Metodologia para análise exergética-econômica de plantas a vapor para geração de eletricidade consumido resíduo de biomassa amazônica

A disponibilidade de recursos energéticos em um país impacta diretamente no seu desenvolvimento sócio-econômico. Com a elevação dos preços dos energéticos no Brasil, a eficientização do uso de energia tornar-se uma atividade estratégica para o setor industrial. Com esse intuito as avaliações energéticas empregadas nesse setor objetivam otimizar a eficiência dos seus sistemas térmicos. Essas avaliações de desempenho energético são baseadas na Primeira Lei da Termodinâmica e são capazes de identificar apenas as perdas de energia, diferente da avaliação exergética que permite qualificar essa energia perdida. Devido a essa análise de qualificação da energia ser sofisticada e demorada, tornar-se necessário desenvolver um protocolo que seja executado de forma rápida e que contemple as particularidades da Amazônia, tanto o clima quanto a sua biomassa. Para isto, este trabalho propõe e aplica uma metodologia através do emprego de análises energéticas, exergética e exergo-econômica em uma planta de potência a vapor instalada no Estado Pará e operando com ciclo Rankine. Com aplicação dessas avaliações obtêm-se as taxas de energia e de perdas de energia, as taxas de exergia, as taxas de destruição de exergia, as taxas de custo de cada produto e o custo monetário da capacidade energética produzida pela planta em R$/kWh. Com esses resultados foi possível identificar as maiores perdas energéticas da planta, quantificar o custo da destruição de exergia nos principais equipamentos e a taxa de custo dos produtos principais da planta que são energia térmica e energia elétrica. Isto permite visualizar o desempenho energético, exergético e econômico em cada equipamento da planta e indicar os processos que merecem um trabalho de desenvolvimento para melhorar a sua eficiência econômica. Além disso, o custo da capacidade energética em R$/kWh produzida pela planta a vapor foi comparado com o valor cobrado pela concessionária de energia local. Essa comparação mostrou que central geradora de energia tem um custo de energia menor do que o valor confrontado.

A sustentabilidade de tecnologias sociais de abastecimento de água de chuva: o caso de comunidades insulares de Belém-PA

Nas ilhas Grande e Murutucu (áreas de estudo), assim como em outras áreas ribeirinhas da Amazônia, os moradores não dispõem de saneamento básico, o que contribui para que acabem ingerindo a água dos rios sem nenhum tipo de tratamento ou paguem por água de qualidade duvidosa, fato este que revela a existência de um comércio diante do direito à água potável. Consequentemente, perante a falta de abastecimento de água de qualidade, esta pesquisa toma como hipótese básica que sistemas de aproveitamento de água de chuva (SAAC) implementados pela UFPA em tais ilhas são instrumentos sustentáveis porque respeitam as especificidades locais. Para comprovar a hipótese deste trabalho se adaptou o método do Barômetro da Sustentabilidade, definindo-se 5 dimensões (ambiental, social, econômica, político-institucional e técnico-operacional) e seus respectivos temas e indicadores de maneira a auxiliar a avaliação dessas Tecnologias Sociais. O método de ponderação de tendência à sustentabilidade desses sistemas permitiu constatar que, de uma forma geral, os SAACs se encontram em uma situação intermediária em relação à sustentabilidade. Sendo que a contribuição mais positiva para essa avaliação é proveniente da dimensão político-institucional, localizada em uma situação potencialmente sustentável, ratificando a potencialidade dessas tecnologias para direcionar comunidades rurais ao desenvolvimento local.

Restauração do concreto aparente: estudo tecnológico para salvaguarda de edificações com tendências modernistas

O concreto é basicamente formado pela mistura de cimento, água, pedra e areia, e surgiu como um material de construção destinado a substituir a madeira, a pedra, o tijolo e até o aço estrutural, mas somente no século XX a sua beleza estética passaria a ser reconhecida. O modernismo corrente se apropriou da nova tecnologia construtiva e suas possibilidades plásticas e rompeu definitivamente com os estilos passadistas. Influenciados pelas escolas do eixo Rio-São Paulo, os arquitetos e engenheiros que construíam em Belém deixaram um verdadeiro legado de construções em concreto aparente, que infelizmente vem sendo ameaçado pela falta de cuidados específicos, visto que muitas vezes a execução de intervenções é feita de forma aleatória e equivocada. Portanto, o objetivo da presente pesquisa é estudar o concreto aparente sob o viés histórico e tecnológico de modo a desenvolver uma metodologia de restauro para recomposição de áreas com lacunas, considerando aspectos como cor, textura e resistência, buscando um material compatível ao concreto original. O trabalho foi desenvolvido em três diferentes etapas: 1) Pesquisa Histórica; 2) Pesquisa de Campo; 3) Investigação Laboratorial. Os materiais do presente estudo correspondem a amostras coletadas em três edificações e amostras produzidas em laboratório. A caracterização física das amostras coletadas permitiu conhecer o traço aproximado do concreto antigo, de 1:3 e a resistência do material, que é de aproximadamente 22MPa. A caracterização mineralógica e química indicou que o material original vem sofrendo um processo de transformação mineralógica, evidenciado pela presença dos polimorfos de carbonato de cálcio (CaCO₃), bem como permitiu entender que os agregados utilizados na composição do material podem ter origem quartzosa ou ser oriundos de brita, dada a presença de mica e feldspato na sua caracterização. Observou-se também que as cores e texturas do material variam em função do tipo de cimento e agregado utilizado na produção do concreto. A partir da identificação das principais características do material original, foi então desenvolvida uma metodologia para produção de uma argamassa de restauro com propriedades similares às do material antigo. Os resultados quanto a cor, textura, resistência e aderência foram satisfatórios, pois além de atenderem os valores estabelecidos por norma, também foram compatíveis quanto a aparência do concreto original, permitindo assim o restabelecimento da imagem da obra e assim alcançando os objetivos inicialmente propostos.

Sustentabilidade de empreendimentos econômicos solidários: análise da Cooperativa dos Fruticultores de Abaetetuba

O estudo tem por objetivo realizar uma análise do processo de incubação, uma tecnologia social voltada à sustentabilidade de empreendimentos econômicos solidários. Trata-se de mostrar a ação da Incubadora Tecnológica de Cooperativas Populares e Empreendimentos Solidários (ITCPES), um programa de ensino, pesquisa e extensão junto à Cooperativa dos Fruticultores de Abaetetuba (Cofruta). Partiu-se da pesquisa exploratória-descritiva sob uma abordagem qualitativa-quantitativa para demonstrar a sustentabilidade a partir das dimensões: econômica, social, política, gestão e formação. Com base nesses indicadores chegou-se ao resultado de que a Incubadora contribui para a sustentabilidade da Cofruta, principalmente, no que diz respeito ao planejamento, ao controle e à necessidade de diversificação da produção.

Encontros e desencontros do turismo com a sustentabilidade: um estudo do município de Bonito – Mato Grosso do Sul

Pós-graduação em Geografia - FCT

A sustentabilidade urbana de Maringá/PR: da teoria à prática

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Espaço urbano, desigualdade e indicadores de dimensões da sustentabilidade: análise de Formosa-GO

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Seletividade de captura, dinâmica populacional, análise de estoque e sustentabilidade da pesca de Hemiodus unimaculatus (Bloch, 1794) a montante da barragem de Tucuruí, Brasil

Hemiodus unimaculatus (Bloch, 1794) está entre as principais espécies desembarcadas na área de influência da Usina Hidrelétrica de Tucuruí (UHE Tucuruí), contudo são poucas as informações existentes sobre a pesca e biologia da espécie na área. Logo, o trabalho se propõe a verificar as mudanças espaciais na população de H. unimaculatus, determinar as curvas de seletividade das redes utilizadas e calcular alguns parâmetros de sua dinâmica populacional. O local de estudo corresponde à área localizada a partir da barragem da UHE Tucuruí, compreendendo Reservatório (zona de inundação) e Montante. As coletas foram efetuadas trimestralmente nos anos de 2001, 2003, 2005, 2006 e 2007 e semestralmente nos anos de 2002 e 2004, em cinco locais no reservatório e dois na montante, utilizando bateria de redes de emalhar de 50 m de comprimento e 3 m de altura, com malhas de 40, 60, 80 e 100 mm entre nós opostos. O teste de Kruskal-Wallis foi utilizado para comparar as médias de comprimento total e o peso dos espécimes ao nível de significância de 5%; a variação espaço-temporal das capturas foi determinada pela análise de Cluster e pelo SIMPER; a seletividade de rede pela construção das curvas de seleção; e os aspectos populacionais (crescimento, longevidade, mortalidade, recrutamento e o rendimento por recruta) com o auxílio do programa FISAT II. Os resultados demonstraram que as fêmeas são maiores e mais pesadas que os machos. No período inicial (2001-2003) a espécie dividia a área de estudo em zona de desova e crescimento, enquanto no período final (2005-2007) não havia diferença quanto o uso do espaço. A malha de 60 mm é a mais indicada para a pesca, considerando a captura de 50% de indivíduos adultos. A proporção sexual de 1,44:1 foi favorável as fêmeas (χ²_c = 28,86; p < 0,0001). As relações peso total/comprimento total apresentaram correlação positiva, não diferindo entre os sexos (t = -0,097; p = 0,9229), sendo que machos e fêmeas exibiram crescimento do tipo isométrico. O fator de condição não foi diferente entre os pontos de coleta, sugerindo que a espécie utiliza toda a área de estudo como zona de alimentação. Os parâmetros de crescimento de von Bertalanffy foram L∞ = 358 mm, k = 0,55 ano^-1 e t₀ = -0,15 ano. As médias de mortalidade total e natural foram de 3,04 ano^-1 e 0,7 ano^-1, respectivamente. A taxa de explotação foi estimada em 0,77 e o rendimento por recruta mostrou que a taxa de exploração do estoque de H. unimaculatus deve ser reduzida em 52% para manter o recrutamento e a desova. Assim, com todas as informações geradas, é possível notar que as mudanças na estrutura e dinâmica espaço-temporal de H. unimaculatus são um processo de adaptação contínuo e o manejo pesqueiro adequado se torna essencial para a preservação da espécie. Para atingir esse objetivo, faz-se necessário rever a legislação pesqueira atual, buscando uma otimização do tamanho de malha para a captura da espécie, diminuir a taxa de exploração e monitorar regularmente a seletividade e os parâmetros populacionais.

Fluxo contínuo: ferramenta do Sistema de Produção Enxuta aplicado ao processo de produção de estacas pré-moldadas de concreto para fundações

Este trabalho teve como objetivo a aplicação do fluxo contínuo na produção de estacas pré-moldadas de concreto para fundação, com base no Sistema de Produção Enxuta. Princípios que regem a Produção Enxuta, eliminação de desperdícios e o mapeamento do fluxo de valor em uma situação real foram utilizados para a obtenção de resultados dessa aplicação, evidenciando uma transformação enxuta, com expressivas reduções dos desperdícios gerados no processo puxado de produção das estacas. O período da pesquisa foi de 8 meses em uma empresa de caráter privado, onde por meio da utilização de ferramentas desse sistema e a metodologia da pesquisa-ação, foi possível identificar o processo crítico – serralheria – para onde se concentraram as ações de melhoria, com a mudança de leiaute, redução de desperdícios e criação de uma célula de produção, favorecendo a aplicação do fluxo contínuo nesta cadeia produtiva. No desenvolvimento da pesquisa, foram realizados treinamentos in loco com os futuros operadores da célula da serralheria, os quais participavam ativamente na promoção de melhorias. O resultado da implementação do fluxo contínuo é o seqüenciamento da produção por meio de leiaute celular e supermercados sincronizando à cadeia produtiva. A determinação do takt time de 14 minutos, o dimensionamento do pichi e o novo leiaute para a célula, permitiram reduções de 80% de movimentação no chão de fábrica, 15% de ganhos totais de área, diminuição de 66,5% de deslocamentos na serralheria. Essas mudanças beneficiaram as outras duas etapas do processo (ferragem e concretagem), também na redução de desperdícios com movimentações e, diante do contexto das melhorias, foi possível identificar os ganhos quanto aos custos operacionais. Como conseqüência, obteve-se um fluxo de informação claro através dos supermercados dentro da célula de produção, o estabelecimento de um fluxo de material e pessoas sem interrupções, favorecendo a implementação do fluxo contínuo. Contudo, criar o fluxo contínuo na produção de estacas pré-moldadas de concreto, em uma empresa privada, depende de fatores organizacionais quanto ao estilo gerencial, comprometimento e delegações de poderes, uma vez que a interrupção imediata do processo produtivo na ocorrência de problemas, somente tornou-se possível mediante intervenção da gerência geral, o que dificultou o prosseguimento das melhorias na linha de produção quanto aos demais processos.

Pecuária bovina de corte no Estado do Pará: água, impactos ambientais e sustentabilidade ambiental

A cadeia de carne bovina no Brasil ocupa posição de destaque no contexto da economia rural brasileira, ocupando vasta área do território nacional e respondendo pela geração de emprego e renda de milhões de brasileiros. Mas com o crescimento desta atividade veio acompanhado de possíveis impactos ambientais negativos que contrapõe o equilíbrio dinâmico da sustentabilidade. Desta forma se fez necessário caracterizar esses impactos ambientais negativos relacionados aos recursos hídricos nas fases da cadeia produtiva da carne bovina: Bovinocultura e nos matadouros/frigoríficos. Na pesquisa foram enfatizados o consumo de água e a geração de rejeitos de origem bovina que causa potencial poluição dos recursos hídricos delimitado nas mesorregiões do estado do Pará. Como metodologia utilizou-se de pesquisa qualitativa e quantitativa de dados bibliográficos e estatísticos, tendo como colaboradores instituições federais e estaduais e a análise dos dados foi apresentada através de gráficos e tabelas e da estimativa de alguns indicadores de poluição. Como resultados confirma-se a grande poluição gerada aos recursos hídricos receptores de rejeitos bovinos com grande aumento da DBO (Demanda Bioquímica de Oxigênio) tanto na atividade da Bovinocultura como em matadouros/Frigoríficos, onde é gerada uma grande quantidade de matéria orgânica. Concluiu-se a grande importância do uso de medidas de produção sustentáveis como o reaproveitamento de subprodutos bovinos de matadouro e o uso de estratégias de Produção + Limpa.

Dimensionamento de armaduras longitudinais sujeitas à fadiga em vigas de pontes ferroviárias de concreto armado

As pontes ferroviárias de concreto armado estão sujeitas às ações dinâmicas variáveis devido ao tráfego de veículos. Estas ações podem resultar no fenômeno de fadiga do aço e do concreto dessas estruturas. No dimensionamento de estruturas de concreto armado sujeitas à carregamento cíclico, de modo geral, a fadiga é considerada simplificadamente, por meio de um coeficiente kf, denominado coeficiente de fadiga. Esse coeficiente majora a área de aço inicialmente calculada para atender ao Estado Limite Último (ELU), com a finalidade de limitar, em serviço, as variações de tensões no aço de modo a garantir uma vida útil de no mínimo 2.000.000 de ciclos. O presente trabalho apresenta melhorias nas hipóteses utilizadas pelo coeficiente de fadiga kf, permitindo o dimensionamento de armaduras longitudinais sujeitas à fadiga, para números de ciclos superiores a 2 milhões, que é o valor proposto pelo EB-3/67, e também de forma a atender a vida útil à fadiga especificada em projeto. Neste caso, foi necessário propor um método simplificado para a estimativa do número de ciclos operacionais, apartir de um ciclo padrão obtido pela máxima variação de momentos fletores provocados pelo tremtipo carregado. O estudo foi desenvolvido tomando-se como protótipo um viaduto ferroviário isostático em concreto armado da Estrada de Ferro Carajás (EFC). Os trens-tipo utilizados foram os quais operam atualmente na EFC, que correspondem ao trem de minério Carregado e Descarregado. Para determinação dos esforços solicitantes na estrutura foi elaborado um modelo numérico no programa SAP 2000. A vida útil à fadiga das armaduras longitudinais foram determinadas apartir da regra de dano de Miner e das curvas S-N da NBR 6118. A metodologia proposta neste trabalho permitiu o dimensionamento nas armaduras longitudinais à fadiga satisfatoriamente em relação à vida útil especificada no projeto, sendo que as vidas úteis que tiveram maior divergência em relação ao valor estipulado foram as de 300 e 400 anos.

Adequação estrutural dos pilares de um edifício residencial em concreto armado na cidade de Rio Branco

A recuperação e reforço de estruturas de concreto armado estão cada vez mais frequentes no Brasil, devido, principalmente, ao envelhecimento das estruturas construídas nas décadas de 60 e 70 do século XX, as quais estão prestes a atingir seu tempo de vida útil. Somam-se a isto, fatores como o uso de concretos com baixa resistência, falhas de execução, além do uso inadequado e da falta de manutenção. Devido a esses fatores que a sociedade deve se preocupar em reforçar e/ou recuperar essas construções, evitando assim, demolições das mesmas e até mesmo evitar acidentes fatais. Este trabalho apresenta um estudo de caso, que visa a recuperação de um edifício, que se encontra abandonado há cerca de duas décadas na cidade de Rio Branco, Estado do Acre. Atualmente, existem várias técnicas de reforço de estrutura de concreto armado. Tais como: reforço por meio de encamisamento de concreto armado, complementação ou reforço com adição de armadura, reforço com aplicação de chapas e perfis metálicos, reforço de pilares com polímeros reforçados com fibra de carbono (PRFC), dentre outras. Neste trabalho, o método adotado para a recuperação foi o reforço por meio de encamisamento de concreto armado. E para uma melhor compreensão da metodologia adotada o trabalho apresenta também detalhes da configuração do reforço adotado, detalhe construtivo e procedimentos executivos do método adotado. Além, das envoltórias mostrando os esforços atuantes e resistentes do antes e depois do reforço.

Influência da mesa na resistência ao cisalhamento de lajes nervuradas unidirecionais de concreto armado

A resistência ao cisalhamento de lajes nervuradas unidirecionais de concreto armado sem armadura transversal em suas nervuras é avaliada através de seu comportamento estrutural ao cisalhamento. Para quantificar a participação da altura da mesa e da mesa colaborante na resistência característica ao cisalhamento, foram confeccionados 8 painéis de lajes nervuradas unidirecionais de concreto armado com variações da altura das mesas, visando avaliar as recomendações das normas NBR 6118 (2007), ACI 318 (2011) e EUROCODE 2 (2002) no que se refere ao desempenho das lajes nervuradas unidirecionais de concreto armado ao cisalhamento. As lajes, simplesmente apoiadas nas bordas, apresentaram-se em dois grupos, buscando abranger os limites prescritos pela norma brasileira: o primeiro com 4 lajes de (2000 x 1300) mm² com distância entre os eixos de nervuras de 610 mm e o segundo com 4 lajes de (2000 x 2000) mm² com distância entre eixos de nervuras de 960 mm, sendo que houve uma variação da altura da mesa de 30, 50, 80 e 100 mm. A armadura de flexão foi mantida constante em todos os casos e a armadura de cisalhamento foi suprimida, para que todas as lajes tivessem rupturas por cisalhamento. As lajes apresentaram aumento da resistência com o aumento da altura da mesa, indicado pelo considerável ganho de contribuição do concreto na resistência ao cisalhamento, bem como a grande deformação das armaduras longitudinais e de distribuição, e pelos elevados valores das flechas. Portanto, no cálculo de resistência ao cisalhamento de lajes nervuradas, poderia ser repensada a falta da utilização da altura da mesa como variável, visto que sua contribuição à resistência ao cisalhamento é real.

Análise numérica de seções reforçadas de concreto armado considerando o estado inicial de tensões

O presente trabalho trata da formulação e da implementação computacional, em MATLAB^®, para a análise numérica de seções reforçadas de concreto armado, submetidas à flexão composta, considerando o estado de tensões anterior ao reforço. A referida análise se dá com a geração de diagramas de interação momento fletor esforço normal por dois métodos, quais sejam: a) varredura dos domínios de deformação da NBR6118/2003; b) determinação dos picos de diagramas momento fletor – esforço normal – curvatura. Em ambos os procedimentos utiliza-se o método numérico do ponto médio na integração do cálculo dos esforços resistentes, e o método de Newton Raphson para a obtenção de raízes é usado na determinação da deformação no eixo de referência da seção, durante a determinação dos diagramas momento fletor -esforço normal - curvatura. Preliminarmente, concluiu-se que a primeira das duas metodologias aplicadas é inviável. Posteriormente, com a confirmação da eficácia da segunda metodologia, foi possível expandir o escopo do trabalho de modo a permitir a análise de seções de formatos quaisquer executadas em várias etapas, considerando o estado de tensões inicial em cada uma das etapas. A implementação computacional referente a este trabalho se baseou no programa para análise numérica de seções SECLAB, desenvolvido pelo professor Remo Magalhães de Souza.

Caracterização dos resíduos cauliníticos das indústrias de mineração de caulim da Amazônia como matéria-prima para produção de pozolanas de alta reatividade

As regiões do Rio Capim e do Rio Jari são os principais distritos caulinitícos da Região Amazônica, detentores das maiores reservas brasileiras de caulim de alta qualidade para aplicações como cobertura de papel. O caulim é lavrado e beneficiado por três grandes companhias que são responsáveis pela geração de aproximadamente 500 mil de toneladas anuais de um resíduo decorrente da etapa de centrifugação. Esse resíduo, na forma de polpa, é depositado em lagoas de sedimentação que ocupam grandes extensões de áreas. O objetivo da pesquisa foi investigar as características físicas, químicas e mineralógicas dos resíduos processados da Região do Jari e do Capim, de modo a avaliar se atendem aos requisitos como matéria-prima para a produção de uma pozolana de alta reatividade, o metacaulim, adição mineral que incorporada ao cimento Portland proporciona alto desempenho às misturas de concreto e argamassas. Os resíduos foram caracterizados por difração de raios X, análise térmica, espectroscopia de infravermelho, microscopia eletrônica de varredura, fluorescência de raios X e difração a laser. Ambos os resíduos são constituídos por no mínimo 92% de caulinita de baixa granulometria, cujas áreas superficiais específicas são superiores a 8 m²/g e os diâmetros médios de partículas inferiores a 1 µm. Os teores de sílica livre (quartzo) não foram superiores a 3%. O alto grau de concentração de caulinita destes resíduos dispensa os rígidos parâmetros de controle de remoção de impurezas, normalmente empregados na produção deste tipo de pozolana. O caulim do Rio Jari, com quantidade de defeitos na estrutura cristalina superior ao da caulinita do Rio Capim, proporcinou maior grau de desidroxilação a uma temperatura mais baixa quando calcinado, indicando a possibilidade de redução de gastos com energia para a produção da adição mineral. Os resultados das análises foram convergentes e apontam ambos os caulins estudados como excelentes matérias-primas para a produção do metacaulim de alta reatividade.