As perdas elétricas, que no Brasil giram em torno de 14,4%, são prejudiciais ao desempenho técnico e financeiro das concessionárias de energia elétrica, principalmente em um cenário de uma eminente crise energética e alta regulação. A mitigação das perdas elétricas está diretamente relacionada com sua correta estimação. Para operar um sistema de energia elétrica, é de fundamental importância definir a correta modelagem dos elementos do sistema. As metodologias de estimação das perdas de energia, para sistemas de distribuição, vigentes não levam em conta possíveis erros na correta modelagem das cargas conectadas. Desta forma, este trabalho tem o objetivo de analisar a influência causada pela utilização dos modelos de carga, na estimação das perdas elétricas em sistemas de distribuição. Esta análise abrange as metodologias de fluxo de carga backward-forward sweep por soma de corrente, por soma de potência e Newton-Raphson. A perda de energia é calculada pela diferença entre a energia injetada no sistema, menos a energia entregue. O estudo de caso é realizado em um sistema de distribuição teste de 13 barras da IEEE. No caso proposto, são realizados cálculos das perdas de energia para o sistema de distribuição, considerando diferentes modelos de carga. Desta maneira, o trabalho estimou a diferença no cálculo das perdas para cada tipo de modelo de carga, em relação a perdas calculadas com o padrão original das cargas. Outro ponto analisado foi o desempenho das metodologias de fluxo de carga, frente à alteração dos modelos de carga. Os resultados demonstram que a alteração dos modelos de carga influência a estimação das perdas elétricas nos sistemas de distribuição, e o desempenho dos fluxos de carga. / Electrical losses, which in Brazil are around 14.4%, are harmful to the technical and financial performance of electric utilities, especially in a scenario of an imminent energy crisis and high regulation. Mitigation of electrical losses is directly related to its correct estimation. To operate an electric power system, it is of fundamental importance to define the correct model of the system elements. The methodologies for estimating energy losses, for the existing distribution systems, do not take into account possible errors in the correct model of connected loads. Thus, this study aims to examine the influence caused by the use of different load models, in the estimation of electrical losses in distribution systems. This analysis covers the backward-forward sweep load flow methodologies by the sum of current, by the sum of power and Newton-Raphson. The energy loss is calculated by the difference between the energy injected into the system, minus the energy delivered. The case study is performed on the IEEE 13 Node Test Feeder. In the proposed case, calculations of energy losses in the distribution system are performed considering different load models. Therefore, the study has estimated the difference in the calculation of energy loss for each type of load model, for the losses calculated with the original pattern of loads. Another point discussed is the performance of load flow methodologies, related to the change of load models. The results have shown that the change in load models influence the estimation of electrical losses in distribution systems and in the performance of load flows.

Neste trabalho propõe-se um modelo de otimização que visa alocar a geração distribuída e determinar a injeção de potência ótima neste ponto, considerados três níveis de carga. Com este fim, utiliza-se uma função objetivo onde são mensuradas as perdas de potência ativa no sistema de distribuição, assim como os desvios de tensão em cada barra, sendo estes termos da função objetivo agrupados por meio de uma constante de proporcionalidade. O modelo apresenta ainda uma série de restrições, sendo estas as variáveis de decisão quanto a alocação da GD, fluxo de potência, limite de injeção de potência no sistema, relação entre as potências aparente, ativa e reativa, fator de potência e fluxo reverso de potência na subestação. Neste contexto emprega-se programação não linear com derivadas descontínuas para resolver matematicamente o modelo do sistema elétrico de potência. Quanto aos resultados, o que se observa é a grande capacidade que a GD possui, quando adequadamente ajustada, em melhorar os valores dos principais parâmetros computados neste estudo. / In this work it is proposed an optimization model that aims to allocate distributed generation and determine the optimum power injection at this point, considering three load levels. For this purpose, it is utilized an objective function which measures active power losses in the distribution system, as well as the voltage deviations at each bus, being these terms of the objective function grouped by a constant of proportionality. The model also presents a series of constraints, which are the decision variables for the allocation of DG, power flow, power injection limit on the system, the relationship between the apparent, active and reactive power, power factor and substation reverse power flow. In this context it is employed a nonlinear with discontinuous derivatives programming to mathematically solve the power system model. As for the results, what is observed is the strong influence that DG has, when properly adjusted, in the improvement of the values of the main parameters computed in this study.

Nowadays, the need for more contributions from renewable energy sources is rapidly growing. This is forced by many factors including the requirements to meet the targeted reductions of greenhouse gas emissions as well as improving the security of energy supply. According to the International Renewable Energy Agency (IRENA) report 2016, the total installed capacity of solar energy was at least 227 GWs worldwide by the end of 2015 with an annual addition of about 50 GWs in 2015, making solar power the world’s fastest growing energy source. The majority of these are grid-connected photo voltaic (PV) solar power plants, which are required be integrated efficiently into the power grids to meet the requirements of power quality standards at the minimum total investment cost. For this, multilevel voltage source inverters (VSI) have been applied extensively in recent years. In practice, there is a trade-off between the inverter’s number of levels and the required size of output filter, which is a key optimisation area. The aim of this research is to propose a generic model to optimise the design number of levels for the Cascaded H-Bridge Multilevel Inverter (CHB-MLI) and the size of output filter for medium voltage – high power applications. The model is based on key measures, including inverter power loss minimisation, efficient control for minimum total harmonic distortion (THD), minimisation of total system cost and proposing the optimum size of output filter. This research has made a contribution to knowledge in the optimisation of CHB-MLI for medium-voltage high-power applications, in particular, the trade-off optimisation of the inverter’s number of levels and the size of the output filter. The main contribution is the establishment and demonstration of a sound methodology and model based on multi-objective optimisation for the considered key measures of the trade-off model. Furthermore, this study has developed a generic precise model for conduction and switching loss calculation in multilevel inverters. Moreover, it applied Genetic Algorithm (GA) optimisation to provide a complete optimum solution for the problem of selective harmonic elimination (SHE) and suggests the optimum size of output passive power filter (PPF) for different levels CHB-MLIs. The proposed trade-off optimisation model presents an efficient tool for finding the optimum number of the inverter’s levels and the size of output filter, in which the integration system is at its lowest cost, based on optimisation dimensions and applied system constraints. The trade-off optimisation model is generic and can be applied to any multilevel inverter topologies and different power applications.

O objetivo do presente trabalho foi determinar a absorção real de fósforo (P), as perdas totais fecais e endógenas do mineral em ovinos alimentados com diferentes concentrações de P na dieta, através da determinação do P inorgânico e radioativo em amostras de sangue, fezes, urina, saliva e líquido do rúmen. Vinte e quatro ovinos machos, castrados, da raça Santa Inês, com peso vivo médio igual a (33,67 ± 1,52) kg e idade média de sete meses foram divididos em dois blocos (períodos) de doze animais cada, num delineamento aleatorizado em blocos. Foram utilizados seis animais por tratamento. Os animais foram alojados em gaiolas para ensaio de metabolismo, sendo oferecida dieta basal contendo farinha de mandioca, farelo de soja, uréia, melaço, mistura mineral, vitamina E e feno de capim Tifton (à vontade) com suplementação em P proveniente de fosfato bicálcico em quantidades suficientes para fornecer 0, 2, 4 e 6 g de P ao dia (T0, T2, T4 e T6), respectivamente. As dietas foram consideradas isocalóricas e isoprotéicas. Nos últimos dois dias do período de adaptação, foram coletadas amostras de sangue, fezes, urina, saliva e líquido do rúmen para a determinação do fósforo inorgânico. Após, foram injetados 7,4 MBq de \'ANTPOT. 32P\' (\'Na IND.2\'H \'ANTPOT. 32P\' O IND.4\') na jugular de cada animal e durante 7 dias foram coletadas amostras de sangue, fezes e urina a intervalos de 24 horas após a injeção. Nos últimos três dias de experimento foram coletadas amostras de saliva e líquido do rúmen antes da alimentação. Os resultados foram submetidos à análise de variância e regressão. As concentrações de P fornecidas na dieta mantiveram normais as concentrações plasmáticas de P. A excreção fecal de P, as perdas endógenas fecais, a absorção real de P e os teores de P no rúmen foram correlacionados ao consumo do mineral. A absorção real e as perdas fecais totais e endógenas apresentaram valores médios de (2,45 ± 1,19) g dia-1, (3,81 ± 2,06) g dia-1 e (1,76 ± 0,91) g dia-1, respectivamente. Foi encontrada correlação positiva entre o consumo de P e os parâmetros P excretado nas fezes (r = 0,96), P endógeno fecal (r = 0,79; P<0.01), P no rúmen (r = 0,71; P<0.01) e absorção real de P (r = 0,85; P<0.01). Em termos percentuais, a absorção real de fósforo foi de 55%, a excreção fecal total de fósforo correspondeu a 84% do total consumido. As perdas endógenas de P representaram 46% do P total excretado e 39% do P ingerido. O máximo recomendado para os animais estudados em função da idade e peso vivo dos mesmos para reduzir a potencialidade de contaminação ambiental corresponde ao valor de 5 g P de ingestão diária por animal. / The objective of the present work was to evaluate the true absorption of phosphorus (P), total and endogenous fecal losses of P in sheep fed different levels of P in the diet, determining the inorganic and radioactive P in blood, rumen and saliva content, feces and urine. Twenty four Santa Inês male sheep aged seven months and weighting 33,67±1,52 kg were used in a randomized block design arrangement. The animals were kept individually in metabolic cages, receiving a basal diet, Tyfton hay and different P levels from dicalcium phosphate. Six animals per treatment were used. The treatments consisted of the inclusion of different amounts of dicalcium phosphate to a basal diet to give: 0, 2, 4 and 6 g of supplemental P (treatments T0, T2, T4 and T6, respectively). The basal diet was composed by cassava meal, soybean meal, mineral mixture, urea and vitamin E. The diets were considered isocaloric and isoproteic. At the last two days of the adaptation period samples of blood, saliva and rumen content, feces and urine were collected. At the first day of the collection period, each animal was injected intravenously with 7,4 MBq of \'ANTPOT. 32P\' (\'Na IND.2\'H \'ANTPOT. 32P\' O IND.4\'). During seven days, samples of blood, feces and urine were collected for the P radioactive measurements. At the last three days of the experiment samples of saliva and rumen content were collected before feeding the animals. The results were submitted to analysis of variance and regression analysis for the variables related to the levels of P intake. P levels of the diets kept normal P concentrations in the blood. The excretion of faecal P and endogenous P losses, P absorption and rumen P content were dependent of P intake and true absorption, total P in faeces and endogenous P fecal losses corresponded to 2,45 ± 1,19 g day-1, 3,81 ± 2,06 g day-1 and 1,76 ± 0,91 g day-1, respectively. True P absorption was 55% and endogenous losses of P corresponded to 39% of P intake. The total P excreted by feces was 84% of P intake and the endogenous losses corresponded to 46% of total P excreted in feces. There were positive correlations between P intake and the parameters: total fecal P (r = 0,96; P<0.01), endogenous losses of P (r = 0,79; P<0.01), true absorption of P (r = 0,85; P<0.01) and rumen P content (r = 0,71; P<0.01). From the results of the experiment the value of 5 g P intake is the maximum recommended to avoid disturbance to animal physiology and problems os environmental contamination by excretions

No cálculo das perdas progressivas de protensão, decorrentes da retração e da fluência do concreto e da relaxação do aço de protensão, a norma NBR 6118 prescreve dois procedimentos simplificados, indicados para fase única de operação, ou seja, quando se consideram fases únicas de concretagem, de carregamento permanente e de protensão; e o método geral de cálculo, que permite considerar ações permanentes aplicadas em idades diferentes, e tratar a seção transversal constituída de diversas camadas discretas. Neste trabalho será desenvolvido o método dos prismas equivalentes, baseado no conceito das fibras conjugadas, e com a proposta de Trost-Bazant para consideração de fluência e retração dos materiais. Possibilita-se, assim, o cálculo da redistribuição de tensões em qualquer seção, como também da redistribuição de esforços em estruturas hiperestáticas devido a deformações diferidas. Será feita a sistematização do cálculo para o caso usual da seção resultante de laje concretada sobre viga pré-moldada protendida, permitindo considerar as idades diversas de concreto como também as várias camadas de cabos de protensão, e de armaduras passivas. A análise de redistribuição de esforços em estruturas hiperestáticas será baseada nas mudanças de curvatura das seções provocadas pelos efeitos progressivos. Será feita uma aplicação a uma ponte em viga protendida contínua de seção caixão, construída pela anexação de cinco vãos sucessivos. / When calculating prestress time-dependent losses, resulting from concrete shrinkage and creep, as well as from the relaxation of prestress steel, the standard NBR 6118 establishes two simple procedures. They are prescribed when operating in single phase, i.e., when considering single steps for concrete pouring, permanent load and prestress. The general method used in calculations allows that permanent actions be applied to different ages, and that the cross-section constituted by several discrete layers be handled. This work will develop the method of equivalent prisms, based on the concept of creep fibers, using the Trost-Bazant proposal when considering material creep and shrinkage. This method allows calculating the redistribution of tensions in any section, as well as the redistribution of straining in statically indeterminate structures, due to time-dependent deformations. The systematic calculation will be developed for a normal case of the resulting section in cast-inplace slab over precast girder. This allows considering the different ages of the concrete, as well as the multiple layers of cables, and non-prestressed reinforcement. An analysis of the strain redistribution in statically indeterminate structures will be based on the curvature changes in sections, which are provoked by time-dependent effects. An application will be made to a bridge of prestressed continuous box girder, formed by the attachment of five successive spans.

Este trabalho tem como objetivo o estudo teórico e experimental de pontes protendidas de madeira para análise da perda de protensão com o tempo dos tabuleiros construídos com madeiras de espécies de reflorestamento. Portanto, foram realizadas análises de fluência da madeira quando submetida a tensões de compressão normal às suas fibras e de relaxação de conjuntos protendidos construídos com diferentes variáveis. Realizou-se, também, avaliações de tabuleiros em laboratório. Finalmente, os resultados foram sistematizados e incorporados a um programa computacional para o projeto e dimensionamento das pontes protendidas de madeira que automatizando o cálculo destas estruturas e servindo como um mecanismo de transferência do conhecimento. / The aim of this work is the theoretical and experimental studies of stress losses in stress-laminated timber bridges using reforestation species. For this purpose, creep in compression perpendicular to the grain and relaxation of stressed groups were analysed with different variables. The idea was to evaluate these structures using laboratory decks. Finally, the results were systematised and incorporated to design software. That procedure will allow an automatic and quick design of these structures and it serves as a transfer mechanism of the knowledge.

Silagens de milho são mais propensas à deterioração quando expostas ao ar. As leveduras assimiladoras de ácido lático são frequentemente os primeiros microrganismos a iniciar a deterioração aeróbia nas silagens. Alguns estudos reportam que silagem de milho aerobicamente instável está associada à redução no consumo, na produção de leite e depressão no teor de gordura do leite. Portanto, o objetivo deste estudo foi avaliar a influência de inoculação de leveduras (Pichia norvegensis) e a exposição ao ar por 48 horas sobre o valor nutritivo das silagens e o desempenho de vacas leiteiras. O milho foi colhido com 34% de MS, tratado sem (Controle) ou com P. norvegensis, na dose 1×105 ufc/g MV (Levedura) e armazenado silos tipo bolsa (40 t/silo). Após 123 dias de armazenamento, os silos foram abertos e a silagem foi fornecida para vacas leiteiras. Diariamente, as silagens foram retiradas e fornecidas imediatamente (Fresca) ou após 48 horas de exposição (Exposta). Vinte vacas Holandesas foram distribuídas em 5 quadrados latinos replicados 4×4, com períodos de 21 dias (15 d para adaptação + 6 d para amostragem). As dietas foram formuladas para conter: 53% silagem de milho, 8% caroço de algodão, 18% farelo de soja, 9,5% polpa cítrica, 9% milho seco moído e 2,5% premix vitamínico e mineral. Os quatro tratamentos foram assim constituídos: silagem controle fresca (CF), silagem controle exposta (CE), silagem inoculada com levedura fresca (LF) e silagem inoculada com levedura exposta (LE). A inoculação com levedura aumentou as perdas de matéria seca (P<0,001) e reduziu o tempo de estabilidade aeróbia (P=0,03) das silagens de milho. No ensaio de desempenho animal, reduziu a produção de leite corrigida para 3,5% de gordura (P=0,03) e a eficiência alimentar (ELL leite/CMS) (P<0,01), porém não alterou o teor de gordura do leite. Quanto aos efeitos da exposição ao ar por 48 horas, estes reduziram a concentração de ácido lático (P<0,001), que consequentemente aumentou o pH (P=0,004) das silagens, além de reduzir outros produtos de fermentação. A exposição também reduziu a produção de leite corrigido para gordura (P=0,02) e a eficiência alimentar (P=0,10). Nenhum tratamento alterou o consumo de MS. Houve tendência para redução da digestibilidade da MS e FDN e do NDT, quando as silagens foram expostas ao ar. A inoculação com leveduras e a exposição ao ar por 48 horas deprimem o desempenho animal através da redução no valor nutritivo das silagens de milho. / Corn silages are prone to deterioration when exposed to air. The lactate-assimilating yeast species are frequently the first microorganisms to initiate the aerobic deterioration. Some studies reported that aerobically unstable corn silage is associated with reduced feed intake, milk production and milk fat depression. Therefore, the objective of this study was evaluate the influence of yeast inoculation (Pichia norvegensis) and the air exposure by 48 hours on the nutritive value of corn silages and the performance of dairy cows. Corn crop was harvested at 34% DM, treated without (Control) or with P. norvergensis at 1×105 cfu/g fresh matter (Yeast) and packed in bag silos (40 t/silo). After 123 d of storage, silos were opened and fed to lactating dairy cows. Every day, the silages were unloaded and fed immediately (Fresh) or after 48 h of air exposure (Exposure). Twenty Holsteins cows were assigned to five replicated 4×4 Latin squares, with 21 d periods (15 d for adaptation + 6 d for sampling). Diets were formulated to contain 53% corn silage, 8% whole cottonseed, 18% soybean meal, 9.5% citrus pulp, 9% dry corn meal, and 2.5 % vitamin and mineral premix. The four treatments were: control-fresh silage (CF), control-exposed silage (CE), yeast inoculated-fresh silage (YF), and yeast inoculated- exposed silage (YE). The yeast inoculation enhanced DM losses (P<0,001) and reduced aerobic stability (P=0,03) of corn silages. On the animal performace, decreased 3,5% fat correct milk (P=0,03) and the feed efficiency (ELL leite/CMS) (P<0,01), but did not alter the milk fat content. The effects of air exposure by 48 hours reduced lactic acid concentration (P<0,001), which consequently increased the pH (P=0,004) of silages, and reduced others fermentation products. Also, the exposure decreased the 3,5% fat correct milk (P=0,02) and the feed efficiency (P=0,10). Neither treatment altered the DM intake. There was tendency of reduction for the DM and NDF digestibility and TDN, when the silages were exposed to air. The yeast inoculation and air exposure by 48 hours decreased animal performance by the reduction on the nutritive value of corn silages.

Esse trabalho tem por objetivo aprimorar a principal atividade das empresas de distribuição no que diz respeito ao combate às perdas comerciais: as inspeções em campo às unidades consumidoras (UCs). Para tanto, é feita a proposição de um método para identificar quedas de consumo atípicas dentro do universo de faturamento de UCs de uma concessionária de energia elétrica. A proposta está fundamentada na análise dos registros históricos de consumo, de modo que os dados considerados atípicos possam ser indicados e as UCs ranqueadas de acordo com a prioridade para as inspeções em campo. Para tanto, propõe-se a utilização combinada de técnicas de previsão de demanda e de estatísticas robustas. A validade do método foi verificada através de um estudo de caso em uma empresa de distribuição de energia elétrica do sul do Brasil. Através do estudo de caso, concluiu-se que o método é capaz de identificar quedas de consumo atípicas, tendo identificado satisfatoriamente 89,38% dos casos avaliados. Ao final do trabalho, são apresentadas sugestões de estudos complementares, de modo a aperfeiçoar o desempenho do método. / This study aims to enhance the main business of distribution companies regarding to the efforts to avoid non-technical losses, that means, field inspections at the consumer units (CUs). For that, the proposition of an algorithm to identify atypical consumption falls within the universe of PAs billing of an electric facility is made. The proposal is based on the analysis of historical records of consumption, so that the data which are considered atypical can be indicated and the CUs ranked according to their priority for inspections in the field. Combined techniques of demand forecasting and statistics robust are proposed. The validity of the algorithm was verified through a case study in an electric power distribution facility in southern Brazil. Through the case study, it was concluded that the algorithm is able to identify atypical consumption falls, and satisfactorily 89.38% of the cases was identified. At the end of this paper, suggestions for further studies in order to improve the performance of the algorithm are presented.

As características de desempenho dos motores trifásicos de indução são fundamentais para estudos de viabilidade econômica, tanto para a manutenção como para a substituição por motores que apresentem melhor rendimento, visando à economia de energia. Existem diversos procedimentos para determinar o desempenho das máquinas de indução, no entanto, são procedimentos baseados em ensaios que exigem o desacoplamento mecânico, comprometendo assim a praticidade, sem contar no custo da instrumentação envolvida. Este trabalho apresenta o estudo e implementação de dois métodos distintos para estimar o rendimento de forma pouco intrusiva, método do torque no entreferro e método do circuito equivalente. Nesse último são estudadas duas técnicas, a primeira estima os parâmetros do circuito equivalente por meio de um conjunto de equações definidas pela resolução do modelo da máquina, e a segunda, estima os parâmetros do circuito equivalente por meio de um algoritmo de identificação por mínimos quadrados. Por fim são mostrados os resultados da aplicação das metodologias propostas no Laboratório de Eficiência Energética e Hidráulica em Saneamento – LENHS da Universidade Federal do Rio Grande do Sul, onde então é apresentada uma análise dessas técnicas, considerando os aspectos de precisão e incerteza. / The performance characteristics of three-phase motors are essential for economic feasibility studies, for both maintenance and for replacement by motors that have better efficiency, to save energy. There are several procedures based on tests that require mechanical uncoupling, thereby committing practicality, without counting the cost of the instrumentation involved. This work presents the study and implementation of two different methods to estimate the efficiency in low intrusive order, method of air gap torque and method of equivalent circuit. In the latter, two techniques are studied, the first estimates the equivalent circuit parameters though a set of equations defined by the resolution of the machine model, and second, estimates the equivalent circuit parameters by means of an identification algorithm for least squares. Finally shows the results of applying the proposed methodologies in the Laboratory of Energy Efficiency and Water Sanitation – LENHS in Federal University of Rio Grande do Sul, where it is then presented an analysis of these techniques, considering aspects of precision an uncertainty.

O beneficiamento de pedras preciosas representa um importante potencial empresarial e de negócios para o Brasil, em especial para regiões como a do Vale do Taquari, no estado do Rio Grande do Sul. No entanto, as empresas deste setor, em sua maioria pequenas, carecem de uma abordagem capaz de melhorar seus processos produtivos, diminuindo suas perdas. Este estudo buscou levantar dados do setor na região, diagnosticar questões relativas aos processos produtivos, em especial sobre perdas nos processos, e propor um modelo para análise dos processos e redução das perdas nestes. O modelo foi gerado considerando dados gerais e históricos do setor, as análises dos questionários aplicados e os mapeamentos realizados. Este modelo está dividido em duas etapas: a de análise e a do conjunto de ações para a redução das perdas. Assim, o modelo propõe uma série de técnicas e ferramentas, geralmente ligadas ao Sistema Toyota de Produção, as quais têm colaborado com diferentes setores. A implementação do modelo proposto deve possibilitar um aumento no potencial de desenvolvimento, tanto no setor de beneficiamento como em toda a cadeia produtiva das pedras preciosas. / The processing of precious stones represents an important potential business in Brazil, especially for regions such as the Taquari Valley, in the state of Rio Grande do Sul. However, the companies in this sector, mostly small, lack an approach aimed at improving their production processes, reducing their losses. This study aimed at surveying data about the sector in that region, examining issues relating to production processes, in particular on losses in processes, as well as proposing a model for analysing these processes and reducing losses. The model was developed considering general and historical data in the precious stones sector, the analysis of the interviews and the mappings carried out. The model is divided into two steps: the first one is the analysis and the second one is the set of actions for reducing losses. Thus, the model proposes a series of techniques and tools, usually related to the Toyota Production System, which have cooperated with different sectors. The implementation of the proposed model shall enable an increase in the potential for development, both in the processing sector, as well as throughout the whole production chain of precious stones.