Classificação automática de cobertura vegetal em imagens aéreas e orbitais para uso em planejamento energético

Neste trabalho é apresentado um modelo de redes neurais que será utilizado como ferramenta para uso no planejamento energético e na construção de cenários energéticos através da identificação e agrupamento de pixels representativos de classes de água, vegetação e antropização no entorno do reservatório de Tucuruí, Estado do Pará (bacia do rio Tocantins). Para o estudo, foram utilizadas fotografias aéreas ortorretificadas e um recorte da imagem do satélite Landsat, ambos obtidos em agosto de 2001 e classificados utilizando a métrica da mínima distância no software Matlab 7.3.0 (Matrix Laboratory - software de matemática aplicada) e no Arcview 3.2a (programa de Sistemas de Informações Geográficas). Para classificação da área no Matlab, foram utilizadas redes neurais competitivas, mais especificamente as redes de Kohonen que são caracterizadas por realizar um mapeamento de um espaço de dimensão n (número de entradas) para um espaço de dimensão m (número de saídas). Os resultados obtidos no classificador utilizando rede neural e no classificador do Arcview foram semelhantes, mas houve uma divergência no que diz respeito à imagem de alta e média resolução que pode ser justificada pelo fato de que a imagem de alta resolução espacial ocasiona muita variação espectral em algumas feições, gerando dificuldades nas classificações. Esse classificador automático é uma ferramenta importante para identificar oportunidades e potenciais a serem desenvolvidos na construção de cenários energéticos programados. Os resultados deste trabalho confirmam que a imagem de média resolução ainda é a mais indicada para resolver a maioria dos problemas que envolvem identificação de cobertura do solo para utilização em planejamento energético.

Planejamento energético para pequenas comunidades da Amazônia: um estudo de caso da comunidade quilombola de Genipaúba - Abaetetuba - Pará

O atendimento energético a comunidades isoladas foi sempre uma atividade de difícil execução e tem sido alvo de críticas pelas autoridades em planejamento energético. Este trabalho visa contribuir com as discussões realizadas no tema de eletrificação de regiões isoladas através da apresentação do diagnóstico social e o planejamento energético realizado para a comunidade de Genipaúba, localizada na região das ilhas de Abaetetuba, município do Estado do Pará. Uma discussão sobre a relação existente entre energia e desenvolvimento inicia a dissertação, posteriormente, apresenta-se um inventário dos recursos energéticos da região, baseado na literatura existente. Os programas governamentais de eletrificação rural (Luz no Campo, Ribeirinhas, PRODEEM, e Luz para Todos) são apresentados. Os modelos de gestão pesquisados (PRISMA e ROSA) foram idealizados através de observações de implementação de projetos de eletrificação. Os diagnósticos social e energético da comunidade de Genipaúba foram realizados através da aplicação de questionários em campo. O processo de implantação do projeto de atendimento energético de Genipaúba é apresentado, em seguida, comparado com os modelos estudados a fim de dar consistência ao mesmo.

Biodiesel na escola: uma ferramenta educacional para o planejamento energético

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Integração de condicionantes de morfologia urbana no desenvolvimento de metodologia para planejamento energético urbano

O objetivo desse artigo é apresentar as características gerais de uma nova metodologia para planejamento energético urbano, detalhando os procedimentos para integração de condicionantes de morfologia urbana, que constitui a primeira etapa de aplicação metodológica. Esta abordagem é inovadora e focada na integração de estratégias e soluções em morfologia e mobilidade urbanas, edifícios, energia e meio ambiente para planejamento de áreas em desenvolvimento urbano, novas ou a serem requalificadas, na escala de distritos, bairros e unidades de vizinhança. A análise dos resultados da aplicação metodológica no caso da operação urbana Água Branca indicou que a ocupação urbana por edificações e as densidades construída e populacional necessitavam ser compatibilizadas com a área livre requerida ao adequado dimensionamento da seção viária, no que tange a aspectos de climatologia e de provimento de infraestrutura e demanda para mobilidade urbana. Esta era uma premissa para o aproveitamento da luz e da energia solar em edificações e para que o sistema de transporte urbano fosse mais funcional e energeticamente mais eficiente.

O Papel do Estado na promoção do Desenvolvimento Nacional: a utilização do instrumento do planejamento na expansão da oferta energética

The progress of a nation is closely linked to the energy supply that it has to develop its economic capabilities. The dependence of contemporary society for energy requires the continued expansion of the use of renewable energy, and implies coordinated action of the Democratic State in the delimitation of the best ways to make full use of energy. In periods of rapid development, countries need an increment of energy supplies superior to those of periods of regular economic growth. Energy demand generated by the condition of Brazil as an emerging country reveals the need for orderly expansion of energy supply. In reverse, lack of energy planning effectively paralyzes a country and generates incalculable losses in national socioeconomic development. The Brazilian Constitution abandoned the notion of development tied to the simple increase in the gross domestic product. The respect for the environment, sovereignty, national development, and especially the constant and growing supply of energy, promotes the advancement of national economic agents, and quenches the simple accounting increase in energy supply. Constitutional principles condition the rational use of energy potentials, in ensuring adequate supply of energy for the entire national territory. The Brazilian Ministry of Mines and Energy, through its agencies, government offices and companies, establishes and formulates policies and guidelines for energy in Brazil, playing an important role in national energy planning. National development is enhanced by the good performance of the state agencies responsible for planning the energy sector

Análise do balanço energético e da matriz de emissões de poluentes no Estado do Rio Grande do Norte

This thesis intends to show the level of pollutant emissions in the State of Rio Grande do Norte, generated by the final consumption of energy in the many different sectors of the economy. This information was obtained from the energetic matrix and from the pollutant emissions of the State and the data was taken from the Balanço Energético Estadual and from the Sistema de Informações Energéticas da Olade. The result will permit to identify the energy and most polluting economic sectors in Rio Grande do Norte, contributing to energy planning, giving direction to the public policy development that aim at the change of the energy matrix of the State. Also with the objective of reducing pollutant emissions through rationalization, efficiency and energy substitution, which the main objective is to promote the economic development based on energy consumption of less harmful impact on the environment, contributing to establishment of sustainable development

Planejamento e otimização de sistemas energéticos para gestão econômica e ambiental de cidades

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Utilização de resíduos de madeira e lenha como alternativas de energias renováveis para o desenvolvimento sustentável da região nordeste do estado do Rio Grande do Sul

Para alcançar o desenvolvimento sustentável a energia tem um papel chave, sendo responsável por boa parte da poluição em todas as atividades humanas. O uso de energias renováveis é altamente desejável quando se quer reduzir ou eliminar essa poluição sem perder a oportunidade de desenvolvimento de uma atividade produtiva qualquer. No presente trabalho delimitou-se a região alvo como sendo o extremo nordeste do estado, conhecida como “Campos de cima da Serra”, a qual possui características comuns que facilitam a aplicação do estudo. Estudou-se duas alternativas que atendem as condições de sustentabilidade, por serem renováveis, e o atendimento em pequena escala, fator predominante para que se possa viabilizar pequenos empreendimentos em locais de difícil acesso e baixa densidade demográfica, características comuns da região em estudo. A utilização de resíduos em pequenas serrarias tem características e dificuldades peculiares que foram analisadas com cuidado para oferecer a melhor alternativa do ponto de vista técnico, econômico e ambiental. O conhecimento do porte, do tipo de madeira produzida e, consequentemente, do tipo de resíduo gerado, além das necessidades energéticas das empresas, é fundamental para selecionar a melhor alternativa e determinar a tecnologia mais adequada. O presente estudo mostrou que essa tecnologia é a gaseificação do resíduo e a utilização do gás produzido num motor de combustão interna. Obteve-se um gás combustível possível de ser utilizado, desde que sua limpeza seja feita adequadamente. Nas residências da região é muito comum a utilização do fogão a lenha devido ao clima frio. Ao mesmo tempo se observa que o aquecimento de água para o banho é feito com chuveiro elétrico, equipamento barato, mas de alta demanda de potência. Essa característica prejudica o abastecimento de energia elétrica da região, já com dificuldades por ser ponta de rede. Estudou-se um equipamento auxiliar que pode ser usado em conjunto com o fogão a lenha para aquecer água nas residências, liberando energia elétrica para outras cargas mais nobres e diminuindo os níveis de queda de tensão principalmente no horário de ponta. O estudo determinou a potência útil do equipamento e identificou possíveis dificuldades que devem ser evitadas. A análise das perdas mais significativas permite que se otimize o sistema a partir dos dados levantados.

Previsão de vazão em tempo real no rio Uruguai com base na previsão meteorológica

A operação de reservatórios para geração de energia, ou controle de cheias é definida em função dos volumes afluentes que são resultantes das chuvas que ocorrem sobre a bacia. Devido à aleatoriedade e às próprias incertezas envolvidas na ocorrência das precipitações e vazões; a produção de energia, a segurança das barragens e o controle das cheias à montante e jusante ficam comprometidas. Para que as incertezas sejam reduzidas é necessário o aprimoramento das previsões de vazões de afluência em tempo real. A previsão em tempo real pode se realizada com base na vazão de postos de montante e jusante, na precipitação observada e, ou, na precipitação prevista. A previsão de precipitação é necessária para aumentar a antecipação da previsão e melhoria de resultados para tempos futuros além do tempo de concentração da bacia. Esta pesquisa tem como objetivo a avaliação do ganho da previsão de vazão com uso integrado de previsão de precipitação através de uso de um modelo meteorológico regional (meso-escala) com um modelo hidrológico distribuído. Os resultados do modelo meteorológico regional foram fornecidos pelo Laboratório de Planejamento Energético (LabPlan) da Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC), onde está sendo utilizado, de forma operacio nal, o Modelo Numérico Regional ARPS (Advanced Regional Prediction System). O modelo hidrológico de transformação chuva-vazão utilizado é um modelo distribuído com discretização em módulos para grandes bacias - MGB (Modelo de Grandes Bacias). O estudo de caso foi realizado na bacia do rio Uruguai até a Usina Hidrelétrica de Machadinho, cuja área de drenagem é de, aproximadamente, 32.000 km2. Diversos cenários de previsão foram simulados. Para o período de 2001 e 2002 foi feita a análise das previsões de eventos isolados, segundo a disponibilidade de dados de previsão meteorológica. Para o período de 2003, durante 6 meses, foi feita a análise das previsões contínuas. Para este período, através de algumas estatísticas, avaliou-se o ganho hidrológico obtido, em termos de vazão prevista com utilização do modelo hidrológico chuva -vazão considerando chuva futura zero e considerando a previsão da chuva com modelo meteorológico regional. Para o período de 2001 a 2003 avaliou-se, também, a importância da rede de pluviógrafos para previsão em tempo real. Formas de atualização simples das variáveis de estado foram testadas e mostraram significativa melhora das previsões. Os resultados da previsão por eventos mostraram ganhos significativos na previsão de vazão quando a previsão de chuva foi incorporada. Já no período de previsão contínua o mesmo não foi observado, porém este período foi bastante seco com poucos eventos de cheia prejudicando a análise do uso das previsões de chuva no modelo hidrológico para previsão. A análise da importância da rede de pluviógrafos destacou a região sul da bacia como a região mais importante em termos de geração de escoamento rápido ao reservatório de Machadinho. Além disso, uma análise simplificada mostrou que uma rede de pluviógrafos distribuídos na bacia, segundo as recomendações da Organização Meteorológica Mundial (OMM), poderia reduzir em aproximadamente 25% o erro padrão nas previsões de vazão com 12 horas de antecedências em Machadinho.

A energia renovável na matriz energética brasileira

No Brasil, a participação das fontes renováveis na matriz energética sempre foi muito alta. Este arranjo torna o Brasil um caso único, quando comparado com outros países de porte econômico e renda média equivalentes às suas e permite prever que esta opção de planejamento energético, iniciada na década de 50, trará vantagens comparativas que poderão vir a beneficiá-lo no longo prazo. Esta constatação motivou a elaboração deste trabalho, cujo objetivo principal é avaliar a evolução da energia renovável na matriz energética brasileira desde 1940, comparando-a com a de outros países. Uma das ferramentas utilizadas para entender a influência da energia renovável na matriz energética brasileira foi a elaboração de um modelo de regressão entre a demanda anual de energia e o Produto Interno Bruto neste período. Os resultados obtidos permitiram mapear estes impactos, bem como determinar a relação de causalidade entre as variáveis de interesse. Como subproduto desta análise, calculou-se a elasticidade energia - PIB, que trouxe algumas conclusões interessantes e importantes para a definição dos parâmetros com vistas a subsidiar as previsões de investimento de longo prazo no setor elétrico.

Perspectivas para a produção de agroenergia em Mato Grosso

Neste trabalho se busca avaliar o potencial das fontes de energias renováveis e produção de agroenergia em Mato Grosso. Primeiramente se realiza um levantamento bibliográfico amplo, com objetivo de se promover a junção e consolidação de informações dispersas, oriundas de distintas fontes, porém relacionadas às matrizes energéticas nos seus mais diferentes níveis: global, nacional e regional. Outro objetivo do trabalho, dentro do mesmo contexto, foi se identificar macro-tendências e estratégias gerais para o desenvolvimento energético futuro do Brasil, sintetizando-se e se avaliando publicações renomadas do setor e programas governamentais, tais como, IEO-2010, PNE-2030, PNA 2006-2011, PDE-2020, BEN-2010, BEEMT, entre outras. Entretanto, sempre existiu a preocupação de se ambientar os dados e cenários energéticos identificados, dentro de um conceito amplo de produção de energia, de demandas energéticas e setores de consumo final. Também não se abstém da oportunidade de efetivar uma proposta de metas para o avanço energético de Mato Grosso, atribuindo-se para isto, premissas que são detalhadas, realizando-se analogias e interpretações dos dados ou informações descritas ao longo do estudo. O intuito maior é desta forma se ampliar o debate sobre estratégia e planejamento energético no Estado. Ainda em linha com sua proposta geral, se observa que este trabalho centraliza foco nas informações sobre as Biomassas potenciais e nos principais produtos energéticos do País e de Mato Grosso. Ao final, a conclusão que se chega é que se conseguiu cumprir os objetivos propostos inicialmente, uma vez que se entende que o resultado final do trabalho se configura em uma base de dados ampla e fonte de referência para consultas sobre o tema energia ou produção agroenergética em Mato Grosso. Porém, também se destaca o caráter multidisciplinar do assunto, a necessidade e a oportunidade de se agregar outras competências técnicas à discussão, aprofundar-se e gerar-se novos dados que auxiliem a promover avanços na discussão energética do Estado. Com isto, gradualmente ir se adicionando maior consistência às projeções energéticas futuras para Mato Grosso

Mudanças de regime e persistência dos choques sobre a volatilidade para a série de preços do petróleo: uma análise comparativa da família GARCH e modelos com mudança de regime Markoviana – MSIH e SWARCH

A previsão dos preços do petróleo é fundamental para o planejamento energético e oferece subsídio a tomada de decisões de longo prazo, que envolvem custos irrecuperáveis. No entanto, os preços do petróleo são muito instáveis sujeitos a choques como resultado de questões geopolíticas, poder de mercado da OPEP (Organização dos Países Exportadores de Petróleo) e pressões de demanda resultando numa série sujeita a quebras estruturais, prejudicando a estimação e previsão de modelos de série temporal. Dada a limitação dos modelos de volatilidade da família GARCH, que são instáveis e apresentam elevada persistência em séries com mudanças estruturais, este trabalho compara a previsão da volatilidade, em termos de intervalos de confiança e persistência, dos modelos de volatilidade com mudança de regime markoviana em relação aos modelos de volatilidade determinísticos. Os modelos de volatilidade com mudança de regime considerados são o modelo SWARCH (Markov Switch ARCH) e introduz-se o modelo MSIH (Markov Switch Intercept Heteroskedasticity) para o estudo da volatilidade. Como resultado as previsões de volatilidade dos modelos com mudança de regime permitem uma estimação da volatilidade que reduz substancialmente a persistência em relação aos modelos GARCH.

Hidrelétricas na Amazônia: renovabilidade e não renovabilidade da política energética. Se é desejável a renovabilidade das formas de conversão de energia, por que não é desejável renovar a política energética?

O ensaio tem a intenção de discutir, apresentando como pano de fundo os recentes projetos hidrelétricos propostos e em andamento na Amazônia brasileira, aspectos referentes aos processos de licenciamento ambiental, problemas conceituais que dizem respeito à caracterização da conversão hidrelétrica como energia limpa e renovável. Este trabalho parte da análise de planos governamentais e das discussões sobre projetos hidrelétricos, identificando a necessidade de implementar mudanças institucionais e de fortalecer as leis ambientais e de proteção dos direitos de populações tradicionais e indígenas. Propõe-se uma nova maneira de formular problemas energéticos e de planejar a oferta de energia, que leva em consideração aspectos sustentáveis e patrocinadores da discussão pública, além do entendimento e da incorporação das consequências sobre os grandes ciclos biogeoquímicos que dão suporte às conversões de energia.

Projeto de um parque eólico com a utilização de sistema de informação geográfica

Pós-graduação em Engenharia Mecânica - FEG

Modelagem de sistemas de detecção de descargas atmosféricas na Amazônia

As descargas atmosféricas representam um dos maiores fatores de riscos para o setor elétrico, especialmente na Amazônia, uma região do mundo identificada com altas densidades de ocorrências e picos de corrente de raios. Nesse contexto, a rede STARNET (Sferics Timing And Ranging NETwork), único sistema de detecção de descargas elétricas atmosféricas, terrestre, gratuito, e contínuo, cobrindo toda a região Amazônica, foi escolhido para a geração de padrões de descargas atmosféricas necessários a otimização dos sistemas de proteção das linhas de transmissão por meio de sistema de monitoramento de descargas atmosféricas. Contudo, o funcionamento intermitente, observado nos diagramas operacionais das várias estações da rede STARNET, afeta o desempenho global do sistema, em especial a eficiência de detecção. Por isso, foi desenvolvido um modelo de uniformização dos dados de descargas atmosféricas em função da configuração da rede (número e localização dos sensores em operação), no objetivo final de editar mapas de índice ceráunico e densidades de raios confiáveis. Existem regiões da Amazônia que sempre apresentam anomalias positivas de densidade de raios como as regiões de Belém e Manaus, bem como o estado do Tocantins que afeitam as linhas de transmissão. Depois, a incidência de raios nas linhas de transmissão na Amazônia foi estimada a partir da distribuição de pico de correntes registrada pela RDR-SIPAM e da densidade de raios corrigida da rede STARNET. A avaliação do desempenho da rede STARNET tendo como referencia à rede de detecção de raios do Sistema de Proteção da Amazônia (RDR-SIPAM) mostrou também uma forte dependência da eficiência de detecção da rede STARNET em função do pico de corrente das descargas atmosféricas.