[pt] O presente trabalho é o estudo de um aquecedor de água para fins domésticos que utiliza energia radiante oriunda do sol, captada por um coletor de forma hemisférica. Na primeira parte do trabalho é feita uma tentativa de avaliação da radiação solar direta e difusa, a partir dos dados de incidência global em superfícies horizontais. A segunda parte trata do projeto do aquecedor, cálculo das perdas de calor no decorrer do processo de aquecimento e a simulação do sistema num computador digital. A terceira e última consta da comparação dos resultados fornecidos pela simulação no computador, com os obtidos durante a experimentação do aparelho e a discussão desses resultados. / [en] This work is a study of a domestic water heater which uses radiant energy from the sun, captured by a hemispherical collector. In the first part of the study, the direc and diffuse solar radiation is evalueted from environmental data. The second part deals with the collecter desing the heat losses involved, and the computer simulation of the overall system. In the third part, experimental results of a prototype system constructed in João Pessoa are compared with the theoretical simulation.

[pt] O setor elétrico é estratégico para o país, estando presente no dia-a-dia da população, além de ser fundamental para todos os setores. A participação do setor também é muito importante na redução das emissões de gases poluentes. Com o aumento da demanda por energia, o forte potencial das fontes eólica e solar no Brasil favorece as empresas geradoras de energia por fontes renováveis e, consequentemente, aumenta a competição no setor. Com esse aumento e a busca por recursos complementares, principalmente por meio de inovação, as alianças estratégicas contribuem para um melhor desempenho das empresas. Neste contexto, existe uma necessidade de tecnologias cada vez mais sustentáveis para atender aos interesses ambientais e sociais. Portanto, as inovações orientadas à sustentabilidade são imprescindíveis para se alcançar vantagem competitiva no setor. O estudo de caso realizado em uma empresa de energia elétrica permitiu avaliar as implicações estratégicas para inovação orientada à sustentabilidade por meio das redes/alianças no setor elétrico, especialmente pelas fontes eólica e solar, com a utilização do ferramental de análise estratégica SNA-SOI (Macedo-Soares, 2018). A pesquisa demonstrou a adequação estratégica da empresa focal, constatando que a ótica relacional adiciona valor à análise tradicional ao proporcionar importantes lições para a tomada de decisão dos administradores, notadamente, uma visão mais ampla das oportunidades e ameaças externas, uma melhor análise das forças e fraquezas dos parceiros e dos seus relacionamentos, além de um maior conhecimento sobre o posicionamento e a influência dos atores estratégicos do setor, considerando as características da rede que os integra. / [en] The electric sector is strategic for the country, being present in the day to day of the population, besides being fundamental for all industries. The participation of the electric sector is also crucial in the efforts to reduce greenhouse gas emissions. With the increasing demand for energy, the strong potential of wind and solar sources in Brazil favors companies that generate energy from renewable sources and, consequently, increases competition in the sector. With this increased competition and the search for complementary resources, mainly through innovation, strategic alliances contribute to a better performance of companies. In this context, there is a need for increasingly sustainable technologies to meet environmental and social interests. Therefore, sustainability-oriented innovations are essential to gain competitive advantage in the industry. The case study carried out at a major power company allowed us to evaluate the strategic implications for innovation oriented towards sustainability through networks/alliances in the electric sector, especially wind and solar sources, using the SNA-SOI strategic analysis tool (Macedo -Soares, 2018). The research demonstrated the adequateness of the focal company s strategy, noting that the relational perspective adds value to traditional strategic analysis by providing important lessons for managers decision making, notably, a broader view of external opportunities and threats, a better analysis of the strengths and weaknesses of partners and their relationships, as well as greater knowledge about the positioning and influence of the sector s strategic actors, considering the characteristics of the network that integrates them.

[pt] Esta dissertação analisa o custo, viabilidade e otimização do desempenho de um sistema híbrido de produção de energia elétrica, constituído de módulos fotovoltaicos, banco de baterias e gerador diesel. Foram realizadas simulações para diferentes configurações de sistema, variando tanto a profundidade de descarga quanto a capacidade total e operacional do banco de baterias, e o consumo total. O perfil do consumo foi mantido inalterado em todas as simulações realizadas. Para a simulação foi utilizado banco de dados constituído por informações meteorológicas, preços dos equipamentos do sistema, demanda de eletricidade e perfil de consumo da agrovila de Campinas (AM). Em posse desse conjunto de informações foi então elaborada análise de viabilidade econômica do fornecimento de eletricidade para uma comunidade rural localizada em uma região remota. Ou seja, localizada em uma região distante do acesso as redes de distribuição de energia elétrica. A simulação foi configurada para um sistema que possibilitasse acesso a equipamentos básicos (atendendo o Manual de Projetos Especiais – necessidade de atender refrigeração, comunicação e iluminação), fornecendo eletricidade com o menor custo possível. A avaliação do projeto demonstra que o mesmo é uma boa opção de investimento, considerando que o fornecimento elétrico é peça chave para o desenvolvimento econômico e social de qualquer localidade. Para a realização do estudo utilizou-se banco de dados de radiação solar e temperatura do município de Manaus, pertencente ao Estado do Amazonas, pressupondo-se que a localidade em questão possui condições meteorológicas semelhantes à área de estudo, desprezando-se possíveis diferenças. Além do que, o referido estudo adotou um período de vida útil de 25 anos ou mais para o sistema. / [en] This dissertation analyses the cost, feasibility and optimization performance of a hybrid electric energy production system, composed of photovoltaic modules, storage batteries and a diesel generator. Several performance simulations were made for different system configurations, varying discharge depth, both total and operating capacity of the storage batteries, and total consumption, using the same profile shape. A data base was used for the simulations, using meteorological information, component prices, and electric energy power and consumption profiles for the rural Village of Campinas (AM). As a result, an economically feasible proposal was detailed for supplying electric energy to a rural village, which is away from available commercial networks. The simulation was used to determine the basic equipment configuration to minimize the electricity cost. The project evaluation shows it is a good investment option, considering that electric energy supply is fundamental for the social and economic development. Solar radiation and temperature data for the city of Manaus, AM, ware used for the simulations, which is considered to be approximately the same as for the rural Village of Campinas due to its proximity. In addition, this study adopted a working life of 25 years or more for the system.

[pt] A quantidade de energia gerada através de energia eólica está aumentando no mundo todo. O Brasil tem um enorme potencial devido a sua localização geográfica e governo brasileiro dá claros sinais de que está propenso a investir neste tipo de energia. Previsões precisas de velocidade vento são essenciais para a operação planejamento do sistema elétrico de energia. Este trabalho tem como objetivo fazer previsões mais precisas na Nordeste do Brasil. Para isso, usamos um modelo que leva em conta as características diárias e o comportamento da memória longa. O modelo aplicado nesta região particular mostrou-se mais preciso que o modelo de persistência e outros modelos (por exemplo, modelo híbrido neuro-fuzzy) / [en] The amount of energy generated by wind sources is increasing all over the world. Brazil has a huge potential due to its geographic localization and the Brazilian Government has given a clear signal that is prone to invest in this kind of energy. Accurate wind speed forecasts are essential in the operation planning for the electrical wind power system. This work aims to make more accurate forecasts in the northeast of Brazil. To do so, we use a model that takes into account the daily characteristics and the long memory behavior. The model applied in this particular region proved to be more accurate than the persistence model and other models.

[pt] Esta simulação considera um ciclo Rankine que utiliza um fluido de trabalho orgânico, com a particularidade que a fonte de energia de entrada ao sistema será solar. Esta energia renovável que provem do potencial do Sol é aproveitada com a utilização de coletores concentradores lineares parabólicos. Estes dois circuitos: do ciclo Rankine orgânico e do conjunto de coletores interatuam termicamente mediante um trocador de calor chamado de gerador de vapor. Adicionalmente, existe um sistema de armazenamento térmico que permite acumular parte da energia solar coletada para ser utilizada em períodos sem radiação solar ou com níveis baixos da mesma. A primeira parte deste trabalho mostra os aspectos teóricos introdutórios e as considerações para trabalhar com um ciclo Rankine de tipo orgânico, o tipo de coletores escolhido e a utilização de armazenamento térmico. O segundo capítulo mostra o modelo matemático apropriado para simular um sistema de geração de potência de baixa capacidade (50 kW) e os componentes de cada circuito: ciclo (bomba, expansor, condensador, recuperador, gerador de vapor), coletores (cobertura, refletor, absorvedor, etc.) e armazenamento (tanques, etc.). A simulação foi desenvolvida no software EES. O terceiro analisa os parâmetros do modelo, seus possíveis valores físicos, a sensibilidade da sua variação e sua seleção adequada com o objetivo de efetuar uma simulação bastante similar à realidade e as incertezas presentes. No capítulo final se apresentam os resultados em base as condições de desenho consideradas. / [en] This simulation considers a Rankine cycle that works with an organic fluid, but has the particularity of using solar power as the font of input energy. This renewable energy that comes from the sun’s potential is taken with the use of parabolic trough collectors. These two circuits: that of the organic Rankine cycle (ORC) and the other of collector’s ensemble interact termically in a heat exchanger called as vapor generator. Adicionally there’s a thermal storage system that allows accumulating part of the collected solar energy to be used for periods of time when there’s no solar radiation or with very low levels of it. The first part of this work shows the introductory theoretical aspects and the considerations to work with an organic Rankine cycle (ORC), the type of chosen collector and the use of heat storage. The second chapter shows the appropriate mathematic model to simulate a system of power generation of low capacity (50 kW) and the components of each circuit: ORC (pump, expander, condenser, recuperator, vapor generator), collectors (glass cover, reflector mirror, absorber tube, etc.) and thermal storage (storage tanks, etc.). The simulation was developed using EES software. The third chapter analyzes the parameters of the model, specially its values and possible variations to approach the simulation to the reality. In the final chapter, some results are presented based on some considered design conditions.

[pt] População e crescimento da economia mundial são os dois principais fatores que determinam a demanda por energia. Até 2035, projeta-se aumento populacional global de aproximadamente vinte por cento em relação à população atual, e crescimento da economia mundial em torno de noventa por cento. A partir destas perspectivas, surgem diversas oportunidades para as empresas do setor de energia. Porém, de modo a atendê-las, são necessários recursos para a fabricação, a distribuição e a comercialização de equipamentos, recursos para a prestação de serviços de operação, manutenção e suporte, recursos para pesquisa e desenvolvimento, com o intuito de manter a competitividade frente aos concorrentes e cumprir as regulamentações ambientais cada vez mais rígidas, e, ainda, recursos financeiros elevados para o fomento de todas estas atividades. Uma alternativa importante na busca por tais recursos consiste na formação de ligações com outros atores-chave do setor. O objetivo deste trabalho consiste em contribuir com as pesquisas sobre ligações – alianças e fusões e aquisições - estratégicas globais, por meio de um estudo de caso, identificando as ligações estratégicas existentes entre a empresa Wartsila e os atores-chave globais da sua rede de valor, e analisando as implicações das mesmas no âmbito da indústria, sob o aspecto da constituição de oportunidades ou ameaças. Para tanto, utilizou-se o arcabouço de análise estratégica relacional global de Macedo-Soares (2011). Os resultados encontrados demonstram a relevância estratégica e a importância da formação dessas ligações na constituição de oportunidades e na mitigação das ameaças no âmbito da indústria. / [en] Population and growth of the world economy are the two major factors that determine the demand for energy. By 2035, It s expected a global population growth of approximately twenty percent over the current population and a growth of the world economy around ninety percent. From such perspectives, several opportunities arise for companies in the energy sector. However, in order to meet them, resources are needed for the manufacture, distribution and sale of equipment, resources for operation, maintenance and support services, resources for research and development, in order to maintain competitive edge over competitors and meet increasingly stringent environmental regulations, as well as high financial funds to execute all such activities. An important alternative in the quest for such resources is the establishment of connections with other key players in the industry. The objective of this work is to contribute to research on global strategic connections - alliances and mergers and acquisitions – by means of a case study, identifying existing strategic connections between the company Wartsila and global key players in its value network, and analyzing its implications in the industry, in terms of constituting opportunities and/or threats. For this, it was used the Global Strategic Network Analysis framework of Macedo-Soares (2011). The results confirmed the strategic relevance and importance of the establishment of these connections in seizing opportunities and mitigating threats from the industry.

[pt] O objetivo desta pesquisa é compreender a dinâmica competitiva no setor elétrico brasileiro, especificamente no segmento de distribuição de energia elétrica. Buscaremos compreender como as empresas se posicionaram em seu ambiente competitivo, por meio da identificação de suas estratégias genéricas realizadas, e inferir quais destas estratégias apresentaram melhor desempenho. Esta análise foi feita tendo como base a tipologia de estratégias genéricas de Michael Porter, formando 5 grupos estratégicos. Para isto, selecionamos uma amostra de 45 distribuidoras de energia elétrica, das quais foram analisados detalhadamente, utilizando ferramentas de análise multivariada, o posicionamento estratégico e o desempenho no período de 2002 a 2004. Concluímos que a estratégia genérica de diferenciação é a que apresentou o melhor desempenho e confirmamos a hipótese de Porter que as empresas stuck in the middle apresentam o pior desempenho. / [en] The aim of this research is to understand the competitive dynamics on the Brazilian power sector, focusing on the distribution segment. We will try to understand how distribution companies have positioned themselves on their competitive environment, by the identification of their generic strategies and analyzing which of these strategies yielded a better performance. This study was carried out utilizing Michael Porter´s generic strategies typology, used to form five strategic groups. Our sample consists of 45 power distribution companies, which we thoroughly analyzed their strategic positioning and perfomance for the years 2002 to 2004, using multivariate analysis tools. We have concluded that the generic strategy of differentiation is the one that yielded the best performance and confirmed Porter hypothesis that firms that are stuck in the middle have the worst performance.

[pt] Devido ao interesse crescente na utilização da energia solar no condicionamento de ar e secagem de alimentos, o presente trabalho descreve diversos ciclos solares de condicionamento de ar e apresenta um modelo de simulação das condições de operação e desempenho dos equipamentos usados num ciclo aberto de condicionamento. O modelo calcula o ciclo termodinâmico e especifica as características de transferência de calor e massa dos equipamentos para sistemas de qualquer capacidade térmica. Os resultados encontrados são exemplificados para sistemas de 1 a 5 toneladas de refrigeração de capacidade. / [en] Due to the increasing interest in the use of solar energy for air contioning and drying of foods, the present work describes different cycles of solar air conditioning and presents a model for simulating the operating conditions and the performance of the equipaments used in an open air conditioning cycle. The model calculates the termodynamic cycle and specifies the heat and mass transfer characteristics of the equipments for systems of any cooling capacity. The results are exemplified for systems of 1 to 5 refrigerating tons of cooling capacity.

[pt] O presente trabalho realiza uma comparação entre o ciclo Rankine tradicional e uma nova proposta de ciclo Rankine para uma planta de cogeração na indústria siderúrgica. O ciclo inovador é caracterizado por um sistema de regeneração por injeção direta de vapor seguida de bombeamento bifásico substituindo o uso de pré-aquecedores como no ciclo tradicional. Para a simulação dos ciclos de potência é empregado o Software Gate Cycle. São simuladas e estudadas diversas alternativas de configuração para a aplicação da nova tecnologia. A melhor alternativa de configuração do ciclo inovador é então comparada com o ciclo tradicional por meio da aplicação das análises de Primeira e Segunda Leis da Termodinâmica. Observou-se, entretanto, pouca diferença no desempenho do ciclo tradicional e do ciclo modificado. / [en] In the present work, a comparison between a traditional Rankine cycle and a proposed innovative Rankine cycle, for a cogeneration plant in the steel industry, is carried out. The innovative cycle is characterized by a regeneration system with direct steam injection followed by two-phase pumping, instead of the water pre-heaters used in the traditional cycle. Different configuration alternatives for the technology application were simulated and studied. The best alternative was then selected and compared with the traditional cycle using First and Second Laws of Thermodynamics analyses. Little difference was observed, however, between the traditional and the modified cycle performances.

[pt] Os aços de alta resistência e baixa liga (ARBL) pertencem a uma classe de aços que desperta o interesse de pesquisadores da área metal-mecânica. A pesquisa teve como objetivos estudar a influência dos tratamentos térmicos de têmpera e revenido sobre as propriedades do aço SAE 4140 e avaliar o comportamento do aço SAE 4140 quando submetido ao revenido na faixa de temperatura característica da fragilização. Inicialmente, o material foi tratado termicamente sob diferentes condições de têmpera e revenido. Após a usinagem dos corpos de prova, foram realizados ensaios de tração e energia ao impacto, bem como caracterizações microestruturais e fractográficas. Os resultados mostraram que as propriedades mecânicas do aço SAE 4140 foram influenciadas pelos parâmetros de revenido, em particular temperatura, além do tempo de permanência no forno antes do resfriamento. / [en] The high strength and low alloy steels (HSLA) belong to a class of steels in which researchers of the metal-mechanic area have particular interest. The aim of this work is to verify the influence of quenching and tempering heat treatments on the properties of the SAE 4140 steel as well as to evaluate its behaviour when subjected to tempering in a temperature range associated with the material´s embrittlement. At first, the material was heat treated according with different quenching and tempering conditions. In the sequence, specimens machined from the treated material were subjected to tensile and impact energy tests and characterized by microstructural and fractographic analysis. The results showed that the mechanical properties of the material were influenced by the tempering parameters, specially temperature and time of treatment as well as the permanence time of the specimens in the furnace before cooling.