Benchmarking e regulação do setor de distribuição de energia elétrica nacional: proposta para avaliação dos custos operacionais eficientes

In Brazil, the National Agency of Electric Energy (ANEEL) represents the energy regulator. The rates review have been one of its main tasks, which establish a pricing practice at a level to cover the efficient operating costs and also the appropriate return of the distributors investments. The changes in the procedures to redefine the efficient costs and the several studies on the methodologies employed to regulate this segment denote the challenge faced by regulators about the best methodological strategy to be employed. In this context, this research aims to propose a benchmarking evaluation applied to the national regulation system in the establishment of efficient operating costs of electricity distribution utilities. The model is formulated to promote the electricity market development, partnering with government policies ant to society benefit. To conduct this research, an integration of Data Envelopment Analysis (DEA) with the Stochastic Frontier Analysis (SFA) is adopted in a three stages procedure to correct the efficiency in terms of environmental effects: (i) evaluation by means of DEA to measure operating costs slacks of the utilities, in which environmental variables are omitted; (ii) The slacks calculated in the first stage are regressed on a set of environmental variables by means of SFA and operating costs are adjusted to account the environmental impact and statistical noise effects; and, (iii) reassess the performance of the electric power distribution utilities by means of DEA. Based on this methodology it is possible to obtain a performance evaluation exclusively expressed in terms of management efficiency, in which the operating environment and statistical noise effects are controlled.

Modelagem e análise dinâmica de um sistema de conversão de energia eólica dotado de gerador síncrono de imã permanente utilizando a plataforma ATP

Human development requires a broad balance between ecological, social and economic factors in order to ensure its own sustainability. In this sense, the search for new sources of energy generation, with low deployment and operation costs, which cause the least possible impact to the environment, has been the focus of attention of all society segments. To do so, the reduction in exploration of fossil fuels and the encouragement of using renewable energy resources for distributed generation have proved interesting alternatives to the expansion of the energy matrix of various countries in the world. In this sense, the wind energy has acquired an increasingly significant role, presenting increasing rates of power grid penetration and highlighting technological innovations such as the use of permanent magnet synchronous generators (PMSG). In Brazil, this fact has also been noted and, as a result, the impact of the inclusion of this source in the distribution and sub-transmission power grid has been a major concern of utilities and agents connected to Brazilian electrical sector. Thus, it is relevant the development of appropriate computational tools that allow detailed predictive studies about the dynamic behavior of wind farms, either operating with isolated load, either connected to the main grid, taking also into account the implementation of control strategies for active/reactive power generation and the keeping of adequate levels of voltage and frequency. This work fits in this context since it comprises mathematical and computational developments of a complete wind energy conversion system (WECS) endowed with PMSG using time domain techniques of Alternative Transients Program (ATP), which prides itself a recognized reputation by scientific and academic communities as well as by electricity professionals in Brazil and elsewhere. The modeling procedures performed allowed the elaboration of blocks representing each of the elements of a real WECS, comprising the primary source (the wind), the wind turbine, the PMSG, the frequency converter, the step up transformer, the load composition and the power grid equivalent. Special attention is also given to the implementation of wind turbine control techniques, mainly the pitch control responsible for keeping the generator under the maximum power operation point, and the vector theory that aims at adjusting the active/reactive power flow between the wind turbine and the power grid. Several simulations are performed to investigate the dynamic behavior of the wind farm when subjected to different operating conditions and/or on the occurrence of wind intensity variations. The results have shown the effectiveness of both mathematical and computational modeling developed for the wind turbine and the associated controls.

Instrumento de avaliação de processos cognitivos para a aprendizagem de subestações de energia em ambientes 2D e realidade virtual

This study describes the development of a prototype to evaluate the potential of environments based on two-dimensional modeling and virtual reality as power substations learning objects into training environments from a central operation and control of power utility Cemig. Initially, there was an identification modeling features and cognitive processes in 2D and RV, from which it was possible to create frames that serve to guide the preparation of a checklist with assigning a metric weight for measuring cognitive potential learning in the study sites. From these contents twenty-four questions were prepared and each was assigned a weight that was used in the calculation of the metric; the questions were grouped into skill sets and similar cognitive processes called categories. Were then developed two distinct environments: the first, the prototype features an interactive checklist and your individual results. And, second, a system of data management environment for the configuration and editing of the prototype, and the observation and analysis of the survey results. For prototype validation, were invited to access the virtual checklist and answer it, five professionals linked to Cemig's training area. The results confirmed the validity of this instrument application to assess the possible potential of modeling in 2D and RV as learning objects in power substations, as well as provide feedback to developers of virtual environments to improve the system.

Uma estratégia para otimizar a geração de arranjos em subestações virtuais de energia elétrica

The Virtual Reality techniques applied in Electricity Environments provide a new supervisory control paradigm. The fact of existing a virtual environment (VE), geometrically similar to a real substation, reduces the difference of mental models built by field operators compared with those built by system center operation improving the communication. Beside this, those systems can be used as visualization interfaces for electricity system simulators, training systems for professors and undergraduate students, field operators and maintenance professionals. However, the development process of these systems is quite complex, combining several activities such as implementation, 3D modeling, virtual sceneries construction, usability assessment and management project techniques. In this context, this work present a GUI strategy to build field arrangements based on scene graphs, to reduce time in Virtual Electricity Substations Arrangement development. Through this, mistakes during the VE building can be avoided making this process more reliable. As an concept proof, all toolkits developed in this work were applied in the virtualization of the substations from a Brazilian power concessionary named CEMIG.

Metodologia para implementação e acompanhamento de um sistema de gestão de energia num edifício escolar

O crescimento da utilização de energia nas diversas organizações tem levado a uma maior preocupação com a gestão dessa energia. Sendo assim, têm sido desenvolvidas ferramentas que pretendem melhorar a gestão da energia, como o caso dos Sistemas de Gestão de Energia (SGE). Nesta dissertação, pretende-se estudar a metodologia para a implementação de um SGE num edifício escolar, com base na Norma ISO 50001. Para testar esta implementação utilizou-se como caso de estudo a Escola Secundária de Pombal. Para a implementação do SGE, foram seguidos todos os requisitos presentes na Norma ISO 50001, iniciando-se com uma análise energética ao edifício, através de uma análise dos dados energéticos desde o ano letivo 2012/2013 até ao ano letivo 2014/2015. Numa segunda fase, procurar-se-á explicar como cumprir todos os pontos da norma, explicando o que fazer em cada caso, as ações que se devem realizar, assim como os documentos que devem existir. Por fim será desenvolvida uma abordagem à forma como se deve auditar um SGE, segundo a mesma norma, com aplicação a esta escola mas com potencial de aplicação a todos os edifícios que se assemelhem a este.

Otimização da recolha de resíduos urbanos : caso de estudo de Aveiro

O elevado custo da operação de recolha de resíduos urbanos e a necessidade de cumprir metas dispostas em instrumentos legais são duas motivações que conduzem à necessidade de otimizar o serviço da recolha de resíduos. A otimização da recolha de resíduos é um problema de elevada complexidade de resolução que envolve a análise de redes de transporte. O presente trabalho propõe soluções de otimização da recolha de resíduos urbanos indiferenciados, a partir de um caso de estudo: o percurso RSU I 06 do município de Aveiro. Para este efeito, recorreu-se a uma aplicação informática de representação e análise geográfica: software ArcGIS denominada ArcMap e sua extensão Network Analyst, desenvolvida para calcular circuitos otimizados entre pontos de interesse. O trabalho realizado de aplicação do Network Analyst inclui a apresentação de duas das suas funcionalidades (Route e Vehicle Routing Problem). Em relação ao atual circuito de recolha e com base nos ensaios efetuados, foi possível concluir que esta aplicação permite obter circuitos de recolha otimizados mais curtos ou com menor duração. Contudo, ao nível da gestão permitiu concluir que, com a atual capacidade de contentorização, seria viável reduzir a frequência de recolha de seis vezes por semana para metade, dividindo a área de recolha em duas áreas, de acordo com as necessidades de cada local, reduzindo ainda mais o esforço de recolha. A aplicação do Network Analyst ao caso de estudo, permitiu concluir que é um software com muito interesse no processo de gestão da recolha de resíduos urbanos, apesar de apresentar algumas restrições de aplicação e que a qualidade/eficácia do procedimento de otimização depende da qualidade dos dados de entrada, em particular do descritivo geográfico disponível para os arruamentos e, em larga medida, também depende do modelo de gestão considerado.

Sistema de emulação de aerogeradores para aplicação em geração distribuída de energia elétrica

Power generation from alternative sources is at present the subject of numerous research and development in science and industry. Wind energy stands out in this scenario as one of the most prominent alternative in the generation of electricity, by its numerous advantages. In research works, computer reproduction and experimental behavior of a wind turbine are very suitable tools for the development and study of new technologies and the use of wind potential of a given region. These tools generally are desired to include simulation of mechanical and electrical parameters that directly affect the energy conversion. This work presents the energy conversion process in wind systems for power generation, in order to develop a tool for wind turbine emulation testing experimental, using LabVIEW® software. The purpose of this tool is to emulate the torque developed in an axis wind turbine. The physical setup consists of a three phase induction motor and a permanent magnet synchronous generator, which are evaluated under different wind speed conditions. This tool has the objective to be flexible to other laboratory arrangements, and can be used in other wind power generation structures in real time. A modeling of the wind power system is presented, from the turbine to the electrical generator. A simulation tool is developed using Matlab/Simulink® with the purpose to pre-validate the experiment setup. Finally, the design is implemented in a laboratory setup.

Proposta de uma matriz de decisão em energia hidrelétrica com o uso do método multicritério, para formulação de políticas públicas no estado do Paraná

Brazil is internationally acknowledged for its renewable sources, most notably, hydroelectric power plant projects which correspond to 65% of electricity production supply to the National Interconnected System. The main question behind this research is: what are the weights and the relative importance of the variables which have influence on the decision making process for the expansion of hydroelectric generation projects in Parana? The main objective is to propose a multi-criteria decision procedure, in association with water sources options that take into consideration the weight and relative importance of the alternatives having influence on the decision by enterprises in the generation of electricity in the state of Paraná. As far as the approach to the problem is concerned, this research can be classified as having mixed methodologies, applying Content Analysis, Delphi technique and the Analytic Hierarchy Process. Following Delphi methodology, a group of 21 was selected for data collection, all of those linked to Paranaense hydroelectricity market. And the main result was the construction of a decision tree in which it was possible to identify the importance and relative weight of the elements associated with the four dimensions of energy. In environmental dimension, the highest relative weight was placed on the loading capacity of Parana system; the economic dimension, the amortization of investment; in social dimension, the generation of direct work places and in institutional dimension, the availability of suitable sources of financing. Policy makers and business managers make their decisions based on specific criteria related to the organization segment, market information, economic and political behavior among other indicators that guide them in dealing with the typical tradeoffs of projects in hydropower area. The results obtained in the decision tree show that the economic bias is still the main factor in making investment decisions. However, environmental impacts on the State loading capacity, income generation, providing opportunities for direct as well as indirect jobs. And at an institutional level, the absence of funding sources show that the perception of experts is focused on other issues beyond the logic behind development per se. The order of priority of variables in this study indicates that in the current environment of uncertainty in the Brazilian economy as many variables must be analyzed and compared in order to optimize the scarce resources available to expand local development in relation to Paranaense water matrix.

Mastite: importância do maneio, ambiente e animal. Plano de prevenção, controlo e impacto na quantidade e qualidade do leite

No presente relatório são caracterizadas e descritas as atividades desenvolvidas durante o estágio curricular na vertente da importância do maneio, ambiente e animal no controlo das mastites. Contempla ainda uma revisão bibliográfica e estudo de caso sobre a problemática das mastites na exploração. No estudo de caso procurou avaliar-se a influência do maneio, ambiente e animal no controlo das mastites e o impacto que estas representam na quantidade e na qualidade do leite. Foi ainda realizado estudo em 30 bovinos, identificados como animais problema, com recolha de amostras de leite para análise de antibiograma com deteção de agente. Foi implementado um plano de prevenção e controlo de mastites que consistiu na implementação de medidas de higiene e maneio dos animais, implementação de operações de rotinas de ordenha, implementação de medidas preventivas com recurso a vacinação e estabelecimentos de protocolos de tratamentos para os animais com patologias associadas às mastites. Os resultados obtidos foram muito positivos, diminuindo de forma drástica a incidência de mastites de 20% para 5% anual e consequentemente, uma melhoria considerável da quantidade de leite (22 para 33 L/vaca/dia) e na qualidade do leite (CCS <300 000 cel/mL) produzido; Abstract: Mastitis: Importance of management, environment and animal. Plan for the prevention, control and impact on the quantity and quality of milk This report characterize and describe the activities carried out during the traineeship in the aspect of the importance of management, environment and animal in the control of mastitis. There is also a literature and a case study on the problem of mastitis on the farm review. In the case study we sought to evaluate the influence of management, environment and animal in the control of mastitis and the impact that they represent in the quantity and quality of milk. A study was also carried out in 30 cattle, identified as problem animals, with milk samples for antibiotic susceptibility analysis with agent detection. It was implemented a mastitis prevention and control plan with the implementation of hygiene measures and husbandry of animals, implementation of milking routine operations, and implementing preventive measures using vaccination and treatment protocols establishment for animal diseases associated with mastitis. The results were very positive, decreasing dramatically the incidence of 20% mastitis to 5% per year and hence a considerable improvement of the quantity (22 to 33 L/cow/day) and quality ( SCC <300,000 cells/mL) of milk produced.

O ensino da química na perspectiva da literacia química: recursos didácticos para o ensino básico

Defende-se hoje que o Ensino Básico deve, acima de tudo, dotar os alunos de competências que lhes permitam interagir com a sociedade em que se inserem, o que legitima as expectativas no sentido da formação de cidadãos capacitados para exercer a sua responsabilidade social. O processo de Reorganização Curricular do Ensino Básico actualmente em curso, em Portugal, segue esta orientação e propõe um ensino das ciências no sentido da formação dos alunos para a literacia científica. Ora, neste contexto o movimento CTS (Ciência-Tecnologia-Sociedade) assume-se como uma filosofia de ensino que muito se coaduna com os fins pretendidos. Para tal, é importante ter recursos didácticos consonantes com esta perspectiva, que suportem as práticas dos professores. O presente estudo teve por objectivo conceber e validar recursos didácticos CTS utilizáveis por professores e alunos, no âmbito do ensino e da aprendizagem do tema Sustentabilidade na Terra, no 3º ciclo do Ensino Básico. O percurso metodológico seguido incluiu várias etapas de entre as quais se destacam pela sua importância: a selecção de um contexto viável para a abordagem do tema Sustentabilidade na Terra; a planificação da abordagem CTS do referido tema; a formulação de questões-problema centradas nos domínios científico, social e tecnológico; a definição dos objectivos CTS na abordagem do problema em causa; a organização de estratégias de exploração das questões problema; a validação dos Recursos Didácticos por professores de Química qualificados e experientes. Optou-se, de uma forma fundamentada, pelo contexto geral “Barragem de Alqueva”. O produto final do presente estudo apresenta-se na forma de um Caderno de Recursos Didácticos CTS constituído por catorze actividades, organizado em Notas para o Professor, Tarefas para o Aluno e Resposta Adequada, concebidas para o contexto geral Barragem de Alqueva, e estruturadas em torno de quatro sub-temas orientadores: Água, Energia, Materiais e Resíduos. Com vista à validação dos Recursos Didácticos construídos planificou-se e realizou-se o Workshop “Sustentabilidade na Terra – perspectivas didácticas para a sua abordagem” que foi dinamizado pela autora e dirigido a um painel de treze Professores Avaliadores e no qual participaram também, como Avaliadoras Externas, duas professoras especialistas em formação de professores. VII O processo de validação evidenciou que na opinião dos avaliadores: o contexto Barragem de Alqueva é de grande relevância social e adequado à abordagem da temática Sustentabilidade na Terra; os recursos didácticos são adequados quanto ao interesse e extensão dos textos inseridos nas problemáticas desenvolvidas, quanto à adequabilidade da linguagem à faixa etária a que se destinam, quanto ao grau de profundidade dos objectos de ensino, favorecem o desenvolvimento de uma atitude crítica, favorecem o desenvolvimento de uma atitude investigativa, de recolha de dados e busca de informação complementar, contribuem para o desenvolvimento de atitudes de preservação do ambiente e contribuem para a compreensão do tema Sustentabilidade na Terra; as questões que constituem as Tarefas para o Aluno são, em geral, exequíveis pelos alunos a que se destinam. O processo de validação foi considerado quer pelos Professores Avaliadores, quer pelas Avaliadoras Externas, adequado aos objectivos do Workshop e, de um modo geral, muito importante na formulação de uma opinião sobre os Recursos Didácticos. As Avaliadoras Externas consideraram-no válido e fiável o que legitima as conclusões dele decorrentes. Deste modo, pode dizer-se que o contributo do presente estudo para a inovação no ensino da Química se reflecte no Caderno de Recursos Didácticos construído bem como na explicitação de uma metodologia útil para investigadores e professores interessados na concepção e construção de recursos CTS.

Avaliação dos fatores psicossociais de risco nos trabalhadores da recolha de resíduos sólidos urbanos

As alterações significativas ocorridas no trabalho resultaram em riscos emergentes. Entre eles, os riscos psicossociais têm sido objeto de um, recente e crescente, interesse em virtude do seu aumento e do incremento da sua visibilidade. Os riscos psicossociais são riscos para a saúde mental, física e social, originados pelas condições de trabalho e pelos fatores organizacionais e relacionais suscetíveis de interagir com o funcionamento mental. Os fatores psicossociais de risco no trabalho podem ser agrupados em seis dimensões: intensidade do trabalho e tempo de trabalho; exigências emocionais; falta/insuficiência de autonomia; má qualidade das relações sociais no trabalho; conflitos de valores e insegurança na situação de trabalho. Neste sentido, o objeto de análise visa identificar e conhecer os riscos psicossociais presentes no ambiente laboral dos trabalhadores da recolha de resíduos sólidos urbanos, bem como os fatores que estão na sua origem. A reflexão da medição dos fatores psicossociais de risco foi realizada através da aplicação de um questionário - PsicoQuest, que foi elaborado com base na abordagem de Gollac & Bodier (2011). Assim, pela aplicação do PsicoQuest e análise dos respetivos dados verificou-se que, os trabalhadores da recolha de resíduos estão sujeitos a um maior risco quando expostos a situações relacionadas com os conflitos de valores, autonomia, intensidade e tempo de trabalho. Nomeadamente, pela inexistência de recursos humanos suficientes e de recursos materiais suficientes e adequados, pelo receio de não terem rendimentos suficientes, pela falta de oportunidade de progredirem na carreira e pela falta de reconhecimento do trabalho. Contudo, estes trabalhadores sentem-se satisfeitos com o seu trabalho. Foi possível ainda observar que, os problemas de saúde mais frequentes, identificados pelos trabalhadores, foram as dores nas costas e as dores musculares. Identificou-se ainda a necessidade de se realizarem mais estudos, de forma a detetar e identificar atempadamente os fatores que estão na origem dos riscos psicossociais e qual a melhor forma de intervir na sua prevenção, com vista a melhorar a saúde, segurança e bem-estar de todos os trabalhadores.

Temas ambientais para análise prospectiva dos setores de produção e processamento de madeira para energia.

No setor agroindustrial florestal já existe uma mobilização para atender alguns critérios de certificação socioambiental, mas esta não é a realidade vigente na cadeia da madeira para energia. Neste contexto, o presente trabalho se propõe a levantar, de forma preliminar, alguns temas ambientais para análises prospectivas dos setores de produção e processamento de madeira para energia, na região Sudeste do Brasil. Os temas de interesse foram selecionados com base em pesquisa bibliográfica, utilizando bases de dados disponíveis, tanto em termos científicos como estatísticos. Procurou-se atender a grandes questionamentos, levantados atualmente, para a expansão da agroenergia no mundo, que envolvem o possível desmatamento, a competição com alimentos e as mudanças climáticas. Seguindo outros estudos de biomassa para energia foram previamente selecionados quatro grandes temas que abrangem: Uso da terra; Recursos Naturais; Geração e uso de resíduos; Energia. Cabe considerar que a seleção é preliminar e será validada em etapa posterior, que envolverá a consulta a especialistas na cadeia produtiva da madeira para energia. Entretanto, como consideração final fica a idéia de que o agronegócio, de forma geral não poderá mais ser analisado apenas quanto aos aspectos econômicos, sendo a sua competitividade fortemente ligada aos aspectos sociais e ambientais.

A energia no ensino da física

Dissertação de mest. em Física, Faculdade de Ciências e Tecnologia, Univ. do Algarve, 2004

Preenchimento sedimentar de duas zonas de dinâmica diferenciada no sapal de Castro Marim

Dissertação de mest. em Estudos Marinhos e Costeiros Ramo Gestão Costeira, Faculdade de Ciências do Mar e do Ambiente, Univ. do Algarve, 2002

Crimes em ambiente digital : Investigação da GNR para a obtenção de prova

O presente Relatório Científico Final do Trabalho de Investigação Aplicada está subordinado ao tema “Crimes em ambiente digital – Investigação da GNR para a obtenção de prova”. O tema enunciado tem como finalidade fazer uma análise da investigação criminal da GNR, no que diz respeito à obtenção de prova digital, em inquéritos delegados pela Autoridade Judiciária. Como objetivo geral pretende-se determinar a importância da prova digital para a investigação criminal da GNR. A investigação tem ainda objetivos específicos como a determinação das capacidades e dificuldades das vertentes operativa e criminalística para a obtenção de prova digital e também a determinação dos principais tipos de crime que se suportaram neste tipo de prova. Ao nível das bases lógicas, a presente investigação apoia-se no método hipotéticodedutivo, como tal, o ponto de partida é a conceção das questões de investigação, respetivos objetivos e hipóteses de investigação. No que diz respeito às técnicas de recolha de dados, a presente investigação é apoiada em conteúdo documental, entrevistas e questionários. A análise e discussão dos resultados obtidos permite tecer as conclusões do trabalho que, por sua vez, permitem verificar a veracidade das hipóteses formuladas na fase inicial da investigação. Como principais resultados conseguimos constatar que a prova digital é um tipo de prova que deve ser priorizada para os inquéritos podendo ser obtida num grande espectro de tipologias criminais que são da competência da GNR, em matéria de investigação criminal. Concluímos também que a Guarda ainda tem uma grande margem de progressão até estar completamente capacitada para a obtenção de prova digital, ainda assim, estão a ser desenvolvidos esforços e competências nesse sentido, sendo que alguns Comandos Territoriais se encontram mais desenvolvidos nesta matéria.