Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A racionalização do uso da energia elétrica nas edificações é um assunto atual e de grande importância face ao grande impacto ambiental produzido. O consumo de energia elétrica no Brasil nas edificações residenciais, comerciais, de serviços e públicas é bastante significativo. Calcula-se que quase 50% da energia elétrica produzida no país seja consumida não só na operação e manutenção das edificações como também nos sistemas artificiais, que proporcionam conforto ambiental para seus usuários como iluminação, climatização e aquecimento de água. O Regulamento Técnico de Qualidade do Nível de Eficiência Energética de Edifícios Comerciais e Serviços e Públicos, RQT-C do INMETRO surge como uma contribuição à etiquetagem do nível de eficiência energética das edificações de uso coletivo. Para a determinação da eficiência são considerados três requisitos: envoltória da edificação, sistema de iluminação e sistema de condicionamento de ar. Todos os requisitos têm cinco níveis de eficiência que variam de A (mais eficiente) até E (menos eficiente), que associados com algumas bonificações (uso da energia solar, ventilação natural, etc.) tornam possível a atribuição de uma classificação geral para o edifício em seu todo. Neste trabalho objetivou-se avaliar esse desempenho energético para o prédio do Instituto Brasileiro de Adminstração Municipal -IBAM, situado na cidade do Rio de Janeiro, de concepção modernista. Foi mostrado como as decisões arquitetônicas tomadas e o uso da ventilação natural podem influenciar na avaliação de sua eficiência energética. / Nowadays, the electricity energy conservation in buildings is an important subject due to the environmental impacts produced. The electricity consumption in Brazil in the residential, commercial, and public service buildings, is quite significant. It is estimated that nearly 50% of the electricity produced in the country is consumed not only in the operation and maintenance of the buildings, but also in artificial systems that provide environmental comfort for its users such as lighting, air conditioning and water heating. The Technical Regulation of Energy Efficiency in Commercial and Public Buildings RQT-C raises to provide an energy efficiency certification for buildings of public domain. To determine the efficiency three criteria are considered: the building envelope, the illumination system, and the air conditioning system. All requirements are classified into five levels from A (most efficient) to E (least efficient), which could be associated with some subsidies (solar energy, natural ventilation, etc.), making possible the attribution of a classification standard for the building as a whole. The aim of this work is to apply this procedure to analyze the energy efficiency of the building of the Brazilian Institute of Municipal Administration (IBAM), located in the city of Rio de Janeiro. The study of the building, created under modernist architectural concepts. It has been showed how architectural decisions and the use natural ventilation may influence the evaluation of its efficiency energy class.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:30:10Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2009-07-07Bitstream added on 2014-06-13T20:20:27Z : No. of bitstreams: 1 mesquita_rp_me_guara.pdf: 1170750 bytes, checksum: fa765b6e1b242ea2391a24aa47efeb14 (MD5) / Eletrobras / Em sistemas de bombeamento, a vazão solicitada à bomba nem sempre é constante, normalmente as bombas operam em rotação constante e para obter a variação da vazão, utilizam-se válvulas de estrangulamento na saída. Outro método utilizado é controlar a velocidade do motor através de inversores de freqüência, pois, a variação da vazão é diretamente proporcional à rotação do motor, proporcionando uma maior facilidade de controle e economia de energia, porém, interferindo na qualidade de energia elétrica. Neste contexto, a finalidade deste trabalho foi a comparação do consumo de energia elétrica para dois tipos de controle de vazão em sistemas de bombeamento: por válvula de estrangulamento ou por inversor de freqüência para dois tipos de motores: padrão e de alto rendimento. Comprovou-se que a simples troca de um motor padrão por um motor de alto rendimento gera uma redução de consumo de energia elétrica entre 32,45% a 33,42%, no caso estudado. A substituição do controle de vazão, da válvula de estrangulamento para o controle pelo inversor de freqüência trouxe uma economia de energia elétrica entre 47,18% a 52,22% em determinadas faixas. A substituição do controle de vazão pela válvula e motor padrão para o controle de vazão pelo inversor e motor de alto rendimento gerou uma economia de 67,03%. Para avaliar a influência dos programas de eficiência energética na qualidade da energia foram mensurados valores do fator de potência e dos níveis de distorção harmônica total de corrente e de tensão gerados através de três tipos de acionamento do motor trifásico: partida direta, partida suave e partida com inversor de freqüência, comparando-os com valores da norma brasileira (ANEEL) e de norma internacional (IEC). / In pumping systems the flow requested of the pump is not always constant, normally the pumps operate in constant rotation and bottleneck valves are used in order to obtain the flow variation. Controlling the motor speed through variable frequency drives is another used method since the flow variation is directly proporcional to the motor rotation. In this report it was carried out a comparisson of electric power consumption in a pumping system with the flow control by bottleneck valve and by variable frequency drives in order to identify an economically viable range of use. The technical and economical viability of substituting a standard motor for a highperformance motor one was also analysed. It proved that the simple exchange of a standard motor for a high performance one, generates a reduction of electric power consumption between 32.45% a 33.42%, in the studied case. The replacement of the flow control of the bottleneck valve to the variable frequency drives brought a saving of electric power between 47.18% a 52.22% in certain ranges. The replacement of the flow control by the valve and standard motor for the variable frequency drives and the high performance motor generated an economy of 67.03%. It was mensuremented values of power factor and total harmonic distortion of current and voltage generated by three diferent types of starts: direct start, soft-start and variable speed drives start and compared with values of the Brazilian norm (ANEEL) and International norm (IEC) to appraise its influency in energy efficiency programs.

Até 2020 espera-se que as redes celulares aumentam em dez vezes a área de cobertura, suporte cem vezes mais equipamentos de usuários e eleve a capacidade da taxa de dados em mil vezes, comparada as redes celulares atuais. A densa implantação de pequenas células é considerada uma solução promissora para alcançar essas melhorias, uma vez que aproximar as antenas dos usuários proporciona maiores taxas de dados, devido à qualidade do sinal em curtas distâncias. No entanto, operar um grande número de antenas pode aumentar significativamente o consumo de energia da infraestrutura de rede. Além disso, a grande inserção de novos rádios pode ocasionar maior interferência espectral entre as células. Nesse cenário, a gestão dos recursos de rádio é essencial devido ao impacto na qualidade do serviço prestado aos usuários. Por exemplo, baixas potências de transmissão podem deixar usuários sem conexão, enquanto altas potências elevam a possibilidade de ocorrência de interferência. Além disso, a reutilização não planejada dos recursos de rádio causa a ocorrência de interferência, resultando em baixa capacidade de transmissão, enquanto a subutilização de recursos limita a capacidade total de transmissão de dados. Uma solução para controlar a potência de transmissão, atribuir os recursos de rádio e garantir o serviço aos usuários é essencial. Nesta dissertação, é proposto um algoritmo adaptativo de Monte Carlo para realizar alocação global de recursos de forma eficiente em termos de energia, para arquiteturas Heterogeneous Cloud Radio Access Network (H-CRAN), projetadas como futuras redes de quinta geração (5G). Uma solução eficiente para a alocação de recursos em cenários de alta e baixa densidade é proposta. Nossas contribuições são triplas: (i) proposta de uma abordagem global para o problema de atribuição de recursos de rádio na arquitetura HCRAN, cujo caráter estocástico garante uma amostragem geral de espaço de solução; (ii) uma comparação crítica entre nossa solução global e um modelo local; (iii) a demonstração de que, para cenários de alta densidade, a Eficiência Energética não é uma medida adequada para alocação eficiente, considerando a capacidade de transmissão, justiça e total de usuários atendidos. Além disso, a proposta é comparada em relação a três algoritmos de alocação de recursos de última geração para redes 5G. / Up until 2020 it is expected that cellular networks must raise the coverage area in 10-fold, support a 100-fold more user equipments, and increase the data rate capacity by a 1000-fold in comparison with current cellular networks. The dense deployment of small cells is considered a promising solution to reach such aggressive improvements, once it moves the antennas closer to the users, achieving higher data rates due to the signal quality at short distances. However, operating a massive number of antennas can significantly increase the energy consumption of the network infrastructure. Furthermore, the large insertion of new radios brings greater spectral interference between the cells. In this scenery, the optimal management of radio resources turn an exaction due to the impact on the quality of service provided to the users. For example, low transmission powers can leave users without connection, while high transmission powers can contribute to inter radios interference. Furthermore, the interference can be raised on the unplanned reuse of the radio resources, resulting in low data transmission per radio resource, as the under-reuse of radio resources limits the overall data transmission capacity. A solution to control the transmission power, assign the spectral radio resources, and ensure the service to the users is essential. In this thesis, we propose an Adaptive Monte Carlo algorithm to perform global energy efficient resource allocation for Heterogeneous Cloud Radio Access Network (HCRAN) architectures, which are forecast as future fifth-generation (5G) networks. We argue that our global proposal offers an efficient solution to the resource allocation for both high and low density scenarios. Our contributions are threefold: (i) the proposal of a global approach to the radio resource assignment problem in H-CRAN architecture, whose stochastic character ensures an overall solution space sampling; (ii) a critical comparison between our global solution and a local model; (iii) the demonstration that, for high density scenarios, Energy Efficiency is not a well suited metric for efficient allocation, considering data rate capacity, fairness, and served users. Moreover, we compare our proposal against three state-of-the-art resource allocation algorithms for 5G networks.

Este trabalho descreve os requisitos para definição, implantação, manutenção e melhoria de sistemas de gestão de energia no ambiente industrial com um enfoque sistemático no que se refere às rotinas de melhoria contínua para eficiência energética. Para tanto, propôs-se a estruturação de uma plataforma automatizada visando o monitoramento, verificação e gerenciamento de recursos energéticos compatível com um sistema de gestão de energia normatizado, incluindo os requisitos de uso e consumo de energia, além do monitoramento, documentação, comunicação, melhores práticas de projeto, aquisição de equipamentos, sistemas, processos e recursos humanos envolvidos no desempenho energético. A estratégia de análise do uso da energia proposta neste trabalho baseou-se na metodologia de monitoramento e gestão de índices que consiste em uma abordagem sistemática na utilização de recursos energéticos objetivando alcançar o melhor resultado econômico através da gestão permanente do consumo de energia. Além disso, propôs-se a inclusão dessa metodologia como um procedimento na fase de planejamento da norma ISO50001, a qual estabelece os conceitos para a implantação de sistemas de gestão de energia. Visando integrar as ferramentas associadas a este cenário, esta plataforma contempla o uso de um sistema de supervisão associado a um aplicativo (Soft-PLC) que executa a aplicação de controle do uso de energia em um ambiente industrial com automação distribuída compatível com a norma IEC61131. O projeto do aplicativo de controle do uso de energia foi conduzido adotando-se diferentes linguagens de programação definidas na IEC para executar todos os procedimentos de medição, monitoração e gestão exigidos pelo sistema, incluindo análise comparativa com as “melhores práticas”, uso de tecnologias inovadoras, abordagem de produto e serviço, auditoria energética e conformidade com marcos regulatórios. Os resultados decorrentes da adoção de uma plataforma baseada em automação para o gerenciamento energético incluem elevada flexibilidade, adaptabilidade e usabilidade do sistema. Além disso, um projeto de automação neste cenário de plataforma aberta tende a apresentar menores custos de desenvolvimento e implantação. / This work describes the requirements for the definition, implementation, maintenance and improvement of energy management systems in the industrial environment with a systematic approach concerning continuous improvement routines for energy efficiency. For this purpose, it was proposed the establishment of a framework based on automation to implement monitoring, verification and management of energy resources compatible with a standardized energy management system, including requirements for energy use and consumption, in addition to monitoring, documentation, communication, project best practices, equipment acquisition, systems, processes and human resources involved in energy performance. The strategy of energy use analysis proposed in this work is based on the methodology of monitoring and targeting that consists of a systematic approach in the use of energy resources in order to achieve the best economic result through the permanent management of energy consumption. Furthermore, this work includes that system as a procedure in the planning phase of ISO50001 standard which establishes the concepts for energy management systems implementation. In order to aggregate all tools associated to this scenario, this paper proposes the use of a supervisory tool integrated to a real-time software (Soft-PLC) that runs the control application and a factory floor distributed system automation hardware in an IEC61131 compatible environment. The project of the control application of energy use was conducted using different programming languages defined in IEC to perform all the procedures of measurement, monitoring and management required by the system, including comparative analysis with the "best practices", use of innovative technologies, product and service approach, energy audit and compliance with regulatory milestones. The expected results of adopting an automation-based platform for energetic management include system flexibility, adaptability and usability. Besides, a project of automation in this scenario of open platform tends to introduce lower development and deployment costs.

Esta tese avalia os benefícios e desafios associados com a operação em uma ampla faixa de frequências e tensões próximas ao limiar do transistor. A diminuição da tensão de alimentação em circuitos digitais CMOS apresenta grandes vantagens em termos de potência consumida pelo circuito. Esta diminuição da potência é acompanhada por uma redução da performance, reflexo da diminuição na tensão de alimentação. A operação de circuitos digitais no ponto de energia mínima é comumente associada ao regime de operação abaixo do limiar do transistor, trazendo enormes penalidades em performance e variabilidade. Esta dissertação mostra que é possível obter 8X mais eficiência energética com uma ampla faixa dinâmica de tensão e frequência, da tensão nominal até o limite inferior da operação próximo ao limiar do transistor. Como parte deste estudo, uma biblioteca de células digitais CMOS para esta ampla faixa de frequências foi desenvolvida. A biblioteca de células lógicas foi exercitada em um PDK comercial de 65nm para operação próximo ao limiar do transistor, reduzindo os efeitos da variabilidade sem comprometer o projeto em termos de área e energia quando operando em inversão forte. Para operar próximo e abaixo do limiar do transistor as células devem ser desenvolvidas com um número limitado de transistores em série. Nosso estudo mostra que uma performance aceitável em termos de margens de ruído estático é obtida para um conjunto restrito de células, onde são empregados no máximo dois transistores em série. Reportamos resultados para projetos de média complexidade que incluem um filtro notch de 25kgates, um microcontrolador 8051 de 20kgates, e 4 circuitos combinacionais/ sequenciais do conjunto de avaliação ISCAS. Neste trabalho, é estudada a máxima frequência atingida em cada tensão de alimentação, desde 0.15V até 1.2V. O ponto de mínima energia é demonstrado em operação abaixo do limiar do transistor, aproximadamente 0.29V, oque representa um ganho de 2X em eficiência energética comparado ao regime de operação próximo ao limiar do transistor. Embora o pico de eficiência energética ocorra abaixo do limiar do transistor para os circuitos estudados, nós também demonstramos que nesta tensão de alimentação ultra-baixa o atraso e a potência sofrem um impacto substancial devido ao aumento na variabilidade, atigindo uma degradação em performance de 30X, com respeito à operação próxima ao limiar do transistor. / This thesis assesses the benefits and drawbacks associated with a very wide range of frequency when operation at near-threshold is considered. Scaling down the supply voltage in digital CMOS circuits presents great benefits in terms of power reduction. Such scaling comes with a performance penalty, hence in digital synchronous circuits the reduction in frequency of operation follows, for a given circuit layout, the VDD reduction. Minimum-energy operation of digital CMOS circuits is commonly associated to the sub-VT regime, carrying huge performance and variability penalties. This thesis shows that it is possible to achieve 8X higher energy-efficiency with a very-wide range of dynamic voltage-frequency scaling, from nominal voltages down to the lower boundary of near-VT operation. As part of this study, a CMOS digital cell-library for such wide range of frequencies was developed. The cell-library is exercised in a 65nm commercial PDK and targets near-VT operation, mitigating the variability effects without compromising the design in terms of area and energy at strong inversion. For near-VT or sub-VT operation the cells have to be designed with few stacked transistors. Our study shows that acceptable performance in terms of static-noise margins is obtained for a constrained set of cells, for which a maximum of 2-stacked transistors are allowed. In this set we include master-slave registers. We report results for medium complexity designs which include a 25kgates notch filter, a 20kgates 8051 compatible core, and 4-combinational/4-sequential ISCAS benchmark circuits. In this work the maximum frequency attainable at each supply for a wide variation of voltage is studied from 150mV up to nominal voltage (1.2V). The sub-VT operation is shown to hold the minimum energy-point at roughly 0.29V, which represents a 2X energy-saving compared to the near-VT regime. Although energy-efficiency peaks in sub-VT for the circuits studied, we also show that in this ultra-low VDD the circuit timing and power suffer from substantially increased variability impact and a 30X performance drawback, with respect to near-VT.

Nos sistemas computacionais atuais, enquanto é necessário explorar a disponibilidade de múltiplos núcleos, também é obrigatório consumir menos energia. Para acelerar o processo de desenvolvimento de aplicações paralelas e o tornar mais transparente ao programador, Interfaces de Programação Paralela (IPPs) são largamente utilizadas. Entretanto, cada IPP implementa diferentes formas para trocar dados usando regiões compartilhadas da memória. Estas regiões são, geralmente, mais distantes do processador do que regiões privadas da memória e, por consequência, possuem maior tempo de acesso e consumo de energia. Ademais, o sistema de memória dos processadores embarcados é diferente em hierarquia, tamanho, tempo de acesso, consumo de energia, etc., quando comparado aos processadores de propósito geral. Assim, considerando o cenário supracitado, com diferentes IPPs sendo utilizadas em sistemas multicore com diferentes requisitos, neste trabalho será mostrado que cada interface possui comportamento diferente em termos de desempenho, consumo de energia e Energy-Delay Product (EDP), e que este comportamento varia de acordo com a característica da aplicação e o processador utilizado (propósito geral ou embarcado). Por exemplo, Pthreads consome 8% menos energia que o melhor caso de OpenMP; 12% menos que MPI-1; e 8% menos que MPI-2, considerando todos os benchmarks no processador Intel Core i7 (propósito geral). Em contrapartida, no processador ARM Cortex-A9 (sistema embarcado), o melhor caso com OpenMP consumiu 2% menos energia que Pthreads; 6% menos que MPI-1; e 15% menos que MPI-2, para o mesmo conjunto de benchmarks. / In current computer systems, while it is necessary to exploit the availability of multiple cores, it is also mandatory to consume less energy. To accelerate the development of parallel applications and to make it more transparent to the programmer, Parallel APIs (Application Programming Interfaces) are widely used. However, each Parallel API implements different ways to exchange data using shared memory regions. These regions are generally more remote than the private ones, and therefore have greater access time and energy consumption. Furthermore, the memory system of embedded processors is different with regard to hierarchy, size, access time, energy consumption, etc., when compared to general purpose processors. Thus, considering the above scenario, with different Parallel APIs being used in multicore systems with different requirements, this work will show that each interface has different behavior in terms of performance, energy consumption and Energy-Delay Product (EDP), and that this behavior varies according to the characteristic of the application and the processor employed (general purpose or embedded). For example, as a result of this work, we have observed that Pthreads consumes 8% less energy than the best case of OpenMP; 12% less than MPI-1; and 8% less than MPI-2, considering all benchmarks on the Intel Core i7 (general purpose). In contrast, in the ARM Cortex-A9 processor (embedded system), the best case with OpenMP consumed 2% less energy than Pthreads; 6% less than MPI-1; and 15% less than MPI-2 for the same benchmarks set.

O presente trabalho apresenta uma proposta para melhoria da eficiência energética e do conforto térmico em edificações com sistemas de automação predial-residencial. O desenvolvimento da proposta do trabalho foi dividido em três etapas: na primeira etapa foi realizada uma análise inicial do desempenho de uma sala de aula automatizada, com relação ao consumo de energia elétrica do sistema de climatização e o conforto térmico dos usuários, em 4 cenários típicos de uso da sala. Esta análise indicou claras possibilidades de melhorias no sistema de automação, de forma a aumentar o conforto térmico e reduzir-se o consumo de energia. Numa segunda etapa da proposta foi aplicada uma estratégia de alteração dos horários de funcionamento do sistema de climatização com o objetivo de melhorar o conforto térmico dos usuários. Para validação das estratégias propostas foi desenvolvido, utilizando-se o software EnergyPlus, um modelo computacional para simulação da variação de temperatura da sala. Com a análise comparativa de simulações observou-se que alterando o horário de funcionamento do sistema de climatização foi possível manter a sala 100% do tempo na faixa de conforto térmico durante as aulas, porém com um aumento no consumo de energia. Em função disto, numa terceira etapa da proposta foi aplicada uma estratégia para ajustar o valor de setpoint de resfriamento do sistema de climatização integrado ao sistema de automação da sala com o objetivo de melhorar a eficiência energética. O algoritmo foi inicialmente desenvolvido com o software Matlab e foi co-simulado com o modelo computacional utilizando a ferramenta MLE+. Com a análise comparativa de simulações e co-simulações observou-se que houve uma redução no consumo de energia de cerca de17% na sala numa comparação com os cenários validados na primeira etapa. Os conceitos desenvolvidos foram então aplicados no projeto de uma nova edificação, no qual uma redução no consumo de energia em torno de 6%. / The present paper presents a proposal of improvement of energy efficiency and thermal comfort in buildings with home and building automation. The development of the proposal of the paper was divided into three stages: At the first stage it was realized an initial analysis of the performance of an automated room in relation to the consumption of electrical energy by the air conditioning system and the thermal comfort of the users in four typical scenarios of the room use. This analysis indicated clear possibilities of improvement on the automation system in terms of improving thermal comfort and decreasing energy consumption. At the second stage of the proposal it was applied a strategy of alteration of the operation times of the air conditioning system with the objective of improving the thermal comfort of the users. To validate the strategies proposed it was developed, using the EnergyPlus software, a computational model to simulate the variations in temperature in the room. With the comparative analysis of the simulations it was observed that altering the operation times of the air conditioning system it was possible to maintain the room in the thermal comfort zone 100% of the time, however, with an increase in energy consumption. Therefore, at the third stage of the proposal it was applied a strategy to adjust the cooling set point of the air conditioning system integrated to the automation system with the objective of improving energy efficiency. The algorithm was developed initially with the Matlab software and it was co-simulated with the computational model utilizing the MLE+ tool. With the comparative analysis of simulations and co-simulations it was observed that there was a reduction of around 17% in the consumption of energy in the room compared with the scenarios validated at the first stage. The concepts developed were then applied on the project of a new building, in which the reduction of energy consumption was around 6%.

Independentemente do nível de verticalização ou da sua escala de produção, a redução de custos e o aumento de produtividade têm sido os principais focos internos das empresas da indústria do aço. Dois fatores controlam fundamentalmente o custo de produção do aço: o preço e o consumo dos insumos e matérias-primas. O primeiro depende fortemente do poder de barganha da empresa e das condições de mercado e, muitas vezes, não é possível exercer grande controle sobre ele. Sendo assim, é através da diminuição do consumo específico dos insumos e matérias-primas que a empresa pode obter sucesso na sua missão, internamente, de maximizar seu lucro. Em aciarias elétricas, o consumo dos insumos tem impacto importante na composição do custo final do aço, dos quais se destaca o consumo de energéticos utilizados no forno elétrico a arco, que pode representar até 30% do custo operacional desse tipo de aciaria. Para quantificar o aporte desses diferentes tipos de energia no forno, normalmente é utilizado o indicador de consumo de energia total, que utiliza o poder calorífico de cada tipo de energético na transformação para a unidade de kWh/t. O objetivo desse trabalho foi avaliar o impacto na eficiência energética do forno, medida através do consumo de energia total, da redução da vazão de gás natural nos modos lança e da modificação da proporção entre oxigênio e gás natural (O2/GN) em um dos modos queimador do sistema de injeção de um forno elétrico a arco. Para tanto, foi realizado um teste estatístico dividido em quatro cenários no formato de projeto de experimentos (DOE). O cenário em que as modificações no modo queimador e nos modos lança foram aplicadas conjuntamente apresentou a maior redução no consumo de energia total (2,50%), impulsionada principalmente pelas reduções no consumo de gás natural (16,94%) e no consumo de energia elétrica de forno e forno-panela (-1,90%). Através da análise do carbono de vazamento de todas as corridas não foi possível afirmar que os ganhos em consumo de energia elétrica foram provenientes de uma maior oxidação de ferro da carga nas corridas. / Companies have been extensively focusing on cost reduction and productivity optimization in the last few years, independently of their levels of production or verticalization. The cost of production is basically controlled by two factors: the price and the consumption of raw and input materials. The price depends on the current conditions of the market and the capacity of the company to deal with its suppliers about the price to be paid. Due to that, it is very difficult to control this factor and for this reason, through the reduction in raw material and inputs consumption that companies can achieve their mission of becoming more profitable. In electric steelmaking, consumption of inputs plays an important role on the final billet cost, with particular emphasis to the energy consumption in the electric arc furnace, which can represent up to 30% of the operational cost in a melt shop. To quantify the contribution of different types of energy in the furnace, it is used the performance indicator of total energy consumption, which associates the heat of combustion of each type of energetic in order to use the unit kWh/t. The aim of this study was to evaluate the impact on the energy efficiency of the furnace, measured by the total energy consumption, reducing the flow of natural gas in lance modes and modifying the ratio between oxygen and natural gas (O2/NG) in one of the burner modes of the injection system in an electric arc furnace. Thus, a statistical test divided into four scenarios in the format of design of experiments (DOE) was conducted. The scenario in which the burner mode and lance mode modifications were applied together resulted in the greatest reduction in total energy (2,50%), driven especially by reductions in natural gas consumption (16,94%) and electrical energy consumption of furnace and ladle furnace (1,90%). Through the analysis of tapping carbon of all heats it was not possible to assert that gains in electrical energy were due to a higher oxidation of iron contained in the blend charged.

abstract: Multicore processors have proliferated in nearly all forms of computing, from servers, desktop, to smartphones. The primary reason for this large adoption of multicore processors is due to its ability to overcome the power-wall by providing higher performance at a lower power consumption rate. With multi-cores, there is increased need for dynamic energy management (DEM), much more than for single-core processors, as DEM for multi-cores is no more a mechanism just to ensure that a processor is kept under specified temperature limits, but also a set of techniques that manage various processor controls like dynamic voltage and frequency scaling (DVFS), task migration, fan speed, etc. to achieve a stated objective. The objectives span a wide range from maximizing throughput, minimizing power consumption, reducing peak temperature, maximizing energy efficiency, maximizing processor reliability, and so on, along with much more wider constraints of temperature, power, timing, and reliability constraints. Thus DEM can be very complex and challenging to achieve. Since often times many DEMs operate together on a single processor, there is a need to unify various DEM techniques. This dissertation address such a need. In this work, a framework for DEM is proposed that provides a unifying processor model that includes processor power, thermal, timing, and reliability models, supports various DEM control mechanisms, many different objective functions along with equally diverse constraint specifications. Using the framework, a range of novel solutions is derived for instances of DEM problems, that include maximizing processor performance, energy efficiency, or minimizing power consumption, peak temperature under constraints of maximum temperature, memory reliability and task deadlines. Finally, a robust closed-loop controller to implement the above solutions on a real processor platform with a very low operational overhead is proposed. Along with the controller design, a model identification methodology for obtaining the required power and thermal models for the controller is also discussed. The controller is architecture independent and hence easily portable across many platforms. The controller has been successfully deployed on Intel Sandy Bridge processor and the use of the controller has increased the energy efficiency of the processor by over 30% / Dissertation/Thesis / Ph.D. Electrical Engineering 2013

abstract: Many different levels of government, organizations, and programs actively shape the future of energy in Arizona, a state that lacks a comprehensive energy plan. Disparate actions by multiple actors may slow the energy policy process rather than expedite it. The absence of a state energy policy or plan raises questions about how multiple actors and ideas engage with state energy policy development and whether the absence of a comprehensive state plan can be understood. Improving how policy development is conceptualized and giving more focused attention to the mechanisms by which interested parties become involved in shaping Arizona energy policy. To explore these questions, I examine the future energy efficiency. Initially, public engagement mechanisms were examined for their role in policy creation from a theoretical perspective. Next a prominent public engagement forum that was dedicated to the topic of the Arizona's energy future was examined, mapping its process and conclusions onto a policy process model. The first part of this thesis involves an experimental expert consultation panel which was convened to amplify and refine the results of a public forum. The second part utilizes an online follow up survey to complete unfinished ideas from the focus group. The experiment flowed from a hypothesis that formal expert discussion on energy efficiency policies, guided by the recommendations put forth by the public engagement forum on energy in Arizona, would result in an increase in relevance while providing a forum for interdisciplinary collaboration that is atypical in today's energy discussions. This experiment was designed and evaluated utilizing a public engagement framework that incorporated theoretical and empirical elements. Specifically, I adapted elements of three methods of public and expert engagement used in policy development to create a consultation process that was contextualized to energy efficiency stakeholders in Arizona and their unique constraints. The goal of the consultation process was to refine preferences about policy options by expert stakeholders into actionable goals that could achieve advancement on policy implementation. As a corollary goal, the research set out to define implementation barriers, refine policy ideas, and operationalize Arizona-centric goals for the future of energy efficiency. / Dissertation/Thesis / M.A. Sustainability 2013