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Ações de eficiência energética em navios: estudo de caso e um navio patrulha da Marinha do Brasil
(Universidade Federal do Pará, 2016-08-26) AQUINO, Suzane Cruz de; MORAES, Hito Braga de; http://lattes.cnpq.br/5044859479302394; TOSTES, Maria Emília de Lima; http://lattes.cnpq.br/4197618044519148
Devido à crescente preocupação com o meio ambiente, a IMO (International Maritime Organization), através da MARPOL (International Convention for the Prevention of Pollution from Ships), criou a primeira norma obrigatória do setor sobre a eficiência energética dos navios, buscando a diminuição das emissões de gases de efeito estufa e de custos relacionados ao consumo de energia. Esta dissertação tem como objetivo propor uma metodologia de medidas de eficiência energética em navios, aplicando-a a um navio patrulha da Marinha do Brasil. O navio analisado, o P-49 ou Guarujá, é uma embarcação de 19 anos, sendo também a idade de quase todos os equipamentos que o compõem. O Guarujá possui o sistema de propulsão totalmente isolado eletricamente da geração de energia elétrica, então, os sistemas alvo dessa pesquisa foram aqueles com maior demanda de energia elétrica: o sistema de iluminação, de refrigeração, de geração de energia elétrica, de salvamento e as câmaras frigoríficas. No entanto, as informações disponíveis dos sistemas acima citados se mostraram escassas, assim, explorou-se apenas as lâmpadas e alguns motores elétricos de bombas, compressores e ventiladores. As ações propostas para os equipamentos disponíveis a verificação foram 1 - a troca das lâmpadas do caso referência por lâmpadas LED; e 2 - a substituição dos motores elétricos por exemplares similares de maior rendimento. As medidas foram analisadas financeira e ambientalmente através do software RETScreen, importante ferramenta para estudos em eficiência energética e fontes renováveis desenvolvida pelo Governo do Canadá; com auxílio do simulador do PROCEL, o BD Motor, promovendo maior enfoque sobre os motores devido a sua complexidade e importância no ótimo funcionamento dos sistemas do navio. As ações se mostraram viáveis, com o tempo de retorno total de 2 anos, diminuindo a emissão de 164 toneladas de CO2 na atmosfera em 20 anos e economizando cerca de R$ 352.974,80 ao fim da vida do projeto, justificando, assim, a sua execução.
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Análise do desempenho energético de edificações: aplicação analítica do RTQ-C no Edifício do Ceamazon
(Universidade Federal do Pará, 2013-03-27) OLIVEIRA, Bruno Gabriel Freitas; FRANCO, Irving Montanar; TOSTES, Maria Emília de Lima; http://lattes.cnpq.br/4197618044519148; http://lattes.cnpq.br/4254203203850909
Um dos grandes entraves para o desenvolvimento econômico mundial é a crescente demanda por energia e consequente aumento da utilização de recursos naturais para provê-la. Países em desenvolvimento, como o Brasil, apresentaram progressivo consumo de energia per capita nos últimos anos. Embora a sua maioria seja proveniente de usinas hidrelétricas (fontes não poluidoras) sua construção causa grande impacto ambiental. De todo o percentual energético gerado, as edificações são responsáveis pelo consumo de aproximadamente 40% e este percentual tende a aumentar mediante o crescimento da construção civil no país. Diante da problemática, o combate ao desperdício, a racionalização e o uso sustentável da energia consumida pelas edificações estão diretamente ligados à redução do impacto ao meio ambiente, postergando a necessidade de aumento da matriz energética nacional. Neste contexto é criado o Regulamento Técnico da Qualidade do Nível de Eficiência Energética de Edifícios Comerciais, de Serviço e Públicos (RTQ-C). Este trabalho consiste em uma aplicação crítica do RTQ-C utilizando a metodologia prescritiva, tendo como enfoque aspectos relativos a sua aplicabilidade e avaliação de conforto térmico e lumínico, tendo como premissa que o alto desempenho energético da edificação só é plenamente alcançado quando são garantidas condições satisfatórias de conforto ambiental aos usuários. Para tanto foi necessária uma etapa minuciosa de levantamento de dados e medições “in loco” de temperatura do ar, temperatura radiante, iluminância e umidade relativa em dois ambientes (laboratório de conforto e sala de aula 2) do edifício do Centro de Excelência em Eficiência Energética da Amazônia - CEAMAZON, subsidiando a utilização da metodologia proposta por Fanger (PMV e PPD), e verificação dos níveis de iluminância propostos pela NBR 5413. Como resultado a edificação apresentou bom desempenho, mas a não observância dos pré-requisitos a classificou com nível “C”. A avaliação de conforto indicou que aproximadamente 23% dos usuários não estavam em conforto térmico e que a ventilação natural poderá ser utilizada como estratégia bioclimática para adequação. As medições de iluminância indicaram que apenas a sala de aula 2 possuia potencial de aproveitamento de iluminação natural no período da medição. Concluiu-se que, apesar de sua importância, o RTQ-C deve passar ainda por um processo de adaptação por parte da sociedade e dos profissionais envolvidos na certificação energética de edificações e que durante esse período modificações poderão ser incorporadas contribuindo para torná-lo um instrumento efetivamente válido para a garantia da eficiência energética das edificações do país.
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Avaliação através do desempenho térmico de edificação verticalizada em Belém-PA
(Universidade Federal do Pará, 2013-04-01) VINAGRE, Natália Daniele de Lima; PERDIGÃO, Ana Kláudia de Almeida Viana; TOSTES, Maria Emília de Lima; http://lattes.cnpq.br/4197618044519148; http://lattes.cnpq.br/9009878908080486
A presente dissertação de mestrado estuda o desempenho térmico de materiais de fachada em uma edificação verticalizada na cidade de Belém – PA, Brasil. Este trabalho tem por objetivo contribuir com estudo do desempenho térmico e eficiência de materiais utilizados na envoltória das edificações residenciais verticalizadas, entre os elementos opacos, foram selecionados dois tipos de materiais, bastante utilizados atualmente na construção civil, a pintura e revestimento cerâmico. Também estuda-se a influência da altura da edificação sobre seu desempenho térmico e eficiência energética. O estudo foi desenvolvido com o uso de modelagem em código computacional no programa EnergyPlus que permite avaliar o desempenho térmico da edificação, a influência da altura na eficiência energética da mesma. Compara-se o desempenho térmico dos dois materiais selecionados, verificou-se que o prédio com revestimento cerâmico apresentou a temperatura interna média anual de 0,42 º C acima da temperatura referente ao prédio pintado, portanto com menor desempenho térmico. A influência da altura do pavimento não produziu uma variação significativa na temperatura interna, pois com seu acréscimo, ocorreu pequena diminuição da temperatura interna, com gradiente térmico da ordem de -0,07ºC /m em decorrência da velocidade do vento que é maior quando mais alto é o pavimento. Considera-se também para este estudo a ventilação natural como estratégia passiva para a edificação em estudo, que segundo a análise da Carta Bioclimática de Givoni contribuiria positivamente para a condição de temperatura interna e umidade do ar, e consequentemente do usuário.
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Balanço energético de um laboratório de pesquisa em cenários pré, durante e pós pandemia, visando certificação NZEB
(Universidade Federal do Pará, 2022-06-27) LAVÔR, Matias Ribeiro Máximo de; LEAL, Adônis Ferreira Raiol; http://lattes.cnpq.br/4099411616990036
Sistemas de geração solar fotovoltaica desempenham um papel essencial para a melhoria da eficiência energética de uma edificação, de forma que ao ser integrado, atua diretamente no balanço energético, definindo um percentual de consumo de cargas a ser compensado pela fonte de energia renovável, parâmetro importante para os mais recentes requisitos de classificação de eficiência. A etiquetagem nacional de edificações já é obrigatória para prédios públicos federais, exigindo-se para sua obtenção, dentre outros requisitos, o efetivo atendimento da nova Instrução Normativa Inmetro para a Classificação de Eficiência Energética de Edificações Comerciais, de Serviços e Públicas (INI-C), que substituiu o anterior Regulamento Técnico da Qualidade para o Nível de Eficiência Energética de Edificações Comerciais, de Serviços e Públicas (RTQ-C). No novo procedimento foram especificados critérios e métodos para classificação de edificações comerciais, de serviços e públicas quanto à sua eficiência energética, visando à etiquetagem de edificações. A nova instrução também inclui a geração distribuída no balanço energético da edificação, bem como a caracterização de edificações NZEB e avaliação de emissões de Dióxido de Carbono. A partir do ano de 2020, toda a sociedade global viveu um período excepcional de pandemia de Covid-19, que ao alterar conjunturalmente a dinâmica social, induziu transições temporárias ou permanentes nos balanços energéticos e padrões de consumo de energia elétrica nas edificações de todo o planeta, haja vista a extensão geográfica dos efeitos pandêmicos. Nesse sentido, o presente estudo busca apresentar uma análise de balanço energético em diferentes cenários cronológicos para o prédio do Centro de Excelência em Eficiência Energética da Amazônia (CEAMAZON), entidade pública de Pesquisa, Desenvolvimento e Inovação, vinculada à UFPA, localizado no Parque de Ciência e Tecnologia Guamá. Além disso, é realizada uma breve análise em relação ao novo INI-C relacionada à metodologia de avaliação NZEB e emissões de dióxido de carbono, considerando a recente implantação de sistema de geração distribuída na edificação, bem como da estação de abastecimento de veículos elétricos nas proximidades, destacando o conjunto de características que possam classificar sua eficiência energética e demonstrando parâmetros essenciais para certificação.
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Caracterização de um gaseificador do tipo downdraft
(Universidade Federal do Pará, 2010) ALVES, Charles Denys da Luz; NOGUEIRA, Manoel Fernandes Martins; http://lattes.cnpq.br/2324813094737469
A gaseificação é uma conversão termoquímica da biomassa em gás combustível, que pode ser usado como combustível em motores de combustão interna ou como gás de síntese para a indústria química. Para checar o desempenho de um gaseificador temos de quantificar a energia contida no gás produzido e a quantidade de carbono convertido por meio dos cálculos de eficiência energética e de conversão de carbono através dos dados obtidos experimentalmente. A eficiência energética é uma relação entre os fluxos de gás e biomassa e de suas respectivas quantidades de energia, no mesmo sentido, a conversão de carbono é a quantidade de compostos carbonáceos presentes no gás convertido a partir da quantidade de carbono presente na composição da biomassa. O presente documento avalia a eficiência energética e de carbono na conversão de um protótipo de um gaseificador indiano do tipo downdraft produzido por uma empresa local (Floragás). Os parâmetros nominais do gaseificador são: capacidade de produção de gás de 45 kWt, consumo de biomassa (caroço de açaí) de 15 kg/h. As dimensões do gaseificador são: DI 150 mm e altura de 2000 mm). A eficiência energética e a taxa de conversão de carbono foram quantificados, a queda de pressão devido ao leito do reator e a temperatura dos gases também foram medidos na saída do reator e também, a concentração de alcatrão, partículas e gases não condensáveis (CO, CO2, CH4, SO2, N2 e NOx) nos gases de combustão após a sistema de limpeza.
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Contribuição da geração solar fotovoltaica na certificação de edificações públicas pelo RTQ-C e em edifícios de energia zero: laboratório de ensino da Universidade Federal do Pará
(Universidade Federal do Pará, 2020) SILVA, Hosaías Alves dos Prazeres; TOSTES, Maria Emília de Lima; http://lattes.cnpq.br/4197618044519148
Esse trabalho apresenta a contribuição da geração solar fotovoltaica como fonte renovável na metodologia para obtenção de Etiqueta Nível A em certificação de Eficiência Energética e para a transformação em Edifício de Energia Zero, sendo aplicável a edificações e laboratórios de ensino públicos. O passo-a-passo da metodologia consiste essencialmente em duas etapas: a primeira, através de um diagnóstico energético da edificação analisada seguindo as diretrizes estabelecidas no Regulamento Técnico da Qualidade em Edifícios Comerciais, de Serviços e Públicos – RTQ-C, resultando numa proposta de melhoria energética, financeira e ambiental processada com o auxílio do software RETScreen®; e a segunda, dimensionando um sistema de geração solar fotovoltaica, a partir de dados de medição local e do software Meteonorm®, como bonificação para obtenção da Etiqueta Nível A dos níveis do RTQ-C e com capacidade de produção de energia que torne o balanço energético da edificação positivo, tornando-a um Edifício de Energia Zero. A fim de contextualizar a relevância do trabalho e atualizar o leitor no estado da arte aplicável à metodologia, é apresentada uma revisão bibliográfica direcionada aos benefícios da Eficiência Energética nas edificações públicas e ao RTQ-C; ao cenário atual, aplicação e contribuição da Energia Solar Fotovoltaica no desenvolvimento sustentável, na obtenção de classificações reconhecidas nacional e internacionalmente para edifícios públicos; e aos conceitos atualmente utilizados pela comunidade acadêmica para caracterização de Edifícios de Energia Zero. A revisão bibliográfica e a metodologia foram aplicadas em estudo de caso do Laboratório de Engenharia Elétrica e Computação – LEEC, situado no Campus Guamá da Universidade Federal do Pará, com apresentação dos resultados energético, financeiro e ambiental, mostrando ser uma solução a ser aplicada em instituições e edificações públicas que possuam espaço disponível e infraestrutura semelhante à do LEEC.
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Desempenho termoenergético da utilização de telhado vegetal em edificação no clima amazônico
(Universidade Federal do Pará, 2013-03-19) MARINHO, Dircirene Tavares; FRANCO, Irving Montanar; http://lattes.cnpq.br/4254203203850909; TOSTES, Maria Emília de Lima; http://lattes.cnpq.br/4197618044519148
O desempenho termoenergético de toda obra da construção civil decorre da tomada de decisões na fase projetual e as caracteristicas termofisicas dos materiais empregados devem ser considerados. O fenomeno termofísico da inércia presente nos telhados vegetais oferece resistencia ao transporte de massa termica para o interior da edificação, reduzindo a demanda de energia elétrica necessaria para seu acondicionamento climático; ao mesmo tempo, o baixo albedo da vegetação dos telhados vegetais contribui para mitigar os efeitos das ilhas de calor em ambientes urbanos. O necessário estudo bioclimático e o microclimático determinarão a escolha dos materiais construtivos adequados, especialmente no que tange à proteção de superfícies da envoltória expostas à carga térmica solar. Este trabalho irá tratar da comprovação experimental do desempenho termoenergético de uma edificação coberta com grama em local onde predomina a vegetação, no Parque de Ciência e Tecnologia do Guamá, Campus Universitário da Universidade Federal do Pará. O objetivo é a analise da atenuação dos picos de calor decorrente da inércia térmica dos materiais utilizados, inferindo desempenho energético pela redução do uso de refrigeração ativa. Foram caracterizados os microclimas externos e internos através de valores obtidos de temperatura e umidade relativa do ar, assim como a evolução das condições ambientais internas em duas fases, com a laje descoberta e após com a aplicação do telhado vegetal. Os resultados indicam favorável desempenho do telhado vegetal na redução do fluxo de calor através da laje, apresentando potencial redução na temperatura do ar interior e a consequente eficiência energética em edificações no clima amazônico.
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Desenvolvimento de modelo de sistema de informações geográficas para avaliação da eficiência hidroenergética em sistemas de abastecimento de água
(Universidade Federal do Pará, 2015-10-29) SANTOS, Aline Christian Pimentel Almeida; PEREIRA, José Almir Rodrigues; http://lattes.cnpq.br/9918600634569244
Desenvolvimento de metodologia para a avaliação do desempenho hidroenergético de Sistemas de Abastecimento de Água (SAA) utilizando modelo de Sistema de Informações Geográficas (SIG) para auxiliar na tomada de decisão na operação de SAAs. O modelo desenvolvido em plataforma SIG possibilita o registro, a sistematização e a espacialização dos dados hidroenergéticos, a fim de evitar gastos excessivos com a energia elétrica agregada ao volume de água disponibilizado para consumo. Na 1ª Etapa foram identificados os parâmetros hidroenergéticos utilizados nos atuais métodos de gerenciamento de SAA e, em seguida, definidos os dados e indicadores para a representação espacial no modelo do desempenho hidroenergético por setor e por unidade de abastecimento de água. Na 2ª Etapa foi desenvolvido o modelo de gestão em SIG por meio da IDE Delphi XE5 e da plataforma TatukGis, em três fases: Construção do banco de dados geográfico (Fase 1); Construção do módulo SIG (Fase 2) e Construção do módulo hidroenergético (Fase 3). A última Etapa (3ª Etapa) foi destinada a avaliação da funcionalidade do modelo desenvolvido, sendo simulado o funcionamento do SAA Bolonha, da Região Metropolitana de Belém, Pará, Brasil, o que permitiu a espacialização dos dados e indicadores para identificação dos setores com melhor e com pior desempenho hidroenergético. A ferramenta de construção de mapas de graduação de cores mostrou-se eficiente, permitindo a rápida identificação do melhor resultado do índice de consumo de energia elétrica no setor 9 da Zona Central (0,62 KWh/m³), bem como do pior índice de perda total no setor 7 da Zona Central (54,29%). Além da ferramenta para sinalização de alerta para os indicadores acima da meta estabelecida pelo usuário, que possibilitou a identificação do setor 7 com o pior índice de consumo de energia elétrica (0,85 KWh/m³). Com o trabalho foi constatado que o modelo SIGHE2A é uma ferramenta que permite e agiliza a avaliação do desempenho hidroenergético de SAA, especialmente por facilitar a identificação do problema e a tomada de decisão.
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Desenvolvimento e aplicação de metodologia para avaliação de desempenho hidroenergético de sistemas de abastecimento de água
(Universidade Federal do Pará, 2016-02-19) REGO, Augusto da Gama; PEREIRA, José Almir Rodrigues; http://lattes.cnpq.br/9918600634569244
A Tese de Doutorado teve por objetivo o desenvolvimento de metodologia e sua implementação em software para avaliação de desempenho hidroenergético de sistemas de abastecimento de água (SAA), bem como aplicação em sistema de escala real. A pesquisa foi executada em duas etapas: 1) foi modelado todo o processo de avaliação de desempenho hidroenergético, foram estabelecidas formulações para cálculo de perdas hidroenergéticas e implementada metodologia em software; 2) foi realizada a aplicação da metodologia em SAA de escala real, que necessitou de monitoramento de grandezas hidroenergéticas e de simulação computacional do mesmo SAA no Epanet 2.0. Os resultados da primeira etapa consistiram na definição de perdas hidroenergéticas, na conceituação de desempenho hidroenergético, na metodologia proposta (sequenciamento de ações e inerentes formulações matemáticas) para o cálculo de perdas hidroenergéticas e para avaliação de desempenho hidroenergético de SAA, na implementação da metodologia em software (batizado de SADHE2A) e no teste da metodologia com sucesso em SAA com dados sintéticos. Os resultados da segunda etapa foram consequência da aplicação da metodologia, com uso do SADHE2A – versão Beta, no SAA Guanabara (localizado na cidade de Ananindeua, Pará, Brasil), na qual foram verificadas perdas globais de água de 55,42%/m e perdas globais de energia elétrica consumida de 58,31% (ambos os desempenhos classificados como “ruim”) que ocasionaram impacto financeiro de -17.981,77 R$/mês (57,61% de toda a despesa com consumo de energia elétrica no SAA, desde a captação de água bruta até a entrega de água tratada ao consumidor). Por fim, a metodologia desenvolvida atendeu as expectativas da pesquisa para calcular as perdas de água e de energia elétrica consumida e avaliar o desempenho hidroenergético de SAA, com elevada potencialidade de uso no Brasil e no exterior.
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Desenvolvimento e implantação de um sistema para monitoração do desempenho energético de edificações
(Universidade Federal do Pará, 2012-10-11) MANITO, Alex Renan Arrifano; PINHO, João Tavares; http://lattes.cnpq.br/0847897516772421
Este trabalho apresenta as estratégias e convenções adotadas, assim como os módulos em funcionamento, do sistema de monitoração desenvolvido e que está sendo implantado na edificação do Grupo de Estudos e Desenvolvimento de Alternativas Energéticas (GEDAE), denominada de Laboratório de Energias Renováveis e Eficiência Energética, com o objetivo de monitorar principalmente as variáveis climáticas e aquelas referentes à geração e ao consumo da edificação. Com esse sistema, objetiva-se a criação de uma base de dados unificada, sincronizada e de fácil acesso aos usuários da edificação, bem como a criação de ferramentas personalizáveis pelos usuários para a análise dos dados coletados e com possibilidade de expansão para a inserção de novas grandezas de interesse, facilitando, desta forma, estudos a respeito do desempenho da edificação quanto ao seu consumo de energia elétrica, seus sistemas de produção de eletricidade e condições de conforto ambiental no interior da edificação, além de permitir a análise das estratégias adotadas na edificação. Espera-se que os dados coletados possam também exercer a função de divulgação de estratégias de eficiência energética em edificações por meio da publicação de alguns resultados na internet em uma página dinâmica para tal fim.
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Eficiência energética em redes sustentáveis: uma avaliação baseada em redes small cells e backhaul
(Universidade Federal do Pará, 2015-03-13) LOPES, Albert Richard Moraes; COSTA, João Crisóstomo Weyl Albuquerque; http://lattes.cnpq.br/0255430734381362
A utilização de small cells em redes móveis heterogêneas (seja 3G, 4G e futuramente 5G) para tráfego indoor tem sido considerada como a melhor solução para suprir o crescimento do tráfego móvel, devido reduzir o consumo de energia da rede e por fornecer alta capacidade. Por outro lado, o aumento da quantidade de small cells implantadas implica na ampliação da rede backhaul, que aumenta o consumo de energia na rede e ameaça os ganhos das small cells nesse tópico. Além disso, dependendo da escolha do tipo backhaul o consumo de energia na rede heterogênea pode elevar consideravelmente. Neste contexto, este trabalho visa fornecer uma metodologia para avaliar e identificar possíveis gargalos de consumo de energia na rede móvel, considerando tanto a parte wireless quanto a estrutura backhaul. A metodologia considera a demanda de tráfego gerado na cidade, cenário para implantação e operação de redes heterogêneas (small cells) e dimensionamento do backhaul por segmento (Cell Site, Hub Site e Central Office). Adotando esta metodologia, o estudo deste trabalho avalia e compara três tipos de arquitetura backhaul para redes internas baseadas em Femtocell convencional ou Femtocell Wireless over Cable (FemtoWoC): Fiber-to-the- Building, Fiber-to-the-Curb e Fiber-to-the-Home. Constatou-se que o principal gargalo energético do backhaul se encontra no segmento responsável por agregar o tráfego das small cells (Cell Site). Contudo, empregando arquiteturas e equipamentos mais eficientes, como FemtoWoC, no segmento Cell Site pode-se reduzir significativamente o consumo total de energia no backhaul, principalmente em arquiteturas baseada em cobre na última milha.
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Impactos de cargas motrizes na qualidade de energia e eficiência energética em uma nanorrede de distribuição em corrente contínua
(Universidade Federal do Pará, 2024-03-22) ALVES, Victor Parente de Oliveira; GALHARDO, Marcos André Barros; http://lattes.cnpq.br/6672470707462259
Este trabalho apresenta um estudo experimental envolvendo os impactos de cargas motrizes na qualidade de energia elétrica e eficiência energética em uma Nanorrede de Distribuição em Corrente Contínua (NDCC) idealizada e implementada pelo Grupo de Estudos e Desenvolvimento de Alternativas Energéticas (GEDAE) em Ilha das Onças, na comunidade às margens do Rio Piramanha, Barcarena-Pará. Para tanto, selecionou-se dois tipos de cargas motrizes visando à realização do presente trabalho, sendo motobombas,com modelos c.c. conectados diretamente à NDCC e c.a., atendidos por intermédio de inversores; e equipamentos para refrigeração: geladeira e freezer, ambos possuindo o mesmo modelo de compressor e operando em corrente contínua. No trabalho, apresentam-se as características técnicas da NDCC, bem como a instrumentação utilizada para medição e aquisição de dados envolvendo os parâmetros elétricos da rede e cargas monitoradas. Os eventos de qualidade de energia abordados dizem respeito, especialmente, a presença de ondulações (ripple) com a injeção de corrente c.a. ao longo da NDCC no regime permanente de operação das cargas motrizes e corrente de inrush durante o acionamento das motobombas. Em relação aos eventos de curta duração, dá-se foco ao afundamento de tensão durante o acionamento das cargas motrizes de refrigeração, visto que há um pico de demanda de elevada magnitude, chegando a mais de 28 vezes em relação à corrente nominal efetiva, ou valor rms, para uma das cargas. No que diz respeito à eficiência energética, faz-se um estudo comparativo envolvendo o cenário atual de operação da nanorrede com o uso de cargas mistas c.c. e c.a. e outros tecnicamente possíveis, porém não implementados, a fim de se destacar os benefícios da configuração adotada atualmente para o suprimento energético das famílias na localidade. Por fim, abordam-se ainda como resultados estimativas de custos evitados e reduções de emissões, considerando antes da implantação da NDCC o uso de motobombas à gasolina,mediante apresentação de dados e informações obtidos sobre uma das residências apresentadas no trabalho.
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Laboratório remoto para ensino de eficiência energética em um sistema de bombeamento de água
(Universidade Federal do Pará, 2009-09-11) LOUREIRO, Igor Bittencourt; TOSTES, Maria Emília de Lima; http://lattes.cnpq.br/4197618044519148
A utilização racional da energia elétrica é um tema bastante discutido na atualidade. Uma das principais preocupações é com o setor industrial brasileiro, o qual é responsável pela maior parte do consumo desse tipo de energia, devido à utilização de sistemas motrizes. Aliado a esse fato, a falta de uma abordagem adequada ao ensino de eficiência energética e conservação de energia, em muitos cursos de Engenharia das universidades brasileiras, contribui para o aumento do desperdício de energia elétrica. Neste sentido, este trabalho apresenta um laboratório remoto voltado a realização de ensaios de eficiência energética em um sistema motriz de bombeamento d’água. Para isto, foi desenvolvido um software que permite acionar e monitorar o protótipo de bombeamento d’água pertencente ao LAMOTRIZ da Universidade Federal do Pará. Ainda, foi elaborado um ensaio piloto para testar a experimentação remota com alunos de graduação e pós-graduação da referida universidade e foi realizada uma avaliação desta experimentação pelos referidos alunos.
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Uma metodologia para enquadramento tarifário eficiente, por meio de análise da demanda e do consumo de energia elétrica: um estudo de caso nas unidades da Universidade Federal do Sul e Sudeste do Pará
(Universidade Federal do Pará, 2017-01-25) SILVA, Dhonny Lima da; FRANCÊS, Carlos Renato Lisboa; http://lattes.cnpq.br/7458287841862567
No atual contexto mundial de avanços tecnológicos em que a sociedade se torna cada vez mais dependente da energia elétrica, um fato interessante chama atenção, o desperdício de energia elétrica nas instituições geradoras do conhecimento técnico e científico, Instituições de Ensino Superior- IFES, fato comprovado pela preocupação e iniciativa da Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL) publicada em outubro de 2016 através da chamada 01/2016 as concessionários distribuidoras de energia elétrica, que visa entre outros objetivos investir em eficiência energética e minigeração nas IFES, o que evidencia a ausência de gestão estratégica energética, a falta da cultura de otimização dos recursos energéticos e de recursos públicos e o descomprometimento com o uso sustentável de energia elétrica e como consequência dos recursos naturais por parte da maioria das IFES. Assim este trabalho poderá ajudar na busca pela minimização dos desperdícios com energia elétrica e dos recursos públicos nas IFES, à medida que irá propor uma metodologia eficiente de enquadramento tarifário, capaz de avaliar e ajustar a demanda contratada (kW) e a modalidade tarifária do consumo de energia elétrica dos grupos A4 e B3 aos regulamentos vigentes. A metodologia consiste em alcançar a eficiência energética, por meio da análise da demanda, enquadramento tarifário e do consumo de energia elétrica, nas unidades consumidoras das IFES, em especial ao estudo de caso das unidades da Universidade Federal do Sul e Sudeste do Pará (Unifesspa), através da análise das faturas mensais de energia elétrica e do embasamento das resoluções e normas sobre os tipos de tarifações de energia elétrica dos grupos A4 e B3, aplicadas pela ANEEL, respeitando também o estudo de caso que ocorrerá na área de concessão das Centrais Elétricas do Pará (CELPA). A metodologia também fará a fina previsão de demanda contratada (kW), para que se possa contratar a demanda que de fato se precise, evitando desperdícios. Com isso, espera-se ajustar a demanda contratada de carga (kW) de cada unidade consumidora do grupo A4 a serem estudadas, a sua real necessidade, evitando custo desnecessários com pagamentos de demanda contratada acima ou abaixo da demanda consumida, objetiva-se também adequar o enquadramento tarifário de cada unidade consumidora a ser estudada, tanto do grupo A4 como B3, de acordo com sua demanda de carga e de seu consumo de energia elétrica e por fim, almeja-se a redução de custo para a Administração Pública e proporcionar uma forma prática de análise e indicação do melhor enquadramento tarifário dos grupos estudados, e com isso alcançar o consumo sustentável e contratos eficientes de energia elétrica.
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Modelo para tomada de decisão em programas de eficiência energética no setor de distribuição de eletricidade
(Universidade Federal do Pará, 2018-04-27) SILVA, Rogério Diogne de Souza e; TOSTES, Maria Emília de Lima; http://lattes.cnpq.br/4197618044519148
O sistema de distribuição de energia elétrica está em constante evolução, com a disseminação de recursos energéticos distribuídos, redes inteligentes e a inclusão de mercados competitivos, em que o uso da eficiência energética como recurso relevante para o planejamento do setor deve ser assegurado por meio de políticas públicas. O Brasil há décadas possuí programa e política nessa área, entretanto, os resultados do seu programa para a inserção de ações de eficiência energética com recursos financeiros das concessionárias de distribuição têm impacto inferior a programas similares em outros países, somado a isso há a iminente necessidade de atender os objetivos de redução de emissões propostos pelo país na 21ª Conferência das Partes das Nações Unidas em dezembro de 2015 em Paris. Nesse contexto, a presente tese propõe o desenvolvimento de um modelo não-paramétrico, para determinação de indicadores de desempenho e classificação de projetos de eficiência energética. Contribui-se, também, com a avaliação do Programa de Eficiência Energética, por meio de uma metodologia para analisar os projetos, classificar e quantificar as variáveis, resultando em recomendações para o aprimoramento do programa. Utilizou-se uma base de dados de projetos submetidos à ANEEL pelas concessionárias do setor de distribuição de energia elétrica no período de 2008 a 2016. O modelo foi desenvolvido usando Data Envelopment Analysis (DEA), um método nãoparamétrico que utiliza programação linear para calcular as unidades mais eficientes em um determinado conjunto de unidades de tomada de decisão. Os resultados obtidos revelam que o melhor desempenho foi alcançado por projetos nas categorias industrial e de cogeração, no entanto, estes constituem apenas, 4,24 % dos projetos apresentados e 5,28 % dos investimentos totais nos últimos oito anos, indicando a necessidade de rever as estratégias regulatórias de eficiência energética. Como uma solução para a seleção de projetos com melhor desempenho, sugere-se atribuir pesos às categorias para otimizar os resultados dos projetos, através de incentivos aos projetos com melhor desempenho, sem excluir a participação de todos os outros, simplesmente fornecendo objetivos de economia de energia e redução de demanda no horário de ponta, compatíveis com as categorias com melhores resultados.
Acesso aberto (Open Access)
Predição de bombas funcionando como turbinas em toda a faixa de operação: estudo de caso de uma rede de distribuição de água
(Universidade Federal do Pará, 2021-06-18) GAIA, Juliana Garcia; MESQUITA, André Luiz Amarante; http://lattes.cnpq.br/1331279630816662
Nos dias atuais, a importância de reduzir gastos com energia e/ou de obter formas alternativas de geração tem aumentado cada vez mais. Nesse contexto, as bombas funcionando como turbinas (BFT) surgem como alternativa sustentável para geração de energia aproveitando o potencial hidráulico de um local. Entretanto, a adversidade encontrada está relacionada com a faixa de operação da BFT em modo turbina. Este trabalho tem como propósito determinar de maneira teórica a faixa de operação de bombas funcionando como turbinas de bombas selecionadas para funcionar como válvulas redutoras de pressão (VRP) no sistema de abastecimento de água (SAA) da Vila Permanente, em Tucuruí. Realizou-se uma avaliação de três estudos experimentais e aplicou-se os métodos de Sharma & Williams (1995), Yang et al. (2012) e Alatorre-Frenk (1994-1998) para alcançar os resultados de previsão de altura (Ht) e vazão (Qt) das BFTs no modo turbina no melhor ponto de eficiência (BEP); após isso, foi aplicado o método desenvolvido por Rossi et al. (2019), que funciona em toda faixa de operação da BFT, combinado com os métodos no BEP para obtenção das curvas características Q x H (vazão x altura) e Q x η (vazão x eficiência) da BFT no modo turbina; e por fim, compararam-se os resultados obtidos através dos métodos com os resultados dos estudos experimentais, para que assim, a melhor combinação de métodos fosse selecionada. Então, com os valores de altura e vazão dos pontos de pressão no SAA da Vila Permanente, foram selecionadas bombas centrífugas para funcionar como turbinas, aplicando a melhor combinação de método e depois obtendo as curvas características da BFT no modo turbina, de modo a revelar vários pontos em que a BFT pode operar; além dos cálculos de recuperação de energia com valores em KW por dia, mês e ano. Nos sistemas de abastecimento de água, os gastos com energia são excessivos e é comum a utilização de válvulas redutoras de pressão em pontos em que é necessária essa redução para assegurar que as circunstâncias propícias para o transporte de água na tubulação. Desta maneira, entende-se que ocorre desperdício de energia que poderia ser empregada no próprio sistema.
Acesso aberto (Open Access)
Sistema de gerenciamento de energia como ferramenta de eficiência energética na indústria
(Universidade Federal do Pará, 2015-02-24) SOARES, Gerdson Tanaka; TOSTES, Maria Emília de Lima; http://lattes.cnpq.br/4197618044519148
Este trabalho propõe uma metodologia para o gerenciamento de energia como uma ferramenta de Gestão de Eficiência Energética na Indústria pelo lado do consumo de energia no processo produtivo de uma indústria. Uma ação importante neste processo é a criação da interatividade entre os usuários e a energia elétrica. É proposto a implementação de dispositivos de medição, controle e diagnostico, a fim de obter um melhor aproveitamento do uso da energia elétrica, e com a aquisição dos dados oriundos destes dispositivos permitirem o gerenciamento para redução do consumo de energia e fazer a gestão visando a eficiência energética. São apresentados resultados do sistema proposto nas áreas com centrais de refrigeração de uma indústria de produtos plásticos para atendimento à indústria alimentícia. No presente estudo, aplicou-se também uma metodologia chamada de medição e verificação (M&V) para avaliar o percentual efetivo de economia obtido após a implantação das ações de eficiência energética.
Acesso aberto (Open Access)
Sistema fuzzy para decisão de handover vertical e maximização da vida útil da bateria em redes multimídia sem fio heterogêneas
(Universidade Federal do Pará, 2019-03-15) COQUEIRO, Thiago Antônio Sidônio; FERREIRA JÚNIOR, José Jailton Henrique; http://lattes.cnpq.br/9031636126268760; FRANCÊS, Carlos Renato Lisboa; http://lattes.cnpq.br/7458287841862567
Aplicativos que consomem elevada largura de banda e energia vem aumentando consideravelmente em ritmo acelerado em redes móveis. No entanto, os dispositivos móveis sofrem com a falta de capacidade de bateria suficiente para o uso intensivo/contínuo de tais aplicativos. Em adição, as redes móveis atualmente possuem alto grau de heterogeneidade e compreendem uma grande variedade de redes com diferentes tecnologias, como LTE, Wi-Fi e WiMAX. Portanto, deve haver o necessário tradeoff de garantir que a qualidade da experiência (QoE — Quality of Experience) seja fornecida para os usuários neste cenário, assim como uma estratégia de eficiência energética projetada para estender a vida útil da bateria de dispositivos móveis. Esta tese propõe uma arquitetura inteligente baseado na lógica Fuzzy, capaz de fornecer subsídios para apoio à tomada de decisões visando a economizar a energia de dispositivos móveis dentro de uma rede LTE e Wi-Fi integrada. Considerando a satisfação do usuário, os ganhos obtidos através das métricas de PSNR, SSIM e VQM foram respectivamente 32%, 31% e 91% superior a arquitetura sem a lógica Fuzzy. Assim, os experimentos simulados mostram os benefícios e a viabilidade da solução proposta.
Acesso aberto (Open Access)
SmartLVEnergy: um framework para gestão energética inteligente e descentralizada de sistemas legados de baixa tensão
(Universidade Federal do Pará, 2024-07-11) FERNANDES, Rubens de Andrade; GOMES, Raimundo Cláudio Souza; http://lattes.cnpq.br/4244097441063312; COSTA JÚNIOR, Carlos Tavares da; http://lattes.cnpq.br/6328549183075122
Essencial para o progresso tecnológico e econômico, a energia elétrica requer soluções e estratégias bem fundamentadas para um gerenciamento eficiente e sustentável. Unidades consumidoras existentes, sem recursos tecnológicos modernos, necessitam de alternativas graduais para otimizar o uso de energia, aproveitando ao máximo os recursos pré-estabelecidos. Nesse contexto, o retrofit oferece uma atualização eficaz dessas infraestruturas. Modelos e estratégias sistemáticas podem padronizar e garantir a replicação dessas soluções em diferentes contextos através de abstrações conhecidas como frameworks. Contudo, há uma carência de frameworks para viabilizar a implantação de estratégias sistematizadas de retrofit para a gestão energética, especialmente no setor elétrico de baixa tensão. Para preencher essa lacuna, esta tese apresenta o framework SmartLVEnergy, proposto para orientar a concepção de estratégias inovadoras de retrofit para modernizar instalações legadas de baixa tensão com soluções de IoT, AIoT e computação distribuída, otimizando a gestão energética com recursos tecnológicos distribuídos e capacidades preditivas avançadas. Os experimentos realizados nesta tese são apresentados no formato de agregação de artigos científicos, que contribuíram para a concepção do framework SmartLVEnergy. Como resultado, foi possível implementar ferramentas de gestão energética em cenários prediais e industriais existentes de maneira sistematizada, fundamentada nas premissas do framework proposto. O enfoque principal foi a análise e previsão da demanda energética das instalações e seus respectivos circuitos, permitindo antever e mitigar eventos de ultrapassagem de demanda das unidades consumidoras, conforme as diretrizes da Agência Nacional de Energia Elétrica no Brasil. As estratégias concebidas incluíram o desenvolvimento, a utilização e a integração de recursos de sensoriamento, comunicação e computação, distribuídos localmente, na nuvem e na borda, de acordo com os preceitos do framework SmartLVEnergy, maximizando o aproveitamento dos recursos existentes conforme as necessidades específicas de cada instalação. O framework proposto é flexível e permite a integração, a expansibilidade e a interoperabilidade das soluções tecnológicas ao longo dos sistemas legados, permitindo operações conforme as peculiaridades e recursos de cada contexto pré-existente. Esta versatilidade confirma a relevância deste trabalho como uma proposta robusta e sustentável para promoção da eficiência energética na atualidade, especialmente em sistemas legados de baixa tensão.