No Brasil, 47% de toda a energia produzida tem origem em recursos renováveis, sendo em sua maioria proveniente de hidroeletricidade. Belo Monte e Tucuruí se destacam como as maiores usinas inteiramente brasileiras, com uma alta participação na capacidade elétrica instalada do país. Os recursos hidrelétricos, por serem renováveis, têm uma alta dependência de fatores naturais, sofrendo grandes impactos pelas mudanças climáticas existentes e também pelas prevista. Sendo assim, o objetivo do trabalho é analisar a influência que as mudanças hidroclimáticas terão sobre o planejamento energético das usinas de Belo Monte e Tucuruí. Para as análises propostas foram utilizados dados fluviométricos, pluviométricos e de temperatura. Os modelos climáticas usados foram os Eta-MIROC5 e Eta-HadGEM2, para as projeções (2006-2099). O modelo hidrológico usado foi o SMAP na escala mensal. Para o cálculo energético e econômico usou das especificações técnicas da usina para as possíveis gerações. Os resultados das análises demonstram que as regiões em estudo apresentam características climáticas muito bem definidas, com períodos de estiagem e chuva, já determinados, além disso a vazão demonstrou uma linha de tendência que acompanha os momentos de chuva. Em relação a chuva e vazão da região os modelos demonstram uma redução deles em ambas as regiões até o final do século XXI. Em termos energéticos ambas as usinas sofrerão com as mudanças climáticas, com grandes reduções em suas gerações elétrica, com destaque para Belo Monte que será mais afetada. Essa queda da geração elétrica, ocasionará acionamento das termoelétricas em alguns momentos, o que aumentará a emissão de CO2 pelo país, além de elevação do custo energético repassado aos consumidores.

Este trabalho teve por objetivo o estudo da emissão de dibenzo-dioxinas policloradas e dibenzofuranos policlorados (PCDDs/PCDFs) durante o processamento térmico para recuperação de energia por meio da combustão de bagaço de cana adicionado de resíduo sólido urbano (RSU), na forma de combustível derivado de resíduo (CDR), em um reator de combustão em leito fluidizado de escala laboratorial. O estudo empregou um lote de CDR produzido por meio da separação da fração orgânica do RSU misto obtido em um aterro sanitário, seguido de caracterização físico-química. Esse resíduo caracterizado, chamado aqui de CDR, foi incorporado ao bagaço de cana nas concentrações de 10 % e 15 % em massa antes de ser alimentado no reator. O processamento térmico foi realizado em um reator de combustão de leito fluidizado com capacidade de 5 kg/h e dotado de um ciclone para retenção de material particulado e torre de lavagem de gases. O monitoramento das emissões de dioxinas e furanos foi realizado nos gases de exaustão do processo e empregou a técnica de cromatografia gasosa acoplada a espectrometria de massas de alta resolução (HRGCMS). Os resultados obtidos mostram que a incorporação do CDR resultou numa tendência de aumento na emissão de PCDDs/PCDFs, material particulado e SO₂ nos gases de combustão. Apesar do comportamento errático dos resultados obtidos para dioxinas e furanos, foi possível observar o impacto da adição de CDR nos perfiis de homólogos obtido nos diferentes ensaios, com dois deles mostrando grande influência de CuCl₂ na catálise da síntese de novo, que se mostrou o principal mecanismo de formação observado. Apesar dos problemas e dificuldades encontrados no processamento dos materiais em laboratório, a aplicação da mistura de bagaço-de-cana com CDR indica ser viável do ponto de vista energético e também ambiental. Considerando a formação e emissão de poluentes, a mistura com 10 % de CDR se mostrou mais promissora, com alterações menos drásticas nos parâmetros originais da operação com 100 % de bagaço.

Neste trabalho foi realizado um levantamento dos entraves administrativos e jurídicos estabelecidos na formalização documental de contratação do projeto prioritário de Eficiência Energética e estratégico de Pesquisa e Desenvolvimento, denominado: “eficiência energética e minigeração em instituições públicas de educação superior”, bem como, os desafios enfrentados pelas instituições e concessionárias.
De acordo com o Edital de Chamada Pública n. 001/2016 de projeto estratégico lançado pela Agência Nacional de Energia Elétrica estes entraves devem ser objeto de análise nas instituições, dentro da proposta a ser desenvolvida para a Pesquisa e Desenvolvimento (P&D), visando auxiliar na implementação de nova chamada no futuro. Portanto, considerando este contexto foi realizado um estudo de caso para avaliação de tramitação do processo de contratação da proposta aprovada e executada na Fundação Universidade Federal do ABC (UFABC).
Para fundamentação da proposta foi realizado um levantamento dos elementos que concorreram e/ou comprometeram a célere formalização da tratativa documental e os impactos temporal no início do desenvolvimento das atividades de instalação do sistema de minigeração de energia elétrica, assim como, para as atividades decorrentes da proposta aprovada para implementação em uma instituição de ensino superior.
Através da literatura vigente e metodologia proposta foi possível elencar diversos elementos que influenciaram nos fluxos processuais para a formalização documental que caracterizam-se como percalços para a tramitação e, a partir destes resultados, realizou-se a proposição de soluções que avaliassem o retrabalho no fluxo de contratação, os impactos temporais na execução do projeto sem prescindir dos princípios procedimentais e da legalidade.
Espera-se que a avaliação evidenciada e a relevância da proposta para superar os entraves administrativos e jurídicos, possam auxiliar as concessionárias, permissionárias do serviço público de distribuição de energia elétrica, bem como, as instituições de ensino a minimizar e garantir de forma mais célere e constante a implementação de projeto tão importante para o desenvolvimento tecnológico do país e formação de recursos humanos que são beneficiárias de programas desta natureza.
Por meio de estudo de caso, empregando a ferramenta de modelagem de processos de negócios Business Process Management, realizando a entrevistas com agentes de participaram de forma direta e indireta nos trâmites inerentes a contratação, foram obtidas informações que possibilitou a realização de uma análise onde algumas ações e metas estratégicas foram pontuadas para viabilizar a transposição de entraves jurídicos e administrativos através de uma proposta organizacional.

A energia elétrica vem crescendo como importante insumo em diversas atividades diárias, vinculadas a diversos tipos de consumidores. Dessa forma, cresce também a busca por um serviço de distribuição com alto índice de qualidade e consequente melhora na confiabilidade. Em linha com essa necessidade encontram-se teorias que buscam valorar monetariamente a energia elétrica para os mais diversos consumidores, entre elas o Custo de Interrupção, que retorna com o prejuízo sentido pela perspectiva do consumidor mediante situação de interrupção elétrica, em R$/kWh_interrompido. Contudo, em especial o setor residencial apresenta desafios para monetarização dos prejuízos advindos dessas faltas elétricas. A dificuldade está atrelada a natureza das atividades realizadas por esses consumidores, que estão vinculadas a atividades não diretamente monetizáveis como, muitas vezes, lazer, desenvolvimento intelectual, entre outras. Para tanto, propõe-se o estabelecimento de uma metodologia que que vise investigar a valoração da energia elétrica para o consumidor residencial, fundamentada em duas diferentes perspectivas: econômica, vinculada a Teoria do Custo de Interrupção e social cultural, advinda da Teoria da Prática. Utilizando as diferentes áreas de conhecimento com foco na complementariedade das teorias, como resultado do trabalho, foi desenvolvido um questionário contemplando perguntas vinculadas as teorias de Custo de Interrupção e Teoria da Prática, que busca coletar dados, por meio de entrevista semiestruturada, para avaliação dos impactos provenientes de situação de falta de energia elétrica de longa duração, incluindo a impossibilidade da realização de atividades não economicamente valoráveis.

A tomada de decisão é uma ação fundamental quando se trata da resolução dos problemas relacionados com a gestão dos resíduos sólidos urbanos. Os problemas levantados neste estudo estão fundamentados na hierarquia estabelecida na Política Nacional de Resíduos Sólidos (PNRS) – Lei n° 12.305/2010 e no seu atendimento pelos municípios tanto na gestão dos resíduos quanto no tratamento adequado dos rejeitos. Os municípios avaliados nesta pesquisa estão localizados no grande ABC Paulista, especificamente os três “santos”: Santo André, São Bernardo do Campo e São Caetano do Sul. O objetivo deste estudo foi, em um primeiro momento, levantar os principais problemas na gestão de resíduos sólidos por meio da análise multicritério e, a partir daí, avaliar as melhores soluções para os problemas apontados, visando a redução dos rejeitos considerando a hierarquia da PNRS e os tratamentos com recuperação energética. Como resultado deste estudo, foram desenvolvidos três artigos. O primeiro tratou sobre o diagnóstico para os municípios em relação ao atendimento à PNRS. O segundo abordou uma metodologia participativa (Ketso®) que envolveu atores que atuam na gestão de resíduos realizada em cada município, obtendo resultados distintos em relação aos objetivos e às soluções propostas. E o terceiro artigo abordou a análise multicritério na escolha da melhor solução no que diz a respeito ao sistema de gestão dos resíduos, em especial, ao tratamento dos rejeitos. Por fim, o estudo propôs um conjunto de recomendações referentes à diminuição da geração dos rejeitos, além de pontuar as melhorias a serem implantadas em cada município no seu tratamento dos resíduos. O estudo concluiu que o ABC Paulista está caminhando na realização de melhorias em relação à gestão dos resíduos, contudo ainda possui altas taxas de rejeitos e a coleta seletiva ainda necessita de avanços significativos. Dessa forma, os municípios ainda não possuem condições mínimas para a realização da recuperação energética dos resíduos, sem antes realizar o atendimento mínimo da gestão de resíduos em atendimento à PNRS.

A transição energética rumo a descarbonização é influenciada pela situação socioeconômica das regiões e países e pela introdução de novas tecnologias e tais diferenças podem afetar o crescimento econômico. Na região Nordeste cresce rapidamente a presença de geração de eletricidade centralizada baseada nas fontes eólicas e fotovoltaicas com capacidade entre dezenas de MW a poucas centenas de MW. Nas regiões Sudeste e Sul verifica-se a também a presença das gerações distribuídas baseadas nas fontes fotovoltaicas e de biomassa com capacidade entre dezenas de kW e 10 MW, autoprodução e formação de micro redes elétricas. Além da descarbonização a transição energética envolve também descentralização da geração elétrica, novas tecnologias de geração e distribuição e consequentemente novas formas do comercialização de energia elétrica. Este trabalho apresenta um paralelo entre Brasil e o Estado de São Paulo em relação à transição energética e modernização do setor elétrico brasileiro a partir da avaliação econométrica de series temporais e relações de causalidade de Granger entre o produto  interno bruto (PIB) e consumo de energia elétrica no período 2004 – 2019. Os resultados obtidos demostram a existência de relação de longo e curto prazos entre as variáveis consumo de energia elétrica,  produto interno bruto, tarifa média de energia elétrica e número de consumidores que permitem obter modelos econométricos consistentes. Para o Brasil a causalidade de Granger definiu-se do PIB para o consumo de energia elétrica e sugere que políticas associadas à eficiência e redução no consumo de energia elétrica não afetam o crescimento econômico de forma negativa. Para o estado de São Paulo no curto prazo a causalidade de Granger definiu-se  do consumo de energia elétrica ao PIB e sugere que políticas associadas ao incremento do consumo de energia elétrica podem ter efeitos positivos para o crescimento econômico. No longo prazo, verificou-se a causalidade definiu-se do PIB ao consumo de energia elétrica. Esses resultados indicam uma diferença das relações entre PIB e consumo de energia elétrica entre o Brasil como um todo e uma região específica, o estado de São Paulo, que experimenta um processo de aumento da presença de geração decentralizada. Deixar de importar energia elétrica e passar a gerá-la no próprio estado com sistemas distribuídos e sustentáveis pode ser um indutor de crescimento econômico via investimentos, serviços e outras externalidades.  Este tipo de transição energética requer preservação e otimização dos recursos energéticos a partir de inovações tecnológicas em processos de produção de energia e de uso final e em regulações. Um planejamento energético regional, levando em conta as características específicas dos estados brasileiros, talvez possa contribuir para aumentar o crescimento econômico do país. 

O presente trabalho verifica a hipótese de realização de compensação da perda de eficiência na conversão de energia elétrica em módulos fotovoltaicos, em função da temperatura de trabalho, com o aumento da conversão de energia elétrica pela cogeração, usando a energia térmica dos módulos em operação, convertida em energia elétrica pelo efeito Seebeck, por módulos que utilizam pastilhas termoelétricas, conhecidas como thermoelectric generators - TEG da nomenclatura em língua inglesa. O estudo considera a análise teórica do que já é conhecido sobre o assunto e os equipamentos considerados, e também com a utilização de simulação para o teste das hipóteses do sistema em aplicação nas diversas áreas dentro do Estado de São Paulo – Brasil. Definiu-se o Estado de São Paulo como região de estudo por ser uma unidade da federação que apresenta uma considerável variação de temperatura ambiental em seu território. Para os cálculos e a simulação do comportamento dos equipamentos são utilizados dados fornecidos pelos fabricantes. Para os dados ambientais das condições de operação do conjunto, nas diferentes áreas no Estado, são utilizados registros climatológicos do período de um ano. A análise do estudo indica a viabilidade técnica da utilização da montagem do conjunto para a diminuição das perdas originadas pela temperatura de trabalho dos módulos fotovoltaicos e também pela possibilidade de compensação dessas perdas, porém, utilizando-se para isso, um considerável número de unidades de pastilhas termoelétricas comerciais para cada módulo fotovoltaico, entre os mais utilizados comercialmente, e com isso é considerado interessante estudos da fabricação do conjunto.

Nos segmentos industriais comumente é necessário o emprego de transporte da matéria prima e produtos em suas etapas de produção, o que se faz através de transporte mecânico utilizando-se, entre outros, o ar como fluido de transporte. Como este é empregado em quase todos os setores da indústria nas mais diversas etapas de processo, o seu emprego representa uma parcela significativa de consumo de energia elétrica e, por conseguinte, constitui-se de suma importância o seu estudo quanto ao seu uso adequado e eficiente do ponto de vista energético. O presente trabalho teve por objetivo avaliar a eficiência energética do sistema de alimentação de sólido (válvula rotativa de fabricação própria) de um protótipo de testes para transporte pneumático. Com este propósito, obteve-se correlações matemáticas entre a quantidade de material alimentado e a energia consumida para este fim, fazendo-se uso de planejamento experimental (ou DOE), em que se utilizou um planejamento fatorial composto central rotacional, de dois níveis (22), e lançou-se mão de regressão linear, análise de variância, de resíduo e qualidade de ajuste, além da metodologia da superfície de resposta para avaliação e visualização do comportamento energético do sistema. Para tal, avaliou-se o comportamento de três materiais poliméricos (poliestireno de alto impacto, poliestireno padrão e polipropileno) por meio de ensaios experimentais e do uso de dois softwares distintos (Action Stat e Protimiza), para a obtenção dos modelos matemáticos linear e não-linear e suas validações, além das curvas de nível e superfície de resposta. Os resultados obtidos (coeficiente de determinação de no mínimo de 0,9363 e demais critérios de validação dos modelos sendo atendidos), constatou-se a aplicabilidade e confiabilidade dos modelos obtidos, além da constatação da possibilidade de se modelar e se estudar o comportamento energético do sistema de alimentação de sólido proposto, em função da rotação da válvula rotativa e quantidade de material a ser transportado, respeitadas as condições de contorno deste estudo.

Diferentemente, dos geradores síncronos, os geradores eólicos, devido ao acoplamento à rede elétrica por conversores de eletrônica de potência, não apresentam resposta inercial. O crescente aumento de geração eólica conectada à rede elétrica provoca a redução da inércia do sistema, resultando em excursões de frequência maiores em casos de distúrbios no sistema. Com isso, um requisito que vem sendo adotado pelos operadores do sistema de vários países, inclusive já está presente no brasileiro, denominado de inércia sintética, requer suporte de frequência pelos geradores eólicos. Este requisito tem o objetivo de reduzir a frequência mínima alcançada pelo sistema em caso de distúrbios. Para provimento deste suporte, os geradores injetam parte da energia cinética de seu rotor na rede elétrica até que os reguladores de velocidade dos geradores síncronos restabeleçam a frequência. Após este restabelecimento, os geradores eólicos recuperam a energia liberada durante o período de suporte de frequência. Neste trabalho, é realizada uma análise do suporte de frequência realizado por geradores eólicos que empregam geradores de indução duplamente alimentados, dando ênfase no requisito atualmente em vigência pelo Operador Nacional do Sistema. Para isso, são realizadas simulações no ANATEM, software do CEPEL.

No Brasil, grande parte da energia elétrica é proveniente de geração hidroelétrica que tem como combustível a água, que de acordo com a Agência Nacional de Águas, apesar da abundância de água existente no país, há um desequilíbrio entre oferta de água em uma região e a demanda por esta na mesma região. Portanto, o gerenciamento dos reservatórios brasileiros enfrenta conflitos que envolvem a geração de energia elétrica e os usos múltiplos da água, tais como abastecimento de uma região ou mesmo navegação. A industrialização e o desenvolvimento econômico, em algumas regiões também, intensificaram o uso dos recursos hídricos, e contribuíram com o aumento da poluição das águas, uma vez que não se faz o tratamento adequado após seu uso para retornar aos rios e mananciais. A transferência de água entre rios e bacias é uma estratégia interessante para solucionar o conflito de usos múltiplos e o desequilíbrio entre oferta e demanda, além de proporcionar um melhor aproveitamento da produtibilidade de usinas hidroelétricas. A transferência de água provoca impactos ambientais tanto na bacia doadora quanto na bacia receptora, assim sendo, os impactos positivos da transferência devem superar os impactos negativos. Este trabalho analisou os  parâmetros de qualidade de água nos rios envolvidos no processo de transferência de água, usando o Índice de Qualidade das Águas (IQA), para que se possa fazer um estudo do ganho energético e econômico desta transferência. Inicialmente foi aplicada a metodologia de pesquisa bibliográfica e estudo de informações contidas em um modelo computacional desenvolvido para o planejamento da operação de sistemas hidrotérmicos de potência, o qual auxilia na definição da quantidade ótima de água a ser transferida entre rios e/ou bacias para que a usina hidroelétrica possa gerar ao longo do período de planejamento. Em seguida, foi identificado os aspectos ambientais gerados quando se opta pela transferência de água com o objetivo de aumentar a eficiência energética de uma usina. Para a transferência de água, determinada, foram calculadas as novas concentrações dos parâmetros do IQA, após a mistura de rios, e o novo IQA do rio receptor. O estudo foi feito para a transferência de água dos Rios Pinheiros e Tietê para o reservatório Billings, e apontou a necessidade de despoluição das águas para melhor aproveitamento da produtibilidade da usina de Henry Borden. A despoluição beneficiará a população da região metropolitana de São Paulo que é abastecida pelas águas dos reservatório Billings. A última etapa deste estudo foi o desenvolvimento de um módulo, em linguagem Java, que acoplado ao módulo que determina a transferência ótima de água entre rios e bacias, poderá dimensionar o impacto ambiental provado por este processo de tal forma a balizar a tomada de decisão dos agentes envolvidos nesta operação.

A geração distribuída foi regulamentada no Brasil em 2012 por meio da Resolução Normativa nº 482/2012, complementada posteriormente pela Resolução Normativa nº 687/2015, ambas estabelecidas pela Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL), que proporcionaram um aumento crescente do número de unidades de geração distribuída a partir de então. Porém, essa expansão se deve predominantemente a instalações de unidades geradoras fotovoltaicas que corresponderam em junho de 2021 a 99,9% de todas as unidades geradoras de geração distribuída no país. O gás natural tem sido subutilizado neste meio, representando, no mesmo período, apenas 0,00002% das unidades geradoras. Este trabalho se propôs a analisar o cenário da micro e mini cogeração distribuída a gás natural, dos pontos de vista técnico, financeiro e regulatório, para compreender os principais desafios à sua expansão, então, suscitar alguns novos modelos e serviços aplicados ao setor elétrico que podem ajudar a viabilizar a micro cogeração a gás natural. Este estudo está delimitado à área de concessão da Companhia de Gás de São Paulo – Comgás, e os segmentos avaliados foram os hotéis, hospitais, academias/clubes e condomínios residenciais. As análises realizadas foram feitas com base em levantamento bibliográfico e por manipulação de dados disponibilizados pela ANEEL e Comgás. Os resultados apontaram que existe um potencial técnico considerável para a aplicação da tecnologia de micro e mini cogeração a gás natural na área de estudo, principalmente nos segmentos de academias/clubes e condomínios residenciais, que se beneficiam frente à concessionária de energia elétrica por seus perfis de demanda específicos (demanda térmica da mesma ordem de grandeza da elétrica). Além de um potencial técnico, a viabilidade financeira da implantação da tecnologia foi positiva nos casos analisados, apontando períodos de payback entre 3,1 e 5,4 anos, considerando uma tecnologia com duração média de 10 anos. Os principais desafios associados ao desenvolvimento da tecnologia foram a falta de políticas de incentivo, no Brasil, voltadas à aquisição e instalação do equipamento, isenção de taxas e impossibilidade de venda da energia gerada, que além de reduzir os benefícios da aplicação, muitas vezes a inviabilizam. Soma-se à ausência dessas políticas, o custo do gás natural comparativamente ao da eletricidade, a necessidade de nacionalização dos equipamentos, bem como a difusão dos conhecimentos de sua operação e manutenção, principais fatores que traduzidos em custos, torna difícil a viabilidade financeira. Por fim, novos modelos de aplicação do setor elétrico tais como, Microrredes, Virtual Power Plants e Resposta da Demanda foram identificados como possíveis modelos propulsores da viabilização da aplicação dos microgeradores a gás e de si próprios, beneficiando tanto o consumidor que o instala quanto o sistema elétrico como um todo.

Novas fontes de potência reativa têm sido conectadas nas redes de transmissão para melhorar o perfil de tensão e minimizar as perdas elétricas do sistema. Dentre essas fontes, os parques eólicos são uma opção para fornecer a energia reativa e contribuir com o controle dos níveis de tensão. Porém, a potência fornecida ao sistema por esses parques eólicos sofre variações por causa da velocidade do vento. Além disso, o sistema elétrico precisa de um maior suporte de potência reativa em alguns horários do dia por causa dos diversos padrões de consumo de energia elétrica dos habitantes. O objetivo deste trabalho é caracterizar as variações da velocidade do vento e da demanda correlacionadas por meio da teoria de Cópula, a fim de analisar as mudanças dos valores injetados de potência reativa que podem causar desvios no valor eficaz da tensão em cada barramento do sistema elétrico. A metodologia desenvolvida utiliza a distribuição de Weibull e Gamma para caracterizar os valores esperados da velocidade do vento e demanda de energia elétrica, respectivamente, durante a operação dos sistemas de transmissão. Essas distribuições são correlacionadas pela teoria de Cópula para criar uma nova distribuição de probabilidade que considere a possibilidade de ter variações correlacionadas de vento e com a demanda em um ponto de operação do sistema elétrico. A fim de analisar os impactos de tais variações no gerenciamento de reativos, os valores da distribuição obtida pela teoria Cópula são inseridos como dados de entrada em um modelo de fluxo de potência ótimo para obter uma amostra e criar intervalos de confiança dos valores de potência reativa injetada e de tensão em cada barramento do sistema elétrico. A metodologia proposta foi testada em um sistema de 140 barras da Espanha para analisar as variações de longa duração da tensão por causa de mudanças nos valores da velocidade do vento e demanda. Os resultados encontrados na proposta podem ajudar os operadores dos sistemas elétricos, nos estudos realizados dentro da análise da operação dos sistemas elétricos.

Petróleo e seus derivados têm um papel primordial na indústria moderna e a demanda por este energético tem relação direta com o desenvolvimento econômico, representando 33,1% da oferta de energia interna brasileira. Verificar a capacidade desta fonte prover excedente energético para a sociedade é imprescindível para segurança energética. O indicador de eficiência energética Energy Return on Investment (EROI), uma relação entre a energia obtida e a energia investida em um processo produtivo de um energético, é amplamente utilizado para esta finalidade. O EROI da produção de petróleo e derivados global tem diminuído com o passar do tempo devido às taxas de esgotamento dos reservatórios, tecnologias cada vez mais energointensivas para exploração e produção em reservatórios mais profundos em diversos países. No Brasil, este indicador teve um aumento entre os anos de 2010 e 2013 com o advento do pré-sal brasileiro e apresentam tendência de baixa a partir de 2014. O EROI médio da produção brasileira de petróleo, petróleo importado pelo Brasil, petróleo refinado domesticamente, diesel e gasolina brasileiros entre 2010 e 2019 foram respectivamente 28,43, 2,34, 23,92, 7,61 e 4,27. Em comparação com os dados encontrados para localidades, como EUA e China, o EROI de petróleo cru e diesel brasileiros se encontram acima da média, enquanto o da gasolina e petróleo importado se encontram abaixo da média.

O acesso à rede de transmissão por geradores e distribuidores é essencial na configuração desverticalizada do mercado de energia elétrica. Agentes reguladores buscam melhorar a relação entre os usuários da rede e seus operadores visando otimizar os investimentos, aumentar a confiabilidade e diminuir as tarifas. Nesse contexto, surge a necessidade de prever a utilização das redes de transmissão com a maior precisão possível para sinalizar corretamente para os planejadores e reduzir os custos tarifários dos usuários. Esse trabalho tem por objetivo apresentar uma metodologia de obtenção dos montantes de potência nos pontos de conexão entre os usuários e a rede de transmissão, além de um sistema de busca pelo menor encargo provável ou pelo nível de risco assumido. Para tanto, utilizou-se um método de fluxo de potência probabilístico por método numérico, com a busca pelo menor valor de encargo, juntamente com o risco associado. As entradas foram modeladas como variáveis aleatórias com funções de distribuição de probabilidade conhecidas. Altas concentrações de geradores eólicos foram consideradas e modeladas como distribuições do tipo Weibull. Dois sistemas conhecido, um de 6 barras e outro padrão IEEE-14 modificado foram utilizados como estudos de caso. Os resultados apresentaram os montantes por risco e por menor valor, servindo como ferramenta auxiliar à tomada de decisão pelos usuários. O método apresentado mostrou-se como uma interessante proposta para situações que necessitem de uma previsão dos montantes de uso do sistema de transmissão em médio e longo prazo, com a presença de geradores eólicos em especial.

O presente trabalho tem como objetivo o desenvolvimento de um novo código computacional para realizar uma análise termohidráulica de reatores PWR com elementos combustíveis de varetas denominado THUNDER (Thermal-Hydraulic Unit of Numerical Development for Elements with Rod-bundles). Neste trabalho são apresentados os modelos físicos e matemáticos usados no código para desenvolver uma análise em regime permanente e transiente  do núcleo de um reator nuclear PWR. As equações de conservação de massa, quantidade de movimento e energia foram estabelecidas com base nas condições operacionais e geométricas do núcleo para fluxo monofásico e bifásico usando os modelos de subcanal e volume de controle, considerando arranjo quadrado para quatro tipos de subcanais (central, central com barra combustível, lateral, e do canto). THUNDER tem a capacidade de realizar uma análise tridimensional do núcleo inteiro, resolvendo simultaneamente as equações de conservação para cada volume de controle. Para o tratamento do fluxo bifásico, o código usa o modelo “drift flux model”. O código fornece informação detalhada das condições operacionais do núcleo e.g. temperaturas do refrigerante, revestimento e combustível, queda de pressão do núcleo, velocidade do refrigerante, fração de vazios, qualidade termodinâmica, fluxo crítico de calor, e começo da ebulição pelicular (DNBR). O código foi validado considerando dados experimentais do benchmark “PWR subchannel and bundle tests based on the OECD/NRC (PSBT)”, e cálculos realizados por outros códigos computacionais. A validação foi realizada para um elemento combustível de feixe de barras 5x5, baseada principalmente no cálculo da fração de vazios obtendo uma discrepância absoluta com os dados experimentais de 0.04 para regime permanente e 0.05 para regime transitório. Finalmente o THUNDER foi usado para avaliar os principais parâmetros termohidráulicos nos reatores nucleares Angra 2 (3.771 MWth). THUNDER reproduziu os resultados razoavelmente bem em relação ao benchmark assim como para resultados reportados para o reator de Angra II, indicando que o código executa uma análise termohidráulica para reatores com elementos combustível tipo vareta com um bom critério de aceitação.

Novas tecnologias têm sido desenvolvidas para a exploração de petróleo e gás natural, com
grande influência na geopolítica mundial. Tal desenvolvimento tem instigado até no maior
consumidor mundial de petróleo, os EUA, a intenção de se tornar autossuficiente em
combustíveis fósseis. Os bons resultados se devem à tecnologia conhecida como fraturamento
hidráulico, ou simplesmente fracking, que causa polêmica, devido às suspeitas de
contaminação do meio ambiente e seus impactos sociais e econômicos, tanto nos EUA como
na Argentina, únicos países que exploram o petróleo não convencional em larga escala no
mundo. Desperta, assim, o interesse da comunidade acadêmica, proporciona estudos que
visam o desenvolvimento de pesquisas que busquem respostas sobre os impactos sociais,
ambientais e econômicos da nova técnica. O objetivo desta pesquisa investigativa foi levantar
os impactos que envolvem a exploração do petróleo não convencional, já que o Brasil
demonstra interesse nesse procedimento, especificamente no Pontal do Paranapanema – SP.
Para alcançar o objetivo proposto, este trabalho contou com pesquisas de campo nos EUA,
Argentina e Brasil, que já teve áreas licitadas para a sua exploração. Além disso, a pesquisa
buscou dados qualitativos através do discurso do sujeito coletivo - DSC, com pessoas que
vivem o dia a dia da exploração nos EUA e Argentina, procurando trazer dados mais
próximos possíveis da realidade. A partir das informações coletadas nos países mencionados,
elaborou-se um diagnóstico da situação do petróleo não convencional para determinar os
possíveis impactos que a região do Pontal do Paranapanema-SP sofrerá, caso opte pela
exploração. Os resultados mostraram que o Brasil não tem necessidade de explorar uma fonte
energética tão controversa e perigosa, devido aos impactos negativos de ordem social,
ambiental e econômica.

Este trabalho apresenta uma metodologia aplicada para se realizar um in core fuel management (ICFM) em reatores do tipo PWR utilizando-se algoritmos genéticos (AG’s). O ICFM consiste em definir um padrão de recarga durante os ciclos operacionais do reator, ou seja, encontrar o melhor arranjo de elementos combustíveis (EC’s), novos e parcialmente queimados, que otimiza a performance do reator atendendo seus critérios de segurança. Para isso, a metodologia proposta baseia-se em desenvolver uma interface no qual o AG possa interagir com o código de simulação de física de reatores, este que detém as características neutrônicas de cada EC e que deve ser confiável e rápido. Então, se fez necessário desenvolver, através de uma técnica já consolidada na literatura, um código nodal de malha grossa que resolve numericamente a equação de difusão multigrupo para 2 grupos de energia, nêutrons rápidos e térmicos, em duas dimensões. Neste tipo de código, é preciso que cada EC, representado por um nó, seja homogeneizado e representado por suas constantes multigrupo, para cada passo de queima do reator. Para isso, foi utilizado o sistema SCALE, desenvolvido pela the Reactor and Nuclear Systems Division (RNSD) of the Oak Ridge National Laboratory (ORNL). Toda qualificação e validação dos resultados obtidos da homogeneização dos EC’s pelo SCALE junto com o código nodal foram realizados comparando-os com o um benckmark da Almaraz Nuclear Power Plant disponibilizado pela IAEA e por outros benchmarks encontrados na literatura.

A crescente demanda por energia elétrica alinhada com as rigorosas normas e leis de proteção ambiental tem incentivado os governos e os investidores mundiais a buscarem alternativas de fontes renováveis para produção de energia. Apesar de incentivos governamentais, através das Resoluções Normativas 482/2012 e 687/2015 que regulamenta a microgeração e minigeração distribuída e a realizações de leilões federais, o uso do sol como fonte de energia elétrica ainda representa menos de 2% da matriz de energia produzida. Assim, podemos perceber facilmente que o potencial da fonte solar no Brasil é imenso, no qual para absorver esta energia utilizam-se painéis solares fotovoltaicos em instalações, com rendimento em torno de 15% a 24% nas tecnologias de fabricação hoje empregadas. Para obter melhor rendimento e para otimizar a produção no decorrer do dia em todas as estações do ano, uma técnica empregada é o posicionamento dos painéis fotovoltaicos de forma fixa conforme o melhor ângulo da região, sempre buscando seu norte real geográfico. Outra forma de instalação é uso de seguidores solares, através de equipamentos elétrico e mecânicos, movimentando o painel solar fotovoltaico durante o dia, conforme a sua melhor radiação, desde a nascente até o poente do sol. Desta forma, o trabalho através de uma análise técnica comercial e estudo de campo, determina um modelo de resposta financeiro econômica, baseando em dados estocásticos e coleta de dados em instalações reais fotovoltaicas, em sistemas com estrutura fixa e com uso de seguidores ativos, obtendo como resposta matemática, quando instalar ou investir em estruturas fixas ou com seguidores, mostrando a efetividade e viabilidade financeira pelo seu “payback” versus seu tamanho físico, investimento e sua forma de construção, obtendo como produto do estudo sua produção em KWh na melhor relação custo-benefício.

A conversão de energia eólica é uma das muitas soluções encontradas para diminuir a dependência em relação aos combustíveis fósseis e vem se mostrando cada vez mais eficiente e presente ao longo dos anos. Diversos tipos de turbinas eólicas surgiram e a tendência é pelo surgimento de mais tecnologias envolvendo esse tipo de equipamento. Quando do desenvolvimento de projetos, primeiramente são desenvolvidos protótipos, que são utilizados para sua certificação pelos órgãos competentes. Depois, estes projetos são apresentados aos mercados-alvo, buscando aumentar a competitividade da marca. No Brasil, a fabricação dos Aerogeradores precisa atender exigências de conteúdo local e condições ambientais locais, por meio da “Tropicalização” dos projetos. Como o processo de “Tropicalização” não leva em consideração as condições ambientais locais regionalizadas (por exemplo, as diferenças entre as Regiões NE e S), a parametrização de equipamentos e sistemas tende a ser a mesma, independentemente do local de instalação dos Aerogeradores, assim como o planejamento de manutenção. Ao se considerar as características locais de instalação, como, por exemplo, as características do vento local, poder-se-á determinar o planejamento mais adequado de intervenção de equipamentos, aumentando-se assim a confiabilidade operacional, o desempenho do Aerogeradores e, por consequência, o aumento dos ganhos financeiros ao Empreendedor, além da diminuição da taxa de falhas dos equipamentos. Este trabalho aborda a análise do desempenho, falha e confiabilidade em Aerogeradores. A partir dessa análise, é proposta uma nova metodologia de planejamento de manutenção de equipamentos, baseada nas condições onde os Aerogeradores estão instalados A metodologia proposta é baseada no uso de Pareto para identificar as duas falhas mais comuns e na proposta de ajuste dos sistemas para reduzir o número de paradas e do plano de manutenção. Os resultados indicam um ganho de disponibilidade global no Complexo Eólico de mais de 5%.

A aplicação da nova metodologia se deu no Complexo Eólico Corredor do Senandes, que tem 40 Aerogeradores, cada um com capacidade de 2,7 MW. Este parque eólico está localizado em Rio Grande – RS, na Região Sul do Brasil.

A participação das usinas sucroalcooleiras na matriz de energia elétrica tem crescido nos últimos anos no Brasil, motivada pelo incentivo a novas fontes renováveis. Em alguns casos, dependendo da viabilidade econômica, usinas podem instalar geradores síncronos para suprir sua demanda elétrica e injetar potência na rede elétrica. Embora, a atual remuneração no Brasil dos serviços ancilares de fornecimento de potência reativa não seja atrativa para a maioria de usinas de pequeno porte, em um cenário de remuneração adequada, a potência reativa injetada poderia aumentar a confiabilidade e a segurança do sistema elétrico. Com o objetivo de auxiliar na análise do potencial de mercado de serviços ancilares de potência reativa, neste trabalho propõe-se uma metodologia que identifique as usinas sucroalcooleiras de pequeno porte próximas das demais instalações de transmissão que podem formar parte destes serviços no caso de receber um valor adequado de remuneração pela potência reativa injetada. A metodologia proposta está composta por dois módulos. O primeiro utiliza uma regressão espacial para ponderar o valor de potência reativa disponível pelas usinas e que pode ser injetada nas demais instalações de transmissão. Já o segundo envolve um algoritmo de enxame de partículas para minimizar as despesas com a fatura de energia elétrica das usinas que optem por participar no mercado de serviços ancilares de potência reativa. A metodologia permite calcular a quantidade de reativos disponíveis e sua taxa de remuneração que o órgão regulador deveria oferecer a cada usina. Um estudo de caso foi realizado no estado de São Paulo, a fim de encontrar os valores de remuneração para as usinas do ambiente de contratação regulada que estão mais próximas das subestações de 138 kV. O resultado da metodologia é uma camada de informação geográfica que mostra a localização das usinas mais próximas de subestações de 138 kV, e uma tabela de atributos que mostre os valores de remuneração para cada usina. Esta classe de resultados pode ajudar no planejamento futuro, na definição de uma estrutura diferenciada de remuneração por barra do sistema de transmissão pela injeção de potência reativa, e na análise do mercado potencial de serviços ancilares de potência reativa providos pelas usinas de açúcar e álcool.

O desenvolvimento de turbinas eólicas verticais necessita de um aparato experimental adequado. Este trabalho de mestrado propõe a modelagem, o desenvolvimento e os testes de um sistema de caracterização de turbinas eólicas de eixo vertical com o uso de freio por correntes parasitas (Freio de Foucault), que será utilizado para controlar a rotação e dessa forma, para caracterizar o torque produzido por uma microturbina (menor que 6 mNm). Para tanto, a turbina tipo Savonius foi confeccionada em impressora 3D, com suas dimensões previamente projetadas para uma seção de testes (canal aerodinâmico) de pequena escala. O freio de Foucault estudado foi baseado no uso de   ímã permanente para produzir o campo magnético em função da distância no disco de alumínio, sendo o disco conectado ao eixo da microturbina. Um modelo para projetar o dispositivo é desenvolvido e testado. Os resultados preliminares mostram que é possível usar o dispositivo para testar pequenas turbinas eólicas. A Metodologia utilizada para obter o torque experimental do freio de Foucault, mostrou que é possível realizar experimentos na área da energia eólica com escala reduzida e baixo custo.

A pobreza energética está diretamente ligada à qualidade de vida das pessoas e mostra-se mais evidente em comunidades urbanas de baixa renda, as favelas. O uso da tecnologia solar fotovoltaica está em ampla ascensão mundial e tem alto potencial de implantação no território brasileiro. A instalação de geradores fotovoltaicos produz energia limpa e de baixo custo trazendo mais segurança nas instalações elétricas nas comunidades, além de reduzir os prejuízos por furto e inadimplência. Nesta dissertação é realizado um estudo de caso da favela de Paraisópolis, situada na cidade de São Paulo, onde se avalia a viabilidade técnica e financeira da implantação de geração distribuída de um sistema solar fotovoltaico conectado à rede. O investimento inicial seria realizado pela empresa distribuidora de energia de São Paulo, a ENEL Distribuição São Paulo, a qual sofre com o ônus do furto de energia e dispõe de verba para Projetos de Eficiência Energética. Foram elaborados três tipos diferentes de arranjos de sistemas fotovoltaicos: instalação individual, arranjo centralizado em cooperativa e agrupamento por 5 moradias. Estimada a demanda energética das famílias com ligações não regulares de energia, foram projetados o sistema solar fotovoltaico e o seu valor de implantação para cada tipo de arranjo. Dos três tipos de arranjos dimensionados, o mais vantajoso se mostrou o arranjo de 5 moradias por sistema fotovoltaico, com um custo médio de energia de R$ 4.192,00/kW. A ENEL teria um retorno do investimento em 15 anos. Concluiu-se que a implantação do sistema é viável economicamente e factível. Entretanto é necessário engajamento da ENEL e incentivo governamental para que o projeto se desenvolva.

O aumento do consumo de energia elétrica e o uso elevado de fontes não renováveis para geração de energia traz graves consequências ao meio. Como forma de mitigar tal problema, a Geração Distribuída viabiliza, através do sistema de compensação, a geração ou cogeração na unidade consumidora, em condomínios, ou por cooperativas. Em 1995, foram lançadas no Brasil as primeiras regulamentações específicas que estabeleceram critérios e citaram pela primeira vez a possibilidade de se tornar um autoprodutor. Ao longo dos anos, novas normativas entraram em vigor, porém, a deficiência dos mecanismos e incentivos políticos e econômicos dificulta o desenvolvimento da GD e de novas tecnologias, principalmente de fontes renováveis. A difusão da GD vem ocorrendo de modo crescente. No ano de 2019, foram realizadas 113.393 unidades de conexões dentro da classificação de micro ou mini geração, equivalente a 1,45 GW de potência. No entanto, de acordo com a EPE, o aproveitamento do potencial para geração distribuída ainda é insignificante. Uma solução para o aumento da GD seria mudanças no sistema regulatório. Para verificar possíveis causas das deficiências e respectivas soluções, utiliza-se de análise comparativa entre os mecanismos adotados entre Brasil e outros países referência mundial no uso da Geração Distribuída. Este estudo aplica uma metodologia de pesquisa bibliográfica qualitativa, onde visa-se obter uma análise do desenvolvimento regulatório da Geração Distribuída no Brasil, assim como avaliar os impactos que a mesma possui sobre o setor elétrico. Ainda, a partir de casos de sucesso da GD no mundo, avaliar a necessidade de aprimoramento regulatório e de criação de mecanismos adicionais para o setor energético brasileiro, afim de que haja o progresso da Geração Distribuída, porém sem que haja malefícios para concessionárias, empresas de demais fontes geradoras de energia e consumidores não autoprodutores. É verificada a possibilidade e necessidade de investimento na Geração Distribuída sem maiores prejuízos aos não ligados ao sistema de GD, inclusive com alterações do mecanismo utilizado.

O modelo mercantil de mercado adotado no Setor Elétrico Brasileiro adotado desde 2004 deu início a um novo tipo de planejamento de operação do sistema utilizando-se de uma metodologia de compra e venda em leilões de energia elétrica. Com a inclusão dos clientes ao mercado livre, houve a necessidade de estudos e desenvolvimento de ferramentas para utilização da contratação de energia elétrica pela indústria já que uma escolha correta do volume de energia e seu preço podem garantir o lucro da empresa ou a viabilidade do seu serviço. Neste sentido, o presente trabalho apresenta um módulo baseado em programação de código-aberto com linguagem Java para otimização computacional dos dados obtidos da geração das usinas hidrelétricas e sua complementação térmica. Baseado em técnica de inteligência artificial, mais especificamente no campo dos algoritmos genéticos a mesma utilizada na seleção natural das espécies, a ferramenta computacional permite simular diferentes cenários e possibilidades futuras para que através de uma população inicial ser possível obter diversas gerações com as melhores características de cada indivíduo e a quantidade de energia a ser distribuída entre os leilões. Neste sentido, permite-se mitigar as faltas de compras em excesso e melhorar a distribuição para evitar a compra abaixo da demanda necessária negociada pela empresa distribuidora. Para isso, o retorno de um vetor com a melhor seleção da distribuição de energia em leilões futuros é então entregue ao usuário final a fim de colaborar com sua tomada de decisão. Os bons resultados obtidos com a diminuição de sobrecontratação e subcontratação da compra da energia elétrica demonstraram a viabilidade do programa, permitindo que a utilização desta ferramenta auxilie os agentes na tomada de decisão que leve a minimização dos custos do negócio envolvendo energia. Finalmente, pode se concluir que os riscos dos investimentos futuros podem ser minimizados.

Os estudos de Sistemas Elétricos de Potência (SEPs) estão se tornando cada vez mais complexos devido às novas características que os sistemas de potência estão incorporando pela diversidade de equipamentos, tecnologias, incertezas e topologias. No passado a predominância da geração em SEPs era através de geradores síncronos e a maiorias das incertezas dos estudos estava na previsão de carga dos sistemas. Entretanto, atualmente forças motrizes intermitentes estão sendo utilizadas cada vez mais em geradores, o que também adiciona mais variáveis para a previsão de geração e dificultando os estudos do comportamento do sistema visando sua melhor operação e seu comportamento frente a situações de contingências. A estabilidade do sistema é verificada pela análise de algumas grandezas físicas, como a tensão por exemplo. O problema da estabilidade de tensão vem recebendo crescente atenção dos profissionais da área de análise e operação de sistemas de potência e estudado em várias perspectivas, já que os grandes apagões são causados normalmente por instabilidade de tensão quando a carga necessita de mais potências reativa do que o sistema pode fornecer. Devido à complexidade dos sistemas de energia, é extremamente difícil rastrear todos os eventos plausíveis para identificar os mais críticos. Normalmente as abordagens mais comuns para levam em conta os casos mais prováveis em análises de contingência, não contemplando os casos menos prováveis devida às dificuldades computacionais para esses tipos de estudo.  Portanto, é necessário a utilização de uma ferramenta para selecionar amostras aleatórias dentre as menos prováveis para identificar os que podem apresentar problemas de instabilidade. Dessa forma, o Método de Entropia Cruzada contribui para identificar, dentro de um conjunto extremamente grande de eventos definido a priori, aqueles que têm o potencial de comprometer a integridade do sistema e que sejam raros de acontecer.

The emergence of Smart Grid, Wireless Sensors Network, or the Internet of Things has produced a growing demand for alternative sources of power. Currently, batteries dominate the energy storage market for those technologies, but they are perishable sources characterized by the need for replacement at relatively short periods and the pollution of its waste. In order to find new power sources, many studies of harvesting mechanisms associated with thermal, solar, vibration, or electromagnetic waves have been carried out. The production of electric current using photovoltaic cells is a technique studied and developed more than two decades ago. However, it is still highly sensitive to low light conditions or night time. Under these conditions, the energy extracted from electromagnetic waves can assume the demand for power. This technique is known as radiofrequency harvesting, and it uses rectennas to capture the energy of the environment. Radiofrequency harvesting faces problems like the low values of power density available in the environment, but it does not depend on the levels of light to produce energy. The idea of hybrid systems based on the alternate use of two energy sources guarantees the power every time the load needs. The research presented here aims to develop a hybrid solar and electromagnetic harvesting structure to support very low-power devices, mainly for indoors. This work presents the design, simulation, analysis, and prototyping of two coplanar patch antenna configurations with resonant frequency at 2.45 GHz integrated with solar cells. The consequences of the integration process are evaluated for both components: antennas and solar cells. Then, the principal results and conclusions of the work are presented. It was proved that solar cells could be used as radiating elements in antennas without the need to incorporate another type of metallization. However, variations on the area of an optimized solar cell bring as a consequence a considerable decrease of its power conversion efficiency that depending on the operation conditions could turn unfeasible the use of the solar cell. Also, it is presented a methodology to characterize the interface antenna/rectifier as a function of the S parameters and its influence on the power conversion efficiency of the rectenna.

Devido ao esgotamento irreversível das fontes energéticas não renováveis, como combustíveis fósseis e nucleares, bem como aos danos que causam ao meio ambiente, deve-se aproveitar com maior eficiência as fontes renováveis. O consumo de energia elétrica é ininterrupto e mesmo uma pequena redução nas perdas promove um montante significativo de economia. Nos sistemas elétricos de distribuição, a reconfiguração é uma técnica de otimização que visa, entre outros objetivos, à minimização de perdas de potência ativa. Com a expansão das redes elétricas inteligentes e crescente introdução de equipamentos telecomandados, é desejável realizar a reconfiguração em tempo real. Dentre as técnicas de otimização disponíveis, a reconfiguração é a mais econômica porque não demanda gastos com novos equipamentos. Porém ao tentar reconfigurar surge um fenômeno inconveniente de explosão combinatória devido às características do problema. Diversas metaheurísticas para redução do espaço de busca não têm capacidade de fornecer uma resposta em tempo real, sendo mais adequadas para planejamento. Além disso, a incerteza inerente aos métodos probabilísticos impede que se tenha garantia de obtenção da melhor solução. Neste trabalho, expõe-se um método de reconfiguração em tempo real baseado em Teoria dos Grafos. Devido à característica determinística com resultados conservativos, mas sem empregar busca exaustiva, eliminou-se a desvantagem das flutuações estatísticas aleatórias, inerentes aos métodos probabilísticos. Adicionalmente, além de minimizar perdas de potência ativa, pode-se restaurar o funcionamento no caso de ocorrência de faltas. Um pré-processamento computacional proveniente de um fluxo de potência ótimo adaptado direciona a análise da árvore geradora do grafo de topologia para a solução otimizada. O algoritmo foi testado em sistemas contendo 7, 21, 37, 74, 96, 114 e 156 chaves, obtendo a melhor solução disponível na literatura científica, com tempos computacionais da ordem de dezenas de milissegundos.

O princípio de segurança mais importante para um reator nuclear é a capacidade de desligar e manter a usina nuclear em uma condição segura, mesmo após a ocorrência de um acidente de projeto postulado. É com base neste princípio que todas as funções são categorizadas de acordo com sua relevância para a segurança do reator. Na sequência, todas as Estruturas, Sistemas e Componentes (ESCs) da usina nuclear devem ser devidamente classificados seguindo um método claro e objetivo que permita a correlação com padrões técnicos e de qualidade para garantir a disponibilidade das funções de segurança. Muitos países, incluindo o Brasil, não possuem regulamentações claras que determinem os critérios e discriminem o processo de classificação do reator de pesquisa. A falta de uma regulamentação clara do reator de pesquisa exige que as projetistas de instalações nucleares classifiquem as ESCs usando a regulamentação do reator de potência. No entanto, dadas as características únicas dos reatores de pesquisa, os requisitos de segurança podem não ser necessariamente os mesmos que os aplicados aos reatores nucleares de potência. Isso torna a abordagem adotada tecnicamente conservadora, geralmente superdimensionada e cara. Este trabalho tem dois objetivos: a) apresentar um método objetivo para realizar a classificação de segurança de ESCs em reatores de pesquisa. b) investigar a possibilidade de utilizar a abordagem de dedicação (uso de itens comerciais para o desempenho de funções de segurança) em reatores de pesquisa, seguindo a experiência adquirida pelos operadores de reatores de potência nesta matéria. Inicialmente, é proposto um método de classificação que está em conformidade com os regulamentos nacionais vigentes e está em linha com as mais recentes diretrizes de segurança e classificação para ESCs das agências de licenciamento internacionais. Posteriormente, é realizada uma análise probabilística de segurança (APS) em um reator de pesquisa do tipo piscina para demonstrar a segurança intrínseca e a ampla disponibilidade funcional para desligamento do reator. Assim, o método proposto é exemplificado aplicando-o para a classificação de segurança da motobomba do sistema de refrigeração do núcleo do reator RMB. Aplicações similares possuem potencial de redução de custos em torno de 80% em relação aos métodos tradicionalmente aplicados para qualificação de ESCs.

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O investimento global em energia solar fotovoltaica atingiu seu mais alto patamar em 2017, ficando próximo dos 150 bilhões de dólares americanos, com quase 100 GW de capacidade instalada adicional. O Brasil nesse mesmo ano ficou entre os dez líderes mundiais com 0,9 GW em capacidade instalada adicional. A tecnologia solar fotovoltaica é considerada de capital intensivo e sujeita a fatores de incerteza, portanto demandam avaliações financeiras com objetivo de mitigar riscos. O objetivo do presente estudo é avaliar a viabilidade financeira de sistema fotovoltaico instalado em região de alto potencial de degradação, por meio de métodos determinísticos tradicionais, tais como, Valor Presente Líquido e Taxa Interna de Retorno, combinados com o método probabilístico Monte Carlo. Os principais fatores que podem influenciar a viabilidade financeira foram identificados, classificados e quantificados. O nível de degradação pode variar em até 30% e em uma análise determinista o VPL foi 36% maior considerando a degradação menor, no entanto, o risco do projeto ser inviável diminuiu 4 pontos percentuais, de 34% para 30%.  Em uma análise mais detalhada dos fatores influenciadores chegou-se a conclusão de que a degradação é um fator que pode impactar a viabilidade financeira e aumentar o risco, no entanto o fator financeiro preço da energia fotovoltaica em leilões no Brasil e valor de investimento do sistema fotovoltaico são fatores de maior influência e ambos estão declinando nos últimos dois anos, fato que requer uma análise mais cuidadosa e detalhada para evitar riscos. 

A vinhaça é um efluente gerado durante a produção do etanol, na etapa de destilação. Seu principal destino é limitado em função das características da vinha e do solo, que se recebe uma carga excessiva pode contaminar os lençóis freáticos, outra alternativa é a biodigestão. Graças a sua composição que é rica em matéria orgânica e apresenta elevado potencial nutritivo, alguns trabalhos indicam a possibilidade de utilizá-la como meio de cultura e fonte de carbono orgânico para produção de microalgas, que são microrganismos capazes de realizar a fotossíntese para obtenção de energia e converter o dióxido de carbono em biomassa, pela rota autotrófica, ou ainda oxidar o carbono orgânico que esta dissolvido no meio de crescimento para obter a energia necessária para seu crescimento. A produção da biomassa de microalgas pode ser destinada para diversas finalidades como produção de proteína para ração animal, produção de suplementos nutricionais como astaxantina, produção de lipídios para extração e subsequente conversão em biodiesel. Quando destinadas para a produção de energéticos apresenta como vantagens a não competição por terras férteis de cultivo, rápido crescimento e cultivo/colheita continua ao longo do ano, além da fixação do CO₂ que foi emitido nas etapas subsequentes da produção, podendo apresentar um balanço negativo de dióxido de carbono, fixando mais desse gás do que emitindo. Por se tratar de uma biomassa cultivada em meio líquido, apresenta grande teor de umidade favorecendo a produção de biocombustíveis pela rota úmida, como gaseificação hidrotérmica supercrítica, frente a produção pela rota seca (extração de óleos da microalga seca), como a transesterificação. Assim sendo, a gaseificação hidrotérmica supercrítica de microalgas, se torna uma alternativa interessante para a destinação da vinhaça além de diminuir as emissões de dióxido de carbono na atmosfera decorrentes da produção de etanol. Entretanto ainda faltam informações relativas a produtividade que as microalgas apresentariam em um cultivo em larga escala utilizando a vinhaça como meio de nutriente, seu consumo energético, a vazão de gás gerada bem como qual seria o rendimento energético do processo. Assim sendo, este trabalho deve como objetivo avaliar qual seria a eficiência de conversão energética para o processo de gaseificação hidrotérmica supercrítica da microalga, a partir de seu cultivo em vinhaça utilizando o dióxido de carbono proveniente da etapa de fermentação, bem como identificar qual dessas duas correntes seria a limitante para o cultivo. Para isso foi desenvolvido um modelo matemático em Scilab, pelo acoplamento de diferentes modelos já publicados, capaz de representar o cultivo das microalgas utilizando a vinhaça como meio de cultura e o dióxido de carbono proveniente da fermentação além de considerar aspectos construtivos e operacionais do pond, permitindo estimar a produtividade do sistema de cultiva, massa de dióxido de carbono fixada e consumo energético no processo de produção da microalga (cultivo mais recuperação da biomassa produzida). Para o processo de gaseificação hidrotérmica supercrítica, foi realizada uma modelagem do processo em questão no simulador comercial Aspen Plus, tomando como base o modelo apresentado por Molina (2018), o qual nos permitiu estimar a eficiência energética apresentada pelo processo em questão, operando em condições para produção de gás com elevado teor de metano e elevado teor de hidrogênio. Como resultados o modelo de cultivo das microalgas conseguiu acompanhar a influência climática no cultivo demonstrando o grande impacto existente pela temperatura do ambiente e a irradiação no pond, ele ainda estimou uma produtividade média de 0,113 kg.m^-3.d^-1 de forma a obter uma produção de 900kg de microalga por dia e uma fixação de 173,471 t de CO₂ durante o período de safra, momento do ano que ocorre a produção de vinhaça. O consumo energético pelo processo de cultivo das microalgas indicou o valor de 614.022,35 em todo período, valor equivalente a 3,14 MJ.kg^-1X, obtendo um NER de 0,14 o que indica um elevado valor de viabilidade energética. Caso o cultivo em questão fosse destinado ao uso completo da vinhaça e do dióxido de carbono, a vinhaça seria o insumo limitante. No processo de gaseificação, foi obtida uma vazão final de 1,38kg.h^-1 de H₂ para as condições operacionais de 750ºC e 225bar com um poder calorifico de 39,71 MJ.kg^-1 e uma eficiência de 41,24%, e para as condições operacionais visando a produção de gás de síntese rico em metano (450ºC e 350bar) foi obtido uma vazão de 8,48 kg.h^-1 com um PCI de 49,98 MJ.kg^-1, ocasionando uma eficiência energética de 47,87%. Com base nisso, podemos notar que o cultivo de microalgas em vinhaça e CO₂ para gaseificação hidrotérmica supercrítica da mistura obtida, apresentou um balanço energético positivo e que é uma alternativa válida a ser considerada para se destinar a vinhaça e o dióxido de carbono gerados durante a produção do etanol.

A cada ano a geração de resíduos sólidos urbanos tem aumentado. Uma alternativa viável de tratamento visando a recuperação energética para estes resíduos é a digestão anaeróbia de sua fração orgânica. Uma das condições que favorecem esse processo é a adaptação ao substrato dos microrganismos contidos em inóculos. O objetivo deste trabalho foi submeter diferentes inóculos à aclimatação, alimentando-os com uma composição de fração orgânica de resíduos sólidos urbanos do município de Santo André para posterior análise de produção de metano através de ensaios de potencial bioquímico de metano. Os inóculos também foram avaliados de acordo com sua capacidade máxima de produção de metano, por meio de ensaio de atividade metanogênica específica. Da caracterização inicial do substrato, chegou-se a relação C/N média igual a 19,39%; teor de carboidratos de 49,82%, de lipídeos igual a 21,37% e de 14,35% de proteínas. A atividade metanogênica específica para o inóculo Dacar foi de 0,118 gDOQ_CH4.gSTV^-1.dia^-1 e do GOP de 0,147 gDOQ_CH4.gSTV^-1.dia^-1. Já o potencial bioquímico de metano elementar teórico médio do substrato foi de 472,54 mlCH₄/gSV. O potencial bioquímico de metano teórico médio baseado na composição centesimal do substrato foi de 347,79 mlCH₄/gSV. Ao final dos ensaios de digestão anaeróbia observou-se um aumento de 5,8% na produção de metano para o inóculo Dacar (226,22 mlCH₄/gSV) e de 5,08% para o inóculo GOP (213,59 mlCH₄/gSV) em relação ao PBM para os mesmos inóculos sem aclimatação. Também notou-se uma redução de 5 dias no período de estabilização da produção de gás. O pH medido ao início e final dos ensaios não sofreu nenhuma alteração brusca que interferiu de forma prejudicial no processo, sendo suas médias: entre 7,20 e 8,08 (pH inicial) e o entre 7,18 e 8,10 (pH final). A alcalinidade no geral cumpriu seu papel de tamponamento do sistema. Através da observação em microscopia de fluorescência foi confirmada a presença microrganismos dos gêneros Methanosarcina e Methanosaeta, ambos metanogênicos acetoclásticos. Também foram observados representantes do gênero Methanobrevibacter, arqueias metanogênicas hidrogenotróficas.

No Brasil, os resíduos sólidos urbanos ainda são motivo de muita preocupação, uma vez que, de acordo com a ABRELPE, apenas 59,1% dos resíduos coletados possuem destinação ambientalmente adequada. O aproveitamento energético de RSU através do biogás gerado pela digestão anaeróbia em aterro sanitário é uma forma de geração de energia que deve ser considerada, principalmente para aumentar a diversidade da matriz energética brasileira. Tendo em vista a grande preocupação com os resíduos sólidos urbanos (RSU) e as suas possíveis destinações, este trabalho tem como objetivo realizar um estudo para o aproveitamento energético de RSU em um aterro sanitário localizado no município de Piracicaba, interior do estado de São Paulo. Foi realizada uma análise decisória multicritério na avaliação da sustentabilidade, visando identificar os impactos em indicadores da dimensão ambiental (emissão de CO₂ equivalente e área mobilizada), dimensão social (mortalidade devido à poluição) e dimensão técnico-econômica (confiabilidade da geração de energia e eficiência energética) Para o cálculo da estimativa do potencial energético do biogás gerado neste aterro, serão utilizados dados da literatura e do software LanGEM, que apresentará a geração de metano e dióxido de carbono do aterro em questão. Por fim, serão analisados os possíveis fatores que limitam a expansão da geração de energia em aterros sanitários através dos RSU no Brasil.

A descoberta de enormes reservas de gás não convencional, ou conhecido também como shale gas, vem gerando grande expectativa no mercado mundial de energia. Os EUA têm a maior reserva mundial de shale gas, e são os pioneiros na sua exploração e produção. O objetivo desta pesquisa é investigar quanto ao potencial de exploração e produção de shale gas (ou gás de folhelo) sob o ponto de vista do processo tecnológico, meio ambiente, infraestrutura e aspectos regulatórios, na Argentina na região de Vaca Muerta. Estas variáveis serão consideradas à luz da experiência norte-americana. Atualmente, o mundo está dividido nesta questão, pois existem uma série de incertezas relacionadas ao processo de extração denominado de “fracking” em determinadas estruturas geológicas e principalmente no tocante ao meio ambiente onde vários órgãos ambientais atestam a contaminação de lençóis freáticos e terremotos oriundos da injeção de aditivos químicos, areia e água nos poços para a retirada do gás de xisto. A hipótese adotada para esta dissertação será a de que a Argentina, ainda que possua a segunda maior reserva de gás de folhelho do mundo, não conseguirá no curto e médio prazo (10 anos), desenvolver estes recursos de forma satisfatória e transformá-los em reservas / produção à luz de como se deu na experiência nos Estados Unidos. Quanto à forma de abordagem, a pesquisa é uma combinação entre qualitativa e quantitativa, sendo também exploratória e descritiva tendo como foco a principal região de Shale Gas da Argentina – Neuquén. Desta forma, o trabalho pode favorecer a ampliação do conhecimento desta fonte energética tanto no Brasil como na Argentina o qual contribuirá também para o debate sobre as variáveis de sucesso preponderantes para a produção sustentável desta importante fonte energética. 

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Este trabalho apresenta um algoritmo inteligente para a detecção e localização de faltas em sistemas de alta tensão de corrente contínua (HVDC – High Voltage Direct Current) com tecnologia baseada em conversores comutados por linha (LCC – Line Commutated Converter), conhecidos como sistemas LCC-HVDC. Para a detecção da falta são usados os valores eficazes das tensões de fase na entrada da subestação retificadora, além dos sinais de tensão e corrente na linha DC. Já para a localização da falta é utilizada somente uma janela com amostras do sinal da tensão DC pós-falta, resultando em um esquema de detecção e localização que dispensa links de comunicação, operando apenas com sinais locais.  As duas funções mencionadas são executadas por redes neurais artificiais (RNAs), sendo a função de localização baseada no conceito de similaridade. O algoritmo é desenvolvido e avaliado por meio do sistema LCC-HVDC referência do CIGRE e, posteriormente, validado por um segundo sistema operando com a mesma tecnologia. O algoritmo desenvolvido foi avaliado considerando centenas de diferentes casos de falta nos dois sistemas HVDC adotados neste estudo, mostrando-se rápido e preciso, mesmo para faltas em diferentes distâncias da linha DC, distintos carregamentos do sistema HVDC e uma ampla faixa de valores de resistência de falta. Depois de validado em ambiente computacional, o sistema é implementado em hardware e testado por meio do RTDS (Real Time Digital Simulator), mostrando-se uma alternativa viável para aplicações práticas.

Edifícios são um dos maiores consumidores de energia no mundo, consumindo em torno de 30-40% de toda a energia gerada nos países desenvolvidos. Assim, considerar uma metodologia para desenvolvimento de edifícios sustentáveis (com menor consumo de energia) mas ao mesmo tempo seguros é essencial. Com o surgimento das certificações verdes, formas de reduzir o consumo de energia e água começaram a ser estudados, sendo que atualmente a certificação verde chamada Living Building Challenge (LBC), criada nos Estados Unidos da América é a maior referência quanto a edificações net zero ou consumo externo zero de energia e água. O consumo zero se baseia na geração local de energia por meios sustentáveis e na captação de águas pluviais, uso de estratégias de gerenciamento de água, tratamento e uso de águas cinzas, de modo a atender as necessidades da edificação ao longo de todo o período de operação. Para isto diversas técnicas como telhados e paredes verdes, arquitetura bioclimática, módulos fotovoltaicos, alagados construídos, banheiros secos, entre outros são aplicados. Para a aplicação da metodologia na cidade de São Paulo, esta deve atender a Lei 16.402 de março de 2016 que rege o parcelamento do solo, assim como o Decreto 63.911 que trata sobre a prevenção e combate a incêndios no Estado de São Paulo. Este trabalho teve como objetivo estudar as diversas técnicas usadas em edifícios net zero para desenvolver uma metodologia que possa ser aplicada a edifícios comerciais localizados na cidade de São Paulo, atendendo à normatização LBC, o Decreto 63.911 e a Lei 16.402. A metodologia foi testada com três modelos de prédios comerciais, um edifício de médio porte de uma única empresa, um edifício comercial de grande porte de escritórios e um shopping center alocados dentro da cidade de São Paulo. A metodologia proposta provou ser eficiente, contudo, para que um edifício possa ser totalmente independente de água e energia de redes externas, se fez necessário modificar o padrão atual de construção, utilizando a arquitetura bioclimática, optando-se por prédios com menor altura e usando a máxima taxa de ocupação do solo.

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A coordenação hidrotérmica pode ser definida como um problema para determinar o uso otimizado dos recursos hidroelétricos e térmicos disponíveis durante um horizonte de planejamento. Em sistemas hidrotérmicos de geração com predominância de usinas hidroelétricas, como é o caso do sistema brasileiro, busca-se substituir, na medida do possível, a geração termoelétrica por geração hidráulica de forma a minimizar o custo da operação do sistema. Portanto, este trabalho apresenta o desenvolvimento de um módulo de geração para um sistema de suporte à decisão aplicado ao problema da coordenação hidrotérmica denominado de Energ.IA. Neste módulo foi desenvolvido um otimizador baseado em inteligência computacional, por meio do emprego de um algoritmo de Otimização por Enxame de Partículas (PSO) combinado com um Fluxo em Rede com arcos capacitados. Além disso, levou-se em consideração as usinas hidroelétricas individualizadas, utilizando dados reais, tanto das características construtivas das usinas quanto das vazões afluentes naturais. O algoritmo proposto possibilita também o uso da transferência de água entre rios e bacias na otimização da política operacional dos reservatórios das usinas hidroelétricas, em contribuição ao planejamento da operação do sistema hidrotérmico brasileiro. O módulo desenvolvido ainda integra um banco de dados com informações sobre o sistema hidroelétrico, uma interface gráfica para facilitar a definição dos dados de otimização e a visualização das características de todas as usinas hidroelétricas do Sistema Interligado Nacional (SIN). Foram realizados diversos estudos de caso considerando 1 uma usina hidroelétrica, 2 usinas e 4 usinas em cascata e um estudo com uma cascata de 7 usinas em formato de Y. A transferência de água entre rios foi analisada por meio de dois estudos de caso considerando 4 usinas hidroelétricas, considerando diferentes cenários hidrológicos. Além dos estudos relativos ao desempenho do algoritmo, foi realizado um estudo considerando o custo da produção da energia elétrica com o uso da transferência e sem o seu uso. Também foi realizado estudos relativos à emissão de CO₂, caso a energia decorrente da transferência de água fosse realizada por usinas termoelétricas. Os resultados apresentados se mostraram satisfatórios acompanhando a tendência do que se tem encontrado na literatura em todos os estudos de caso considerados.

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Caracterização dos Rejeitos Plásticos oriundos dos resíduos úmidos e secos do município de Santo andré, visando seu aproveitamento energético 

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Aguardando entrega da versão final.

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