Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / The process of water allocation between different and competing uses in an uncertain climate scenario reinforces the motivation to study risk management of water systems. In this way, the purpose of this study is to propose the incorporation of a climate risk management mechanism in the process of water allocation, aiming an equitable and efficient management of these resources. For this, an aggregate model consisting of a reservoir of regulation and two users (urban supply and irrigation) was used to build and evaluate a financial mechanism. Afterwards, a disaggregation model consisting of multiple reservoirs was used to apply the concepts defined in the previous model. Initially, an indicator was chosen to be used as a trigger for the financial mechanism. This trigger started the mechanism whenever any rigorous state of drought in the water system was detected, which were classified in four different types: moderate drought, severe drought, extreme drought and exceptional drought. The amount of compensation was calculated based on the benefits achieved by the sector that lost water guarantee during the scarcity period. This evaluation was performed by the application of two methods for apportioning the water availability: linear apportionment and priority system. The available water flow for allocation was calculated using the reservoir operation strategy with inflows zero in the semester of the year. However, the incorporation of climate information in the process was also tested. Two triggers were proposed for the financial mechanism: Drought indices and Rationing level. The drought indices were built based on the average precipitation (standardized precipitation index), the inflow (standardized index flow) and the final volume of system operation (synthetic index). The rationing level mechanism is based on the available water flow for allocation and it was chosen due to its existing relation with the volume stored. This relationship allows the trigger to perform well both for the drought detection probability as for the false alarm. In addition, a conceptual framework for incorporating the financial mechanism to charge for the water use was elaborated, as well as an evaluation of the performance of the system as for the incorporation of the financial mechanism through two indicators: economic efficiency and equity (allocative justice). The performance evaluation showed that the payment of compensation in a period of drought due higher warranty (priority) of other uses operates to a greater equity and efficiency in water allocation. In order to keep the funds collected by the charge to cover the compensation, a regularization fund that has annual revenues of parcels carried out by the urban water supply and by the government was created. This regularization fund ensures the financial sustainability and also a good ability to adapt the incorporation mechanism to the collect instrument. Consequently, the financial compensation is a viable option for both water managers, who will have greater flexibility in their decisions, as well as for the water resources system, that will have more equity in their process of water allocation. / O processo de alocaÃÃo de Ãgua entre usos diferentes e conflitantes em um cenÃrio de incerteza climÃtica reforÃa a motivaÃÃo para estudar a gestÃo de riscos em sistemas hÃdricos. Dessta forma, o presente estudo propÃe a incorporaÃÃo de um mecanismo de gestÃo de risco climÃtico no processo de alocaÃÃo de recursos hÃdricos visando o gerenciamento equitativo e eficiente desses recursos. Para isso, utilizou-se um modelo agregado composto por um reservatÃrio de regularizaÃÃo e dois usuÃrios abastecimento urbano e irrigaÃÃo, para construir e avaliar o mecanismo financeiro. Em seguida, utilizou-se um modelo desagregado, com mÃltiplos reservatÃrios, para aplicar os conceitos definidos no modelo anterior. Inicialmente, foi definido um indicador para ser utilizado como gatilho do mecanismo financeiro. Esse gatilho acionou o mecanismo sempre que foi detectado algum estado de severidade seca no sistema hÃdrico, sendo utilizado quatro estados: seca moderada, seca severa, seca extrema e seca excepcional. O valor da compensaÃÃo foi calculado com base nos benefÃcios alcanÃados pelo setor que perdeu garantia hÃdrica no perÃodo de escassez. Essa avaliaÃÃo foi realizada por meio da aplicaÃÃo de dois mÃtodos de rateio das disponibilidades hÃdricas: rateio linear e sistema de prioridades. A vazÃo disponÃvel para alocaÃÃo foi determinada utilizando a estratÃgia de operaÃÃo do reservatÃrio com afluÃncias zero no semestre do ano. Entretanto, tambÃm testou-se a incorporaÃÃo da informaÃÃo climÃtica nesse processo. Foram propostos dois gatilhos para o mecanismo financeiro: Ãndices de seca e NÃvel de Racionamento. Os Ãndices de seca foram construÃdos com base na precipitaÃÃo mÃdia (Ãndice padronizado de precipitaÃÃo), na vazÃo afluente (Ãndice padronizado de escoamento) e no volume final da operaÃÃo do sistema (Ãndice sintÃtico). O nÃvel de racionamento possuiu como base a vazÃo disponÃvel para alocaÃÃo (retirada controlada). A escolha dessa variÃvel deu-se pela relaÃÃo existente entre ela e o volume armazenado Essa relaÃÃo permite que o gatilho obtenha um bom desempenho tanto para a probabilidade de detecÃÃo de seca quanto para o falso alarme. AlÃm disso, elaborou-se uma base conceitual para incorporar o mecanismo financeiro a cobranÃa pelo uso da Ãgua e avaliou-se o desempenho do sistema quanto à incorporaÃÃo do mecanismo financeiro por meio de dois indicadores, eficiÃncia econÃmica e equidade (justiÃa alocativa). A avaliaÃÃo de desempenho mostrou que o pagamento da compensaÃÃo em um perÃodo de seca devido à maior garantia (prioridade) de outros usos opera no sentido de uma maior equidade e eficiÃncia na alocaÃÃo de Ãgua. No intuito de guardar os recursos financeiros arrecadados pela cobranÃa para a cobertura das compensaÃÃes propÃs-se um fundo de regularizaÃÃo que possui parcelas de arrecadaÃÃo anual realizadas pelo abastecimento urbano e pelo governo. O fundo de regularizaÃÃo garante a sustentabilidade financeira e a incorporaÃÃo do mecanismo ao instrumento de cobranÃa uma boa capacidade de adaptaÃÃo ao sistema. Assim, a compensaÃÃo financeira à uma opÃÃo viÃvel tanto para os gestores de recursos hÃdricos que terÃo maior flexibilidade nas suas decisÃes quanto para o sistema de recursos hÃdricos que terà maior equidade no seu processo de alocaÃÃo de Ãgua.

nÃo hà / A modernizaÃÃo de processos tem aumentado o emprego de cargas com caracterÃstica fortemente nÃo linear. Tal situaÃÃo està levando os engenheiros a uma revisÃo dos conceitos de eficiÃncia energÃtica e qualidade de energia, com o intuito de conciliar essas duas definiÃÃes. Surge, entÃo, o conceito de condicionamento de potÃncia intrÃnseco ao de qualidade de energia. Com este conceito sÃo desenvolvidas soluÃÃes que visam atender caracterÃsticas como compensaÃÃo de harmÃnicos e correÃÃo do fator de potÃncia, de maneira a garantir um sistema elÃtrico que proporcione condiÃÃes para a mÃxima eficiÃncia energÃtica de cargas conectadas à rede. Surgem, entÃo, os filtros passivos e ativos como as soluÃÃes mais comuns, tanto na prÃtica quanto na literatura tÃcnica e cientÃfica, apresentando entre si as suas vantagens e desvantagens. Buscando usufruir das vantagens de ambas as soluÃÃes, este trabalho propÃe o estudo e projeto de um filtro hÃbrido. A estrutura do filtro hÃbrido de dupla sintonia proposto permite ao mesmo a dissociaÃÃo da malha ativa de sua malha passiva, dando ao filtro maior autonomia e praticidade durante operaÃÃes de troca ou manutenÃÃo no estÃgio ativo. Este trabalho tambÃm apresenta uma metodologia para o projeto da malha passiva, bem como a modelagem e controle da malha ativa do filtro. Por se tratar de uma estrutura hÃbrida nova, sÃo realizados ensaios comparativos entre o filtro hÃbrido proposto e o filtro hÃbrido emph{shunt}, com conversor em sÃrie com o filtro passivo, a fim de validar o desempenho e a baixa potÃncia nominal da malha ativa em relaÃÃo à potÃncia do transformador ao qual serà conectado. AtravÃs da modelagem e dimensionamento do filtro hÃbrido proposto, foram obtidos, a partir de um estudo de caso, resultados satisfatÃrios quanto a correÃÃo do fator de potÃncia e minimizaÃÃo das distorÃÃes harmÃnicas de corrente e tensÃo frente as normas tÃcnicas vigentes. Tais resultados validaram o filtro hÃbrido como uma soluÃÃo tecnicamente viÃvel para a melhoria da qualidade de energia de um sistema de distribuiÃÃo em baixa tensÃo. / The modernization process has increased the use of loads with strongly non-linear characteristic. This situation is leading engineers to review the concepts of energy efficiency and power quality, in order to conciliate these two definitions. Then, the concept of power conditioning intrinsic to the power quality appears to be an interesting solution. With this concept, the solutions are designed to meet characteristics such as harmonics compensation and power factor correction, in order to ensure an electrical system that provides conditions for maximum energy efficiency of loads connected to the grid. Then arise passive filters and active as the most common solutions, both in practice and in the scientific and technical literature, with each other their advantages and disadvantages. Seeking to benefit from the advantages of both solutions, this work proposes the study and design of a hybrid filter. The proposed structure named dual tune hybrid filter allows the dissociation of the active stage from the passive stage, giving greater autonomy and practicality to the filter during replacement or maintenance operations in the active stage. This work also proposes a design methodology for the passive power stage, as well as the modeling and control of the active filter power stage. Because it is a new hybrid structure, it is made comparative analysis between the proposed hybrid power filter and shunt hybrid power filter, with the series converter with the passive filter, in order to validate the performance and its lower rated for the active stage with respect to the transformer in which it will be connected. Through modeling and design of the proposed hybrid filter, were obtained from a test case, satisfactory results as the correction of power factor and minimizing harmonic distortion voltage and current forward technical standards existing. These results validate the hybrid filter as an economically viable solution for improving the power quality of a distribution system at low voltage.

Ãgua à um recurso essencial para o desenvolvimento social e econÃmico como tambÃm para manutenÃÃo saudÃvel dos ecossistemas. Devido sua importÃncia econÃmica e social à fonte de conflitos sociais entre os setores interessados em adquiri-la e usufruÃ-la, sendo a Ãpoca de escassez o momento de maior conflito. Assim, como forma de harmonizar conflitos de interesses entre os setores, este trabalho objetivou pesquisar e desenvolver mecanismos financeiros de gestÃo do risco climÃtico em recursos hÃdricos, fundamentado em seguro baseado Ãndice associado a contrato de opÃÃo e fundo financeiro que possibilitem menores variaÃÃes nos preÃos dos recursos hÃdricos, tendo como critÃrio o princÃpio da compensaÃÃo aos usuÃrios pela transferÃncia hÃdrica quando das falhas no abastecimento. A metodologia de avaliaÃÃo dos recursos financeiros que satisfizessem os setores foi a quantificaÃÃo econÃmica dos recursos transferidos a partir das equaÃÃes de benefÃcios especÃficas dos setores. Os valores dos recursos hÃdricos transferidos foram obtidos por meio da permuta de metodologia de alocaÃÃo: sistema de prioridades e rateio linear. Foram simulados cinco cenÃrios que dividiam as disponibilidades hÃdricas entre dois setores (irrigaÃÃo e urbano) com os seguintes coeficientes, respectivamente, para esses setores (0,10; 0,90), (0,25; 0,75), (0,50; 0,50), (0,75; 0,25) e (0,90; 0,10) para as garantias de 98%, 95% e 90%. Os pagamentos de opÃÃes fundamentados nos contratos de opÃÃes apresentaram linhas de tendÃncias semelhantes aos impactos negativos da irrigaÃÃo (perdas), porÃm com valores abaixo destes para todos os intervalos e garantias simulados. As perdas cresceram atà o cenÃrio de coeficientes (0,52, 0,48), a partir do qual os impactos econÃmicos do setor urbano (ganhos) superam aos da irrigaÃÃo. No entanto, para os cenÃrios de coeficientes acima de (0,90, 0,10), os ganhos diminuem a valores abaixo dos das perdas. Quanto ao fundo financeiro, somente para os cenÃrios com coeficientes localizados entre (0,50, 0,50) e (0,90, 0,10), considerado cenÃrios viÃveis, à que esse fundo possui viabilidade financeira, sendo, dentre os cenÃrios simulados, o de coeficientes (0,75, 0,25) que possui os maiores valores acumulados. Por fim, conclui-se que a viabilidade econÃmica das transferÃncias hÃdricas se concentrou apenas nos cenÃrios localizados entre os coeficientes (0,50, 0,50) e (0,90, 0,10). AlÃm disso, conclui-se que a associaÃÃo entre contrato de opÃÃes, seguro baseado no Ãndice vazÃo liberada e fundo financeiro pode contribuir para um entendimento mÃtuo entre os setores interessados nos recursos hÃdricos locais/regionais quanto à necessidade de se harmonizarem, principalmente, nos momentos mais conflituosos, no caso, Ãpocas de escassez hÃdrica. / Water is an essential resource for the social and economic development and to maintaining healthy ecosystems. Due to its economic and social importance is a source of social conflict between the sectors interested in acquiring it and enjoy it, being the lean season far more conflict. So, as a way to harmonize conflicting interests among sectors, this study aimed to investigate and develop financial mechanisms for climate risk management in water resources based on index-based insurance associated option contract and financial background to enable minor variations in resource prices water tended as the principle of compensation to users for transfer when the water supply disruption. The valuation methodology of financial resources that met the sectors was the quantification of economic resources transferred from the equations of specific benefits of sectors. The amounts of transferred water was obtained through the exchange of allocation methodology: linear priorities and assessment system. Five scenarios that divided water availability between two sectors (irrigation and urban) with the following coefficients, respectively, for these sectors (0.10, 0.90), (0.25, 0.75) were simulated, (0, 50, 0.50), (0.75, 0.25) and (0.90, 0.10) for guarantees of 98%, 95% and 90%. Payments of options based on options contracts had lines similar to the negative impacts of irrigation (losses) trends, but with values below these intervals for all warranties and simulated. Losses grew to the scene of coefficients (0.52, 0.48), from which the economic impacts of the urban sector (gains) outweigh the irrigation. However, scenarios for the above coefficients (0.90, 0.10), the gain values decrease below losses. On financial background, only for scenarios with localized coefficients between (0.50, 0.50) and (0.90, 0.10), considered viable scenarios, is that this fund has financial viability, being among the scenarios simulated, the coefficients (0.75, 0.25) having the highest accumulated values. Finally, it is concluded that the economic viability of water transfers only focused on scenarios located between the coefficients (0.50, 0.50) and (0.90, 0.10). Furthermore, it is concluded that the association between options contract based insurance index released flow and financial background can contribute to mutual understanding between the sectors interested in local / regional on the need to harmonize, especially in times water more conflicting in the case, times of water scarcity.