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 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 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.

A atual situação de degradação ambiental tem sido muito discutida nos últimos anos. Um dos principais fatores agravantes dessa situação é a crescente demanda energética e suas atuais formas de produção. O petróleo, matriz energética mundial, é altamente poluente, e um combustível finito com o preço sempre crescente. A energia elétrica brasileira está baseada nas hidrelétricas, considerada fonte de energia limpa e renovável, porém o custo ambiental para sua construção é bem alto. Atualmente já existem tecnologias alternativas que podem servir essa crescente demanda energética sem prejudicar o meio ambiente. Na arquitetura, como em todas as áreas, houve um aumento com preocupação, e o estudo sobre o desempenho energético das edificações para reduzir a demanda de energia se tornou um assunto em pauta. Medidas e soluções estão sendo tomadas na decisão dos projetos mais sustentáveis. Mas para isso, o profissional deve estar atento às novas tecnologias alternativas de produção e distribuição de energia. Quando em um projeto é considerado o uso de fontes alternativas e o uso de técnicas de iluminação e ventilação natural, pode-se economizar não só nas despesas direcionadas para as fornecedoras de energia, mas poupar recursos naturais, ajudando a preservar o meio ambiente, fundamental para a nossa sobrevivência. Este trabalho traz algumas definições sobre sustentabilidade e a relação que a arquitetura tem com a problemática ambiental através da energia. Foi feita uma procura de novas tecnologias de produção e geração de energia e então, composto um estado da arte dos principais centros mundiais em P&D e dos projetos de demonstração envolvendo células à combustível, uma nova tecnologia que gera energia limpa in loco, descrevendo as características mais importantes destes projetos e compilando os resultados para uma possível adaptação aqui no Brasil, a fim de que diminua a participação das edificações no consumo de energia elétrica produzida a partir de hidrelétricas. O objetivo desta pesquisa é contribuir com a disseminação do conhecimento sobre energias alternativas e renováveis no meio arquitetônico, e demonstrar os principais centros mundiais em P&D e os projetos de demonstração que envolvam a geração de energia limpa através das células à combustível para uma adaptação no contexto brasileiro. Os resultados dessa pesquisa foram a constatação de que em todos países desenvolvidos há um forte apoio governamental para introdução dessa nova tecnologia de geração de energia para possibilitar futuramente a \"Economia do Hidrogênio\". A maioria dos projetos pesquisados são de células de tecnologia tipo PEM e abastecidas à gás natural (GN), pois esses países já possuem uma infra-estrutura formada para o GN. No contexto brasileiro, o apoio governamental à essa nova tecnologia ainda é pouco, salvo o fomento de algumas instituições como FAPESP, CAPES, CNPQ e centros universitários. Esta ausência governamental deixa espaço para respostas a curto prazo às novas demandas de energia elétrica ocasionando o preenchimento com outros tipos de fontes de energia poluentes e fósseis como é o caso do aumento das termelétricas ultimamente. / The current situation of environmental degradation has been much discussed in recent years. One of the main factors aggravating this situation is the growing energy demand and its current production methods most used. The oil, world energy matrix, is highly polluting fuel and a finite with the ever-increasing price. The Brazilian energy matrix is based on hydro, considered a clean and renewable source of energy, but the environmental cost and its construction are very high. Nowadays, there are alternative technologies that can serve this growing energy demand without harming the environment. In architecture, as in all areas, there was an increase in concern, and the study on the energy performance of buildings to reduce energy demand has become a subject matter. Measures and solutions are being taken in deciding the projects more sustainable. But for this, the practitioner must be aware of new alternative technologies of production and distribution of energy. When a project is considered the use of alternative techniques and the use of natural lighting and ventilation, you can save not only the costs directed for energy providers, but save natural resources, helping to preserve the environment, essential for our survival. This study offers some definitions of sustainability and the relationship that architecture has with the environment through energy. It was made a demand for new production technologies and power generation and then made a \"state of the art world\'s main centers of R&D and demonstration projects involving fuel cells, describing the most important features of these projects and compiling the results for a possible adjustment in Brazil, in order to decrease the participation of the buildings in the consumption of electricity produced from hydropower plants in Brazil. The research aims to contribute to the dissemination of knowledge on alternative and renewable energy among architectural and demonstrate the major world centers in R & D and demonstration projects involving the application of clean energy through fuel cells to adapt Brazilian context. The results of this research was the finding that in all developed countries there is strong government support for the introduction of this new technology to generate energy to enable a future \"Hydrogen Economy\". Most projects are cell PEM technology and supplied with natural gas because these countries already have an infrastructure set up to NG. In the Brazilian context, government support to this new technology is still little, except the promotion of some institutions like FAPESP, CAPES, CNPq and universities. This government leaves no room for short-term responses to new demands for power resulting in filling other types of no clean energy clean and fuels such as increasing the thermal power plants.

Este trabalho trata do planejamento de trajetórias que minimizam as perdas elétricas no KA\'I yxo, um robô escalador de árvores que tem por finalidade realizar monitoramento ambiental em florestas através da coleta de diferentes tipos de dados. Como essa aplicação requer que o robô permaneça em ambientes remotos, o estudo de técnicas que reduzam as perdas de energia a fim de que se aumente o tempo em operação do robô se mostra relevante, sendo a minimização das perdas elétricas uma contribuição importante nesse sentido. Estruturalmente, o KA\'I yxo consiste em um robô bípede com duas garras e quatro ligamentos interconectados por três juntas rotacionais. Além disso, seu mecanismo de andadura foi biologicamente inspirado na forma de locomoção observada em lagartas mede-palmos, o que permitiu tratar o robô como um manipulador industrial, cuja base é o ligamento associado à garra engastada e cujo efetuador é o ligamento associado à garra livre. Com isso, quando conveniente, o robô foi tratado em dois casos, conforme a garra que se encontra engastada. Inicialmente, realizou-se a modelagem matemática do robô, obtendo-se as equações cinemáticas direta e inversa, e dinâmicas, bem como o modelo das juntas segundo a abordagem do controle independente por junta. Posteriormente, formulou-se um problema de controle ótimo, solucionado através de um método numérico que o transformou em um problema de programação quadrática, que por sua vez foi resolvido iterativamente. Por fim, as trajetórias ótimas planejadas foram implementadas no robô real e, como forma de validação, as novas perdas elétricas foram comparadas com as das trajetórias anteriormente executadas pelo robô, determinando-se a correspondente economia de energia. / This work deals with the minimum-energy trajectory planning, related to the electrical losses, in KA\'I yxo, a tree-climbing robot that aims to perform environmental monitoring in forests through the collection of different types of data. As this application requires that the robot remains in remote environments, the study of techniques that reduce energy losses in order to increase the operation time of the robot is shown to be relevant, and the minimization of the electrical losses is an important contribution in this sense. Structurally, KA\'I yxo consists of a biped robot with two claws and four links interconnected by three revolute joints. In addition, its gait mechanism was biologically inspired in the form of locomotion observed in caterpillars, allowing to treat the robot as an industrial manipulator, which base is the link associated with the fixed claw and which end-effector is the link associated with the free claw. In consequence, when convenient, the robot was treated in two cases, according to the claw that is fixed. Initially, the mathematical model of the robot was developed, being obtained the forward and inverse kinematic and dynamic equations, as well as the model of the joints according to the independent joint control approach. Subsequently, an optimal control problem was formulated, which was solved through a numerical method that turned it into a quadratic programming problem, which in turn was solved iteratively. Finally, the planned optimal trajectories were implemented in the real robot and, as a form of validation, the new electrical losses were compared with those of the trajectories previously executed by the robot, being determined the corresponding energy saving.

The main current challenges of the mining industry include aspects such leveraging the mine productivity, controlling costs and reducing environmental impacts. In most surface mining operations, overburden removal requires haulage over short distances. A comparison of different haulage options for short distances with respect to energy efficiency in open-pit mining is a key aspect for decision making, but only a limited number of recent research efforts have considered energy efficiency as a control variable in mining projects. Loading and haulage have an energy source that is highly dependent on fossil fuels. In addition, the equipment involved in these operations use tyres as an important input. There are many studies relating the fuel consumption and tyre wear to several performance indicators, but a methodology that identifies and prioritizes higher-impact variables under each specific operating condition is not available. This research proposes new methods using alternative equipment simulations for fuel consumption and tyre wear management. Such methods include multiple regression analysis, stochastic simulation and specialized software routines in order to identify and control operational performance variables related to diesel consumption, tyre wear and selection of new alternatives equipments. Considering alternative scenarios of equipment models, the results of the proposed method include a 14% reduction in specific fuel consumption and a 16% increase in productivity. Regarding the fuel management method, the reduction of diesel consumption reached 10%. For the tyre wear management method, the results indicated a potential to save up to 8.9 t of tyre rubber in only one quarter. / Na atualidade, a indústria de mineração possui como principal desafio alavancar sua produtividade, controlar custos e reduzir impactos ambientais. Muitas operações de mineração exigem transporte em pequenas distâncias. A comparação de diferentes opções de transporte em distâncias curtas considerando a eficiência energética é uma necessidade de operações de lavra a céu aberto, mas existem poucos estudos recentes que priorizam esta variável em projetos de mineração. As operações de carga e transporte são amplamente dependentes de combustíveis fósseis. Essas operações também necessitam de pneus como um importante insumo. Existem alguns trabalhos que relacionam o consumo de combustíveis e o desgaste dos pneus a variáveis operacionais, mas uma metodologia que identifique as variáveis de maior impacto frente a condições específicas ainda não está disponível. O presente trabalho fornece novos métodos de simulação para equipamentos alternativos, consumo de combustíveis e gestão do desgaste de pneus. Análises de regressão linear múltipla, simulações e ferramentas de desenho de mina permitem identificar e controlar variáveis ligadas ao consumo de combustíveis, desgaste de pneus e seleção de equipamentos. Os estudos envolvendo equipamentos alternativos alcançaram uma redução de 14% no consumo de diesel e um aumento de 16% na produtividade. Com relação às técnicas de gestão do consumo de combustível aplicada aos caminhões observou-se uma redução de 10%. Considerando o sistema de gestão de desgaste de pneus, a aplicação do método proposto possui um potencial de evitar o descarte de 8,9 t de borracha para pneus em apenas um trimestre.

O paradigma atual do uso da energia no setor industrial brasileiro é fruto da conjuntura histórica do setor energético no país e permite explicar algumas de suas características particulares, a utilização intensiva de eletricidade em processos térmicos, a eletrotermia, algo que perdura até hoje. O cenário nacional de produção de gás natural é promissor, no contexto do Pré-Sal, o que sinaliza uma oportunidade para aplicar esse recurso natural para usos energéticos com maior valor agregado, como por exemplo como energia final para a indústria. É neste contexto que se insere esta dissertação onde foi desenvolvida e aplicada uma técnica de análise de dados com objetivo de avaliar a inserção do gás natural no setor industrial brasileiro e seus impactos. A técnica de análise de dados desenvolvida constitui-se na avaliação de quatro indicadores: Demanda Adicional (DA); Impacto em Energia Primária (IEP); Impacto em Emissões de Carbono (IEC) e Impacto em Custo Energético (ICE). Nos resultados obtidos, o Setor de Metais Não-Ferrosos teve maior destaque ao apresentar a maior demanda adicional por gás natural e as maiores reduções em demanda de energia primária, emissões de CO2 e custo energético. Outros setores que se destacaram foram o Setor de Ferro e Aço e Setor de Alimentos e Bebidas. Tomando 2013 como ano-base, a demanda adicional por gás natural resultante da substituição de óleo combustível e eletricidade em processos térmicos representaria um aumento entre 37% a 42% na demanda de gás natural no setor industrial brasileiro, equivalente a 12% a 14% da oferta interna de gás natural no Brasil, ou ainda 35% a 40% da capacidade máxima do Gasbol. O impacto em energia primária representaria uma redução de 1% a 2% da demanda de energia primária do setor industrial brasileiro. O impacto em emissões de CO2 representaria uma redução de 4% a 5% das emissões de CO2 associadas ao uso de energia do setor industrial brasileiro. O impacto em custo energético representaria uma redução de 2% a 4% dos custos energéticos associados a eletricidade e óleo combustível do setor industrial brasileiro. Assim, considera-se que existe uma oportunidade de inserção do gás natural no setor industrial brasileiro resultante da substituição de óleo combustível e eletricidade por gás natural em processos térmicos. De forma geral, seus impactos reduzem a demanda de energia primária, as emissões de CO2 e o custo energético. Entretanto, trata-se de uma iniciativa de economia de energia via substituição energética, desse modo, ressalta-se necessidade de se fomentar a eficiência energética, para todos os usos finais e tipos de energia final em uso, de modo a se obter um maior impacto em termos de redução no consumo de energia e mitigação de emissões, dois elementos importantes no debate atual sobre combate a mudanças climáticas. / The present energy use structure in the Brazilian industrial sector is a consequence of its historical context within the Brazilian energy sector. This historical background helps to explain some characteristics, like the intensive use of electricity in heating processes, the electrothermia, that lasts until today. The current natural gas production scenario in Brazil is promising, considering the Pre-Salt production, which signals an opportunity to apply this natural resource to final energy uses with higher value, such as final energy for industry. In this context was structured this dissertation, comprising a data analysis technique development and its application to evaluate the insertion of natural gas in the Brazilian industrial sector and its impacts. The developed data analysis technique is constituted by the assessment of four indicators: Additional Demand (DA); Impact on Primary Energy (IEP); Impact on Carbon Emissions (IEC) and Impact on Energy Cost (ICE). In the results obtained, the Non-Ferrous Metals Sector was more prominent as it presented the greater additional demand for natural gas and the largest reductions in primary energy demand, CO2 emissions and energy costs. Other sectors that stood out were the Iron and Steel Sector and the Food and Beverages Sector. Considering 2013 as the base year, the additional demand for natural gas resulting from the substitution of fuel oil and electricity in heating processes would represent a 37% to 42% increase in the demand for natural gas in the Brazilian industrial sector, equivalent to 12% to 14% of Brazil\'s domestic natural gas supply, or 35% to 40% of Gasbol\'s maximum capacity. The impact on primary energy would represent a reduction of 1% to 2% of the primary energy demand of the Brazilian industrial sector. The impact on CO2 emissions would represent a reduction of 4% to 5% of the CO2 emissions associated to energy use of the Brazilian industrial sector. The impact on energy cost would represent a reduction of 2% to 4% of the energy costs associated with electricity and fuel oil of the Brazilian industrial sector. Thus, it is considered that there is an opportunity for the insertion of natural gas in the Brazilian industrial sector resulting from the substitution of fuel oil and electricity by natural gas in thermal processes. Overall, the substitution impacts reduce primary energy demand, CO2 emissions and energy costs. However, this is an energy-saving initiative through energy substitution, being necessary to further promote energy efficiency, for all end uses and types of final energy in use, to multiply the impacts in terms of reducing energy consumption and mitigating emissions, two important elements in the current debate on combating climate change.

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.

Submitted by Haroudo Xavier Filho (haroudo.xavierfo@ufpe.br) on 2016-03-01T13:26:46Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) TESE DOUTORADO luiz filipe alves cordeiro.pdf: 3367412 bytes, checksum: bb375206b64e3d1952028cf594d8c86e (MD5) / Made available in DSpace on 2016-03-01T13:26:46Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) TESE DOUTORADO luiz filipe alves cordeiro.pdf: 3367412 bytes, checksum: bb375206b64e3d1952028cf594d8c86e (MD5) Previous issue date: 2015-08-20 / O presente estudo, objetiva analisar o atual planejamento do sistema elétrico brasileiro e apontar propostas que visam diversificar a matriz energética brasileira, trazendo como benefícios um sistema robusto que proporcione a redução gradual dos custos de geração, confiabilidade no fornecimento pela tecnologia adequada e por está mais próximo dos centros de carga e por fim, a redução dos impactos ambientais através da redução das emissões de Gases de Efeito Estufa (GEE). Esse trabalho procura avaliar os potenciais do sistema elétrico e propor ações mitigadoras tanto no consumo de energia elétrica com o auxílio das redes neurais artificiais como na geração com a proposta de possibilitar ao Operador Nacional do Sistema (ONS) a otimização do planejamento minimizando CO2. / The present study aims to analyze the current planning of the Brazilian electrical system and point proposals to diversify the Brazilian energy matrix, bringing benefits as a robust system that provides a gradual reduction of generation costs, reliability of supply by appropriate technology and is more near the load centers and finally the reduction of environmental impacts by reducing emissions of Greenhouse Gases (GHGs). This study evaluates the potential of the electric system and propose mitigating actions in power consumption based in artificial neural networks and help to the generation with the proposal to enable the ONS (National Electric System Operator) to optimize the planning minimizing CO2.

The present work had as a experimental area the project of irrigated fruit crop District of Irrigation Platô de Neópolis, that is located at the east of the State of Sergipe, in the right margin of the river S. Francisco, including part of the municipal districts of Neópolis, Pacatuba, Japoatã and Santana do São Francisco, distant about 100 km of the capital Aracaju, during the period of july/2005 to october/2006. It had as objective evaluates the acting of the transport system and distribution of water used in the District of Irrigation Platô de Neópolis, being verified the use of the existent equipments is in accordance with the water crops requirements, and to propose an operation plan for those equipments that it optimizes the use of the electric power. The water requirements were certain starting from the indirect estimate of the reference evapotranspiration for the method of Penman-Montheith, considered pattern since 1998 and recommended by FAO - Food and Agricultural Organization of the United Nations. The climatic elements (temperature, relative humidity of the air, heatstroke, speed of the wind, radiation, among other) used in the model were obtained in the conventional station of INMET-National Institute of Meteorology, located in the city of Propriá/SE. Known the volume of water was calculated the pumping work necessary for his distribution and the cost of the associated electric power, taking into account the local tariffs and the legislation of the pertinent electric section to the irrigation activity. The savings obtained with the new operation plan can bring sustainability to the District of Irrigation Platô of Neópolis and they be reverted in the expansion of the planted area, in way to influence positively the socioeconomics conditions in the municipal districts of the area. / O presente trabalho teve com área experimental o projeto de fruticultura irrigada Distrito de Irrigação Platô de Neópolis, que fica localizado a leste do Estado de Sergipe, na margem direita do rio S. Francisco, abrangendo parte dos municípios de Neópolis, Pacatuba, Japoatã e Santana do São Francisco, distante cerca de 100 km da capital Aracaju, durante o período julho/2005 a outubro/2006. Teve como objetivo avaliar o desempenho do sistema de condução e distribuição de água utilizada no Distrito de Irrigação Platô de Neópolis, verificando se a utilização dos equipamentos existentes está em conformidade com os requisitos hídricos das culturas, e propor um plano de operação para esses equipamentos que otimize a utilização da energia elétrica. Os requisitos hídricos foram determinados a partir da estimativa indireta da evapotranspiração de referência pelo método de Penman-Montheith, considerado padrão desde 1998 e recomendado pela FAO - Food and Agricultural Organization of the United Nations. Os elementos climáticos (temperatura, umidade relativa do ar, insolação, velocidade do vento, radiação, entre outros) utilizados no modelo foram obtidos na estação convencional do INMET Instituto Nacional de Meteorologia, localizada na cidade de Propriá/SE. Conhecido o volume de água calculou-se o trabalho de bombeamento necessário à sua distribuição e o custo da energia elétrica associada, levando em consideração as tarifas locais e a legislação do setor elétrico pertinente à atividade de irrigação. O novo plano de operação resultou em economia de 1% no volume de água bombeada, 12% no quantitativo de energia elétrica necessária ao bombeamento e 30% no custo dessa energia, quando considerado o mês de maior demanda hídrica em um ciclo anual. As economias obtidas com o novo plano de operação podem trazer sustentabilidade ao Distrito de Irrigação Platô de Neópolis e serem revertidas na expansão da área plantada, de modo a influenciar positivamente as condições sócio-econômicas nos municípios da região.