Atualmente é de complexa equalização o problema advindo da elevação da demanda energética e das ações antrópicas que corroboram para o aquecimento global e, neste sentido, apesar de o Brasil ser abundante em hidroeletricidade, há ainda um grande espaço para o uso de outras fontes renováveis de energia, como a biomassa residual. Na indústria, projetos de adoção de novos e eficientes processos para a redução da carga térmica, bem como o uso de biomassa e de biogás das estações de tratamentos de efluentes podem ser um diferencial no conjunto de soluções para o dilema energético-ambiental, uma vez vão ao encontro dos objetivos das políticas energéticas globais em vigência, as quais pregam a segurança e sustentabilidade. Porém, verifica-se que tais medidas ainda têm sido desprezadas por muitas empresas, pois os investimentos são ainda muito elevados, ressaltando-se ainda que, talvez por não se entender como esses projetos podem internalizar as externalidades positivas que os acompanham, essas empresas seguem alheias aos benefícios socioambientais e econômicos advindos dos créditos de carbono, que podem compensar os altos investimentos realizados em racionalização energética. Desta maneira, essa dissertação analisa a viabilidade econômica da implantação de projetos de substituição de combustíveis fósseis por biomassa renovável para geração de vapor de processos; de uso de biogás de ETEs para geração de eletricidade e de implementação de tecnologias para a redução do consumo de vapor industrial, com foco em cervejarias, considerando-se nas análises econômico-financeiras os créditos de carbono recebidos pelas reduções de emissões de gases de efeito estufa. Pelas análises de cenários, verificou-se que quando as medidas de eficiência energética reduzirem pelo menos 5% da demanda energética, com um custo de energia de pelo menos R$ 187,50/MWh, bem como reduções de consumo de energia acima de 10%, com custo energético mínimo de R$ 122,50/MWh, e preço de das RCE acima de 5,00, os projetos mencionados são viáveis, e as receitas dos créditos podem internalizar as externalidades positivas desses projetos, compensando os investimentos. / Nowadays it´s quite complex to solve the problem between energy demand growth and the human activities, which have negative, widespread effects on the global climate. In this sense, apart from the fact that Brazil adopts massivelythe hydropower, there is a large potential for the use of renewable energy sources, as biomass. In process industries, techologies for reducing thermal energy consumption associated with the use of the sustainable biomass and biogas from wastewater treatment systems can be one among other solutions for equalizing the energy-environment dilemma, also targeting the prorrogatives of the current global policies on safety and sustainable energy sypply. Anyway, such measures have still been left aside by many industries, because it´s still not properly understood regarding the way these projects can internilize their positive externalities, some enterprises keep distant from the social, economic and environmental beneffits that carbon credit projects can bring up to help them in succeeding and rationalizing energy consumption. This dissertation evaluates and assesses the economic viablitity of projects of fuel switch (from fossil fuels to renewable biomass); use of biogas from industrial wastewater treatment systems and also the implementation of technologies and processes for reducing steam comsumption, focusing on breweries. By means of economic sceneries, it´s shown that the revenues from carbon credits can significantly have positive impacts, while financial incentives, on the decision making process towards the carrying and dissemination of such projects. As demonstrated in this work, the RCE, if required in the sceneries analysed, can bring the cash flows whithin brewery IRR expectations. Hence, the model showed that when measures of energy afficiency achieve at least 5,0% with the price of energy saved is of at least R$187,50/MWh, and for measures above 10% and energy is bought at prices higher then R$ 122,50/MWh, all projects with CER prices above 5,00 viable, and can be conducted. Also, the revenues from carbon credits can make industries wake up for the fact that they can internalize the positive externalities of these projects, once the high investiments can be compensated by their carbon offsets.

Submitted by Fabio Sobreira Campos da Costa (fabio.sobreira@ufpe.br) on 2017-02-14T12:34:09Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) AVALIAÇÃO ENERGÉTICA DE UM TURBOGERADOR OPERANDO COM GÁS NATURAL E MISTURAS DIESEL BIODIESEL.pdf: 1608514 bytes, checksum: 4e26dca37cbcf2bb5c54b977bcf9bf48 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-02-14T12:34:09Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) AVALIAÇÃO ENERGÉTICA DE UM TURBOGERADOR OPERANDO COM GÁS NATURAL E MISTURAS DIESEL BIODIESEL.pdf: 1608514 bytes, checksum: 4e26dca37cbcf2bb5c54b977bcf9bf48 (MD5) Previous issue date: 2015-02-12 / Em 2006, a Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL), através da Resolução Normativa nº 235, estabeleceu critérios e requisitos para a qualificação das centrais de cogeração de energia. Atualmente, segundo dados desta agência, existem 78 termelétricas com cogeração em operação no Brasil, totalizando mais de 2.945 MW de potência instalada. Ainda há seis unidades previstas, sendo uma em fase de construção e cinco com construções ainda não iniciadas, totalizando mais de 25 MW de potência. Os combustíveis utilizados nestas usinas são derivados dos fósseis e da biomassa. Em períodos de seca, o uso das termelétricas é de grande importância para a manutenção do sistema elétrico, e o perfeito funcionamento, junto com valores de rendimento otimizados, devem ser garantidos para que também haja redução dos danos ambientais causados por este tipo de geração. O presente trabalho analisa numericamente o comportamento térmico de uma unidade de potência com turbina a gás tomando como estudo de caso uma unidade geradora a gás da Usina Termelétrica de Camaçari (UTC) localizada no município de Dias D’Ávila, no estado da Bahia. No estudo foi analisado o funcionamento com três diferentes combustíveis (gás natural, óleo diesel e biodiesel) e os resultados comparados em termos da eficiência energética e ecológica, cujos melhores valores foram encontrados para o biodiesel puro, e posteriormente, para as misturas óleo diesel/biodiesel (até aproximadamente 50% de biodiesel), gás natural, misturas óleo diesel/biodiesel (com quantidades inferiores a 20% de biodiesel) e óleo diesel. / In 2006, the National Electricity Energy Agency (ANEEL), by Normative Resolution n. 235, established criteria and requirements for the qualification of the cogeneration power plants. Currently, according to ANEEL data, there are 78 thermal power plants with cogeneration in operation in Brazil, totaling more than 2,945 MW of installed capacity. There are six units planned, one under construction and five with construction not started yet, totaling more than 25 MW of power. Fuels used in these plants are derived from fossil and biomass. In dry periods, the use of thermal power is of great importance for the maintenance of the energy system, and the perfect operation, together with optimized performance values should be guaranteed so that there are also reducing environmental damage caused by this type of generation. This study numerically analyzes the thermal behavior of a power unit with gas turbine using as a case study a gas turbine of Thermal Power Plant of Camaçari, in the municipality of Dias D’Ávila, in the state of Bahia. In the study, the operation analysis was done with three different fuels (natural gas, diesel oil and biodiesel) and the results compared in terms of energy and ecological efficiency, whose best values were found for pure biodiesel, and later for blend diesel oil/biodiesel (up to approximately 50% of biodiesel), natural gas, mixtures diesel oil/biodiesel (with quantities less than 20% of biodiesel) and diesel oil.

A automação já é utilizada como ferramenta para se obter a eficiência energética. Este trabalho apresenta e quantifica a potencialidade desta ferramenta com objetivo de diminuir picos de energia, diminuindo também a necessidade de construir rapidamente novas usinas geradoras de energia elétrica, regulando a transmissão e distribuição desta energia, aproveitando recursos renováveis e sustentáveis, tudo isso através de um sistema que já existe implantado em vários países do mundo e tem todas as condições de ser implementado no Brasil. Este sistema é a rede inteligente de energia ou smart grid. Analisa, também, a matriz energética brasileira, apresenta anomalias ocorridas, como apagões regionais e nacionais, verifica a necessidade de energia elétrica para o crescimento do País, propõe soluções para o sistema energético nacional utilizando inovações tecnológicas, como a implantação do sistema smart grid na matriz energética, sempre objetivando melhor eficiência e qualidade da energia, levantando o comportamento dos usuários em busca da implementação destas inovações tecnológicas. A partir de idéias que rompam os paradigmas atuais de busca de energia através de grandes obras propõe este trabalho a mudança de hábito e procedimentos da população, das próprias empresas e dos órgãos públicos brasileiros buscando a diminuição da utilização da energia especialmente nos horários hoje considerados como picos, ou seja, aqueles que demandam a maior geração, transmissão e distribuição da energia utilizada. Apresenta também a necessidade de energia elétrica para desenvolvimento econômico do Brasil, agregando todas as inovações tecnológicas aos processos atuais, buscando minimizar a possibilidade da ocorrência de apagões, ocasionados por ineficiência técnica da matriz energética ou por racionamento de energia. / Automation is already used as a tool to achieve energy efficiency. This paper presents and quantifies the potential of this tool in order to reduce power surges, reducing the need rapidly build new electricity generating plants, transmission and regulating distribution of this energy, using renewable and sustainable resources, all through a system that is already deployed in several countries worldwide and has all the conditions to be implemented in Brazil. This system is the intelligent network of energy or "smart grid". It also analyzes the Brazilian energy matrix, has deficiencies occurred as a regional and national blackouts, there is need of electricity for the growth of the country, proposes solutions to national energy system, using technological innovations such as the deployment of the "smart grid" energy source, always aiming for better energy efficiency and quality, raising the behavior of users seeking the implementation of these technological innovations. From ideas that break current paradigms of seeking power through great works this paper proposes changes in the habits and procedures of the population, own businesses and public agencies are looking to decrease energy use especially in times like now considered "peaks", ie, those that demand the greatest generation, transmission and distribution of energy used. It also shows the need for electricity to Brazils economic development, adding all the technological innovations to the current processes in order to minimize the possibility of the occurrence of blackouts, caused by technical inefficiency of the energy or energy shortages.

Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2016-06-10T11:59:43Z No. of bitstreams: 1 marcelopaschoaldias.pdf: 2362586 bytes, checksum: de75d2d7f7b0ebf296ee1a44eeb6874f (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2016-07-13T13:48:14Z (GMT) No. of bitstreams: 1 marcelopaschoaldias.pdf: 2362586 bytes, checksum: de75d2d7f7b0ebf296ee1a44eeb6874f (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-13T13:48:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 marcelopaschoaldias.pdf: 2362586 bytes, checksum: de75d2d7f7b0ebf296ee1a44eeb6874f (MD5) Previous issue date: 2012-08-29 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Esta dissertação tem como foco principal a avaliação do emprego de um conversor de baixo custo, operando em baixa frequência, para o acionamento de diodos emissores de luz (LEDs) usados em luminárias de baixa potência. A proposta considera inicialmente um conversor CA-CC conhecido como pré-regulador boost de alto fator de potência operando em baixa frequência, ou seja, um único acionamento liga-desliga para cada semiciclo da rede elétrica. Um protótipo experimental com potência de saída de 11 W foi implementado e comprova a possibilidade de emprego do conversor pretendido. Neste caso, foi observada por meio de avaliação fotométrica uma redução de 11% na eficácia luminosa do conjunto luminoso, em comparação com operação CC ideal, algo que se atribui à natureza descontínua da corrente nos LEDs. O pré-regulador apresentou um fator de potência de 0,97 e uma eficiência de 59%, em especial devido ao uso de um transformador abaixador de baixa frequência sobredimensionado. Pelo fato de impor à lâmpada uma corrente descontínua, o conversor proposto não emprega capacitores eletrolíticos, característica que contribui para uma elevada vida útil do circuito de acionamento. Um circuito similar, orientado à iluminação pública e que dispensa o uso de transformadores abaixadores, também é avaliado com apoio de simulação computacional. Neste caso, pode ser esperada uma eficiência global muito mais elevada. Outro pré-regulador baseado no mesmo princípio, porém empregando uma topologia tipo Ćuk, também é avaliado por meio de simulações, permitindo-se antever uma proposta de baixo custo, acionamento simplificado, elevada eficiência global, elevada eficácia luminosa e elevada vida útil. Finalmente, um estudo complementar desta dissertação considera a influência do posicionamento geométrico dos LEDs para a distribuição luminosa no plano de trabalho. Uma análise matemática e experimental é conduzida neste sentido e contribuiu para a alocação das unidades luminosas ao longo da barra de suporte da luminária de baixa potência implementada. / This work is mainly focused on the evaluation of the use of a low-frequency and low-cost converter intended to drive light emitting diodes employed in low power lighting fixtures. The proposal considers at first a high power factor boost pre-regulator converter featuring a low frequency switching of the main power device, which is driven twice each electric mains cycle. An experimental prototype with output power of 11 W is implemented and proves the concept feasibility. In this case, photometry studies show a reduction of 11% in the LEDs luminous efficacy, as compared to an ideal DC operation, which is due to the discontinuous nature of the output current. The boost pre-regulator presented a power factor of 0.97 and a global efficiency of 59%, something that can be imputed to the use of an underrated low frequency transformer. Despite some disadvantages, the discontinuous nature of LEDs current allows the converter to avoid using electrolytic capacitors, what confers an extended lifetime to the proposed driver. A similar circuit, which does not need transformers at all and is devised to be employed in street lighting, is also evaluated by means of numerical simulation. Moreover, another low frequency pre-regulator based on the Ćuk converter is evaluated with the aid of computer simulation, and the results show that it could be attained in practice a high global efficiency, high luminous efficacy and extended driver lifetime. Finally, a complementary study accomplished during this dissertation evaluates the influence of the geometric positioning of the LEDs for the luminous distribution over a given plane to be lit. Mathematical and experimental analysis have been developed contributing for the right allocation of lighting unities along the heatsink bar which bears the lighting fixture prototype.

Submitted by Felipe Conti (conti.felipe@gmail.com) on 2013-01-07T18:39:02Z No. of bitstreams: 1 Mestrado_DOC_Felipe_Conti_2012_VF4.pdf: 2737628 bytes, checksum: 6da369f38dddb7557a4db4ae6539e1e6 (MD5) / Approved for entry into archive by Rafael Aguiar (rafael.aguiar@fgv.br) on 2013-01-16T18:28:34Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Mestrado_DOC_Felipe_Conti_2012_VF4.pdf: 2737628 bytes, checksum: 6da369f38dddb7557a4db4ae6539e1e6 (MD5) / Approved for entry into archive by Marcia Bacha (marcia.bacha@fgv.br) on 2013-01-16T18:39:48Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Mestrado_DOC_Felipe_Conti_2012_VF4.pdf: 2737628 bytes, checksum: 6da369f38dddb7557a4db4ae6539e1e6 (MD5) / Made available in DSpace on 2013-01-16T18:40:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Mestrado_DOC_Felipe_Conti_2012_VF4.pdf: 2737628 bytes, checksum: 6da369f38dddb7557a4db4ae6539e1e6 (MD5) Previous issue date: 2012-05-05 / O presente trabalho visa avaliar o resultado dos projetos de eficiência energética para o segmento baixa renda, comparando resultados de projetos de troca de equipamentos obsoletos por equipamentos novos e eficientes, com projeto de cunho educativo para o consumo eficiente de energia. Faz também parte do trabalho verificar os resultados das ações dos dois projetos combinados.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / New trends and emerging technologies motivate the design of analog-to-digital converters (ADCs) which must fit in increasingly constrained environments. Within this context, one design metric which is constantly forced towards reduction is the power consumption, leading the designers to come up with improvements in both the architecture and circuit levels. This work aims to push forward the energy efficiency of the successive approximation charge sharing ADC, which is a relatively new and unexplored architecture. Therefore, three complete ADCs are designed throughout this work, each one bringing novelties that help decreasing the power consumption. The techniques devised here include novel manners of dealing with the tracking of the input signal and a circuit to reduce power drained in the pre-charge cycle. Also, three different architectures of digital controller for this ADC topology are designed. Moreover, a novel bootstrapping switch circuit is presented, which provides lower devices-count and a extremely high energy efficiency. / As novas tendências e tecnologias emergentes motivam o projeto de conversores analógico-digitais (ADCs) que precisam suprir especificações cada vez mais restritivas. Nesse contexto, uma métrica de projeto que é constantemente forçada em direção à redução é o consumo de potência, fato esse que leva à concepção de melhorias tanto em nível arquitetural como em nível de circuito elétrico. Este trabalho tem como objetivo elevar a eficiência energética dos ADCs por aproximações sucessivas e compartilhamento de carga, visto que essa é uma arquitetura relativamente nova e inexplorada. Portanto, três ADCs completos são projetados ao longo deste trabalho, e cada um traz inovações que ajudam a reduzir o consumo de potência. As técnicas concebidas aqui incluem maneiras novas de efetuar a captura do sinal de entrada e um circuito para reduzir a potência drenada no ciclo de pré-carga. Além disso, três arquiteturas diferentes de controlador digital para essa topologia de ADC são expostas. Mais, um novo circuito de chave com bootstrapping é apresentado, o qual apresenta um número de dispositivos menor e uma eficiência energética extremamente alta.

Energy issues gathered strong attention over the past decade, reaching IT data processing infrastructures. Now, they need to cope with such responsibility, adjusting existing platforms to reach acceptable performance while promoting energy consumption reduction. As the de facto platform for Big Data, Apache Hadoop has evolved significantly over the last years, with more than 60 releases bringing new features. By implementing the MapReduce programming paradigm and leveraging HDFS, its distributed file system, Hadoop has become a reliable and fault tolerant middleware for parallel and distributed computing over large datasets. Nevertheless, Hadoop may struggle under certain workloads, resulting in poor performance and high energy consumption. Users increasingly demand that high performance computing solutions address sustainability and limit energy consumption. In this thesis, we introduce HDFSH, a hybrid storage mechanism for HDFS, which uses a combination of Hard Disks and Solid-State Disks to achieve higher performance while saving power in Hadoop computations. HDFSH brings, to the middleware, the best from HDs (affordable cost per GB and high storage capacity) and SSDs (high throughput and low energy consumption) in a configurable fashion, using dedicated storage zones for each storage device type. We implemented our mechanism as a block placement policy for HDFS, and assessed it over six recent releases of Hadoop with different architectural properties. Results indicate that our approach increases overall job performance while decreasing the energy consumption under most hybrid configurations evaluated. Our results also showed that, in many cases, storing only part of the data in SSDs results in significant energy savings and execution speedups / Ao longo da última década, questões energéticas atraíram forte atenção da sociedade, chegando às infraestruturas de TI para processamento de dados. Agora, essas infraestruturas devem se ajustar a essa responsabilidade, adequando plataformas existentes para alcançar desempenho aceitável enquanto promovem a redução no consumo de energia. Considerado um padrão para o processamento de Big Data, o Apache Hadoop tem evoluído significativamente ao longo dos últimos anos, com mais de 60 versões lançadas. Implementando o paradigma de programação MapReduce juntamente com o HDFS, seu sistema de arquivos distribuídos, o Hadoop tornou-se um middleware tolerante a falhas e confiável para a computação paralela e distribuída para grandes conjuntos de dados. No entanto, o Hadoop pode perder desempenho com determinadas cargas de trabalho, resultando em elevado consumo de energia. Cada vez mais, usuários exigem que a sustentabilidade e o consumo de energia controlado sejam parte intrínseca de soluções de computação de alto desempenho. Nesta tese, apresentamos o HDFSH, um sistema de armazenamento híbrido para o HDFS, que usa uma combinação de discos rígidos e discos de estado sólido para alcançar maior desempenho, promovendo economia de energia em aplicações usando Hadoop. O HDFSH traz ao middleware o melhor dos HDs (custo acessível por GB e grande capacidade de armazenamento) e SSDs (alto desempenho e baixo consumo de energia) de forma configurável, usando zonas de armazenamento dedicadas para cada dispositivo de armazenamento. Implementamos nosso mecanismo como uma política de alocação de blocos para o HDFS e o avaliamos em seis versões recentes do Hadoop com diferentes arquiteturas de software. Os resultados indicam que nossa abordagem aumenta o desempenho geral das aplicações, enquanto diminui o consumo de energia na maioria das configurações híbridas avaliadas. Os resultados também mostram que, em muitos casos, armazenar apenas uma parte dos dados em SSDs resulta em economia significativa de energia e aumento na velocidade de execução

Para atenuar o impacto visual, que acomete o motorista ao ingressar em túneis rodoviários durante o período diurno, utiliza-se a luz artificial, com alto nível inicial e gradual diminuição para o interior do túnel. Tal solução apresenta dois inconvenientes imediatos, relacionados ao consumo de energia e à segurança. Devido à radiação solar direta, as imediações da entrada do túnel tornam-se fontes de ofuscamento de elevada intensidade e a iluminação deve estar dimensionada para permitir, ao motorista que se aproxima da entrada do túnel, a visualização de seu interior, implicando em elevado consumo de energia para uma tarefa com pouco requisito visual. Quanto à segurança, na hipótese de falta de energia aumenta-se a probabilidade de acidentes, pois o reflexo do motorista pode ser frear. As soluções arquitetônicas, objeto da pesquisa, correspondem a um Sistema para Adaptação Visual (SAV), implantado no trecho de rodovia aberta anterior à entrada do túnel, que, por um lado, atua nos elementos causadores do problema e, por outro, fornece a iluminação necessária no interior do túnel através das fontes de luz natural (Sol e céu). Para sua concepção, são propostas cinco estratégias. O desempenho do SAV, assim constituído, foi testado em uma aplicação prática nos túneis do trecho Oeste do Rodoanel Mário Covas, sem apresentar os inconvenientes identificados na solução convencional (iluminação artificial). A segurança no ponto crítico ficou garantida por característica intrínseca do sistema. Além de reduzir o consumo, a energia para o período noturno pôde ser gerada pelo próprio SAV, se incorporados módulos fotovoltaicos, e a sazonalidade característica da luz natural é acompanhada pelo sistema, favorecendo o conforto visual por diminuir a faixa em que ocorre o processo de adaptação visual. / The usual adopted solution to defuse the drivers visual impact at the highway tunnel entrance during the daytime, has been the use of electric lighting, with high initial level and gradual reduction towards the internal side of the tunnel. This brings two immediate problems, concerning energy consumption and security. Direct sunlight causes high intensity glare sources around the tunnel entrance, and the lighting level should be enough to allow the interior visibility, when the driver approaches the tunnel, entailing high energy consumption to a low accurate task. Security-wise, in case of power supply failure, collisions possibility increases, due to the drivers instinctive reaction to brake suddenly. Architectural solutions, this research object, are related to a Visual Adaptation System (VAS) positioned on the open road before the tunnel entrance, which, on the one hand, acts into the problem causes, and, on the other, provides the necessary lighting inside the tunnel by natural light sources (Sun and sky). Five strategies are proposed designing the VAS. A practical application on Metropolitan Area Ring Road Mario Covas West segment tunnels checked the so-built VAS performance, not presenting the identified deficiencies in the conventional solution (artificial lighting). The intrinsic system feature assured the critical point security. Besides the consumption reduction, the energy supply for nighttime could be generated by the VAS, if photovoltaic modules are added, and the natural light seasonal feature is followed by the system, favoring the visual comfort by decreasing the visual adaptation process range.

O objeto da presente tese é o desenvolvimento de uma proposta metodológica para planejamento energético no desenvolvimento de áreas urbanas, na escala de distritos, bairros e unidades de vizinhança. A metodologia proposta é aplicável a estudos de desenvolvimento de novas áreas urbanas, distritos ou bairros e estudos para requalificação de áreas urbanas já ocupadas, como ferramenta de suporte ao planejamento e ao processo decisório. Inicialmente, foi produzida uma base referencial dos principais condicionantes para o planejamento energético urbano, segundo o escopo considerado nesse trabalho de pesquisa. Nessa etapa foram identificadas e analisadas as interdependências entre esses fatores e sua participação no consumo energético e nas emissões de poluentes. A proposta metodológica está estruturada em dois módulos principais: Módulo 1 - Gerenciamento da Demanda de Energia, envolvendo aspectos relacionados à Morfologia Urbana, Mobilidade Urbana e Edificações, tais como densidade populacional e construída, uso e ocupação do solo, geometria de quadras e cânion urbano, sistema de transporte urbano de passageiros, sistema viário, tecnologias veiculares e combustíveis, soluções passivas em conforto ambiental e substituição tecnológica de equipamentos em edificações; e Módulo 2 - Gerenciamento da Oferta de Energia, incluindo sistemas de geração e distribuição de energia elétrica e térmica para aquecimento e resfriamento em escala urbana, inclusive com aproveitamento de recursos energéticos residuais e renováveis. Dos Módulos 1 e 2 resultam os níveis de consumo de energia e as emissões totais de poluentes, incluindo Gases de Efeito Estufa e poluentes locais. Na composição da proposta metodológica participam variáveis e parâmetros relacionados aos condicionantes de planejamento energético urbano, bem como procedimentos de cálculo que integram e compatibilizam as configurações urbanas quanto à morfologia, mobilidade, edificações, e geração de energia. Os procedimentos foram sistematizados em um conjunto de planilhas eletrônicas e gráficos comparativos, desenvolvidos para aferição da proposta metodológica, suporte na visualização de resultados e indicadores e posterior aplicação como ferramenta no planejamento de áreas urbanas. A proposta metodológica foi aplicada no caso da Operação Urbana Água Branca, no Município de São Paulo, ficando demonstrado o potencial de integração de estratégias e comprovando a tese em questão. Nas duzentas e dezessete diferentes situações configuradas por meio da metodologia proposta, foi possível identificar não apenas importantes potenciais quantitativos, mas também a contribuição relativa dos diversos condicionantes para o resultado global, em termos energéticos, urbanísticos e ambientais. Além dos cenários apresentados, a proposta metodológica permite que diversos outros possam ser configurados para outras áreas urbanas a serem desenvolvidas ou requalificadas, desde que as variáveis e os parâmetros sejam adequadamente adaptados a cada realidade. / The subject of this thesis is the development of a methodology for energy planning in the development of urban areas, in the scale of districts and neighborhoods. The proposed methodology has two main applications as a tool to support strategic planning and decision-making process: studies for the development of new urban areas, districts or neighborhoods, and studies for rehabilitation of urban areas already used. Initially, a conceptual and technical approach was done about the main constraints for urban energy planning, according to the scope considered in this research. In this stage, the interrelationships among these factors and their impact in terms of energy consumption and pollutant emissions were identified and analyzed. The proposed methodology is organized into two main modules: Module 1 - Energy Demand Management, involving aspects of urban morphology, urban mobility and buildings, such as population density and built area, land use, urban blocks and urban canyon geometry, urban transport, road system, vehicle and fuel technologies, passive solutions to environmental comfort and technological replacement of equipment in buildings; and Module 2 - Energy Supply Management, including district and local systems for generating and distributing electricity and steam for heating and cooling purpose, including the use of renewable and waste energy resources. Levels of energy consumption and the total emission of pollutants, including greenhouse gases and local pollutants, result from the Modules 1 and 2. The proposed methodology involves variables and parameters related to the constraints of urban energy planning as well as calculation procedures that integrate and match the urban settings under consideration, as urban morphology, mobility, buildings, power generation and district systems. The procedures were systematized into a set of spreadsheets and charts developed to verify the proposed methodology, visualization support of results and indicators, and later application as a tool for planning of urban areas. The proposed methodology was applied to the Agua Branca Urban Operation study-case, in the city of Sao Paulo, in which the potential of integrating strategies was demonstrated. In thirty-six different situations defined by using the proposed methodology, it was possible to identify not only important quantitative potentials but also the relative contribution of various constraints to the overall result in terms of energy, urban and environmental issues. In addition to the scenarios presented, the proposed methodology allows the configuration of several other options to different urban areas to be developed or rehabilitated, but variables and parameters need to be properly adapted to each situation.

O objeto da presente tese é o desenvolvimento de uma proposta metodológica para planejamento energético no desenvolvimento de áreas urbanas, na escala de distritos, bairros e unidades de vizinhança. A metodologia proposta é aplicável a estudos de desenvolvimento de novas áreas urbanas, distritos ou bairros e estudos para requalificação de áreas urbanas já ocupadas, como ferramenta de suporte ao planejamento e ao processo decisório. Inicialmente, foi produzida uma base referencial dos principais condicionantes para o planejamento energético urbano, segundo o escopo considerado nesse trabalho de pesquisa. Nessa etapa foram identificadas e analisadas as interdependências entre esses fatores e sua participação no consumo energético e nas emissões de poluentes. A proposta metodológica está estruturada em dois módulos principais: Módulo 1 - Gerenciamento da Demanda de Energia, envolvendo aspectos relacionados à Morfologia Urbana, Mobilidade Urbana e Edificações, tais como densidade populacional e construída, uso e ocupação do solo, geometria de quadras e cânion urbano, sistema de transporte urbano de passageiros, sistema viário, tecnologias veiculares e combustíveis, soluções passivas em conforto ambiental e substituição tecnológica de equipamentos em edificações; e Módulo 2 - Gerenciamento da Oferta de Energia, incluindo sistemas de geração e distribuição de energia elétrica e térmica para aquecimento e resfriamento em escala urbana, inclusive com aproveitamento de recursos energéticos residuais e renováveis. Dos Módulos 1 e 2 resultam os níveis de consumo de energia e as emissões totais de poluentes, incluindo Gases de Efeito Estufa e poluentes locais. Na composição da proposta metodológica participam variáveis e parâmetros relacionados aos condicionantes de planejamento energético urbano, bem como procedimentos de cálculo que integram e compatibilizam as configurações urbanas quanto à morfologia, mobilidade, edificações, e geração de energia. Os procedimentos foram sistematizados em um conjunto de planilhas eletrônicas e gráficos comparativos, desenvolvidos para aferição da proposta metodológica, suporte na visualização de resultados e indicadores e posterior aplicação como ferramenta no planejamento de áreas urbanas. A proposta metodológica foi aplicada no caso da Operação Urbana Água Branca, no Município de São Paulo, ficando demonstrado o potencial de integração de estratégias e comprovando a tese em questão. Nas duzentas e dezessete diferentes situações configuradas por meio da metodologia proposta, foi possível identificar não apenas importantes potenciais quantitativos, mas também a contribuição relativa dos diversos condicionantes para o resultado global, em termos energéticos, urbanísticos e ambientais. Além dos cenários apresentados, a proposta metodológica permite que diversos outros possam ser configurados para outras áreas urbanas a serem desenvolvidas ou requalificadas, desde que as variáveis e os parâmetros sejam adequadamente adaptados a cada realidade. / The subject of this thesis is the development of a methodology for energy planning in the development of urban areas, in the scale of districts and neighborhoods. The proposed methodology has two main applications as a tool to support strategic planning and decision-making process: studies for the development of new urban areas, districts or neighborhoods, and studies for rehabilitation of urban areas already used. Initially, a conceptual and technical approach was done about the main constraints for urban energy planning, according to the scope considered in this research. In this stage, the interrelationships among these factors and their impact in terms of energy consumption and pollutant emissions were identified and analyzed. The proposed methodology is organized into two main modules: Module 1 - Energy Demand Management, involving aspects of urban morphology, urban mobility and buildings, such as population density and built area, land use, urban blocks and urban canyon geometry, urban transport, road system, vehicle and fuel technologies, passive solutions to environmental comfort and technological replacement of equipment in buildings; and Module 2 - Energy Supply Management, including district and local systems for generating and distributing electricity and steam for heating and cooling purpose, including the use of renewable and waste energy resources. Levels of energy consumption and the total emission of pollutants, including greenhouse gases and local pollutants, result from the Modules 1 and 2. The proposed methodology involves variables and parameters related to the constraints of urban energy planning as well as calculation procedures that integrate and match the urban settings under consideration, as urban morphology, mobility, buildings, power generation and district systems. The procedures were systematized into a set of spreadsheets and charts developed to verify the proposed methodology, visualization support of results and indicators, and later application as a tool for planning of urban areas. The proposed methodology was applied to the Agua Branca Urban Operation study-case, in the city of Sao Paulo, in which the potential of integrating strategies was demonstrated. In thirty-six different situations defined by using the proposed methodology, it was possible to identify not only important quantitative potentials but also the relative contribution of various constraints to the overall result in terms of energy, urban and environmental issues. In addition to the scenarios presented, the proposed methodology allows the configuration of several other options to different urban areas to be developed or rehabilitated, but variables and parameters need to be properly adapted to each situation.