Flexible thin-film lithium battery

Tese de Doutoramento Programa Doutoral em Engenharia Electrónica e Computadores.

Participação em processos de consulta pública: Percepções dos cidadãos e recomendações para autoridades responsáveis

Este  relatório  inscreve-­‐se  no  projecto  COMPOLIS  –  Comunicação  e  Envolvimento  Político com Questões Ambientais, financiado pela Fundação para a Ciência e a Tecnologia  com  a  referência  EXPL/IVC-­COM/1717/2012.  O  projecto  foi  desenvolvido  entre 1 de Julho de 2013 e 31 de Dezembro de 2014, tendo sido Anabela Carvalho, membro do Centro de Estudos de Comunicação e Sociedade (CECS) da Universidade do  Minho,  a  investigadora  responsável.  O  relatório  dá  conta  de  conclusões  de  membros da equipa do projecto, que as apresentam a tal título, e não em nome da Universidade do Minho. Um dos objetivos do projecto COMPOLIS era analisar as experiências e percepções dos  cidadãos  sobre  processos  de  participação  pública  relacionados  com  questões  ambientais. Um dos casos estudados foi o do processo de consulta pública relativo ao projecto  de  instalação  de  uma  linha  de  transporte  de  energia  elétrica  de  muita  alta tensão entre Vila do Conde e a Rede Elétrica de Espanha, a 400Kv, cujo traçado previsto  atravessa  freguesias  dos  distritos  de  Viana  do  Castelo,  Braga  e  Porto.

Avaliação de projetos de eficiência energética na iluminação pública

Dissertação de mestrado em Engenharia Industrial

Análise de resultados de indicadores de gestão e de regulação após a privatização: estudo de caso da Light Serviços de Eletricidade

O processo de privatização representa uma das ferramentas de gestão pública mais utilizadas do fim do século XX. No entanto, o entendimento e a discussão sobre seus resultados não se encontram consolidados, gerando uma relevante lacuna de pesquisa. Por conta disso, neste estudo buscou-se analisar o desempenho da Light Serviços de Eletricidade S.A. após sua privatização, com base nos indicadores de gestão e de regulação. Na metodologia, o foco da pesquisa deu-se em duas dimensões: na primeira, ocupou-se em avaliar o desempenho da empresa sob o ponto de vista do consumidor e, na segunda, avaliou-se em que medida a atuação da agência reguladora passou a influenciar o desempenho da gestão da Light após a privatização. Para isso, foram investigados os dados sobre a variação do faturamento bruto, a evolução do lucro líquido e investimento realizado, os indicadores DEC e FEC que medem, respectivamente, a duração e a frequência das interrupções no fornecimento de energia elétrica da Light, além do preço médio por megawatt-hora, da quantidade de reclamações no PROCON e da variação do número de consumidores. Com base nos resultados, evidenciou-se que, quando há novos investimentos, melhoram os resultados e reduzem as reclamações. Além disso, não foram encontradas evidências de que a privatização implicou melhoria nos indicadores técnicos da Light.

Posicionamento estratégico em resposta às restrições regulatórias de emissões de gases do efeito estufa

No trabalho relatado, analisa-se a estratégia de redução das emissões dos gases do efeito estufa (GEE) em uma empresa de distribuição de energia elétrica. A pesquisa foi conduzida por meio de entrevistas semiestruturadas com a presidência da empresa e com os gestores das áreas de planejamento e controle, marketing, regulação, meio ambiente, responsabilidade social, e pesquisa e desenvolvimento. Tendo-se como ponto de partida o resultado do inventário de emissões de GEE, os gestores foram questionados sobre as iniciativas e os benefícios dos projetos de mitigação das emissões de GEE, as pressões dos stakeholders e o papel da regulamentação na remediação e na prevenção dos impactos decorrentes da mudança climática. Os resultados indicam que os gestores não reconhecem oportunidades de investimentos em projetos de redução das emissões de gases do efeito estufa. A empresa adota uma estratégia instrumental e atua em um ambiente de negócios com restrições regulatórias incipientes de controle das emissões de GEE. No estudo, revela-se que a empresa adota uma estratégia climática evasiva e explora a ausência de prioridade do setor elétrico brasileiro na redução do impacto ambiental ou da vulnerabilidade à mudança climática.

Implementação de um Sistema MPPT em Circuito Integrado CMOS

Ao longo dos últimos anos a indústria microelectrónica tem evoluído no sentido de reduzir o consumo energético dos seus dispositivos no sentido de estes serem alimentados por fontes energéticas diversas, nomeadamente fontes renováveis. A crescente demanda por componentes energeticamente eficientes e pela miniaturização dos componentes eletrónicos exigem a conceção de fontes de alimentação com potência reduzida na ordem das dezenas de μW ás centenas de mW. Atualmente, com os crescentes avanços tecnológicos é possível obter componentes energéticamente eficientes e com tamanhos reduzidos capazes de colmatar as restrições energéticas das mais variadas aplicações. A utilização de fontes energia elétrica que tirão proveito da energia existente no meio onde se inserem os diversos dispositivos eletrónicos ou simplesmente para recarregar as baterias, apresenta-se como um dos principais objetivos a alcançar. Entre todas as energias renováveis, a energia fotovoltaica surge como umas das que proporciona um maior potencial. A sua disponibilidade global e os constantes desenvolvimentos tecnológicos no âmbito do fotovoltaico permitem o desenvolvimento de sistemas de alimentação com rendimento energético cada vez mais elevado. A presente dissertação tem como objetivo o estudo, a simulação e implementação de um conversor CC-CC, step-up, com algoritmo de controlo MPPT integrado designado por método de correlação de ripple (Ripple Correlation Control – RCC), para aplicações de baixa potência na ordem das dezenas de μW às centenas de mW. Desenvolveu-se um conversor CC-CC, autónomo, para carregamento de baterias com recurso a painéis fotovoltaicos, como fonte de energia, de forma contínua mesmo em situações de baixa luminosidade. Um circuito de gestão de energia devidamente dimensionado foi implementado com recurso a um algoritmo de procura do ponto de máxima potência (Maximum Power Point Tracking – MPPT). O objetivo desta implementação é extrair a máxima potência disponível da fonte de energia elétrica, neste caso o painel fotovoltaico, independentemente das condições meteorológicas e da potência requerida pela carga, sendo o excesso de energia redirecionado para a bateria. Nesta dissertação apresentam-se os resultados das simulações, assim como os resultados experimentais de todos os circuitos desenvolvidos de forma a validar todo o sistema implementado.

DETERMINANTES DO CRESCIMENTO ECONÓMICO: UMA

O objetivo central desta tese consiste em verificar se a reduzida dimensão do país representa uma barreira significativa no processo do crescimento económico. De uma forma global, foram realizadas análises descritivas e empíricas do impacto de algumas variáveis económicas e ambientais, na taxa de crescimento do PIB per capita dos países pequenos em comparação com os países grandes, e foi estudado o processo de crescimento económico de um país pequeno e insular, Cabo Verde. Para responder à questão de partida, primeiro, recorreu-se à revisão da literatura, teórica e empírica, dos efeitos da dimensão do país no crescimento económico e, posteriormente, foram efetuadas análises descritivas de algumas variáveis económicas no grupo de países pequenos e de países grandes, o que ajudou na definição das linhas orientadoras da investigação empírica. Com recurso à técnica estatística das análises de clusters e aos indicadores população e área, foram definidos os grupos de países pequenos e de países grandes. Conciliando a fórmula genérica do modelo de crescimento económico (que engloba o modelo de Solow aumentado e acrescido de outras variáveis determinantes do crescimento) com o estimador system-GMM, foi analisado empiricamente, no período 1970-2010, o impacto das variáveis de interesse Investimento Direto Estrangeiro, Abertura Comercial, Instituições Políticas, Sociais e Económicas, Geografia, Coesão Social e Vulnerabilidade Ambiental na taxa de crescimento do PIB per capita de países pequenos e de países grandes. A investigação foi, também, direcionada para identificar empiricamente os canais de transmissão (capital humano, capital físico e produtividade) das variáveis de interesse na taxa de crescimento do PIB per capita e o contributo destas variáveis na taxa de convergência entre os países de cada grupo. Os resultados encontrados indicam um certo equilíbrio entre o número de variáveis de interesse, cujo impacto é significativamente diferente, e aquelas cujo efeito é essencialmente igual, no crescimento económico dos países pequenos e dos países grandes. A produtividade foi identificada como o principal canal de transmissão das variáveis de interesse na taxa de crescimento do PIB per capita nos dois grupos de países. Os resultados evidenciam uma taxa de convergência β superior nos países pequenos, mas a diferença entre os coeficientes não é significativa. No geral, concluiu-se que os vários condicionantes associados à reduzida dimensão, apesar de influenciarem o impacto de alguns fatores no PIB per capita, não constituem um handicap ao crescimento económico, comparativamente aos países grandes. Adicionalmente, foi realizado o Growth Diagnostic da economia cabo-verdiana, com recurso ao modelo desenvolvido por Hausmann, Rodrik e Velasco (2005). Desta análise foram identificados vários fatores que têm dificultado os investimentos/crescimento económico em Cabo Verde, como a fraca intermediação financeira, deficientes infraestruturas, altos custos nas ligações entre as ilhas, ineficiente fornecimento de energia elétrica e desvios entre as necessidades de capital humano e as áreas de formação do ensino secundário e terciário. Assim, as políticas do Governo devem ser direcionadas no sentido de ultrapassar estas barreiras.

Estratégias ótimas de irrigação para a cultura da melancia

O trabalho teve como objetivo determinar estratégias ótimas de irrigação para a cultura da melancia (Citrullus lanatus Thumb. Mansf.), considerando a água como fator limitante da produção e diferentes valores para o preço do produto e custos da energia elétrica. Utilizou-se uma função de produção quadrática e função de custo linear obtidas para as condições edafoclimáticas dos Tabuleiros Costeiros do Piauí. A irrigação com déficit proporcionou as maiores rendas líquidas, com significativa economia de água, no intervalo de variação de preços do produto de US$ 0,05 kg-1 a US$ 0,35 kg-1, nas três formas de tarifação da energia elétrica. Acima desse intervalo, deve-se utilizar a lâmina que maximiza a produção de frutos.

Balanço energético em galpão de frangos de corte

Com o objetivo de avaliar o fluxo de energia em galpão de frangos de corte, realizou-se estudo de balanço energético após acompanhamento de oito lotes de criação, em galpão comercial da empresa Frango Sertanejo, Sertãozinho - SP. Foi quantificado o poder calorífico de cada componente envolvido no processo de produção (direto e indireto, entradas e saídas), utilizando-os posteriormente para o cálculo do coeficiente de eficiência energética. Determinaram-se os consumos de ração (kg), produção de frango vivo (kg), aves mortas/descartadas (kg), produção de cama de frango (kg), água (L), gás liquefeito de petróleo - GLP (kg), energia elétrica (kWh), combustíveis (L), mão-de-obra (hora-homem), máquinas e implementos (horas) e instalações e equipamentos (m² e horas). O fluxo líquido de energia demonstrou que a atividade possui alto consumo energético, apresentando eficiência energética de 28%. Da energia direta de entrada, 10,2% corresponde à maravalha; 0,3% às aves; 86,5% à ração; 0,8% à eletricidade, e 2,1% ao GLP, e da energia de saída, 46,7% poderia retornar na forma de biogás, por meio da biodigestão anaeróbia da cama, gerando economia, já que se deixa de adquirir GLP para consumo no galpão.

Custo de bombas centrífugas funcionando como turbinas em microcentrais hidrelétricas

A implantação de microcentrais hidrelétricas é uma das alternativas para suprir com energia comunidades pequenas e isoladas, situadas normalmente na área rural. O aproveitamento de potenciais hidráulicos de pequeno porte é uma alternativa cada vez mais viável devido não só à falta de recursos financeiros para os grandes empreendimentos, mas também pelo imenso potencial de geração em centrais de pequeno porte, que pouco tem sido aproveitado. O objetivo deste trabalho foi de apresentar uma metodologia simples de engenharia para estimar o custo das Bombas Funcionando como Turbinas (BFTs) utilizadas em microcentrais hidrelétricas, que possam ser usadas em estudos preliminares de novos aproveitamentos hidrelétricos, sem uma investigação detalhada dos lugares onde se pretende implantar. Os custos foram obtidos consultando-se diretamente os fabricantes de equipamentos e o mercado da praça de Ponta Grossa - PR. Os resultados mostraram que, para as microcentrais hidrelétricas, sempre que os custos constituírem o aspecto dominante, e para potências até 50 kW, a opção por Bombas Funcionando como Turbinas (BFTs) deve ser considerada em lugar das turbinas hidráulicas.

Racionalização do uso de força motriz em fábrica de ração

A falta de investimento no setor energético, aliada à sazonalidade de recursos naturais necessários para a geração de energia hidroelétrica, faz da racionalização do uso de energia elétrica uma ferramenta de apoio imprescindível para o crescimento do País. A ração animal pode representar entre 70 e 80% do custo de produção da criação de animais. Sendo assim, é importante o estudo da racionalização do uso de energia em processos que utilizam intensivamente força motriz, tais como as fábricas de ração. Na fábrica de ração estudada, os motores elétricos são utilizados principalmente para moagem e mistura de granulados e transporte. Com o objetivo de racionalizar o uso da energia elétrica, foi realizado estudo de adequação de força motriz dos equipamentos da fábrica de ração da Indústria Pif Paf Alimentos. O índice de carregamento médio dos motores elétricos estudados foi de 48,6%. O potencial estimado total de economia com energia elétrica anual, utilizando-se sempre da melhor opção de adequação de força motriz foi de R$ 24.426,50 ao ano (23,9%). Para que essas medidas sejam efetivadas, devem-se adequar também: (i) as exigências elétricas do circuito, como ajuste de relés e escolha de fusíveis; (ii) o horário de funcionamento, e (iii) necessidade de implantação de sistema de armazenamento de ração.

Ambiente térmico no interior de modelos de galpões avícolas em escala reduzida com ventilação natural e artificial dos telhados

O presente trabalho teve o objetivo de avaliar o ambiente térmico no interior de modelos físicos de galpões avícolas construídos em escala reduzida (1:10). O conforto térmico foi avaliado por meio do Índice de Temperatura do Globo Negro e Umidade (ITGU), Carga Térmica de Radiação (CTR) e efetividade das coberturas em reduzir o ITGU em relação à cobertura construída com telhas de alumínio (épsilon). Quatro modelos construídos com telhas cerâmicas e equipados com ventilação natural ou forçada foram comparados a dois modelos construídos com telhas cerâmicas e de alumínio, respectivamente, sem lanternim. Pode-se concluir que as coberturas com câmaras de ventilação artificial (B30CVF) ou natural (B30CVN) proporcionaram melhores ambientes térmicos no interior dos modelos reduzidos, no qual o último tem a vantagem de não requerer gasto de energia elétrica.

Desempenho de derriçadora portátil de frutos do cafeeiro

Este trabalho avaliou o desempenho de uma derriçadora portátil para cafeicultura de montanha durante a colheita de frutos de cafeeiros Catucaí e Catuaí, em vários estádios de desenvolvimento. Foram determinados as características dos cafeeiros, as curvas características do motor da derriçadora, a capacidade e a eficiência de derriça, o consumo de energia, a desfolha e o nível de ruído emitido pela máquina. A derriçadora portátil teve desempenho satisfatório por apresentar baixa desfolha e número de galhos quebrados, capacidade de derriça regular, baixo consumo específico de energia e elevada eficiência de derriça. O nível de ruído aumentou com o aumento da potência requerida na derriça.

Análise energética em sistema de produção de suínos com aproveitamento dos desejos como biofertilizante em pastagem

O objetivo deste trabalho foi estimar a quantidade de energia para a produção de suínos, em ciclo completo, e o balanço energético do sistema com reaproveitamento dos resíduos gerados como biofertilizante, em área de pastagem, utilizando dados médios de cinco ciclos, em granja comercial no município de Diamantina - MG. Quantificou-se o coeficiente energético de cada componente envolvido no processo produtivo de suínos terminados, tratamento dos resíduos e produção de pastagem de Brachiaria decumbens, nas formas de ração, trabalho humano, energia elétrica, máquinas e equipamentos, combustíveis e lubrificantes, instalações, produção de suínos vivos e produção de Brachiaria decumbens. A quantidade média de energia para produzir 1 kg de suíno vivo foi de 53,35 MJ. De toda energia empregada no sistema, 76,03% (1.067.106,07 MJ) referem-se às entradas e 23,97% (331.400 MJ) às saídas, resultando em coeficiente de eficiência energética de 0,31. A energia transformada em suínos para abate correspondeu a 55,58% (184.200 MJ) das saídas, ao passo que a pastagem de Brachiaria decumbens assumiu o valor de 44,42% (147.200 MJ).

Tarifa binômia para o custo de água pressurizada em perímetros irrigados

Nos distritos de irrigação, a tarifa de custo variável tem dependido exclusivamente da quantidade de água consumida e não, da energia e da demanda de potência elétrica para o fornecimento de água na pressão e na vazão recomendadas pelo sistema de irrigação. Essa forma de tarifação da água de irrigação é um contrassenso em que os irrigantes mais eficientes subsidiam os irrigantes menos eficientes. Este trabalho propõe que as tarifas de água considerem não somente a quantidade de água consumida no mês, mas também a pressão, já que a demanda de potência hidráulica é função do produto da vazão pela pressão de serviço. O estudo comparou o custo de água de irrigantes que consomem o mesmo volume mensal para a situação atual e pela metodologia proposta. Verificou-se, também, o efeito de irrigações isoladas ou simultâneas e sua implicação no custo da água. Os resultados mostraram que a implementação de tarifa binômia para a água pode reduzir o custo da água para o irrigante de baixa pressão em até 66%. Já para os irrigantes com alta pressão, poderá ter acréscimo de até 133%. A simultaneidade de uso da água também influencia seu custo devido à variação na demanda de potência de energia elétrica.