No contexto atual de transição energética, as diversas fontes e tipos sistemas de energias
renováveis estão sendo amplamente investigados, principalmente com respeito as suas
respectivas viabilidades de aplicações em empreendimentos de Geração Distribuída (GD). Em destaque, pode-se mencionar o emprego de turbinas eólicas para aplicações de pequeno porte, tendo em vista suas dimensões compactas e adaptáveis, o que as tornam adequadas em sistemas de bombeamento de água, irrigação e fornecimento de energia a níveis domésticos, em zonas urbanas ou remotas. Nesse sentido, o presente trabalho visou a criação de uma metodologia de otimização de desempenho aerodinâmico de uma Turbina Eólica de Eixo Vertical (TEEV) de pequeno porte, do tipo Darrieus H. Para tanto, primeiramente, foi elaborada uma metodologia de fluidodinâmica computacional (CFD) flexível, precisa e ágil, a qual demonstrou-se apta a predizer o Coeficiente de Potência (CP) de distintas configurações de TEEV Darrieus H, pois foi calibrada mediante a dados experimentais da literatura, e ainda, adaptada a minimizar a quantidade de simulações referentes aos estudos de independência das discretizações espacial e temporal. Tal metodologia de CFD foi então integrada a um procedimento de otimização baseado em Superfícies de Resposta (SR), sendo tais superfícies, construídas mediante a amostragens geradas a partir de técnicas de planejamento de experimentos (DoE), e ainda, exploradas por Algoritmos de Otimização (AO) na busca de máximo locais. A partir dos resultados, foi possível estabelecer diretrizes gerais para a configuração de uma abordagem de CFD para TEEV Darrieus H de pequeno porte, a qual apresentou um erro percentual máximo de 12% no CP nominal em relação a dados experimentais. Ademais, o procedimento de otimização resultou em um incremento de 11% no CP nominal (considerando um valor típico de CP de TEEV Darrieus H de pequeno porte igual a 0,30 e o erro percentual máximo da metodologia de CFD), o qual atingiu um valor máximo de 0,3778, para uma solidez (σ) igual a 0,24 e um ângulo de montagem (β) igual a -4,1°. Por fim, conclui-se que, a integração de metodologias de simulações de CFD e de otimização baseada em SR pode fornecer resultados confiáveis em um tempo relativamente pequeno, e, portanto, pode ser utilizada como uma ferramenta poderosa no projeto de TEEV Darrieus H.

Os Xilooligossacarídeos (XOS) são oligômeros de unidades de xilose com propriedades funcionais interessantes que podem ser produzidos a partir de biomassa, sendo um bioproduto interessante para compor o portfólio de biorrefinarias. Neste sentido, compreender e mitigar os impactos ambientais de sua produção torna-se imperativo. Neste contexto, o presente trabalho realizou a análise ambiental da produção de XOS integrada à uma biorrefinaria de cana-de-açúcar utilizando a metodologia de análise do ciclo de vida (ACV) buscando identificar o pré-tratamento da biomassa mais adequado do ponto de vista ambiental. Inicialmente, realizou-se um levantamento e análise de dados da literatura com auxílio do software Microsoft Power BI com o objetivo de identificar fatores que influenciam a produção de XOS. Em seguida, foram realizadas simulações no software EMSO (Enviroment for Modeling, Simulation and Otimization) e ACVs da produção de XOS usando os pré-tratamentos hidrotérmico ou organossolve considerando duas metodologias (ReCiPe com abordagem midpoint e CML-IA com abordagem baseline world 2000). Com o objetivo de definir o método ideal para este estudo realizou-se a comparação entre as categoriais de impactos ambientais similares dos métodos CML e ReCiPe foi realizada visto que ambos os métodos são amplamente utilizados, os métodos indicaram diferenças significativas no desempenho ambiental. As etapas de pré-tratamento e hidrólise foram as etapas que mais contribuíram para as emissões dos impactos ambientais. A integração do processo de XOS à uma biorrefinaria de cana-de-açúcar pode reduzir significativamente o impacto ambiental do processo, uma vez que a demanda energética da planta (energia térmica e elétrica) é produzida internamente a partir de subprodutos do processo. Por fim, dentre os pré-tratamentos estudados, o pré-tratamento hidrotérmico mostrou-se interessante do ponto de vista ambiental para a produção de XOS integrada à biorrefinarias, apresentando emissões até 48% menores que o organossolve (0,19 e 0,15 gCO2 no método CML e 0,15 e 0,12 gCO2 no método ReCiPe), trabalhos futuros incluem o aprofundamento do ponto de vista econômico, análise comparativa entre os métodos CML e ReCiPe em análises ambientais de biorrefinaria integrada e produção de XOS considerando as etapas de purificação do xarope de XOS e posterior análises ambientais e econômicas do processo.

Por seu clima predominantemente tropical úmido, Angola apresenta condições favoráveis para a produção de culturas energéticas, cujo desenvolvimento depende da existência de áreas para cultivo. O foco do presente estudo foi avaliar a disponibilidade de terras adequadas e a produção da cana-de-açúcar, cultivo de elevada eficiência na conversão de energia solar em biomassa para fins energéticos em Angola. Para tanto, foi utilizada a base de dados Global Agro-Ecological Zones, GAEZ v4, desenvolvida pela IIASA e FAO, com auxílio do software QGIS-Białowieża (versão 3.22.5) para a identificação de áreas apropriadas ao cultivo da cana-de-açúcar, considerando diferentes níveis de aptidão. Visando a sustentabilidade da produção de bioenergia, foram excluídas as áreas dedicadas à produção de alimentos, as áreas protegidas e as áreas com declividade acima dos 16%. Sob tais critérios, esse estudo identificou a existência de 6,3 Mha em terras de boa aptidão agrícola, com recursos hídricos para irrigação, correspondendo respectivamente a 5% do território angolano, distribuídas em sete províncias do país, especialmente nas províncias de Cuando Cubango e Cunene, onde se localizam 85% das terras de primeira qualidade sob irrigação. Adotando um modelo de produtividade agrícola, em função da pluviosidade e temperatura, e assumindo práticas agrícolas adequadas, o potencial de produção nessas duas províncias poderia alcançar 586 Mt/ano de cana-de-açúcar, bastante acima da produção atual em Angola, inferior a 1 Mt/ano. Quatro cenários alternativos desde a produção de etanol 1G à integração de 1G2G foram propostos para a produção de bioenergia, e quatro cenários de análise de impacto ambiental no uso de etanol como combustível em comparação a gasolina. Os resultados obtidos da produção de bioenergia, indicaram que o cenário CIV-1G2G utilizando cana energia, é o cenário promissor com a produção anual de 65 GL de etanol, aumentando em 1% quando comparado com o cenário CIII-1G2G que utiliza cana convencional. A eletricidade é destacada no cenário CII-1G (108 TWh) da produção anual, visto que parte da palha é usada para a geração excedente de eletricidade, produzindo 63% a mais em relação ao CIV-1G2G, que usa parte do material lignocelulósico para a produção do etanol 2G. O cenário de uso do etanol E10, pode mitigar até 500 ktCO₂-eq. quando comparado ao impacto da gasolina no país em 2021. A eletricidade proveniente do bagaço, pode reduzir as emissões em 3,4 MtCO₂-eq. das emissões geradas pela queima de combustíveis fósseis na geração de eletricidade.

Neste trabalho, o fenômeno do efeito lente produzido por nuvens, tido como um evento de intensificação de irradiância solar que atinge a superfície foi estudado usando dados de piranômetros e imagens de satélite em uma região costeira do Maranhão durante 382 dias de medições entre novembro de 2021 e dezembro de 2022. O método de Controle de Qualidade aplicado aos dados dos piranômetros permitem filtrar dados com desconfiança
atrelados a incertezas das medições para uma correta detecção do efeito. Verificou-se que o fenômeno produziu irradiância adicional acima da constante solar em 31 dias distintos. A maior irradiância detectada foi de 1565,9 W/m2 e, em alguns casos, eventos que excederam 1200 W/m2 duraram desde alguns segundos até 7,6 minutos, o que poderia representar um risco para sistemas fotovoltaicos subdimensionados. O uso de imagens de satélites
geoestacionários e o conceito de gradiente adiabático atmosférico foram utilizados para estimativa de altitude de topo de nuvens e revelou que estes eventos foram causados por nuvens de baixo e médio nível, variando de 2 a 8 km de altitude de topo. Os resultados sugerem que nuvens podem ter um impacto significativo na produção de energia solar ao aumentar significativamente os níveis de irradiância e devem ser levadas em consideração em estudos futuros e na modelagem do potencial de energia solar e sua importânciaconsiderada no projeto e operação de sistemas fotovoltaicos no Maranhão.

À medida que novas tecnologias de comunicação continuam a surgir e a integração destas tecnologias na modernização da rede elétrica se torna cada vez mais necessária, uma variedade de protocolos e combinações de tecnologias de comunicação vem sendo explorados para a sua potencial utilização no domínio da rede inteligente. No entanto, dada a multiplicidade de possibilidades tecnológicas disponíveis, a escolha da melhor tecnologia capaz de responder, adequadamente, aos requisitos de comunicação da rede elétrica inteligente continua sendo um desafio para diferentes atores interessados. Isto se deve, por um lado, ao fato de diferentes aplicações de rede inteligente terem diferentes requisitos de comunicação, quer sejam quantitativos ou qualitativos. Além disso, por outro lado, cada tecnologia tem vantagens e desvantagens relacionadas com as suas características de desempenho em tais requisitos. Este trabalho, portanto, utiliza a metodologia AHP (Analytic Hierarchy Process) para selecionar a tecnologia sem fios que apresenta as melhores características de desempenho relativamente a determinados requisitos. Para tal, foi desenvolvido um algoritmo computacional no ambiente de programação Matlab, através do qual critérios tais como taxa de dados, latência, alcance, segurança, confiabilidade e interoperabilidade foram comparados para selecionar a melhor alternativa tecnológica entre Wi-Fi, ZigBee, Z-Wave e Bluetooth. Os dados coletados na revisão de literatura, com as características de desempenho destas tecnologias, foram aplicados num único estudo de caso simulando a implementação prática deste método em ambiente residencial. Dentre os critérios analisados, as simulações demonstraram que o Wi-Fi foi a alternativa tecnológica vencedora com 32,353%, seguido pelo Z-Wave com 29,865% em segundo lugar, e ZigBee e Bluetooth ficaram em terceiro e quarto lugar com 25,255% e 12,527%, respectivamente. Além disso, a análise de sensibilidade, dos resultados, mostra como a metodologia AHP pode ser uma alternativa utilizável para auxiliar na tomada de decisões no domínio da rede inteligente.

O presente estudo teve como objetivo investigar o tratamento termoquímico da carbonização do bagaço de azeitona para melhorar sua valorização e uso. Para isso, foram realizados procedimentos experimentais em diferentes temperaturas, 300, 400, 500, 600 e 700° C, e taxas de aquecimento, 10 e 20 °C/min, com tempo de residência de 1 hora. O biochar resultante foi caracterizado através de análise físico-química, incluindo análise elementar, análise termogravimétrica, avaliação da cinética química através da temperatura e taxa de aquecimento, bem como a sua morfologia e composição química por microscopia eletrônica de varredura e espectroscopia de raios X dispersiva de energia Além disso, foram avaliadas diferentes aplicações para o biochar utilizando o método de análise hierárquica. Os resultados indicaram que o tratamento a 400°C apresentou a maior prioridade para aplicação como biofertilizante (26% de vetor de prioridade), enquanto as taxas de aquecimento de 20oC/min e os tratamentos a 400 e 500°C apresentaram a maior prioridade para aplicação como biocombustível (entre 44 e 46% de vetor de prioridade). Para a aplicação como biocatalisador, os tratamentos a 300 e 400°C apresentaram os maiores valores de porcentagem do vetor de prioridade (27 e 26%, respectivamente). Esses resultados contribuem para ampliar as possibilidades de uso do bagaço de azeitona como recurso sustentável em diversas áreas.

A destinação ambientalmente adequada dos resíduos sólidos urbanos (RSU) é um tema crítico para as cidades brasileiras, agravado pelo aumento da geração de resíduos acima do crescimento populacional e pela necessidade mundial de urgente redução do efeito estufa. Os biocombustíveis aparecem como uma opção aparentemente viável para solução destes problemas, aliada à redução da dependência dos combustíveis fósseis. Hoje, o Brasil depende da importação do metanol de origem fóssil para a produção do biodiesel e para diversos setores da indústria. Este trabalho utiliza a técnica de ACV para avaliar o impacto ambiental da produção de metanol a partir do RSU, comparando-o com os impactos da destinação dos resíduos para aterro sanitário e para incineração, tendo a geração de energia elétrica como produto final na fronteira do sistema. Os resultados da AICV indicam que a produção de metanol com RSU tem desempenho ambiental melhor que as demais alternativas na maioria das categorias de impacto analisadas, apresentando, por exemplo, impacto de potencial de aquecimento global (GWP) 77% menor que o aterro sanitário e 81% menor que a incineração. A geração de eletricidade a partir do metanol também é mais vantajosa, sendo 140% maior que a geração do aterro e 40% maior que a energia obtida com a incineração. A tecnologia de produção de metanol a partir de RSU é ainda incipiente, assim como sua utilização para geração de eletricidade. Portanto, avanços tecnológicos nestes processos e políticas de inventivo podem tornar esta solução ainda mais atraente e viável técnica e economicamente, podendo trazer benefícios para as cidades do Brasil e de outros países onde o aterro sanitário ainda é atualmente a solução mais viável para destinação dos RSU.

O presente estudo visa a utilização de energia solar fotovoltaica na região Nordeste, mais precisamente na cidade de Fortaleza. O estudo inclui a análise da inserção de usinas fotovoltaicas nas residências de Fortaleza e sua viabilidade econômica em função das novas condições criadas despois do ano de 2020. Assim mesmo, alguns ajustes na cobrança da energia solar fotovoltaica foram feitos pela Lei 14300/2022 no início de 2023. Dessa forma, três sistemas fotovoltaicos de geração de energia elétrica a nível residencial foram estudados, com potências distintas, mas dentro das faixas das mais utilizadas no setor residencial de Fortaleza. Cada usina levou-se em consideração três tipos de análise, com o direito adquirido, com a taxação de 100% do fio B e para o cenário atual levando em consideração o escalonamento da cobrança do Fio B que começa em 15%, em 2023, e vai aumentando linearmente até chegar ao 100% em 2029. Levou-se em consideração o cliente que obteve o sistema por pagamento à vista ou por financiamento. Foi realizado o estudo de viabilidade econômica, no qual foi utilizada uma inflação de 5,79% a.a., e um reajuste tarifário de 11,35% a.a nas três usinas, realizou-se também uma análise de sensibilidade a esta variável. A usina 1, com direito adquirido e pagamento à vista apresentou um VPL R$167.938,78 e um tempo de retorno de o investimento (payback) de 4 anos e 10 meses; já com financiamento obteve-se um VPL de R$151.622,81 e um payback de 7 anos e 5 meses com uma taxa de juros de 1,61a.m.. Destaca- se que o estudo apresentado neste trabalho determinou que a Lei 14300/2022 que entrou em vigor não torna o investimento inviável, uma vez que comparando os cenários antes e depois (para pagamento a vista) a diferença no tempo de retorno de investimento foi em médio de 1 ano e 6 meses para as três usinas. Para motivos de comparação a variação da inflação em ±7% afeta o payback em uma proporção maior do que a atualização da cobrança do FIO B.

Esta dissertação explora a eficiência e viabilidade de um sistema híbrido de painel fotovoltaico e bomba de calor para o aquecimento de água, capitalizando a irradiação solar disponível no estado de Minas Gerais, Brasil. Inicialmente, realizamos uma revisão das tecnologias de energia solar e bomba de calor. O estudo faz comparação com três cenários, somente o sistema PV-T com bomba de calor em comparação com a junção dos sistema PV convencional e aquecedor a vácuo, e o PV convencional gerando energia apenas para o chuveiro, Cenário 1 se mostrou o mais eficiente, apesar do maior investimento inicial (R$ 16.639,49). Este cenário produziu 544 kWh de energia elétrica e térmica e apresentou o menor LCOE (R$ 2,79). Em contraste, o Cenário 2, apesar do seu elevado CAPEX e OPEX, produziu apenas 78 kWh de energia e exibiu o LCOE mais alto (R$ 38,91). O Cenário 3, com o menor CAPEX, produziu 174 kWh de energia e teve um LCOE de R$ 6,16. Os resultados provam que este sistema híbrido é capaz de fornecer uma quantidade significativa de aquecimento de água durante todo o ano, cerca de 521 kWh de energia térmica gerada aproximadamente 2 vezes a energia térmica gerada pelo sistema AQS a vácuo, ou seja, aproveita de forma eficaz a alta irradiação solar na região. O
sistema mostrou-se eficaz em termos de economia de energia, aumento na eficiência do painel fotovoltaico, e uma ótimo aproveitamento da energia térmica, em comparação com os outros sistemas. A geração de energia do sistema estudado em comparação com o sistema fotovoltaico convencional é aproximadamente 4 vezes a do convencional, e essa energia gerada supri a energia consumida pela bomba de calor. O estudo mostra que o sistema híbrido PV-T com bombas de calor é uma das possíveis soluções na transição para um futuro energético mais sustentável e menos dependente de combustíveis fósseis.

No contexto da capacidade instalada mundial, a geração de energia baseia-se principalmente em usinas que utilizam apenas uma fonte energética nesse processo. Entretanto, a chamada geração híbrida é capaz de abranger arranjos entre distintas fontes e tecnologias de geração para garantir o suprimento energético. Nesse contexto, busca-se a integração de energia proveniente de fontes renováveis à matriz brasileira, especificamente para as fontes hidráulica, eólica e solar na forma de Centrais Geradoras Híbridas (UGH), recém regulamentadas e ainda em fase de testes e adequação. Diante disso, este trabalho avalia a atratividade desses sistemas em nível de mercado por meio de seu potencial técnico-econômico, seus benefícios, custos de implantação e tarifas de energia elétrica. Assim, é apresentado uma revisão conceitual sobre o mercado brasileiro de energia, seus agentes integrantes e sua metodologia de operação, bem como os sistemas de geração híbrida, suas características, meios de operação e regulação. A partir dessa discussão apresenta-se os procedimentos metodológicos que buscam tratar da análise de viabilidade desses sistemas, apoiados pela ferramenta computacional Homer Pro e em parâmetros como valor presente líquido (VPL), o custo nivelado de eletricidade (LCOE), fator de capacidade e as flutuações econômicas determinadas a partir da análise de elasticidade e sensibilidade das amostras. A análise do fator de capacidade constatou-se a complementariedade entre as fontes, especialmente nas regiões mais atrativas como Sul, Sudeste e Nordeste do Brasil, apesar que as usinas necessitam em média de 10 anos diante dos melhores cenários de implantação para viabilização. Além disso, a avaliação da sensibilidade e elasticidade definiu o capital inicial e a energia gerada como as principais variáveis promovedoras de mudanças nos sistemas, e a otimização realizada com o Homer Pro executou novos cenários para fornecer distintas opções para viabilização das usinas alterando essas variáveis.

Neste trabalho, será explorada a trajetória histórica do Setor Elétrico Brasileiro (SEB), com ênfase nas mudanças ocorridas e nos desafios enfrentados. Soluções inovadoras consideradas para promover um futuro energético mais sustentável serão abordadas. A análise de experiências internacionais buscará identificar estratégias aplicáveis no contexto brasileiro, visando fortalecer a resiliência e a eficiência do SEB. A compreensão das complexidades do setor e as abordagens inovadoras adotadas em outras partes do mundo possibilitarão contribuições para a formulação de políticas e práticas que impulsionem a sustentabilidade e o desenvolvimento contínuo do Setor Elétrico Brasileiro. O trabalho examina a evolução do SEB ao longo das últimas décadas, destacando a transição de usinas hidrelétricas para outras fontes renováveis e os desafios enfrentados, como a Crise de Energia de 2001. Explora também a experiência internacional, abordando os modelos dos Estados Unidos, Canadá e Austrália, com destaque para os Programas de Resposta da Demanda como ferramentas estratégicas. Analisa o papel do Operador Nacional do Sistema Elétrico (ONS) e a atuação da Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL) no Brasil, com foco nos Programas de Resposta da Demanda. Por fim, conclui, por inferência, sobre como o Brasil pode aprender com essas experiências para fortalecer seu Setor Elétrico.

O Brasil é o maior produtor mundial de carvão vegetal, produto utilizado principalmente como fonte de energia e agente redutor de minério de ferro na indústria de ferro-gusa e aço. Apesar de vasta, grande parte da produção brasileira de carvão vegetal é pouco tecnológica e ineficiente, com baixo aproveitamento dos subprodutos e resíduos gerados. O carvão vegetal, produzido através da pirólise lenta da madeira, também produz gases condensáveis (alcatrão insolúvel e extrato pirolenhoso) e gases não condensáveis. Normalmente, os gases da carbonização são lançados diretamente na atmosfera, causando impactos à saúde humana e ao meio ambiente, além do desperdício energético, uma vez que o gás não condensável possui cerca de 30% da energia contida na madeira. Sendo assim, buscando reduzir os impactos ambientais potenciais, promover a economia circular e melhorar a eficiência energética da cadeia produtiva do carvão vegetal, este trabalho apresenta os benefícios da utilização de subprodutos e resíduos da carbonização da madeira, por meio de uma Análise do Ciclo de Vida (ACV). Para isso, os impactos ambientais são avaliados comparando 4 cenários: i) Cenário atual de carbonização da madeira; ii) Carbonização da madeira com queima de gases não condensáveis; iii) Carbonização da madeira com recuperação da energia dos gases não condensáveis para geração de eletricidade; e o cenário iv) que avalia a recuperação de alcatrão insolúvel e dos resíduos florestais para gerar eletricidade adicional ao sistema, além do uso do Extrato Pirolenhoso (EP) no cultivo de eucalipto. Os resultados mostram que, devido a emissão de monóxido de carbono nos fornos de carbonização, a oxidação fotoquímica resultou no impacto mais significativo. É estimado que sejam sequestrados da atmosfera 3,3 toneladas de CO2 eq./ton de carvão vegetal em todo seu ciclo de vida, e os cenários 2, 3 e 4 podem aumentar em 5,06%, 6,7% e 0,48% a quantidade de carbono sequestrada, respectivamente. O aproveitamento do Extrato pirolenhoso para utilização no cultivo de eucalipto traz ganhos ambientais importantes, devido ao seu potencial de reduzir o consumo de formicidas e herbicidas.

O Brasil é o único país que produz carvão vegetal em larga escala. No entanto, os processos tradicionais de carbonização desperdiçam grandes quantidades de energia através dos gases residuais da carbonização, que são lançados na atmosfera, causando poluição do ar e degradação ambiental. Este fato é consequência da tecnologia utilizada atualmente para a produção de carvão vegetal, os grandes fornos retangulares de alvenaria, que dificultam bastante a recuperação e o aproveitamento dos gases. Os gases da carbonização contêm aproximadamente 40% do conteúdo energético da madeira, e a grande produção de carvão vegetal no estado de Minas Gerais pode representar um potencial energético considerável. O objetivo deste trabalho é avaliar a possibilidade de recuperação da energia dos gases produzidos durante a carbonização da madeira em um reator de carbonização continua do modelo "Lambiotte" (retorta). Como esses reatores operam continuamente, permitem um melhor aproveitamento da energia da madeira, por meio de um sistema de recuperação de gases que utiliza parte da energia destes gases no próprio processo de produção de carvão e parte para geração de energia elétrica. O reator de carbonização considerado é capaz de produzir 20 toneladas de carvão por dia, além de disponibilizar até 570 kW de potência térmica através dos gases residuais. Para converter a energia dos gases em eletricidade, foram analisadas duas tecnologias: o ciclo Rankine a vapor convencional e o Ciclo Rankine Orgânico (ORC), que apresentaram eficiências de 25,8% e 26,3%, respectivamente. A análise econômica indicou o Ciclo Rankine Orgânico como a tecnologia mais viável para o caso em estudo, onde se estima uma geração específica de 240 kWh por tonelada de carvão vegetal, considerando um rendimento gravimétrico de 33%. A análise também considerou um rendimento gravimétrico de carvão vegetal de 42%, o que resultou em uma produção específica de eletricidade através desta mesma tecnologia de 165 kWh por tonelada de carvão vegetal. A tecnologia de carbonização continua, mostra-se bastante eficaz para a produção de carvão vegetal em larga escala no Brasil. Além de produzir carvão de melhor qualidade e mais homogêneo, consegue proporcionar o aproveitamento de toda energia contida na madeira com a geração de energia elétrica através dos gases excedentes do processo.

Os ácidos orgânicos são de grande importância para indústria geral, com destaque para a indústria polimérica. Entre os ácidos orgânicos mais promissores estão os ácidos succínico e cis,cis-mucônico, os quais são considerados building blocks pois por conta da estrutura simplificada podem ser utilizados em uma grande quantidade de aplicações. A busca pela substituição de processos químicos convencionais da produção desses ácidos por rotas sustentáveis baseadas na utilização de insumos renováveis vem crescendo nos últimos anos, principalmente na utilização de rotas biotecnológicas. Porém, os processos ainda esbarram em questões econômicas e ambientais devido à complexidade de suas etapas de purificação, da necessidade do plantio para produção e do baixo rendimento da reação. O presente trabalho teve como objetivo a realização de uma análise técnico-econômica e ambiental da produção do ácido mucônico e do ácido succínico, considerando diferentes cenários de produção e traçando um comparativo entre diferentes rotas biotecnológicas com a rota química convencional. Isso permitiu a identificação da aplicabilidade dos processos dentro do cenário brasileiro e a identificação de pontos que requerem maior atenção de escolha e necessidade de melhoria. A análise demonstrou que o ácido mucônico ainda requer microrganismos e etapas de purificação mais eficientes para ser competitivo no mercado. O composto apresenta um rendimento abaixo de 10%, o que colabora para um preço mínimo de venda de US$ 45,81. O rendimento baixo também prejudica o desempenho ambiental do processo proposto. Já a produção de ácido succínico por rota biotecnológica se mostrou economicamente interessante, apresentando um preço mínimo de venda de US$ 3,06, um pouco acima dos US$ 2,94 encontrado no mercado internacional. Do ponto de vista ambiental, a rota possibilita a redução de emissões em categorias de impactos ambientais importantes, como potencial de mudanças climáticas, eutrofização, acidificação e escassez de recursos renováveis.

Diversos estudos climáticos e energéticos realizados nos últimos anos sugerem que o modelo energético atual deve passar por uma forte transição de forma a aumentar a participação das fontes renováveis na matriz energética mundial, devido principalmente a dois motivos: a escassez dos combustíveis fósseis que aumenta gradativamente e os impactos climáticos negativos provenientes das emissões atmosféricas resultantes da queima destes combustíveis. De uma forma geral, os setores de geração de eletricidade e de transportes são aqueles que mais utilizam combustíveis fósseis e, consequentemente, são os maiores responsáveis pelas emissões atmosféricas de gases de efeito estufa e outros poluentes. Neste contexto, a integração entre os veículos elétricos e as usinas fotovoltaicas pode desempenhar um papel importante para a redução das emissões e aumento do uso de energias renováveis, através da substituição dos combustíveis fósseis por energia elétrica gerada a partir de fonte renovável e limpa, o Sol. O presente trabalho apresenta um estudo de caso para a alocação de estações de recarga alimentadas por usinas fotovoltaicas para a rodovia brasileira Fernão Dias. Para este fim, um modelo de previsão de demanda foi adotado para a elaboração de três cenários para 2030, com
diferentes níveis de participação dos veículos elétricos no mercado brasileiro. Um modelo de alocação otimizada foi utilizado para definir a posição e número de estações de recarga
necessárias e usinas fotovoltaicas foram dimensionadas para atender a demanda destinada à recarga dos veículos elétricos através do software PVSystTM. Os resultados mostram uma lista de locais adequados para a instalação das estações de recarga, além da análise da eletricidade consumida e das emissões de gases de efeito estufa evitadas. Uma análise financeira foi conduzida para determinar os custos de recarga com base em uma taxa interna de retorno de 10%. Estes custos foram comparados com os custos referentes ao abastecimento de veículos convencionais com diferentes combustíveis. Os resultados apontam que os custos encontrados neste trabalho podem ser até 74% menores do que os custos de abastecimento de automóveis convencionais atuais. Por fim, os resultados deste estudo podem oferecer uma referência para políticas públicas e investidores interessados no campo das recargas rápidas de veículos elétricos a partir de energia solar.

A rede de energia elétrica está sujeita a sofrer distúrbios, devido a causas como descargas atmosféricas, queda de árvores, manobras na rede e outros fatores externos que possam atrapalhar o funcionamento do sistema, porém, dependendo do tipo de distúrbio o consumidor pode ser afetado com um dano em um equipamento elétrico da sua residência. Com isso, o consumidor tem o direito quando existe o nexo causal, entre a causa e o dano, de ser ressarcido pela concessionária de energia. Para orientar sobre os procedimentos adotados em caso de pedidos de ressarcimento por danos e também para garantir os direitos do consumidor, a Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL) aprovou em 2012 o Módulo 9 – Ressarcimento de danos elétricos dos Procedimentos da Distribuição de Energia Elétrico Nacional (PRODIST), e assim, alterou a Resolução n° 414/2010 das Condições Gerais de Fornecimento de Energia Elétrica. Desse modo, este trabalho verifica o processo de comprovação do nexo causal, buscando melhorias para o mesmo e assim, contribuindo para melhoria do processo tanto para as distribuidoras, como para os consumidores. Para isso foi analisado pedidos de ressarcimento de três distribuidoras, para o período de quatro anos (2016-2019), verificando o número de procedentes, improcedentes, valores pagos por equipamentos, principais equipamentos ressarcidos, também foi verificado os transformadores referentes ao maior número de solicitações. Em relação aos eventos de rede, foram verificadas as principais causas de eventos que comprovam a existência do nexo causal e foram criados dois cenários, um em relação a tempestividade e outro levando em consideração o uso do dispositivo de proteção contra surto (DPS) nas residências. Os resultados demonstraram uma diminuição no número de solicitações de ressarcimento por danos, porém o número de pedidos considerado procedente não sofreu muita variação, em relação aos equipamentos, verificou-se que o televisor foi o que mais foi ressarcido pelas empresas. Testes realizados no laboratório de teste da Universidade de São Paulo comprovaram que o uso do DPS evitou a ocorrência de danos elétricos nos equipamentos ensaiados, comprovando a sua eficácia na proteção dos equipamentos. Em relação aos cenários, os resultados do cenário 1 mostram que os consumidores estão solicitando a indenização num prazo médio de 45 dias após a suposta ocorrência do dano, no segundo cenário foi analisado o impacto da utilização do DPS nos eventos relacionados com descargas atmosféricas, os resultados apresentaram uma redução média de 11% nos pedidos, diminuindo os gastos com pagamento de ressarcimento em R$165.329,46 para a Distribuidora A, R$524.520,87 para a Distribuidora B e R$122.205,40 para a Distribuidora C, também foi considerado o custo se a instalação do DPS fosse atribuído a distribuidora. O trabalho demonstrou a importância da realização de pesquisas sobre o tema ressarcimento por danos elétricos onde a análise do nexo causal precisa ser eficiente e que mudanças podem ser feitas tanto pelas distribuidoras quanto pelos consumidores, afim de reduzir a ocorrência de danos elétricos.

Os transformadores são considerados um dos componentes mais importantes no setor de transmissão e de distribuição do sistema elétrico. Como funcionam em alta temperatura, seu sistema de refrigeração deve possuir elevado desempenho para aumentar sua vida útil. Para realizar esta refrigeração, a maioria dos sistemas, utiliza o óleo mineral. Os demais, utilizam óleo de origem vegetal. O objetivo deste trabalho é fazer uma análise do ciclo de vida (ACV) de diferentes tipos de óleo de refrigeração para verificar qual desses apresentam menores impactos ambientais. Para esta comparação será utilizado o óleo de origem mineral, mais utilizado atualmente (óleo de base naftalênica) e o óleo vegetal (óleo de girassol e o óleo de soja). Assim, foram criados três cenários para fazer a distinção destas formas mais usadas para serem utilizados em transformadores. No cenário 1, se encontra o óleo mineral. No cenário 2 o óleo de girassol e no cenário 3 o óleo de soja. Todos os inventários levantados foram plotados no software SimaPro para que se cheguem aos resultados propostos. Quando feita a comparação destes três cenários, constatou-se que a melhor opção para se fazer a lubrificação e refrigeração de um transformador é o cenário 1, onde foi constatado por questões ambientais, a melhor opção proposta para esta atividade. Tal resposta é devido ao fato deste cenário apresentar os menores valores de impactos ambientais para o ar, água e solo. Nos resultados, o cenário 1, apresenta somente o impacto de esgotamento fóssil maior em relação aos demais cenários, devido a utilização do petróleo para sua produção. O pior cenário para refrigerar e lubrificar transformadores é o cenário 2, porque apresenta quinze valores de impactos maiores que as dos outros cenários, como: mudança climática, ocupação de solo agrícola e esgotamento da água. Já o cenário intermediário seria o terceiro, apresentando dois valores de impactos maiores que os outros cenários e ainda apresenta um impacto negativo (esgotamento da água). A cotação serviu como auxílio para verificar qual óleo apresenta um custo menor de produção. O custo de litros de óleo mineral lubrificante é de R$1547,6 reais por transformador e o custo de litros de óleo vegetal lubrificante é de R$1653,6 reais por transformador. Podemos concluir, baseado nos custos, que os óleos lubrificantes minerais possuem um custo de produção menor que os óleos vegetais lubrificantes.

O crescimento económico e populacional tem impulsionado um forte aumento na demanda energética. A utilização em massa de energia oriunda de combustíveis fósseis têm trazido várias discussões devido aos problemas ambientais tais como aumento das emissões de gases de efeito de estufa, desmatamento, poluição, etc. Cabo Verde que se enquadra no grupo dos países de desenvolvimento médio segue a mesma tendência. O país possuiu uma matriz energética com predominância de combustíveis de origem fóssil provenientes do mercado externo. Diante disso este trabalho elaborou uma projeção do consumo energético no setor residencial em Cabo Verde até 2030. Para isso foi proposto 3 cenários, o cenário de Referência que segue as tendências nacionais a partir das políticas adotadas pelo governo, o cenário Eficiente que visa o consumo eficiente da energia a partir de troca de equipamentos e mudanças nos hábitos comportamentais e um cenário de Microgeração Solar Fotovoltaica Distribuída - MSFD nas duas últimas classes de renda, com o objetivo de verificar a viabilidade técnica e econômica do projeto. Para a projeção desses cenários utilizou-se o software LEAP-Long Range Energy Alternatives Planning System. Os resultados deste estudo mostram que para o cenário de Referência a demanda de energia final deverá crescer cerca 2,3% ao ano e a demanda da energia elétrica crescerá a uma taxa de 5% ao ano até 2030. Relativamente ao cenário Eficiente a demanda de energia final crescerá a uma taxa de 1,9% ao ano representando uma diminuição de 54,6 GWh de um cenário para outro. Quanto a demanda da energia elétrica no cenário Eficiente cresceu a uma taxa de 4,3% ao ano contabilizando uma diminuição no consumo de 90,1 GWh em relação ao cenário de Referência. A análise da inserção da energia solar fotovoltaica por classe de renda mostrou que o investimento é economicamente viável apresentando um Payback de 5 anos. Com esse sistema os domicílios estariam deixando de consumir diretamente da rede elétrica no horizonte de planejamento até 2030, cerca de 222 GWh de energia. Assim sendo é de extrema importância que haja elaboração de um planejamento energético de forma a garantir a continuidade no fornecimento de energia e proporcionar um atendimento da demanda de forma eficiente, já que os recursos são escassos. É importante que estudos desse gênero sejam elaborados de forma que os gestores energéticos tenham uma base sólida para as tomadas de decisões.

A importância e o impacto que as barragens possuem em âmbito econômico, social, ambiental, estratégico e sanitário, torna necessário manter a segurança e a funcionalidade desses empreendimentos. Assim, uma forma de manter sua integridade física e funcional é a realização de monitoramentos temporais por sistemas de auscultação. Diversas instrumentações existem para este propósito, dentre elas se destacam: piezômetros, medidores de recalque, inclinômetros e medidores de vasão. Os métodos geofísicos já são aplicados para o monitoramento de barragens em diversos países, e com os avanços tecnológicos estão se tornando mais precisos e contribuindo com as interpretações dos dados obtidos pelas instrumentações convencionais. Dentre os métodos geofísicos, a eletrorresistividade possui grande versatilidade em sua utilização para monitoramento de barragens, por ter sensibilidade na detecção de saturação em subsuperfície. Como forma de contribuir com novas metodologias de monitoramento de barragens, o presente trabalho traz a luz um estudo de caso da barragem de terra Santa Helena, localizada na cidade de Mirandópolis, São Paulo, que foi monitorada mensamente durante o período de agosto de 2020 até janeiro de 2021 com uso de geofísica eletrorresistiva empregando a técnica de caminhamento elétrico com um equipamento de baixo custo para os levantamentos de dados. Foram levantadas duas linhas paralelas de 96 m sobre a crista da barragem, com afastamento de 2 m entre os eletrodos, o que permitiu obter sete níveis de investigação, alcançando aproximadamente 7,5 m de profundidade. Como resultado foi possível determinar a grande influência da pluviometria nos valores de resistividade medidos, sendo muito elevados nos meses de seca e baixos nos meses úmidos. Além disso, com auxílio de modelos de fluxo interno de fluídos foi possível constatar que o comportamento da percolação de água do sistema está dentro do que se espera em uma barragem homogênea, com a área não saturada superficial aumentando conforme se afasta do reservatório, detectada nas inversões geofísicas pelo aumento da eletrorresistividade em subsuperfície de montante para a jusante. Além disso, o monitoramento foi capaz de detectar uma anomalia de baixa resistividade posicionada próxima a superfície, interpretada como um processo de piping ocasionado por possíveis zonas de fraqueza que surgiram pela influência da construção do abrigo da bomba adutora e as vibrações de sua operação, que promovem percolações irregulares de fluídos, saturando esse ponto da barragem e reduzindo a eletrorresistividade no local da anomalia. O presente trabalho demonstrou que mesmo utilizando um equipamento de mensuração limitado, foi possível monitorar variações de resistividade que podem ser indício de problemas estruturais, confirmando que as técnicas de geofísica eletrorresistiva podem contribuir grandemente com os sistemas de monitoramento de barragens, uma vez que suas dimensões de alcance podem ser uteis em interpretações da extensão das anomalias pontualmente medidas pelos instrumentos convencionais.

Considerando as mudanças climáticas do cenário atual mundial, devido ao aumento da temperatura global, somado à necessidade de um equilíbrio social no uso da energia elétrica, reduzindo o número de cidadãos sem acesso a eletricidade, tem-se como uma das soluções, o significativo e crescente uso de fontes renováveis. Como o Brasil é um país de cultura agrícola, as alternativas que façam uso dos resíduos agroindustriais são importantes. Por mais de cem anos o Brasil é o maior produtor mundial de café e, portanto, a utilização de seus resíduos faz-se necessária. Foi realizado um estudo ambiental por meio da avaliação do ciclo de vida do sistema produtivo do café do município de Santa Rosa da Serra (MG), até a sua exportação. O estudo foi divido em três cenários, sendo o cenário 1, o cenário base, em que a casca é descartada ao ar livre; cenário 2, com a utilização desta casca como adubo orgânico e cenário 3, com aproveitamento energético da casca para gaseificação, gerando energia que é utilizada posteriormente em grupo motor-gerador e todos em suas variedades manual e mecanizado. Os inventários foram elaborados para os cenários existentes e foram averiguados os impactos ambientais deste ciclo produtivo com a utilização deste resíduo. A quantidade de energia e potência produzida com a casca de café (energia disponível), para os estados brasileiros de modo geral, resultou em um total de 54.333,9 kW de potência. Foi realizada uma análise econômica e técnica para utilização da casca do café para gaseificação, considerando os 5 municípios que são os maiores produtores de café do Estado de Minas Gerais. Patrocínio é o município que apresenta uma maior potência disponível de 1.040,2 kW. A partir da análise econômica foi verificado que dentre os cinco municípios avaliados (na produção de energia), apenas o município de Patrocínio apresentou um VPL positivo. O LCOE mostra que empreendimentos utilizando a tecnologia de gaseificação com a casca do café, embora seja tecnicamente viável, de acordo com a análise econômica se torna inviável. No estudo ambiental, a categoria de mudanças climáticas foi a mais afetada tanto no estudo de caso 1 (manual e mecanizado), como no estudo de caso 3 (manual e mecanizado), entretanto, fortemente para o estudo de caso 1 mecanizado, o que pode ser explicado pois este manejo utiliza mais maquinário e maior quantidade de insumos para cada tonelada de café produzida.

A forte pressão ambiental e econômica sobre projetos elétricos verificada atualmente exige que os projetos apresentem-se eficientes. Com participação majoritária na matriz elétrica brasileira, os aproveitamentos hidrelétricos se tornam essenciais no período atual e futuro de transformação energética, com relevante contribuição à segurança hídrica nacional. Visando promover maior eficiência dos projetos hidrelétricos, o presente trabalho propôs uma metodologia simplificada para avaliar o impacto das medições de descargas líquidas nos estudos hidráulicos e hidrológicos e, consequentemente, no projeto e controle operacional de usinas hidrelétricas. Esta metodologia permitiu verificar a contribuição do desenvolvimento de um Veículo Autônomo de Superfície (VAS) para automatizar as campanhas de medições de descargas líquidas, concebido por um projeto de P&D do grupo Neoenergia. Devido a rapidez e segurança viabilizada por esta automação, o equipamento permitirá a ampliação da amostragem de campanhas de campo que compõe a determinação de curvas-chave, inclusive em condições hidrológicas extremas. O estudo fez uso dos dados empregados no projeto da UHE Tabajara, realizando simulações com ausência destas medições fluviométricas, com limitação de amostragem. Calculou-se os desvios dos principais parâmetros hidrológicos empregados no projeto desta hidrelétrica, bem como o impacto nos estudos energéticos que remuneram o ativo, como resultado obteve-se desvios de: 24% no dimensionamento do vertedouro; 19% nas obras de desvio do rio; 8% no cálculo da vazão ecológica, 3,3% na energia firme e até, 3,5 m do dimensionamento do deck da casa de força. Constatou-se a importância da existência do VAS para aumentar a eficiência e a confiabilidade dos projetos quando da aplicação deste equipamento para a aquisição dos dados hidrológicos de base ao desenvolvimento dos estudos e projetos de hidrelétricas e demais obras hidráulicas.

Este trabalho avalia as análises locais do campo de escoamento (2D) em uma turbina hidrocinética de eixo vertical tipo Darrieus-H, por meio da dinâmica dos fluidos computacional (CFD, sigla em inglês), considerando a inserção de um anteparo à montante, com o objetivo melhorar a sua curva de desempenho. Este tipo de configuração é de fácil implementação em turbinas hidrocinéticas Darrieus-H existentes, permitindo acelerar e direcionar o escoamento sobre a pá de avanço, criando uma zona de baixa energia à montante da pá de retardo que, por sua vez, funciona como mecanismo de partida do sistema. Este trabalho está dividido em três partes. A primeira fornece um método de predição da curva de desempenho de rotores Darrieus com baixo custo computacional. A segunda parte avalia por meio de CFD, a turbina hidrocinética Darrieus-H projetada por Patel, Eldho, & Prabhu, (2019) em um escoamento livre, também na configuração com placa de bloqueio (também chamada de anteparo), de melhor desempenho analisada pelos supracitados autores, e com a adição de várias geometrias de anteparo sobre a pá de avanço com variação do ângulo inclinação. Por último, é projetada uma turbina com anteparo, semelhante à que obteve maior rendimento para dois pontos localizados sobre o rio San Juan no departamento do Chocó na Colômbia e é avaliada computacionalmente sob as condições do seu escoamento. Como resultado, as análises CFD demostram que é possível aumentar a eficiência obtida com o rotor livre até em ~26% adicionado um anteparo de ângulo reto. No entanto, com crescimento da turbulência gerada pela aceleração de escoamento do rio San Juan e o aumento no tamanho do rotor com anteparo reto previsto para geração neste rio, o ganho no rendimento diminuiu, mostrando que com este tipo de configuração se reduz o ganho de eficiência em valores elevados de números de Reynolds.

A eficiência energética é primordial para reduzir o consumo de energia elétrica enquanto mantém o crescimento dos setores. É importante garantir a confiabilidade dos resultados das ações de eficiência energética, e para isso, recomenda-se a adoção de práticas de medição e verificação (M&V) de resultados, baseadas em protocolos de M&V. Nesse contexto, o presente trabalho realizou uma análise das atividades de M&V de projetos implementados no âmbito do Programa de Eficiência Energética da ANEEL, o principal programa de fomento à eficiência energética no país. Considerou-se uma amostra de 172 projetos, envolvendo as tipologias baixa renda, poder público e serviços públicos, que abordaram a eficientização dos usos finais em iluminação, refrigeração, condicionamento de ar e força motriz. Foram avaliados os resultados gerais dos projetos, quanto à energia economizada, demanda retirada da ponta, relação custobenefício (RCB) e investimentos totais efetuados, bem como, as atividades de M&V, quanto às opções de M&V adotadas, os parâmetros medidos e estimados, os períodos de medição, as variáveis independentes, a elaboração de modelos de regressão, os fatores estáticos e efeitos interativos, fronteiras de medição, ajustes à linha de base e considerações sobre a amostragem. Foi possível identificar que os projetos apresentaram resultados satisfatórios, tanto em valores de energia economizada, como em redução de demanda na ponta e RCB, o que demonstra que o PEE é um mecanismo eficaz na promoção da conservação de energia no país. Constatou-se que, quanto maior a complexidade do padrão de consumo de energia elétrica do uso final, maior são os custos dispendidos com M&V. De modo geral, observou-se padrões distintos de M&V, para os mesmos usos finais, sendo realizadas muitas simplificações ao processo, e não considerando parâmetros importantes na maioria dos projetos, como por exemplo, as variáveis independentes e os ajustes à linha de base. Foi observado que não há, de modo geral, uma padronização a respeito dos parâmetros a serem medidos e estimados, nem dos períodos de medição a serem empregados, o qual é heterogêneo dentre os usos finais. De fato, verificou-se que a M&V não é um processo de simples entendimento e execução, o que gera incertezas aos resultados das economias reportadas. A metodologia de análise empregada neste trabalho suscita discussões sobre a confiabilidade dos resultados de economia de energia, os quais são importantes para o progresso da eficiência energética no país, além de permitir identificar as deficiências e propor melhorias.

Recentemente, as Usinas Hidrelétricas (UHEs) vêm perdendo competitividade perante as fontes renováveis, especificamente a fonte eólica e solar fotovoltaica, devido à crise hídrica registrada no país, que deixou os principais reservatórios do sistema hidrelétrico brasileiro deplecionados e com dificuldades de recuperar os níveis nominais de operação. Porém, essas fontes possuem umas limitações cuja principal delas é a intermitência e, portanto, as formas de armazenamento de energia, com destaque as Usinas Hidrelétricas Reversíveis (UHRs), podem ajudar a mitigar essa intermitência, permitindo assim um fornecimento energético de forma constante e ininterrupto. Neste contexto, o presente trabalho propõe estudar o uso de uma UHR, concatenada com fontes renováveis solar e/ou eólica como mecanismo de recuperação do nível de água do reservatório da UHE de Furnas. Para tanto, realizou-se inicialmente um pré-dimensionamento da UHR optando-se por instalar uma capacidade de 423 MW, seguido do pré-dimensionamento dos parques solar e eólico, após determinação dos possíveis locais onde esses parques apresentam maior potencial energético. Cálculos energéticos realizados mostraram que a energia que poderia ser gerada pela UHR diariamente foi de 1692 MWh/dia, equivalente a 617,58 GWh/ano. Porém, para armazenar essa quantidade energética, seria necessário o consumo de 2729 MWh/dia, havendo um saldo energético negativo de 1037 MWh a ser compensado pelo parque eólico e/ou solar fotovoltaico diariamente. Com esse mecanismo, seria possível recuperar o nível do reservatório na ordem de 0,45 metro anualmente. Por fim, fez-se um estudo de análise sobre a viabilidade do empreendimento para um período de 30 anos, considerando-se três cenários diferentes e empregando os métodos VPL (Valor Presente Líquido) e LCOE (Levelized Cost of Electricity), resultando na inviabilidade do empreendimento em todos os cenários estudados.

A busca pela eficiência nos sistemas de abastecimento de água mostra que as perdas de água que ocorrem na rede de distribuição, principalmente devido aos vazamentos por excesso de pressão, são elevadas e necessitam de estudos e soluções para o melhor uso dos recursos hídricos e energéticos. O uso de ferramentas computacionais para simulação de cenários e visualização do funcionamento da rede contribui para os estudos da rede. Este estudo tem como objetivo analisar o comportamento de uma rede de distribuição de água real situada em região montanhosa no sul de Minas Gerais, com ênfase na eficiência hidro energética, através de um Sistema de Informação Geográfica (SIG). As análises comparativas de cenários de pressões atuantes na rede de distribuição realizadas em ambiente SIG permitem uma visualização espacial do comportamento das variáveis envolvidas na operação da rede que podem ser utilizadas para a eficiência do sistema. Os resultados demonstram a importância das análises em busca da eficiência do sistema, levando-se em consideração a implantação do projeto, o controle de pressões na rede e a demanda futura do sistema. Foi possível identificar soluções no sistema, garantindo a melhoria de indicadores de gestão, o planejamento de infraestrutura, a redução de perdas de água tratada e a eficiência hidro energética.

O gerenciamento de resíduos sólidos é um dos grandes desafios enfrentados pela sociedade moderna. A digestão anaeróbia tem ganhado destaque no tratamento dos resíduos sólidos urbanos, pois o biogás produzido durante o processo pode ser utilizado para a produção de energia elétrica, além de contribuir na redução dos impactos ambientais relativos à emissão de gases de efeito estufa. Neste contexto, o presente trabalho tem como objetivo avaliar o potencial do aproveitamento energético do biogás de resíduos sólidos urbanos dos estados de São Paulo e Minas Gerais em dois sistemas, considerando como tecnologias aterros sanitários e digestores anaeróbios, e por fim uma análise da viabilidade econômica destes empreendimentos por auxílio de um algoritmo desenvolvido em Scilab® por Silva et al. (2019) com base em literatura e metodologia existente. Desta forma, foram levantados os aterros sanitários em operação no estado de São Paulo e os consórcios de aterros existentes em Minas Gerais. Em seguida realizou-se projeções referentes ao crescimento da população, geração de resíduos durante 20 anos (2020 a 2040) para se definir o potencial para a produção de energia elétrica nestes empreendimentos e por último fez-se uma análise da viabilidade econômica destes projetos considerando a venda da energia excedente em Leilão de Energia e também fez-se uma análise considerando o sistema de compensação na Geração Distribuída. Os resultados energéticos foram positivos, visto que para São Paulo a potência ótima estimada foi de 139 MW e para Minas Gerais foi de 11,7MW, para o uso do biogás de aterro sanitários. Quanto ao uso de biodigestores anaeróbios, a potência estimada para São Paulo foi 130 MW na situação A e 160 MW na situação B, quanto a Minas Gerais, a potência estimada foi de 15 MW na situação A e 17 MW na situação B. Os resultados econômicos mostraram-se favoráveis para uma parcela considerável dos empreendimentos, em especial ao sistema aterro sanitário. O cenário considerando o sistema de compensação de energia foi o que apresentou os melhores resultados, O que demonstra a importância do mercado de geração distribuída para empreendimentos de geração de energia a partir de resíduos sólidos urbanos.
Palavras Chaves:

Nota-se no mundo uma tendência de mudança de um sistema de economia linear para uma economia circular, que promova a recirculação de produtos em um sistema restaurativo capaz de reduzir a necessidade de extração de novas matérias-primas. Assim, a economia circular permitiria minimizar problemas ambientais provenientes da disposição inadequada de resíduos e, ainda, os relacionados a escassez de recursos. Nota-se no Brasil um crescimento na geração de resíduos sólidos urbanos que deve ser mantida nos próximos anos, o que permitiria a implementação de tecnologias de recuperação energética de resíduos (WtE). No entanto, ainda há pouco conhecimento nos diferentes estados do Brasil acerca dos benefícios energéticos, econômicos e ambientais que podem ser alcançados com a implementação de tecnologias WtE na gestão de resíduos. Neste sentido, o presente trabalho realiza um estudo para o estado de Minas Gerais, o segundo mais populoso do Brasil, onde são avaliadas alternativas tecnológicas para o tratamento e recuperação energética de resíduos sólidos urbanos em um contexto de economia circular. Diferentes tecnologias que utilizam as rotas termoquímicas e bioquímicas foram avaliadas sobre o aspecto energético e econômico a fim de determinar sua viabilidade técnica e econômica em função da população dos munícipios do estado. As diferentes alternativas de tratamento foram avaliadas sob o conceito de economia circular e em termos emissões evitadas. Por fim, foi avaliada a possibilidade de formação de consórcios entre municípios. Constatou-se que em um cenário onde fossem utilizadas as alternativas viáveis economicamente e de maior geração de energia elétrica em cada faixa populacional estudada, poderiam ser gerados um total de 2.869.666 MWh ao ano e uma redução de 84% na disposição final de resíduos em aterro. Com a suposição de aplicação de consórcios em todo o estado, foi estimada uma geração elétrica de 6.651.349 MWh ao ano e uma redução de 82% na disposição de resíduos em aterro. Com a formação de consórcios seria possível viabilizar a aplicação da incineração associada à digestão anaeróbia em mais áreas do estado, o que possibilitaria um aumento no potencial para geração elétrica. Dentre as alternativas avaliadas, obteve-se um maior nível de emissões evitadas com o uso da compostagem associada a reciclagem. Pode-se constatar a importância de maiores taxas de reciclagem para adequação a economia circular e, assim, obter maiores benefícios de ordem ambiental.

Avaliação do Ciclo de Vida (ACV) é uma metodologia que permite a quantificação de potenciais impactos ambientais e sociais de produtos, processos ou atividades ao fornecer os indicadores que permitem a avaliação da sustentabilidade. Estudos que utilizam a Avaliação do Ciclo de Vida (ACV) são muito eficazes para avaliação de muitos sistemas de conversão de energia. Entretanto, ao analisar sistemas multiprodutos a alocação de recursos e resíduos apresenta uma dificuldade. Essa adversidade pode ser solucionada através de abordagens termoeconômicas. Essas abordagens são bem conhecidas pela alocação racional de recursos e, portanto, podem ser uma combinação ideal para realizar estudos ACV nesse tipo de sistemas complexos. Dessa forma, o objetivo do presente trabalho foi realizar uma análise comparativa entre os métodos tradicionais, recomendados pela norma ISO 14000, e termoeconômicos na ACV de um sistema de cogeração composto por uma microturbina a gás e um sistema de refrigeração por absorção brometo de lítio-água. Primeiramente foram calculadas as emissões totais do sistema, e depois foi realizada a alocação dos recursos. Esta alocação foi atingida de três maneiras: alocação tradicional, alocação termoeconômica, e alocação pela análise exergoambiental. Para realizar as duas últimas alocações foram calculados os custos exergéticos considerando a Estrutura Física a e a Estrutura Produtiva foram avaliadas duas configurações diferentes de estrutura produtiva e foram avaliados quatro modelos diferentes de desagregação de exergia. Com o resultado dos custos exergéticos, foram calculados os impactos ambientais (custos ambientais) por meio da alocação termoeconômica e da análise exergoambiental. Depois, os impactos ambientais (custos ambientais) encontrados por meio da ACV com as alocações que utilizam a termoeconomia foram comparados com aqueles obtidos pela ACV com alocação tradicional (energética e exergética). Assim, foi constado que há pouca precisão nos resultados obtidos pela alocação energética e a alocação que usa a termoeconomia com o modelo E (que define insumo e produto utilizando apenas o fluxo exergético), por causa do elevado custo ambiental do frio. Isso se dá pelo fato desses modelos possuírem metodologias simples que não abrangem sistemas com muitos elementos dissipativos. Foi constatado também que não há diferença utilizar uma alocação exergética ou alocação que use a termoeconômia caso o sistema não tenha muitos componentes dissipativos, como a válvula, ou que não necessite de muita precisão nos resultados, uma vez que ambos realizam os mesmos cálculos com pouquíssimas modificações. Conclui-se que é necessário realizar uma alocação de recursos de uma ACV através da termoeconomia com um nível maior de desagregação apenas em sistemas energéticos com muitos elementos dissipativos, como condensadores e válvulas. E para este tipo de alocação que considera a termoeconomia é possível utilizar tanto a alocação termoeconômica quanto a análise exergoambiental.

Considerando a importância do estudo dos atuais sistemas de gestão ambiental de resíduos sólidos urbanos (RSU) e dos efeitos das diferentes estratégias de gerenciamento dos mesmos para o meio ambiente, este trabalho se propõe a realizar uma avalição técnica e ambiental do processo de geração de eletricidade por gaseificação do combustível derivado de resíduos (CDR) em uma planta piloto, instalada no município de Itajubá, Estado de Minas Gerais. Para a simulação do processo de gaseificação do combustível de referência (briquetes de CDR) foram considerados dois cenários, sendo o primeiro cenário utilizando o ar 21% O2 - 79% N2 como agente de gaseificação e o segundo cenário considerando uma mistura de ar enriquecido com oxigênio 60% O2 - 40% N2. Os resultados da gaseificação do CDR utilizando ar e razão de equivalência (RE) que corresponde ao valor da relação ar combustível real utilizado durante o processo, dividido pela relação ar combustível estequiométrico de 0,20 a 0,30 indicaram um valor máximo de PCI igual a 5,8 MJ/Nm³ obtido com uma RE=0,30. Não foram considerados outros intervalos devido às especificações requeridas para a composição do gás. Já para a gaseificação com mistura de ar enriquecido com oxigênio obteve-se um PCI de 8MJ/Nm³ para RE=0,30. Para a validação da qualidade do gás para a produção de energia elétrica foram utilizadas duas tecnologias, um conjunto gaseificador integrado a uma Microturbina a Gás (CGMTG) e posteriormente uma nova análise foi efetuada em uma nova configuração utilizando gaseificador e Motor de Combustão Interna Alternativo (CGMCIA). O CGMCIA apresentou maior potência elétrica (101,4 kW) para RE=0,30 com ar enriquecido com oxigênio como agente de gaseificação. Para o CGMTG a potência máxima produzida foi 79,6 kW para a RE=0,30. Para a avaliação dos cenários gaseificação e produção de eletricidade sob o ponto de vista ambiental foi utilizada a metodologia de Avaliação de Ciclo de vida (ACV) com emprego do software SimaPro para a avaliação dos impactos ambientais do sistema energético. Para a avaliação dos impactos ambientais utilizou-se o método de avalição de impacto ReCiPe presente na base de dados do SimaPro. Os impactos ambientais determinados pelo método ReCiPe Midpoint indicaram que as emissões de poluentes decorrentes da queima de combustível fóssil na etapa de transporte por veículos de carga pesada e o consumo de eletricidade para acionamento de equipamentos na etapa de pré-tratamento de RSU são os maiores contribuintes dos impactos ambientais, principalmente para as categorias de impacto Toxicidade humana, Ecotoxicidade marinha e de água doce e Esgotamento de combustíveis fósseis. A etapa de produção de energia elétrica considerando os dois acionadores apresentou impactos ambientais positivos para todas as categorias de impacto analisadas. Os resultados obtidos da ACV apontaram que para o estudo de caso estabelecido, a tecnologia integrada gaseificação e Motor de Combustão Interna Alternativo (cenário CGMCIA) apresentou melhor desempenho ambiental e operacional para a produção de eletricidade a partir da utilização de gás de gaseificação originado de CDR e poderia ser uma opção viável para o gerenciamento adequado dos resíduos e o seu aproveitamento energético nos pequenos municípios brasileiros.

Neste trabalho, é efetuada a modelagem das frenagens dinâmica e regenerativa da máquina de corrente contínua, excitação independente com o auxílio da resolução da equação diferencial linear resultante da modelagem destes processos frenantes.
É utilizada a segunda Lei de Newton que relaciona o torque frenante para obtenção da velocidade decrescente resultante deste processo dinâmico de frenagem.
Na frenagem dinâmica da máquina de corrente contínua utilizada neste trabalho, a energia cinética é dissipada no banco de resistências, ao passo que na frenagem regenerativa, parte desta energia cinética é devolvida para rede.
Nos casos das frenagens regenerativa e dinâmica, o equacionamento do processo frenante será efetuado para a determinação do tempo de parada do motor, em função da corrente limite, previamente ajustada, no caso da frenagem regenerativa e da resistência inserida no circuito da armadura, para o caso da frenagem dinâmica.
Assim, o tempo de frenagem será obtido analiticamente, para comparação deste tempo com aquele obtido experimentalmente. Desta maneira, as modelagens efetuadas poderão ser avaliadas e comprovadas.

Este estudo apresenta uma metodologia de projeto de um gaseificador de leito fluidizado borbulhante e sua aplicação no projeto de um equipamento construído e instalado na Universidade Federal de Itajubá, utilizando-se como biomassa o bagaço da cana-de-açúcar e direcionado para a produção de biocombustível através do processo de Fisher-Tropsch. A metodologia é dividida em duas partes: a Análise Termodinâmica e a Análise Hidrodinâmica. Para a Análise Termodinâmica, foi utilizado o Modelo de Equilíbrio Termodinâmico, que é responsável pela a previsibilidade do processo de gaseificação; e na Análise Hidrodinâmica, são analisadas as condições de fluidização. Através da junção destas análises é possível obter a geometria adequada do reator. O primeiro parâmetro geométrico a ser obtido é o diâmetro do leito, e para a determinação da altura do reator, divide-se este elemento em duas regiões para análise: a região do leito e a região do freeboard. Na aplicação descrita, foi previsto para a operação: vazão mássica de bagaço de cana-de-açúcar de 10 kg/h (base seca), ER de 0,3 e S/B de 0,6. Com isso, foi obtido um gaseificador de 0,32 m de diâmetro e 0,36 m de altura com relação à região do leito; para a região do freeboard, foi introduzido uma região cônica que resultou em 0,27 m de altura e um ângulo de abertura de 5°, e para a região cilíndrica 0,36 m de diâmetro e 1,54 m de altura – o que resultou na altura total de 2,17 m.

No presente estudo é analisado o impacto nas perdas elétricas do Sistema Interligado Nacional dada a geração de Pequenas Centrais Hidrelétricas e Centrais Geradoras Hidrelétricas conectadas diretamente a sistemas de distribuição. Para a análise, foi considerada uma amostra de noventa e uma usinas hidrelétricas de pequeno porte, localizadas em áreas do SIN pertencentes ao subsistema Sudeste/Centro-Oeste. Utilizando como base a geração prevista do sistema interligado nacional para o ano de 2019, estabelecida no Plano de Ampliações e Reforços ciclo 2018-2020/21, foram estabelecidos dois cenários de geração para as centrais hidrelétricas de pequeno porte. Os cenários consistem em, basicamente: 1) o SIN não dispõe da geração de energia elétrica a partir dessas usinas e; 2) as centrais de geração estão operando a certo nível de suas respectivas potências instaladas, definido a partir da geração prevista no PAR. Os cenários foram estabelecidos para os patamares de carga leve e pesada dos períodos seco e úmido de 2019. As perdas foram mensuradas para ambos os cenários de geração, de cada condição de carga dos cenários de hidraulicidade do ano, a partir de simulações em estudo de fluxo de potência. Obtidas as perdas em cada cenário e, a partir da comparação dos resultados, foi encontrado o impacto nas perdas elétricas do sistema interligado nacional e das áreas onde estão localizados os empreendimentos de geração hidrelétrica. Para o SIN, a geração das PCHs e CGHs contribuiu para a redução das perdas, no entanto, para as áreas, a depender do cenário de hidraulicidade e do patamar de carga, houve contribuição para a redução e para o aumento.

Nos últimos cinquenta anos a temática sustentabilidade passou a fazer parte integrante do debate e ser o centro das atenções da comunidade internacional, em resposta e como um alerta ao homem por sua atitude consumista e desenfreada, que para o atendimento de suas demandas e vaidades acaba por negligenciar as leis da natureza, esquecendo-se que os recursos naturais não possuem a capacidade de recomposição na mesma velocidade daquela do consumo. Dessa forma usa-se energia e água sem racionalidade, no consumismo acelerado e na negligência de seu descarte, está criando para si e gerações futuras um passivo de resíduos variados, cuja destinação já enfrenta sérios problemas tanto da existência de áreas apropriadas e disponíveis até a segurança das mesmas no sentido de se evitar a contaminação pelo descarte incorreto de substâncias. Esta dissertação teve por objetivo apresentar como o uso racional e eficiente de água e energia e a destinação correta dos resíduos sólidos podem ser utilizados como ferramenta para a implementação da sustentabilidade ambiental nas escolas estaduais de Minas Gerais, em especial na “Escola Estadual Major João Pereira”, localizada no município de Itajubá. A pesquisa a princípio foi realizada em 21 escolas da Regional de Itajubá contempladas no Programa “Escolas Sustentáveis” da SEE-MG, onde levantaram-se os consumos de energia e água e o montante de resíduos sólidos gerados. Com base nesses dados foi possível apresentar propostas para o melhor uso da água bem como utilizar a água da chuva para fins não potáveis. Em relação à energia elétrica, houve a possiblidade de modernização com a introdução de tecnologias mais eficientes e no que diz respeito aos resíduos gerados a viabilidade da separação e reciclagem. Os resultados alcançados mostram que é possível implementar no ambiente escolar ações que contribuam com a sustentabilidade energética, uma vez que os tempos de retorno das propostas apresentadas sinalizam para a viabilidade de sua execução e que a sua aplicabilidade pode ser estendida para o conjunto das 21 escolas.

A sociedade moderna vive uma época em que o consumo é cada vez mais acelerado. Como resultado, a produção de resíduos, principalmente os gerados nas cidades, cresceu sobremaneira e ultrapassou um bilhão de toneladas geradas no mundo no ano de 2016. Nesse contexto, é urgente a implementação de soluções para reutilizar, reciclar ou reaproveitar esses resíduos. Dentre as várias propostas, a gaseificação tem sido estudada por diversos pesquisadores, pois é uma maneira eficiente de gestão e destinação dos efluentes gasosos e demais resíduos sólidos urbanos. Neste sentido, o presente estudo apresenta uma investigação a respeito das alterações nas propriedades físicas e mecânicas do cimento com a substituição parcial das frações de areia descritas na Norma ABNT NBR 7215, por biochar proveniente da gaseificação de resíduos sólidos urbanos, com o objetivo de verificar a influência desse novo agregado na resistência do cimento. O biochar utilizado foi coletado na cidade de Itajubá, Minas Gerais, Brasil, na sede da UNIFEI. Os resultados alcançados permitiram evidenciar que ao se adicionar biochar, este prejudicou a trabalhabilidade da argamassa fresca. Nos testes de compressão, constatou-se uma grande redução em sua resistência mecânica, o que inviabiliza seu uso para fins estruturais. Nos testes químicos, verificou-se que o biochar apresentou em sua composição metais reativos quimicamente e bioacumulativos, os quais, o organismo humano não é capaz de eliminar, podendo gerar passivos ambientais se não forem devidamente manipulados. Foi concluído ser possível seu uso para concretos e argamassas não armadas e não estruturais em teores não superiores em 5% do total de agregado miúdo da mistura.

A energia elétrica é um bem relevante, pois seus benefícios são imensuráveis a todos as pessoas. No Brasil o sistema elétrico é dividido em geração, transmissão e distribuição de energia, que compõem o SIN (Sistema Interligado Nacional), cada um desempenhando um papel de suma importância para a sociedade. Um grande percentual de geração de energia neste território é feito por meio das usinas hidrelétricas. Atualmente os potenciais hidráulicos são encontrados distantes dos centros consumidores, entretanto para que toda a energia produzida chegue aos seus consumidores finais, é crucial as linhas de transmissão de energia elétrica. Neste contexto então, o sistema nacional de transmissão apresenta papel fundamental, pois atende às cargas fazendo o intercâmbio de energia e promovendo maior confiabilidade ao sistema. Atualmente para que se construa uma linha de transmissão é necessário primeiramente uma concessão, adotada no território nacional por meio do modelo de contratação do serviço público; este processo é feito por intermédio dos chamados leilões de transmissão, onde é declarado vencedor a organização que oferecer a menor receita anual permitida RAP; a organização terá a concessão por um período de 30 anos para construir, operar e manter as novas linhas de transmissão juntamente com as subestações de energia. Desta forma, o presente trabalho analisa os leilões que ocorreram de 2013 e 2018, a fim de verificar se as organizações têm cumprido os cronogramas de execução e as eventuais causas dos atrasos e os impactos sociais causados por estes. Assim foram analisados cerca de 204 empreendimentos observando-se que existe uma parcela relevante de projetos com seu cronograma de execução atrasado e muitos que já deveriam estar finalizados ou ainda não foram inicializados; verificou-se também que as justificativas estão relacionados com a falta de licenciamento ambiental, falta de recursos financeiros, dentre outros, além de uma estimativa de prejuízo mediante a perda de receita das concessionárias que ultrapassam o valor de quase três bilhões de reais.

O objetivo deste trabalho é propor e pré-dimensionar uma usina de geração elétrica a partir de Combustível Derivado de Resíduo (CDR) para uma capacidade de 1 MWe, utilizando como ponto de partida os dados obtidos de uma planta piloto de produção de CDR com uma capacidade nominal de 500 kg/h  e os resultados de testes experimentais de gaseificação que foram realizados no laboratório do NEST da Universidade Federal de Itajubá utilizando o ar como agente de gaseificação. Os resultados experimentais foram de grande utilidade para inferir e determinar as condições operacionais da planta que foi projetada. Tendo como finalidade determinar o desempenho do processo foram usadas informações de modelos matemáticos elaborados em trabalhos anteriores. Foi usada um modelo em CFD como ferramenta para projetar os reatores usados na usina de 1MWe, analisando o processo em função da Razão de Equivalência (RE) na faixa de 0,25 até 0,45 e sua relação na composição do gás de síntese (CO, CH4 e H2) junto com o poder calorifico inferior do gás (PCIg). Foram analisados três cenários econômicos possível para determinar a viabilidade econômica do projeto da planta, variando a preço de venda da eletricidade (0,18 até 0,31 $R/kWh), variando as taxas contratuais para a disposição do RSU de acordo ao tamanho do município e variando a taxa de juros na faixa de 5% até 10%. Concluiu-se que este projeto é viável para municípios pequenos (menos de 100.000 habitantes) por que foi onde se apresento o maior VPL (R$ 19.248.536) com uma TIR de 23,67% isto devido a que taxa para sua disposição é maior comparada com outros casos estudados.  

O desenvolvimento de um tratamento eficiente e de baixo custo para o lodo sanitário vai ao
encontro do 6º objetivo da ONU que visa assegurar e disponibilizar o saneamento para a
população mundial até o ano de 2030. Portanto, este trabalho avaliou, por meio de um modelo
termodinâmico, a secagem em baixa temperatura pelo método do leito granular de lodo
sanitário, previamente centrifugado, que foi integrado a um sistema heliotérmico com
armazenamento térmico. Foram modelados o cenário 1 com o secador operando por 9 h.d-1 e
o cenário 2 por 24 h.d-1 (operação continua), sendo processados a mesma quantidade de lodo
ao dia em cada cenário. Também foram realizados ensaios experimentais sobre a mistura de
lodo úmido e tratado termicamente para estudar a influencia da mistura sobre o processo de
secagem. Os resultados mostraram que, nas condições estudadas, os teores de 50 e 90% de
sólidos totais são os mais adequados para o lodo, respectivamente, na entrada e saída do
secador de lodo. Enquanto a temperatura de secagem foi definida em 80°C, mas os ensaios
não indicaram a vantagem sobre nenhuma temperatura dentro da faixa avaliada (60 a 104°C).
Para o método de secagem do leito granular, o mesmo produziu um lodo de perfil menos
grosseiro e com taxas de secagem de até 3,10 vezes maiores que o método convectivo. A
modelagem alcançou a viabilidade termodinâmica para a integração do sistema heliotérmico
quando os cenários 1 e 2 apresentaram, respectivamente, área espelhada de 3.848 e 3.345m²,
demanda térmica (com perdas globais do modelo) de 3,23 e 2,81GJ.tV
-1 e armazenamento
térmico de 1.594 e 4.550kWht, demonstrando que o porte do sistema modelado é empregado
comercialmente em vários países e que o cenário 2 é o mais interessante por indicar uma
planta de menor porte. O modelo ainda mostrou que é possível produzir, naturalmente, água
condensada para manter um ciclo de limpeza dos concentradores solares com periodicidade
menor que 2 dias. Diante do exposto, conclui-se que a integração da secagem com a energia
heliotérmica é viável do ponto de vista técnico e energético e ainda apresenta o benefício de
produzir água para limpeza ou outros fins não potáveis, mitigando um dos principais impactos
ambientais desta tecnologia e se tornando atraente em regiões de estresse hídrico. Também foi
demonstrado que a técnica de mistura de lodo apresenta a capacidade de modificar as
características morfológicas e reológicas do material, melhorando a permeabilidade e taxa de
secagem, além de reduzir a plasticidade do lodo original. Por fim, comprova-se que o método
de secagem do leito granular é capaz de produzir de forma atraente um biossólido granular,
seco, possivelmente higienizado, e adequado para o uso em diversos processos produtivos.

O uso de sistemas fotovoltaicos (FV) na geração de energia vem crescendo mundialmente. No Brasil esse crescimento contínuo é percebido no aumento do número de unidades consumidoras. A expectativa de vida útil dos módulos FV é estimada entre 25 a 30 anos. Desta forma, grande parte dessas unidades serão desinstaladas em um futuro próximo. Torna-se importante avaliar os impactos ambientais da tecnologia de forma a adotar com segurança o uso da energia FV. O impacto ambiental dos módulos FV, aplicando a análise do ciclo de vida (ACV), é um tópico amplamente estudado. No entanto, as análises enfatizam a fase de produção e excluem ou deixam de analisar em detalhes a fase de desinstalação e descarte dos módulos. O uso de metais preciosos e de componentes que contém materiais classificados como resíduos perigosos despertou o recente interesse em evidenciar os impactos e de prováveis benefícios ambientais relacionados à gestão de fim de vida dos módulos FV. O trabalho proposto tem como objetivo analisar o aspecto ambiental desta etapa do ciclo de vida para os módulos FV de silício cristalino (c-Si). A metodologia da ACV foi desenvolvida a partir de três cenários de gestão de fim de vida, utilizando como referência dados de literatura e adaptados para simular uma possível usina de tratamento de resíduos FV no Brasil. Primeiramente o cenário 1 considerou a reciclagem dos resíduos dos módulos FV. No cenário 2 há recuperação de parte dos componentes e o restante dos resíduos de módulos FV passa por um processo preliminar de incineração com descarte final em aterros. No cenário 3 a parte não recuperada é descartada em aterros sem nenhum tratamento. Os dados foram modelados para o estudo de ACV através do método ReCiPe e com o uso do software SimaPRO. A partir de indicadores de desempenho ambiental foi possível avaliar cada cenário e ao final comparar e analisar o de menor impacto ambiental. Os resultados obtidos demonstraram que, para as categorias de impacto analisadas, o cenário 1 de reciclagem obteve um desempenho ambiental inferior comparado aos cenários 2 e 3. O indicador na categoria de mudanças climáticas, por exemplo, para o cenário de reciclagem foi de 3,31E+05 kg CO2 eq, enquanto que para o cenário de incineração foi de 2,35E+03 kg CO2 eq e de -3,21E+01 kg CO2 eq para o cenário de disposição em aterro. O cenário 1 contudo produziu benefício ambiental relevante em termos de aproveitamento de materiais que podem ser usados como matéria prima.  Adicionalmente e de forma simplificada, foi analisado o aspecto financeiro da aplicação da reciclagem dos módulos FV. Para a tecnológica considerada nesse estudo, a análise indicou que a reciclagem é ainda uma estratégia inviável de ser implantada como gestão de fim de vida dos resíduos FV, mesmo se considerado o processo em escala industrial. Os custos de reciclagem superaram em quase 3 vezes as receitas com a provável comercialização dos materiais recuperados no processo.
 Palavras-chave:

Este trabalho apresenta a situação brasileira no que diz respeito aos Objetivos de Desenvolvimento Sustentável (ODS), iniciativa lançada pelas Nações Unidas em 2015, apresentando dados sobre energia sustentável, como produção, acesso, demanda, eficiência e cobertura de serviços de energia entre a população. Os dados empregados nesta análise foram retirados de órgãos oficiais do governo, responsáveis por estatísticas, planos e metas para o desenvolvimento no setor de energia. Este estudo justifica-se pela preocupação global com perspectivas de sustentabilidade e a correlação entre produção e uso de energia, considerando o crescimento populacional, a limitação dos recursos naturais, a produção de alimentos e a poluição atmosférica decorrente do uso de combustíveis fósseis. Na década de 80, o termo sustentabilidade foi definido como a capacidade de um indivíduo ou de um grupo de indivíduos atender às suas necessidades em um ambiente sem causar impactos nesse ambiente, e também garantir as mesmas condições para as gerações futuras. Como grande produtor de energia, o Brasil tem um grande potencial de produção de energia a partir de recursos naturais, exigindo saber quanto é produzido de maneira sustentável e eficiente, e também quem tem acesso à energia. O presente estudo indicou que o Brasil produz e utiliza energia predominantemente proveniente de recursos renováveis, bem como implantou nas últimas décadas programas nacionais para permitir que a maioria da população brasileira tenha acesso à energia moderna. Entretanto, as estratégias de eficiência energética, no marco dos objetivos propostos no âmbito dos ODS, devem ser reforçados.

A finalidade da dissertação é identificar os efeitos do pó de magnetita ao inserir dosagens de 8,0 e 12,0 g.L-1 como aditivo no processo de digestão anaeróbia (DA) dos dejetos de suínos em reatores experimentais tipo batelada, quer dizer, de forma descontínua por um TRH de 70 dias. Nessa perspectiva, os experimentos foram em triplicata sob dois processos sequenciais, sendo analisadas as características físico-químicas e concentrações de metais pesados (Fe, Zn, Mn e Cu) antes e após a DA. Os rendimentos de CH4, avaliados sob condições normais de temperatura e pressão, mostraram que o pó de magnetita possui um impacto significativo nos rendimentos de metano durante o processo de digestão dos dejetos de suínos, obtendo a máxima produção de 3,82 . 10-1 Nm3 CH4/kg SV com a adição de 8 g de magnetita durante o processo de batelada II, além de mostrar que as concentrações de elementos-traço para ambas dosagens foram condizentes com os dados da literatura. A estimativa do potencial energético na escala real da fazenda em estudo indicou uma produção diária de biogás de 98,10 m3/dia a uma concentração máxima de 59,8% de metano, gerando um potencial energético de 7,33 kW, correspondente à geração de 32.136,33 kWh/ano.