O objetivo geral desta dissertação é aplicar a metodologia de Planejamento Integrado de Recursos para o sistema elétrico da Nicarágua, analisando o período entre 2013-2030. Na primeira parte, são apresentadas características do sistema elétrico e a necessidade da aplicação do PIR. Na segunda parte, são avaliados três programas de eficiência energética em andamento: substituição de dois milhões de lâmpadas incandescentes por fluorescente compacta, substituição de lâmpadas de vapor de mercúrio por vapor de sódio na iluminação pública e substituição de 20.000 lâmpadas T12 por T8 e T5 no setor público. Cada um desses programas foi avaliado em comparação com o uso da tecnologia LED disponível. Além disso, foram avaliadas as opções de oferta, empregando curvas de seleção e a curva de duração de carga. Foi incluída uma avaliação de sistemas fotovoltaicos ligados à rede, para o setor residencial, como opção de geração distribuída. Finalmente, os programas de eficiência energética são integrados com as ofertas de geração através de índices como o Fator de Carga da Conservação (FCC). / The main objective of this dissertation is to apply the methodology of Integrated Resource Planning (IRP) for the electric system of Nicaragua. Period 2013-2030. In the first part, some characteristics of the electrical system and the need for implementation of IRP are presented. In the second part, 3 ongoing energy efficiency programs are assessed: replacing of 2 million incandescent bulbs with Compact Fluorescent Lamps, mercury vapor lamps by sodium vapor lamps for street lighting and replacing 20,000 T12 lamps with T8 and T5 in the public sector. Each of these programs was evaluated by comparing with the available LED technology. Moreover, the supply options were evaluated using screening curves and the load duration curve. An evaluation of PV grid connected systems for residential sector was included. Finally, energy efficiency programs are integrated with supply options trough merit figures as the Conservation Load Factor (CLF).

O objetivo do trabalho é avaliar os recursos energéticos eólico, solar e biocombustíveis disponíveis na Região Administrativa de Araçatuba, através da metodologia de Planejamento Integrado de Recursos Energéticos, que busca sistematizar e qualificar os impactos inerentes à utilização energética integrando a oferta e a demanda e buscando o menor custo completo considerando as características de cada recurso energético nas dimensões ambiental, social, política e técnico-econômica. Trabalhando com a Previsão de Demanda para os cenários energéticos Tendencial, Sustentável, Otimista e Sustentável-Primoroso para a integração dos Recursos energéticos ao longo do Tempo e considerando os Vigilantes do Mapeamento Energoambiental, buscando o atendimento de demanda local e de exportação de energia. Permitindo assim concluir que os recursos energéticos considerados poderão atender os requerimentos da demanda em todos os cenários, porém com a possibilidade de esgotamento em determinados cenários com horizonte de planejamento maiores que 30 anos. / The aims of this work is to evaluate the wind power, solar energy resources and biofuels available in Araçatuba through integrated resources planning methodology, which seeks to systemize and qualify the impacts associated with the use of energy by integrating supply and demand and seeking the lowest full-cost recital characteristics of each energy resource in environmental, social, political and technical-economic dimensions. Working with the demand forecast for trend, sustainable energy scenarios, optimistic and sustainable-prime as a PIN for the integration of energy resources over time, and considering the vigilant of Energy-environmental parameters, fetching mapping meeting local demand and export of energy. Thus conclude that the energy resources considered may meet the requirements of demand in all scenarios, but with the possibility of exhaustion in certain scenarios with planning horizon larger than 30 years.

O objetivo do trabalho é apresentar a metodologia de Integração de recursos energéticos para o modelo de planejamento integrado de recursos energéticos desenvolvido na USP - PIRnaUSP - considerando os vigilantes e os delimitadores de pontencial dos recursos energéticos para o desenvolvimento sustentável ao longo do horizonte de planejamento aplicando a interação projetada com o ambiente pelo Mapeamento Energoambiental, trazendo a leitura do Cômputo e Valoração do Potencial completo, a Caracterização dos recursos energéticos, o Ranqueamento e a previsão de demanda a partir de cenários. Sendo analisado o estudo de caso projetado da Região Administrativa de Araçatuba - RAA - Caracterizada previamente em projeto de pesquisa financiado pela FAPESP e com resultados projetados ao momento da realização deste trabalho e magnificado o período de projeção para observar 5 anos intermediários. Com resultados de aplicação da Integração de Recursos Energéticos com a consideração dos vigilantes e Delimitadores de Potencial Energético, que são as mesmas informações - ou índices- sob a perspectiva dos recursos no caso dos Vigilantes e do Mapeamento, no caso dos DPE. Sendo a nomenclatura devido à delimitação do potencial real e efetivo do recurso energético possível de ser utilizada, para os DPEs e a constante vigilância em se obter o melhor pool de recursos integrados no tempo verificando-se as premissas do PIR e o desenvolvimento sustentável. Apresentado a limitação de alguns recursos e o rearranjo do aproveitamento, a partir do ranqueamento para o atendimento ao longo do horizonte de planejamento de forma satisfatória energeticamente e com o atendimento aos requisitos para o desenvolvimento sustentável. / The aim of the work is to present a methodology of energy resources Integration for the model of integrated energy resources planning developed at USP - PIRnaUSP - considering the vigilantes and delimiters of energy resources potential for sustainable development throughout the planning horizon applying the interaction projected with the environment by the Environmental-Energy Mapping, bringing the reading of the Computing and Valuation of the full Potential, the Characterization of the energy resources, the Ranking and the forecast of demand from scenarios. Being the analyzed case study of the Administrative Region of Araçatuba - RAA - previously characterized in research project granted by FAPESP and with projected results at the time of the work accomplishment and magnifying the period of projection to observe 5 intermediate years. With results of the application of the Energy Resources Integration with the consideration of the Vigilants and Energetic Potential Delimiters, which are the same information - or indexes - from the perspective of the resources in the case of the Vigilantes and the Mapping, in the case of the DPE. The nomenclature is due to the delimitation of the real and effective potential of the energy resource that can be used, to the DPEs and the constant vigilance in obtaining the best pool of resources integrated in the time, verifying the premises of the RIP and the sustainable development. Presented the limitation of some resources and the rearrangement of the utilization, from the ranking for the service along the planning horizon in a satisfactory way energetically and with the fulfillment of the requirements for the sustainable development.

Este trabalho propõe um modelo de Integração de Recursos fornecendo com isso um instrumento metodológico para um Planejamento Energético Sustentável, neste caso, o Planejamento Integrado de Recursos - PIR. Nele, os aspectos econômico, social e ambiental da disponibilização de energia são tratados de forma integrada e a priori, diferentemente do processo tradicional de planejamento, onde estes são elementos anexos, considerados como impactos a serem gerenciados a posteriori. Neste contexto este trabalho propõe um modelo para tratamento dos elementos do Planejamento Integrado de Recursos Energéticos: - Conhecimento abrangente da localidade a ser atendida ou afetada pela alternativa energética. - Participação ampla da sociedade ou Envolvidos-Interessados. - Consideração de todas as possibilidades tecnológicas e energéticas segundo uma caracterização Técnica, Econômica, Social e ambiental das mesmas. - Avaliação e classificação das alternativas energéticas a partir das dimensões técnica, econômica, social e ambiental, através da Avaliação dos Custos Completos. - Busca do menor custo completo. - Processo Iterativo onde decisões de um momento afetam as escolhas do momento seguinte. Estes elementos, por si só já representam uma expansão das áreas de ação de aspectos usualmente considerados no Planejamento Integrado de Recursos - PIR. Além disso, introduzem enfoques integrados e inovações de grande impacto para um Planejamento Energético Sustentável, como édemonstrado do Estudo de Caso para uma pequena comunidade na região amazônica. Dessa forma, a Integração de Recursos se mostra capaz de instrumentalizar metodologicamente o PIR facilitando o processo de tomada de decisão / This work proposes a Resources Integration Model as a methodological tool for a Sustainable Energy Planning, in this case, the Integrated Resources Planning - IRP. Economical, social and environmental aspects of the energy chain, from production to end uses are considered in a integrated way, since the beginning of the project, differently from the traditional planning process, in which these elements are usually managed separately. Within this context, this work proposes a model to approach the following elements for an Integrated Energy Resources Planning: - Full understanding of the place to be assisted or affected by the energy alternatives. - Wide society participation - Interested-Involved. - Consideration of all possible energy technologies and forms, with identification of their technical, economical, social and environmental aspects. - Evaluation and classification of the energy alternatives taking into account all technical, economical, social and environmental dimensions by using the Full Cost Account method. - Search for the smallest full cost. - Utilization of an iterative process, in which decisions in a moment affect the choices in the next moment. These elements by themselves represent an expansion of usual areas of the Integrated Resources Planning - IRP. Besides, they introduce an integrated view and innovations that largely impact the processes for a Sustainable Energy Planning, as shown in the case study for a small community in the Amazonian region. Then, the Integration Resources is able to instrumentalize the IRP facilitating the decision taking process.

O objetivo do trabalho é avaliar os recursos energéticos eólico, solar e biocombustíveis disponíveis na Região Administrativa de Araçatuba, através da metodologia de Planejamento Integrado de Recursos Energéticos, que busca sistematizar e qualificar os impactos inerentes à utilização energética integrando a oferta e a demanda e buscando o menor custo completo considerando as características de cada recurso energético nas dimensões ambiental, social, política e técnico-econômica. Trabalhando com a Previsão de Demanda para os cenários energéticos Tendencial, Sustentável, Otimista e Sustentável-Primoroso para a integração dos Recursos energéticos ao longo do Tempo e considerando os Vigilantes do Mapeamento Energoambiental, buscando o atendimento de demanda local e de exportação de energia. Permitindo assim concluir que os recursos energéticos considerados poderão atender os requerimentos da demanda em todos os cenários, porém com a possibilidade de esgotamento em determinados cenários com horizonte de planejamento maiores que 30 anos. / The aims of this work is to evaluate the wind power, solar energy resources and biofuels available in Araçatuba through integrated resources planning methodology, which seeks to systemize and qualify the impacts associated with the use of energy by integrating supply and demand and seeking the lowest full-cost recital characteristics of each energy resource in environmental, social, political and technical-economic dimensions. Working with the demand forecast for trend, sustainable energy scenarios, optimistic and sustainable-prime as a PIN for the integration of energy resources over time, and considering the vigilant of Energy-environmental parameters, fetching mapping meeting local demand and export of energy. Thus conclude that the energy resources considered may meet the requirements of demand in all scenarios, but with the possibility of exhaustion in certain scenarios with planning horizon larger than 30 years.

Este trabalho propõe um modelo de Integração de Recursos fornecendo com isso um instrumento metodológico para um Planejamento Energético Sustentável, neste caso, o Planejamento Integrado de Recursos - PIR. Nele, os aspectos econômico, social e ambiental da disponibilização de energia são tratados de forma integrada e a priori, diferentemente do processo tradicional de planejamento, onde estes são elementos anexos, considerados como impactos a serem gerenciados a posteriori. Neste contexto este trabalho propõe um modelo para tratamento dos elementos do Planejamento Integrado de Recursos Energéticos: - Conhecimento abrangente da localidade a ser atendida ou afetada pela alternativa energética. - Participação ampla da sociedade ou Envolvidos-Interessados. - Consideração de todas as possibilidades tecnológicas e energéticas segundo uma caracterização Técnica, Econômica, Social e ambiental das mesmas. - Avaliação e classificação das alternativas energéticas a partir das dimensões técnica, econômica, social e ambiental, através da Avaliação dos Custos Completos. - Busca do menor custo completo. - Processo Iterativo onde decisões de um momento afetam as escolhas do momento seguinte. Estes elementos, por si só já representam uma expansão das áreas de ação de aspectos usualmente considerados no Planejamento Integrado de Recursos - PIR. Além disso, introduzem enfoques integrados e inovações de grande impacto para um Planejamento Energético Sustentável, como édemonstrado do Estudo de Caso para uma pequena comunidade na região amazônica. Dessa forma, a Integração de Recursos se mostra capaz de instrumentalizar metodologicamente o PIR facilitando o processo de tomada de decisão / This work proposes a Resources Integration Model as a methodological tool for a Sustainable Energy Planning, in this case, the Integrated Resources Planning - IRP. Economical, social and environmental aspects of the energy chain, from production to end uses are considered in a integrated way, since the beginning of the project, differently from the traditional planning process, in which these elements are usually managed separately. Within this context, this work proposes a model to approach the following elements for an Integrated Energy Resources Planning: - Full understanding of the place to be assisted or affected by the energy alternatives. - Wide society participation - Interested-Involved. - Consideration of all possible energy technologies and forms, with identification of their technical, economical, social and environmental aspects. - Evaluation and classification of the energy alternatives taking into account all technical, economical, social and environmental dimensions by using the Full Cost Account method. - Search for the smallest full cost. - Utilization of an iterative process, in which decisions in a moment affect the choices in the next moment. These elements by themselves represent an expansion of usual areas of the Integrated Resources Planning - IRP. Besides, they introduce an integrated view and innovations that largely impact the processes for a Sustainable Energy Planning, as shown in the case study for a small community in the Amazonian region. Then, the Integration Resources is able to instrumentalize the IRP facilitating the decision taking process.

O objetivo geral desta dissertação é aplicar a metodologia de Planejamento Integrado de Recursos para o sistema elétrico da Nicarágua, analisando o período entre 2013-2030. Na primeira parte, são apresentadas características do sistema elétrico e a necessidade da aplicação do PIR. Na segunda parte, são avaliados três programas de eficiência energética em andamento: substituição de dois milhões de lâmpadas incandescentes por fluorescente compacta, substituição de lâmpadas de vapor de mercúrio por vapor de sódio na iluminação pública e substituição de 20.000 lâmpadas T12 por T8 e T5 no setor público. Cada um desses programas foi avaliado em comparação com o uso da tecnologia LED disponível. Além disso, foram avaliadas as opções de oferta, empregando curvas de seleção e a curva de duração de carga. Foi incluída uma avaliação de sistemas fotovoltaicos ligados à rede, para o setor residencial, como opção de geração distribuída. Finalmente, os programas de eficiência energética são integrados com as ofertas de geração através de índices como o Fator de Carga da Conservação (FCC). / The main objective of this dissertation is to apply the methodology of Integrated Resource Planning (IRP) for the electric system of Nicaragua. Period 2013-2030. In the first part, some characteristics of the electrical system and the need for implementation of IRP are presented. In the second part, 3 ongoing energy efficiency programs are assessed: replacing of 2 million incandescent bulbs with Compact Fluorescent Lamps, mercury vapor lamps by sodium vapor lamps for street lighting and replacing 20,000 T12 lamps with T8 and T5 in the public sector. Each of these programs was evaluated by comparing with the available LED technology. Moreover, the supply options were evaluated using screening curves and the load duration curve. An evaluation of PV grid connected systems for residential sector was included. Finally, energy efficiency programs are integrated with supply options trough merit figures as the Conservation Load Factor (CLF).

O transporte de sedimento em suspensão em corpos hídricos é responsável pela diminuição da qualidade da água, pelo transporte de poluentes, pelo assoreamento de reservatórios, entre outros problemas. Por isso é importante o seu monitoramento para a gestão dos recursos hídricos. O sensor de turbidez tem sido usado como medida indireta para o monitoramento da concentração de sedimentos em suspensão (CSS). Porém para a devida calibração do sensor de turbidez deve-se considerar os fatores que influenciam sua medida. Dentre estes fatores estão as características do sedimento, do equipamento e do escoamento. As características do sedimento de maior influência na medida do sensor são a concentração e o tamanho do sedimento. Desta forma buscou-se verificar a influência da concentração e da granulometria do sedimento na estimativa da CSS com o uso do sensor de turbidez. Para isso foram realizados 3 experimentos que avaliaram a medida da turbidez em diferentes concentrações e granulometrias utilizando um canal artificial alimentado por água e sedimento. No primeiro experimento foi medida a concentração e a turbidez em 60 momentos com diferentes CSS. No segundo estes mesmos parâmetros foram medidos em 12 pontos experimentais, porém com sedimento em 4 granulometrias diferentes. No terceiro experimento além da variação da granulometria, variou-se também a descarga sólida de sedimento em suspensão com o controle da vazão de entrada de sedimento. Estabeleceu-se uma relação linear entre os resultados de turbidez e CSS para todos os experimentos, que forneceu a equação da reta e o R². No experimento 3 a relação entre turbidez e CSS foi estabelecida para cada ponto experimental. Com os resultados obtidos, concluiu-se que a relação entre a turbidez e a CSS é influenciada pela concentração e pela granulometria, sendo que com o aumento da concentração há uma diminuição do efeito da granulometria sobre a sensibilidade do sensor de turbidez. Por fim, conclui-se que em condição de baixa descarga sólida, a medida de turbidez diminui com o aumento da granulometria. / The transport of suspended sediment in water bodies is responsible for the reduction of water quality, the transport of pollutants, the silting of reservoirs, among other problems. That is why it is important to monitor the management of water resources. The turbidity sensor has been used as an indirect measure for the monitoring of suspended sediment concentration (SSC). However for the proper calibration of the turbidity sensor, the factors that influence its measurement must be considered. Among these factors are the sediment, equipment and flow characteristics. The characteristics of the sediment of greatest influence on the measurement of the sensor are the concentration and the size of the sediment. In this way, we aim to verify the influence of the sediment concentration and grain size on the CSS estimation with the use of the turbidity sensor. For this, three experiments were carried out to evaluate the turbidity measurement in different concentrations and granulometry using an artificial channel fed by water and sediment. In the first experiment, the concentration and turbidity were measured in 60 experimental points with different CSS. In the second, these same parameters were measured in 12 experimental points, but with sediment in 4 different granulometries. In the third experiment besides the granulometry variation, the solid discharge of sediment in suspension was also varied with the control of the inflow of sediment. A linear relationship between the turbidity and CSS results was established for all experiments, which provided the line equation and the R². In experiment 3 the relationship between turbidity and CSS was established for each experimental point. With the results obtained, it was concluded that the relationship between turbidity and SSC is influenced by concentration and grain size, and with increasing concentration there is a decrease in the effect of particle size on turbidity sensor sensitivity. Finally, it is concluded that in low solid discharge condition, the turbidity measurement decreases with increasing particle size.

O conhecimento sobre a dinâmica hidrológica e sedimentológica de uma bacia hidrográfica é fundamental para gestão adequada dos recursos hídricos, e pode auxiliar na identificação de contaminantes na água, na estimativa de erosão hídrica, na estimativa do assoreamento de reservatórios e até na redução dos gastos com o tratamento da água. A pesquisa realizada na Bacia Hidrográfica do Alto Ribeirão das Antas, avaliou em todas sazonalidades as interações entre o escoamento superficial e o transporte de hidrossedimentos em suspensão e de fundo, através de monitoramento direto em dois pontos na calha do Ribeirão das Antas. Simultaneamente, avaliou-se a potencialidade do monitoramento indireto da concentração de sólidos em suspensão, utilizando sensor óptico de turbidez. Os resultados hidrológicos apontam uma elevada precipitação na região, porém, com distribuição bem equilibrada entre os meses úmidos, concorrendo para elevada capacidade da bacia em transformar precipitação em escoamento superficial. As taxas de transporte de sedimentos posicionam a região da pesquisa como de baixa produção de sedimentos. O regime sedimentológico mostrou-se em sintonia com o regime de escoamento superficial, refletido pela sazonalidade das massas transportadas. A estimativa do transporte de sedimentos em suspensão via sensor óptico de turbidez, apresentou resultados promissores. A maioria dos resultados dos radionuclídeos 210Pb, 226Ra, 228Ra, Th e U na água e no hidrossedimento suspenso foi abaixo do limite de detecção da metodologia, já no hidrossedimento de leito houve quantificação de radionuclídeos. Os resultados radiométricos obtidos sinalizam que não há carreamento de radionuclídeos da Represa de Águas Claras na INB Caldas, para o Ribeirão das Antas. Considera-se que a pequena quantidade de elementos radioativos determinada na pesquisa, como de origem natural, pois o Planalto de Poços de Caldas apresenta constituição geológica dotada de anomalias associadas a radionuclídeos. / Knowledge about hydrological and sedimentological dynamics of a river basin is fundamental to the adequate management of water resources, and it can support the identification of contaminants in the water, the estimation of water erosion, the estimation of reservoir siltation, and even the reduction of water treatment costs. The study carried out in Alto Ribeirão das Antas River Basin assessed, throughout seasons, all interactions between the surface runoff and the transport of suspended and underwater hydro-sediments, through direct monitoring of two sites at the Ribeirão das Antas channel. Concurrently, the potential of the indirect monitoring of suspended solids concentration was evaluated using an optical turbidity sensor. The hydrological results point to a high precipitation in the region, however with a well balanced distribution among the humid months, allowing the basin’s high capacity to transform precipitation into surface runoff. Sediment transport rates characterize the studied area as a low sediment production region. The sedimentological regime was found to be in accordance with the surface runoff regime, reflected by the seasonality of the transported masses. The estimation of transport of sediment in suspension through optical turbidity sensor presented promising results. Most of the results of radionuclides 210Pb, 226Ra, 228Ra, Th and U observed in water and in suspended hydro-sediment were below the detection limit of the methodology, whereas in the riverbed hydro-sediments quantification of radionuclides was possible. The radiometric results indicate absence of radionuclide carriage from the Águas Claras Dam at INB Caldas to Ribeirão das Antas. The low concentration values of radioactive elements observed in the study may be of natural origin, once the Poços de Caldas Plateau region presents a geological constitution endowed with anomalies associated to radionuclides. / Comissão Nacional de Energia Nuclear - CNEN

O objetivo do trabalho é apresentar a metodologia de Integração de recursos energéticos para o modelo de planejamento integrado de recursos energéticos desenvolvido na USP - PIRnaUSP - considerando os vigilantes e os delimitadores de pontencial dos recursos energéticos para o desenvolvimento sustentável ao longo do horizonte de planejamento aplicando a interação projetada com o ambiente pelo Mapeamento Energoambiental, trazendo a leitura do Cômputo e Valoração do Potencial completo, a Caracterização dos recursos energéticos, o Ranqueamento e a previsão de demanda a partir de cenários. Sendo analisado o estudo de caso projetado da Região Administrativa de Araçatuba - RAA - Caracterizada previamente em projeto de pesquisa financiado pela FAPESP e com resultados projetados ao momento da realização deste trabalho e magnificado o período de projeção para observar 5 anos intermediários. Com resultados de aplicação da Integração de Recursos Energéticos com a consideração dos vigilantes e Delimitadores de Potencial Energético, que são as mesmas informações - ou índices- sob a perspectiva dos recursos no caso dos Vigilantes e do Mapeamento, no caso dos DPE. Sendo a nomenclatura devido à delimitação do potencial real e efetivo do recurso energético possível de ser utilizada, para os DPEs e a constante vigilância em se obter o melhor pool de recursos integrados no tempo verificando-se as premissas do PIR e o desenvolvimento sustentável. Apresentado a limitação de alguns recursos e o rearranjo do aproveitamento, a partir do ranqueamento para o atendimento ao longo do horizonte de planejamento de forma satisfatória energeticamente e com o atendimento aos requisitos para o desenvolvimento sustentável. / The aim of the work is to present a methodology of energy resources Integration for the model of integrated energy resources planning developed at USP - PIRnaUSP - considering the vigilantes and delimiters of energy resources potential for sustainable development throughout the planning horizon applying the interaction projected with the environment by the Environmental-Energy Mapping, bringing the reading of the Computing and Valuation of the full Potential, the Characterization of the energy resources, the Ranking and the forecast of demand from scenarios. Being the analyzed case study of the Administrative Region of Araçatuba - RAA - previously characterized in research project granted by FAPESP and with projected results at the time of the work accomplishment and magnifying the period of projection to observe 5 intermediate years. With results of the application of the Energy Resources Integration with the consideration of the Vigilants and Energetic Potential Delimiters, which are the same information - or indexes - from the perspective of the resources in the case of the Vigilantes and the Mapping, in the case of the DPE. The nomenclature is due to the delimitation of the real and effective potential of the energy resource that can be used, to the DPEs and the constant vigilance in obtaining the best pool of resources integrated in the time, verifying the premises of the RIP and the sustainable development. Presented the limitation of some resources and the rearrangement of the utilization, from the ranking for the service along the planning horizon in a satisfactory way energetically and with the fulfillment of the requirements for the sustainable development.