Simulação de comportamento de fogo em zonas florestais no alentejo central : comparação de modelos de combustível

Anualmente os incêndios florestais causam prejuízos por territórios por todo o mundo. Nas últimas décadas, estudos sobre o comportamento do fogo e avanços em tecnologias SIG, deram origem a modelos matemáticos de previsão e à sua inserção em sistemas informáticos de simulação de comportamento e propagação de fogo. A utilização destes necessita da caracterização das variáveis que determinam o comportamento do fogo: variáveis topográficas, condições meteorológicas e combustível vegetal. A vegetação assume-se como a única variável que pode ser controlada através de medidas de gestão e a mais estudada por todo o mundo. A sua caracterização é geralmente efetuada através de modelos de combustível, que consiste num conjunto de propriedades quantificáveis utilizadas nos modelos de comportamento do fogo. Através da utilização do simulador FARSITE, foi efetuada a simulação de comportamento de fogo em áreas de ocorrência de incêndios florestais localizadas na região do Alentejo Central, Portugal, recorrendo a diversos conjuntos de modelos de combustível para caracterizar a vegetação. Os resultados evidenciam, no geral, um maior rigor dos modelos de combustível customizados na caracterização da vegetação da área de estudo.

Modelo de projeção de demanda de diesel no Brasil: uma análise nacional e regional

Este estudo objetiva estimar a demanda regional de diesel para os próximos 10 anos no Brasil através de uma abordagem top down. Foram testadas as variáveis que mais contribuem com a projeção do consumo de diesel, chegando-se à conclusão de que o PIB e o preço são bastante relevantes. Os melhores modelos econométricos com resultados mais aderentes às projeções dentro e fora da amostra foram: (i) com correção de erros e (ii) com as variáveis em diferença. Concluímos ao longo desta dissertação, que o acionamento das térmicas com geradores a óleo diesel em períodos específicos, como os últimos anos, afetam substancialmente o consumo do combustível. Para a desagregação do consumo nacional foram analisados modelos regressivos congruentes na totalização, como o utilizado por Moreira (1986), modelos com fatores proporcionais fixos baseados no crescimento histórico de 5 anos e modelos mais simples de médias proporcionais - estes últimos com resultados inferiores. Na projeção de um Cenário Base, com PIB crescendo 2,5% ao ano nos próximos 10 anos, em algumas regiões do Brasil, como o conjunto dos estados do Maranhão, Tocantins e Piauí, deverá crescer o consumo de diesel em 40%, enquanto no Rio Grande do Sul, apenas 21%.

Avaliação do efeito de escala no cálculo da perigosidade de incêndio florestal

Dissertação apresentada à Escola Superior Agrária do Instituto Politécnico de Castelo Branco para cumprimento dos requisitos necessários à obtenção do grau de Mestre em Sistemas de Informação Geográfica - Recursos Agro-Florestais e Ambientais.

Simulating the effects of vegetation and landscape structure on fire behavior in northeastern Portugal: the case of holm oak (Quercus rotundifolia)

O fogo é um processo frequente nas paisagens do norte de Portugal. Estudos anteriores mostraram que os bosques de azinheira (Quercus rotundifolia) persistem após a passagem do fogo e ajudam a diminuir a sua intensidade e taxa de propagação. Os principais objetivos deste estudo foram compreender e modelar o efeito dos bosques de azinheira no comportamento do fogo ao nível da paisagem da bacia superior do rio Sabor, localizado no nordeste de Portugal. O impacto dos bosques de azinheira no comportamento do fogo foi testado em termos de área e configuração de acordo com cenários que simulam a possível distribuição destas unidades de vegetação na paisagem, considerando uma percentagem de ocupação da azinheira de 2.2% (Low), 18.1% (Moderate), 26.0% (High), e 39.8% (Rivers). Estes cenários tiveram como principal objetivo testar 1) o papel dos bosques de azinheira no comportamento do fogo e 2) de que forma a configuração das manchas de azinheira podem ajudar a diminuir a intensidade da linha de fogo e área ardida. Na modelação do comportamento do fogo foi usado o modelo FlamMap para simular a intensidade de linha do fogo e taxa de propagação do fogo com base em modelos de combustível associados a cada ocupação e uso do solo presente na área de estudo, e também com base em fatores topográficos (altitude, declive e orientação da encosta) e climáticos (humidade e velocidade do vento). Foram ainda usados dois modelos de combustível para a ocupação de azinheira (áreas interiores e de bordadura), desenvolvidos com base em dados reais obtidos na região. Usou-se o software FRAGSATS para a análise dos padrões espaciais das classes de intensidade de linha do fogo, usando-se as métricas Class Area (CA), Number of Patches (NP) e Large Patches Index (LPI). Os resultados obtidos indicaram que a intensidade da linha de fogo e a taxa de propagação do fogo variou entre cenários e entre modelos de combustível para o azinhal. A intensidade média da linha de fogo e a taxa média de propagação do fogo decresceu à medida que a percentagem de área de bosques de azinheira aumentou na paisagem. Também foi observado que as métricas CA, NP e LPI variaram entre cenários e modelos de combustível para o azinhal, decrescendo quando a percentagem de área de bosques de azinheira aumentou. Este estudo permitiu concluir que a variação da percentagem de ocupação e configuração espacial dos bosques de azinheira influenciam o comportamento do fogo, reduzindo, em termos médios, a intensidade da linha de fogo e a taxa de propagação, sugerindo que os bosques de azinhal podem ser usados como medidas silvícolas preventivas para diminuir o risco de incêndio nesta região.

Modelação de células de combustível

Neste trabalho serão apresentados e discutidos vários aspectos relacionados com células de combustível, com particular enfoque na modelação de células de combustível de membrana de permuta protónica. Este trabalho está dividido em vários capítulos. No Capítunlo 1 são apresentadas as motivações e os objectivos da tese. No Capítulo 2 serão apresentadas as células de combustível em geral, a sua origem, os diversos tipos, o que as diferencia das restantes tecnologias de geração de energia e as suas vantagens e desvantagens. No Capítulo 3 discute-se a modelação de células de combustível. Serão expostos e explicados os diferentes tipos de modelos, seguindo-se uma apresentação do modelo selecionado para estudo, com referência aos fundamentos teóricos exposição detalhada da fórmulação matemática e os parâmetros que caracterizam o modelo. É também apresentado a implementação do modelo em Matlab/Simulink. No Capítulo 4 será discutida e apresentada a abordagem utilizada para a identificação dos parâmetros do modelo da célula de combustível. Propõe-se e prova-se que uma abordagem baseada num algoritmo de optimização inteligente proporciona um método eficaz e preciso para a identificação dos parâmetros. Esta abordagem requer a existência de alguns dados experimentais que são também apresentados. O algoritmo utilizado designa-se por Optimização por Enxame de Partículas – Particle Swarm Optimization (PSO). São apresentados os seus fundamentos, características, implementação em Matlab/Simulink e a estratégia de optimização, isto é, a configuração do algoritmo, a definição da função objectivo e limites de variação dos parâmetros. São apresentados os resultados do processo de optimização, resultados adicionais de validação do modelo, uma análise de robustez do conjunto óptimo de parâmetros e uma análise de sensibilidade dos mesmos. O trabalho termina apresentando, no último capítulo, algumas conclusões, das quais se destacam: - O bom desempenho do algoritmo PSO para a identificação dos parâmetros do modelo da célula de combsutível; - Uma robustez interessante do algoritmo PSO, no sentido em que, para várias execuções do método resultam valores do parâmetros e da função objectivo com variabilidade bastante reduzidas; - Um bom modelo da célula de combustível, que quando caracterizado pelo conjunto óptimo de parâmetros, apresenta, sistematicamente, erros relativos médios inferiores a 2,5% para um conjunto alargado de condições de funcionamento.

Modelação fenomenológica de um motor Diesel marítimo para avaliar efeitos da mudança de combustível

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Mecânica

Uma metodologia para a análise do desempenho sustentável dos postos de revenda de combustível na cidade de Natal/RN, com o uso de data envelopment analysis-DEA

The increasing use of fossil fuels in line with cities demographic explosion carries out to huge environmental impact in society. For mitigate these social impacts, regulatory requirements have positively influenced the environmental consciousness of society, as well as, the strategic behavior of businesses. Along with this environmental awareness, the regulatory organs have conquered and formulated new laws to control potentially polluting activities, mostly in the gas stations sector. Seeking for increasing market competitiveness, this sector needs to quickly respond to internal and external pressures, adapting to the new standards required in a strategic way to get the Green Badge . Gas stations have incorporated new strategies to attract and retain new customers whom present increasingly social demand. In the social dimension, these projects help the local economy by generating jobs and income distribution. In this survey, the present research aims to align the social, economic and environmental dimensions to set the sustainable performance indicators at Gas Stations sector in the city of Natal/RN. The Sustainable Balanced Scorecard (SBSC) framework was create with a set of indicators for mapping the production process of gas stations. This mapping aimed at identifying operational inefficiencies through multidimensional indicators. To carry out this research, was developed a system for evaluating the sustainability performance with application of Data Envelopment Analysis (DEA) through a quantitative method approach to detect system s efficiency level. In order to understand the systemic complexity, sub organizational processes were analyzed by the technique Network Data Envelopment Analysis (NDEA) figuring their micro activities to identify and diagnose the real causes of overall inefficiency. The sample size comprised 33 Gas stations and the conceptual model included 15 indicators distributed in the three dimensions of sustainability: social, environmental and economic. These three dimensions were measured by means of classical models DEA-CCR input oriented. To unify performance score of individual dimensions, was designed a unique grouping index based upon two means: arithmetic and weighted. After this, another analysis was performed to measure the four perspectives of SBSC: learning and growth, internal processes, customers, and financial, unifying, by averaging the performance scores. NDEA results showed that no company was assessed with excellence in sustainability performance. Some NDEA higher efficiency Gas Stations proved to be inefficient under certain perspectives of SBSC. In the sequence, a comparative sustainable performance and assessment analyzes among the gas station was done, enabling entrepreneurs evaluate their performance in the market competitors. Diagnoses were also obtained to support the decision making of entrepreneurs in improving the management of organizational resources and promote guidelines the regulators. Finally, the average index of sustainable performance was 69.42%, representing the efforts of the environmental suitability of the Gas station. This results point out a significant awareness of this segment, but it still needs further action to enhance sustainability in the long term

Desenvolvimento de modelos quimiométricos associados à espectroscopia no infravermelho para determinação de parâmetros físico-químicos do óleo diesel

Pós-graduação em Química - IQ

Modelagem de motor de combustão internae simulação do processo de queima de combustível

The internal combustion engine is a heat engine widely used in the automotive industry. In order to better understand its behavior many models in the literature have been proposed in the last years. The 0-D thermodynamic model is a fairly simple tool but it is very useful to understand the phenomenon of combustion inside the chamber of internal combustion engines. In the first phase of this work, an extensive literature review was made in order to get information about this kind of analysis and, after this, apply them in a model able to calculate the instantaneous temperature and pressure in one zone of the combustion chamber of a diesel engine. Therefore some considerations were made with the aim of increasing the accuracy of the model in predicting the correct behavior of the engine, adding the combined effects of heat transfer, leakage and injection. In the second phase, the goal was to study the internal flow of a three-dimensional model of an internal combustion engine. In order to achieve this goal the software Solidworks was used to create the geometries of an engine and the suite of softwares Ansys was used to create the moving mesh (ICEM CFD and CFX-Pre) and to solve the CFD problem (Ansys CFX code). The model was able to perform the air flow simulation during the four-stroke cycle of an engine: admission, compression, expansion and exhaust. The results obtained from both models were suitable and they open a new range of possibilities for future researches on the field

Estudo de modelos para o comportamento a altas queimas de varetas combustíveis de reatores a água leve pressurizada

Este trabalho tem como objetivo estudar as modificações introduzidas, ao longo de sucessivas versões, nos modelos empíricos do programa computacional FRAPCON utilizado para a simulação do comportamento sob irradiação de varetas combustíveis de Reatores a Água Leve Pressurizada (Pressurized Water Reactor - PWR) em regime de estado estacionário e sob condições de alta queima. No estudo, foram analisados os modelos empíricos utilizados pelo FRAPCON e que são apresentados em sua documentação oficial. Um estudo bibliográfico foi conduzido sobre os efeitos da alta queima em combustíveis nucleares visando melhorar o entendimento dos modelos utilizados pelo FRAPCON nestas condições. Foram feitas simulações do comportamento sob irradiação de uma vareta combustível típica de um reator PWR utilizando as versões 3.3, 3.4 e 3.5 do FRAPCON. Os resultados apresentados pelas diferentes versões do programa foram comparados entre si de forma a verificar as consequências das mudanças de modelo nos parâmetros de saída do programa. Foi possível observar que as modificações introduzidas trouxeram diferenças significativas nos resultados de parâmetros térmicos e mecânicos da vareta combustível, principalmente quando se evoluiu da versão FRAPCON-3.3 para a versão FRAPCON-3.5. Nessa ultima versão, obteve-se menores temperaturas na vareta combustível, menores tensões e deformações no revestimento, menor espessura da camada de oxido formada no revestimento a altas queimas na vareta combustível.

Controle da mistura ar/combustível em um motor a combustão interna: sistema em malha fechada.

O controle da mistura ar/combustível é muito importante para o correto funcionamento dos motores à combustão interna ciclo Otto. A relação entre o ar e o combustível influencia diretamente no funcionamento do motor, na emissão de poluentes e no consumo de combustível. Este trabalho apresenta o desenvolvimento de um controle da mistura ar/combustível a partir do estudo de modelos de malha fechada deste sistema. Esse controle tem por objetivo manter a mistura o mais próxima possível do ponto estequiométrico, a fim de otimizar a taxa de conversão de gases poluentes pelo catalisador, e utiliza um sensor de oxigênio, conhecido como sonda lambda, para realizar a realimentação do sistema, indicando se a mistura está no ponto estequiométrico. Este trabalho também apresenta o desenvolvimento de um compensador em malha fechada para controlar a mistura a/c (ar/combustível) em outros pontos, além do estequiométrico, através do uso de uma sonda lambda de banda larga.

Dinâmica molecular de sistemas iônicos poliatômicos: modelos polarizável e não-polarizável

Simulações de sais de carbonato fundidos pelo método de Dinâmica Molecular (MD) foram efetuadas com o modelo polarizável de cargas flutuantes (FC). O modelo de cargas flutuantes implementa os efeitos de polarização pelo método de Lagrangiano estendido, onde as variáveis extras são as próprias cargas parciais do íon poliatômico. O modelo FC foi parametrizado por meio de cálculos ab inito, aplicado ao ânion carbonato. Cálculos de Química Quântica ab initio foram utilizados para corroborar o modelo proposto para o ânion carbonato. Os sistemas investigados consistem em misturas de carbonatos alcalinos fundidos, Li2CO3/K2CO3, os quais são utilizados como eletrólitos em células a combustível. As simulações MD foram utilizadas para verificar o efeito da polarização dos ânions sobre a estrutura e dinâmica do líquido. Estudamos o efeito da inclusão de polarização sobre a condutividade do eletrólito.

Uma metodologia para a análise do desempenho sustentável dos postos de revenda de combustível na cidade de Natal/RN, com o uso de data envelopment analysis-DEA

The increasing use of fossil fuels in line with cities demographic explosion carries out to huge environmental impact in society. For mitigate these social impacts, regulatory requirements have positively influenced the environmental consciousness of society, as well as, the strategic behavior of businesses. Along with this environmental awareness, the regulatory organs have conquered and formulated new laws to control potentially polluting activities, mostly in the gas stations sector. Seeking for increasing market competitiveness, this sector needs to quickly respond to internal and external pressures, adapting to the new standards required in a strategic way to get the Green Badge . Gas stations have incorporated new strategies to attract and retain new customers whom present increasingly social demand. In the social dimension, these projects help the local economy by generating jobs and income distribution. In this survey, the present research aims to align the social, economic and environmental dimensions to set the sustainable performance indicators at Gas Stations sector in the city of Natal/RN. The Sustainable Balanced Scorecard (SBSC) framework was create with a set of indicators for mapping the production process of gas stations. This mapping aimed at identifying operational inefficiencies through multidimensional indicators. To carry out this research, was developed a system for evaluating the sustainability performance with application of Data Envelopment Analysis (DEA) through a quantitative method approach to detect system s efficiency level. In order to understand the systemic complexity, sub organizational processes were analyzed by the technique Network Data Envelopment Analysis (NDEA) figuring their micro activities to identify and diagnose the real causes of overall inefficiency. The sample size comprised 33 Gas stations and the conceptual model included 15 indicators distributed in the three dimensions of sustainability: social, environmental and economic. These three dimensions were measured by means of classical models DEA-CCR input oriented. To unify performance score of individual dimensions, was designed a unique grouping index based upon two means: arithmetic and weighted. After this, another analysis was performed to measure the four perspectives of SBSC: learning and growth, internal processes, customers, and financial, unifying, by averaging the performance scores. NDEA results showed that no company was assessed with excellence in sustainability performance. Some NDEA higher efficiency Gas Stations proved to be inefficient under certain perspectives of SBSC. In the sequence, a comparative sustainable performance and assessment analyzes among the gas station was done, enabling entrepreneurs evaluate their performance in the market competitors. Diagnoses were also obtained to support the decision making of entrepreneurs in improving the management of organizational resources and promote guidelines the regulators. Finally, the average index of sustainable performance was 69.42%, representing the efforts of the environmental suitability of the Gas station. This results point out a significant awareness of this segment, but it still needs further action to enhance sustainability in the long term

Princípios fundamentais e modelos de transferência de energia inter e intramolecular

This work outlines the historic development of the concept and main theories of energy transfer, as well as the principal experiments carried out to confirm or refute the proposed theories. Energy transfer in coordination compounds is also discussed with a focus on rare earth systems.

Modelos de transferência de metal pesado na cana-de-açúcar adubada com composto de lixo urbano

The research approaches recycling of urban waste compost (UWC) as an alternative fertilizer for sugarcane crop and as a social and environmental solution to the solids residuals growth in urban centers. A mathematical model was used in order to know the metal dynamics as decision support tool, aiming to establish of criteria and procedures for UWC's safe use, limited by the amount of heavy metal. A compartmental model was developed from experimental data in controlled conditions and partially checked with field data. This model described the heavy metal transference in the system soil-root-aerial portion of sugarcane plants and concluded that nickel was metal to be concern, since it takes approximately three years to be attenuated in the soil, reaching the aerial portions of the plant at high concentrations. Regarding factors such as clay content, oxide level and soil pH, it was observed that for soil with higher buffering capacity, the transfer of the majority of the metals was slower. This model may become an important tool for the attainment of laws regarding the UWC use, aiming to reduce environment contamination the waste accumulation and production costs.