Tese de mestrado integrado. Engenharia Electrotécnica e de Computadores (Major Energia). Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2010

Submitted by LIVIA FREITAS (livia.freitas@ufba.br) on 2013-12-13T14:45:12Z No. of bitstreams: 1 Dissertação Final Gestão das Perdas de Água e Energia.pdf: 31482708 bytes, checksum: 5ac99a6b2dade44f4f185954824a954b (MD5) / Approved for entry into archive by LIVIA FREITAS (livia.freitas@ufba.br) on 2013-12-13T14:45:24Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação Final Gestão das Perdas de Água e Energia.pdf: 31482708 bytes, checksum: 5ac99a6b2dade44f4f185954824a954b (MD5) / Made available in DSpace on 2013-12-13T14:45:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação Final Gestão das Perdas de Água e Energia.pdf: 31482708 bytes, checksum: 5ac99a6b2dade44f4f185954824a954b (MD5) / No Brasil, apesar das experiências de diversos programas e projetos para o controle das perdas de água e de eficiência energética, os prestadores de serviços públicos de abastecimento de água e de esgotamento sanitário ainda apresentam números elevados em relação aos padrões internacionais de países desenvolvidos. A Embasa como um dos principais prestadores de serviços públicos do País, também apresenta essa dura realidade, principalmente considerando os seus grandes centros urbanos, e, em especial, Salvador, a capital do estado. A presente pesquisa objetivou analisar os fatores técnicos, operacionais, administrativos e gerenciais que têm influenciado na efetividade da gestão das perdas de água e energia em sistemas de abastecimento operados pela Embasa na RMS. A investigação foi guiada por um marco conceitual de referência que possibilitou a identificação de seis categorias analíticas, a saber: fatores técnicos, operacionais, administrativos, gerenciais,ambientais e sociais. Para cada categoria foram identificadas variáveis capazes de auxiliar no estudo dos fenômenos da gestão eficiente da água e energia. Para o desenvolvimento da presente pesquisa foram utilizadas técnicas de investigação tanto qualitativas como quantitativas, valendo-se das possibilidades da triangulação de informações e dados que esse procedimento possibilita. A análise documental dos programas de controle de perdas de água e eficiência energética já implementados pela Embasa na RMS permitiu entender as ações planejadas ao longo do tempo e seus reflexos na gestão das perdas. Foram avaliados durante o período de 1996-2011 todos os programas e projetos para controle das perdas de água desenvolvidos para a Região Metropolitana de Salvador e, também, o programa de eficientização energética da Estação Elevatória Teodoro Sampaio/R1 Duna. Foi avaliado o planejamento estratégico da Embasa e verificado os objetivos, metas, indicadores e iniciativas estratégicas de curto, médio e longo prazos que levem a redução gradativa e contínua das perdas de água e eficiência energética. A avaliação dos dados secundários permitiu verificar os indicadores relacionados às perdas de água extraídos do sistema de informação da Embasa (COPAE), possibilitando verificar se os programas e projetos produziram resultados para o controle das perdas de água na Embasa/RMS, mais especificamente, para o SIAA de Salvador, Simões Filho e Lauro de Freitas. Quanto aos indicadores de eficiência energética foi avaliado o Programa Teodoro Sampaio/R1 Duna, analisando o indicador relacionado à capacidade específica (kWh/m3) antes e depois da implementação do mesmo. Foram avaliados os dados primários obtidos por meio dos questionários aplicados ao corpo funcional que permitiram verificar a percepção desse grupo estudado sobre o desempenho dos programas, projetos e ações implementados, sobre suas dificuldades e os possíveis ganhos alcançados. Os resultados evidenciaram que se faz necessária uma atuação da Alta Direção da Embasa, não apenas com o intuito do estabelecimento e cobrança de metas, mas também na promoção de capacitação, disponibilidade de recursos e planejamento das ações, visando desenvolver um corpo técnico específico e preparado tecnicamente para a atuação na área das perdas de água e eficiência energética, e, ainda para coordenar e disseminar as ações no seio da Empresa. Um dos desafios para os gestores que atuam no controle de perdas de água e eficiência energética é a necessidade de conhecer as tecnologias e metodologias existentes, com suas respectivas potencialidades e limitações, permitindo adequar e utilizar todos os recursos disponíveis de maneira a atingir seus objetivos e metas, visando construir uma cultura efetiva por meio de medidas continuadas para a Embasa. Como consequência desse planejamento pode-se obter resultados adequados a curto, médio e longo prazos proporcionando uma maior eficiência e eficácia da gestão dos sistemas de abastecimento de água, buscando garantir sua sustentabilidade,tendo em vista a universalização dos serviços.

Submitted by LIVIA FREITAS (livia.freitas@ufba.br) on 2015-02-11T14:13:20Z No. of bitstreams: 1 TESE MODELAGEM EM REGIME TRANSITÓRIO_ALEXANDRE DINIZ.pdf: 6280069 bytes, checksum: 6c0b1611269b232dcc8635c33c6add95 (MD5) / Approved for entry into archive by LIVIA FREITAS (livia.freitas@ufba.br) on 2015-02-11T14:13:29Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TESE MODELAGEM EM REGIME TRANSITÓRIO_ALEXANDRE DINIZ.pdf: 6280069 bytes, checksum: 6c0b1611269b232dcc8635c33c6add95 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-02-11T14:13:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TESE MODELAGEM EM REGIME TRANSITÓRIO_ALEXANDRE DINIZ.pdf: 6280069 bytes, checksum: 6c0b1611269b232dcc8635c33c6add95 (MD5) / Este trabalho apresenta uma análise de um sistema de abastecimento de água contemplando-se as atividades de modelagem em regime transitório, otimização baseada na minimização do consumo de energia elétrica e reconhecimento de perfis de demanda. O estudo de caso envolve um segmento do sistema de abastecimento e distribuição de água da cidade de Salvador (Brasil) e a análise é focada na estação de bombeamento, linha adutora principal e reservatórios de distribuição de água. Como geralmente ocorre em sistemas análogos, a operação atual do sistema de bombeamento é realizada através de regras heurísticas baseadas no conhecimento de especialistas no processo de bombeamento e o controle da vazão de descarga das bombas é essencialmente do tipo liga/desliga. Neste contexto, o uso de conversores de frequência associado a uma abordagem sistêmica de otimização e predição de demanda pode representar um significativo potencial de melhoria na eficiência energética. A estratégia de otimização proposta determina a velocidade de rotação de bombas ao longo de um ciclo de trabalho de modo a assegurar um volume adequado de água no reservatório de distribuição e o devido atendimento à demanda horária de consumo. O modelo matemático desenvolvido possui um caráter genérico e permite realizar uma análise cuidadosa do sistema de abastecimento de água viabilizando também uma primeira avaliação de benefícios decorrentes do uso de bombas com rotação variável. A resolução do problema de otimização compreendeu modelos reduzidos baseados em Redes Neurais Artificiais e a predição da curva de demanda de acordo com a sazonalidade climática anual através de técnicas de reconhecimento de padrões em séries temporais univariadas. A comparação entre os resultados da simulação baseado no modelo fenomenológico e os dados medidos mostra que o modelo descreve a rede hidráulica de forma satisfatória, uma vez que o modelo é capaz de prever o comportamento dinâmico da vazão ao longo da linha adutora principal. Além disso, os resultados da otimização mostram os ganhos de economia de energia conseguida por meio do uso de conversores de frequência, considerando-se as restrições impostas e a variabilidade da demanda de consumo ao longo do ano.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Arquitetura e Urbanismo, Programa de Pós-Graduação em Arquitetura e Urbanismo, 2017. / Submitted by Raquel Almeida (raquel.df13@gmail.com) on 2017-10-31T17:40:31Z No. of bitstreams: 1 2017_TássiaFonsecaLatorraca.pdf: 9872388 bytes, checksum: c2a7fc010568a7347f812a0b0aa38231 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br) on 2018-01-15T21:24:12Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2017_TássiaFonsecaLatorraca.pdf: 9872388 bytes, checksum: c2a7fc010568a7347f812a0b0aa38231 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-01-15T21:24:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017_TássiaFonsecaLatorraca.pdf: 9872388 bytes, checksum: c2a7fc010568a7347f812a0b0aa38231 (MD5) Previous issue date: 2018-01-15 / Este trabalho tem como premissa estabelecer a relação entre os conceitos de eficiência energética, governança e resiliência urbana, enfatizando a relação da eficiência energética e a resiliência urbana. Os fundamentos do trabalho consideram a crise energética pela qual o país passa, e o diálogo sobre as mudanças climáticas, o meio ambiente e a sustentabilidade. Uma alternativa é o aumento da eficiência no uso da energia, visto que é muito caro se produzir energia para utiliza-la com desperdícios. Nesse contexto, foi realizado o mapeaeamento da governança do setor de energia elétrica no Brasil para a eficiência energética. Definir uma boa governança em matéria de eficiência energética demonstrou ser um grande desafio, principalmente devido à diversidade no contexto da estrutura governamental dos países. Esse trabalho se insere no contexto de avaliação de uma boa governança do setor elétrico para eficiência energética. O método proposto utiliza o alinhamento entre dois métodos de análise que se complementam. O primeiro considera a integração de agentes ações e instrumentos como requisito para a governaça para a resiliência urbana. O segundo é complementar, permitindo a identificação dos agentes, ações e instrumentos na governança da eficiência energética. Os resultados são analisados por meio do software Gephi, visando caracterizar as redes de interação. Como resultado o trabalho apresenta o mapeamento da rede de governança do setor de energia elétrica no Brasil entre ações, atores e instrumentos, e define diretrizes para o fortalecimento dessa governança. / This work has as premise to establish the relationship between the concepts of energy efficiency, governance and urban resilience, emphasizing the relation between energy efficiency and urban resilience. The fundamentals of the work consider the energy crisis through which the country passes, and the dialogue on climate change, the environment and sustainability. An alternative is to increase the efficiency of energy use, since it is very expensive to produce energy to waste it. In this context, the mapping of the governance of the electric energy sector in Brazil for energy efficiency was carried out. Defining a good governance in energy was such a big challenge, due to the diversity in the context of the governmental structure of the countries. This work is part of the evaluation of a good governance of the energy sector for the energy efficiency. The proposed method aligns two methods of analysis that complement each other. The first considers the integration of agents, actions and instruments as a requirement for the governance and urban resilience. The second is complementary, allowing the identification of the agents, actions and instruments in the energy efficiency governance. The results are analyzed through Gephi software, aiming to characterize the interactions among the networks. As a result, the paper presents the mapping of the governance of the electric power sector in Brazil among actions, actors and instruments, and sets guidelines for strengthening this governance.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Centro de Desenvolvimento Sustentável, Programa de Pós-Graduação em Desenvolvimento Sustentável, 2017. / Submitted by Raquel Almeida (raquel.df13@gmail.com) on 2017-12-04T18:52:01Z No. of bitstreams: 1 2017_MariaLuizaMachadoSantos.pdf: 1690754 bytes, checksum: b15679f4c309c39de0b7ceeae907d598 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br) on 2018-02-08T17:21:42Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2017_MariaLuizaMachadoSantos.pdf: 1690754 bytes, checksum: b15679f4c309c39de0b7ceeae907d598 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-02-08T17:21:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017_MariaLuizaMachadoSantos.pdf: 1690754 bytes, checksum: b15679f4c309c39de0b7ceeae907d598 (MD5) Previous issue date: 2018-02-08 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq). / O conceito de metabolismo urbano preconiza que as cidades sustentáveis devem implementar medidas de eficiência energética em seus fluxos diários. A mobilidade urbana sustentável surge como um elemento importante desse metabolismo, pois afeta diretamente dimensões importantes do desenvolvimento: o meio ambiente, a sociedade e a economia. Para isso, devem-se aumentar os investimentos no transporte coletivo e em transportes que fazem uso de energia limpa. Dessa forma, essa pesquisa teve como objetivo analisar estratégias de mobilidade urbana do Distrito Federal em termos de eficiência energética e emissões de gases de efeito estufa, utilizando avaliação de ciclo de vida (ACV), nos cenários de 2010 e 2020. Para tanto, foi elaborado o modelo de mobilidade urbana do DF com base nos cenários propostos pelo Plano Diretor de Transporte Urbano elaborado pelo Governo do Distrito Federal. Assim, foram analisados os níveis de eficiência energética e ambiental do sistema em termos de Potenciais de Aquecimento Global (GWP) e Demanda de Energia Primária (PED), comparando diferentes tipos de modais, e também entre transporte coletivo e individual. Os resultados indicam que há aumento do nível de emissões e da demanda de energia primária em todos os cenários, sendo necessária a verificação do nível de eficiência em termos de passageiros e distância percorrida. Em termos absolutos, enquanto no cenário Nada a Fazer 2010 são emitidos 0,82 milhões de kg de CO2 equivalente e transportados 501.465 passageiros, no cenário Nada a Fazer 2020, as emissões evoluem para 1,37 milhões de kg de CO2 equivalente, ao transportar 689.119 passageiros. Em termos relativos, o cenário de maior eficiência energética e ambiental é o cenário 2-2020, pois ao analisar pela quantidade de passageiros transportados, no cenário Nada a Fazer 2010, o ônibus alongado do DF emite 0,55 kg CO2-equiv. por passageiro e consome 7,19 MJ por passageiro, no cenário 2-2020 esse mesmo ônibus emite 0,25 kg de CO2-equiv. por passageiro e consome 3,53 MJ por passageiro. Já o automóvel no cenário Nada a Fazer 2010 emite 3,06 kg de CO2-equiv. por passageiro e consome 33,01 MJ, no cenário 2, emite 3,27 kg de CO2-equiv. por passageiro e consome 54,72 MJ. A conclusão é que se as melhorias propostas no transporte coletivo fossem realmente implementadas, poderia haver ganho de eficiência em termos de passageiros transportados, no entanto a alta representatividade do transporte individual acarreta em danos ambientais e energéticos bastantes severos, comprometendo todo o sistema de mobilidade urbana. / The concept of urban metabolism calls for sustainable cities to implement energy efficiency measures in their daily flows. Sustainable urban mobility emerges as an important element of this metabolism, as it directly affects important dimensions of development: the environment, society and the economy. To this end, investments in public transport and in transportation that use clean energy must be increased. The objective of this research was to analyze urban mobility strategies of the Federal District in terms of energy efficiency and greenhouse gas emissions, using life cycle assessment (LCA), in the scenarios of 2010 and 2020. Developed the model of urban mobility of the DF based on the scenarios proposed by the Urban Transport Master Plan prepared by the Federal District Government. Thus, we analyzed the energy and environmental efficiency levels of the system in terms of Global Warming Potentials (GWP) and Primary Energy Demand (PED), comparing different types of modes, as well as between collective and individual transport. The results indicate that there is an increase in the level of emissions and demand for primary energy in all scenarios, and it is necessary to verify the level of efficiency in terms of passengers and distance traveled. In absolute terms, while in the 2010 Nothing to Do scenario, emissions of 0.82 million kg of CO2 equivalent are emitted and 501,465 passengers are transported, in the scenario "Nothing to do 2020", emissions increase to 1.37 million kg of CO2 equivalent when transporting 689,119 passengers. In relative terms, the scenario of greater energy and environmental efficiency is scenario 2-2020, because when analyzing the number of passengers transported, in the Nothing to Do 2010 scenario, the DF long-distance bus emits 0.55 kg CO2-equiv. Per passenger and consumes 7.19 MJ per passenger, in scenario 2-2020 that same bus emits 0.25 kg of CO2-equiv. Per passenger and consumes 3.53 MJ per passenger. The car in the 2010 Nada a Fazer scenario emits 3.06 kg of CO2- equiv. Per passenger and consumes 33.01 MJ, in scenario 2, it emits 3.27 kg of CO2- equiv. Per passenger and consumes 54.72 MJ. The conclusion is that if the improvements proposed in collective transport were actually implemented, there could be efficiency gains in terms of passengers transported, however the high representativity of individual transport entails quite severe environmental and energy damages, compromising the entire urban mobility system.

Os sistemas de controle solar auxiliam no controle da radiação solar incidente no envoltório, e, de acordo com a NBR 15220-3, é recomendável seu uso para a zona bioclimática 3, na cidade de Porto Alegre. Assim, com a ação de retrofitting, é possível utilizar os sistemas de controle solar como modo de adaptar o envoltório das edificações ao clima local e aos padrões de consumo atuais. Dessa forma, o retrofitting do envoltório pode contribuir com a redução do consumo energético e a dependência de sistemas de refrigeração e aquecimento mecânico. Logo, o objetivo da dissertação é qualificar e quantificar energeticamente os sistemas de controle solar com vistas à redução do consumo energético nos ambientes construídos. Um estudo de caso foi realizado na cidade de Porto Alegre, onde um edifício foi selecionado perante um conjunto de edificações existentes. Com o auxílio de um método expedito de cálculo energético, foi realizada a avaliação energética do envoltório da edificação atual e do seu retrofitting proposto. A edificação passou de nível energético E para nível A, comprovando o êxito do estudo de retrofitting aplicado. A pesquisa concluiu que, alinhado com o encontrado na revisão da literatura, as edificações com grandes aberturas orientadas para oeste são um equívoco de projeto no clima de Porto Alegre e que as ações de retrofitting são uma alternativa de adaptação ao clima local, tornando os edifícios eficientes energeticamente. / Shading systems help to control the incident solar radiation on the envelope, and, according to NBR 15220-3, its use is recommended for the bioclimatic zone 3, in the city of Porto Alegre. Hence, with retrofitting, it is possible to use shading systems as a way of adapting the building envelope to the local climate and current consumption patterns. Thus, the retrofitting of the envelope can contribute to the reduction of the energy consumption and of the dependence on systems of refrigeration and mechanical heating. Therefore, the objective of this dissertation is to qualify and quantify the energy of shading systems in order to reduce energy consumption in built environments. Thus, a case study was conducted in the city of Porto Alegre, where a building was selected from a set of existing buildings. We performed an energetic evaluation of current envelope of buildings and its proposed retrofitting by using a facilitated method for energy calculation. The buildings moved from energy level E to level A, proving the success of the study on the applied retrofitting. We conclude that, as also shown in literature review; buildings with large openings oriented to the west in Porto Alegre are a design misconception due to the city’s climate. Thus, retrofitting actions are alternative ways to adapt to the local climate so that buildings are energy efficient.

A energia elétrica é fundamental para o desenvolvimento do saneamento básico, com este setor representando 2,40% do consumo de energia elétrica no Brasil no ano de 2015. No panorama atual buscar alternativas de eficiência energética é fundamental tanto para redução no consumo de energia, causando assim um menor impacto ambiental, como para a redução de custos para as empresas responsáveis pelo saneamento, melhorando assim seu desempenho. Neste contexto o objetivo deste trabalho foi a avaliação de uma técnica de eficiência energética em sistemas de bombeamento. Utilizou-se um inversor de frequência para variar a rotação do motor com o objetivo de reduzir a vazão em comparação ao uso de uma válvula controladora de vazão. A análise foi feita em um sistema de abastecimento de água no município de Palmas-TO onde um motor de 100 cv era acionado por uma chave soft starter. O estudo de caso monitorou a potência, vazão, pressão, volume de água bombeado e o consumo de energia do sistema em questão, e possibilitou comprovar a eficiência do uso do inversor de frequência visto que o houve um ganho representativo no rendimento do sistema, além de uma redução de aproximadamente 22% no consumo de energia após sua implementação. Conclui-se que em sistemas onde há restrição de vazão feitas por válvulas, há viabilidade econômica para aplicação de um inversor de frequência, e que o investimento necessário para essa alteração, retorna para o investidor por meio da economia com o consumo de energia elétrica. Para este caso foi calculado um pay back de 10 meses. / Electricity is primordial for basic sanitation development, and this sector was responsible for 2.4% of Brazilian energy consumption in 2015. In our recent scenario, seeking for more energetic efficient processes is mandatory for reducing the environmental impact as well as costs incurred from a lower energy consumption for companies responsible for public sanitation. The objective of this current study was the evaluation of energetic efficiency technique for pumping systems. A Variable Frequency Drive was installed to vary the engine rotation aiming to reduce the flow rate when compared to the standard usage of a flow control valve. The analysis was made on a system of water supply in the municipality of Palmas-TO where a 100hp motor was ignited by a soft starter. This study monitored the following parameters: power, flow rate, pressure, pumped water volume and system energy consumption; this allowed proving the efficiency of the usage of the variable frequency drive which increased the system yield as well as reduced energy consumption in approximately 22%. It was then concluded that on systems where there are flow rate restrictions by valves it is economically feasible to install a variable frequency drive and the payback for the initial investment will come in power savings, to the case in question the payback is 10 months.

Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica) - Centro Universitário da FEI, São Bernardo do Campo, 2014

Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica) - Centro Universitário da FEI, São Bernardo do Campo, 2015

Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica) - Centro Universitário FEI, São Bernardo do Campo, 2017.