Projeto multicritério de filtros harmônicos passivos para instalações industriais utilizando técnicas de inteligência computacional

Devido ao auge do crescimento industrial na Região Norte e, em especial, o Pólo Industrial de Manaus (PIM), são necessários obter ferramentas matemáticas que facilitem ao especialista tomar decisões sobre a seleção e dimensionamento dos filtros harmônicos que proporcionam neutralizar os efeitos prejudiciais dos harmônicos gerados pelas cargas não lineares da indústria e alcançar conformidade com os padrões das normas de qualidade de energia correspondentes. Além disso, como os filtros harmônicos passivos têm a capacidade de gerar potência reativa à rede, estes meios são eficazes compensadores de potência reativa e, portanto, podem conseguir uma economia significativa no faturamento de energia elétrica consumida por essas instalações industriais. Esta tese tem como objetivo geral desenvolver um método matemático e uma ferramenta computacional para a seleção da configuração e parâmetros do projeto de um conjunto de filtros harmônicos passivos para sistemas elétricos industriais. Nesta ótica, o problema de otimização da compensação de harmônicos por meio de filtros passivos foi formulado como um problema multiobjetivo que considera tanto os objetivos da redução da distorção harmônica como da efetividade econômica do projeto considerando as características das tarifas brasileiras. Todavia, a formulação apresentada considera as restrições relevantes impostas pelas normas brasileiras e estrangeiras. A solução computacional para este problema foi conseguida, usando o algoritmo genético NSGA-II que determina um conjunto de soluções ótimas de Pareto (Fronteira) que permitem ao projetista escolher as soluções mais adequadas para o problema. Por conseguinte, a ferramenta computacional desenvolvida tem várias novidades como: não só calcula os parâmetros que caracterizam os filtros, como também seleciona o tipo de configuração e o número de ramos do filtro em cada barra candidata de acordo com um conjunto de configurações pré-estabelecidas; têm implementada duas normas para a avaliação das restrições de qualidade de energia (Prodist-Módulo 8 e IEEE 519-92) que podem ser selecionadas pelo usuário; determina soluções com bons indicadores de desempenho para vários cenários característicos e não característicos do sistema que permitem a representação das as variações diárias da carga; das variações dos parâmetros do sistema e dos filtros; avalia o custo das contas de energia numa rede elétrica industrial que tem diferentes condições de operação (cenários característicos); e avalia o efeito econômico de filtros de harmônicos como compensadores de potência reativa. Para desenvolver a ferramenta computacional adequada desta tese, foi empregado um modelo trifásico em coordenadas de fase para redes de energia elétrica industriais e de serviços onde foram feitos vários programas utilizando várias ferramentas computacionais adicionais. Estas ferramentas compreendem um programa de varredura de freqüência, um programa do fluxo de harmônicos por injeção de correntes e um programa de fluxo de potência à freqüência fundamental. Os resultados positivos desta tese, a partir da análise de vários exemplos práticos, mostram as vantagens do método desenvolvido.

Um modelo de turbulência baseado no conceito de vórtice

O fenômeno da turbulência está presente na maioria dos escoamentos observados na indústria e na natureza. Muitas são as considerações a respeito das dificuldades relacionadas à caracterização dos escoamentos turbulentos. Uma das muitas questões trata do procedimento de análise do problema através da descrição estatística dos campos por grandezas “médias”, o que leva ao problema de fechamento e à modelagem do tensor de Reynolds, normalmente com modelos baseados no conceito de viscosidade turbulenta. Os modelos de turbulência já existentes apresentam algumas deficiências na previsão do escoamento, além de outras limitações, o que justifica a busca por novas abordagens para o tratamento da turbulência. Neste trabalho, o problema de fechamento é tratado segundo a modelagem turbulenta baseada no conceito de viscosidade turbulenta. Um novo modelo de turbulência é proposto, que admite a existência de vórtices imersos no escoamento e aplica conceitos e definições relacionados à identificação de vórtices, com o uso do critério de identificação Q , que caracteriza a região do escoamento ocupada pelo vórtice. Propõe-se a investigação da aplicabilidade do critério Q em conjunto com o modelo k − ε , para o desenvolvimento de um novo modelo de turbulência chamado k − ε −Q . Validou-se a aplicabilidade do modelo através de um código numérico computacional para tratamento de escoamentos turbulentos. A solução numérica foi obtida através da discretização do domínio fluido, utilizando o método de volumes finitos e o método multigrid foi utilizado para resolver o sistema linear resultante. Como verificação, foi utilizado este modelo de turbulência para simular o escoamento em uma cavidade quadrada com tampa deslizante e o escoamento turbulento sobre um degrau. Os resultados obtidos foram confrontados com dados experimentais e demonstraram que o modelo aqui proposto se apresenta mais eficiente que o clássico modelo k − ε , no tratamento da turbulência nesses dois problemas clássicos.

The carreau-yasuda fluids: a skin friction equation for turbulent flow in pipes and kolmogorov dissipative scales

In this work the turbulent flow of the Non-Newtonian Carreau-Yasuda fluid will be studied. A skin friction equation for the turbulent flow of Carreau-Yasuda fluids will be derived assuming a logarithmic behavior of the turbulent mean velocity for the near wall flow out of the viscous sub layer. An alternative near wall characteristic length scale which takes into account the effects of the relaxation time will be introduced. The characteristic length will be obtained through the analysis of viscous region near the wall. The results compared with experimental data obtained with Tylose (methyl hydroxil cellulose) solutions showing good agreement. The relations between scales integral and dissipative obtained for length, time, velocity, kinetic energy, and vorticity will be derived for this type of fluid. When the power law index approach to unity the relations reduces to Newtonian case.

Tocantins river as an effective barrier to gene flow in Saguinus niger populations

The Saguinus represent the basal genus of the Callitrichinae subfamily. Traditionally this genus is divided into three groups: Hairy, Mottled and Bare-face, however, molecular data failed to validate these groups as monophyletic units, as well as raised some subspecies to the species status. This is the case of the former subspecies Saguinus midas midas and S. midas niger, which are now considered as different species. In the present study, we sequenced a portion of the D-loop mtDNA region in populations from the East bank of the Xingu and from both banks of the Tocantins river, in order to test the effectiveness of large rivers as barriers to the gene flow in Saguinus. According to our results, the populations from the East and West banks of the Tocantins river are more divergent than true species like S. mystax and S. imperator. The Tocantins river may be acting as a barrier to gene flow, and consequently these very divergent populations may represent distinct taxonomic entities (species?).

Usina de geração distribuída de energia elétrica através da incineração de resíduos sólidos com operação ilhada

O trabalho em questão apresenta uma proposta do suprimento de energia elétrica de um alimentador de distribuição pela operação isolada de uma usina geradora de energia elétrica que utiliza como fonte primária a energia calorífica da incineração de resíduos sólidos urbanos. O suprimento proposto é sugerido após a constatação do esgotamento da capacidade da subestação supridora desse alimentador. O esgotamento é verificado a partir de simulações realizadas no sistema de distribuição real da Rede Celpa, localizado na região Nordeste do Estado do Pará, o qual atende os municípios Santa Izabel do Pará, Santo Antonio do Tauá, Colares, Vigia e São Caetano de Odivelas. Nas simulações é utilizado um programa de fluxo de carga desenvolvido especificamente para os sistemas radias de distribuição e da subtransmissão. A proposta de suprimento via geração de energia elétrica através da incineração dos resíduos sólidos urbanos se dá a partir do confronto entre as alternativas de expansão (a alternativa técnica normalmente praticada pela concessionária) e a alternativa técnica-econômica-ambiental sugerida neste trabalho que demonstra as vantagens econômicas, sociais e ambientais da proposta.

Vozes dissonantes: estado, discurso e conflito no Oeste do Pará

A área de influência da rodovia Santarém-Cuiabá, na Amazônia brasileira, desde a década de 1970 vem sofrendo um processo de ocupação desordenada e avanço ilegal sobre os estoques naturais da região. Neste século, setores econômicos ligados à agricultura, pecuária e madeira passaram a fazer pressão sobre o governo federal para que fosse asfaltada grande parte da rodovia, o que permitiria novos fluxos econômicos e acesso mais lucrativo da produção ao mercado, inclusive o internacional. A essas pressões somaram-se outros problemas: crescente desmatamento, intensos conflitos fundiários, práticas econômicas ilegais, ineficácia do Estado. Diante desse quadro, o governo federal elaborou o Plano BR-163 Sustentável, entre 2004 e 2005, como experiência piloto de uma política de desenvolvimento da região, consolidada no Plano Amazônia Sustentável. Entre os objetivos daquele Plano, encontram-se o desenvolvimento sustentável, a redução das desigualdades sociais e um novo modelo de gestão democrática e integrada de políticas públicas. A pesquisa busca compreender, a partir do oeste do Estado do Pará, de que modo se inter-relacionam as dinâmicas de atores sociais importantes, após as primeiras medidas decorrentes do Plano. Os atores inseridos na pesquisa foram representações ligadas ao Estado, nos três níveis de gestão, madeireiros, fazendeiros e trabalhadores rurais. A análise parte dos discursos desses atores para avaliar se o governo federal conseguiu institucionalizar os conflitos e obter reconhecimento político externo. Os resultados obtidos confirmam a hipótese de que as condições para o sucesso das medidas ainda não estão dadas, em função de problemas estruturais do Estado, da falta de coesão política em torno dos objetivos do Plano, entre as próprias instituições federais, e também da ausência de novos mecanismos institucionais de gestão que apontem para a mediação dos conflitos e indiquem adesão às novas medidas. O débil capital político do governo federal, no campo de acirradas disputas, ainda constitui empecilho à redução das graves desigualdades sociais e ao retorno à legalidade, que deve se impor não apenas pela força das leis, mas, principalmente, pela legitimidade de novas dinâmicas e do próprio Estado.

Qualidade de vida em Porto Velho, Rondônia: perspectivas do processo de desenvolvimento regional

Esta tese de doutorado nasceu da escassez de estudos referentes aos efeitos das grandes obras, sobre a qualidade de vida das cidades. Nesse sentido, visando estudar exatamente esse problema dentro de um cenário amazônico, propôs-se pesquisar os efeitos das usinas hidrelétricas de Jirau e de Santo Antônio, em seu processo de construção, às margens do rio Madeira, em Rondônia e, assim, analisar a qualidade de vida dentro do perímetro urbano da cidade de Porto Velho, o que constituiu o objeto de estudo da presente investigação. Para tanto, buscou-se aporte na teoria do “Fetiche”, de Marx, na obra “O capital” (1980). Assim, procurou-se explicar a migração de trabalhadores, na busca por melhores salários e oportunidades de ganhos econômicos, nas obras das hidrelétricas mencionadas. A perspectiva teórica do “fetichismo da mercadoria”, de Marx (1967), desencadeou a inter-relação com os aspectos diretamente ligados ao âmago da presente tese, que se constitui numa Pesquisa de natureza qualitativa. Essa foi desenvolvida com base no método de Análise Fatorial, utilizando o programa estatístico SPSS, versão 17. Para isso, foram aplicados 1.449 questionários, distribuídos igualitariamente, em grupos de 21, para cada um dos 69 bairros da cidade. E, dessa forma, construir os índices de IQVU (índices de qualidade de vida urbana), segundo Santos e Martins (2002) e, para análises multifatoriais, de acordo com Hair et al. (2005) e com Santana (2007; 2005). A partir disso, os resultados obtidos permitiram concluir que o índice de qualidade de vida de Porto Velho, no período correspondente à fase anterior a chegada das usinas, à região, era de 0,452. Portanto, classificado como um índice de desempenho regular. Em relação à fase atual, esse índice apresentou uma queda de 15,31%, alcançando um valor de 0,392. Por consequência, considerado de ruim desempenho. Desse modo, permitiu-se concluir que a qualidade de vida de Porto Velho, conforme a opinião dos entrevistados, literalmente, piorou com a chegada das usinas hidrelétricas do rio Madeira, em Porto Velho/Rondônia. A relevância do presente estudo reside na análise do espaço intramunicipal e na integração dos dados provenientes da pesquisa de campo, com a informação gerada durante as análises. Isto levou a deduções lógicas, fundamentadas nos critérios adotados e decorrentes dos resultados das avaliações. Consequentemente, esse poderá servir como suporte às decisões políticas, sobre o planejamento de ações a serem executadas, para gestão do território no âmbito municipal.

A produção de sentidos sobre incluir - excluir

A inclusão escolar é uma modalidade de ensino definida pelo discurso educacional como uma nova postura na escola regular no que se refere às ações que favoreçam a interação social e práticas heterogêneas que atendam às necessidades educacionais especiais de pessoas com “deficiência”. Este estudo situa esse movimento como uma construção social, negociada nas relações entre pessoas e que dão condições de possibilidade ao seu aparecimento, compreendendo as circunstâncias de sua constituição. Objetiva, por meio das práticas discursivas, compreender a noção de inclusão que professoras da educação básica de duas escolas públicas fazem circular em seus discursos engendrados em suas práticas pedagógicas do professor. Considera também as ressonâncias do encontro do discurso dessas professoras, suas contradições e rupturas com o discurso dos documentos públicos oficiais. Adota uma postura crítica e questionadora sobre as institucionalizações que se naturalizam no cotidiano, buscando nas práticas discursivas e produção de sentidos a possibilidade de compreender as maneiras pelas quais as pessoas instituem certas noções, versões que explicam o mundo e se posicionam em relações sociais produzindo acontecimentos no cotidiano. A investigação foi realizada em duas escolas públicas que atuam com o ensino fundamental e, em cada uma delas, foi realizada uma Roda de Conversa com quatro professoras que tinham em suas classes “pessoas portadoras de necessidades educacionais especiais”. Todo o conteúdo discursivo foi analisado usando como estratégia Mapas Dialógicos, que permitem visualizar a interanimação dialógica, o fluxo da conversação, a singularidade da produção de sentidos sobre a inclusão/exclusão nas escolas analisadas, evidenciando os efeitos do processo de implantação da educação inclusiva. Nos discursos das professoras, diferentemente do discurso oficial explicitado em documentos que define a inclusão escolar como uma modalidade educacional que busca avanços acadêmicos e a apropriação de conhecimentos, foi percebido que incluir significa, essencialmente, acolher a criança “portadora de necessidades educacionais especiais” socializando-a com as crianças ditas “normais”, estabelecem, assim, um outro objetivo para essas crianças na escola substituindo a meta de escolarizar. Esse sentido parece ser apontado como a única alternativa diante da dificuldade de assegurar competências acadêmicas, se inscrevendo como um discurso de reparação, que busca expiar uma dívida histórica pelos danos causados pela exclusão social. E ainda nesse posicionamento, o lugar da escola é questionado, pois se não desenvolve competências e habilidades necessárias para o desenvolvimento tanto maturacional como acadêmico das crianças “especiais”, não cumpre sua função social de educar, não realiza a inclusão. Dizem que na vida essas crianças aprendem e desenvolvem-se. Entende-se que a escola não é a vida, ou é a vida enclausurada. Concluem com isso que a escola mais exclui do que inclui. Dessa forma, a pesquisa apontou que a prática da educação inclusiva pode ser compreendida como negociações em redes de saberes e poderes que põem a funcionar as políticas públicas e propostas pedagógicas, como mecanismos de controle social.

Implantação de CGH's na Amazônia: uma visão global com ênfase nos aspectos hidrológicos, tecnológicos, ambientais e financeiros

Um problema de grande relevância social na Amazônia é o fato das pequenas comunidades isoladas não serem contempladas pelos benefícios dos grandes empreendimentos hidrelétricos instalados na região. Uma solução alternativa a para este problema, é o aproveitamento da grande malha de pequenos rios e igarapés da região a partir da implantação de Centrais Geradoras Hidrelétricas – CGH’s (antigas mini e microcentrais).. Dentro deste contexto, o presente trabalho analisa e discute certos aspectos gerais inerentes à implantação das CGH’s, e principalmente, trazendo-os à realidade das pequenas bacias Amazônicas. Os aspectos a serem abordados neste trabalho dizem respeito às avaliações preliminares de terreno, aspectos hidrológicos, tecnológicos, ambientais e financeiros. Os aspectos são analisados de forma global para implantação de CGH’s e suas etapas, também analisados e aplicados a um estudo de caso – implantação da CGH irmã Dorothy na pequena bacia hidrográfica do Igarapé são João em Anapú-pa, onde foi possível a utilização de metodologia existente para um estudo aprimorado de implantação de CGH’s na Amazônia. No âmbito hidrológico, utilizou-se um modelo chuva-vazão desenvolvido por Blanco 2005 e aplicou a pequenas bacias da Amazônia que não possuem registros de vazão. Nos aspectos tecnológicos utilizou ferramentas computacionais para predição de desempenho de turbinas axiais de baixa queda adaptas ao relevo da região, e simulados para a turbina axial a ser implantada na CGH irmã Dorothy. No contexto ambiental atualmente há forte cobrança pelas autoridades competentes locais para realização do estudo ambiental inerente ao aproveitamento, e se tratando da região Amazônica, ambientalmente muita agredida pela ação do homem, os estudos devem ser bem definidos, apontando os possíveis impactos que podem ser causados pela CGH, descritos no RAS (Relatório Ambiental Simplificado) anexo deste trabalho. Desta forma foi desenvolvido um método para cálculo e simulação da área inundada para implantação de CGH’s na Amazônia, aplicado à CGH irmã Dorothy. No âmbito financeiro, são raras as informações referentes aos custos de implantação de CGH’s na Amazônia. Assim, foram levantados os custos referentes à implantação da CGH irmã Dorothy e comparados a custos de CGH’s e de geradores a diesel disponíveis na literatura.

Competitividade inter-regional de sistemas de produção de bovinocultura de corte

O trabalho apresenta uma metodologia de avaliação de sistemas de produção através da mensuração da competitividade interna na bovinocultura de corte. Durante o primeiro trimestre de 2010, foram aplicados 65 questionários com pecuaristas, sendo 36 entrevistas na Região Sul (Estado do Rio Grande do Sul) e 29 na Região Norte (Estados do Pará e Rondônia). Foram definidos os principais direcionadores que afetam a competitividade interna - tecnologia, gestão, relações de mercado e ambiente institucional, sendo atribuído um peso específico para cada direcionador, a fim de obter o índice de competitividade. Os resultados foram analisados estatisticamente pela teoria de resposta ao item e pela análise de correspondência (ANACOR) com o software SPSS®. A Região Sul apresentou uma maior competitividade que a Região Norte. Independente da região, os fatores críticos de competitividade foram: integração lavoura-pecuária, planejamento estratégico, cálculo de indicadores financeiros, formação de preços, acesso a inovações tecnológicas e organização dos produtores.

Regionalização de curvas de permanência de vazão de regiões hidrográficas do estado do Pará

O presente artigo aborda a regionalização de curvas de permanência de vazões para os rios das regiões hidrográficas da Calha Norte e do Xingu no Estado do Pará. Os modelos tiveram como base de dados 25 estações fluviométricas localizadas nas referidas regiões. As curvas de permanência foram calibradas utilizando-se 5 modelos matemáticos de regressão (potência, exponencial, logarítmico, quadrático e cúbico). O modelo cúbico foi o que se ajustou melhor aos dados observados das estações da Calha Norte. Já para a região do Xingu, foi o modelo exponencial, que melhor se ajustou. Modelos de regionalização foram estabelecidos, usando-se a técnica de regressão múltipla. A variação espacial dos parâmetros dos modelos, foi explicada em termos de área de drenagem, precipitação média anual, comprimento e desnível do rio. Os modelos foram validados através de duas bacias-alvo de cada região, obtendo resultados satisfatórios pelos ajustes gráficos das vazões simuladas e observadas. Matematicamente, o bom ajuste foi representado pelos erros quadráticos relativos médios percentuais e coeficientes de Nash-Sutcliffe calculados para o modelo cúbico (Calha Norte) e exponencial (Xingu). O bom desempenho dos modelos, os credencia na estimativa das curvas de permanência de vazões das regiões de estudo.

Consórcio intermunicipal para gestão ambiental nos municípios de pequeno porte 1 e 2 do nordeste paraense: uma possibilidade para gestão ambiental?

Após a publicação da Lei Complementar Federal no. 140 (LC 140/2011), de 08/12/2011, que definiu as competências dos municípios na gestão de políticas públicas ambientais, surgiu a necessidade de propor ações pelo poder público municipal para sua implementação. Para assegurar a eficácia da referida lei, os municípios deveriam estruturar-se para licenciar e fiscalizar as atividades degradadoras, ou potencialmente degradadoras, em seus territórios. Os órgãos criados no âmbito das políticas municipais ambientais demandariam estruturação física e de pessoal que, por serem onerosas, se tornaram verdadeiros óbices à priorização do gestor para garantir as condições necessárias para a gestão ambiental municipal. Dessa forma, a cooperação entre os entes federados, por intermédio do instrumento de Consórcio Público se apresenta como uma alternativa estratégica para implementação da lei nos municípios de pequeno porte para encaminhamento das questões ambientais. Entende-se que um planejamento territorial regional facilitaria o encaminhamento para solicitação de recursos, bem como para a celebração de contratos e convênios que beneficiassem os municípios consorciados. O presente estudo analisa a Capacidade Institucional de gestão ambiental entre os municípios de Vigia de Nazaré, São Caetano de Odivelas, Santo Antônio do Tauá e Colares e propõe um protocolo de intenções para formalização de um consórcio público para gestão intermunicipal do meio ambiente. De acordo com o IBGE, referidos municípios são de pequeno porte classes 1 e 2, localizados na Região Nordeste do Estado do Pará. No decorrer da pesquisa, após as visitas aos municípios, constatou-se a falta de capacidade institucional para promover a gestão ambiental em seus próprios territórios pelos municípios, como carência de servidores, baixa capacitação, escassez de recursos financeiros, omissões legislativas, inoperância dos conselhos e dos fundos municipais, além de ausência de aparelhamento como viaturas e equipamentos de medição. Por outro lado foi detectado que já ocorreram reuniões entre os gestores municipais para buscar uma solução conjunta para os problemas da região, dada a proximidade territorial e as semelhanças dos seus recursos naturais. Neste passo, ao final se construiu uma proposta para implementação de um consórcio intermunicipal, mediante um termo de cooperação para gestão ambiental integral entre os municípios.