (E2, E3, E4, E5) e pós-enchimento nas estações E1, E3B e E4B. No período de junho a outubro de 2000 (fase de pré-enchimento) e de junho a outubro de 2001 (fase de pós-enchimento) foram realizadas amostragens mensais, consistindo de três réplicas por estação de coleta (margens-centro), através do uso do amostrador de Surber modificado com área de 60 cm² e 15 cm de altura, delimitando o tamanho amostral. A fauna foi retirada manualmente dos clastos maiores sendo o sedimento de granulometria mais fina, passada através de peneira com malha de 1mm. Em laboratório foi realizada a identificação específica dos moluscos e da fauna acompanhante de macroinvertebrados , quando possível até família. Os organismos foram fixados em álcool 70%. Foram identificadas 10 famílias de Mollusca com quinze espécies. Para Gastropoda foram registradas seis famílias com nove espécies: Ampullariidae – Pomacea canaliculata (Lamarck, 1801); Hydrobiidae – Potamolithus aff. catharinae Pilsbry, 1911, Potamolithus ribeirensis Pilsbry, 1911, Potamolithus sp.1 e Heleobia sp.; Chilinidae – Chilina parva Martens, 1868; Lymnaeidae – Lymnaea columella Say, 1817; Ancylidae – Gundlachia concentrica (Orbigny, 1835); e Physidae – Stenophysa marmorata (Guilding, 1938). Para Bivalvia: Corbiculidae – Corbicula fluminea (Müller, 1774); Mycetopodidae – Anodontites iheringi (Clessin, 1882), Anodontites lucidus (Orbigny, 1835); Hyriidae – Diplodon charruanus (Orbigny, 1835); Sphaeriidae – Pisidium punctiferum (Guppy, 1817) e Pisidium sp. Na fase de pré-enchimento do reservatório, a correlação de Pearson apontou correlação positiva entre a granulometria e a densidade de moluscos (r=0,15) e correlação negativa entre os fatores físico-químicos e a densidade de moluscos bentônicos (r=-0,28). A análise de agrupamento das espécies de moluscos na fase de pré-enchimento evidenciou a formação de dois grupos distintos: o primeiro formado por espécies acidentais, segundo o cálculo da Constância, e o segundo formado por espécies constantes, xviii acessórias e uma acidental (Potamolithus sp.1) que no entanto foi abundante em E1 e E2. O resultado da freqüência relativa em relação à fase de pré-enchimento do reservatório mostrou a família Hydrobiidae, com quatro espécies, com maior abundância e riqueza de espécies, seguida por Chilinidae, representada por C. parva. Ambas as famílias representaram um total de 93,9% em relação à comunidade de moluscos amostrados. Tais resultados refletem o tipo de ambiente da área: leito formado por matacões e calhaus, favoráveis à instalação e manutenção daqueles moluscos. Na fase de pós-enchimento do reservatório foram registrados o aumento na riqueza e diversidade de espécies nas três estações de coleta amostradas (exceto em E3B – com menor diversidade no pós-enchimento) e diminuição significativa nas densidades mensais e totais de moluscos bentônicos. Os testes de aleatorização, entretanto, não revelaram diferenças significativas entre as duas fases e em relação ao funcionamento da UHEDF. Os fatores físico-químicos apontaram correlação positiva com a densidade de moluscos (r=0,19), ressaltando as diferenças significativas nos valores de pH, oxigênio dissolvido, oxigênio saturado nesta fase. Em E1 mais atingida pelo funcionamento da UHEDF, registrou-se uma acentuada diminuição nas densidades mensais e totais de moluscos bentônicos, não obstante, a riqueza e diversidade apresentaram maiores valores nesta fase. As espécies mantiveram-se as mesmas em ambas as fases.

Análise da intervenção ambiental de baixo custo em escola da rede pública de Feira de Santana

Esta dissertação está inserida nos estudos relativos ao conforto ambiental, tendo como foco principal a melhoria do desempenho da edificação, causando, portanto, maior satisfação ao usuário. Este trabalho teve o objetivo de analisar a intervenção na estrutura física de uma escola do ensino fundamental, da rede pública municipal da zona urbana de Feira de Santana, Bahia, que foi feita visando melhorar o conforto ambiental da edificação adequando a estrutura física às necessidades dos usuários. Para tanto foi desenvolvido projeto de intervenção de baixo custo e aplicável em outras escolas. Os métodos aplicados para o presente estudo foram: questionários, entrevistas, observações de traços físicos e levantamentos físicos, através de medições. Os resultados obtidos com o levantamento dos dados serviram como referencial para a elaboração do projeto de intervenção. Dentre os principais resultados obtidos com a intervenção está o da melhoria do índice de satisfação dos usuários das salas de aula; 50% das pessoas encontravam-se insatisfeitas com o desconforto do ambiente. Após a intervenção o número de insatisfeitos caiu para 35%, comprovando que houve melhoria no ambiente escolar, embora as condições de conforto não estejam totalmente contempladas. Na sala da secretaria, que sofreu uma intervenção diferenciada em relação às salas de aula, o índice de pessoas insatisfeitas caiu de 40% para 22%, caracterizando o ambiente como próximo do conforto térmico. Os resultados do projeto de intervenção foram importantes, considerando-se o objetivo de dar continuidade às pesquisas relacionadas ao conforto ambiental nas escolas da rede pública municipal.

Resíduos sólidos urbanos : educação ambiental e análise de comportamento de estudantes de escolas de Feira de Santana - Ba

O objeto central deste estudo é a investigação das informações e da conduta de um grupo de estudantes sobre o manejo do resíduo sólido doméstico no âmbito de suas residências. A investigação se deu com estudantes de nível médio e fundamental de três escolas da rede de ensino da cidade de Feira de Santana, na Bahia. Uma das escolas possui um programa de educação ambiental, e as outras não desenvolvem atividades ambientais com seus estudantes. Foi aplicado um questionário aos estudantes e realizada observação direta em 20 domicílios, no sentido de: identificar as condições de manejo dos resíduos sólidos gerados no âmbito das residências; identificar a percepção dos estudantes sobre o manejo dos resíduos sólidos domésticos e determinar a composição gravimétrica dos resíduos gerados. Entre os resultados obtidos, podemos citar: os estudantes da instituição que possui programa de educação ambiental, em geral percebem de modo mais claro grande parte dos fatores relacionados aos resíduos sólidos; os estudantes da escola pública, sem programa de educação ambiental, percebem melhor as atividades de manejo dos resíduos, e as questões referentes à limpeza da rua onde residem. Grande parte dos estudantes desconhece o destino e tratamento dos resíduos sólidos, porém tem muitas informações sobre as conseqüências dos resíduos indevidamente dispostos; a maioria dos estudantes tem conhecimento da possibilidade de aproveitamento dos resíduos sólidos e manifesta intenção de colaborar com a separação dos resíduos no domicílio. Quanto aos resíduos domésticos os componentes descartados em maiores quantidades são: a matéria orgânica, o plástico e o papel Os resultados possibilitam identificar fatores que determinam o comportamento dos estudantes, no âmbito interno e externo da residência, em relação aos resíduos sólidos domésticos: na via pública, no domicílio, na sala de aula e em automóveis; espaço inexistente ou inadequado para estocagem; tipos e características dos dispositivos utilizados para acondicionar e estocar; tipologia desses resíduos; produção per capita; ação de animais (gato, cachorro, gado) na via pública; o responsável pelo manejo dos resíduos; conduta de reaproveitamento de resíduos; tipos de informações que os estudantes têm sobre o fenômeno “resíduos sólidos domésticos”. Os resultados, a partir do conhecimento obtido, possibilitam recomendar novos estudos sobre manejo de resíduos sólidos domésticos; propor a implantação de programas de educação ambiental para a comunidade; propor a implantação de educação ambiental nas escolas da rede pública e privada, e propor um programa estratégico com os catadores.

Uma avaliação técnico/econômica da reciclagem de revestimentos asfálticos a frio em usina em área urbana

Trata-se nesta dissertação do emprego da reciclagem a frio de revestimentos asfálticos em usina com a finalidade de aproveitamento como camada de revestimento em vias de tráfego leve e muito leve. São revistos os conceitos de dimensionamento de pavimentos e da dosagem de misturas asfálticas. Dá-se especial atenção ao valor do revestimento asfáltico recuperado e a relevância que a reciclagem tem sobre a redução do descarte de resíduos sólidos no meio ambiente. Identifica-se a importância do emprego da reciclagem sobre o comportamento da sociedade. A metodologia adotada tem por base uma revisão bibliográfica dos registros de trabalhos de reciclagem a frio realizados no Brasil e no exterior. Faz-se um relato dos procedimentos de caracterização dos materiais envolvidos e dos cuidados a serem observados para obter-se um produto final de qualidade. Estão aqui descritos os processos industriais de usinagem da mistura reciclada em plantas industriais fixas. É estabelecida uma proposta de definição da viabilidade econômica de emprego da reciclagem a frio em comparação com o revestimento asfáltico tradicional. Ao final são registrados temas a serem estudados visando tornar a reciclagem a frio de revestimentos asfálticos em usinas de áreas urbanas mais conhecida e considerada como alternativa para a melhoria da qualidade de vida nas cidades.