As metodologias normalmente utilizadas para otimizar as dimensões de uma usina hidroelétrica, incluindo os métodos empregados pelo Setor Elétrico Brasileiro, baseiam-se em análises do tipo custo/benefício. Os custos provêm de gastos diretos com a construção da usina e os benefícios correspondem a receitas proporcionadas pela venda de energia. Para avaliar os benefícios, são realizadas simulações da operação da usina e a energia produzida é valorizada economicamente. Esta necessidade das simulações da operação faz com que o problema de dimensionamento não possua uma função analítica explícita para determinar os benefícios energéticos, o que dificulta a implementação de métodos tradicionais de otimização. O objetivo deste trabalho é justamente desenvolver e implementar uma metodologia de dimensionamento que permita que o processo de busca pelas dimensões ótimas seja automático. Para tanto, acoplam-se um modelo de otimização evolutiva e um modelo de simulação da operação de sistemas hidroelétricos. Adicionalmente, o modelo proposto também deve ser flexível, permitindo que as regras de operação do sistema hidroelétrico, o conjunto de vazões afluentes, a forma de valorização da energia gerada e uma série de outros fatores sejam tratados como parâmetros do modelo. Os resultados encontrados indicam que, sob o ponto de vista computacional, o modelo proposto é automático, flexível e eficiente. Além disso, as várias análises de sensibilidade realizadas atestam a consistência da metodologia proposta e permitem avaliar a forma como os diferentes parâmetros do modelo influenciam as próprias dimensões da usina sob dimensionamento. A partir destas análises, sugerem-se algumas medidas de regulamentação e planejamento para que as dimensões de novas usinas não sejam determinadas a partir de sinalizações imprecisas de parâmetros que influenciam de forma decisiva suas dimensões ótimas. / The methods normally applied to optimally size a hydropower plant, including the ones used by the Brazilian Power Industry, are based on cost/benefit analysis. The costs are due to direct expenses with the hydropower plant construction and the benefits correspond to incomes from selling energy. The benefits are evaluated throughout computing simulations of the hydropower plant operation, followed by the assignment of an economical value to the energy produced by it. The need for computing simulations turns out a non-analytical objective function for the sizing problem, what makes the use of traditional optimization tools very hard. The objective of this work is just to develop and implement a sizing method that automatically performs the search for the optimal sizes of a hydropower plant. The proposed method combines an evolutionary optimization technique and a simulation model for the operation of hydropower systems. Additionally, the proposed model is also flexible in the sense that the operation rules for the hydroelectric system simulation, the set of water inflows, the way the energy is valued and some other factors that may influence the results are treated as parameters. The results show that, from the computing point of view, the proposed method is automatic, flexible and efficient. Furthermore, the sensitivity analyses performed validate the method consistency and establish relationships among the different parameters and the way they affect the optimal features of the new hydropower plant. Based on the results of such analyses, some regulation and planning measures are suggested in order to avoid sizing hydropower plants with mistaken parameters that can substantially change its optimal features.

O estudo de inventário tem por objetivo estimar o potencial hidroelétrico de rios ou bacias, analisando várias alternativas propostas de partição de quedas, sendo que cada alternativa contém um conjunto de aproveitamentos hidroelétricos. Essas alternativas são então estudadas individualmente para definição da alternativa ótima, ou seja, a que tem melhor custo beneficio e ao mesmo tempo cause menos danos ambientais. Para essa análise necessitamos calcular a potência de cada aproveitamento específico, assim como a energia gerada, para isso então precisamos conhecer a vazão do rio em estudo, no local desses aproveitamentos. Como a vazão dos rios varia com o tempo, pois depende de variáveis como clima, geologia dos solos, desmatamento, entre outras, se recomenda usar nos cálculos séries longas de vazões médias com no mínimo 30 anos de dados, o problema é que em muitos casos não temos essas séries ou temos séries menores e incompletas, nesse caso então necessitamos estimar os valores ausentes e ruidosos utilizando os dados de estações fluviométricas próximas, para depois transportá-las para o aproveitamento em estudo, para isso utilizamos de técnicas estatísticas de correlação. A ideia nesse trabalho é de utilizarmos redes neurais artificiais ao invés das técnicas convencionais e comparar os resultados obtidos. / The inventory study aims to estimate the hydropower potential of rivers or basins, analyzing several alternative proposals for partition of falls, each of which contains a set of alternative hydroelectric developments. These alternatives are then individually analyzed to define the optimal alternative, namely that which has the best cost benefit while causing less environmental damage. For this analysis we need to calculate the power of each specific use, as well as the energy generated for that then we need to know the flow of the river under study, the location of these usages. As the river flow varies with time because it depends on variables such as climate, geology, soils, deforestation, among others, we recommend using the long series of calculations mean flow at least 30 years of data, the problem is that in many cases we do not have these series or have smaller and incomplete series, in this case then we need to estimate the missing values and noisy data using next gauged stations, and then transport them to use in the study, for this we use statistical correlation techniques. The idea is that we use work instead of the conventional Artificial Neural Network techniques and compare the results.

A construção de reservatórios modifica drasticamente a paisagem transformando um ambiente lótico em lêntico e criando uma nova linha de margem com características muitas vezes diferentes. Estes novos habitats são passíveis a utilização e colonização por diversas espécies. Com relação aos crocodilianos existem registros de ocorrência para três espécies nesta região Caiman crocodilus, Paleosuchus palpebrosus e Melanosuchus niger. O presente estudo verificou abundância, densidade, taxa entre os sexos e o uso de habitat para as espécies C. crocodilus e P. palpebrosus, encontradas no reservatório em um período de dez meses de monitoramento pós-represamento. Para efetuar as observações e capturas de indivíduos, focagens noturnas em barco a motor foram realizadas ao longo de cinco campanhas bimestrais. Foram visualizados 659 jacarés sendo 259 C. crocodilus, 102 P. palpebrosus e 298 indeterminados. Nenhum exemplar da espécie M. niger foi observado. O número de crocodilianos por campanha não variou de forma significativa, sendo C. crocodilus mais freqüente. Foram efetuadas 75 capturas, sendo 43 C. crocodilus (21 ♀ e 22 ♂ ) e 32 P. palpebrosus (10 ♀ e 22 ♂). A eficiência de captura foi de 16,60% para C. crocodilus, 31,37% para P. palpebrosus e 11,38% para ambas as espécies considerando também os indeterminados. A captura de exemplares de P. palpebrosus foi mais eficiente se comparada a de C. crocodilus. Foram capturados 29 filhotes entre o final da estação chuvosa e o pico da estação seca, nas três últimas campanhas, evidenciando reprodução pós-represamento, sendo 26 C. crocodilus e 3 P. palpebrosus. Os filhotes de C. crocodilus foram observados agrupados em três regiões diferentes sendo que um destes agrupamentos se manteve no mesmo local pelas três últimas campanhas apresentando redução paulatina do número de filhotes. Os três filhotes agrupados de P. palpebrosus só foram observados na quinta campanha. A classificação não-supervisionada de imagens LANDSAT – TM, resultou em oito classes (manchas de habitats) representando 93% da área. Tais manchas foram caracterizadas a partir de anotações de campo e interpretação da imagem. A macha 1, caracterizada como um buritizal alagado próximo ao aeroporto, foi a que apresentou as maiores densidades 60 e 110 ind/km2 para C. crocodilus e P. palpebrosus respectivamente, explicada pela reduzida área ocupada por este habitat. A mancha 2 foi caracterizada como água com sedimento apresentando os maiores valores para área total e amostrada e conseqüentemente baixas densidades. A mancha 3 caracterizada como margem rasa apresentou a maior abundância para C. crocodilus. A mancha 5 caracterizada como solo arenoso não se destacou por elevadas densidades sendo porém a mais abundante para P. palpebrosus. As manchas 6, 7 e 8 se agrupadas mediante a caracterização como habitats de vegetação seca apresentam a segunda maior densidade com 27,55 ind/km2. A mancha 9 foi caracterizada como um habitat onde ocorria a presença de gramíneas (pasto e cerrado campo limpo) sendo C. crocodilus a espécie predominante neste habitat. Conclui-se com este trabalho que C. crocodilus e P. palpebrosus são as espécies de crocodilianos encontradas na região do reservatório e não se mostram relativamente vulneráveis, em um primeiro momento, devido ao represamento do rio. C. crocodilus é mais abundante do que P. palpebrosus no reservatório. C. crocodilus é mais seletivo quanto ao uso das manchas de habitats definidos A observação de grupos de filhotes corrobora para o fato destas espécies se adequarem ao novo ambiente. / The construction of river dams modifies drastically the local landscape, changing a lotic environment into a lentic one and, therefore, originating a new river edge, generally with quite different features. These new habitats could be used and occupied by a plenty of species. There are many projects, constructions and dams in most of its main rivers. Regarding the crocodilians, there are three species recorded in this region: Caiman crocodilus, Paleosuchus palpebrosus, and Melanosuchus niger. The present study verified the abundance, density, sex ratio, and habitat use of Caiman crocodilus and Paleosuchus palpebrosus. These species were found in the dam during a monitoring period of ten months carried out after flooding. Observations and captures were performed during nocturnal surveys using a motorboat. The surveys occurred in five campaigns with intervals of two months. 659 crocodilians, 259 C. crocodilus, 102 P. palpebrosus and 298 undetermined were visualized considering all campaigns. None specimens of M. niger were observed. The number of crocodilians by campaign did not show significant variation and C. crocodilus was the most frequent species. We captured 75 specimens, 43 C. crocodilus (21 ♀ and 22 ♂), and 32 P. palpebrosus (10 ♀ and 22 ♂). Capture effectiveness was 16.60% for C. crocodilus, 31.37% for P. palpebrosus, and 11.38% for both species considering the undetermined specimens. Capture of specimens of P. palpebrosus was more effective compared to C. crocodilus. Twenty nine hatchlings (26 C. crocodilus and 3 P. palpebrosus) were captured between the end of rainy season and the peak of dry season (during the last three campaigns), suggesting reproductive activity after flooding. Hatchlings of C. crocodilus were observed in groups in three different areas. One of these groupings was in the same place during the last three campaigns, showing a slight decrease in number of hatchlings. The three hatchlings of P. palpebrosus were observed only in the last campaign. The unsupervised classification of the LANDSAT – TM images, resulted in eight classes (habitat patches) which represented 93% of the dam. The patches were characterized based on field notes and image interpretation. Patch 1, characterized as a flooded “buritizal” near the airport, showed the highest density (60 and 110 individuals/km2 of the C. crocodilus and P. palpebrosus, respectively). Patch 2 was characterized by water with sediments, representing a great percentage of the sampled and total area and, consequently, showed the lowest density of crocodiles. Patch 3 represents shallow edges and showed the largest abundance of C. crocodilus. Patch 5 represents sandy grounds and, even though this habitat showed no high densities, P. palpebrosus was more abundant in this habitat. Patches 6, 7 and 8 were considered as dry vegetation, showing the second major density (27.55 individuals/km2). Patch 9 was characterized by the presence of grass (pasture and “cerrado campo limpo”) and C. crocodilus was the predominant species in this habitat. It can be concluded that C. crocodilus e P. palpebrosus are the species that occur in the dam and, apparently, they are not vulnerable due to the river modifications. C. crocodilus is more abundant than P. palpebrosus in the study area. C. crocodilus is more selective than P. palpebrosus in function of habitat patches. The presence of hatchlings corroborate to the species adaptation to the new habitats.

Entre os desafios para a expansão de mercado da reciclagem, encontra-se o de viabilizar o emprego dos agregados de resíduos de construção e demolição (RCD) reciclados em concretos. No entanto as normas que regulamentam tal emprego não são facilmente aplicáveis nas usinas de reciclagem, existindo pouca informação sistemática de como as diferentes características dos agregados de RCD reciclados influenciam no desempenho do concreto. O objetivo desta tese é identificar as características dos agregados de RCD reciclados que exerçam influência relevante no comportamento mecânico dos concretos. As seguintes etapas experimentais são desenvolvidas: a) caracterização química e mineralógica das frações granulométricas de três amostras representativas de agregados, b) caracterização das propriedades físicas de agregados graúdos separados por densidade, assim como da composição química, mineralógica e por fases, c) influência das características dos agregados graúdos separados por densidade no comportamento mecânico dos concretos. Na caracterização dos agregados foram utilizados os seguintes métodos: análise granulométrica, análise química por FRX, análise mineralógica por DRX, determinação da fração solúvel por ataque com solução de HCl 33%, e análise termogravimétrica, separação por densidade empregando líquidos densos e equipamento “Sink and Float”, catação das fases, determinação da massa específica aparente e absorção de água dos agregados, dosagem e avaliação do comportamento mecânico de concretos produzidos com esses agregados. Os resultados permitem concluir que a porosidade (ou massa específica aparente) dos agregados de RCD reciclados controla o comportamento mecânico dos concretos produzidos com relação água e cimento constante, assim como a soma dos teores de aglomerantes e de cerâmica vermelha – frações mais porosas. A separação por densidade é uma técnica eficiente para separar esses agregados em subgrupos de diferentes porosidades, gerando concretos com comportamento mecânico e absorção de água similares. O estudo realizado aponta para uma densidade de corte em torno de 2,2 a 2,3 g/cm³. Os agregados contidos no intervalo “d> 2,2” possuem teores elevados de rochas e teores baixos de cerâmica vermelha, resultando em concretos com comportamento mecânico semelhante ao dos agregados naturais analisados. A avaliação da distribuição de densidade pode ser um método simples e rápido para a classificação de lotes desses agregados e controle do comportamento mecânico dos concretos produzidos. Na fração graúda e miúda, os teores de rochas e cerâmicas são superiores a 50% da massa, e o comportamento dos principais óxidos da composição química é semelhante. Esse comportamento muda significativamente na fração fina, em que predominam os aglomerantes e argilominerais (teores superiores a 77%). A origem (Itaquera e Vinhedo) e a cominuição influenciaram, de forma representativa, a distribuição de massa dos agregados graúdos de RCD reciclados separados por densidade. O agregado de Itaquera apresentou mais de 70% da massa no intervalo de densidade superior a 2,2 g/cm³. / Construction and demolition waste (CDW) recycled aggregates are not largely used in concrete due to CDW composition heterogeneity and CDW recycled aggregate physical property variability from visual classification and hand sorting of proposed standards that provide insufficient relation between the aggregate characteristics and concrete performance. This thesis aims to identify CDW recycled aggregate characteristics that influence the concrete mechanical performance. The experimental design was divided in three stages: a) detailed chemical and mineralogical characterization of three representative CDW recycled aggregate samples, b) characterization of the physical properties of the coarse CDW recycled aggregates separated by heavy media as well as the composition in terms of chemical, mineralogical, and visual phases, and c) the influence of the coarse CDW recycled aggregate separated by heavy media on concrete mechanical performance. The following methods were used: particle size distribution, chemical analysis by XRF, mineralogical analysis by XRD, soluble fraction in chloride acid leaching assay, thermal analysis, sequential heavy media and gravity separation, hand sorting, bulk specific gravity and water absorption, concrete mix design and its compressive strength and elastic modulus using the CDW recycled aggregates. In conclusion, CDW recycled aggregate porosity controls concrete mechanical performance formulated with constant cement and water relation. The concrete mechanical performance is related to bulk specific gravity of CDW recycled aggregates separated by density, including to the sum of binder and red ceramic content. Heavy media and gravity separation is efficient to separate CDW recycled aggregates in bulk specific gravity groups, producing concrete with similar concrete mechanical behavior and water absorption. Cutting density in 2.2-2.3 g/cm³ seems to be efficient since the aggregates with the upper density have high rock content resulting concrete mechanical performance similar to that produced using natural aggregates. Mass distribution in density separation could be a simple and fast method to classify CDW recycled aggregate and to control concrete mechanical performance. The coarse and sand fraction of CDW recycled aggregates had more than 50% in mass of rocks and ceramics, with quite similar main oxide contents in chemical composition. However, the contents changed in fine fraction (lower than 0.15 mm) whose binder content and clay minerals are in majority (upper to 77% in mass). The origin of CDW recycled aggregate and comminution influenced in mass distribution of sequential density separation. In Itaquera (São Paulo), the mass distribution upper to 2,2 g/cm³ was around 70%.

Orientador: Carlos Alberto Mariotoni / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo / Made available in DSpace on 2018-08-12T13:17:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Borin_FernandoLuders_M.pdf: 5674159 bytes, checksum: 06b685198e7c4437396ce7f2a615662d (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: Este trabalho tem por objetivo fornecer maiores subsídios tendo em vista a matriz energética brasileira, no que se refere ao planejamento, repotênciação, operação e controle dos sistemas de geração de energia elétrica, de modo a prover meios de otimização mais eficazes, reduzindo os impactos de recursos naturais e econômicos demandados pelo sistema elétrico de geração e transmissão. O uso de técnicas de rotação ajustável já vem sendo empregado com sucesso em vários casos, tanto a nível nacional, quanto a nível internacional. A geração através de sistemas eólicos é o exemplo mais forte neste sentido, superando as expectativas de planejamento em vários casos. Os sistemas eólicos só podem operar por meio de técnicas de rotação ajustável. Contudo, a utilização das técnicas de rotação ajustável, tem muito a contribuir, mediante devidas ponderações, nos mais diversos segmentos de geração de energia. Qualquer que seja o caso, é possível de se obter ganhos consideráveis, no que se refere à otimização dos aproveitamentos energéticos. Dentro deste contexto, o trabalho apresenta um panorama geral das alternativas de geração de energia elétrica, e os possíveis ganhos que o sistema de rotação ajustável pode disponibilizar em cada um destes casos. Inicialmente são abordados aspectos gerais dos sistemas convencionais, de forma a estabelecer parâmetros de comparação. A seguir, aspectos específicos de geração por meios hidráulicos, térmicos, eólicos são abordados. Uma análise referente a sistemas isolados de geração também é apresentada, agregando vantagens adicionais não evidenciadas nos sistemas interligados. Desta forma, espera-se que levando em consideração estas técnicas de rotação ajustável, possam conduzir a investimentos relativos de expansão, reforma e operação do sistema de forma mais racional, minimizando impactos ambientais e sociais, contado ainda com ganhos de eficiência disponibilizados. / Abstract: This work has for objective to supply larger subsidies the head office Brazilian energetics, in what he/she refers to the planning, retrofitting, operation and control of the systems of electric power generation, in way to provide more effective optimization means, reducing the impacts of natural and economical resources disputed by the electric system of generation and transmission. The use of techniques of adjustable speed has already been used with success in several cases, so much at national level, as for international level. The generation through eolic systems is the strongest example in this sense, overcoming the planning expectations in several cases. The eolic systems can only operate through techniques of adjustable rotation. However, the use of the techniques of adjustable speed, has a lot to contribute, by the due considerations in the most several segments of generation of energy. Any that is the case, is possible of obtaining won considerable, in what it refers the optimization of the energy uses. Inside of this context, the work presents a general panorama of the alternatives of electric power generation, and the possible impacts that the system of adjustable speed can make available in each one of these cases. Initially general aspects of the conventional systems are approached, in way to establish comparison parameters. To proceed, specific aspects of generation for means hydraulic, thermal, eolics are approached. An analysis regarding isolated systems of generation is also presented, joining additional advantages no evidenced in the interlinked systems. This way, it is waited that taking into account these techniques of adjustable rotation, they can lead to relative investments of expansion, it reforms and operation of the system in a more rational way, minimizing environmental and social impacts, still counted with won of efficiency made available. / Mestrado / Recursos Hidricos / Mestre em Engenharia Civil

Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2016-04-11T14:02:57Z No. of bitstreams: 1 joseantoniochiabaibento.pdf: 931983 bytes, checksum: e18793314d0e558922ed90cb19474dbb (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2016-04-24T03:37:26Z (GMT) No. of bitstreams: 1 joseantoniochiabaibento.pdf: 931983 bytes, checksum: e18793314d0e558922ed90cb19474dbb (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-24T03:37:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 joseantoniochiabaibento.pdf: 931983 bytes, checksum: e18793314d0e558922ed90cb19474dbb (MD5) Previous issue date: 2013-02-27 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A penetração de parques eólicos nos sistemas elétricos de potência tem apresentado um grande crescimento no Brasil e no mundo devido à disponibilidade da matéria prima, os ventos, e à necessidade de reformulação das matrizes energéticas a fim de reduzir os impactos ambientais decorrentes da geração de energia elétrica. Porém, as usinas eólicas apresentam variações nos despachos de potência devido à variabilidade de velocidade dos ventos. Estas variações causam impactos no sistema, podendo afetar a confiabilidade e a estabilidade de tensão. Além disto, a operação de determinados tipos de aerogeradores requer suporte adicional de potência reativa. Uma opção para aumentar as margens operativas e acomodar as intermitências de regime dos ventos em sistemas elétricos de potência consiste na utilização de compensadores estáticos de reativos (CER) junto às usinas eólicas. Estes equipamentos FACTS (Flexible AC Transmission Systems) provêm suporte de potência reativa variável e de rápido controle, de acordo com os requisitos operacionais dos aerogeradores. Neste sentido, o presente trabalho apresenta uma metodologia para ajuste ótimo dos parâmetros do CER visando dar suporte de potência reativa para a operação de usinas eólicas em sistemas elétricos de potência. Para representar as intermitências no despacho de potência dos aerogeradores, a metodologia proposta considera diferentes cenários de vento. O problema é modelado através de fluxo de potência ótimo (FPO), associado à técnica de decomposição matemática de Benders. Os parâmetros de ajuste do CER são a tensão de referência e o coeficiente de inclinação da curva característica deste equipamento em regime permanente. Destaca-se que o ajuste ótimo deste coeficiente é inédito na literatura especializada. Testes com sistemas do IEEE são realizados para validar a metodologia proposta. / The penetration of wind farms in power systems has shown tremendous growth in Brazil and in the world due to the availability of the raw material, the wind, and the need to redefine the energy mix to reduce the environmental impacts from the electrical energy generation. However, the wind farms have variable outputs due to the variation of wind speeds. These outputs impact the power system and can affect the reliability and the voltage stability. Besides, the operation of some aerogenerators requires additional support of reactive power. An option for handling this feature and increasing the operative margins of power systems is the use of static VAr compensators (SVC) together with the wind farms. These FACTS devices (Flexible AC Transmission Systems) provide a variable reactive power support, with a fast control according to the operational requirements of the aerogenerators. In this sense, this work presents a methodology for the optimal adjustment of the SVC parameters to give reactive power support for wind farms operating in power systems. The proposed methodology considers different wind scenarios to represent the variations of the wind farms outputs. The problem is modeled through an optimal power flow (OPF) and the Benders decomposition technique. The SVC parameters for adjustment are its reference voltage and the coefficient of its characteristic curve in stable state. It can be highlighted that the adjustment of this coefficient is innovative for the literature. Tests with systems of the IEEE are performed to validate the proposed methodology.

Orientador: Paulo Sergio Franco Barbosa / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo / Made available in DSpace on 2018-08-26T04:51:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 FreitasFilho_ItaloTadeudeCarvalho_M.pdf: 5022061 bytes, checksum: 47deab221cec3de1cda8326f13e3e7ef (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: Os agentes reguladores do setor elétrico brasileiro têm como requisito básico garan-tir o adequado balanço entre oferta e demanda com o melhor preço da energia por meio de negócios sustentáveis. Por outro lado, o mercado, cada vez mais exigente e competitivo, em que a busca pela disponibilidade e preço da energia são fatores decisórios tanto para grandes quanto para pequenos consumidores, faz que os investidores busquem a gestão ótima dos riscos operacionais visando garantir os retornos do capital investido. Para tanto, uma metodologia de gestão de ativos físicos é essencial ao bom desempenho financeiro das empresas de geração de energia no Brasil, pois uma má estratégia de gestão de ativos pode acarretar prejuízos consideráveis, tanto para o empreendedor quanto para o sistema elétrico nacional. Esta pesquisa propõe a identificação de requisitos básicos para gestão ótima dos ativos, por meio da avaliação dos riscos operacionais considerando as várias dimensões que afetam uma empresa de geração de grande porte, atualmente com projetos em diferentes estágios do ciclo de vida. Foi feita uma análise de indicadores de desempenho e a identificação dos modos de falhas, e respectivas causas mais comuns que afetam as características de seus ativos em determinadas etapas dos ciclos de vida. A proposta foi criar subsídios à elaboração de uma metodologia para otimização dos conflitos de prioridades entre a utilização e cuidado com os ativos, desempenho de curto e longo prazo, entre investimento de capital, custos de operação e riscos, como forma de melhorar o desempenho da empresa / Abstract: To ensure the proper balance between supply and demand with best energy price through sustainable business, are considered as basic requirements for the electricity sector regulators, on the other hand, a market increasingly demanding and competitive, where the search for availability and price of energy are decisive factors for both large and small consumers, drive the investors to seek an optimal management of operational risks to ensure the returns on invested capital, to this end, a methodology for managing physical assets is essential for the power generation companies in Brazil to guarantee a good financial performance, an inadequate asset management strategy can cause some negative effect to the national electricity grid as well. This research aims to identify, through an operational risk assessment a basics requirements for an optimum asset management, considering various dimensions, that affect a generation company with large scale projects, currently in various stages of the their life cycle, through the analyses of their performance indicators and identifying causes and most common failures modes that affect the characteristics of its assets in certain stages of life cycles, to support the development of a methodology to optimize the prioritizations conflicts between the use and care of assets, short-term and long term performance, capital investment, operating costs and risks, with the objective to increase the company performance / Mestrado / Recursos Hidricos, Energeticos e Ambientais / Mestre em Engenharia Civil

Orientador: Antonio Carlos Zuffo / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo / Made available in DSpace on 2018-08-23T22:45:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 RibeiroJunior_LeopoldoUberto_D.pdf: 7603056 bytes, checksum: 74ce20bf0fd942a64b1199863b05ffc9 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: As pesquisas referentes às mudanças do clima são de extrema relevância para a sociedade; contudo, vêm resultando em divergências no meio científico e o tema necessita de mais estudos. Caso as projeções do Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas (IPCC), que apontam para mudanças futuras do ambiente sejam verificadas, as consequências para as atividades humanas devem se manifestar de diversas formas. No Brasil, a hidroeletricidade é a principal fonte da matriz energética, e com a perspectiva de alterações do clima, os conflitos pelo uso da água nos reservatórios podem se acentuar. Dessa forma, analisa-se o possível impacto das mudanças climáticas sobre a Usina Hidrelétrica de Furnas e propõe-se uma abordagem metodológica para mitigação dos conflitos. Como o estudo do comportamento hídrico é fundamental para a eficiência do sistema de gestão, foi realizada análise de tendência temporal das variáveis precipitação e vazão, com base nos registros históricos por meio de sete testes não paramétricos. Diversos critérios restringiram a análise a 15% do total de postos pluviométricos na bacia, o que representa a deficiência do sistema de coleta, tratamento e gerenciamento dos dados, sendo que em 40% das estações avaliadas, as alterações foram significativas; contudo, as distribuições do número de dias chuvosos se mantiveram inalteradas. Em relação aos dados fluviométricos, foram identificadas tendências de aumento não significativas. Para estimativa da disponibilidade hídrica futura, foi utilizado o modelo hidrológico chuva-vazão MGB, que obteve bom ajuste e calibração em relação aos dados observados. A fim de alimentar o MGB, foram utilizados dados do modelo atmosférico global HadCM3; no entanto, o modelo possui limitações devido à alta resolução e custo computacional. Para contornar essa limitação, foi utilizada a técnica do "downscaling" para melhor representação dos processos físicos locais, por meio do modelo regional Eta desenvolvido pelo INPE. Foram projetados cenários por meio de seis variáveis climatológicas de quatro membros, sendo o cenário "medium" o mais restritivo, dentro dos parâmetros do cenário A1B do IPCC, que foram bem ajustados para prever condições futuras, no período 2011 - 2099. Caso os cenários do Eta se verifiquem e a produção de energia de Furnas se mantenha próximo dos registros históricos, o reservatório pode esvaziar-se intensamente devido a uma estiagem prolongada. Assim, buscou-se o aprimoramento de uma metodologia para que as os aproveitamentos hidrelétricos venham atender tanto a produção de energia como a necessidade da comunidade ribeirinha e de jusante. Com base nos dados históricos da operação, prosseguiu-se para fixação da duração e frequência de transgressão de referência, com base na cota 762 m, sendo determinado como condição ideal para um período de cinco anos que o reservatório deva ficar apenas dois ciclos distribuídos em 15 meses abaixo deste nível, que pode ser alcançado com adoção de uma regra operativa por meio do armazenamento de um percentual da vazão afluente planejada para o mês subsequente, sempre que as condições de frequência e duração não sejam atingidas. Como resultado, verifica-se a possibilidade de uso integrado mais eficiente, embora o efeito sobre o Sistema Interligado Nacional não tenha sido analisado / Abstract: The research related to climate change are very important to society; however, has resulted in differences in the scientific community and the topic requires further studies. If the projections of the Intergovernmental Panel on Climate Change - IPCC that point for future changes in the environment, the consequences for human activities should manifest itself in many way. In Brazil, hydroelectric power is the greatest of the energy matrix, and with the possibility of climate change conflicts related to the water use in the reservoirs can be accentuated. In This way, were analyzes the potential impact of climate change on Furnas Hydroelectric Power and proposes a methodology to mitigation the conflicts. As the hydrology study is critical to the efficiency of the water management system, analysis trends of precipitation and flow variables, based on historical records using seven non-parametric tests. Some criteria analysis restricted to 15% of all pluviometer in the Furnas basin, which represents the deficiency in the collection, treatment and data management system, and in 40% of the stations evaluated the changes were significant, however the distributions of the number of rainy days remained without changed. In relation to runoff data, trends were identified no significant increase. To estimate future water availability, was used a hydrological rainl-flow model - MGB, which got good adjustment and calibration to the observed data. In order to use the MGB, were used data from HadCM3 global atmospheric model; however, the model has limitations due to the high resolution and computational cost. To work around this limitation, it was used the technique of "downscaling" for better representation of local physical processes, through the regional model Eta developed by INPE. Scenarios were projected through six climatological variables of four members, the "medium" scenario show the most restrictive, within the parameters of the IPCC A1B scenario, which were well adjusted to predict future conditions in the period 2011 - 2099. If the Eta scenarios occur, and the energy production of Furnas remains similar to historical records, the reservoir may empty intensely due to a prolonged drought. Thus, to improve the hydroelectric plants system will be proposed a methodology to consider energy production, such as the need of the riverside community and downstream public. Based on historical data of the operation, was fixed the duration and frequency of transgression of reference, based on 762 m level, being determined as optimal ideal condition for a period of five years that the reservoir should stay only two cycles distributed in 15 months under this level, which the adoption of an operation rule by storing a percentage of the influent flow planned for the following month, whenever the conditions of frequency and duration are not affected. As a result, there is the possibility of integrated use more efficient, although the effect on National Interconnected System has not been analyzed / Doutorado / Recursos Hidricos, Energeticos e Ambientais / Doutor em Engenharia Civil

Submitted by Walter Milan Tatoni (wtatoni@odebrecht.com) on 2012-06-21T00:03:04Z No. of bitstreams: 1 Tese - Walter Milan Tatoni - vfentregue - 12-06-2012.pdf: 3160928 bytes, checksum: 6e188409f47032c74f3fb02c7a06be50 (MD5) / Approved for entry into archive by Gisele Isaura Hannickel (gisele.hannickel@fgv.br) on 2012-06-21T15:55:39Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Tese - Walter Milan Tatoni - vfentregue - 12-06-2012.pdf: 3160928 bytes, checksum: 6e188409f47032c74f3fb02c7a06be50 (MD5) / Made available in DSpace on 2012-06-21T15:57:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tese - Walter Milan Tatoni - vfentregue - 12-06-2012.pdf: 3160928 bytes, checksum: 6e188409f47032c74f3fb02c7a06be50 (MD5) Previous issue date: 2012-05-24 / The scenario of continuous increase in consumption of oil products combined with the consciousness that there must be a balance regarding the exploration of natural resources and environmental conservation, has been promoting the search for alternative energy sources. This growing interest has been applied to power generation from biomass of sugarcane, which is becoming more and more common in Brazil, but there is still a huge potential to be explored. Within this context it becomes relevant to decision making for investments in cogeneration projects and this paper intended to increase the analysis and decision making using the Real Options Theory, a tool for adding value to the uncertainties, the model fits perfectly Brazilian Energy regulatory framework, where large energy price volatilities are observed over the years. This study aims is to determine the best moment to invest in cogeneration units. The structure of the study was divided into three scenarios for biorefineries size, 2 million of crushing capacity of sugar cane per year, 4 million and 6 million, thus aiming to have a representation of the all biorefineries size in the country. In addition, we analyzed three scenarios of energy price and linked volatility, as the main variable of this type of project viability is the price of energy. Volatilities were calculated according to the historical price in regulated environment, twice the regulated environment and projection of PLD, representing, respectively, low, medium and high, volatile energy price. After this, were elaborated nine decision trees, which show for the investment managers that in a scenario of low volatility creates value to be positioned and have the real option to invest or postpone investment for any size of plant. In the scenario with an average volatility, the manager is advised to be positioned in plants of medium to large for the feasibility of the investment. Finally, when the price scenario is highly volatile, there is a greater risk and there is a greater probability of viability of investment in large plants. / O cenário de continuo aumento do consumo de derivados do petróleo aliado a conscientização de que é necessário existir um equilíbrio com relação a exploração de recursos naturais e preservação do meio ambiente, vem impulsionando a busca por fontes alternativas de energia. Esse crescente interesse vem se aplicando a geração de energia a partir de biomassa da cana de açúcar, que vem se tornando cada vez mais comuns no Brasil, porém ainda existe um imenso potencial a ser explorado. Dentro deste contexto, se torna relevante a tomada de decisão de investimentos em projetos de cogeração e este trabalho busca incrementar a analise e tomada de decisão com a utilização da Teoria das Opções Reais, uma ferramenta de agregação de valor às incertezas, cabendo perfeitamente ao modelo energético brasileiro, onde grandes volatilidades do preço de energia são observadas ao longo dos anos. O objetivo do trabalho é determinar o melhor momento para uma biorrefinaria investir em unidades de cogeração. A estrutura do trabalho foi dividida em três cenários de porte de biorrefinarias, as de 2 milhões de capacidade de moagem de cana-de-açúcar por ano, as de 4 milhões e as de 6 milhões, visando assim ter uma representação amostral das biorrefinarias do país. Além disso, analisaram-se três cenários de volatilidade atrelados ao preço futuro de energia, dado que a principal variável de viabilização deste tipo de projeto é o preço de energia. As volatilidades foram calculadas de acordo com histórico do ambiente regulado, o dobro do ambiente regulado e projeção de PLD, representando, respectivamente, níveis baixos, médios e altos, de volatilidade do preço de energia. Após isso, foram elaboradas as nove árvores de decisão, que demonstram para os gestores de investimento que em um cenário de baixa volatilidade cria-se valor estar posicionado e ter a opção real de investir ou adiar investimento para qualquer porte de usina. No cenário de média volatilidade de preço, aconselha-se ao gestor estar posicionado em usinas de médio a grande porte para viabilização do investimento. Por fim, quando o cenário de preços é de grande volatilidade, tem-se um maior risco e existe a maior probabilidade de viabilização do investimento em usinas de grande porte.

Submitted by Augusto Gomes de Castro Junior (augusto.castro@pernod-ricard.com) on 2012-07-04T00:29:42Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao_Augusto_v.8.4-Aprovada.pdf: 8175738 bytes, checksum: 2d9eed1d67b5807a57be9fdeb0911945 (MD5) / Approved for entry into archive by Suzinei Teles Garcia Garcia (suzinei.garcia@fgv.br) on 2012-07-04T12:49:32Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertacao_Augusto_v.8.4-Aprovada.pdf: 8175738 bytes, checksum: 2d9eed1d67b5807a57be9fdeb0911945 (MD5) / Made available in DSpace on 2012-07-04T12:53:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao_Augusto_v.8.4-Aprovada.pdf: 8175738 bytes, checksum: 2d9eed1d67b5807a57be9fdeb0911945 (MD5) Previous issue date: 2012-06-05 / The goal of this study is to analyze three operational models of an extraction plant of palm oil, palm kernel oil and biodiesel, respectively, together with palm oil production by family agriculture looking forward the exclusive supply of raw material to the industry through a partnership established by the National Program of Family Agriculture ('Programa Nacional da Agricultura Familiar'). The project consists in the construction of a large-scale production plant financed with public and private investments applied in the construction of an industrial complex and in the funding of the implementation of cultivation of palm oil by the farmers. Four scenarios were constructed, in which were evaluated economic performance indicators of the financial assessment of the productive arrangement and the agricultural industry. These scenarios aim the investment decision making through the use of classic economic indicators to assess the viability of palm oil as a raw material for the plant’s industrial complex. Among the indicators used in the work we can cite as main NPV (Net Present Value) and IRR (Internal Rate of Return), and as secondary indicators, used as support for the analyzes, indicators such as Discounted Payback, MIRR (Modified Internal Rate of Return) among others. Besides social indicators like potential of income generation for the farmers families, with the main objective of creating monetary value, generate employments, income and payment of public investor’s resources applied. The implementation of palm oil culture is based on the Agroecological Zoning of the Palm and will be implemented in areas degraded by grazing to ensure sustainability to contribute to the environmental recovery through carbon sequestration, and to reduce the pressure on native forests. Consequently, the project is expected to contribute to prevent the advance of deforestation in the Legal Amazon region. In order to do so, visits were carried out to palm oil plantation and to Biopalma plant. Also visits were carried out to Western Embrapa, located in the city of Manaus, and Embrapa located in the city of Campinas. An economic analysis model, based on the implementation of a Biodiesel large scale production plant, located in the State of Pará, was proposed. Among its limitations, the study could classify its complexity and broadness; the inexistence of available large-scale plant projects fully implemented and operating with the use of technology and intensive capital; and also the inability to conduct this research in a broad spectrum without considerably larger number of organizations involved. As result, the economic indicators show that there is analyzed viability of the project in three of the four scenarios constructed, demonstrating that the equity investor public, private and family farmers will be paid using interest rates, terms, conditions of capital markets. The goal is to attract investments for the production of biodiesel, implementation of agricultural enterprises, industrial, employment and income generation for Family Farming in the supply chain of palm oil. / O objetivo deste estudo é analisar três modelos de operação de uma usina de extração de óleo de palma, de óleo de palmiste, e de biodiesel, respectivamente, em conjunto com a produção de dendê pela agricultura familiar, visando o fornecimento exclusivo de matéria-prima para a indústria através da parceria com Programa Nacional da Agricultura Familiar. O projeto consiste na construção de uma usina de grande porte, a partir de investimentos de fontes públicas e privadas voltados à construção do complexo industrial e ao financiamento da implantação do cultivo de dendê pelos agricultores. Foram construídos quatro cenários, onde foram analisados os indicadores de performance econômico-financeira de avaliação do arranjo produtivo da indústria e da parte agrícola. Esses cenários visam a tomada de decisões de investimentos, através da utilização dos indicadores econômico-financeiros clássicos para avaliação da viabilidade do dendê como matéria-prima para o complexo industrial da usina. Entre os indicadores utilizados neste trabalho podemos citar como principais: o VPL (Valor Presente Líquido) e a TIR (Taxa Interna de Retorno), e indicadores secundários utilizados como suporte para as análises, tais como Payback Descontado, TIRM (Taxa Interna de Retorno Modificada), dentre outros. Além de indicadores sociais, como geração de renda para as famílias de agricultores, com o objetivo principal de criar valor monetário, gerar emprego e renda e pagar os recursos dos investidores púbicos. A implantação do dendezal está fundamentada no Zoneamento Agroecológico do dendê e será executada em áreas degradas por pastagens para garantir a sustentabilidade, contribuir para a recuperação ambiental através do sequestro de carbono e diminuir a pressão sobre as florestas nativas. Consequentemente, espera-se que o projeto contribua para evitar o avanço do desmatamento na região da Amazônia legal. Para tanto, foram realizadas visitas às plantações de dendê e à usina da Biopalma. Também foram realizadas visitas à Embrapa Ocidental na cidade de Manaus e Embrapa na Cidade de Campinas. Foi proposto um modelo de análise econômica financeira baseado em implantação de uma usina de grande porte para a produção de Biodiesel no Estado do Pará. O estudo apresentou, dentre suas limitações, o fato de ser complexo e amplo. A inexistência de projetos de usina grande envergadura totalmente implantados e funcionando com emprego de tecnologia e capital intensivo, como também a impossibilidade de se realizar esta pesquisa de amplo espectro sem um número consideravelmente maior de organizações envolvidas. Como resultado, os indicadores economicos analisados mostram que há viabilidade do projeto em três dos quatro cenários construídos, demonstrando que o capital dos investidores públicos, privados e do agricultor familiar serão remunerados utilizando às taxas de juros, prazos, condições do mercado de capitais. O objetivo é atrair investimentos para a produção de biodiesel, implantação de empreendimentos agrícolas, indústriais, geração emprego e renda para Agricultura Familiar na cadeia produtiva do dendê.