Estágio realizado na Empresa Salsa Jeans: iniciativa Galp 20-20-20 e orientado pelo Eng. Jorge Pedrosa / Tese de mestrado integrado. Engenharia Química. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2011

As cortinas verdes caracterizam-se pelo plantio e desenvolvimento de uma vegetação trepadeira, com auxílio de suportes, posicionada em frente e afastada das superfícies verticais da edificação. Seu aspecto funcional mais relevante está associado à capacidade de proporcionar sombra, atuando como dispositivo de controle solar em arquitetura. Diferente dos sistemas convencionais, o uso da vegetação apresenta benefícios em termos de desempenho, na medida que responde de forma dinâmica às variações do clima e das estações, além de ser um elemento natural e de baixo impacto ambiental, o que vai ao encontro às premissas de uma arquitetura mais sustentável. Desta forma, o objetivo principal desta tese consiste no estudo da aplicabilidade das cortinas verdes como elemento de controle solar em arquitetura, com ênfase em sua contribuição para a eficiência energética de edificações, no contexto climático brasileiro. Para tanto, primeiro foi realizado o embasamento e a discussão teórica sobre o tema, reforçando sua pertinência e relevância, observando o atual estado da arte das pesquisas científicas na área e apresentando exemplares arquitetônicos executados com as cortinas verdes. A seguir, um estudo experimental foi conduzido, com vistas a gerar parâmetros médios sobre a capacidade de sombreamento de quatro diferentes espécies trepadeiras, determinando o Percentual de Transmissão Solar em cada mês, durante um ano de avaliação. Por fim, foram realizadas simulações computacionais de eficiência energética em uma edificação genérica de escritórios, utilizando os dados originados no experimento e comparando o desempenho das cortinas verdes com outros sistemas de sombreamento convencionais. Os resultados do experimento demonstraram o comportamento dinâmico e particular de cada espécie no que diz respeito à capacidade de proporcionar sombra, dependendo da época do ano e de suas características formais. Já quanto aos dados obtidos com as simulações, a maioria dos resultados foi favorável ao uso das cortinas verdes no controle solar da edificação, resultando em economia de energia para refrigeração ou aquecimento artificial, dependendo da região climática e da espécie considerada. Assim, as principais conclusões desta pesquisa estão relacionadas ao potencial positivo do uso das cortinas verdes em arquitetura, atendendo ao duplo propósito da funcionalidade e da expressão formal. As espécies de trepadeiras apropriadas dependerão de cada região, embora, de uma forma geral, as decíduas serão mais favoráveis em climas com estação quente e fria, enquanto as perenes serão mais adequadas para uso em edificações de climas com predomínio de altas temperaturas o ano todo. / Green curtains are characterized by planting and development of climbing vegetation, by the use of supports, positioned in front of vertical surfaces of a building and away from these. Its most important functional aspect is associated to the ability to provide shade, acting as a solar control device in architecture. Different from conventional systems, the use of vegetation shows benefits in terms of performance, as it responds dynamically to changes in climate and seasons, besides it is a natural and low environmental impact element, which is coherent regards to the assumptions of a more sustainable architecture. Thus, the main goal of this thesis is the analysis of the applicability of green curtains as solar control element in architecture, with emphasis on their contribution to the energy efficiency of buildings in the context of Brazilian climate. For this, first of all it has been accomplished the theoretical basement and discussion on the subject, by enhancing its relevance and pertinence, observing the current context of scientific research in the area and presenting architectural projects executed using green curtains. After, an experimental analysis was conducted in order to generate mean parameters on the ability of shading of four different species of climbing plants, determining the Solar Transmission Percentage in each month during a year of observing. Finally, computer simulations of energy efficiency were executed in a generic office building, using data derived in the experiment and comparing the performance of green curtains with other conventional shading systems. The results of the experiment demonstrated the dynamic and particular behavior of each species in relation to the ability of providing shade, depending on the season of the year and its formal characteristics. Regards to the data obtained from simulations, most of results were favorable to the use of green curtain sinthe solar control of the building, which saves energy for artificial heating or cooling, depending on the climatic region and the species concerned. Thus, the main conclusions of this research are related to the positive potential of using green curtains in architecture, serving both purposes of functionality and formal expression. The fact of one or more species of climbing plants be appropriate depend on each region, although, in general, the deciduous plants are more favorable in climates with hot and cold seasons, while perennial plants are more appropriate for the use in buildings with a predominance of high temperatures throughout the year.

O consumo de energia dispendido pelos sistemas de bombeamento apresenta valores elevados e que podem onerar a operação dos sistemas de abastecimento de água realizada pelas companhias de saneamento. Assim, esta pesquisa está centrada no desenvolvimento de uma metodologia para análise da eficiência energética desses sistemas. O procedimento metodológico foi desenvolvido para uma tipologia genérica de sistema composta de dois reservatórios, inferior e superior, um conjunto motobomba e uma adutora, responsável pelo transporte de água entre eles. Foram avaliadas 96 possibilidades geométricas para esse sistema, formadas a partir da combinação de diferentes alturas geométricas, comprimentos e diâmetros da linha adutora. Ainda, foram estudados três formatos de curva, com quatro volumes de consumo diário distintos, em duas situações, início e fim de projeto. O algoritmo Shuffled Complex Evolution – SCE-UA foi empregado para obter a regra de operação otimizada do sistema de bombeamento e a função-objetivo foi formulada para representar os custos de energia para 20 anos de operação somado aos custos de instalação do sistema de bombeamento (adutora, reservatório superior e conjunto motobomba). Além disso, foram calculados índices e indicadores para facilitar o entendimento e a avaliação da eficiência energética de sistemas de bombeamento. A partir da análise dos resultados dos sistemas cuja operação foi otimizada, e dos resultados dos índices e indicadores, foram estabelecidos critérios e equações que podem ser utilizados para análise da operação, dimensionamento e eficiência energética de sistemas de bombeamento de água. Também, foi desenvolvida uma metodologia para a estimativa da energia mínima que um sistema de bombeamento pode consumir se todos os critérios de eficiência energética forem satisfeitos, ou seja, quando todas as grandezas que compõem o cálculo da energia forem determinadas a partir de critérios otimizados. Essa metodologia foi aplicada em dois cenários: projetos de sistemas de bombeamento de água e diagnóstico de sistemas de bombeamento de água existentes. Na primeira abordagem, o indicador se mostrou útil para inferir sobre consumo de energia e, inclusive, definir o diâmetro ótimo da linha adutora com maior ponderação. Já na segunda abordagem, o indicador tem potencial para ser utilizado na definição da linha de base do sistema e pode auxiliar a tomada de decisão e gestão hidroenergética desses sistemas. / The energy consumed by the pumping systems has high values and can overload the operation of the water supply systems carried out by the sanitation companies. Thus, this research is focused on the development of a methodology to analyze the energy efficiency of these systems. The methodological procedure was developed for a generic system composed of two reservoirs, upper and lower, pumping system and a pipeline, responsible for transporting water between the reservoirs. It was evaluated 96 geometric possibilities for this system, formed from the combination of different static heights, lengths and diameters of the pipeline. Also, three curve formats were studied, with four distinct daily consumption volumes, in two situations, beginning and end of the project. The Shuffled Complex Evolution (SCE-UA) algorithm was employed to obtain the optimal operating rule for the pumping system and the objective function was formulated to represent the energy costs for 20 years of operation plus the pumping system installation costs (pipeline, upper reservoir and pumping system). In addition, indexes and indicators were calculated to facilitate the understanding and evaluation of the energy efficiency of pumping systems. Based on the analysis of the results of the systems whose operation was optimized, and the results of indexes and indicators, criteria and equations were established that can be used to analyze the operation, design and energy efficiency of water pumping systems. Also, a methodology was developed to estimate the minimum energy that a pumping system can consume if all the energy efficiency criteria are met, that is, when all the quantities that compose the energy calculation are determined from optimized criteria. This methodology was applied in two scenarios: projects of water pumping systems and diagnosis of existing water pumping systems. In the first approach, the indicator was useful to infer about energy consumption and, even, to define the optimum diameter of the most heavily weighted pipeline. In the second approach, the indicator has the potential to be used in the definition of the baseline of the system and may help decision making and hydropower management of these systems.

O presente trabalho tem por objetivo propor uma metodologia para o dimensionamento da potência tracionária em função do percurso percorrido por veículos elétricos, assim como realizar o projeto básico de uma máquina elétrica para suprir a carga tracionária exigida. Os cálculos foram realizados através de um algoritmo onde o usuário insere as variáveis mecânicas do veículo e recebe a potência e conjugado necessários, e o projeto elementar da máquina que deverá equipar o veículo. Realizou-se um estudo de caso a partir de uma scooter elétrica para validar os resultados, foi projetada uma máquina brushless dc com fluxo radial e rotor externo. Os resultados experimentais atenderam as espectativas de conjugado de 46 Nm, o máximo conjugado estático atingiu 48 Nm e a rotação a vazio obteve valor de 613 rpm à tensão nominal. Os ensaios de frenagem regenerativa com supercapacitores apresentaram resultados promissores com 50% da energia mecânica recebida durante a frenagem entregue na partida do veículo. / The present study aims to propose a methodology for the design of power traction depending on the distance traveled by electrical vehicles, and perform the basic design of an electrical machine to supply the traction load required. The calculations will be performed through an algorithm where the user enters the mechanical variables of the vehicle and receives the power and torque required and the basic machine design that should equip the vehicle. A case study was conducted for an electric scooter considering the designed dc brushless machine with radial flow and external rotor in order to validate the results. The experimental results met the target of 46 Nm of torque, the maximum static torque 48 Nm was reached, and the no-load rotation obtained was 613 rpm at nominal voltage. Regenerative braking tests with super capacitors showed a promising result: 50% of the received mechanical energy during braking was delivered to the vehicle starting.

O elevado consumo energético de edificações para o seu condicionamento térmico já é um dos maiores impactos ambientais da construção civil nos países desenvolvidos e, progressivamente, vem se tornando uma preocupação também nos países em desenvolvimento. Uma alternativa renovável relativamente recente, tanto para aquecimento como para resfriamento, são as bombas de calor geotérmicas (ground source heat pumps, GSHPs), que se valem da inércia térmica do solo para reduzir significativamente a demanda energética em relação ao ar. Apesar do seu grande potencial em reduzir o consumo de energia e as emissões de carbono, esta tecnologia ainda é quase inexistente na América Latina, não somente devido à falta de conhecimento ao seu respeito, mas também pela incerteza quanto à sua viabilidade frente a um custo inicial mais elevado. Embora existam muitas pesquisas sobre o funcionamento de GSHPs, grande parte do conhecimento prático quanto ao projeto, desempenho e viabilidade é baseada na experiência dos primeiros países onde a tecnologia começou a se tornar popular, e não pode ser assumida automaticamente como válida em outras situações sem uma avaliação prévia Estudos anteriores apontaram que o retorno econômico de GSHPs tende a ser maior em climas mais frios, enquanto a eficiência tende a ser maior em climas mais amenos, mas com sazonalidade. Por apresentar um bom balanço destas características, o Estado do Rio Grande do Sul apresenta potencial para um desempenho elevado de GSHPs. O objetivo deste trabalho é estimar os níveis de eficiência que esta tecnologia pode atingir em uma cidade de referência no Estado, assim como seu retorno econômico frente a ASHPs (air source heat pumps, ou seja, aparelhos de ar condicionado, ou A/C), seus limitantes e as dificuldades de projeto. Uma edificação unifamiliar residencial em Porto Alegre, projetada especialmente para estudos de sustentabilidade, foi utilizada como caso de estudo para o projeto conceitual completo de um GSHP vertical, um GSHP horizontal e um ASHP. Foram estimadas a demanda de energia e os custos de operação e de implantação para determinadas condições, que foram comparadas em um estudo de viabilidade econômica. Após, os resultados foram extrapolados por uma análise de sensitividade para condições mais genéricas de consumo. Através dos cálculos, observou-se que a tecnologia de GSHPs atingiu o dobro da eficiência dos A/C mais eficientes disponíveis para o caso de estudo. Economicamente, a tecnologia também se mostrou viável, e foram estimados limitantes econômicos a esta viabilidade. Por fim, o processo de projeto desenvolvido pode servir de auxílio a novos projetistas na área. / The high energy consumption in buildings for their thermal conditioning is already one of the greatest environmental impacts of civil construction in developed countries and, progressively, is also becoming a concern in the developing countries. A relatively recent renewable alternative, as much for heating as for cooling, are the ground source heat pumps, GSHPs, which take advantage of the thermal inertia of the ground to significantly decrease the energy demand comparing to air as a source. In spite of their huge potential for decreasing energy comsumption and carbon emissions, this technology is still almost inexistent in Latin America, due not only to lack of awareness, but mainly to uncertainties about their feasibility because of their higher investment cost. Although there are many researches about the characteristics and operation of GSHPs, great part of the practical knowledge as to the design, performance and feasibility is based in the experience from the first countries where the technology spreaded, and cannot be automatically assumed as valid without a previous evaluation. Former studies indicated that the economic profit of GSHPs tends to be higher in colder climates, while the efficiency tends to be higher in milder, but still seasonal climates. For presenting a good balance among these factors, the Rio Grande do Sul State shows potential for a high performance of GSHPs The objective of this work is to estimate the efficiency levels that can be reached by this technology in a reference city in the State, as its financial feedback compared to ASHPs (air source heat pumps, the traditional air conditioners, or A/C), its limitations and the design difficulties. A residential single-family building in Porto Alegre, specifically designed for sustainability studies, was used as case study for the complete conceptual design of a vertical GSHP, a horizontal GSHP and an ASHP. The energy demand and operation and installation costs for specific conditions were estimated and compared in a economic feasibility study. After, the results were extrapolated through a sensitivity analysis for more generic situations of consumption. Through the calculations, it was observed that the technology achieved twice the efficiency of the most efficient A/C available for the case study. Economically, the technology showed itself viable, and economic limitations were also estimated. At last, the developed design process can also serve as aid to new designers in the field.

As cortinas verdes caracterizam-se pelo plantio e desenvolvimento de uma vegetação trepadeira, com auxílio de suportes, posicionada em frente e afastada das superfícies verticais da edificação. Seu aspecto funcional mais relevante está associado à capacidade de proporcionar sombra, atuando como dispositivo de controle solar em arquitetura. Diferente dos sistemas convencionais, o uso da vegetação apresenta benefícios em termos de desempenho, na medida que responde de forma dinâmica às variações do clima e das estações, além de ser um elemento natural e de baixo impacto ambiental, o que vai ao encontro às premissas de uma arquitetura mais sustentável. Desta forma, o objetivo principal desta tese consiste no estudo da aplicabilidade das cortinas verdes como elemento de controle solar em arquitetura, com ênfase em sua contribuição para a eficiência energética de edificações, no contexto climático brasileiro. Para tanto, primeiro foi realizado o embasamento e a discussão teórica sobre o tema, reforçando sua pertinência e relevância, observando o atual estado da arte das pesquisas científicas na área e apresentando exemplares arquitetônicos executados com as cortinas verdes. A seguir, um estudo experimental foi conduzido, com vistas a gerar parâmetros médios sobre a capacidade de sombreamento de quatro diferentes espécies trepadeiras, determinando o Percentual de Transmissão Solar em cada mês, durante um ano de avaliação. Por fim, foram realizadas simulações computacionais de eficiência energética em uma edificação genérica de escritórios, utilizando os dados originados no experimento e comparando o desempenho das cortinas verdes com outros sistemas de sombreamento convencionais. Os resultados do experimento demonstraram o comportamento dinâmico e particular de cada espécie no que diz respeito à capacidade de proporcionar sombra, dependendo da época do ano e de suas características formais. Já quanto aos dados obtidos com as simulações, a maioria dos resultados foi favorável ao uso das cortinas verdes no controle solar da edificação, resultando em economia de energia para refrigeração ou aquecimento artificial, dependendo da região climática e da espécie considerada. Assim, as principais conclusões desta pesquisa estão relacionadas ao potencial positivo do uso das cortinas verdes em arquitetura, atendendo ao duplo propósito da funcionalidade e da expressão formal. As espécies de trepadeiras apropriadas dependerão de cada região, embora, de uma forma geral, as decíduas serão mais favoráveis em climas com estação quente e fria, enquanto as perenes serão mais adequadas para uso em edificações de climas com predomínio de altas temperaturas o ano todo. / Green curtains are characterized by planting and development of climbing vegetation, by the use of supports, positioned in front of vertical surfaces of a building and away from these. Its most important functional aspect is associated to the ability to provide shade, acting as a solar control device in architecture. Different from conventional systems, the use of vegetation shows benefits in terms of performance, as it responds dynamically to changes in climate and seasons, besides it is a natural and low environmental impact element, which is coherent regards to the assumptions of a more sustainable architecture. Thus, the main goal of this thesis is the analysis of the applicability of green curtains as solar control element in architecture, with emphasis on their contribution to the energy efficiency of buildings in the context of Brazilian climate. For this, first of all it has been accomplished the theoretical basement and discussion on the subject, by enhancing its relevance and pertinence, observing the current context of scientific research in the area and presenting architectural projects executed using green curtains. After, an experimental analysis was conducted in order to generate mean parameters on the ability of shading of four different species of climbing plants, determining the Solar Transmission Percentage in each month during a year of observing. Finally, computer simulations of energy efficiency were executed in a generic office building, using data derived in the experiment and comparing the performance of green curtains with other conventional shading systems. The results of the experiment demonstrated the dynamic and particular behavior of each species in relation to the ability of providing shade, depending on the season of the year and its formal characteristics. Regards to the data obtained from simulations, most of results were favorable to the use of green curtain sinthe solar control of the building, which saves energy for artificial heating or cooling, depending on the climatic region and the species concerned. Thus, the main conclusions of this research are related to the positive potential of using green curtains in architecture, serving both purposes of functionality and formal expression. The fact of one or more species of climbing plants be appropriate depend on each region, although, in general, the deciduous plants are more favorable in climates with hot and cold seasons, while perennial plants are more appropriate for the use in buildings with a predominance of high temperatures throughout the year.

Orientador: Prof. Dr. Jesus Franklin Andrade Romero / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC. Programa de Pós-Graduação em Energia, 2015. / A avaliação da tecnologia é uma parte vital dos processos de decisão em projetos de eficiência energética em edificações, particularmente na seleção de novos processos de gestão sustentável. A sustentabilidade de uma edificação deve ser estimada com critérios que permitam comparações práticas mediante o uso de indicadores que avaliem as características de consumo, identifiquem suas práticas ambientais e permitam melhorar a eficiência energética na edificação. Para avaliar esses processos, uma abordagem baseada em uma matriz de sustentabilidade é introduzida considerando indicadores utilizados em modelos de certificação. Nesse sentido, é apresentada uma análise geral dos métodos de certificação de edificações considerando os indicadores atribuídos por cada um deles de forma a constituir-se uma matriz de avaliação de sustentabilidade, baseada nos indicadores do método que avalia edificações com características mais ajustadas ao contexto brasileiro, e aplicada em uma das edificações da Universidade Federal do ABC no campus Santo André. Objetivando subsidiar o procedimento proposto com modelos de eficiência energética de edificações, é utilizado um ambiente de simulação computacional baseado no do Programa Brasileiro de Etiquetagem. O estudo de caso mostra que a abordagem desenvolvida oferece uma forma flexível e prática para a avaliação da sustentabilidade em edificações públicas. / The evaluation of technology is a vital part of the decision-making processes in energy efficiency projects in buildings, particularly in the selection of new processes of sustainable management. The sustainability of a building must be estimated with criteria that allow practical comparisons through the use of indicators that evaluate the characteristics of consumption, identify their environmental practices and improving energy efficiency in building. To evaluate these processes, an approach based on an array of sustainability is introduced considering indicators used in certification models. In this sense, is presented a general analysis of the methods of certification of buildings considering the indicators assigned by each of them in order to become an evaluation buildings sustainability based on the indicators of the method that evaluates buildings with features more adjusted to the Brazilian context and applied in one of the buildings of Universidade Federal do ABC on campus Santo André. In order to subsidize the procedure proposed with models of energy efficiency of buildings, is used a computational simulation environment based on the Brazilian Labeling Program. Case study analysis the approach developed offers a flexible and practical manner for the sustainability evaluation of public buildings.

Orientador: Prof. Dr. Douglas Alves Cassiano / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC. Programa de Pós-Graduação em Energia, 2015. / O acionamento de equipamentos rotativos na indústria petroquímica pode ser realizado a partir de motores elétricos ou turbinas a vapor. Os motores elétricos consomem energia elétrica e as turbinas a vapor consomem combustíveis, como Gás Natural e o Óleo Combustível. Os custos com estes insumos sofrem influência de vários fatores: políticas públicas, valor do dólar, valor do preço de mercado (PLD), valores de contrato e a própria eficiência de cada equipamento. Dessa forma, o objetivo geral deste trabalho é identificar oportunidades de eficiência energética na gestão do acionamento de equipamentos rotativos típicos de uma Indústria Petroquímica brasileira. Diante de tantas influências que variam em um curto espaço de tempo, uma ferramenta de apoio a gestão é a modelagem de equações lineares e integrais mistas (Mixed Integer Linear Programming ¿ MILP) para tomada de decisão com múltiplos critérios em relação ao consumo de energia nestes equipamentos. Comprovou-se que utilizando MILP é possível conquistar ganhos de eficiência energética. A escolha ótima do tipo de acionamento dos equipamentos rotativos e demais graus de liberdade apresentaram ganho anual médio de R$ 1.679.000/ano. A modelagem com MILP se mostrou eficaz, acurada e robusta. Foi confirmada a importância de uma modelagem e simulação de resposta rápida e a sua execução numa frequência maior possível, uma vez que os ganhos potenciais executando-se o modelo uma vez por dia foram 81% maiores do executando-se uma vez por mês. Esta metodologia apresenta um potencial de aplicação em outras plantas industriais, desde que possuam características semelhantes à estudada. / Rotating equipments in petrochemical industry are usually driven using steam turbines or electric motors. Electric motors consume electricity and steam turbines consume fuels such as natural gas and fuel oil. The costs of these energy inputs are influenced by: public policy, dollar rate, market prices, contracts values and equipments efficiency. Thus, the aim of this study is to identify energy efficiency opportunities at rotating equipment drive management of a Brazilian Petrochemical Industry. With so many influences that range in a short time, a management support tool is Mixed Integer Linear Programming ¿ MILP for decision making with multiple criteria. It was possible to prove that using MILP can achieve energy efficiency gains. The optimal rotating equipment drive choice and other degrees of freedom had an average annual gain of R$ 1,679,000/year. MILP proved effective, accurate and robust. It confirmed the importance of modeling and simulation with quickly response and its implementation in a higher possible rate, since the potential gains running the model once per day were 81% higher performing once a month. This methodology has a potential application in other industrial plants, since they have similar characteristics to the studied.

Orientadora: Profa. Dra. Silvia Azucena Nebra de Pérez / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC. Programa de Pós-Graduação em Energia, 2017. / O Brasil é destaque mundial no uso de energias renováveis, o setor sucroenergético possui papel chave nesta participação, uma vez que somente os produtos da cana-de-açúcar são responsáveis por 16,9% de toda a oferta de energia do país. Este valor já ultrapassa o fornecido pelas usinas hidroelétricas que é de 11,3%. Parte desse aumento é devido à expansão da área plantada de cana, mas o desenvolvimento tecnológico também tem desempenhado um papel importante. Com o aumento da mecanização da colheita de cana de açúcar e a diminuição da prática de queima prévia da palha nos canaviais em função de protocolos ambientais estabelecidos entre os usineiros e o governo, cresce significativamente a quantidade de palha disponível no campo que pode ser aproveitada. No futuro, os ciclos de vapor supercríticos são uma boa alternativa para centrais de cogeração nas usinas de cana-de-açúcar uma vez que eles podem alcançar valores de eficiência maiores em comparação com os ciclos de vapor utilizados atualmente. Já existem no mundo usinas de cogeração como Avedøre II com ciclos a vapor supercríticos que usam biomassa como combustível. Assim, neste trabalho é analisada a utilização na cogeração de 50 % da palha total produzida no campo misturada com bagaço como combustível que ingressaria na caldeira, o outro 50 % da palha total produzida é deixada no campo. A modelagem do processo de geração de energia elétrica foi feita por médio de balanços de massa e energia, assim como de analises exergeticos com diferentes configurações do sistema de cogeração, incluindo as mais comuns nas usinas sucrooalcoleiras, modificação do ciclo Rankine com regeneradores fechados e reaquecimento, assim como a configuração supercrítica com integração energética do processo, destilação duplo efeito e fermentação híbrida com pervaporação. / In this work a heat integration analysis of first-generation ethanol production process was made. An alternative technology for fermentation process was introduced. Hybrid membrane fermentation was considered as a non-conventional operation, this case of intensification process was used to evaluate its impact over the general energy consumption of the integrated process. For heat integration was regarded the cogeneration system, sugarcane juice evaporation, hybrid fermentation with membrane and distillation. The fuel in this cogeneration system is a bagasse-straw sugarcane mixture. The fermentation and distillation mass balances were taken from the literature. The evaporation and cogeneration stages were simulated, using the fermentation and distillation mass balances as inputs parameters. The sugarcane juice evaporation system was optimized based on heat integration analysis results. The heat-exchanger size for the integrated system was determined according to hot and cold utilities needs. An economic analysis was also accomplished in order to estimate the capital and operating costs.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The classrooms are the more permanent environments at schools; therefore their thermal, visual and acoustic characteristics must be carefully considered. Visual comfort can be achieved only with daylighting; artificial lighting is necessary when the daylighting is insufficient. The artificial lighting is responsible for high energy consumption in buildings. According to Klüsener (2009), who analysed a building of UFSM in accordance with Brazilian energy efficiency standards (RTQ-C), the artificial lighting systems reached the level E (on a A-E scale). In general, simple actions could be improving the energy efficiency of the building lighting system. Considering that the university buildings have a similar performance, the adaptation of lighting systems is important for low-energy consumption. This study aims to define classrooms guidelines for visual comfort in accordance with illuminance levels available and their distribution on the work surface where tasks are performed, as well as the energy efficiency of the classrooms lighting systems. The classrooms were selected to represent the existing universe buildings. The classrooms were characterized with regard to dimensions, surface light reflections, opening systems, solar orientation, sun shading systems, external obstructions and artificial electrical lighting systems. The illuminance levels were measured in two classrooms simultaneously with Instrutherm luximeters, model LDR 225. The measurements were in accordance with the Brazilian standards (NBR 15215) and were carried out at six points on an orthogonal grid. A comparative analysis was made for the classrooms that were simultaneously measured. Additionally the partial RTQ-C lighting criteria were applied on the classrooms lighting systems and the theoretical external illuminance levels were calculated in order to generate the daylight factor (DF). The results pointed that the internal daylight distribution is affected by external obstructions that reduce the portion of visible sky and these are not considered in the windows design. For simultaneous daylighting and artificial lighting, the illuminance levels are excessive and poorly distributed; consequently they cause high energy consumption. The existence of unnecessary sun shading systems, for southern solar orientations and for windows with complete sky obstructions, contributes for the insufficient classrooms illuminance levels. The RTQ-C criteria analysis point levels E and C for the classrooms. In general, the DF do not correspond to expected values indicated by international recommendations. / As salas de aula, por serem ambientes de maior permanência dos alunos, devem possuir condições de conforto térmico, visual e acústico adequadas. O conforto visual pode ser obtido com a iluminação natural ou com auxilio da artificial quando a natural não é suficiente. Quando se utiliza a iluminação artificial, existe a preocupação com o consumo energético da edificação. Segundo estudos realizados por Klüsener (2009), que aplicou o Regulamento Técnico da Qualidade para Etiquetagem do Nível de Eficiência Energética de Edifícios (RTQ-C) em uma edificação do campus da UFSM em Camobi, o sistema de iluminação é de baixa eficiência energética, tendo atingido o nível E. No entanto, segundo o mesmo estudo, existe um potencial para a melhoria da eficiência energética a partir de ações simples. Partindo-se do pressuposto que as outras edificações da universidade possuem um desempenho semelhante, percebe-se a importância de adequar os seus sistemas de iluminação a fim de reduzir o consumo de energia. Esse trabalho tem como objetivo apontar diretrizes que visem o conforto visual no que diz respeito aos níveis de iluminância disponíveis e sua distribuição no ambiente, bem como à eficiência energética de sistemas de iluminação de salas de aula. Para isso, foram selecionadas salas de aula que fossem representativas do universo existente no campus. Após, foram feitos os levantamentos de suas características físicas (dimensões, cores das superfícies, tipos de aberturas, orientação solar, tipos de proteções solares, presença de obstruções externas, tipos e distribuição de luminárias e lâmpadas) e foram realizadas medições in loco com luxímetros digitais da marca Instrutherm, modelo LDR 225 e segundo recomendações da NBR 15215 (ABNT, 2005d). Também foi feita uma análise parcial segundo os Requisitos Técnicos da Qualidade para o Nível de Eficiência Energética de Edifícios Comerciais, de Serviços e Públicos (RTQ-C) e uma análise comparativa entre os níveis de iluminância medidos e os coeficientes de contribuição de iluminação natural (CIN) estimados. Com os resultados obtidos, verificou-se que a distribuição da iluminação natural é afetada por condições do entorno que causam obstruções do céu visível, não sendo consideradas no projeto das aberturas. Nas medições com iluminação natural mais artificial, os níveis são excessivos e mal distribuídos, causando consumo desnecessário de energia. As proteções solares presentes nas orientações a norte desconsideram as condições do entorno. A avaliação parcial através da aplicação dos requisitos específicos do RTQ-C para os sistemas de iluminação resultou em nível E para as salas do CE e em nível C para as outras. Os CIN calculados em grande parte do tempo não corresponderam aos valores teóricos esperados para salas de aula, conforme literatura.