Viabilidade econômica do uso do biogás proveniente da suinocultura em substituição a fontes externas de energia

The swine culture potentially generates waste with high organic load and pollutants, being responsible for the spread of pathogens, contamination of rivers, groundwater and soils, besides it produces foul odors and emit greenhouse gases. However, the high amount of organic matter, which expresses the amount of pollutant load, reflects the energetic potential of these wastes used as raw material in biogas generation through technology of digesters. The properly use of theses digesters provides the production of clean energy and promotes the conservation of the environment. The economic viability of the implantation of an Indian model digester on a small swine farm was verified based on the value from initial investments of deployment, maintenance costs, depreciation, and on the interest and revenues arising from the system. Besides, the amount of biogas produced daily and the average consumption of biogas by the most common used devices such as refrigerator, stove, water heater, and generator of electricity was calculated.. For a backdrop of 10 years, the results of economic indicators NPV of BRL 57,598.95, IRR of 48.38%, Simple Payback of 2.06 years, and Discounted Payback of 2.3 years, demonstrated a favorable outlook for the use of this technology, with the possibility to generate economic, social and environmental benefits.

Prospecção tecnológica de células fotovoltaicas para energia solar

Solar energy presents itself as an excellent alternative for the generation of clean, renewable energy. This work aims to identify technological trends of photovoltaic cells for solar energy. The research is characterized, in relation to nature, to be applied; regarding the approach is qualitative and quantitative; with respect to the objectives, it is exploratory and descriptive; concerning the methodological procedure is considered a bibliographic research with a case study in the case of solar photovoltaic sector. The development of this research began with a literature review on photovoltaic solar energy and technology foresight. Then it led to the technology mapping of photovoltaic solar cells through the analysis of articles and patents. It was later performed the technological prospecting of photovoltaic cells for solar energy through the Delphi method, as well as the construction of the current plan and future technology of photovoltaic cells for the current scenario, 2020 and 2025. The results of this research show that the considered mature technologies (silicon mono and multicrystalline) will continue to be commercially viable within the prospected period (2020-2025). Other technologies that are currently viable (amorphous silicon, cadmium telluride and copper indium selenide / Copper indium gallium diselenide-), may not submit the same condition in 2025. Since the cells of silicon nanowires, dye-sensitized and based on carbon nanostructure, which nowadays are not commercially viable, may be part of the future map of photovoltaic technologies for solar energy.

O Protocolo de Kyoto e o mercado de crédito de carbono: estudo de caso das emissões de gases de efeito estufa da fábrica de combustível nuclear pertencente às Indústrias Nucleares do Brasil no ano de 2008

A presente dissertação discute as questões relacionadas à intensificação das mudanças climáticas por causas antrópicas conforme a evolução no uso dos recursos naturais, inovações nos processos produtivos, transformações econômicas, sociais, culturais, políticas e, especialmente ambientais. Aborda a comercialização dos créditos de carbono através de projetos de Mecanismo de Desenvolvimento Limpo (MDL), um dos mecanismos de flexibilização criados pelo Protocolo de Kyoto. No contexto de mudanças climáticas, uma matriz energética que utilize fontes de energia que não emitam gases causadores do efeito estufa (GEE) se mostra uma importante estratégia de desenvolvimento sustentável. Sob essa perspectiva, a energia nucleoelétrica é apresentada como uma alternativa viável aos combustíveis fósseis, considerando que esta é uma energia limpa e compatível com a perspectiva de desenvolvimento sustentável. A Fábrica de Combustível Nuclear (FCN), localizada em Resende (Rio de Janeiro), pertencente às Indústrias Nucleares do Brasil (INB), é um conjunto de sofisticadas fábricas nas quais se processam etapas importantes do ciclo do combustível nuclear. Na FCN, o Centro Zoobotânico realiza a gestão das atividades voltadas para a conservação da natureza tais como o Programa de Recuperação de Mata Ciliar, Reflorestamento e Fauna. O Relatório de inventário das emissões diretas e indiretas de GEE da FCN, elaborado pela INB para o ano de 2008, permite a auto-avaliação da empresa, retratando a preocupação corporativa com as questões relativas às mudanças climáticas. Segundo este Relatório, o total de emissões de GEE quantificado corresponde a 12,14% da capacidade total de sequestro de dióxido de carbono, no período de Janeiro a Dezembro de 2008. A proteção de florestas e a plantação de árvores são componentes essenciais de qualquer estratégia global para mitigação da mudança climática, e a participação da INB no mercado de crédito de carbono pode proporcionar externalidades positivas, tais como ganhos de imagem, adequação a padrões ambientais e melhoria do relacionamento com a sociedade.

Estudo do Controle das Emissões de poluentes em Caldeira Aquatubular de alta pressão com Queimadores Convencionais, Abordagem da Eficiência Versus Custo do Dano.

As emissões atmosféricas têm sido consideradas por especialistas, poder público, iniciativa privada e organizações ambientalistas, um dos maiores impactos ambientais que o planeta vem enfrentando. Neste contexto estão tanto as fontes estacionárias quanto as fontes móveis. Ao mesmo tempo em que se lançam na atmosfera milhões de toneladas de poluentes a cada ano através da indústria, o homem procura soluções alternativas através de fontes de energia limpa. Adicionalmente, procura-se ao diminuir as emissões das fontes fixas exercer melhor controle e tratamento. Apresenta-se nesse trabalho, a possibilidade da implementação de ações que visem minimizar o impacto causado pelas caldeiras geradoras de energia, em especial as que operam com queimadores convencionais. Experimentou-se um procedimento capaz de ser utilizado de imediato pelas indústrias, antes mesmo de se implementar inovações tecnológicas, que demandam tempo e recursos. Desta forma, pode-se reduzir, de maneira imediata, o volume de poluentes lançados diariamente na atmosfera, em especial o monóxido de carbono, CO, os óxidos de nitrogênio, NOx, e o material particulado, MP. Objetivou-se atingir um nível de emissões capaz de minimizar o custo do dano, sem perder a eficiência da combustão. Apresenta-se ainda a base metodológica de um modelo, utilizando-se a lógica difusa, como forma de se obter um controle e confiabilidade na gestão das emissões.

Extension of electrochemically active sites in SOFCs and SOECs

Solid oxide fuel (SOFCs) and electrolyzer (SOECs) cells have been promoted as promising technologies for the stabilization of fuel supply and usage in future green energy systems. SOFCs are devices that produce electricity by the oxidation of hydrogen or hydrocarbon fuels with high efficiency. Conversely, SOECs can offer the reverse reaction, where synthetic fuels can be generated by the input of renewable electricity. Due to this similar but inverse nature of SOFCs and SOECs, these devices have traditionally been constructed from comparable materials. Nonetheless, several limitations have hindered the entry of SOFCs and SOECs into the marketplace. One of the most debilitating is associated with chemical interreactions between cell components that can lead to poor longevities at high working temperatures and/or depleted electrochemcial performance. Normally such interreactions are countered by the introduction of thin, purely ionic conducting, buffer layers between the electrode and electrolyte interface. The objective of this thesis is to assess if possible improvements in electrode kinetics can also be obtained by modifying the transport properties of these buffer layers by the introduction of multivalent cations. The introduction of minor electronic conductivity in the surface of the electrolyte material has previously been shown to radically enhance the electrochemically active area for oxygen exchange, reducing polarization resistance losses. Hence, the current thesis aims to extend this knowledge to tailor a bi-functional buffer layer that can prevent chemical interreaction while also enhancing electrode kinetics.The thesis selects a typical scenario of an yttria stabilized zirconia electrolyte combined with a lanthanide containing oxygen electrode. Gadolinium, terbium and praseodymium doped cerium oxide materials have been investigated as potential buffer layers. The mixed ionic electronic conducting (MIEC) properties of the doped-cerium materials have been analyzed and collated. A detailed analysis is further presented of the impact of the buffer layers on the kinetics of the oxygen electrode in SOFC and SOEC devices. Special focus is made to assess for potential links between the transport properties of the buffer layer and subsequent electrode performance. The work also evaluates the electrochemical performance of different K2NiF4 structure cathodes deposited onto a peak performing Pr doped-cerium buffer layer, the influence of buffer layer thickness and the Pr content of the ceria buffer layer. It is shown that dramatic increases in electrode performance can be obtained by the introduction of MIEC buffer layers, where the best performances are shown to be offered by buffer layers of highest ambipolar conductivity. These buffer layers are also shown to continue to offer the bifunctional role to protect from unwanted chemical interactions at the electrode/electrolyte interface.

Efeito do sombreamento nos painéis fotovoltaicos

Trabalho Final para obtenção do grau Mestre em Engenharia Electrotécnica

Integração de modelos BIM com redes de sensores num edifício

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Eletrotécnica e Computadores

Energias renováveis: O caminho mais curto para a independência energética de Portugal

Dissertação apresentada para cumprimento dos requisitos necessários à obtenção do grau de Mestre em Ciência Política e Relações Internacionais – Globalização e Ambiente

Metodologias para o planeamento urbano solar

A cada vez maior escassez dos recursos e as consequências dos fenómenos das alterações do clima levam a um debate mundial acerca do atual paradigma da emergência da utilização de fontes de energia renováveis em substituição das atuais fontes não renováveis. Quando a este problema se associa uma cada vez maior pressão demográfica e um acentuado desenvolvimento das áreas urbanas, sobrecarregando ainda mais o sistema de suporte natural, torna-se evidente a necessidade de alterar os pressupostos deste paradigma. De modo a contribuir com uma resposta ao atual cenário energético, o presente estudo foca-se na construção de uma metodologia que permita estabelecer um conjunto de condições favoráveis à integração de uma energia limpa e renovável no processo de planeamento urbano sustentável. Uma vez que o Sol representa a maior fonte de energia disponível no planeta e uma das que mais facilmente se integra no contexto urbano, é fácil compreender a sua escolha para o papel principal no planeamento urbano. Para que tal se suceda, torna-se necessário recorrer ao estudo e análise do conhecimento na área científica de modo a possibilitar a construção de uma base sustentável para a correta implantação desta fonte de energia nos atuais sistemas urbanos. A integração da energia solar no novo modelo de ocupação urbana, mais compacto e multifuncional, requer que a sua implementação se realize de modo diferenciado, nomeadamente através do recurso a parâmetros físico-espaciais considerados relevantes, no processo operativo de planeamento urbano sustentável. A introdução destes parâmetros no planeamento possibilita a afirmação de modelos de ocupação conhecedores da necessidade de alterar o ciclo de vida da energia, nomeadamente na fase de consumo e de produção da mesma no contexto urbano. Deste modo, a integração numa proposta de modelo dos parâmetros tem como principal objetivo o aumento da eficiência energética durante as fases de conceção e utilização e ainda, o tornar efetivo o potencial da solução de produção de energia em ambiente urbano. Decorrente desta problemática foi desenvolvido um estudo prático de aplicação da metodologia proposta através de um caso em Portugal, de modo a que se pudesse aferir e concluir sobre a aplicabilidade prática do modelo teórico proposto. Em síntese, através do objetivo do tema, foi possível construir-se uma ferramenta que permite a concretização das metas definidas nos objetivos do milénio das Nações Unidas e pelos diferentes organismos internacionais, contribuindo para a alteração do paradigma energético em meio urbano atualmente verificado.

Criação de valor sustentável e o óleo de palma no Brasil

A produção de óleo de palma expandiu-se consideravelmente nas últimas décadas e atualmente o óleo de palma é o óleo vegetal mais comercializado do mundo. Dentre outros fatores, a maior produtividade da cultura e os menores custos de produção explicam o crescimento. Os grandes produtores mundiais, contudo, destruíram grandes áreas de floresta para acomodar o crescimento da plantação e se utilizaram de técnicas de cultivo que trouxeram severos impactos ambientais. Campanhas lideradas por ONGs ambientais, como o Greenpeace, atingiram a imagem de grandes fabricantes de alimentos e bens de consumo, os forçando a reexaminar práticas de fornecimento. Atualmente, grandes empresas se comprometeram com princípios sustentáveis através da compra exclusiva do óleo de palma sustentável a parir dos próximos anos. A cultura da palma, por outro lado, é capaz de oferecer oportunidades para o desenvolvimento sustentável à medida que produz regularmente frutos ao longo do ano, possibilita melhoria de renda para pequenos agricultores e possui alta capacidade para sequestro de carbono da atmosfera. Em maio de 2010, o Governo Brasileiro lançou o Programa de Produção Sustentável da Palma, que, dentre outros, especifica linhas de crédito para produtores e delimita áreas propícias ao cultivo, que atualmente estão degradadas. Existem atualmente no Brasil 31.8 milhões de hectares aptos para o plantio, sendo o total de áreas cultivadas em 2009 no mundo 12.2 milhões de hectares. Realizou-se uma abordagem qualitativa através de um estudo de caso. Os dados foram coletados a partir de uma visita de campo, de documentos disponibilizados pela empresa e de entrevistas realizadas com executivos. A Biopalma é uma empresa produtora de óleo de palma sediada em Belém-PA que desde fevereiro de 2011 é controlada pela companhia Vale. Seu projeto é tornar-se a maior produtora de óleo de palma das Américas. O propósito deste estudo é analisar a criação de valor sustentável em empresa produtora de óleo de palma no Brasil. Programas de agricultura familiar, processos de produção com aproveitamento total de resíduos e produção de energia limpa a partir da biomassa gerada no processo produtivo são exemplos de criação de valor sustentável no mercado brasileiro de óleo de palma. Verifica-se, contudo que existem pontos a serem desenvolvidos que também levam a construção do valor sustentável e que atualmente não são observados na empresa como a condução de estudos para análise do ciclo de vida dos produtos.

Especificidades dos investimentos em cleantech realizados pelos fundos de private equity e venture capital no Brasil

Este trabalho procura identificar e analisar as particularidades inerentes ao investimento em tecnologias limpas (Cleantech) no Brasil que fazem destes ativos uma classe tão promissora ao investimento da indústria de Private Equity e Venture Capital (PE/VC). Foram conduzidas entrevistas semi-estruturadas em profundidade com alguns gestores de fundos de PE/VC do mercado brasileiro, e três estudos de caso: uma empresa num segmento do setor agrícola (aquicultura), uma empresa de reciclagem de resíduos sólidos e uma empresa de energia limpa. Uma indústria com histórico de sucesso na promoção de tecnologias hoje essenciais para o dia a dia da sociedade, habituada a financiar projetos nas áreas de internet, software, tecnologia da informação (TI), telecomunicação e saúde, agora, mostra-se cada vez mais interessada em financiar projetos que endereçam a problemática das mudanças climáticas. Principalmente projetos que abordam os temas mais sensíveis às questões climáticas como geração de energia, agricultura, água, resíduos, eficiência energética e industrial. Os estudos de caso e as entrevistas tornam evidentes diversas particularidades do investimento em Cleantech. Trata-se de projetos intensivos em capital e, em alguns casos, com longos períodos de maturação. São altamente dependentes de políticas públicas que regulamentem e incentivem sua adoção, não só nos estágios iniciais de desenvolvimento, mas também favorecendo seu ganho de escala. Não podem ser empregados em qualquer localização pois dependem da vocação geográfica da localidade onde serão instalados. Em muitos casos, apresentam custos iniciais superiores às tecnologias vigentes relacionados principalmente ao estágio tecnológico em que se encontram e à curva de aprendizado. Conclui que tais particularidades não limitam o interesse da indústria de PE/VC, pelo contrário, muitas delas favorecem o investimento de capital de risco na medida em que reduzem determinados riscos do investimento.

Pellets de madeira e sua viabilidade econômico-financeira na substituição do óleo BPF-A1 em pequenos e médios consumidores no Estado de São Paulo

A utilização de pellets de madeira é bastante difundida nos países desenvolvidos, em particular na Europa, e apresenta demanda crescente para a produção de energia elétrica e térmica, incluindo a calefação residencial. O Brasil apresenta capacidade indiscutível para a geração de diferentes biomassas e em quantidades expressivas, dada à vantagem competitiva de suas condições edafo-climáticas, sua extensão territorial e de ter baixos custos de produção. Apontar-se-á neste trabalho as condições mercadológicas, logísticas, normativas, de incentivos fiscais e de ambiente econômico, com as quais o país poderá se consolidar como um grande produtor e consumidor desta fonte de energia limpa e renovável. Este estudo apresenta as melhores técnicas conhecidas para a venda a pequenos e médios consumidores e para a produção, eficiente e com escala, de pellets de madeira, dentro do Estado de São Paulo. É discutida a necessidade de se ter florestas plantadas com o único propósito de serem transformadas em pellets. Nos últimos anos, os preços dos resíduos de madeira subiram no mercado interno, praticamente os excluindo como fonte de matéria-prima, num cenário de longo prazo. O objetivo final desta dissertação é apresentar os principais aspectos econômico-financeiros que influenciam os cenários para que os pellets de madeira possam substituir o óleo BPF-A1 no mercado regional, e assim discutindo se sua produção se mostrará atraente e confiável para potenciais investidores. Para a avaliação da viabilidade financeira, são utilizados os métodos-chave, Payback, Valor Presente Líquido e Taxa Interna de Retorno, e uma análise de sensibilidade das principais variáveis identificadas. Os principais resultados revelam um Payback de 47 meses, um NPV de R$10.942.127 e uma IRR de 25,18% a.a. em termos reais, para o cenário-base, além de identificar o preço da matéria-prima e a escala de produção como as variáveis mais sensíveis.

Soil, water and nutrient losses by interrill erosion from green cane cultivation

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Análise de desempenho de um fogão solar construído a partir de sucatas de antena de tv

Given the growing environmental crisis caused by degradation, mainly due to the use of polluting energy sources, increasing the growing use of renewable energies worldwide, with emphasis on solar energy, an abundant supply and available to everyone, which can be harnessed in several ways: electricity generation; dehydration of food; heating, disinfection and distillation and cooking. The latter has as its primary feature the viability of clean, renewable energy for society, combating ecological damage caused by large-scale use of firewood for cooking foods, use in tropical countries with high solar radiation, and has funding NGOs throughout the world with the goal of achieving low-income population. The proposed project consists of a solar cooker for concentration, working from the reflection of sunlight by a hub that they converge to a focal point at the bottom of the pot, getting lots of heat. The solar cooker under study consists of two elliptical reflecting parabolas made from the recycling of scrap TV antenna, having 0.29 m² of surface area for each antenna, which were covered by multiple mirrors of 2 mm thick and mounted on a metal structure, with correction for the mobility of the apparent movement of the sun. This structure was built with the recycling of scrap metal, possessing a relatively low cost compared with other solar cookers, around US$ 50.00. This cost becomes negligible, since that will involve a great benefit to not have fuel costs for each meal, unlike the use of gas or firewood for cooking food. The tests show that the cooker has reached the maximum temperature of 740 ° C, for boiling water in an average time of 28 minutes, cooking various types of foods such as potatoes, rice and pasta in an average time of 45 minutes and still going as a solar oven, making pizza baking and meat. These cooking times do not differ much from the cooking times on a gas stove, it becomes the solar cooker as a good consumer acceptance, and furthermore not to deliver the same gases that can poison the food as with the wood stove. Proves the viability of using the stove to cook or bake in two daily meals for a family, still presenting a position to improve his performance with the addition of new materials, equipment and techniques

Viabilidade térmica de um forno solar fabricado com sucatas de pneus

The proposed design provides a solar furnace alternative, box-like, low-cost operation to be used in cooking, comprising three scrap tires to make the recycling thereof. The tires were coupled to each other, forming an enclosure, which stood on its bottom covered by a parable multiple mirrors made from a urupema (sieve indigenous) and the inner sides of the oven aluminum sheet painted black, obtained from beer cans, thus being made to obtain the increase in the concentration of solar radiation incident on the inside of the prototype studied. Two tires were attached, leaving an air layer between them, with the function of thermal insulation. The third tire aimed to support the other two and thermally insulate the bottom of the oven. Externally was placed a metal frame with flat mirrors to reflect the incident rays into the oven, having a mobility to correct the apparent motion of the sun. Its primary feature is the viability of clean, renewable energy to society by tackling the ecological damage caused by the large-scale use of wood for cooking food. The tests show that the furnace reached the maximum temperature of 123.8 °C and baking various foods such as pizza, bun, and other lasagne in an average time 50 minutes. Proves the feasibility of using the oven. Presenting still able to improve their performance with the addition of new materials, equipment and techniques