Design of microirrigation systems in sloping lands using linear programming

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Fatores intrínsecos do custo energético da locomoção durante a natação

The amount of metabolic energy spent in transporting the body mass of the subject over a unit of distance has been defined as the energy cost of locomotion, or regarding to swimming, cost of swimming. The differences in the cost of swimming between the individuals seem to be influenced by two main factors, the hydrodynamic resistance and technical skill of the swimmer. The lower cost of swimming showed by females has been attributed to a smaller hydrodynamic resistance due to their smaller size, larger percentage fat and more streamlined position. However, the difference in cost of swimming between males and females disappears when correcting for body size. With regard to children, the higher energy cost of swimming when correcting for body size may be caused by the lower swimming technique showed by them. For individuals with the same anthropometric characteristics, the better swimming technique and larger size of propelling surface, associated with higher propelling efficiency, may decrease the energy cost of swimming. When comparing different types of strokes, the most economical stroke is crawl, followed by backstroke, irrespective the swimming velocity. Butterfly is the less economical at low velocities (< 0.8 m·s-1). However, above that velocity the breaststroke become the less economical stroke.

Consumo e custo de energia elétrica na cultura de citros irrigado por gotejamento e microaspersão, com três lâminas de água

The objective of this work was to analyze the consumption, electric energy cost, and economic results of irrigated citrus (Citrus sinensis). The treatments consisted of a dripping irrigation system with one and two lateral distribution lines, a micro sprinkler irrigation system and a treatment without irrigation. For each irrigation system, three water depths were used: 100%, 75% and 50% of Etc (citrus evapotranspiration). The electric energy cost for two tariff groups, Group A and Group B, was studied. For Group A, the expenses with energy were determined for the Conventional Binomial Structure tariff, the Hour-seasonal tariff (green and blue) and the special tariff for nocturnal irrigation. The kWh cost for the tariff systems were obtained from the website of CPFL (São Paulo State Power and Light Company, Brazil). The best relation between the electric energy consumption (kWh.ha -1) and productivity (t.ha -1) occurred in the treatment irrigated with 50% of the Etc. The irrigated treatments increased productivity. The biggest productivity was observed in the irrigation treatments with 50% of the Etc when compared to the ones with 100% of the Etc. The blue and green Hour-seasonal tariff system of Group A (nocturnal irrigation) was the best option. A biggest economic turnover occurred in the treatments irrigated with 50% of the Etc.

Estimation of the metabolic equivalent (MET) of an exercise protocol based on indirect calorimetry

Objective: This study aimed to determine the energy expenditure (EE) in terms of caloric cost and metabolic equivalents (METs) of two sessions of an exercise protocol. Methods: Fifteen subjects (51.0 ± 5.5years) performed the exercise sessions (80min), which were composed by (warming, walking and flexibility exercises; Session A) and (warming, walking and local muscular endurance exercises; Session B). Heart hate (HR) was measured during each part of the sessions. In laboratory environment, maximal oxygen consumption (VO2max) and oxygen uptake in rest and exercise conditions (using mean HR obtained in classes) were measured on different days, using indirect calorimetry. Exercise METs were obtained by dividing VO2 in exercise (mL.kg-1.min-1) by VO2 in rest (mL.kg-1.min-1). The EE of the exercises was calculated by the formula: MET x Weight(kg) x Time(min)/60. The results were analyzed by ANOVA with Tuckey post hoc test (p < 0.05). Results: One MET for this group was 2.7 ± 0.1mL.kg-1.min-1. The mean METs of exercises were 4,7 ± 0,8 (warming), 5,8 ± 0,9 (walking) and 3,6 ± 0,7 (flexibility) on session A, and 4,6 ± 1,2 (warming), 5,6 ± 1,0 (walking) and 4.8 ± 1,0 (local muscular endurance exercises) on Session B. The training sessions showed similar energy cost (A: 398 ± 86.72 kcal and B: 404 ± 38.85 kcal; p > 0,05). None of activities were classified into vigorous intensity (> 7 METs). There were no differences on VO2 between walking (15,6 ± 2,8 or 15,4 ± 2,6 mL.kg-1.min-1) and local muscular endurance exercises (13,2 ± 2,9 mL.kg-1.min-1), although both were higher (p > 0.05) than flexibility exercises (10.1 ± 2.2 mL.kg-1.min-1). Conclusion: The proposed protocol achieves the physical activity needed by healthy adults to improve and maintain health, by their structure, moderate intensity, duration, frequency and caloric expenditure.

Efeito de grupo versus produção de CO2 em operárias da formiga cortadeira Atta sexdens rubropilosa

Does the social life entail greater individual activity, and consequently, higher energy expenditure? To answer this question, we hypothesized that there is higher CO2 production, when we increase the size of the group of workers, and hence a higher energy cost to the individual when they are in groups. Thus, groups of 10, 20, 30, 40 and 50 workers were sealed in a hermetic chamber for 24 hours. Subsequently, we performed the measurements of the CO2 concentration in the containers respirometric. Unlike the expected CO2 production, and consequently the individual energy expenditure did not differ when we increase the size of the group of workers. Thus, we refuted the hypothesis that the group size leads to a higher cost individual energy, since the greater interaction between individuals. In conclusion, our study with Atta sexdens rubropilosa workers determined that the size of the group does not lead to higher energy costs individual and CO2 production, and therefore energy expenditure similar individual, independent of the group size.

Implementação de um controle digital para o compensador regenerativo de potência ativa

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Alocação otimizada de dispositivos de proteção em sistema de distribuição de energia elétrica

Pós-graduação em Engenharia Elétrica - FEIS

Avaliação econômica do aproveitamento do biogás e biofertilizante produzido por biodigestão anaeróbia: estudo de caso em unidade biointegrada

Pós-graduação em Agronomia (Energia na Agricultura) - FCA

Estudo comparativo de coletores solares sem cobertura utilizados para aquecimento de piscinas

Pós-graduação em Engenharia Mecânica - FEB

Estudo das propriedades óticas e fotoluminescentes das nanopartículas do CeO2 modificadas com La pelo método hidrotermal assistido por microondas

Pós-graduação em Engenharia Mecânica - FEG

Consumo e custo de energia elétrica na cultura de citros irrigada por gotejamento e microaspersão, com três lâminas de água

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Análise econômica de sistema de abastecimento de água público fechado: estudo de caso da Cidade Universitária Professor José da Silveira Netto - Belém (PA)

O abastecimento de água é de suma importância não só para a sobrevivência humana, como também para o desenvolvimento de atividades econômicas e institucionais, ou seja, para vida orgânica/biótica e para a vida social. Com relação à disponibilidade desse recurso, o Brasil é um país com enormes reservas potencias para atender a esse fim. A Cidade Universitária Professor José da Silveira Netto, Campus da UFPA, atualmente produz sua água, com a captação através de aquifero subterrâneo, e, em pequena quantidade, também compra da Concessionária Local. Contudo, em relação à produção na Universidade Federal do Pará não há conhecimento quanto aos custos de manutenção da linha de produção, da mão-deobra envolvida, etc. A falta desse conhecimento não permite que o Gestor possa agir de forma estratégica, com relação a essa situação. Este trabalho visa levantar os custos diretos e indiretos da produção de 1m³ de água tratada na Cidade Universitária Professor José da Silveira Netto, comparando-o com os valores cobrados pela Concessionária Local, a fim de demonstrar ao gestor qual a situação mais vantajosa à Administração com relação ao assunto a ser abordado. Ademais, foram criados cenários futuros, tendo em vista que a atividade universitária é dinâmica e crescente, além do que se incorporaram condições como custo de energia e valor da outorga para captação de água, ainda não integrados nos custo atuais de produção. Os resultados demonstram claramente que a opção de produzir água para consumo é a mais vantajosa em termos econômicos para a Instituição, em qualquer cenário proposto. Ressalta-se que o custo por m³ da água produzida varia de R$ 0,31 a R$ 0,45, enquanto que a compra através da Concessionária Local, em torno de R$ 4,30/m³ para o ano de 2011, só se mostrará viável se esse preço for de no máximo de R$ 0,50/m³. Com essas informações e análises devidamente apresentadas de forma clara e tecnicamente consideradas, este trabalho poderá ser utilizado como instrumento de gestão pública capaz de permitir o melhor ou mais adequado sistema de Abastecimento de Água na Cidade Universitária Professor José da Silveira Netto.

Análise do desempenho hidroenergético de sistemas de abastecimento de água do município de Marabá

Análise do desempenho hidroenergético de Sistemas de Abastecimento de Água do Município de Marabá/PA, gerenciados pela Unidade de Negócios Tocantins (UNITO), da Companhia de Saneamento do Pará – COSANPA. O estudo foi realizado em 3 fases, tendo informações do Sistema Nacional de Informações sobre Saneamento (SNIS) e da COSANPA. Na fase 1 foi analisada a rotina operacional de abastecimento de água do sistema Nova Marabá - Cidade Nova (16.738 ligações) e do sistema Marabá Pioneira (2.093 ligações) no ano 2010, com ênfase nos volumes produzidos de água e no consumo e custo de energia elétrica; na Fase 2 foram determinados indicadores de desempenho hidroenergético; finalizando, na fase 3 é proposto procedimentos para a melhoria da gestão hidroenergética. Na pesquisa foi verificado que o volume total produzido de água de 15,8 milhões m³/ano requereu 8.817 MWh/ano, resultando em despesa de R$ 2 milhões/ano de energia elétrica, que foi o segundo maior item das despesas de exploração (32,2%) da COSANPA no município de Marabá. A despesa de energia elétrica por ligação foi de R$ 9,32/lig. ano e R$ 7,66/lig. ano nos sistemas da Nova Marabá – Cidade Nova e da Marabá Pioneira, respectivamente, com preço médio global do kWh consumido e despesa média de energia elétrica por metro cúbico de água produzido na Nova Marabá - Cidade Nova (0,23 R$/kWh e 0,14 R$ /m³) e da Marabá Pioneira (0,21 R$/kWh e 0,07 R$/m³), ocorrendo variação dos índices de intensidade energética (kWh/m³) nos SAA. Com o trabalho é proposto procedimentos para aumentar a eficiência do controle hidroenergético na operação dos sistemas, como setorização, macromedição, micromedição, automação, o que trará reflexos positivos na redução dos custos para o abastecimento de água no município de Marabá/PA.

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.

DESIGN OF MICROIRRIGATION SYSTEMS IN SLOPING LANDS USING LINEAR PROGRAMMING

Quando a área a ser irrigada apresenta um elevado gradiente de declive na direção das linhas de derivação, uma opção de dimensionamento é o uso de tubulações com vários diâmetros para economizar no custo e também para manter a variação de pressão dentro dos limites desejados. O objetivo deste trabalho foi desenvolver um modelo de programação linear para dimensionar sistemas de irrigação por microaspersão com linhas de derivação com mais de um diâmetro e operando em declive, visando a minimização do custo anualizado da rede hidráulica e do custo anual com energia elétrica, além de assegurar que a máxima variação de carga hidráulica na linha será respeitada. Os dados de entrada são: configuração da rede hidráulica do sistema de irrigação, custo de todos os componentes da rede hidráulica e custo da energia. Os dados de saída são: custo anual total, diâmetro da tubulação em cada linha do sistema, carga hidráulica em cada ponto de derivação e altura manométrica total. Para ilustrar a potencialidade do modelo desenvolvido, ele foi aplicado em um pomar de citros no Estado de São Paulo, Brasil. O modelo demonstrou ser eficiente no dimensionamento do sistema de irrigação quanto à obtenção da uniformidade de emissão desejada. O custo anual com bombeamento deve ser considerado no dimensionamento de sistemas de irrigação por microaspersão porque ele gera menores valores de custo anual total quando comparado com a mesma alternativa que não considera aquele custo.