|
Dissertações |
|
1
|
-
AUGUSTO CESAR CAMPOS DE SOUSA MACHADO
-
AVALIAÇÃO ESTRATÉGICA DE VIABILIDADE DE EMPREENDIMENTOS DE PEQUENAS CENTRAIS HIDRELÉTRICAS POR MEIO DE INDICADORES DE DESEMPENHO
-
Orientador : GERALDO LUCIO TIAGO FILHO
-
MEMBROS DA BANCA :
-
AFONSO HENRIQUES MOREIRA SANTOS
-
ANA PAULA MONI SILVA
-
GERALDO LUCIO TIAGO FILHO
-
LEOPOLDO UBERTO RIBEIRO JUNIOR
-
THIAGO MODESTO DE ABREU
-
Data: 13/02/2023
-
-
Mostrar Resumo
-
Embora classificada como fonte de geração de energia limpa, as Pequenas Centrais Hidrelétricas (PCH), vêm perdendo competitividade frente a outras fontes renováveis no Brasil, por questões técnicas, ambientais, regulatórias e econômicas. Com o objetivo de contribuir com o desenvolvimento e reforçar a inserção de PCH, com o desenvolvimento econômico, diversificação da matriz elétrica e aumento da segurança energética do país, esta pesquisa foi desenvolvida, procurando aliar os conhecimentos adquiridos sobre esta fonte a uma metodologia, o Balanced Scorecard (BSC), buscando a sua adaptação para utilização como uma ferramenta de avaliação estratégica de viabilidade de projetos de PCH em desenvolvimento, desde a fase de prospecção até a fase de pré-implantação. O BSC é um sistema de gerenciamento utilizado para medição do desempenho organizacional, desenvolvido na década de 90 e amplamente aplicado até os dias de hoje, estruturado em torno de quatro perspectivas (a financeira, do cliente, dos processos internos e da aprendizagem e crescimento), subdivididas em indicadores de desempenho financeiros e não financeiros, que analisam as organizações primando pelo aumento do desempenho geral. A contribuição mais importante desta pesquisa para a literatura está relacionada com a sua originalidade, pois na revisão bibliográfica identificou-se apenas uma pesquisa similar, voltada à análise de viabilidade estratégica de Mini e Micro Centrais Hidrelétricas a serem implantadas em sistemas isolados. Os principais objetivos desta pesquisa foram (i) a estruturação de um Mapa Estratégico da fonte PCH, composto pelas Perspectivas Econômica, Socioambiental, Institucional e Técnica, em adaptação às quatro perspectivas do BSC, com os Indicadores de Desempenho necessários à avaliação estratégica de PCH, e (ii) o desenvolvimento de um Programa Computacional, por meio do software Microsoft Office EXCEL®, de fácil utilização, que permita, após a inserção de todos os dados demandados referentes a PCH em análise, a visualização dos resultados por Indicadores de Desempenho, por Perspectivas e o Desempenho Geral da PCH em análise, com destaque para aqueles indicadores ou perspectivas que estejam prejudicando a viabilidade estratégica do projeto. Para a melhor adaptação do BSC para a avaliação estratégica de PCH, os trabalhos foram desenvolvidos com o apoio de um grupo de especialistas, com larga experiência no desenvolvimento de projetos de PCH no Brasil e para a correta aferição dos resultados das planilhas de cálculos do programa elaborado, foram realizados estudos de caso da aplicação desta adaptação do BSC em projetos reais de PCH, de forma a permitir a estruturação de um programa consistente. Enfim, foi realizada uma abordagem metodológica para analisar os resultados obtidos por meio dos indicadores de desempenho selecionados e sua real aplicabilidade para tomada de decisões estratégicas objetivando a melhoria das características técnicas e dos processos para a melhoria contínua do desempenho das PCH. Comenta-se que (i) a adaptação da metodologia do BSC para a avaliação estratégica de viabilidade de PCH foi realizada; e (ii) o programa computacional desenvolvido, apresentou robustez e eficácia na análise de PCH, mesmo com diferentes características técnicas, características vinculadas ao meio ambiente e estágios de desenvolvimento. Por fim, destaca-se que a avaliação estratégica da viabilidade de empreendimentos de PCH proposta nesta pesquisa não tem por finalidade discernir sobre a viabilidade econômico-financeira de PCH, mas sim o de permitir uma análise mais abrangente da PCH e de seu processo de desenvolvimento como um todo, objetivando auxiliar o tomador de decisões, indicando os pontos positivos e as fragilidades do projeto em avaliação, possibilitando o melhor conhecimento do ativo e das áreas do desenvolvimento que merecem maior atenção, para melhoria de seu desempenho.
-
Mostrar Abstract
-
Although classified as a source of clean energy generation, Small Hydroelectric Power Plants (SPH) have been losing competitiveness compared to other renewable sources in Brazil due to technical, environmental, regulatory, and economic issues. Aiming to contribute to the development and reinforce the insertion of SPH, economic development, diversification of the electricity mix, and increased energy security in the country, this research was developed, seeking to combine the knowledge acquired about this source with a methodology, the Balanced Scorecard (BSC), seeking its adaptation for use as a strategic feasibility assessment tool for SPH projects under development, from the prospecting phase to the pre-implantation phase. The BSC is a management system used to measure organizational performance, developed in the 90s and widely applied until today, structured around four perspectives (financial, customer, internal processes, and learning and growth), subdivided into financial and non-financial performance indicators, which analyze organizations striving for increased overall performance. The most important contribution of this research to the literature is its originality. In the bibliographic review, only one similar research was identified, focused on the strategic feasibility analysis of Mini and Micro Hydroelectric Power Plants to be implemented in isolated systems. The main objectives of this research were (i) the structuring of a Strategic Map of the PCH source, composed of the Economic, Socioenvironmental, Institutional, and Technical Perspectives, in adaptation to the four perspectives of the BSC, with all the Performance Indicators necessary for the strategic evaluation of the PCH, and (ii) the development of a Computational Program, through the easy-to-use Microsoft Office EXCEL® software, which allows, after inserting all the required data regarding the SPH under analysis, the visualization of the results by Performance Indicators, by Perspectives and the General Performance of the PCH under analysis, highlighting those indicators or perspectives that are harming the strategic viability of the project. For the best adaptation of the BSC for the strategic evaluation of the SHP, the works were developed with the support of a group of specialists, with extensive experience in the development of SHP projects in Brazil and for the correct assessment of the results of the program's elaborate spreadsheets, case studies of the application of this adaptation of the BSC in eight real SPH projects were carried out, to allow the structuring of a consistent program. Finally, a methodological approach was carried out to analyze the results obtained through the selected performance indicators and their real applicability for making strategic decisions aiming at improving the technical characteristics and processes for the continuous improvement of the performance of the SPH. As a result, it is commented that (i) the adaptation of the BSC methodology for the strategic evaluation of the SHP's viability proved to be effective; and (ii) the computational program developed showed robustness and efficiency in the SPH analysis, even with different technical characteristics, linked to the environment and stages of development. Finally, it is commented that the strategic assessment of the feasibility of SPH undertakings proposed in this research is not intended to discern the economic and financial viability of the SPH but rather to allow a more comprehensive analysis of the SPH and its development processes as a whole, to help the decision-maker, indicating the strengths and weaknesses of the project being evaluated, enabling better knowledge of the asset and the areas of development that deserve greater attention, to improve its performance.
|
|
2
|
-
DAVID VEIGA SOARES
-
Proposição de Diretrizes para o estabelecimento de um modelo de negócio para Reúso de Água de Estação de Tratamento de Esgoto Aplicado à Mineração
-
Orientador : MARCIA VIANA LISBOA MARTINS
-
MEMBROS DA BANCA :
-
CARLOS BARREIRA MARTINEZ
-
MARCIA VIANA LISBOA MARTINS
-
MARILIA CARVALHO DE MELO
-
VALMIR DE ALBUQUERQUE PEDROSA
-
Data: 15/03/2023
-
-
Mostrar Resumo
-
O equilíbrio entre a disponibilidade e a demanda hídrica tem sido um desafio global. O crescimento populacional e econômico; os eventos de escassez hídrica; a carência de saneamento básico e ambiental; e a governança inadequada têm aumentado a pressão sobre os recursos hídricos, resultando em crises hídricas. No setor da mineração a água é fundamental, seja para o processo produtivo ou para as atividades secundárias. Assim, buscar fontes alternativas e de menor conflito com os demais usuários é requisito para a segurança hídrica do setor produtivo. Uma das oportunidades é fomentar a água de reúso proveniente de efluentes sanitários como fonte alternativa para suprimento dos empreendimentos minerários. A atualização do marco legal do saneamento (Lei 14.026/2020) abre uma oportunidade para a melhoria do saneamento básico e também inclui, como meta, o reúso dos efluentes sanitários. Com isso, nesta dissertação, o objetivo foi propor as principais diretrizes para estabelecer o modelo de negócio do reúso de água proveniente de estação de tratamento de esgoto para uso não potável no setor de mineração. Para este propósito, foi feita a revisão bibliográfica e bibliométrica a fim de traçar o panorama atual do reúso de água. As diretrizes para o estabelecimento do modelo de negócio foram elaboradas por meio de adaptação a metodologia Front End Loading (FEL), recomendada para concepção, desenvolvimento, execução e operação de projetos complexos e de grande porte. Como resultado, foram definidas 12 diretrizes principais. Para verificação da aplicabilidade prática destas diretrizes, foi apresentado como estudo de caso a ETE Laboreaux, localizada na cidade de Itabira, Minas Gerais - como produtora e fornecedora da água para reúso - e o Complexo Minerário de Itabira de propriedade da Vale S.A- como usuário desta água. O estudo de concepção do projeto de reúso de água não potável foi elaborado com base nas informações públicas disponibilizadas pela Vale S.A e pelo Serviço Autônomo de Água e Esgoto – SAAE de Itabira. As informações foram complementadas com visitas realizadas à campo. Foram analisadas a viabilidade técnica, econômica e ambiental de 5 alternativas, com diferentes arranjos de traçado da adutora e de reservação. A alternativa 2, considerando barramento do Pontal como reservatório da água de reúso, se mostrou a mais viável. O custo estimado considerando o sistema de bombeamento e adutora foi na ordem de 10 milhões. Espera-se que investimentos públicos e privados sejam direcionados para o saneamento de modo a viabilizar a implantação de sistemas de reúso de água.
-
Mostrar Abstract
-
The balancing water availability and demand has been a global challenge. Population and economic growth; water scarcity events; lack of basic and environmental sanitation; and inadequate governance have increased the pressure on water resources, resulting in water crises. In the mining sector, water is essential, whether for the production process or for secondary activities. Thus, seeking alternative sources and less conflict with other users is a requirement for productive safety. One of the opportunities is to promote water reuse from sanitary effluents as an alternative source for supplying mining enterprises. The new law of sanitation (Law 14.026/2020) opens an opportunity for the improvement of basic sanitation, and it includes, as a goal, the reuse of sanitary effluents. So, in this dissertation, the objective was to propose the main guidelines to establish the business model for the reuse of water from wastewater treatment plants for non-potable use in the mining sector. For this purpose, a bibliographic and bibliometric review was conducted to outline the current landscape of water reuse. The guidelines for establishing the business model were elaborated by adapting the Front End Loading (FEL) methodology, recommended for the conception, development, execution, and operation of complex, large-scale projects. As a result, 12 main guidelines were defined. To verify the practical applicability of these guidelines, the Laboreaux WWTP, located in the city of Itabira, Minas Gerais - as producer and supplier of water for reuse - and the Itabira Mining Complex owned by Vale S.A. - as user of this water - were presented as case studies. The conception study for the non-potable water reuse project was based on public information made available by Vale S.A and by the Water and Sewage Service of Itabira (SAAE). The information was complemented with field visits. The technical, economic, and environmental feasibility of 5 alternatives was analyzed, with different layouts of the pipeline and reservoir. Alternative 2, considering the Pontal dam as the reuse water reservoir, proved to be the most feasible. The estimated cost considering the pumping system and adductor was around 10 million. It is expected that public and private investments will be directed to sanitation to make the implementation of water reuse systems feasible.
|
|
3
|
-
ISABELA CRISTINA FERREIRA FARIA
-
ESTUDO DA VIABILIDADE TÉCNICA, ECONÔMICA E AMBIENTAL PARA IMPLEMENTAÇÃO DE SISTEMA DE REUSO DE ÁGUA EM EDIFICAÇÃO MULTIFAMILIAR
-
Orientador : MARCIA VIANA LISBOA MARTINS
-
MEMBROS DA BANCA :
-
RICARDO FRANCI GONÇALVES
-
CARLOS BARREIRA MARTINEZ
-
EDNA MARIA DE FARIA VIANA
-
MARCIA VIANA LISBOA MARTINS
-
Data: 20/03/2023
-
-
Mostrar Resumo
-
O crescimento populacional, somado a urbanização desordenada, a infraestrutura precária dos sistemas de abastecimento de água e esgotamento sanitário, a poluição dos corpos d’água, bem como as mudanças climáticas, resultam na escassez dos recursos hídricos. O reuso de água para fins não potáveis desponta como uma das soluções sustentáveis para a combater a escassez hídrica, pois promove a economia no consumo de água potável e a redução da poluição das águas. Porém, o sistema de reuso de água não potável ainda é uma prática pouco utilizada no Brasil e, apesar de suas vantagens, há poucos estudos que verificam seu impacto econômico e ambiental na execução de uma edificação. O objetivo deste trabalho foi analisar a viabilidade técnica, econômica e ambiental da implantação do sistema de reuso de água para fins não potáveis em uma edificação multifamiliar. Como estudo de caso, foi dimensionado o sistema de reuso de água cinza e pluvial para os usos não potáveis previstos na NBR 16.783 (ABNT, 2019) para uma edificação multifamiliar de 7 pavimentos com 2 apartamentos tipo por andar. Foram levantados os custos para a construção do empreendimento convencional e comparado com os custos da edificação dotada do sistema de reuso. Com isto foi determinado qual o impacto econômico no custo e no preço de venda da edificação com a implantação da rede dupla de abastecimento de água e coleta de efluentes, da estação de tratamento de água cinza, do reservatório de água de chuva e do sistema de bombeamento. Também foi avaliado o impacto no preço de venda do empreendimento por meio da inclusão de uma variável de valorização ambiental do empreendimento, obtida por meio de pesquisas bibliográficas. O retorno do investimento do proprietário em uma edificação sustentável foi calculado por meio do payback e valor presente líquido com a economia na conta de água. O custo do empreendimento convencional foi de R$ 5.289.471,32. Para implantação do sistema de reuso de água cinza seria necessário aumentar o custo de obra em 2,1% e, para o aproveitamento de água de chuva, 0,94%. O lucro para construtora foi 1,56% a mais para reuso de água cinza e 0,7% a mais para aproveitamento de água pluvial. Contudo o payback do investimento para o apartamento tipo foi de 13,18 anos para reuso de água cinza e 59,15 para aproveitamento de água pluvial. E o VPL para o apartamento tipo foi de -R$ 3.795,97 para reuso de água cinza e -R$ 3.256,39 para aproveitamento de água pluvial. A viabilidade técnica e ambiental da implantação dos sistemas de reuso de água foram comprovadas através das vantagens apresentadas, da facilidade de execução e da valorização ambiental trazida a empreendimentos com estes sistemas. Porém, economicamente, a implantação dos sistemas de reuso de água no empreendimento em questão só foi viável para a construtora, que possui um lucro maior com as vendas dos apartamentos com este sistema implantado. Para o proprietário do apartamento, o investimento no sistema de reuso de água não potável não foi viável economicamente, uma vez que gerou períodos de retorno altos para o investimento e valores de VPL negativos.
-
Mostrar Abstract
-
Population growth, in addition to disorderly urbanization, poor infrastructure of water supply and sewage systems, pollution of water bodies, as well as climate change, result in the scarcity of water resources. The reuse of water for non-potable purposes is emerging as one of the sustainable solutions to combat water scarcity, as it promotes savings in drinking water consumption and the reduction of water pollution. However, the non-potable water reuse system is still a little used practice in Brazil and, despite its advantages, there are few studies that verify its economic and environmental impact in the execution of a building. The objective of this work was to analyze the technical, economic and environmental feasibility of implementing a water reuse system for non-potable purposes in a multifamily building. As a case study, the gray and rainwater reuse system was designed for non-potable uses provided for in NBR 16,783 (ABNT, 2019) for a 7-story multifamily building with 2 apartments per floor. The costs for the construction of the conventional enterprise were raised and compared with the costs of the building equipped with the reuse system. With this, it was determined the economic impact on the cost and on the sale price of the building with the implementation of the double network of water supply and effluent collection, the gray water treatment plant, the rainwater reservoir and the pumping. The impact on the enterprise's sale price was also evaluated through the inclusion of a variable of environmental valuation of the enterprise, obtained through bibliographic research. The return on the owner's investment in a sustainable building was calculated using the payback and net present value with savings on the water bill. The cost of the conventional undertaking was R$ 5,289,471.32. To implement the gray water reuse system, it would be necessary to increase the cost of the work by 2.1% and, for the use of rainwater, by 0.94%. The profit for the construction company was 1.56% more for the reuse of gray water and 0.7% more for the use of rainwater. However, the payback of the investment for the standard apartment was 13.18 years for the reuse of gray water and 59.15 for the use of rainwater. And the NPV for the standard apartment was -R$3,795.97 for greywater reuse and -R$3,256.39 for rainwater reuse. The technical and environmental viability of implementing water reuse systems has been proven through the advantages presented, the ease of execution and the environmental valuation brought to enterprises with these systems. However, economically, the implementation of water reuse systems in the project in question was only viable for the construction company, which has a greater profit from the sales of apartments with this system implemented. For the apartment owner, the investment in the non-potable water reuse system was not economically viable, since it generated high payback periods for the investment and negative NPV values.
|
|
4
|
-
TAMIRIS APARECIDA DE ALMEIDA
-
Diagnóstico do Risco à Segurança Hídrica da Água Bruta da Represa de Chapéu D’Uvas para o Abastecimento Humano de Água da cidade de Juiz de Fora - MG
-
Orientador : ANA PAULA MONI SILVA
-
MEMBROS DA BANCA :
-
ANA PAULA MONI SILVA
-
BENEDITO CLAUDIO DA SILVA
-
MARIA RITA RAIMUNDO E ALMEIDA
-
PEDRO JOSÉ DE OLIVEIRA MACHADO
-
Data: 25/05/2023
-
-
Mostrar Resumo
-
O acesso a água potável tem se tornado complexo devido às mudanças climáticas, aumento da população e das atividades econômicas, da poluição das águas e pelas perdas da biodiversidade. A represa de Chapéu D’Uvas é um importante manancial de abastecimento humano de água da cidade de Juiz de Fora/MG. Todavia, este manancial encontra-se localizado geograficamente em outros municípios. A bacia hidrográfica e a represa de Chapéu D’Uvas vêm sofrendo impactos ambientais que podem comprometer a segurança hídrica no que se refere a qualidade e quantidade suficientes de água para atender as necessidades de abastecimento da cidade de Juiz de Fora. Esse trabalho teve por objetivo diagnosticar o risco à segurança hídrica da água bruta da represa por meio de uma análise comparativa entre dois cenários, o ano de 2014 e o ano de 2021. Foi feita uma avaliação da situação dos estressores hídricos de uso e ocupação do solo, demanda para abastecimento, qualidade da água e eventos hidrológicos extremos nos respectivos anos investigados. Em seguida, foi mensurado o risco à segurança hídrica, por meio do método Failure Model and Effect Analysis (FMEA) com o cálculo da severidade, ocorrência e detectabilidade dos impactos de cada estressor hídrico de qualidade e quantidade de água. Posteriormente, o risco à segurança hídrica foi identificado com a conjugação das propriedades dos estressores hídricos. Os resultados indicaram que há riscos sobre a segurança hídrica inaceitáveis referentes aos estressores hídricos de uso e ocupação do solo e qualidade da água na comparação entre os anos de 2014 e 2021, que impactam diretamente a quantidade e qualidade da água do reservatório de abastecimento, os quais necessitam de prioridades de ações de políticas e gestão da segurança hídrica para garantia do abastecimento humano de água para a cidade de Juiz de Fora.
-
Mostrar Abstract
-
Access to clean water has become complex due to climate change, increased population and economic activities, water pollution and loss of biodiversity. The Chapéu D'Uvas reservoir is an important source of human water supply in the city of Juiz de Fora/MG. However, this reservoir is geographically located in other municipalities. The hydrographic basin and the Chapéu D'Uvas reservoir have been suffering environmental impacts that may compromise water security in terms of sufficient quality and quantity of water to meet the supply needs of the city of Juiz de Fora. This work aimed to diagnose the risk to water security of raw water from the reservoir through a comparative analysis between two scenarios, the year 2014 and the year 2021. An assessment was made of the situation of water stressors related to land use and occupation, supply demand, water quality and extreme hydrological events in the respective investigated years. Then, the risk to water security was measured using the Failure Model and Effect Analysis (FMEA) method, with the calculation of the severity, occurrence and detectability of the impacts of each water stressor of quality and quantity of water. Subsequently, the risk to water security was identified with the combination of properties of water stressors. The results indicated that there are unacceptable risks on water security related to water stressors of land use and occupation and water quality in the comparison between the years 2014 and 2021, which directly impact the quantity and quality of water in the water supply reservoir, which require priorities of policy actions and management of water security to ensure the human water supply to the city of Juiz de Fora.
|
|
5
|
-
FELIPE PIRES NOGUEIRA
-
Desenvolvimento de protocolo tecnológico para melhoria no controle de perdas de água para aplicação em sistemas de abastecimento de água de médio porte
-
Orientador : FERNANDO DAS GRACAS BRAGA DA SILVA
-
MEMBROS DA BANCA :
-
FERNANDO DAS GRACAS BRAGA DA SILVA
-
IVAN FELIPE SILVA DOS SANTOS
-
JOSE ANTONIO TOSTA DOS REIS
-
Data: 28/08/2023
-
-
Mostrar Resumo
-
Os sistemas de abastecimento de água são estruturas complexas compostas basicamente de captação de água, adução, tratamento, reservação e distribuição, esta última formada por redes de distribuição de água. As perdas reais e aparentes ocorrem ao longo de toda a estrutura, com destaque as redes de distribuição de água que devido a quantidade de conexões provocam as maiores perdas. Alguns procedimentos e protocolos são feitos no sentido de mitigar o problema, mas estes podem ser aprimorados. Nesta direção o objetivo deste trabalho é de propor um protocolo para auxiliar no controle de perdas em sistemas de distribuição de água, sendo considerado um sistema fictício de médio porte. Para esta finalidade serão vencidas as etapas em síntese de: diagnostico do sistema e coligação de dados, avaliação de metodologias existentes e proposição de protocolo para esta finalidade. Os resultados demonstram que o protocolo tem um potencial de contribuição importante para melhorar a eficiência hídrica e energética em sistemas hídricos, como é o caso das redes de distribuição de água.
-
Mostrar Abstract
-
Water supply systems are complex structures composed meanly by water captation, adduction, treatment, reservation and distribution, this last one formed by water distribution networks. The real and apparent losses occurs all along the structure, with emphasis on the distribution networks by its ammount of connexions that leads to higher losses. Some procedures and protocols are made to mitigate the problem, but it can be improved. The objective of this research is the propose of a protocol to auxiliate in the control of losses in water distribution systems, to be applied in a ficticious midsize system. For this purpose, steps will be taken as: diagnosis of the system and coliation of data, evaluation of existents methodologys and proposition of a protocol to this goal. The results shows that the protocol has a major potencial to contribute to improve de water and energy efficiency in water systems, which is the case of water supply systems.
|
|
6
|
-
PEDRO AUGUSTO DA COSTA LEITE
-
Análise do impacto do aumento do nível do mar em um sistema de macrodrenagem no Espírito Santo
-
Orientador : ANA PAULA MONI SILVA
-
MEMBROS DA BANCA :
-
ANA PAULA MONI SILVA
-
BENEDITO CLAUDIO DA SILVA
-
ENRIQUE VIEIRA MATTOS
-
MARIA CLAUDIA COSTA DE OLIVEIRA BOTAN
-
Data: 30/08/2023
-
-
Mostrar Resumo
-
Nas últimas décadas, o mundo, e em especial o Brasil vem sofrendo com eventos pluviométricos extremos, com maior intensidade e maior frequência, aumentando assim o número de alagamentos e inundações e consequentemente ocasionando prejuízos econômicos, sociais e ambientais. Uma das ferramentas para a gestão e solução dos problemas de macrodrenagem é o Plano Diretor de Macrodrenagem (PDM), que serve como um instrumento básico da política pública para o planejamento de longo prazo dos sistemas de macrodrenagem. A avaliação do impacto do aumento do nível do mar na elaboração de PDM em regiões costeiras torna-se necessária, visando possibilitar o planejamento urbano frente aos impactos das mudanças climáticas. Este trabalho tem como objetivo demonstrar a importância do desenvolvimento de cenários de avaliação do impacto do aumento do nível do mar nos sistemas de macrodrenagem na elaboração de Planos Diretores de Macrodrenagem em Zonas Costeiras, através de um estudo de caso no litoral do Espírito Santo. A metodologia proposta consiste na simulação hidrodinâmica de eventos extremos de precipitação aliados ao aumento do nível do mar, para a bacia do Rio da Draga em Vila Velha – ES, utilizando o software SOBEK. Verificou-se através das simulações que a ocorrência de um evento de tempo de recorrência de 25 anos associado ao aumento do nível do mar de 1,0 m resulta em um aumento de aproximadamente 9 vezes a área de inundação, com lâmina máxima no ponto de referência com 0,80 m de altura, que não ocorrem no cenário de implantação de obras. A falta de uma metodologia de análise do impacto do aumento do nível do mar no desenvolvimento dos planos diretores em regiões litorâneas pode trazer falhas de execução das análises e obras ineficientes, devendo, portanto, ser considerada no PDM de zonas costeiras
-
Mostrar Abstract
-
In recent decades, the world, especially Brazil, has been experiencing extreme rainfall events with greater intensity and frequency, leading to an increase in the number of floods and inundations, resulting in economic, social, and environmental losses. One of the tools for managing and addressing macrodrainage issues is the Macrodrainage Master Plan (MMP), which serves as a fundamental instrument of public policy for the long-term planning of macrodrainage systems. Evaluating the impact of rising sea levels in the development of MMPs in coastal regions becomes necessary to enable urban planning in response to climate change impacts. This work aims to demonstrate the importance of developing scenarios to assess the impact of rising sea levels on macrodrainage systems in the formulation of Macrodrainage Master Plans in Coastal Zones, using a case study in the Espírito Santo coastline. The proposed methodology involves hydrodynamic simulation of extreme precipitation events combined with rising sea levels for the Rio da Draga basin in Vila Velha - ES, using the SOBEK software.The simulations revealed that the occurrence of a 25-year recurrence interval event, combined with a 1.0-meter rise in sea level, results in an approximately 9-fold increase in the flooded area, with a maximum water depth of 0.80 meters at the reference point, which does not occur in the scenario without the implementation of protective infrastructure. The lack of a methodology for analyzing the impact of rising sea levels in the development of master plans in coastal regions can lead to flawed analyses and inefficient infrastructure projects, making it crucial to consider this factor in the Coastal Macrodrainage Master Plans.
|
|
7
|
-
VICTOR HENRIQUE RESENDE LIMA
-
Proposta metodológica para o zoneamento de áreas aptas à urbanização
-
Orientador : BENEDITO CLAUDIO DA SILVA
-
MEMBROS DA BANCA :
-
BENEDITO CLAUDIO DA SILVA
-
IVAN FELIPE SILVA DOS SANTOS
-
JUNIOR CESAR AVANZI
-
NIVEA ADRIANA DIAS PONS
-
Data: 08/11/2023
-
-
Mostrar Resumo
-
O planejamento e controle de uso, do parcelamento e da ocupação urbana, são competências do poder público municipal uma vez que a ausência dessas ações pode resultar em sérios impactos socioambientais no processo de urbanização. Diante dessa problemática envolvendo a urbanização com a questão socioambiental, o presente estudo consistiu em utilizar ferramentas de geoprocessamento e Sistema de Informações Geográficas (SIG) para identificar áreas aptas à expansão urbana no município de Lagoa Dourada (MG). Com o emprego do software QGIS, um Sistema de Informação Geográfica (SIG) de código aberto, e de dados espaciais disponibilizados gratuitamente em plataformas de acesso público, foi realizada a delimitação da área de interesse, a comparação e correção dos dados da rede de drenagem, geração das áreas de preservação dos recursos hídricos e delimitação das rodovias e faixa de servidão e faixa não edificável das rodovias. O método Analytic Hierarchy Process (AHP) foi utilizado neste estudo, onde foi definida a pontuação e os pesos das variáveis para a atribuição de importância por meio de uma escala de comparação entre os critérios. No estudo, foram utilizadas 13 variáveis de relevância ambiental e 5 para o aspecto construtivo da aptidão à urbanização, sendo avaliadas de forma independente para obter os pesos no método AHP. Assim, os valores de razão de consistência foram de 3,5% para os pesos das variáveis de relevância ambiental e de 4,60% os pesos das variáveis de interesse construtivo, o que confere aceitabilidade dos valores dos pesos obtidos (menor que 10%), segundo o método AHP. Após definidas as pontuações conforme as tipologias de cada variável, bem como o respectivo peso da mesma, comparando com as demais variáveis de cada categoria, foi proposta uma equação para delimitar as áreas aptas a urbanização. Deste modo, a área de interesse para urbanização no município de Lagoa Dourada possui 3.288,05 hectares (ha), sendo que 75,19% apresentou alta aptidão urbanização (2.472,19 ha), 15,16% com média aptidão (498,59 ha), 4,46% da área com muito alta aptidão (146,64 ha), 3,41% apresentou baixa aptidão (112,17 ha), e por último, apenas 0,03% apresentou muito baixa aptidão à urbanização (0,91 ha). A únicas áreas que receberam a pontuação de 0, inaptas para a urbanização, foram as regiões situas nas faixas de servidão e faixa não edificável das rodovias, representando 1,75% da área de interesse para urbanização (57,54 ha). A comprovação da aplicabilidade da metodologia e sua validação ocorreu com o acompanhamento da urbanização no município por meio de imagens históricas do Google Earth e loteamentos em construção, cujos locais ocorreram nas regiões mais aptas para esse fim.
-
Mostrar Abstract
-
Planning and control of use, subdivisions and urban occupation are competencies of the municipal public authorities, since the absence of these actions can result in serious socio-environmental impacts in the urbanization process. Faced with this problem involving urbanization with socio-environmental issues, the present study consists of using geoprocessing tools and Geographic Information System (GIS) to identify areas suitable for urban expansion in the municipality of Lagoa Dourada (MG). With the work of QGIS software, an open source Geographic Information System (GIS), and spatial data freely available on public access platforms, the area of interest was delimited, comparison and correction of data from the drainage network, creation of water resource preservation areas and delimitation of highways and service lanes and non-buildable lanes of highways. The Analytic Hierarchy Process (AHP) method was used in this study, where the score and weights of the variables were defined to assign importance through a comparison scale between the criteria. In the study, 13 variables of environmental relevance and 5 for the constructive aspect of suitability for urbanization were used, being evaluated independently to obtain the weights in the AHP method. Thus, the consistency ratio values were 3.5% for the weights of variables of environmental relevance and 4.60% for the weights of variables of constructive interest, which confers acceptability of the weight values obtained (less than 10%), according to the AHP method. After defining the scores according to the typologies of each variable, as well as their respective weight, compared with the other variables in each category, an equation was proposed to delimit the areas suitable for urbanization. Thus, the area of interest for urbanization in the municipality of Lagoa Dourada has 3,288.05 hectares (ha), of which 75.19% presented high suitability for urbanization (2,472.19 ha), 15.16% with medium suitability (498, 59 ha), 4.46% of the area with very high suitability (146.64 ha), 3.41% had low suitability (112.17 ha), and finally, only 0.03% had very low suitability for urbanization (0.91 ha). The only areas that received a score of 0, unsuitable for urbanization, were the regions located in the right-of-way and non-buildable lanes of highways, representing 1.75% of the area of interest for urbanization (57.54 ha). Proof of the applicability of the methodology and its validation occurred by monitoring urbanization in the municipality through historical images from Google Earth and subdivisions under construction, whose locations occurred in the most suitable regions for this purpose.
|
|
8
|
-
Pedro Augusto Siqueira Costa
-
Avaliação da Variação da Garantia Física em Função das Mudanças no Regime Hidrológico da Bacia e da Motorização dos Grupos Geradores das Pequenas Centrais Hidrelétricas
-
Orientador : GERALDO LUCIO TIAGO FILHO
-
MEMBROS DA BANCA :
-
ANTONIO CARLOS BARKETT BOTAN
-
GERALDO LUCIO TIAGO FILHO
-
IVAN FELIPE SILVA DOS SANTOS
-
Data: 13/12/2023
-
-
Mostrar Resumo
-
No cenário nacional, onde a fonte hidráulica é predominante, a Garantia Física (GF) de uma Central Hidrelétrica se torna um componente fundamental para desenvolver um planejamento energético eficiente e sustentável. A GF diz respeito ao quanto uma fonte é capaz de suprir de demanda assegurada ou outorgada. Um dos principais fatores que influenciam a geração por essa fonte é a disponibilidade hídrica. O presente trabalho avaliou a influência das variações hidrológicas sobre o montante da GF de Pequenas Centrais Hidrelétricas (PCHs) em operação com o emprego dos seguintes critérios: consideração das perdas e dos rendimentos (turbinas, geradores e sistema de adução) fixos ou variáveis; aplicação de vazões médias mensal ou diária; extensão da série como completa ou últimos 15 anos; inclusão ou não da motorização da central. Foram usadas três metodologias, sendo uma delas o método atual, do Ministério de Minas e Energia (MME), a outra o Método dos Rendimentos Variáveis e, por fim, o Método da Potência Elétrica Unitária, desenvolvido nesta dissertação. Foi possível constatar que a disponibilidade hídrica das amostras está menor nos últimos anos, com certa influência de crises hídricas, e esse fator é refletido na GF, que em 100% das PCHs se apresentou menor quando a extensão da série foram os últimos 15 anos. Das PCHs avaliadas, em 7 delas não foi possível obter uma GF calculada acima da GF outorgada na ANEEL e, nas 2 em que foi possível, somente quando aplicada a série completa. Ainda, o Método do MME, que aplica vazões médias mensais, resultou nos maiores resultados em 100% das PCHs em comparação com os outros 2 métodos, que aplicam vazões médias diárias. O Método da Potência Elétrica Unitária, desenvolvida neste trabalho, foi o que apresentou em geral os menores valores de GF. A dispersão dos resultados foi relativamente alta, com casos em que o desvio padrão correspondeu a 13% do valor da média. Conclui-se deste trabalho que o Método da Potência Elétrica Unitária, por englobar mais critérios pertinentes ao processo de geração, parece ser o mais conservador e tem aderência com o que realmente acontece com a central hidrelétrica, sendo o método do MME para um cenário bastante otimista. Logo, este método pode ser importante para análises mais criteriosas em relação à GF. Complementarmente, ficou evidenciado que o uso de vazões médias diárias influencia significativamente no resultado da GF por retratar melhor a disponibilidade hídrica e que se deve ter uma avaliação cautelosa em relação à extensão da série de vazões porque, dependendo da sua extensão, alguns comportamentos e tendência de disponibilidade podem passar despercebidos.
-
Mostrar Abstract
-
In the national scenario, where the hydraulic source is predominant, the Physical Guarantee (PG) of a Hydroelectric Plant becomes a fundamental component to develop efficient and sustainable energy planning. PG concerns how much a source is capable of supplying assured or granted demand. One of the main factors that influence generation from this source is water availability. The present work evaluated the influence of hydrological variations on the amount of PG of Small Hydroelectric Plants (SHPs) in operation using the following criteria: consideration of fixed or variable losses and efficiencies (turbines, generators and adduction system); application of monthly or daily average flows; series extension as complete or last 15 years; inclusion or not of the central motorization. Three methodologies were used, one of them being the current method, from the Ministry of Mines and Energy (MME), the other the Variable Efficiencies Method and, finally, the Unit Electric Power Method, developed in this dissertation. It was possible to verify that the water availability of the samples has been lower in recent years, with some influence from water crises, and this factor is reflected in the PG, which in 100% of the SHPs was lower when the series was extended over the last 15 years. Of the SHPs evaluated, in 7 of them it was not possible to obtain a PG calculated above the PG granted by ANEEL and, in the 2 in which it was possible, only when the complete series was applied. Furthermore, the MME Method, which applies monthly average flows, resulted in the highest results in 100% of SHPs compared to the other 2 methods, which apply daily average flows. The Unitary Electrical Power Method, developed in this work, generally presented the lowest PG values. The dispersion of results was relatively high, with cases in which the standard deviation corresponded to 13% of the average value. It is concluded from this work that the Unitary Electric Power Method, as it encompasses more criteria pertinent to the generation process, appears to be the most conservative and is in line with what actually happens with the hydroelectric plant, being the MME method for a very optimistic. Therefore, this method may be important for more careful analyzes in relation to PG. In addition, it was evident that the use of average daily flows significantly influences the PG result by better portraying water availability and that a cautious assessment must be made in relation to the length of the series of flows because, depending on its length, some behaviors and trends availability may go unnoticed.
|
|
9
|
-
DOUGLAS BARROS VELOZO
-
ANÁLISE DE VIBRAÇÕES PARA A INVESTIGAÇÃO DE FALHAS MECÂNCICAS EM GRUPOS HIDROGERADORES
-
Orientador : GERALDO LUCIO TIAGO FILHO
-
MEMBROS DA BANCA :
-
ANTONIO CARLOS BARKETT BOTAN
-
GERALDO LUCIO TIAGO FILHO
-
IVAN FELIPE SILVA DOS SANTOS
-
JULIO CESAR SILVA DE SOUZA
-
Data: 14/12/2023
-
-
Mostrar Resumo
-
Diante do cenário atual no qual a matriz elétrica brasileira ainda é extremamente dependente da geração em hidrelétrica, cerca de 61,9 % da energia gerada em 2022, torna importante ações que visem aumentar a disponibilidade das UG (unidades geradoras), bem como aumento de eficiência, sendo fundamental o investimento no controle e monitoramento de vibrações. Portanto, esse trabalho visa contribuir para o avanço do conhecimento no campo acerca do tema análise de vibrações aplicada à investigação de falhas em UG. O foco central é utilizar de técnicas de análise de vibrações como ferramenta para a investigação de falhas de natureza mecânica em Hidrelétricas. As vibrações podem ser oriundas de defeitos mecânicos, elétricos, além das excitações hidráulicas que resultam em diferentes modos de excitação impactando diretamente na disponibilidade das máquinas comprometendo assim a geração. Com base nisso, é abordado técnicas de processamento de sinais, os principais instrumentos utilizados no monitoramento de vibrações e as falhas mais comuns em Unidades Geradoras. Neste trabalho, as principais falhas mecânicas que resultam em vibrações são abordadas de forma detalhada, trazendo ainda o comportamento característico da máquina e a forma de interpretação do defeito face ao espectro de vibração. Também são especificados, de forma minuciosa, os equipamentos utilizados para os ensaios, as configurações e inputs do SDAV (sistema digital de análise de vibração) para coleta de dados, além de todo o procedimento realizado para o balanceamento da máquina em estudo. Os resultados da aquisição dos dados de vibração da UG analisada e que constituiu no estudo de caso deste trabalho, indicaram inicialmente um desbalanceamento severo com uma amplitude de 5,07 mm/s, bem acima do permitido pela norma NRB 10.816. Posteriormente ao balanceamento na qual a UG foi submetida, pode-se observar uma significativa melhora no que diz respeito a vibração, atingindo níveis de 1,48 mm/s, propiciando que a máquina trabalhe dentro do limite da zona A, onde define uma tolerância de até 1,6 mm/s para essa faixa. Por fim, fica a importância do trabalho para o apoio na investigação de defeitos através da análise de vibração em máquinas, realizando uma abordagem preditiva de modo a evitar grandes paradas para manutenção corretiva e prejuízos com quebra de equipamentos. Neste estudo, destacamos que a aplicação de um dispositivo portátil de custo acessível demonstra eficácia na coleta e análise de dados de vibração. Concluímos que é essencial realizar o monitoramento preventivo de vibração em Unidades Geradoras, a fim de promover a segurança operacional.
-
Mostrar Abstract
-
In the current scenario where the Brazilian electrical matrix is still heavily dependent on hydroelectric generation, accounting for approximately 61.9% of energy generated in 2022, actions aimed at increasing the availability of generating units (UG) and improving efficiency become crucial. Investment in vibration control and monitoring is fundamental. This work aims to contribute to advancing knowledge in the field of vibration analysis applied to the investigation of failures in UG. The central focus is on using vibration analysis techniques as a tool to investigate mechanically induced failures in hydroelectric plants. Vibrations may result from mechanical, electrical defects, as well as hydraulic excitations leading to different modes of excitation directly impacting machine availability and compromising power generation. The paper covers signal processing techniques, the main instruments used in vibration monitoring, and the most common failures in generating units. In this work, detailed attention is given to the main mechanical failures that result in vibrations, presenting the characteristic behavior of the machine and the interpretation of defects in relation to the vibration spectrum. The equipment used for tests, configurations, and inputs of the vibration analysis system (SDAV) for data collection are also specified in detail, along with the entire procedure for machine balancing. The results of the vibration data acquisition from the analyzed generating unit, the case study of this work, initially indicated severe unbalance with an amplitude of 5.07 mm/s, well above the limit allowed by the NRB 10,816 standard. Following the balancing procedure, a significant improvement in vibration was observed, reaching levels of 1.48 mm/s, allowing the machine to operate within the A zone limit, which defines a tolerance of up to 1.6 mm/s for this range. In conclusion, the importance of the work lies in supporting the investigation of defects through vibration analysis in machines, adopting a predictive approach to avoid major downtimes for corrective maintenance and losses due to equipment breakdowns. In this study, we emphasize that the use of an affordable portable device proves effective in collecting and analyzing vibration data. We conclude that it is essential to conduct preventive vibration monitoring in Generating Units (UG) to enhance operational safety.
|
|
10
|
-
RAPHAEL FUEZI MIRANDA
-
USO DE BOMBAS FUNCIONANDO COMO TURBINAS PARA A OPERAÇÃO DE MINIUSINAS HIDRELÉTRICAS REVERSÍVEIS
-
Orientador : GERALDO LUCIO TIAGO FILHO
-
MEMBROS DA BANCA :
-
GERALDO LUCIO TIAGO FILHO
-
IVAN FELIPE SILVA DOS SANTOS
-
OSWALDO HONORATO DE SOUZA JUNIOR
-
REGINA MAMBELI BARROS
-
AUGUSTO NELSON CARVALHO VIANA
-
Data: 15/12/2023
-
-
Mostrar Resumo
-
Historicamente, a matriz elétrica brasileira foi predominantemente renovável, e essa característica tende a permanecer na próxima década. No entanto, observa-se uma redução gradual da capacidade relativa de armazenamento de energia do sistema elétrico, devido à crescente inserção de fontes renováveis não despacháveis e à falta de novas usinas hidrelétricas de armazenamento. Uma alternativa para o incremento da capacidade de armazenamento de energia do sistema elétrico nacional, que apresenta comprovado sucesso internacional, são as usinas hidrelétricas reversíveis (UHR). O presente trabalho é um estudo de caso com o objetivo de analisar a viabilidade técnica e econômica da implantação de uma miniusina hidrelétrica reversível de aproximadamente 200 kW de potência nominal. Foi desenvolvido um estudo comparativo teórico entre duas configurações de grupo gerador: bomba funcionando como turbina (BFT) e turbina hidráulica convencional. A UHR opera com carregamento por 15 horas através do conjunto motobomba alimentado pela rede elétrica via tarifação fora de ponta e geração por 6 horas na ponta via arbitragem de energia. Os resultados indicaram que a configuração da UHR com BFT é mais vantajosa do ponto de vista econômico do que com turbina convencional. No cenário atual, a mini UHR proposta possui maior atratividade econômica do que sistemas de armazenamento de energia em baterias, todavia as projeções apontam reduções significativas de custos das baterias ao longo da próxima década, devido ao desenvolvimento tecnológico e ganhos de escala associados. Assim, é possível que as baterias se tornem mais econômicas em comparação com a mini UHR.
-
Mostrar Abstract
-
Historically, the Brazilian electrical matrix has been predominantly renewable, and this characteristic is expected to continue in the next decade. However, there is a gradual reduction in the relative energy storage capacity of the electrical system due to the increasing integration of non-dispatchable renewable sources and the lack of new hydropower storage plants. An alternative to enhance the energy storage capacity of the national electrical system, with proven international success, is pumped storage hydropower plants (PSH). This work is a case study aimed at analyzing the technical and economic feasibility of implementing a mini pumped storage hydropower with an installed capacity of approximately 200 kW. A theoretical comparative study was conducted between two generator group configurations: pump as turbine (PAT) and conventional hydraulic turbine. The PSH operates with a 15-hour charging cycle through the pump unit powered by the electrical grid with off-peak pricing, and a 6-hour generation cycle during peak hours through energy arbitrage. The results indicated that the PAT PSH configuration is more economically advantageous than the conventional turbine. In the current scenario, the proposed PSH has greater economic appeal than battery energy storage systems, however projections suggest significant reductions in battery costs over the next decade due to technological development and associated gains in scale. Thus, it is possible that batteries will become more economical compared to the mini PSH.
|
|