Impactos de regulações ambientais sobre o transporte de cargas no Brasil: uma análise para o transporte de soja

O aumento da concentração de gases de efeito estufa na atmosfera levou a uma preocupação de como se reduzir as emissões destes gases. Desta preocupação surgiram instrumentos de regulação a fim de reduzir ou controlar os níveis de poluição. Dentro deste contexto, esta pesquisa analisou o setor de transportes de cargas, com ênfase no transporte de soja. No Brasil, o setor de transportes é um dos principais responsáveis pelas emissões de gases de efeito estufa provenientes da queima de combustíveis fósseis. No setor de transportes, as emissões diferem entre os modais, sendo que as ferrovias e hidrovias poluem menos que as rodovias. Desta forma, simulou-se por meio de um modelo de programação linear se a adoção de medidas regulatórias sobre as emissões de CO2 traria uma alteração no uso das ferrovias e hidrovias. Uma das constatações, ao se utilizar o modelo de Minimização de Fluxo de Custo Mínimo para o transporte de soja em 2013, foi que a capacidade de embarque nos terminais ferroviários e hidroviários desempenha um papel fundamental na redução das emissões de CO2. Se não houver capacidade suficiente, a adoção de uma taxa pode não provocar a redução das emissões. No caso do sistema de compra e crédito de carbono, seria necessária a compra de créditos de carbono, numa situação em que a capacidade de embarque nos terminais intermodais seja limitada. Verificou-se, ainda, que melhorias na infraestrutura podem desempenhar um papel mitigador das emissões. Um aumento da capacidade dos terminais ferroviários e hidroviários existentes, bem como o aumento da capacidade dos portos, pode provocar a redução das emissões de CO2. Se os projetos de expansão das ferrovias e hidrovias desenvolvidos por órgãos governamentais saírem do papel, pode-se chegar a uma redução de pouco mais de 50% das emissões de CO2. Consideraram-se ainda quais seriam os efeitos do aumento do uso de biodiesel como combustível e percebeu-se que seria possível obter reduções tanto das emissões quanto do custo de transporte. Efeitos semelhantes foram encontrados quando se simulou um aumento da eficiência energética. Por fim, percebeu-se nesta pesquisa que a adoção de uma taxa não traria tantos benefícios, econômicos e ambientais, quanto a melhoria da infraestrutura logística do país.

Análise do regime de produção distribuída fotovoltaica para autoconsumo

Tese de mestrado integrado em Engenharia da Energia e do Ambiente, apresentada à Universidade de Lisboa, através da Faculdade de Ciências, 2016

“NET ZERO BUILDINGS” – APLICAÇÃO DO CONCEITO A UM EDIFÍCIO EXISTENTE

Os edifícios de balanço energético nulo (NZEB - Net-Zero Energy Building) e/ou quase nulo (nZEB), têm vindo a ganhar crescente atenção desde a publicação da diretiva europeia 2010/31/EU [15]. Em Portugal, com a introdução do Decreto-Lei n.º118/2013, dá o primeiro passo para os edifícios com necessidades quase nulas de energia. Os novos edifícios licenciados após 31 dezembro de 2020, ou após 31 de dezembro de 2018 no caso de edifícios públicos, serão edifícios com necessidades quase nulas de energia. O objetivo do trabalho descrito neste artigo consiste na aplicação do conceito ”Net Zero Energy Building”, ao edifício existente do Instituto Superior Politécnico Gaya (ISPGaya), em Vila Nova de Gaia, com o intuito de analisar a viabilidade de otimização de energia e a metodologia deste conceito ao edifício, com recurso a ferramentas de simulação. Neste trabalho efetuámos uma simulação energética do edifício, através do DesignBuilder®, que servirá como termo de comparação para outras simulações. Serão delineadas as especificações a implementar no edifício por forma a ser considerado Net Zero Energy Building, com alterações na simulação do mesmo de acordo com as novas especificações. Por último, será feita a comparação técnica, financeira e ambiental da solução NZEB encontrada. Através das várias simulações energéticas ao edifício, conclui-se que é possível baixar as necessidades energéticas do edifício através de medidas de eficiência energética, em especial na iluminação e que os resultados obtidos, apesar de ser viável a implementação do conceito Net Zero Energy Building, traduzem um esforço financeiro e algumas condicionantes para a sua concretização.

Avaliação do potencial de reabilitação de zonas urbanas antigas-degradadas : aplicação ao caso da Baixa de Coimbra

A reabilitação urbana consiste numa forma de intervenção incorporada sobre a zona urbana existente, em que o património urbanístico é mantido, num todo ou em parte substancial, e modernizado através da realização de obras de remodelação ou beneficiação dos sistemas de infraestruturas urbanas, reconstrução, ampliação, alteração, conservação ou demolição dos edifícios. Em Portugal, ao contrário dos restantes países da união europeia, a reabilitação urbana ainda tem pouca expressão. O objetivo central da presente dissertação é o desenvolvimento de uma avaliação comparativa dos custos de intervenção (execução de obras de reabilitação) para diferentes níveis de estado de conservação de edifícios. Para tal, utiliza-se um caso real de estudo na baixa de Coimbra, mais concretamente dos 27 edifícios da Rua da Moeda, dos quais se efetuou o estudo do estado de conservação. Selecionaram-se cinco edifícios, um por cada um dos diferentes níveis do estado de conservação / tipo de intervenção (Muito ligeira, Ligeira, Média, Grave e Muito Grave) e quantificou-se o custo das obras de reabilitação que seria necessário efetuar para restabelecer em cada um destes edifícios as condições adequadas de habitabilidade, conforto e segurança. Uma vez que as questões relativas à segurança e eficiência energética são cada vez mais um assunto central da agenda pública e política mundial, bem assim, como as relativas à preservação do ambiente, pareceu ainda interessante, procurar estimar a energia incorporada e as emissões de CO2 associadas a cada um dos referidos níveis de intervenção e comparar estes valores com os obtidos para o caso de uma nova construção. Tentou-se, ainda, perceber para quais dos níveis de conservação dos edifícios será economicamente e ambientalmente mais vantajoso reabilitar, do que simplesmente optar por demolir e construir de novo.

Recursos energéticos distribuídos

Esse caderno traz uma reflexão sobre Recursos Energéticos Distribuídos (RED) e sua inserção no mercado de energia elétrica brasileiro. A geração distribuída, a eficiência energética, o gerenciamento de demanda e o armazenamento de energia compõem esse elenco de recursos que, atuando proximamente ao uso final da energia, é capaz de oferecer soluções – tanto do lado da oferta quanto do lado da demanda – que contribuam para o equilíbrio no atendimento energético. O entendimento sobre Recursos Energéticos Distribuídos no Brasil muito tem a ganhar na interação entre os centros de pesquisa nacionais e com pesquisadores e profissionais do exterior. Assim, agradecemos à colaboração recebida de diversos profissionais do Brasil e de outros países na realização desse caderno. Acreditamos que as experiências pesquisadas na realização dessa publicação, e agora compartilhadas com o público em geral, auxiliarão a melhor entender e desenvolver os RED no Brasil.

Estudo do potencial de poupança energético associado a um parque informático distribuído

A crescente evolução da utilização das Tecnologias de Informação (TI), nomeadamente em instituições e empresas, faz com que exista um aumento no consumo da energia elétrica e elevados custos de manutenção associados. Com esta situação, existe cada vez mais a preocupação em arranjar formas/técnicas de baixar este consumo, isto é, a necessidade de gerir estes consumos de forma a que se consiga baixar a fatura energética. O presente trabalho tem como objetivo estudar possibilidades de eficiência energética associado a um parque informático distribuído, nomeadamente estudar o que pode ser feito para reduzir consumos num edifício escolar, utilizando como caso de estudo uma escola do Instituto Politécnico de Leiria. Esta dissertação apresenta diferentes propostas de modo a que se consigam reduzir os consumos energéticos, nomeadamente com a substituição de equipamentos por outros mais eficientes. Numa parte inicial, o trabalho abrange uma visão global sobre técnicas que têm vindo a ser desenvolvidas para melhorar a eficiência energética em sistemas computacionais. Efetuaram-se medições de consumos, tanto em equipamentos como em sala, durante um período experimental, de modo a obter conclusões sobre os valores obtidos com a substituição dos equipamentos existentes por equipamentos eficientes.

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.

Aproximações teóricas sobre a questão ambiental internacional na sociedade global: de estocolmo 1972 ao rio de janeiro 2012

O artigo apresenta os principais elementos que compõem a questão ambiental na sociedade global, através de sua relação entre economia, meio ambiente e política internacional. A primeira parte expõe o debate ambiental no contexto internacional, enfocando-o a partir dos anos 1960, período em que os problemas ambientais surgem com mais intensidade e com eles os protestos sociais nos países centrais. Os encontros sobre política ambiental internacional foram realizados com mais frequência nos anos setenta como a conferência internacional sobre meio ambiente, a primeira chancelada pela ONU em Estocolmo, 1972. Nas décadas de 1970/1980 as autoridades governamentais reconheceram a urgência na resolução da crise ambiental e passaram a traçar estratégias para a mitigação e contenção da crise. A década de 1990 é marcada pela Conferência Rio 1992, que lançou o desenvolvimento sustentável, o qual recomenda que as gerações presentes devem se reproduzir sem comprometer a capacidade de reprodução das gerações futuras. Os encaminhamentos da terceira conferência internacional sobre meio ambiente (Johanesburgo, 2002) condicionaram a questão ambiental à necessidade da formulação de leis ambientais por parte dos Estados Nacionais e instrumentos económicos de gestão ambiental. Na Rio + 20, o tema central foi a economia verde, que surge como alternativa ao desenvolvimento sustentável e se relaciona a mitigação das mudanças climáticas, produção de baixo carbono, eficiência energética, energia renovável etc. O texto se encerra explanando sobre a questão ambiental internacional na sociedade global.

Estudo do consumo energético associado ao processo de cozedura na indústria cerâmica

O presente trabalho realizou-se no âmbito do Projeto Galp 20-2020 implementado na empresa Sanindusa, em parceira com a Universidade de Aveiro. Como principal objetivo pretendia-se estudar o consumo de energia durante o processo de cozedura das peças cerâmicas com o intuito de avaliar a viabilidade da substituição do refratário existente na empresa. Uma vez que esta medida implicaria um tempo de retorno do investimento demasiado elevado, optou-se por estudar o consumo de energia associado a uma placa horizontal, de massa unitária, de qualquer tipo de material refratário. Para tal, foi desenvolvido um Modelo Teórico capaz de calcular o calor absorvido por uma placa de refratário ao longo de todo o percurso dentro do Forno Túnel 2, existente na empresa e utilizado no processo de produção das peças cerâmicas. Através deste estudo foi possível concluir que o Modelo Teórico é bastante útil na medida em que permite a criação de vários cenários, através da alteração de diversas variáveis, permitindo conhecer qual o impacto de cada uma no consumo de energia neste equipamento. Como trabalho futuro propõe-se o desenvolvimento do Modelo Teórico apresentado para o estudo da transferência de calor bidimensional. Esta melhoria permitiria analisar o consumo de energia associado a diferentes formas de material refratário utilizado no processo de cozedura de peças cerâmicas (o que não é possível quando se aplica o conceito de transferência de calor unidimensional).

Sensores de oxigénio para uso industrial

O presente trabalho incidiu sobre uma família de eletrólitos sólidos cerâmicos à base de óxido de zircónio, incluindo ainda óxido de magnésio como dopante, normalmente designados de Mg-PSZ (zircónia parcialmente estabilizada com magnésia). Dependendo da composição e condições de processamento (perfil de sinterização) estes materiais podem exibir interessantes combinações de propriedades mecânicas, térmicas e elétricas que permitem a sua utilização no fabrico de sensores de oxigénio para metais fundidos. O uso de sensores é hoje essencial numa lógica de controlo de processo e eficiência energética. No sentido de tentar compreender como influenciar estas propriedades, exploraram-se diversos níveis de dopante (de 2,5 até 10 mol%, com acréscimos de 2,5 mol% de MgO), diversas velocidades de arrefecimento (2, 3 e 5 °C.min-1) a partir de uma condição igual de patamar de sinterização (1700 °C, 3 horas), e ainda alguns ciclos de sinterização mais complexos, com patamares intermédios inseridos no processo de arrefecimento, com o objetivo de tentar alterar os processos de nucleação e crescimento de fases. Na realidade, as transformações de fases a que este tipo de materiais se encontra sujeito (cúbica  tetragonal  monoclínica, para temperaturas decrescentes), possuem diferentes velocidades características (uma é difusiva a outra displaciva), permitindo este tipo de condicionamento. Os materiais obtidos foram alvo de caracterização estrutural e microestrutural, complementada por um conjunto de outras técnicas de caracterização física como a espectroscopia de impedância, dilatometria e dureza. Os resultados obtidos confirmam a complexidade das relações entre processamento e comportamento mas permitiram identificar condições de potencial interesse prático para as aplicações em vista.

Gestão de energia em ambiente industrial

A Sociedade da Água de Luso, S.A., localizada no concelho de Mealhada, é uma empresa do setor do engarrafamento de águas minerais naturais, de nascente e de consumo humano. Esta realiza as suas atividades, tendo em consideração a eficiência energética, ao longo do seu processo produtivo. Desta forma, o trabalho desenvolvido teve como objetivo o acompanhamento da implementação do sistema de monitorização e recolha de dados, que posteriormente foi útil na redução dos consumos energéticos (consumo de ar comprimido). Para além disto, também foi proposta uma medida de eficiência energética que visa a redução de energia elétrica na área da iluminação. O sistema de monitorização e recolha de dados e a criação de uma equipa de redução do consumo de ar comprimido permitiram a identificação das áreas de atuação, a monitorização das metas estipuladas no âmbito da equipa e a detecção de anomalias. A medida de eficiência energética aplicada incide na substituição de lâmpadas fluorescentes tubulares T8 por lâmpadas fluorescentes tubulares T5. Assim, a implementação deste sistema e a aplicação das medidas de eficiência energética na rede de ar comprimido no âmbito da equipa permitiram uma redução de 0,03 kWh/hL o que significa uma poupança de 5.600 € em quinze semanas. Ao nível da iluminação as medidas sugeridas permitem uma redução de 8.945 kWh/ano o que corresponde a uma poupança de 1.055 €/ano.

Simulação de sistemas solares passivos usando materiais de mudança de fase (PCMs)

O gradual consumo de energia primária a nível mundial deu origem a uma crise não só ambiental como também económica, proveniente das limitações das reservas energéticas e do fornecimento. Estas inquietações têm levado a um estudo cada vez mais aprofundado no que concerne à eficiência energética de edifícios. É neste contexto que surge o estudo da aplicação dos materiais de mudança de fase (PCM) na térmica dos edifícios. O presente trabalho consiste no estudo da influência da introdução de materiais de mudança de fase no comportamento térmico de um edifício. Foi analisada uma simulação numérica para um sistema solar passivo de ganho direto, por um programa de simulação designado EXTEND™. Efetuou-se, também, o estudo paramétrico de determinadas propriedades associadas aos materiais de mudança de fase. Após a análise, foi testado o impacto, em termos de conforto, da utilização de materiais de mudança de fase em sistemas solares passivos de ganho direto.

Microturbinas em redes de abastecimento de água

Nos dias de hoje a sociedade exige níveis qualitativos de vida cada vez mais elevados, o que torna prioritária a conceção de sistemas eficientes, não poluidores, económicos e diversificados que permitam uma gestão integrada e racionalizada de recursos tão escasso como é o da água e da energia. Em sistemas de abastecimento de água, o uso de válvulas redutoras de pressão (VRP) visa a uniformização e controlo de pressões, promovendo uma perda de carga localizada que dissipa a energia hidráulica presente através da redução dos valores de pressão a jusante. Estas são fundamentais no controlo e redução de pressão. A utilização de microturbinas é uma alternativa sustentável para o controle de pressão e, simultaneamente, para a produção de energia elétrica. Trata-se de um método de mitigação para controlar as perdas referidas convergindo no âmbito da eficiência energética. Na perspetiva de promover um aproveitamento de energia nas redes de abastecimento de água, o presente trabalho sugere a substituição de válvulas redutoras de pressão (VRP) por microturbinas. Desse modo, apresenta-se um método automático de seleção de (i) local para implementação e (ii) projeto de microturbinas para sistemas de abastecimento de água. Para a modelação do funcionamento dos sistemas hidráulicos recorre-se ao simulador hidráulico EPANET. Esta ferramenta possibilita avaliação de caudais e pressões em todos os pontos da rede durante um determinado intervalo de tempo. A metodologia desenvolvida permite selecionar o local ideal no sistema hidráulico através de uma análise de cada secção conduta-nó escolhendo-se a melhor opção baseada na produção de energia. Depois da localização procede-se à seleção do tipo de turbina (Kaplan, Francis, Pelton e Cross-flow) que vai depender das características do sistema hidráulico. Na etapa seguinte apresenta-se os resultados obtidos pela turbina nomeadamente a produção de energia elétrica anual, o investimento necessário, o tempo de retorno e a rentabilização ao final de um período de 25 anos. Na última etapa da metodologia, de forma avaliar o comportamento do sistema final, realiza-se uma nova simulação da rede mas tendo em conta a introdução da microturbina no local. Apresentam-se alguns casos de estudo que validam a ferramenta desenvolvida. A metodologia desenvolvida é comparada com um caso de estudo real. Em ambos os exemplos simulados a metodologia aplicada permite obter soluções com ganhos energéticos significativos associados ao sistema. Apenas num dos exemplos se observaram que a implementação da microturbina no sistema hidráulico não seria economicamente rentável.

Balanço energético da operação de uma caldeira a biomassa

A pressão causada sobre os recursos energéticos é impulsionada pela evolução demográfica e pelo crescimento económico, que se vem registando principalmente nos países em desenvolvimento. Segundo várias estatísticas, a procura pela energia incide principalmente sobre os combustíveis fósseis, os quais, representam cerca de do mix de consumo mundial de energia primária. A incerteza sobre as reservas das fontes energéticas não renováveis, e os problemas ambientais derivados da sua conversão noutros tipos de energia, levaram a uma implementação de medidas com rumo à sustentabilidade e eficiência energética. Desta forma, o aumento da utilização sobre as fontes energéticas renováveis é de extrema importância. A biomassa é uma das fontes energéticas de maior relevo. A utilização de biomassa em caldeiras, oferece benefícios económicos, sociais e ambientais, tais como poupança financeira no combustível, conservação dos recursos fósseis e redução de emissões poluentes. As caldeiras desenvolvidas por empresas como a Ventil, são uma solução para a produção de energia térmica pela combustão da biomassa. Estes sistemas caracterizam-se por serem energeticamente eficientes nas várias componentes da sua operação. Assim, pretende-se fazer uma caracterização dos consumos energéticos associados à operação de uma caldeira Ventil de, nomeadamente o consumo de energia elétrica de equipamentos associados. Também será considerado um balanço energético da caldeira e determinado o seu rendimento. Desta forma, concluiu-se que a potência do sistema é de MJ/s, apresentando um rendimento de. Foram detetados motores mal dimensionados e apresentadas alternativas de substituição. Com um investimento de seria possível reduzir a fatura energética em, obtendo um payback de anos. No entanto, a fatura energética do sistema ultrapassa os anuais, sendo que do investimento é na compra do combustível e os restantes são relativos ao consumo de energia elétrica.