Este estudo intitulado “Estudo do Potencial Hidrenergético do Rio Toropi” desenvolvido no Programa de Pós Graduação em Engenharia Mecânica (PROMEC) da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS) na área de Energia em parceria com a Universidade Federal de Santa Maria (UFSM) pelo curso de Engenharia Mecânica, teve como objetivo desenvolver o estudo hidrenergético do rio Toropi no trecho compreendido entre a Latitude Sul 29,333º e Longitude Oeste 54,003º e a Latitude Sul 29,479º e Longitude Oeste 54,167º. Buscando alcançar este objetivo esta pesquisa estrutura-se em três momentos: a) Levantamento dos possíveis locais com potencial para geração de energia. b) Escolha do ponto que apresentar as melhores características. c) Realização dos cálculos e desenhos preliminares para a implantação de uma Pequena Central Hidrelétrica. Assim sendo, a primeira parte desta pesquisa se constitui respaldada no estudo das cartas topográficas do Rio. Estas direcionaram a escolha dos pontos para análise, compreendidos no trecho que esta pesquisa elegeu para investigar. De posse das cartas, das fotos aéreas dos pontos selecionados do Rio e das imagens de satélite, optou-se pelo ponto de Latitude Sul 29º 22’ 54” e Longitude Oeste 54º 00’ 48”. Este foi eleito após a análise dos demais pontos selecionados embasada nos parâmetros que a Eletrobrás coloca como fatores a serem considerados fundamentais para a implantação de uma PCH, dentre os quais está o desnível do trecho. Após a conclusão desta etapa, este estudo direciona-se aos cálculos que visam dimensionar as características dos elementos que deverão constituir a PCH para este ponto deste Rio, os quais forneceram que neste ponto pode ser gerado 4MW de potência. São os dados fornecidos pelos cálculos que possibilitaram dar forma aos desenhos preliminares da PCH que poderá ser implantada no Rio Toropi. Dessa forma, além deste estudo ofertar uma planta preliminar de uma PCH para o Rio Toropi, ela ressalta que o modelo de casa de máquina aqui apresentado poderá ser utilizado em outros empreendimentos do mesmo porte. / This work, called “Hydro Energy Potential of Rio Toropi Study”, developed in Postgraduation in Mechanical Engineering Program of Federal University of Rio Grande do Sul (UFRGS) at energy area, in association with Federal University of Santa Maria (UFSM), by Mechanical Engineering course, has had as its objective to develop hydro energy study of Rio Toropi, between South Latitude 29,333º and West Longitude 54,003º and between South Latitude 29,479° and West Longitude 54,167º. Searching to reach this goal, this research has been structured around three moments: a) Taking stock possible sites which have potential to energy generation. b) Choosing the point which has the best feature. c) Making calculation and drawings preliminaries to accomplish a Small Central Hydroelectric Power Station. Thus, first part of this research constitutes itself, based on study of Rio Toropi topographic charts. Those have driven to choose points to be analyzed, covered by this study which elected them to be investigated. Having charts, aerial photographs of the selected points of Rio Toropi and satellite images, opts for South Latitude 29º 22’ 54” and West Longitude 54º 00’ 48” point. This point has been elected after analyzing all of the others points selected, based on parameters that Eletrobrás establishes as factors which must be considered as fundamental to accomplish a SCHPS, as no level points of the river. After the conclusion of this step, this study leads to calculations that aim to get dimension the characteristics of the elements which must constitute a SCHPS for the point in the river, which will provide the 4 MW power that can be generated by this point. The data provided by calculation will get possible to shape preliminary drawings of SCHPS that should be accomplished in Rio Toropi. Thus, this study provides a preliminary plant of SCHPS to Rio Toropi, in addiction it highlights the model of power plant here brought in, which could be utilized in another same size enterprising.

No sistema hidrotérmico de potência brasileiro predomina a utilização de fontes hidráulicas que correspondem à cerca de 92% da geração de energia. Assim, os reservatórios das usinas hidroelétricas assumem o importante papel de reguladores das vazões de muitos rios. O objetivo do controle de cheias é regular estas vazões evitando danos à própria usina, às regiões a jusante e às cidades ribeirinhas. As técnicas de controle de cheias em usinas hidroelétricas baseiam-se em alocação de volumes vazios nos reservatórios, os chamados volumes de espera, a fim de amortecer futuras cheias. Porém estas técnicas necessitam de profundos estudos e análises, pois a permanência destes volumes vazios prejudica a geração de energia. Neste trabalho faz-se o estudo de quatro metodologias para a alocação do volume de espera, algumas entre as mais utilizadas e outras inovadoras, as quais são: (i) Método da Curva Volume X Duração, o primeiro método aplicado no setor elétrico brasileiro; (ii) Método da Curva Volume X Duração por Janelas, que introduz o conceito de janelas aplicados ao método anterior; (iii) Método das Trajetórias Críticas, atualmente muito aplicado no setor elétrico brasileiro e que se baseia em um algoritmo recursivo; (iv) Método das Equações Diferencias Estocásticas, que modela a onda de cheia como um modelo de difusão de Markov. As metodologias são aplicadas a usinas hidroelétricas do Sistema Hidroelétrico Brasileiro e os resultados são comparados, considerando o impacto causado pela alocação dos volumes de espera à geração de energia. / In the Brazilian hydrothermal power system the use of hydropower corresponds to about 92% of the total energy generation. Hence the reservoirs of the hydroelectric power plants assume the important role of regulating the water flow of many rivers. The objective of flood control is to regulate the power plants releases preventing damages to the plants themselves, to downstream regions and to marginal cities. The food control techniques in hydroelectric power plants are based on the allocation of empty volumes in the reservoirs, in order to accommodate future water inflow peaks. As the maintenance of these empty volumes harms the energy generation, the techniques applied to their determination need careful studies and analyses. In this work four methodologies to specify the needed empty volumes are investigated: (i) Method of Curve Volume X Duration, the first method applied in the Brazilian Power System; (ii) Method of Curve Volume X Duration by Windows which applies the concept of time windows to the method (i); (iii) Method of the Critical Trajectories, currently very applied in the Brazilian Power System, which is based on a recursive algorithm; (iv) Method of the Stochastic Differentiate Equations which shapes the water inflows peaks as a Markov Diffusion Model. The methodologies are applied to hydroelectric plants of the Brazilian Hydroelectric System, determining different empty volumes. The impacts of these different empty volumes on the energy generation are evaluated throughout simulation studies.

Este estudo intitulado “Estudo do Potencial Hidrenergético do Rio Toropi” desenvolvido no Programa de Pós Graduação em Engenharia Mecânica (PROMEC) da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS) na área de Energia em parceria com a Universidade Federal de Santa Maria (UFSM) pelo curso de Engenharia Mecânica, teve como objetivo desenvolver o estudo hidrenergético do rio Toropi no trecho compreendido entre a Latitude Sul 29,333º e Longitude Oeste 54,003º e a Latitude Sul 29,479º e Longitude Oeste 54,167º. Buscando alcançar este objetivo esta pesquisa estrutura-se em três momentos: a) Levantamento dos possíveis locais com potencial para geração de energia. b) Escolha do ponto que apresentar as melhores características. c) Realização dos cálculos e desenhos preliminares para a implantação de uma Pequena Central Hidrelétrica. Assim sendo, a primeira parte desta pesquisa se constitui respaldada no estudo das cartas topográficas do Rio. Estas direcionaram a escolha dos pontos para análise, compreendidos no trecho que esta pesquisa elegeu para investigar. De posse das cartas, das fotos aéreas dos pontos selecionados do Rio e das imagens de satélite, optou-se pelo ponto de Latitude Sul 29º 22’ 54” e Longitude Oeste 54º 00’ 48”. Este foi eleito após a análise dos demais pontos selecionados embasada nos parâmetros que a Eletrobrás coloca como fatores a serem considerados fundamentais para a implantação de uma PCH, dentre os quais está o desnível do trecho. Após a conclusão desta etapa, este estudo direciona-se aos cálculos que visam dimensionar as características dos elementos que deverão constituir a PCH para este ponto deste Rio, os quais forneceram que neste ponto pode ser gerado 4MW de potência. São os dados fornecidos pelos cálculos que possibilitaram dar forma aos desenhos preliminares da PCH que poderá ser implantada no Rio Toropi. Dessa forma, além deste estudo ofertar uma planta preliminar de uma PCH para o Rio Toropi, ela ressalta que o modelo de casa de máquina aqui apresentado poderá ser utilizado em outros empreendimentos do mesmo porte. / This work, called “Hydro Energy Potential of Rio Toropi Study”, developed in Postgraduation in Mechanical Engineering Program of Federal University of Rio Grande do Sul (UFRGS) at energy area, in association with Federal University of Santa Maria (UFSM), by Mechanical Engineering course, has had as its objective to develop hydro energy study of Rio Toropi, between South Latitude 29,333º and West Longitude 54,003º and between South Latitude 29,479° and West Longitude 54,167º. Searching to reach this goal, this research has been structured around three moments: a) Taking stock possible sites which have potential to energy generation. b) Choosing the point which has the best feature. c) Making calculation and drawings preliminaries to accomplish a Small Central Hydroelectric Power Station. Thus, first part of this research constitutes itself, based on study of Rio Toropi topographic charts. Those have driven to choose points to be analyzed, covered by this study which elected them to be investigated. Having charts, aerial photographs of the selected points of Rio Toropi and satellite images, opts for South Latitude 29º 22’ 54” and West Longitude 54º 00’ 48” point. This point has been elected after analyzing all of the others points selected, based on parameters that Eletrobrás establishes as factors which must be considered as fundamental to accomplish a SCHPS, as no level points of the river. After the conclusion of this step, this study leads to calculations that aim to get dimension the characteristics of the elements which must constitute a SCHPS for the point in the river, which will provide the 4 MW power that can be generated by this point. The data provided by calculation will get possible to shape preliminary drawings of SCHPS that should be accomplished in Rio Toropi. Thus, this study provides a preliminary plant of SCHPS to Rio Toropi, in addiction it highlights the model of power plant here brought in, which could be utilized in another same size enterprising.

Orientador: Sergio Valdir Bajay / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica / Made available in DSpace on 2018-07-20T21:47:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silva_ValdenbergAraujoda_D.pdf: 5657936 bytes, checksum: 05e29cdf0014631b47f1e5007fc2cee0 (MD5) Previous issue date: 1995 / Resumo: Desenvolveu-se, neste trabalho, uma nova abordagem para o problema da expansão conjunta da geração e transmissão de energia elétrica em sistemas hidrotérmicos de potência. O objetivo é determinar a capacidade das usinas candidatas que entrarão no sistema, a data de entrada em operação das unidades geradoras, o seu nível de operação, as novas linhas de transmissão e seu nível de tensão, bem como os corredores para a sua instalação. A modelagem proposta torna o método de Benders atraente para a resolução do problema, pois a peculiaridade da formulação permite decompor o problema original em subproblemas menores e esses, por sua vez, em outros subproblemas menores ainda, desacoplados entre si. No subproblema de operação do parque gerador propõe-se um tratamento probabilístico para a estocasticidade das vazões afluentes aos reservatórios das usinas hidroelétricas. Na modelagem em questão incluiu-se, ainda, aquelas incertezas às quais não se pode associar probabilidades, como as incertezas sobre a evolução do mercado e as incertezas no custo das obras. A inclusão desses elementos possibilita a obtenção de estratégias de expansão flexíveis, que facilmente permitiram correções de rumo e que não são usualmente produzidas com as metodologias tradicionais de planejamento da expansão do setor elétrico. Metodologias como a desenvolvida nesta tese para o planejamento da expansão dos sistemas elétricos deverão ser adotadas nos próximos anos pelo setor elétrico brasileiro, pois somente assim poder-se-á obter soluções mais baratas e confiáveis, do ponto de vista de garantia do suprimento, dadas as enormes incertezas que hoje permeiam o processo de planejamento neste setor. Estas incertezas resultam do esgotamento do atual modelo institucional e financeiro do setor no país e o surgimento de novos "atores", como os produtores independentes e autoprodutores com venda de energia excedente, e novos arranjos contratuais, como os regulamentando o "aluguel" de linhas de transmissão e distribuição ou definindo os termos das compras de mercados "spot" e de "futuros", na busca de uma ainda mal compreendida "nova ordem", mais competitiva, no setor, conforme discutido sinteticamente em um dos capítulos desta tese. Além disso, a otimização conjunta das expansões do parque gerador e da rede de transmissão e a simulação individualizada da operação dos reservatórios das usinas hidroelétricas, conforme proposto nesta tese, serão essenciais na nova estrutura, bem mais descentralizada, do planejamento do setor no país. A coordenação "central" do planejamento setorial será essencialmente de caráter / Abstract: A new approach is developed in this work for the joint generationltransmission expansion planning of hydrothermal electric power systems. The goal is to determine the generating capacity of the candidate plants, the commissioning dates of their generating units, their production scheduling, the new transmission lines and their voltage levels, as well as the power corridors to house them. The proposed modeling makes attractive the use of the Benders method to solve the problem, since the later can be decomposed in smaller subproblems, that, in turn, can be divided in even smaller ones, uncoupled among them. In the generators schedulling subproblem a probabilisticcalculation is put forward to take care for the stochastic nature of the hydro power plant reservois inflows. In such a modeling, those uncertainties which probabilities can not be associated to, such as the uncertainties about the market evolution and those related to the plants costs, are included too. Dealing with them allows the obtention of flexible expansion strategies, easy to modify later, whenever necessary; usually they are not produced by the power sector traditional expansion planning tools. Methodologies such as the proposed in this thesis for the joint expansion planning of the generation and transmission systems should be adopted by the Brazilian electric power sector in the next years, since this is the only way to arrive at cheap and reliable, in terms of power supply, solutions in the highly uncertain planning environrnent found in the sector today.These uncertainties accrue ttom the exhaustion of the current institutional and finantial model of the sector in the country and the upsurge of the new "actors", as the independent producers and the selfproducers selling surplus power, and new types of contracts, such as those regulating the "wheeling" of power transmission and distribution lines or defining the terms of the spot market purchase, in the search of a still badly undesrtood new, more competitive, "order" for this sector, as sintheticaly discussed in one of the chapters of this thesis. Furthemore, the joint expansion optimization of the power stations and the transmission grid and the individualsimulationof the operation of each hydro plant reservoi, as proposed in this thesis, will be essential in the more descentralized planning structure for the sector in the country. a "central" coordination of this planning will be essentially indicative, defining "therms of reference" for the negotiations among companies and providing technical subsidies for the governrnent regulating bodies for the sector / Doutorado / Automação / Doutor em Engenharia Elétrica

Orientador: Paulo Sergio Franco Barbosa / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil / Made available in DSpace on 2018-07-22T14:21:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Francato_AlbertoLuiz_M.pdf: 8720491 bytes, checksum: e275f78e3362a1653b65a6287f0ca43c (MD5) Previous issue date: 1997 / Mestrado

O campo magnético estabelecido no entreferro das máquinas síncronas é responsável pela transmissão do torque e potência desejados, porém é também precursor de forças radiais inerentes. Tais forças combinadas à resposta dinâmica do sistema mecânico podem resultar em vibração excessiva do núcleo do estator, o que em geral é indesejável devido a eventuais danos e redução de vida útil decorrentes. Este trabalho tem como objetivo principal desenvolver modelos e simulações focados nas forças eletromagnéticas atuantes no núcleo do estator de tal forma que estes possam contribuir para compreensão global dos fenômenos envolvidos bem como para refinamento de resultados já conhecidos. De forma complementar, modelos mecânicos analíticos do núcleo do estator existentes na literatura serão explorados com a finalidade de, em conjunto com as forças eletromagnéticas encontradas, se obter o comportamento vibracional global da estrutura do núcleo do estator. Validação experimental dos resultados também é discutida com base em ensaios em duas máquinas reais. / The magnetic field established in the airgap of a synchronous machine is responsible for the desired torque and power transmission; however it is also precursor of inherent radial forces. Such forces combined to the dynamic response of the mechanical system can result in excessive stator core vibration, what is in general undesirable due to eventual damages and life span reduction. This work has the main objective of developing models and simulations focused on the electromagnetic forces acting on the stator core in such a way that they can contribute for the global comprehension of involved phenomena as well as for the refinement of already known results. Complementarily, analytical mechanical models of the stator core available in the literature will be explored with the goal of, in conjunction with the obtained electromagnetic forces, deriving the global vibrational behavior of the stator core structure. Experimental validation of results is also discussed based on tests performed in two real machines.

Em um cenário de crescente demanda por energia elétrica e em face da possibilidade de crise energética, tem aumentado o incentivo à exploração dos potenciais hidráulicos por meio de Pequenas Centrais Hidrelétricas (PCHs), por representar uma fonte renovável e alternativa de geração elétrica. A construção e operação dos empreendimentos hidrelétricos requerem aprovação técnica pelos procedimentos de licenciamento ambiental, outorga de direito de uso de recursos hídricos e outorga de autorização de exploração do potencial hidráulico. Deste modo, o presente estudo teve por escopo reunir informações sobre tais procedimentos, a fim de identificar seus principais pontos críticos e conflitantes no decorrer de cada processo. A fim de alcançar o objetivo proposto a metodologia foi dividida em três etapas: a) levantamento do estado da arte dos procedimentos necessários à implantação de PCHs (marco legal e institucional, além da análise de trabalhos semelhantes ao tema em estudo); b) realização de entrevistas com atores sociais interessados e, c) análise de estudo de caso. Com o desenvolvimento desta pesquisa foi possível identificar os maiores conflitos relacionados aos procedimentos que envolvem a construção de PCHs no estado do Tocantins. Os resultados gerados indicam que as maiores barreiras são: (i) a demora na emissão das licenças ambientais (LP, LI, LO); (ii) a baixa qualidade dos estudos apresentados pelos responsáveis técnicos (EIA/RIMA, Estudo de Inventários); (iii) a não efetividade e a alta rotatividade dos técnicos responsáveis pelos processos; (iv) a falta de aperfeiçoamento na articulação entre os órgãos institucionais responsáveis pela execução da política de meio ambiente, recursos hídricos e energética; (v) a ausência de comunicação adequada com a comunidade local da bacia sobre os impactos e benefícios dos empreendimentos hidrelétricos; (vi) a isenção do pagamento de compensação financeira pelos aproveitamentos hidrelétricos na modalidade de PCHs; (vii) as análises por projeto desconsiderando as relações entre os impactos ambientais em uma região de cascata de PCHs. Considerando os resultados obtidos foi possível concluir que: embora o Brasil e o Tocantins disponham de um amplo arcabouço legal, que vem evoluindo constantemente, os procedimentos para construção das PCHs ainda precisam se aperfeiçoar, uma vez que os setores envolvidos carecem de investimentos em infraestrutura organizacional, tecnológica e principalmente na capacitação profissional. / In a scenario of increasing demand for electricity and given the possibility of an energy crisis, has increased the incentive to exploit the hydroelectric potential through Small Hydro Power (SHP), as it represents an alternative and renewable source of electricity generation. The construction and operation of hydropower projects require technical approval by the environmental licensing procedures, granting the right to use water resources and the authorization to exploit the hydroelectric potential. Thus, the scope of this study was to gather information about such procedures in order to identify the most critical and conflicting points throughout each case. To achieve the proposed objective methodology has been divided into three stages: a) lifting of the state of the art of the procedures for implementation of SHP (legal and institutional framework, along with analysis of similar theme in the study), b) holding interviews with social actors and stakeholders, c) analysis of case study. With the development of this research was possible to identify the largest dificulties related to procedures that involve the construction of small hydropower plants in Tocantins state. The results generated indicate that the major barriers are: (i) the delay in issuing environmental permits (LP, LI, LO), (ii) the low quality of studies submitted by the responsible technical (EIA / RIMA , Study of Inventories), (iii) the not-effectiveness and high turnover of analysts responsible for the processes, (iv) the lack of improvement in the interaction between the institutional bodies responsible for implementing environmental policy, water resources and energy, (v) the absence adequate of communication with local communities in the basin on the impacts and benefits of hydropower projects, (vi) exemption from payment of financial compensation for hydroelectric projects in the form of SHP, (vii) the analysis per project disregarding the relationship between the environmental impacts in a region of cascade SHP. Considering the results we conclude that although Brazil and Tocantins have a broad legal framework that has been evolving constantly, the procedures for construction of small hydropower units have yet to be perfected, since the involved sectors need more investment in organizational infrastructure, especially in technological and professional training.

Em um cenário de crescente demanda por energia elétrica e em face da possibilidade de crise energética, tem aumentado o incentivo à exploração dos potenciais hidráulicos por meio de Pequenas Centrais Hidrelétricas (PCHs), por representar uma fonte renovável e alternativa de geração elétrica. A construção e operação dos empreendimentos hidrelétricos requerem aprovação técnica pelos procedimentos de licenciamento ambiental, outorga de direito de uso de recursos hídricos e outorga de autorização de exploração do potencial hidráulico. Deste modo, o presente estudo teve por escopo reunir informações sobre tais procedimentos, a fim de identificar seus principais pontos críticos e conflitantes no decorrer de cada processo. A fim de alcançar o objetivo proposto a metodologia foi dividida em três etapas: a) levantamento do estado da arte dos procedimentos necessários à implantação de PCHs (marco legal e institucional, além da análise de trabalhos semelhantes ao tema em estudo); b) realização de entrevistas com atores sociais interessados e, c) análise de estudo de caso. Com o desenvolvimento desta pesquisa foi possível identificar os maiores conflitos relacionados aos procedimentos que envolvem a construção de PCHs no estado do Tocantins. Os resultados gerados indicam que as maiores barreiras são: (i) a demora na emissão das licenças ambientais (LP, LI, LO); (ii) a baixa qualidade dos estudos apresentados pelos responsáveis técnicos (EIA/RIMA, Estudo de Inventários); (iii) a não efetividade e a alta rotatividade dos técnicos responsáveis pelos processos; (iv) a falta de aperfeiçoamento na articulação entre os órgãos institucionais responsáveis pela execução da política de meio ambiente, recursos hídricos e energética; (v) a ausência de comunicação adequada com a comunidade local da bacia sobre os impactos e benefícios dos empreendimentos hidrelétricos; (vi) a isenção do pagamento de compensação financeira pelos aproveitamentos hidrelétricos na modalidade de PCHs; (vii) as análises por projeto desconsiderando as relações entre os impactos ambientais em uma região de cascata de PCHs. Considerando os resultados obtidos foi possível concluir que: embora o Brasil e o Tocantins disponham de um amplo arcabouço legal, que vem evoluindo constantemente, os procedimentos para construção das PCHs ainda precisam se aperfeiçoar, uma vez que os setores envolvidos carecem de investimentos em infraestrutura organizacional, tecnológica e principalmente na capacitação profissional. / In a scenario of increasing demand for electricity and given the possibility of an energy crisis, has increased the incentive to exploit the hydroelectric potential through Small Hydro Power (SHP), as it represents an alternative and renewable source of electricity generation. The construction and operation of hydropower projects require technical approval by the environmental licensing procedures, granting the right to use water resources and the authorization to exploit the hydroelectric potential. Thus, the scope of this study was to gather information about such procedures in order to identify the most critical and conflicting points throughout each case. To achieve the proposed objective methodology has been divided into three stages: a) lifting of the state of the art of the procedures for implementation of SHP (legal and institutional framework, along with analysis of similar theme in the study), b) holding interviews with social actors and stakeholders, c) analysis of case study. With the development of this research was possible to identify the largest dificulties related to procedures that involve the construction of small hydropower plants in Tocantins state. The results generated indicate that the major barriers are: (i) the delay in issuing environmental permits (LP, LI, LO), (ii) the low quality of studies submitted by the responsible technical (EIA / RIMA , Study of Inventories), (iii) the not-effectiveness and high turnover of analysts responsible for the processes, (iv) the lack of improvement in the interaction between the institutional bodies responsible for implementing environmental policy, water resources and energy, (v) the absence adequate of communication with local communities in the basin on the impacts and benefits of hydropower projects, (vi) exemption from payment of financial compensation for hydroelectric projects in the form of SHP, (vii) the analysis per project disregarding the relationship between the environmental impacts in a region of cascade SHP. Considering the results we conclude that although Brazil and Tocantins have a broad legal framework that has been evolving constantly, the procedures for construction of small hydropower units have yet to be perfected, since the involved sectors need more investment in organizational infrastructure, especially in technological and professional training.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:27:15Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2008-09-05Bitstream added on 2014-06-13T20:55:57Z : No. of bitstreams: 1 almeida_fcl_me_ilha.pdf: 3597520 bytes, checksum: 3503cdbcd54e460db80583534b7d06dd (MD5) / Neste trabalho se apresenta uma técnica de redução de dados para monitoração e diagnóstico automático de grupos geradores hidroelétricos com base na análise de vibrações, utilizando redes neurais artificiais. Os sinais de vibração são processados numericamente para se obter um espectro normalizado com no máximo doze freqüências, especialmente determinadas para cada máquina em particular, de tal forma a torná-lo representativo da condição da máquina. A definição das bandas de freqüência a serem usadas no processamento desse espectro especial é feita para cada equipamento a ser monitorado com auxílio de um ambiente computacional desenvolvido e apresentado neste trabalho. Um programa protótipo de monitoração baseado nestas técnicas foi desenvolvido e é apresentado com uso de exemplos de aplicação. / In this work a data reduction technique based on vibration analysis that can be applied to both monitoring and automatic diagnosis of rotating machineries together with use of neural networks is presented. Vibration signals are processed to obtain a normalized spectrum with up to 12 frequency bands that should be defined for each particular machine. In this manner this special spectrum can become representative of the machine’s working condition. The definition of the spectrum’s bands that will be used in data processing is carried out for each machine by use of a computational environment that has been developed. This environment is also shown in this work. A prototype monitoring program based in this technique also has been developed and its application is highlighted with examples.

Em um cenário de crescente demanda por energia elétrica e em face da possibilidade de crise energética, tem aumentado o incentivo à exploração dos potenciais hidráulicos por meio de Pequenas Centrais Hidrelétricas (PCHs), por representar uma fonte renovável e alternativa de geração elétrica. A construção e operação dos empreendimentos hidrelétricos requerem aprovação técnica pelos procedimentos de licenciamento ambiental, outorga de direito de uso de recursos hídricos e outorga de autorização de exploração do potencial hidráulico. Deste modo, o presente estudo teve por escopo reunir informações sobre tais procedimentos, a fim de identificar seus principais pontos críticos e conflitantes no decorrer de cada processo. A fim de alcançar o objetivo proposto a metodologia foi dividida em três etapas: a) levantamento do estado da arte dos procedimentos necessários à implantação de PCHs (marco legal e institucional, além da análise de trabalhos semelhantes ao tema em estudo); b) realização de entrevistas com atores sociais interessados e, c) análise de estudo de caso. Com o desenvolvimento desta pesquisa foi possível identificar os maiores conflitos relacionados aos procedimentos que envolvem a construção de PCHs no estado do Tocantins. Os resultados gerados indicam que as maiores barreiras são: (i) a demora na emissão das licenças ambientais (LP, LI, LO); (ii) a baixa qualidade dos estudos apresentados pelos responsáveis técnicos (EIA/RIMA, Estudo de Inventários); (iii) a não efetividade e a alta rotatividade dos técnicos responsáveis pelos processos; (iv) a falta de aperfeiçoamento na articulação entre os órgãos institucionais responsáveis pela execução da política de meio ambiente, recursos hídricos e energética; (v) a ausência de comunicação adequada com a comunidade local da bacia sobre os impactos e benefícios dos empreendimentos hidrelétricos; (vi) a isenção do pagamento de compensação financeira pelos aproveitamentos hidrelétricos na modalidade de PCHs; (vii) as análises por projeto desconsiderando as relações entre os impactos ambientais em uma região de cascata de PCHs. Considerando os resultados obtidos foi possível concluir que: embora o Brasil e o Tocantins disponham de um amplo arcabouço legal, que vem evoluindo constantemente, os procedimentos para construção das PCHs ainda precisam se aperfeiçoar, uma vez que os setores envolvidos carecem de investimentos em infraestrutura organizacional, tecnológica e principalmente na capacitação profissional. / In a scenario of increasing demand for electricity and given the possibility of an energy crisis, has increased the incentive to exploit the hydroelectric potential through Small Hydro Power (SHP), as it represents an alternative and renewable source of electricity generation. The construction and operation of hydropower projects require technical approval by the environmental licensing procedures, granting the right to use water resources and the authorization to exploit the hydroelectric potential. Thus, the scope of this study was to gather information about such procedures in order to identify the most critical and conflicting points throughout each case. To achieve the proposed objective methodology has been divided into three stages: a) lifting of the state of the art of the procedures for implementation of SHP (legal and institutional framework, along with analysis of similar theme in the study), b) holding interviews with social actors and stakeholders, c) analysis of case study. With the development of this research was possible to identify the largest dificulties related to procedures that involve the construction of small hydropower plants in Tocantins state. The results generated indicate that the major barriers are: (i) the delay in issuing environmental permits (LP, LI, LO), (ii) the low quality of studies submitted by the responsible technical (EIA / RIMA , Study of Inventories), (iii) the not-effectiveness and high turnover of analysts responsible for the processes, (iv) the lack of improvement in the interaction between the institutional bodies responsible for implementing environmental policy, water resources and energy, (v) the absence adequate of communication with local communities in the basin on the impacts and benefits of hydropower projects, (vi) exemption from payment of financial compensation for hydroelectric projects in the form of SHP, (vii) the analysis per project disregarding the relationship between the environmental impacts in a region of cascade SHP. Considering the results we conclude that although Brazil and Tocantins have a broad legal framework that has been evolving constantly, the procedures for construction of small hydropower units have yet to be perfected, since the involved sectors need more investment in organizational infrastructure, especially in technological and professional training.