Orientador: Dionizio Paschoareli Junior / Banca: Mariângela de Carvalho Bovolato / Banca: Félix Abrão Neto / Resumo: No mundo de hoje, conforme aumenta o interesse sobre fontes renováveis de energia, muitas pesquisas envolvem a busca de uma configuração eficiente para melhorar a distribuição desta energia e locá-las de uma maneira otimizada. A microrrede apresenta-se como uma alternativa para isto já que consiste em um sistema de energia de pequeno porte contendo vários consumidores e unidades geradoras distribuídas, possivelmente utilizando-se de diferentes fontes de energia, podendo ser considerada como um sistema independente operado através da interligação com o sistema principal de energia e que pode ser desconectada deste sistema sem maiores impactos, de acordo com a situação. Diante desta descrição as indústrias sucroalcooleiras também podem ser inseridas como um exemplo típico de microrrede permitindo assim uma diferente visão sobre como estas indústrias são afetadas pelo sistema principal de energia, mas, principalmente, como elas o afeta. Neste trabalho será visto alguns conceitos pertencentes à microrrede e alguns estudos que estão sendo realizados nesta área apresentando ferramentas que poderão comprovar que a indústria sucroalcooleira pode ser definida como uma microrrede / Abstract: Nowadays, with the interest increasing about sources that use renewable energy, many researches involve the search for an efficient configuration to improve the distribution of this energy and locate them with an optimized way. The microgrid is small power system that consists of several consumer's loads and small size distributed generation resources, possibly using different energy sources, and can be considered an independent system operated by interconnecting to the power distribution system and could be disconnected from this system without major impacts according to situation. In view of this description, the sugar-ethanol industries can also be inserted as a typical example of microgrid allowing a different view of how these industries are affected by the main system power, but especially how they affects it. In this study will be seen some concepts belonging to microgrid and some studies that are being done in this area, presenting tools that can demonstrate that the sugar-ethanol industry can be defined as a microgrid / Mestre

No Brasil, as liberalizações econômicas vivenciadas na última década do século XX abriram as portas de seus mercados de energia à competição e os colocaram sob tutela do Sistema Brasileiro de Defesa da Concorrência (SBDC). Com a Indústria Sucroalcooleira Brasileira (ISB) não foi diferente, e, após vinte anos de intensa regulamentação (sob a figura do Proálcool), este setor passou a estar exposto aos incentivos de mercados competitivos, entrando em uma rota de maturação marcada por diversas fusões e aquisições. O presente estudo tem como objetivo analisar as principais implicações em política antitruste de tal abertura e determinar o procedimento que deve ser adotado para a definição de Mercados Relevantes na ISB. Para isso, primeiro faz-se uma análise sob a ótica da Organização Industrial de sua cadeia industrial, com ênfase para os aspectos estratégicos que estão por trás das diversas fusões ocorridas no setor. Em seguida, analisa-se o efeito dinâmico que a introdução dos veículos flexfuel possui sobre o mercado de combustíveis líquidos, mostrando-se como um verdadeiro choque tecnológico. Por último, é adotada a metodologia sugerida pelo Conselho Administrativo de Defesa Econômica (CADE) e Federal Trade Comission (FTC) para a definição de Mercados Relevantes em casos de fusões horizontais, abordando o tema Consistência Temporal, importante fator a ser considerado dada a rápida expansão da participação de veículos flexfuel dentro da frota nacional de veículos leves. Com isso, espera-se contribuir para um procedimento que deve ser cada vez mais adotado pela autoridade antitruste brasileira e abordando um tema, Consistência Temporal, que pode aparecer em outros setores expostos a choques tecnológicos. / The process of economic liberalization undergone by Brazil in the last decade of the twentieth century had a significant impact on the functioning of energy markets, which became open to competition under the surveillance of the Brazilian System of Competition Policy (SBDC). The Brazilian Ethanol and Sugar Industry (ISB) did not constitute an exception to this. Thus, after twenty years of intense regulation by Proálcool, this sector started being exposed to the incentive schemes characterizing competitive markets, and entered a maturation route marked by several mergers and acquisitions. On the other hand, technological advancements also affected the recent history of ISB. In particular, the introduction of flexfuel vehicles constituted an important technological shock. The peculiar experience of the ISB provides interesting implications from an Industrial Organization perspective. In particular, considering the above-mentioned technological shock, something can be learnt as regards the importance of time consistency in defining Relevant Markets in sectors exposed to technological shocks. These aspects constitute the main focus of the present study, which is organized as follows. Firstly, the ISBs industrial chain and recent history will be appraised, under the perspective of Industrial Organization, with emphasis on the strategic aspects underlying the mergers that have occurred. Then, the technological shock and its dynamic effects on the liquid fuels market will be assessed. Finally, the methodology suggested by the Administrative Conselho Administrativo de Defesa Econômica (CADE) and Federal Trade Commission (FTC) for the definition of Relevant Markets in cases of horizontal mergers will be considered. The conclusion will be reached that, in sectors exposed to technological shocks such as the ISB time consistency issues should represent a major concern in relevant market definition.

Este trabalho propõe a especificação e a criação de experimentos, modelos e interfaces padrões para o apoio ao processo de planejamento da produção de um sistema produtivo sucroalcooleiro, via simulação. Os modelos abrangem os setores agrícola e industrial das usinas sucroalcooleiras, da colheita da matéria-prima até a fabricação do açúcar e do álcool. A modelagem do sistema, utilizando softwares comerciais de simulação com flexibilidade de recursos para customização, visa a geração de um ambiente de simulação para análises de desempenho e sensibilidade. Os modelos padrões que compõem este ambiente de simulação permitem que sejam realizadas simulações em 3 diferentes escopos, desde a usina, passando pelos setores agrícola e industrial, e chegando ao nível dos processos de corte/carregamento, recepção de matéria-prima, extração, tratamento de caldo, fabricação de açúcar, fabricação de álcool e geração de vapor. A interação do usuário com o ambiente, por meio de interfaces amigáveis, tem como função fornecer ao planejador uma opção de ferramenta de trabalho simples e de fácil aplicação, que possibilita a obtenção de informações úteis sobre o comportamento e das inter-relações entre as principais variáveis que influenciam o desempenho do sistema, permitindo a escolha das opções mais adequadas na busca de melhorias. / This work proposes the specification and generation of standard experiments, models and interfaces for supporting to the process of production planning in the sugar cane industry, through simulation. Models embrace the agricultural and industrial sections of sugar cane plants, since the cane harvesting until the sugar and alcohol production. The system modelling, using commercial simulation softwares with flexibility of customization resources, seeks the generation of a simulation environment for performance and sensibility analyses. Standard models that compose this simulation environment allow simulations to be accomplished in 3 different scopes, from the plant, passing by the agricultural and industrial sections, and arriving at the level of the processes: cutting/loading, raw material reception, extraction, juice treatment, sugar production, alcohol production and stream generation. The user\'s interaction with the simulation environment through friendly interfaces, has the function of supplying the planner with an ease-to-use tool option, that makes possible the obtaining of useful information about the behavior and the interrelations among the principal variables that influence the system performance, allowing the choice of the most appropriate options in the search of improvements.

Esta dissertação teve como intenção analisar o Proálcool (1975-1990) e suas consequências para o setor sucroalcooleiro paulista, relacionando-o ao processo de modernização retardatária promovida pelo Estado brasileiro, que redefiniu o papel do campo no processo de acumulação capitalista, no Brasil. Pretendeu-se verificar se a necessidade reiterada de intervenção estatal via créditos subsidiados junto à produção do setor indicava uma crise da acumulação capitalista na sua forma atual, a partir do que Marx denominou como capital fictício. Assim, se colocou como questão se a dívida dos fornecedores e industriais do complexo agroindustrial sucroalcooleiro paulista para com a União, no final da década de 1980 (final do terceiro período do Proálcool), expressava o momento fictício de reprodução do capital na incapacidade (sem a intervenção do Estado) de reprodução do setor, tanto pela exploração do trabalho como pela incorporação da renda da terra ao capital que se territorializava no campo. Esta dissertação procurou verificar tal questão através da história dessa territorialização (e sua consequente diferenciação de áreas nas DIRAs, em São Paulo), e também avaliar dados, para então compreender quais as relações entre a inserção nesse momento particular da acumulação capitalista e a transformação das relações de produção particulares conforme existentes no Brasil (como o agregado, no Vale do Jequitinhonha) e em São Paulo (como o colono), anteriormente ao processo de modernização. O trabalho precarizado do bóia-fria pôde, assim, ser entendido como expressão da crise da sociedade do trabalho, sendo a alta composição orgânica dos capitais no setor percebida de forma fetichista como desenvolvimento econômico o fundamento da conformação das características daquele trabalho. Através de trabalho de campo à área de Olímpia-SP, pretendeu-se, então, compreender a forma pela qual as personificações do capital (proprietário de terras, capitalista e trabalhador) subjetivam o momento da crise, enquanto o da própria forma social capitalista. / This thesis aimed at analyzing the Proálcool (1975 1990) and its consequences to the sugarcane industry at São Paulo state, trying to relate it to the process of modernization promoted by Brazilian State, which redefined the role of agriculture on the national process of capitalist accumulation. It sought, also, to verify if that industrys state subvention necessity for credit outpointed a capitalist accumulation crisis on its actual form, from what Marx called fictitious capital. Therefore, we questioned if the sugarcane industry debts with the Brazilian State, at the end of the 1980s (as the last period of Proálcool), expressed the fictitious moment of capitalist reproduction as the impossibility (one without State subventions) of that industry to reproduce itself whether from labor exploitation, or from the ground rent extraction. This dissertation tried to answer it by thinking on the history of capital territorialization on local agriculture and by data examination, in order to comprehend the relations between its insertion at this particular capitalist accumulation moment and the changing of social production relations as they existed before that modernization process (the agregado, at Vale do Jequitinhonha; and the colono, at São Paulo). Precarious labor of day-laborers, thus, could be interpreted as an expression of labor society crisis, being the high capital organic composition of sugarcane industry the ground from where this labors characteristics are/were conformed, although this composition is widely seen as economic growth. With fieldworks at Olímpia area (São Paulo), we intended to comprehend how capital personifications (landlord, capitalist and laborer) see this crisis moment and if they relate it as being from the capitalistic social form itself.

As organizações líderes de diferentes setores têm como característica comum a medição do próprio desempenho e seu uso na busca de níveis superiores. Na área agrícola, esforços nesse sentido são ainda incipientes. Em função da importância que sistemas mecanizados têm para o sucesso de empresas agrícolas, devido a sua participação nos custos e potencial para sua redução, e a importância que medidas de desempenho têm no auxílio a gestão, o objetivo deste trabalho é propor um sistema de medição de desempenho integrado para dar suporte à gestão da mecanização agrícola. A metodologia foi dividida em duas fases principais: adaptação de um modelo conceitual sistêmico (baseado no Balanced Scoredcard e conceitos da Fundação Nacional da Qualidade) e posterior desenvolvimento numa situação prática (estudo de caso junto a uma agroindústria canavieira). Foram encontrados indicadores de desempenho associados a: custo e prazo (tradicionalmente utilizados); controle e melhoria na qualidade de operações e processos de apoio; preservação ambiental; segurança, saúde, satisfação, motivação e capacitação de colaboradores; desenvolvimento de sistemas de informação. Conclui-se que a elaboração do sistema de medição de desempenho apontou novos indicadores para o gerenciamento de sistemas mecanizados. / Leaders organizations of different sectors have a common characteristic, ability to measure your own performance and to use this measurement in an intelligent form to search higher level. In agricultural sector, efforts in that direction are still inexpressive. In function of the importance witch mechanized systems have for agricultural business success, due to your participation on costs and potential for reduction, and the importance of performance measurement in management support, the objective of this research is to propose an integrated performance measurement system for give support to agricultural mechanization management. The methodology was divided in two main phase: adjust of a systemic conceptual model (based in Balanced Scorecard and concepts of Fundação Nacional da Qualidade) and then his development in a practical situation (case study in a sugarcane agro industry). Were found performance indicators associated with: cost and time (traditionally utilized); control and increase in quality of operation and support processes; environment preserve; security, health, satisfaction, motivation and capacitating of employees; information systems development. Concluding, the elaboration of performance measurement system appointed to new indicators to mechanized systems management.

Em conseqüência da constatação do consumo elevado de águas nas indústrias sucroalcoleiras, gerando efluentes líquidos que impactam o meio ambiente, considerando os avanços na implantação da cobrança pelo uso da água, este trabalho aborda várias alternativas de minimização e reuso de águas nas indústrias sucroalcooleiras, objetivando a redução da poluição na fonte e minimização da captação de água superficial, reutilizando os efluentes dentro do processo produtivo. Também são apresentados os resultados de um estudo de caso realizado em uma indústria, na qual foi realizada uma pesquisa do processo industrial, para determinar o consumo de água e a qualidade de efluentes e propor alternativas para minimização da captação de água e geração de efluentes. / It is a fact that the sugar and ethanol industry in Brazil has a high level of water consumption and consequent production of effluents, with a negative impact to the environment. Also, the environmental legislation indicates a continuous raise in the charge for the usage of water from natural sources. As a consequence of the present situation, this work brings up several alternatives for the minimization and reuse of water at sugar and ethanol industries, aiming the reduction of pollutants at their source and the minimization of water uptake from the available supplies, by reusing the effluents inside the production process itself. It is also presented the results from a case study carried out in an industry where the production process was analyzed in the point-of-view of water usage and effluent generation. Alternatives for water uptake and effluent generation minimization are therefore proposed.

O concreto com agregados leves, quando comparado ao concreto convencional, reduz consideravelmente o peso nas edificações. No entanto, esse material ainda não está amplamente difundido no Brasil, pois há apenas uma empresa produtora de agregados leves (argila expandida), localizada no estado de São Paulo, ocasionando altos custos de transporte. Uma alternativa para disseminar a tecnologia do concreto leve é a utilização do parque produtivo de cerâmica vermelha espalhado pelo território nacional, para a produção de agregados leves, utilizando a argila vermelha com a adição da cinza do bagaço da cana-de-açúcar (CBCA) para diminuir a massa específica desse material. Assim, o presente trabalho teve como objetivo avaliar o desempenho de agregados leves destinados a concretos leves produzidos com argila vermelha e a incorporação de CBCA, sinterizados em forno convencional e forno de micro-ondas, visando uma alternativa energeticamente mais eficiente de sinterização de materiais cerâmicos. As caracterizações das matérias-primas foram realizadas por análises de espectroscopia de fluorescência de raios X, perda ao fogo, difração de raios X, termogravimetria, distribuição granulométrica e massa específica real. Os corpos de prova foram conformados por extrusão em três diferentes composições, argila vermelha (referência), argila vermelha com adição de 20 % de CBCA e argila vermelha com adição de 40 % de CBCA, e sinterizados nas temperaturas de 700, 800, 900, 1000 e 1100 ºC. A sinterização convencional ocorreu por 60 min. com taxa de aquecimento de 10 ºC/min. No forno de micro-ondas a sinterização ocorreu de maneira híbrida, com taxa de aquecimento de 50 ºC/min. por 5, 10 e 15 min. Após a sinterização foram realizados os ensaios de retração linear, resistência à compressão, absorção de água, porosidade aparente, massa específica aparente, termogravimetria, difração de raios-X, microtomografia e microscopia eletrônica de varredura. Os resultados obtidos indicaram que a sinterização em forno de micro-ondas, quando comparada a sinterização em forno convencional, promove aumento dos valores de resistência à compressão e redução dos valores de absorção de água das massas cerâmicas, provavelmente devido ao refinamento da microestrutura. A adição de CBCA possibilitou a redução da massa específica dos corpos de prova, em especial das cerâmicas com 40 % de adição. Os agregados com adição de CBCA sinterizados em forno de micro-ondas apresentaram valores de resistência a compressão e massa específica aparente similares a argila expandida, se mostrando assim como uma alternativa de agregados leves com baixo impacto ambiental no processo de produção, considerando a maior eficiência energética do forno de micro-ondas e do reuso de resíduos agroindustriais. / The lightweight aggregates concrete reduces considerably the weight in buildings compared with the conventional one. However, this type of material has not been widespread yet once there is just one lightweight aggregate (expanded clay) manufacturer locate in São Paulo state, which makes the transportation still costly. Alternatively, the lightweight concrete technology could be spread all over Brazil by locating the red ceramic industrial production throughout the country for lightweight aggregate calcined clay production, using the red clay with the addition of the sugarcane bagasse ash (SCBA) to reduce the specific mass of this material. Thus, the aim of this research is to assess the performance of lightweight aggregates for lightweight concrete produced from red clay with the incorporation of ash from the sugarcane bagasse (SCBA) sintered in conventional oven and microwave, in the search of a more energy-efficient alternative for the sintering of ceramic materials. The characterization of the raw materials was carried out by analysis of X-ray fluorescence spectroscopy, loss on ignition, X-ray diffraction, thermogravimetry, particle size distribution and actual specific mass. The specimens were extruded in three different compositions, red clay (reference), red clay with addition of 20 % of SCBA and red clay with addition of 40 % SCBA, and sintered at temperatures of 700, 800, 900, 1000 and 1100 °C. Conventional sintering occurred for 60 min. with a heating rate of 10 ºC / min. In the microwave oven sintering occurred in a hybrid manner, with a heating rate of 50 ºC/min for 5, 10 and 15 min. After sintering, linear retraction, compressive strength, water absorption, apparent porosity, apparent specific mass, thermogravimetry, X-ray diffraction, microtomography and scanning electron microscopy were performed. The results showed that sintering in microwave oven, when compared to sintering in conventional kiln, promotes an increase in the values of compressive strength and reduction of the water absorption values of the ceramic masses, probably due to the refinement of the microstructure. The addition of SCBA allowed the reduction of the specific mass of the specimens, especially of the ceramics with 40% addition. The aggregates with addition of SCBA sintered in microwave oven presented values of compressive strength and apparent specific mass similar to expanded clay, thus showing as an alternative of light aggregates with low environmental impact in the production process, considering the higher efficiency energy efficiency of the microwave oven and the reuse of agro-industrial waste.

A indústria sucroalcooleira tem na produção do álcool etílico carburante a captação de água em grande volume para geração de vapor, resfriamento e como parte do processo, sendo também geradora de grandes quantidades de efluentes. A indústria utilizando a energia proveniente da queima do bagaço nas caldeiras para transformação da água em vapor, gera sua própria eletricidade, e todo trabalho mecânico desenvolvido no processo. O grau de aproveitamento do vapor residual em trocadores de calor demonstra a eficiência da empresa. O balanço das massas que estão sendo transformadas neste processo, permite avaliar através da temperatura dos efluentes lançados, as perdas de exergia que podem ser minoradas. A ferramenta análise exergética (medida do grau de desequilíbrio energético entre uma substância e seu ambiente) empregada neste trabalho, mostra através de estudo de caso em duas usinas, como identificar, na avaliação dos efluentes lançados as perdas exergéticas em volumes de controle traçados no ciclo de produção do álcool, onde estão acontecendo as perdas e as possibilidades de melhorias que venham a corrigi-las / In the production of ethyl alcohol as a fuel, the sugar and alcohol industry captures large volumes of water for steam generation, for cooling and as part of the process, generating large amounts of effluents. Using the energy produced by the burning of bagasse in the furnace for the transformation of water into steam, the industry generates its own electricity and the entire mechanical work developed in the process. The degree of utilization of residual steam in heat exchangers demonstrates the efficiency of the plant. The balance of the energies being transformed in this process shows, through the effluents launched, the losses that may be reduced. By means of case studies in two mills, the exergetic analysis tool (measurement of the degree of unbalance between the substance and its environment) employed in this study shows how to identify, in control volumes traced in the alcohol production cycle, where the losses are occurring and the possibilities of improvement that may eventually correct them

Apresenta-se neste trabalho a aplicação de turbogeradores instalados em usinas de açúcar e etanol como alternativa eficiente de complementaridade do sistema energético brasileiro e contribuição à utilização de recursos renováveis, além de fazer abordagem aos sistemas de cogeração para este tipo de aplicação. A biomassa da cana-de-açúcar dispõe de um potencial energético significativo e o trabalho visa abordar os recursos para transformação da energia química contida neste combustível em energias térmica e elétrica, úteis para o processo industrial das usinas de açúcar e etanol. Também são explorados os métodos de dimensionamento das termelétricas a vapor que operam em conjunto com o processo fabril destas indústrias. Adicionalmente são avaliados métodos para favorecer a eficiência energética dos projetos de cogeração nas indústrias sucroalcooleiras a fim de elevar o potencial de geração de bioeletricidade e contribuir com a rentabilidade global da usina por meio da comercialização desta energia. / This work presents the application of turbine generator sets installed in sugar and ethanol mills as an efficient alternative of complement of the Brazilian power system and contribution to the use of renewable resources, besides to cogeneration systems approach for this kind of application. The sugar cane biomass has a great energetic potential and the work aims to mention the transformation of the chemical energy contained in this fuel into thermal and electrical energy, useful for the sugar and ethanol industrial process. The design criteria of steam power plant operating together with the process of these industries are also explored. Additionally methods to improve the efficiency of the cogeneration projects in sugar and ethanol mills to increase the power generation potential are evaluated, contributing to the global profitability of the mill through the commercialization of this energy.

Apresenta-se neste trabalho a aplicação de turbogeradores instalados em usinas de açúcar e etanol como alternativa eficiente de complementaridade do sistema energético brasileiro e contribuição à utilização de recursos renováveis, além de fazer abordagem aos sistemas de cogeração para este tipo de aplicação. A biomassa da cana-de-açúcar dispõe de um potencial energético significativo e o trabalho visa abordar os recursos para transformação da energia química contida neste combustível em energias térmica e elétrica, úteis para o processo industrial das usinas de açúcar e etanol. Também são explorados os métodos de dimensionamento das termelétricas a vapor que operam em conjunto com o processo fabril destas indústrias. Adicionalmente são avaliados métodos para favorecer a eficiência energética dos projetos de cogeração nas indústrias sucroalcooleiras a fim de elevar o potencial de geração de bioeletricidade e contribuir com a rentabilidade global da usina por meio da comercialização desta energia. / This work presents the application of turbine generator sets installed in sugar and ethanol mills as an efficient alternative of complement of the Brazilian power system and contribution to the use of renewable resources, besides to cogeneration systems approach for this kind of application. The sugar cane biomass has a great energetic potential and the work aims to mention the transformation of the chemical energy contained in this fuel into thermal and electrical energy, useful for the sugar and ethanol industrial process. The design criteria of steam power plant operating together with the process of these industries are also explored. Additionally methods to improve the efficiency of the cogeneration projects in sugar and ethanol mills to increase the power generation potential are evaluated, contributing to the global profitability of the mill through the commercialization of this energy.