Ocupação humana no estabelecimento de fluxos energéticos em edifícios

Nos últimos tempos, a preocupação ambiental, passou a ser um tema recorrente na sociedade. A consciência coletiva da limitação do planeta em recursos naturais tem mostrado a necessidade de alterar os comportamentos no sentido de reduzir desperdícios, e conseguir objetivos do dia-a-dia de forma mais eficiente e menos penalizadora do já frágil equilíbrio ecológico. Os consumos energéticos, e especificamente os consumos em edifícios, contribuem de forma significativa para o desequilíbrio ambiental pelo que, cada vez mais, se assiste a um aumento da preocupação com a eficiência energética em edifícios e a consciência dos benefícios que daí podem resultar. A eficiência energética está intimamente relacionada com o não desperdício de energia. Para que não haja desperdício de energia é necessário saber onde essa energia é consumida bem como os fatores que influenciam o consumo. Há já algum tempo que se fazem estudos cujo principal objetivo é prever o consumo de energia num edifício, através da análise de um conjunto de variáveis, normalmente meteorológicas. Mais recentemente começam a surgir novos estudos nesta área, que consideram outro tipo de variáveis, nomeadamente variáveis relacionadas com o comportamento humano, que devidamente tratadas podem modelizar esse mesmo comportamento. Conseguir prever o consumo de um edifício de uma forma mais rigorosa tendo em consideração, não só fatores construtivos ou meteorológicos, mas também fatores resultantes de comportamentos das pessoas, será uma ferramenta preciosa em termos de projeto ou de exploração dos edifícios. Até que ponto a variável humana é importante na previsão de consumos energéticos? É a esta pergunta que a presente dissertação tenta responder. Para tal apresenta um método de estudo, que utiliza redes neuronais, dividido em etapas. Primeiramente é necessário conhecer as variáveis existentes num edifício de estudo, selecionar quais as que são pertinentes na previsão dos consumos e porquê. Em seguida é preciso prever a energia consumida através da análise das variáveis.

Validation of the Deardorff model for estimating energy balance components for a sugarcane crop

The quantification of the available energy in the environment is important because it determines photosynthesis, evapotranspiration and, therefore, the final yield of crops. Instruments for measuring the energy balance are costly and indirect estimation alternatives are desirable. This study assessed the Deardorff's model performance during a cycle of a sugarcane crop in Piracicaba, State of São Paulo, Brazil, in comparison to the aerodynamic method. This mechanistic model simulates the energy fluxes (sensible, latent heat and net radiation) at three levels (atmosphere, canopy and soil) using only air temperature, relative humidity and wind speed measured at a reference level above the canopy, crop leaf area index, and some pre-calibrated parameters (canopy albedo, soil emissivity, atmospheric transmissivity and hydrological characteristics of the soil). The analysis was made for different time scales, insolation conditions and seasons (spring, summer and autumn). Analyzing all data of 15 minute intervals, the model presented good performance for net radiation simulation in different insolations and seasons. The latent heat flux in the atmosphere and the sensible heat flux in the atmosphere did not present differences in comparison to data from the aerodynamic method during the autumn. The sensible heat flux in the soil was poorly simulated by the model due to the poor performance of the soil water balance method. The Deardorff's model improved in general the flux simulations in comparison to the aerodynamic method when more insolation was available in the environment.

Sustentabilidade na produção de leite: balanço energético em sistema intensivo de produção com visão focada nos processos

O objetivo deste trabalho foi analisar as atividades de produção de leite em sistema intensivo, classificá-las em processos de produção e projetá-las em valores energéticos em Mapa de Fluxo de Valores Energéticos (MFVE). Na pesquisa, realizada em uma fazenda do município de Córrego Fundo-MG, foi feito um estudo dos fluxos energéticos na produção, sendo todo o sistema dividido em processos de produção de milho para silagem, alimentação do rebanho, ordenha, sanidade animal, manejo sanitário e controle de produção. Foram levantados os empregos de energia direta e indireta nos processos produtivos em 2011. O valor unitário da energia empregada na produção de um litro de leite foi de 7,42 MJ kg-1, com eficiência energética de 34,56%. Por meio do Mapa de Fluxo de Valores Energéticos (MFVE) proposto, foi possível visualizar a participação energética para cada processo produtivo, viabilizando a aplicação de ações de planejamento e controle da produção direcionada à melhor eficiência econômica, ambiental e social.

Validation of the Deardorff model for estimating energy balance components for a sugarcane crop

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

Avaliação energética econômica da culturado milho em assentamento rural, Iperó-SP

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

Eficiência energética e econômica da produção de leite bovino em explorações familiares no Município de Pardinho,região de Botucatu-SP

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

Design de agroecossistemas

Este trabalho é uma proposta de metodologia para design de agroecossistemas, tendo como experimento o Sítio Beira Serra em Botucatu(SP). Com base nos princípios da Permacultura foi analisado o contexto da área por meio de um estudo do ecossistema e da história da família e da cidade; os fluxos energéticos que influenciam no ecossistema; os elementos que fazem parte do sistema para que através de um zoneamento, criar novas relações entre os sistemas de produção com o objetivo de apresentar a viabilidade comercial de um sistema de produção sustentável em pequena escala

Análise energética da aplicação de torta de filtro na substituição parcial da adubação inorgânica sintética da cana-de-açúcar

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

Analise das emissões de CO2 e de energia - simulação com novas tecnologias siderúrgicas

The process of steel production emits a large quantity of greenhouse gases, specifically carbon dioxide (CO2), and the reduction of such emissions is one of the main challenges for the industry in the 21st. Century. To quantify these emissions, the Worldsteel Association (association of the 170 large steel manufacturers of the world) published a methodology (CO2 Emission Data Collection) for calculation and comparison of CO2 emissions among its members. After that, in 2010, this methodology became an ISO (International Organization for Standardization) norm. Today, the calculation of the CO2 emissions in steel making companies follow the ISO 14404-1 for units with blast furnaces and the ISO 14404-2 for units with electric furnaces. In the last years, new technologies were and continue to be developed for the steel making sector aiming at energetic improvements and greenhouse gas reductions (mainly CO2) by the several processes involved in the production of steel. This work had the objective of producing a tool to calculate the CO2 emissions for the steel making sector. An Excel spreadsheet was developed to calculate the emission intensities of CO2 of a steel plant, the Usina Presidente Vargas, of the Companhia Siderúrgica Nacional (CSN). The spreadsheet furnishes results of CO2 emissions and energetic fluxes, and simulates the benefits that some of the new technologies can give to the company. The spreadsheet calculates the emissions in two ways: a) based on the carbon fluxes that enter the unit, and b) based on the emissions of each specific process within the unit (coking, sinterization, blast furnace, among others)

Avaliação energética econômica da cultura do milho em assentamento rural, Iperó-SP

This paper, having as a hypothesis that greater energetic inputs don't keep ratio with economical outputs, has tried to study the economical and energetic flows in the maize cultivation to several production systems used in Ipanema Settling Area I, having as analysis instrument the indexes of Cultural, Energetic, Economical efficiency, which were added to the methodological proposal of Cultural Economical and Energetic Economical Efficiency indexes, built for probability settings. Four different systems have been identified: "A", "B", "C" and "D". The energetic expenditure were, respectively, 4,836.19 MJ x ha-1, 4,4647.17 MJ x ha-1, 4,639.49 MJ x ha-1 and 4,450.47 MJ x ha-1. In "A", where the use of machines is more intensive, the participation of biological source energy was 23.26%, whereas the ones of fossil origin are 76.74%. The "D" system has the greatest Cultural Efficiency, with average index of 16.26, whereas "A" showed the lowest Cultural Efficiency indexes, with average values of 14.83. For the analysis of the Energetic Efficiency, that indicates the dependence of energy from non renewable sources, the highest index was the "D" system with an average index of 53.84. The Economical Efficiency Indexes, which ranged from 1.84 to 1.96, show that all systems are efficient. The "D" system, with index equal to 8.84, showed the highest index of Economical Cultural efficiency. The Economical Energetic analysis for "A", "B", "C" and "D" systems, has resulted, respectively, in the following indexes: 21.14 ; 23.86 ; 22.87 and 29.26. Through the outcome analysis, it was concluded that the more intensive use of energy from nonrenewable sources ("A" system) didn't necessarily mean a higher efficiency when compared to "D" (labor intensive), what comes to prove the paper's initial hypothesis.

Eficiência energética e econômica da produção de leite bovino em explorações familiares no município de Pardinho, região de Botucatu- SP

The study aimed to analyze the energy and economic efficiency rate family farms producing milk in the county of Pardinho, Sao Paulo State. The criteria used to define producers in this study is that outlined by the Brazilian agricultural credit system FEAP (Fund Expansion of Agribusiness Paulista). Through primary data, obtained by verbal reports, the agroecosystem technical itineraries were re-established, detailing the process applied, machinery, implements, equipment, supplies and manual work. These were transformed into energy and economic units, which allowed determining the established connection between energy economics outputs and inputs. The hypothesis of this study is that the energetic expenditure may be coincidental with economic expenditures. The energetic and economic flows were analyzed, using a structure of expenditures, by type, source and form of gross energy, as well as the energetic point of view. Four producers were found to have different technical itineraries. Producers 1 and 2 achieved the highest energy and economic efficiency rates. The producer with the lowest efficiency rates was producer 4. The energy sources not renewable like chemical fertilizers were the most used reaching an average of 82.9% for the energy and 52.86% for the economic expenditures. When comparing energy and economic efficiency it is possible to verify that both forms of analysis are close, obtaining a broader idea about energy resources allocation.

Estudo da redução de consumos energéticos de uma Piscina Municipal

As cada vez mais importantes questões ambientais levam à imprescindibilidade da eficiência energética, sendo que esta tem cada vez mais importância a nível mundial. Deste modo, a eficiência energética, quer por uma obrigação legal (devido aos níveis de consumo) quer por questões de estatuto no mercado (imagem de uma empresa amiga do ambiente), está bem presente no mundo industrial. Portugal apresenta, no que diz respeito à situação energética, uma forte dependência externa, acima dos 70 %. Em 2012, informação disponível pela Direção Geral de Energia e Geologia (DGEG), o consumo total de energia primária era de 21.482 ktep e mais de 55 % desse consumo era proveniente de origem fóssil. Os setores que apresentam maiores consumos de eletricidade por setor de atividade são a Indústria e o setor de Serviços, onde estão presentes os edifícios com consumos perto dos 33 %. De forma a promover a eficiência energética e implementar a utilização racional de energia foram criados programas, estratégias e legislação que permitiram incentivar a diminuição dos consumos de energia nos edifícios de serviço. Uma das metodologias implementadas passa pela gestão de energia, ou seja, para atuar é necessário conhecer os fluxos de energia de um edifício. As auditorias energéticas permitem realizar um levantamento e análise desses mesmos fluxos, com o desígnio de identificar oportunidades de racionalização de consumo de energia. Nesta dissertação foi realizado um estudo da redução de consumos energéticos de uma piscina municipal baseado em dados de uma auditoria energética. Através da auditoria foi possível obter um resultado do exame energético, caracterizar o perfil real de utilização da energia elétrica e caracterizar os equipamentos dos consumidores energéticos instalados. Também permitiu realizar um levantamento térmico, de forma conhecer as temperaturas e a humidade relativa do edifício. Por fim, são apresentadas cinco medidas e algumas recomendações de eficiência energética, que permitem uma redução do consumo anual à instalação de cerca de 20%. Procedeu-se, também, a uma análise dos dados obtidos na auditoria, de forma a identificar algumas oportunidades de racionalização de energia.

Um modelo de avaliação de fluxos de biomassa e carbono em madeireiras de comunidades isoladas da região amazônica

A Amazônia tem imensos recursos florestais, abrigando um terço das florestas tropicais do mundo. A Amazônia brasileira compreende uma área maior que 5 milhões de km², o que corresponde a 61 % do território brasileiro. A região norte produz 72,45% da madeira em tora do Brasil, o estado do Pará contribui com 55,47% de acordo com IBMA (2007). A exploração madeireira na Amazônia é caracterizada como “garimpagem florestal”, ou seja, os exploradores entram na floresta selecionam as toras de valor comercial e a retiram. Passando-se certo tempo, eles voltam novamente a essa área e a exploram, esse processo de exploração está acontecendo em um intervalo de tempo cada vez menor. A Amazônia legal abrigava 833 serrarias circulares em 1998. Essas serrarias estavam localizadas principalmente no estuário amazônico (71%) – nos furos e tributários dos rios Amazonas, Xingu, Tocantins e Pará. Essas processadoras familiares consumiram conjuntamente 1,3 milhões de metros cúbicos de madeira em tora (5% da produção da Amazônia). Neste trabalho estimou-se o balanço de carbono em serrarias do estuário do rio Amazonas e foi desenvolvido o ciclo de vida do carbono para uma serraria no estuarino amazônico. Foi identificado que no processo produtivo da comunidade há um caminho bem definido do recurso natural (biomassa/madeira): exploração florestal, transporte de biomassa, transformação (empresas madeireiras) / processos produtivos, geração e utilização de resíduos, transporte de madeira processada, comercialização/mercado. O objetivo deste trabalho foi avaliar os recursos energéticos através do fluxo (inputs e outputs) da madeira e da energia no processo. Para isso, desenvolveu um modelo que simulou os fluxos de carbono, da madeira e a área afetada pela exploração. Neste trabalho criou-se um modelo específico onde se avaliou o fluxo de carbono para o cenário estudado; a avaliação do impacto ambiental foi alcançada, onde obteve um valor positivo, uma captura de carbono cerca de 55 tCO₂/mês, mesmo com a baixa eficiência do sistema produtivo, em torno de 36% conclui-se que o sistema atual de exploração não polui mas poderia ser melhorado a fim de alcançar uma maior eficiência do processo produtivo. Enquanto ao resíduo gerado aproximadamente 64% do volume de madeira que entra na serraria conseguira gerar aproximadamente 1240 kW de energia elétrica mensal.

Quantificação de fluxos de mercúrio gasoso na interface solo/atmosfera utilizando câmara de fluxo dinâmica: aplicação na bacia do Rio Negro

Gaseous mercury sampling conditions were optimized and a dynamic flux chamber was used to measure the air/surface exchange of mercury in some areas of the Negro river basin with different vegetal coverings. At the two forest sites (flooding and non-flooding), low mercury fluxes were observed: maximum of 3 pmol m-2 h-1 - day and minimum of -1 pmol m-2 h-1 - night. At the deforested site, the mercury fluxes were higher and always positive: maximum of 26 pmol m-2 h-1 - day and 17 pmol m-2 h-1 - night. Our results showed that deforestation could be responsible for significantly increasing soil Hg emissions, mainly because of the high soil temperatures reached at deforested sites.

Avaliação de perdas invisíveis na colheita mecanizada em dois fluxos de massa de cana-de-açúcar

In this work the performance of a sugar cane chopped harvester was analysed when fed with two sugar cane mass flows, measuring the invisible losses, which are impossible to measure in the field, harvester sugar cane cleaning efficiency and air velocity on extractors exit. The trial was done under controlled conditions at Copersucar Technology Center in January 2000. The results showed that the flow of sugar cane through the harvester doesn't influence the magnitudes of total invisible losses and raw material cleaning efficiency. The mean air velocity on the primary extractors exit was 12.0 m s-1, and 9.2 m s-1 on the secondary extractor, with a coefficient of variation of 21%, indicating that the poor cleaning performance of the harvester could be related to air velocity difference inside the extractor. Analyzing the data collected in the trials, it was possible to conclude that invisible losses in sugar cane harvester were 10% and the cleaning efficiency was 87%.