Modelagem de um secador solar de produtos agrícolas com sistema de armazenagem de energia térmica

Nos países em desenvolvimento, como o Brasil, a secagem de produtos agrícolas com uso de secador solar representa uma alternativa promissora de baixo custo, reduzindo perdas e agregando valor aos produtos. Porém, devido à natureza periódica da radiação solar e das condições do tempo, nem sempre é viável sua utilização. Dessa forma, o objetivo do trabalho foi a modelagem de um sistema auxiliar de armazenagem de energia térmica (SAET) em um secador solar, cuja finalidade é armazenar energia durante o dia para ser utilizada conforme necessário. Com base em registros de temperatura e umidade relativa, ambas do ar, de um secador solar, foi feito um estudo da termodinâmica dos processos envolvidos, a fim de propor meios para o dimensionamento do SAET. Foram explorados a estimativa do fluxo de massa de ar no secador, a modelagem da temperatura em função da radiação, e o dimensionamento para diferentes modos de operação do SAET, considerando o sistema ideal. Este dimensionamento tratou tanto do caso de fornecimento contínuo de fluxo de água preaquecida, como de uso de automação para controlar o fluxo. A estimativa de fluxo de ar no secador se aproximou de valores típicos encontrados na literatura. O dimensionamento do sistema, embora considerado ideal, mostra que a utilização do SAET melhora o desempenho do secador, servindo como parâmetro para melhor compreender o comportamento das variáveis durante seu funcionamento.

Influência da configuração da célula combustível microbiana na geração de energia elétrica a partir da degradação de compostos orgânicos

Nessa pesquisa foram testadas tanto CCM com membranas e sem membranas que tinham por característica reproduzir sistemas de tratamento de esgoto sanitário. A etapa experimental desse trabalho foi dividida entre o Brasil (ensaios com CCM sem a MTP e utilizando esgoto sanitário) e Portugal (ensaios com CCM tradicionais de uma e duas câmaras, utilizando água residuária sintética e a bactéria Lactobacillus pentosus). A execução em dois locais diferentes resultou em um maior aprofundamento e desenvolvimento da pesquisa. As CCM foram avaliadas principalmente quanto ao potencial elétrico e eficiência da degradação de compostos orgânicos (esgoto sanitário e água residuária sintética). Para os dados obtidos no Brasil, as três configurações apresentaram maior diferença na potência em função do modo de operação. A operação intermitente apresentou a maior potência (11 mW/m2) para a CCM cilíndrica de fluxo ascendente, enquanto que operação continua a maior potência (4,2 mW/m2) foi obtida para a CCM retangular de fluxo horizontal, a qual também apresentava uma maior facilidade na manutenção quanto aos eletrodos (adição/remoção). A CCM cúbica de fluxo ascendente devido a sua concepção simples demandava um sistema complementar para o aumento da remoção de DQO. Apesar da baixa potência mensurada para os ensaios realizados no Brasil há de se pontuar que os mesmos foram obtidos para reatores sem membranas e utilizando o esgoto sanitário, o qual apresentou grande sazonalidade. Para a etapa realizada em Portugal, foi possível realizar quinze diferentes ensaios e mais um ensaio específico de crescimento. A maior potência (10,37 mW/m2) foi obtida para CCM de câmara dupla operada de modo contínuo para um tempo de detenção hidráulico (TDH) de 20 horas. A maior potência obtida para a CCM de câmara única foi de 5,53 mW/m2 quando houve a adição do extrato de levedura (função teórica de mediador). A potência da CCM, na maioria das vezes, esteve relacionada à proporção de sólidos voláteis e totais, SV/ST, quantidade de bactérias, pH, características de operação e por fim a configuração da CCM. O ensaio de crescimento revelou a correlação da potência em função da quantidade de bactérias inseridas da massa do biofilme (SV) e mostra-se como uma ferramenta na avaliação da potência das CCM.

A qualidade da regulação estatal no Brasil: uma análise a partir de indicadores de qualidade

As primeiras agências reguladoras foram criadas a partir da segunda metade dos anos 1990, e a mais recente delas, em 2005. Com as agências surgiram também os atores privados regulados, os usuários e consumidores, e uma nova forma de interação entre os Poderes Executivo, Legislativo e Judiciário. Esses atores participam e dão forma ao processo de aprendizagem institucional das agências. Passado o período de criação e após quase duas décadas de existência, é necessária uma visão crítica sobre as agências. Propõe-se, então, um método de avaliação regulatória a partir de três variáveis que serão decompostas em diversas subvariáveis (quesitos a serem respondidos objetivamente). A primeira variável, institucionalização, mede as regras aplicáveis à própria agência: características dos mandatos dos dirigentes, autonomia decisória, autonomia financeira e de gestão de pessoal. A segunda, procedimentalização, ocupa-se do processo de tomada de decisão da agência e de sua transparência. Ambas as variáveis procuram medir as agências do ponto de vista formal, a partir de normas aplicáveis (leis, decretos, resoluções, portarias etc.), e pela prática regulatória, com base nos fatos ocorridos demonstrados por meio de documentos oficiais (decretos de nomeação, decisões, relatórios de atividade das próprias agências etc.). A última variável, judicialização, aponta as várias vezes em que a decisão administrativa muda de status e o nível de confirmação dessas decisões pelo Poder Judiciário. O modelo teórico de avaliação das agências ora apresentado é aplicado e testado em três setores que são submetidos à regulação econômica e contam com forte presença de atores sociais e empresa estatal federal. Assim, as agências analisadas foram: Agência Nacional de Energia Elétrica ANEEL, Agência Nacional de Telecomunicações ANATEL e Agência Nacional de Aviação Civil ANAC. Em termos gerais, não é possível garantir a existência de um isoformismo entre essas agências, nem mesmo entre agências criadas em momentos diferentes e por presidentes distintos. Também não foi possível demonstrar que a interferência política seja uma marca de um único governo. A ANATEL, a melhor avaliada das três agências, destaca-se pelo rigor de suas normas que seu processo decisório reflete. A ANEEL e a ANAC tiveram uma avaliação mediana já que apresentaram avaliação sofrível quanto ao processo, mas mostraram ter instituições (regras) um pouco melhores.

Produção de energia por mini e micro hidrelétricas na rede de distribuição de água.

A geração de energia hidrelétrica enfrenta uma crescente restrição a sua expansão, diretamente relacionada a fatores ambientais e da limitação de terrenos com potencial economicamente aproveitável. A partir deste fato, é relacionada uma possível fonte de energia hidrelétrica, resultante do aproveitamento dos potenciais presentes na rede de distribuição de água das cidades, ainda sem nenhum aproveitamento. O desenvolvimento desta fonte de energia se dá com a instalação de mini e micro centrais hidrelétricas nos condutos da rede distribuidora de água. Este trabalho tem por objetivo avaliar o potencial de aproveitamento hidrelétrico por mini e micro hidrelétricas por meio de técnicas de modelagem e de otimização, para agilizar e facilitar o procedimento de identificação dos potenciais e a instalação na rede de abastecimento. O trabalho leva em conta as diversas peculiaridades das redes de distribuição de água e dos equipamentos eletro-hidráulicos, discorrendo sobre a possível complementariedade da geração de energia durante os picos de consumo. Discorre também sobre a contribuição para a rede de distribuição elétrica, na logística e nos custos de implantação além de discutir a tipologia das turbinas capazes de aproveitar o potencial energético. É avaliado, com o auxilio de modelos hidráulicos e de otimização, o posicionamento das centrais geradoras na rede e os possíveis benefícios, restrições e impedimentos ao seu uso, desenvolvendo uma metodologia para facilitar a tomada de decisão quanto ao aproveitamento para geração, ou não, em redes diversas. A construção deste procedimento e ferramenta são desenvolvidos a partir do estudo de caso do sistema distribuidor de água do Município de Piquete no estado de São Paulo, Brasil.

Desempenho econômico de um sistema de produção de biomassa da cana energia

O uso da biomassa como fonte de energia elétrica corresponde a uma alternativa de grande importância para o planejamento estratégico do crescimento econômico de diversos países. A vasta extensão territorial e o clima favorável ao desenvolvimento da agricultura no Brasil trazem como vantagem o poder de planejar sua matriz energética utilizando variadas fontes primárias renováveis. A cana-de-açúcar destaca-se pela rusticidade e grande produtividade. O bagaço como um subproduto resultante do processamento da cana é utilizado como fonte para a cogeração de energia e pode contribuir significativamente para a descentralização das fontes de energia nacional. Com o desenvolvimento da tecnologia de etanol de segunda geração, a busca pela maior produção de biomassa ganha relevância. Os programas de melhoramento identificaram que se caso com redução de 25 a 35% da sacarose na cana, a planta teria um potencial de aumento de mais de 100% da biomassa. Os híbridos derivados de programas de melhoramento da espécie Saccharum spp., direcionados exclusivamente para a produção de biomassa, foram denominados de cana energia. Tendo em vista o potencial de produtividade da cultura e consequentemente de geração de energia, torna-se necessário conhecer se esse potencial se traduz em resultado econômico. Com esse enfoque, o objetivo deste trabalho foi analisar a viabilidade econômica da produção de biomassa da cana energia. Para tanto foi desenvolvido um modelo em planilha eletrônica e o modelo foi empregado na simulação de cenários e alternativas. A planilha integra modelos de balanço hídrico, produtividade da cultura e distribuição de chuvas, e suas relações com aspectos econômicos e produtivos. O preço de venda da biomassa, a produtividade da cultura e a distância de transporte se mostraram como os itens que mais influem sobre os indicadores de viabilidade econômica. Diferentemente da eficiência gerencial, a eficiência de campo corresponde a um fator de grande importância a ser considerado para reduzir o custo de produção. A análise da área de colheita como uma variável crítica indicou que existem módulos ideais para a utilização de máquinas agrícolas, reduzindo o seu custo operacional devido ao uso melhor atribuído das máquinas na propriedade. A análise da textura do solo como variável crítica mostrou que o cultivo da planta em diferentes tipos de solos reflete em diferentes custos operacionais, produtividade potencial e no montante de investimento. O ano de reforma corresponde a um fator crítico para a viabilização da atividade. Para o cenário base, o indicador de atratividade financeira apresenta um Valor Presente Líquido de 6,4 milhões de reais e uma Taxa Interna de Retorno de 15,2%, com um horizonte de 20 anos de produção. As análises de sensibilidade mostram que as variáveis que mais impactam nos indicadores de viabilidade econômica financeira são o preço de venda da biomassa e a produtividade média da lavoura.

Logística operacional: alocação de bases operacionais em distribuição de energia elétrica.

Ser eficiente é um requisito para a sustentabilidade das empresas concessionárias de distribuição de energia elétrica no Brasil. A busca pela eficiência deve estar em harmonia com a melhoria contínua da qualidade, da segurança e da satisfação dos consumidores e das partes envolvidas. O desafio de atender múltiplos objetivos requer que as empresas do setor desenvolvam soluções inovadoras, com a mudança de processos, tecnologia, estrutura e a capacitação das pessoas. Desenvolver um modelo operacional eficiente e uma gestão rigorosa dos custos são fatores-chave para o sucesso das empresas, considerando o contexto regulatório de revisão tarifária que incentiva a melhoria do desempenho. O modelo operacional é definido a partir da organização logística dos recursos para atendimento da demanda de serviços, que define também os custos fixos e variáveis de pessoal (salário, horas extras, refeições), infraestrutura (manutenção de prédios, ferramentas e equipamentos) e deslocamentos (manutenção de veículos, combustível), por exemplo. A melhor alocação e o melhor dimensionamento de bases operacionais possibilitam a redução dos custos com deslocamento e infraestrutura, favorecendo o aproveitamento da força de trabalho em campo, a melhoria do atendimento dos clientes e da segurança dos colaboradores. Este trabalho apresenta uma metodologia de otimização de custos através da alocação de bases e equipes operacionais, com o modelamento matemático dos objetivos e restrições do negócio e a aplicação de algoritmo evolutivo para busca das melhores soluções, sendo uma aplicação de Pesquisa Operacional, no campo da Localização de Instalações, em distribuição de energia elétrica. O modelo de otimização desenvolvido possibilita a busca pelo ponto de equilíbrio ótimo que minimiza o custo total formado pelos custos de infraestrutura, frota (veículos e deslocamentos) e pessoal. O algoritmo evolutivo aplicado no modelo oferece soluções otimizadas pelo melhoramento de conjuntos de variáveis binárias com base em conceitos da evolução genética. O modelo de otimização fornece o detalhamento de toda a estrutura operacional e de custos para uma determinada solução do problema, utilizando premissas de produtividade e deslocamentos (velocidades e distâncias) para definir as abrangências de atuação das bases operacionais, recursos (equipes, pessoas, veículos) necessários para atendimento da demanda de serviços, e projetar todos os custos fixos e variáveis associados. A metodologia desenvolvida neste trabalho considera também a projeção de demanda futura para a aplicação no estudo de caso, que evidenciou a efetividade da metodologia como ferramenta para a melhoria da eficiência operacional em empresas de distribuição de energia elétrica.

Modelagem e análise de desempenho de sistema para geração de energia elétrica através de ondas marítimas.

Mediante a crescente necessidade de aumento na oferta de energia elétrica devido à constante elevação na demanda mundial, esta dissertação avalia o desempenho de um sistema conversor de energia de ondas marítimas em energia elétrica. O sistema em análise é o de coluna de água oscilante com turbina de dupla ação instalado na costa. Utiliza-se um modelo regular de ondas como perturbação à dinâmica de uma câmara semi-submersa gerando fluxo de ar através de uma turbina à ar de dupla ação. O sistema final é não linear e com parâmetros variantes no tempo. A dissertação investiga possibilidades para o aumento do rendimento da turbina em diferentes condições de mar através do método de simulação numérica. Após a modelagem física e matemática do sistema escolhido, inicia-se a síntese de um controlador proporcional derivativo para controle da pressão de ar na turbina em torno da pressão ideal de trabalho da mesma. A análise inclui o comparativo entre os resultados do sistema com e sem controlador e a avaliação de robustez utilizando ondas com amplitude variável. O trabalho apresenta ainda propostas de otimização do sistema para trabalhar em condições similares a região de Pecém no Brasil. Pelos resultados obtidos nas simulações, conclui-se que o rendimento e a robustez do sistema podem melhorar utilizando um sistema controlado. O rendimento do sistema poderá ainda ser otimizado para a região de instalação.

Vantagem competitiva no mercado de geração distribuída de energia solar fotovoltaica

O mercado de geração distribuída de energia solar fotovoltaica apresenta-se em estágio inicial de desenvolvimento no Brasil. A recente conjuntura regulatória, entretanto, aponta para a mudança deste cenário: as últimas revisões da regulação aplicável trouxeram aumento na viabilidade econômica de projetos no setor. Isto, somado à presença abundante de recurso solar no Brasil e ao presente estágio de desenvolvimento da tecnologia fotovoltaica indicam um possível crescimento da penetração da fonte no país nos próximos anos. Nesse contexto, o presente estudo tem como objetivo analisar quais recursos e capacidades a empresa Axis Renováveis deve possuir para alcançar uma posição de vantagem competitiva, à luz do RBT. A empresa selecionada para a condução do estudo de caso único é uma start-up atuante no setor. Espera-se que, ao final do trabalho, as conclusões tenham implicação direta na estratégia da empresa e possam servir como ponto de partida para outras empresas do setor.

Uma empresa sustentável e suas contribuições a sociedade: estudo do caso da EDP-Energias do Brasil SA.

A sustentabilidade é uma realidade que pode ser compreendida como a utilização dos recursos para atender as necessidades do presente sem comprometer a capacidade das gerações futuras em atender suas próprias necessidades. Esta pesquisa, por sua vez, procura evidenciar a importância da sustentabilidade no contexto empresarial e como as empresas são pressionadas pelo mercado, pela sociedade que está mais consciente de seu papel e agentes reguladores que, além de alertar e educar, estão mais rigorosos em suas fiscalizações para que suas atividades sejam permeadas de responsabilidade social e ambiental. É um estudo de cunho exploratório-descritivo, pois aborda de forma geral a importância da sustentabilidade para a perenidade dos negócios, proporcionando, entre outros, benefícios relacionados à imagem da empresa ante a sociedade, incentivos fiscais e facilidade na concessão de crédito, bem como contribui com a sociedade por meio de projetos culturais e políticas ambientais.

DESEMPENHO DE ORGANIZAÇÃO SOCIAL (OS) NO GERENCIAMENTO DE ORGANISMOS PÚBLICOS: ESTUDO DESCRITIVO-EXPLORATÓRIO DO CENTRO NACIONAL DE PESQUISA EM ENERGIA E MATERIAIS - CNPEM

Este trabalho discutiu o desempenho do Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais CNPEM, que deu início às suas atividades como Associação Brasileira de Tecnologia de Luz Síncrotron - ABTLuS, Organização Social (OS), entidade da sociedade civil, sem fins lucrativos, disciplinada pela Lei 9.637 de 15 de maio de 1998, para gerir organismos públicos mediante a assinatura de contrato de gestão baseado em metas a serem cumpridas. O modelo nasceu concomitantemente com a criação do Ministério da Administração e Reforma do Estado MARE, na gestão do ministro Luiz Carlos Bresser Pereira, no governo do presidente Fernando Henrique Cardoso - FHC, tendo como princípio básico a prestação de serviços sociais, nas áreas de cultura, educação, pesquisa científica, proteção e preservação do meio ambiente e saúde, na expectativa de que ele pudesse prestar melhores serviços do que as empresas estatais e as entidades da administração direta. Hoje, dez anos se passaram e o CNPEM continua prestando serviços na área de pesquisa científica ao CNPq e ao MCT, apesar de não haver apoio para a criação de novas OS na esfera do governo federal, o que indicou ameaças ao seu ciclo de vida. A pesquisa desenvolveu-se através de estudo descritivo-exploratório, interpretando dados por intermédio do processo de hermenêutica para interpretação de dados retirados dos documentos institucionais, com conclusão favorável à continuidade do modelo, tendo em vista que a pesquisa demonstra que ele é legal, legítimo e competente no cumprimento das metas e missão, bem como está em plena forma física, sem ameaças ao seu ciclo de vida, demonstrando que tem muito a oferecer para a ciência brasileira e, como não poderia deixar de ser, a milhares de usuários espalhados pelo Brasil e o mundo.

Sistema de conversão de energia eólica baseado no gerador de indução duplamente alimentado: análise e contribuição ao controle da máquina

The humanity reached a time of unprecedented technological development. Science has achieved and continues to achieve technologies that allowed increasingly to understand the universe and the laws which govern it, and also try to coexist without destroying the planet we live on. One of the main challenges of the XXI century is to seek and increase new sources of clean energy, renewable and able to sustain our growth and lifestyle. It is the duty of every researcher engage and contribute in this race of energy. In this context, wind power presents itself as one of the great promises for the future of electricity generation . Despite being a bit older than other sources of renewable energy, wind power still presents a wide field for improvement. The development of new techniques for control of the generator along with the development of research laboratories specializing in wind generation are one of the key points to improve the performance, efficiency and reliability of the system. Appropriate control of back-to-back converter scheme allows wind turbines based on the doubly-fed induction generator to operate in the variable-speed mode, whose benefits include maximum power extraction, reactive power injection and mechanical stress reduction. The generator-side converter provides control of active and reactive power injected into the grid, whereas the grid-side converter provides control of the DC link voltage and bi-directional power flow. The conventional control structure uses PI controllers with feed-forward compensation of cross-coupling dq terms. This control technique is sensitive to model uncertainties and the compensation of dynamic dq terms results on a competing control strategy. Therefore, to overcome these problems, it is proposed in this thesis a robust internal model based state-feedback control structure in order to eliminate the cross-coupling terms and thereby improve the generator drive as well as its dynamic behavior during sudden changes in wind speed. It is compared the conventional control approach with the proposed control technique for DFIG wind turbine control under both steady and gust wind conditions. Moreover, it is also proposed in this thesis an wind turbine emulator, which was developed to recreate in laboratory a realistic condition and to submit the generator to several wind speed conditions.

Análise da formulação em Monte Carlo dos pacotes de energia multiespectrais aplicada a meios constituídos por vapor d'água

The Monte Carlo method is accurate and is relatively simple to implement for the solution of problems involving complex geometries and anisotropic scattering of radiation as compared with other numerical techniques. In addition, differently of what happens for most of numerical techniques, for which the associated simulations computational time tends to increase exponentially with the complexity of the problems, in the Monte Carlo the increase of the computational time tends to be linear. Nevertheless, the Monte Carlo solution is highly computer time consuming for most of the interest problems. The Multispectral Energy Bundle model allows the reduction of the computational time associated to the Monte Carlo solution. The referred model is here analyzed for applications in media constituted for nonparticipating species and water vapor, which is an important emitting species formed during the combustion of hydrocarbon fuels. Aspects related to computer time optimization are investigated the model solutions are compared with benchmark line-by-line solutions

Determinação da energia de ativação e pureza de medicamentos de referência, genérico e similar utilizando técnicas termoanalíticas

In this work, the reference drugs, generic and similar to the active ingredients acetylsalicylic acid, paracetamol, captopril, hydrochlorothiazide and mebendazole were purchased from local pharmacies and studied by thermogravimetry (TG) and Differential Scanning Calorimetry (DSC). Thermal decomposition was assessed to obtain from the Ozawa method the activation energy in inert atmosphere (nitrogen), using three different heating ratios (5, 10 and 20 o C min-1). The pharmaceutical formulation of the AAS reference was the one who presented different from the others (generic and similar) Thermogravimetric profile indicating likely interaction between the active ingredient and excipients. Was observed at the heating rate of the inverse temperature that no linearity of the data, ie, there was no correlation between the percentage of mass loss and the activation energy involved in the thermal decomposition of the pharmaceutical formulation of the AAS reference log graph. The analysis by differential scanning calorimetry was performed in nitrogen atmosphere with a heating rate of 10 ° C min-1. In the analysis of these same drugs, the data curves found on the melting point were, except for hydrochlorothiazide, are consistent with the literature. Hydrochlorothiazide presented a melting point well below that found in the literature, which may be justified due to the interaction of the active ingredient with the excipient lactose. In the study of purity, using the Van't Hoff equation, the reference drugs hydrochlorothiazide and mebendazole reference generic and showed similar impurity content below the limit established that this equation must be greater than 2.5 mol%

Prospecção tecnológica para geração de energia eólica

The acceleration of technological change and the process of globalization has intensified competition and the need for new products (goods and services), resulting in growing concern for organizations in the development of technological, economic and social advances. This work presents an overview of the development of wind energy-related technologies and design trends. To conduct this research, it is (i) a literature review on technological innovation, technological forecasting methods and fundamentals of wind power; (ii) the analysis of patents, with the current technology landscape studied by means of finding information in patent databases; and (iii) the preparation of the map of technological development and construction of wind turbines of the future trend information from the literature and news from the sector studied. Step (ii) allowed the study of 25 644 patents between the years 2003-2012, in which the US and China lead the ranking of depositors and the American company General Electric and the Japanese Mitsubishi stand as the largest holder of wind technology. Step (iii) analyzed and identified that most of the innovations presented in the technological evolution of wind power are incremental product innovations to market. The proposed future trends shows that the future wind turbines tend to have a horizontal synchronous shaft, which with the highest diameter of 194m and 164m rotor nacelle top, the top having 7,5MW generation. The materials used for the blades are new materials with characteristics of low density and high strength. The towers are trend with hybrid materials, uniting the steel to the concrete. This work tries to cover the existing gap in the gym on the use of technological forecasting techniques for the wind energy industry, through the recognition that utilize the patent analysis, analysis of scientific articles and stories of the area, provide knowledge about the industry and influencing the quality of investment decisions in R & D and hence improves the efficiency and effectiveness of wind power generation