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PCH Notícias & SHP News
Ano 15 Revista vol. 58
Nº 03 JUL/AGO/SET - 2013
Educação e tecnologia é tema de
seminário realizado pela UNIFEI
Education and Technology is the theme
of the seminary held by UNIFEI
CERPCH/UNIFEI realiza primeiro seminário latino-americano de máquinas hidráulicas e sistemas
CERPCH/UNIFEI performances the first Latin American seminary of hydraulic machines and systems
Centro de Referência em PCH da UNIFEI recebe prêmio internacional
Reference Centre in Small Hydropower Plants of UNIFEI receives international award
ISSN 1676-0220
técnicos
+ Artigos
Technical articles
de eventos
+ Agenda
Events schedule
Publicação apoiada pela Associação
Internacional de Máquinas Hidráulicas
Comitê Diretor do CERPCH
Director Committee
CEMIG / FAPEPE / IEE-USP / FURNAS /
IME / EletrobrAs / ANEEL / MME
Comitê Editorial
Editorial Committee
Presidente - President
Geraldo Lúcio Tiago Filho - CERPCH/UNIFEI
Editores Associados - Associated Publishers
Adair Matins - UNCOMA - Argentina
Alexander Gajic - University of Serbia
Alexandre Kepler Soares - UFMT
Ângelo Rezek - ISEE/UNIFEI
Antônio Brasil Jr. - UnB
Artur de Souza Moret - UNIR
Augusto Nelson Carvalho Viana - IRN/UNIFEI
Bernhard Pelikan - Bodenkultur Wien - Áustria
Carlos Barreira Martines - UFMG
Célio Bermann - IEE/USP
Edmar Luiz Fagundes de Almeira - UFRJ
Fernando Monteiro Figueiredo - UnB
Frederico Mauad - USP
Helder Queiroz Pinto Jr. - UFRJ
Jaime Espinoza - USM - Chile
José Carlos César Amorim - IME
Marcelo Marques - IPH/UFRGS
Marcos Aurélio V. de Freitas - COPPE/UFRJ
Maria Inês Nogueira Alvarenga - IRN/UNIFEI
Orlando Aníbal Audisio - UNCOMA - Argentina
Osvaldo Livio Soliano Pereira - UNIFACS
Regina Mambeli Barros - IRN/UNIFEI
Zulcy de Souza - LHPCH/UNIFEI
Editorial
Editorial
04
Curtas
News
06
Centro de Referencia em PCH da UNIFEI recebe prêmio
internacional
Reference Centre in Small Hydropower Plants of UNIFEI
receives international award
CERPCH/UNIFEI realiza primeiro seminário
latino-americano de máquinas hidráulicas e sistemas
CERPCH/UNIFEI performances the first Latin-American
seminary
of hydraulic machines and systems
Educação e tecnologia é tema de seminário realizado pela
UNIFEI
Education and Technology is the theme of the seminar
held by UNIFEI
Artigos Técnicos 07
Technical Articles
TECHNICAL COMMITTEE
Prof. François AVELLAN, EPFL École Polytechnique Fédérale de Lausanne,
Switzerland, [email protected], Chair;
Prof. Eduardo EGUSQUIZA, UPC Barcelona, Spain, [email protected], Vice-Chair;
Dr. Richard K. FISHER, VOITH Hydro Inc., USA, [email protected], Past-Chair;
Mr. Fidel ARZOLA, EDELCA, Venezuela, [email protected];
Dr. Michel COUSTON, ALSTOM Hydro, France, [email protected];
Dr. Niklas DAHLBÄCK, VATENFALL, Sweden, [email protected];
Mr. Normand DESY, ANDRITZ Hydro Ltd., Canada, [email protected];
Prof. Chisachi KATO, University of Tokyo, Japan, [email protected];
Prof. Jun Matsui, Yokohama National University, [email protected];
Dr. Andrei LIPEJ, TURBOINSTITUT, Slovenija, [email protected];
Prof. Torbjørn NIELSEN, Norwegian University of Science and Technology, Norway,
[email protected];
Mr. Quing-Hua SHI, Dong Feng Electrical Machinery, P.R. China, [email protected];
Prof. Romeo SUSAN-RESIGA, “Politehnica” University Timisoara, Romania, [email protected];
Prof. Geraldo TIAGO F°, Universidade Federal de Itajubá, Brazil, [email protected].
Agenda 26
Schedule
Ficha catalográfica elaborada pela Biblioteca Mauá –
Bibliotecária Margareth Ribeiro- CRB_6/1700
R454
Revista Hidro & Hydro – PCH Notícias & Ship News, UNIFEI/CERPCH,
v.1, 1998 -- Itajubá: CERPCH/IARH, 1998 – v.15, n. 58, jul./set. 2013.
Expediente
Editorial
Editor
Geraldo Lúcio Tiago Filho
Coord. Redação
Camila Rocha Galhardo
Jornalista Resp.
Adriana Barbosa MTb-MG 05984
Redação
Adriana Barbosa
Camila Rocha Galhardo
Fabiana Gama Viana
Colaborador
Angelo Stano
Projeto Gráfico
Net Design
Diagramação e ArteLidiane Silva
Cidy Sampaio
Tradução
Romulo Vilas boas Chiaradia
Revisão
Patrícia Kelli Silva de Oliveira
Impressão
Editora Acta Ltda
Hidro&Hydro - PCH Notícias & SHP News
é uma publicação trimestral do CERPCH
The Hidro&Hydro - PCH Notícias & SHP News
is a three-month period publication made by CERPCH
Tiragem/Edition: 6.700 exemplares/issues
contato comercial: [email protected] / site: www.cerpch.org.br
Trimestral.
Editor chefe: Geraldo Lúcio Tiago Filho.
Jornalista Responsável: Adriana Barbosa – MTb_MG 05984
ISSN 1676-0220
1. Energia renovável. 2. PCH. 3. Energia eólica e solar. 4. Usinas hi_
drelétricas. I. Universidade Federal de Itajubá. II. Centro Nacional de Re_
ferência em Pequenas Centrais Hidrelétricas. III. Título.
Universidade Federal de Itajubá
ISSN 1676-0220
Av. BPS, 1303 - Bairro Pinheirinho
Itajubá - MG - Brasil - cep: 37500-903
e-mail: [email protected]
[email protected]
Fax/Tel: +55 (35)3629 1443
3
EDITORIAL
Hidro&Hydro: PCH Notícias & SHP News, 58 (3), Jul,set/2013
Dear readers,
Prezado Leitor,
Nesta edição a revista Hidro&Hydro traz a cobertura de diversos
eventos realizados pelo centro e pela Universidade Federal de Itajubá.
Esses eventos mostram a preocupação dos agentes e pesquisadores em
ampliar as linhas de pesquisas e estudos no setor de geração elétrica por
meio da hidroeletricidade.
Como sabemos nosso país terá que dobrar sua capacidade instalada
de geração de energia elétrica, nos próximos 15 anos, para poder atender
a crescente demanda. O que significaria aumentar a capacidade geradora
dos atuais 121 mil MW para 230 mil MW.
Deste modo seminários, encontros e conferências são de extrema
importância para troca de informações e apresentação de estudos
que possam ajudar a aperfeiçoar e garantir um maior desempenho de
equipamentos para as usinas.
Assim, o CERPCH cada vez mais vai incentivar a organização de
eventos para propiciar a interface entre o meio acadêmico e a indústria.
In this edition Hidro&Hydro Magazine brings news on several events
carried out by CERPCH and Itajubá Federal University. These events
demonstrate the concern of agents and researchers in expanding lines
of research and study on power generation sector through hydro power.
As we know our country must double its installed capacity of electric
energy generation in the next 15 years for being able to supply the
growing demand. This means to major generating capacity of current
121 thousand MW for 230 thousand MW.
Seminaries, workshops and conferences are extremely important
for exchanging information and for presenting studies which may help to
improve and assure a better performance of plants equipments.
CERPCH is more and more concerned in encouraging organization of
events to provide interface between academic environment and industry.
Good Reading!
Boa leitura!
Apoio:
IAHR DIVISION I: HYDRAULICS
TECHNICAL COMMITTEE: HYDRAULIC MACHINERY AND SYSTEMS
4
.
5
CURTAS
Centro de Referencia em PCH da UNIFEI recebe prêmio internacional
Reference Centre in Small Hydropower Plants of UNIFEI receives
international award
Translation: Romulo Vilas boas Chiaradia
Adriana Barbosa
Por Adriana Barbosa Vice-reitor da UNIFEI, prof. Paulo Waki,
juntamente com o secretário Executivo do
CERPCH, prof. Tiago Filho durante a premiação.
Unifei's Vice Rector, Prof. Paulo Waki with
CERPCH's Executive Secretary, Prof.Tiago Filho
during awards ceremony.
O Centro Nacional de Referencia em Pequenas Centrais
Hidrelétricas (CERPCH) da Universidade Federal de Itajubá
(UNIFEI) recebeu da HRW-Hydro Review Worldwide and Hydro
Review magazines and the HydroVision Brasil event, uma
premiação pelos relevantes estudos e trabalhos realizados no
setor de energias renováveis nesses 15 anos de atuação.
O CERPCH tem como objetivo a disseminação de informações
por meio da Publicação da Hidro & Hydro, antiga PCH Notícias &
SHP News, o portal www.cerpch.org.br e da realização de eventos
técnicos científicos como a Conferência de Centrais Hidrelétricas,
Mercado e Meio Ambiente. Além da produção de livros e cartilhas
bem como a realização de cursos de especialização.
Segundo a editora chefe da editora PennWell e responsável
pela premiação, Marla Barnes, a escolha do Centro se dá por sua
representatividade no setor, principalmente como referencia em
pequenas centrais. Além de celebrar, também, o centenário da
Universidade Federal de Itajubá.
Para o Secretário Executivo do CERPCH, professor Geraldo
Lúcio Tiago Filho, receber esse prêmio é de grande importância
não só para Centro como, também, para todos os colaboradores.
“Essa premiação faz com que sejamos motivados a investir cada
vez mais em pesquisas e comunicação”, afirma Tiago Filho.
6
The National Reference Center in Small Hydropower Plants
(CERPCH) of Federal University of Itajubá (UNIFEI) received , an
award for the relevant studies and work performed in renewable
energy field in fifteen years of performance from HRW-Hydro
Review Worldwide and Hydro Review magazines and the Hydro
Vision Brazil event.
CERPCH has as an objective to disseminate information
through the publication of Hidro & Hydro, previously called PCH
Notícias (SHP News), the portal www.cerpch.org.br, holding
Scientific technical events such as the Conference of Hydropower
Plants, Market and Environmental; Along with the production of
books and booklets, as well as offering specialization courses.
According to the chief editor of PennWell publishing house ,
Marla Barnes, responsible for the award, the choice of the Center
is given by its representation in the sector, mainly as a reference
in small plants. And also celebrating the centennial of the Federal
University of Itajubá.
According to the executive Secretary of CERPCH, Professor
Geraldo Lúcio Tiago Filho, receiving the award is of great
importance not only for the Center but also for all its collaborators.
“This award makes us motivated to invest more in research and
communication”, says Tiago Filho.
Technical Articles Seccion
TECHNICAL ARTICLES
GESTÃO DE ENERGIA BASEADO NA UTILIZAÇÃO DOS CONCEITOS DA MANUFATURA ENXUTA..................................................... 8
energy management based on use of lean manufacturing concepts
Anderson Sales Porto
Avaliação da complementaridade dos potenciais hídricos
e eólicos sazonalmente na bacia do Rio Verde Grande-MG.........................................................................................13
Evaluation of the complementarity of water and wind potential
seasonally in the basin of Verde Grande river – MG
Rafael Guerra
ARTIGOS TÉCNICOS
Estudos de distribuição de velocidade com técnicas
de CFD para tubulação de derivação de água em sistema de abastecimento de água................................................ 17
Studies on speed distribution with CFD techniques for water derivation pipe in water supply system
Ivan Felipe dos Santos, Fernando das Graças Braga da Silva, Geraldo Lúcio Tiago Filho, Regina Mambeli Barros
IAHR DIVISION I: HYDRAULICS
TECHNICAL COMMITTEE: HYDRAULIC MACHINERY AND SYSTEMS
Classificação Qualis/Capes
B5
B4
ENGENHARIAS I; III e IV
Biodiversidade
Interdisciplinar
Áreas de: Recursos Hídricos
Meio Ambiente
Energias Renováveis
e não Renováveis
A revista está indexada no DOI sob o prefixo 10.14268
7
ARTIGOS TÉCNICOS
GESTÃO DE ENERGIA BASEADO NA UTILIZAÇÃO
DOS CONCEITOS DA MANUFATURA ENXUTA
Anderson Sales Porto
1
Resumo
Este artigo apresenta algumas ferramentas da manufatura enxuta que podem ser aplicadas na gestão de energia, bem como exemplos de
aplicação destas ferramentas para melhorar a eficiência energética. A manufatura enxuta é uma filosofia de gestão focada na redução de
desperdícios; existem vários planos e programas que utilizam os princípios da manufatura enxuta para explorar os tipos de desperdícios
e a forma como estes afetam o processo. Há muitas razões para integrar a eficiência energética aos conceitos da manufatura enxuta;
reduções de energia consideráveis normalmente caminham lado a lado com atividades da manufatura enxuta por causa do foco em
eliminar atividades que não adicionam valor. Apresentar as ferramentas da manufatura enxuta para aplicação na gestão de energia é uma
oportunidade para que outras organizações possam utilizar, também, estes conceitos para melhorar o desempenho energético e alcançar
objetivos de redução com a diminuição de desperdício. Assim, neste trabalho buscou-se verificar como as ferramentas da manufatura
enxuta podem ser aplicadas em organizações. Para atender este objetivo, foi realizado um estudo de literatura e pesquisa relacionada à
utilização das ferramentas da manufatura enxuta para a melhoria da eficiência energética em organizações. Conclui-se que a aplicação
das ferramentas da manufatura enxuta na gestão de energia, pode contribuir para que as organizações consigam reduzir o consumo de
energia e por consequência reduzir os seus custos.
Palavras-chave: Energia, manufatura enxuta, gestão.
energy management based on use
of lean manufacturing concepts
ABSTRACT
This article presents some lean manufacturing tools that can be applied for energy management, as well as applying examples of
lean tools to improve energy efficiency. Lean manufacturing is a management philosophy focused on reducing waste; there are
several programs that use the lean principles to explore the various types of waste and how they affect the process. There are many
reasons to integrate energy efficiency to the lean manufacturing concepts; considerable power reductions often go hand in hand with
activities of lean because the lean manufacturing focus on eliminating non-value added activities. Present the lean manufacturing
tools for energy management use is an opportunity for other organizations may also use these concepts to improve performance and
achieve energy reduction goals with a decrease in waste. Thus, this study tried to determine how the lean manufacturing tools can
be applied in organizations to reduce the energy consumption. To meet this goal, a literature review and a research related to the use
of lean manufacturing tools to improve energy efficiency in organizations was performed. It is concluded that the application of lean
manufacturing tools in the management of energy, can contribute to the organizations to reduce energy consumption and therefore
reduce their costs.
Keywords: Energy, lean manufacturing, management.
1. Introdução
A importância dos programas de redução de custos dentro de
uma organização é de vital importância; para que as organizações
se tornem mais competitivas é necessário cortar gastos para
atingir o sucesso. Moretão (2009) explica que a competitividade
acentua ainda mais a necessidade de uma gestão de custos
eficaz, visando obter a excelência empresarial, de modo que,
custos mal calculados e mal incorporados aos produtos, afetam
profundamente a empresa, independente de porte, ramo ou
mercado atuante.
Emplementar estratégias de redução de custos pode ser o
fator determinante para a sobrevivência de um negócio; desta
forma, é necessário que as empresas procurem alternativas para
reduzir os custos e eliminar todos os desperdícios é um caminho.
Neste sentido, Zanluca (2009) informa que uma empresa que
possui um sistema de controle de custos eficientes consegue
controlar suas atividades, tendo como finalidade, a redução dos
custos de seus produtos e a melhora da produtividade, obtendo
assim, vantagem competitiva frente à concorrência, aumento
da demanda, obtendo como resultado, a ampliação de sua
importância no mercado.
Por tradição, a energia elétrica tem sido administrada como
um custo, uma despesa a ser controlada, uma conta a ser
paga. Porém, diante da necessidade de redução de custos, uma
nova perspectiva em relação à energia deve ser considerada,
especialmente quando a mesma é utilizada para produção.
Segundo Salazar (2012), a energia é um dos principais insumos de
produção nos setores energo intensivos e seu custo representam
importantes parcelas nas estruturas de custos das empresas.
Em um processo de produção, as organizações não somente
precisam conhecer onde a energia elétrica está sendo utilizada,
mas principalmente gerenciá-la como um insumo no seu processo
de produção, que sendo bem administrado pode sustentar e
manter o negócio lucrativo.
Para Liker (2005), os desperdícios se escondem por toda
parte na produção. Todos os desperdícios se tornam parte dos
1
UFES. Universidade Federal do Espírito Santo. Centro Universitário Norte do Espírito Santo. Aluno do programa de pós-graduação – Mestrado em Energia.
E-mail: [email protected]
8
Hidro&Hydro: PCH Notícias & SHP News, 58 (1), Jul,ago,set/2013, da pág. 08-12
TECHNICAL ARTICLES
custos, portanto, são pontos relevantes na busca pela redução
de custos.
De acordo com a publicação “Brasil Sustentável, série horizontes da Competitividade Industrial”, trabalho realizado pela empresa
Ernst & Young e pela Fundação Getúlio Vargas, até 2030 ocorrerá
um aumento aproximado de 30% nos custos de energia elétrica.
Portanto, enxergar a redução de consumo de energia elétrica como
um caminho para a vantagem competitiva é fundamental.
A manufatura enxuta é um sistema de produção cujo principal
foco é a identificação e posterior eliminação dos desperdícios
(WOMACK e JONES, 1996). A aplicação da manufatura enxuta
alcança ótimos resultados, uma vez que, atuando na eliminação
de desperdícios é possível reduzir os custos de produção.
Segundo Liker (2005), este sistema de produção foi
desenvolvido por Shigeo Shingo para a Toyota Motor Company
na década de 50 no Japão; momento este, no qual esta empresa
estava passando por um período de crise e, portanto, necessitava
desenvolver novos meios de produção com o objetivo de reduzir
custos para garantir a sua permanência no mercado.
A filosofia do Sistema de Produção Enxuta parte do princípio
de que há desperdício em todos os lugares em uma organização
(ALMEIDA, 2004 apud Moraes e Sahb, 2004). O uso desnecessário
de energia elétrica é um desperdício e desta forma, por meio da
aplicação dos conceitos do sistema de manufatura enxuta podese reduzir custos.
Neste sentido, por meio de uma revisão e exemplos de
aplicações práticas, o objetivo deste artigo é mostrar que é
possível economizar energia elétrica, por meio da utilização das
ferramentas da manufatura enxuta. O tema tornou-se um objeto
de estudo por se tratar de ferramentas simples que pode ajudar
as organizações em relação à gestão do consumo de energia.
2. Manufatura enxuta: Definição e ferramentas
Anderson et al. (2006) definem manufatura enxuta como
uma abordagem sistemática para identificar e eliminar os
desperdícios, por meio de um processo de melhoria contínua em
busca da perfeição a partir das necessidades dos clientes. Villiers
(2006) relata que, de modo geral, a filosofia da manufatura
enxuta é reduzir de forma contínua as perdas em todas as áreas
e de todas as formas.
A manufatura enxuta, que também é conhecida como Sistema
Toyota de Produção (STP), teve início na década de 1950, no
Japão, mais especificamente na empresa Toyota Motor Company;
a manufatura enxuta é uma filosofia operacional que surgiu da
necessidade da Toyota Motor Company se tornar uma empresa
mais competitiva em relação às empresas automobilísticas
americanas. De acordo com Womack et al. (1992), foram Eiiji
Toyoda e Taiichi Ohno, da Toyota Motor Company, que perceberam
que a manufatura em massa não funcionaria no Japão e, então,
adotaram uma nova abordagem para a produção, a qual tinha
como base a eliminação de desperdícios.
Apesar da manufatura enxuta, muitas vezes ser divulgada e
entendida como algo novo, na verdade, muitos de seus princípios
são trabalhos de pioneiros como Deming, Taylor e Skinner
(James-Moore & Gibbons, 1997).
Atualmente, empresas do mundo todo nos mais diferentes
ramos de negócios utilizam as ferramentas da manufatura enxuta
em todas as suas atividades, com o objetivo de aumentar seus
ganhos por meio da eliminação de desperdícios ao longo de seus
processos produtivos. Segundo Toomey (1994), com a melhoria
das operações de manufatura decorrente da implantação dos
conceitos da manufatura enxuta, a gestão de custos também
deve melhorar.
Segundo Scuccuglia; Lima (2004), as empresas, além de
melhorarem seus processos, produtivos, estão em busca de
alternativas para aperfeiçoarem seus processos administrativos,
visando melhorar o atendimento aos clientes e agilizar estes
processos.
3. G
estão de energia: Aplicação das ferramentas
da manufatura enxuta
Para melhorar os processos por meio da aplicação dos
conceitos da manufatura enxuta, se faz necessário a utilização
de ferramentas nos processos de gestão. De acordo com Liker
(2004), a manufatura enxuta é um sistema projetado para
fornecer as ferramentas para que as pessoas possam melhorar
continuamente o seu trabalho.
Segundo Liker (2004), o sistema (manufatura enxuta) pode
ser resumido em 14 princípios. Com foco em oportunidades de
redução de custos de energia elétrica, este capítulo apresenta
e descreve algumas ferramentas e exemplos de aplicações
baseados em alguns dos 14 príncípios da manufatura enxuta,
são eles:
Conduzir eventos de Kaizen voltados para Energia;
Usar o MPT (Manutenção Produtiva Total) para reduzir o
desperdício de energia em equipamentos;
Projetar o “layout” do processo para melhorar o fluxo e
reduzir o consumo de energia;
Incentivar a redução de energia elétrica por meio da
utilização de trabalho padrão e controles visuais;
3.1 KAIZEN: Conceito e características
Kaizen é uma palavra japonesa que significa melhoria. De
acordo com Sharma (2003, p. 109 – 1), a palavra Kaizen é a
fusão de dois caracteres japoneses “KA” e “ZEN” conforme
ilustrado na figura 1, significa respectivamente “mudar” e “bem”.
Fonte: Sharma e Moody (2003, p114)
FIG. 1: Kaizen: palavra de origem japonesa
A palavra Kaizen foi usada no Japão por muitos anos como
parte do vocabulário diário, porém, esta palavra adquiriu um
significado novo nas indústrias japonesas a partir do século
XX. Passou a representar a prática de melhorias por meio da
eliminação de desperdícios com o envolvimento de todos os
funcionários. Segundo Aragon (2005), o Kaizen esta pautado na
eliminação de desperdícios com base no bom senso, no uso de
ferramentas baratas que se apoiem na motivação e criatividade
dos colaboradores para melhorar a prática de seus processos.
Conforme pode ser visualizado na figura 2, Masaaki Imai
apresenta o Kaizen como um conceito guarda-chuva que abrange
todas as técnicas de melhoria (IMAI, 1994).
Nos últimos anos, as indústrias estão utilizando o Kaizen
para melhorar os seus processos e como consequência, criar
uma vantagem competitiva. O sucesso do Kaizen depende do
envolvimento dos funcionários; é um esforço contínuo com efeito
cumulativo que se mantido é uma estratégia poderosa. Kaizen
significa melhoramento em todas as áreas, seja melhoramento
na vida pessoal, na vida doméstica, na vida social e no trabalho.
9
ARTIGOS TÉCNICOS
3.3 Etapas para a realização de eventos de Kaizen.
KAIZEN
• Orientação para o
consumidor
• TQC (controle total
da qualidade)
• Robótica
• Círculos de CQ
• Sistema de sugestões
• Automação
• Disciplina no local
de trabalho
• MPT (manutenção
produtiva total)
FIG. 2: O guarda chuva do Kaizen.
• Kanban
• Melhoramento
da qualidade
• "Just-in-time"
• Zero defeitos
• Atividades em grupos
pequenos
• Relações cooperativas
entre administração e
mão de obra
• Melhoramento da
produtividade
• Desenvolvimento
de novos produtos
Fonte: Imai (1994, p. 4).
3.4 M
anutenção Produtiva Total (MTP):
Conceito e características.
3.2 Eventos de Kaizen voltados para energia
Depois de identificar as áreas de produção que consomem
grandes quantidades de energia, pode-se ainda analisar e
eliminar práticas de desperdício por meio de eventos Kaizen.
Os eventos Kaizen são atividades de melhoria contínua, onde os
princípios da manufatura enxuta são aplicados.
Os eventos de Kaizen podem criar oportunidades para que
sejam estudadas formas de eliminar desperdícios de energia
elétrica. Além de criar oportunidades, existe outro aspecto muito
importante no Kaizen: o envolvimento de todos os empregados.
Os empregados podem desempenhar uma função vital no
melhoramento dos padrões, especialmente por meio de um
sistema de sugestões que no Kaizen é muito estimulado, e tem,
como uma das consequências positivas, pessoas mais dispostas a
seguir os novos padrões por elas mesmas propostos. (IMAI, 1994).
De 1999 a 2005, a Eastman Kodak Company, comumente
conhecida como Kodak, usou os eventos de Kaizen para gerar um
total de US$ 14 milhões em economia anual de energia. O quadro
1 mostra exemplos de oportunidades de economia de energia
identificadas durante um evento de Kaizen.
Quadro 1: Exemplo de oportunidades encontradas durante um
evento de Kaizen
Desperdício de energia
identificado
Plano de ação
Economia
Ventiladores principais
(Sistema de ar condicionado)
operam 24 horas/dia.
Utilizar os ventiladores apenas
em horários críticos, estabelecer
um calendário.
$47,000
Os motores dos ventiladores
estão superdimensionados.
Reduzir a potência dos motores.
$27,000
Alguns exaustores funcionam
24 horas/dia.
Alterar os exaustores para duas
velocidades e programar para
funcionar em baixa velocidade
durante as horas de folga.
$18,000
As luzes da sala estão sempre Instalar sensores de movimento
ligadas e emitem mais luz do para controlar as luzes e reduzir
que o necessário.
o número de lâmpadas.
$25,000
As bombas de recirculação de
água estão em funcionamento, Desligar e remover as bombas.
mas sem necessidade.
$20,000
Por volta de 1971, no Japão, surgiu a Manutenção Produtiva
Total, desenvolvida nas concepções do Sistema Toyota de
Produção, com o objetivo principal de “aumentar a rentabilidade
dos negócios por meio da eliminação das falhas por quebras
de equipamentos, reduzindo o tempo gasto para preparação
dos equipamentos, mantendo a velocidade do maquinário,
eliminando pequenas paradas e melhorando a qualidade final
produto.” (WILLMOT, 1994).
A Manutenção Produtiva Total (MTP) é uma ferramenta da
manufatura enxuta que se concentra em melhorar a eficácia dos
equipamentos do processo. Utilizar a Manutenção Produtiva Total
como ferramenta de gestão para reduzir o desperdício de energia
em equipamentos é um caminho. A Manutenção Produtiva Total
é uma filosofia gerencial que atua em todo o processo produtivo
e não somente na manutenção, isto é, na organização, mas nas
pessoas e nos problemas. (MARTINS E LAUGENI, 2005).
A Manutenção Produtiva Total, enfoca as perdas que afetam a
eficiência dos equipamentos, estas perdas podem ser agrupadas
em seis grandes grupos, denominadas como as seis grandes
perdas do MTP, que são (SUZUKI, 1993; IRELAND, 2001):
Avarias;
Preparativos e ajustes;
Operação ociosa e paradas menores;
Redução de velocidade;
Defeitos e retrabalhos;
Perdas de arranque;
Eliminar as seis grandes perdas expostas acima, significa
maximizar a produtividade dos equipamentos ao longo da sua vida.
Com equipamentos adequados e com o sistema de manutenção
implantado, é possível reduzir defeitos e economizar nos custos
de energia elétrica.
3.5 Manutenção Autônoma
Fonte: Quadro adaptado de Eastman Kodak Company, 2004.
10
A execução de um evento de Kaizen, geralmente, tem uma
duração de 2 a 10 dias, isto depende das ferramentas que
são utilizadas (algumas ferramentas ou todas as ferramentas
demonstradas no guarda-chuva Kaizen, conforme a figura 02).
Uma equipe de funcionários treinados identifica e implementa
mudanças no processo para reduzir desperdícios. O evento de
Kaizen, de forma geral, seguem algumas etapas (Imai, 1992;
Raphael, Butz et al 2003; Kenneth 2005.):
Observar o processo para identificar problemas;
Preparar o projeto e o plano para melhoria e novos processos;
Recolher os comentários e sugestões (Brainstorm) emitidas
pela equipe;
Preparar o relatório sobre o que foi realizado e o que ainda
precisa ser feito, incluindo um plano para futuras mudanças
a serem implementadas;
É importante revisar os resultados encontrados durante os
eventos de Kaizen a fim de familiarizar o time com informações
que podem ser utilizadas para identificar desperdícios de energia
e garantir que as oportunidades de redução de energia são
identificadas como parte da implementação da manufatura enxuta.
Este capítulo se concentra em descrever as oportunidades de
economia de energia associados à manutenção autônoma. Muitas
práticas simples para melhorar a eficiência energética podem ser
implementadas sem a necessidade de muito esforço. O conceito
de manutenção autônoma já capta uma série de melhores
TECHNICAL ARTICLES
práticas, tais como limpeza, lubrificação adequada, e as práticas
de manutenção padronizada. O quadro 2 mostra exemplos de
oportunidades de economia de energia por meio da aplicação de
estratégias que integram a manutenção produtiva total.
1. I ntegrar as oportunidades de redução de energia dentro do contexto das
atividades de manutenção autônoma.
so, e saber o que está sendo feito corretamente e o que está fora de
lugar. Os benefícios trazidos pela gestão visual estão relacionados
com a possibilidade de medição do desempenho da fábrica, ajudando
as equipes a atingirem seus objetivos (PARRY; TURNER, 2006).
Controles visuais são usados para reforçar os procedimentos
padronizados e para exibir o status de uma atividade de modo
que cada empregado possa vê-lo e tomar as medidas adequadas.
Controles visuais padronizam melhores práticas para equipamentos, para o da energia, e pode ser adotado em toda a instalação.
2. T
reinar os funcionários sobre como identificar desperdícios de energia e
como aumentar a eficiência dos equipamentos por meio de manutenção e
operação.
Quadro 2: Estratégias para integrar os esforços de redução de
energia ao MTP
Quadro 2: Estratégias para integrar os esforços de redução de
energia ao MTP.
3. R
ealizar eventos de Kaizen voltados para energia para tornar os
equipamentos mais eficientes.
Fonte: Quadro adaptado de Lean, Energy & climate toolkit, 2011.
3.6 Trabalho padrão: Conceito e características.
Não se pode pensar em manufatura enxuta sem a existência
de trabalho padronizado, tido como um fator fundamental para
garantir um fluxo contínuo de produção. Sendo assim, ele se torna
uma das práticas essenciais da manufatura enxuta (FERREIRA;
REIS; PEREIRA, 2002).
O conceito de padronização é utilizado na manufatura para
manter a estabilidade nos processos, garantindo que as atividades
sejam realizadas sempre numa determinada sequência e da
mesma forma, num determinado intervalo de tempo e com o
menor nível de desperdícios, conseguindo elevada qualidade e
alta produtividade.
É a base para realizar as futuras melhorias, eliminando mais
desperdícios e encurtando ainda mais o lead time. (NISHIDA, 2007).
De Acordo com Dennis (2008), o trabalho padronizado é
a maneira mais segura e eficaz de realizar o trabalho como é
conhecido em um determinado momento.
1. S
inalização de tubulações com código de cores para ajudar os operadores
rapidamente identificar e relatar informações importantes, por exemplo,
vazamentos.
2. I nstalação de avisos, com o objetivo de lembrar os funcionários, por
exemplo, desligar interruptores ou tomadas de energia, desligar o
equipamento que não estiver em uso.
3. I dentificar o custo anual de energia e exibi-lo no equipamento para
sensibilizar e incentivar os funcionários a economizar energia.
Os controles visuais também são ferramantas poderosas
para enxergar os resultados reais em relação às metas e para
encorajar melhorias. A figura 3 mostra um sistema de controle
visual que mostra o consumo de energia diário.
3.7 Trabalho Padrão: Redução de consumo de energia
Trabalho padrão é o estágio final da implementação da manufatura enxuta na medida em que ajuda a sustentar as melhorias já
implementadas e serve como base para futuros esforços de melhoria contínua (Kaizen). De acordo com Liker & Meier (2007), o trabalho padronizado deve ser uma base para o Kaizen, se um trabalho
é realizado cada vez de uma maneira, não há base para avaliação.
Uma organização pode maximizar os ganhos com a redução
de energia por meio da incorporação de melhores práticas no
padrão de trabalho. O quadro 3 mostra exemplos de aplicação
do trabalho padronizado como estratégias para a redução do
consumo de energia.
Quadro 3: Exemplos de aplicação do trabalho padrão com o
objetivo de reduzir o consumo de energia.
1. C
onstruir melhores práticas de redução de energia em materiais de
treinamento, em trabalho padrão para a operação e manutenção dos
equipamentos.
2. I ncluir dicas para a redução de energia de redução em reuniões semanais
de equipe semanais e em boletins mensais.
3. A
dicionar melhores práticas de redução de energia nos “checklists”
utilizados na implementação do 5S.
3.8 Controles visuais.
O controle visual é um princípio fundamental na manufatura enxuta. Em processo que possui um sistema de controle visual qualquer pessoa não familiarizada com o processo pode em questão de
minutos, saber que está acontecendo, pode compreender o proces-
Fonte: Indianapolis museum of art
4. Considerações finais
Este trabalho, por meio de pesquisa e do estudo de literatura,
constatou que as ferramentas da manufatura enxuta auxiliam na
eliminação de desperdícios e na melhoria dos processos como um
todo, reduzindo custos e, portanto, é uma ferramenta de muito
valor para a obtenção de vantagens competitivas. Constatou-se
também que sendo a energia elétrica um dos principais insumos
de produção e que existe uma previsão de aumento nos custos
de energia elétrica para os próximos anos, é de fundamental
importância que a energia elétrica seja administrada com maior
eficiência.
Por meio da utilização dos princípios e ferramentas da manufatura enxuta para a redução de consumo de energia elétrica,
nesta pesquisa pode-se perceber que, organizações alcançaram
resultados muito positivos.
11
ARTIGOS TÉCNICOS
Desta forma, por meio das ferramentas da manufatura enxuta
e também por meio dos exemplos de aplicação destas ferramentas
apresentadas neste trabalho, pode-se concluir que é possível integrar e aplicar os conceitos da manufatura enxuta para a redução
de custos de energia elétrica, uma vez que o foco principal da
manufatura enxuta é a eliminação de desperdícios e o uso desnecessário de energia de elétrica é um desperdício, não adiciona valor e, portanto, precisa ser eliminado de qualquer processo.
Considera-se que o objetivo deste trabalho foi atingido,
com base na literatura estudada e nos exemplos de aplicação
pesquisados, a aplicação das ferramentas da manufatura enxuta
deve ser incentivada para a redução de custos de energia elétrica.
Neste sentido, cabe ressaltar que pesquisas futuras devem ser
realizadas propondo a aplicação dos conceitos e das ferramentas da
manufatura enxuta demonstradas neste trabalho, com o objetivo
de mensurar a quantidade de energia que é possível economizar
através da aplicação das ferramentas da manufatura enxuta em
organizações. Espera-se também que o presente trabalho auxilie as
organizações em seus processos e programas de gestão para que
estas possam aplicar os conceitos e as ferramentas da manufatura
enxuta em suas organizações com o objetivo de melhorar o
desempenho energético e alcançar vantagem competitiva.
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TECHNICAL ARTICLES
avaliação da complementaridade dos potenciais hídricos
e eólicos sazonalmente na bacia do rio verde grande-mg
Avaliação da complementaridade dos potenciais hídricos
e eólicos sazonalmente na bacia do Rio Verde Grande-MG
Rafael Guerra
1
RESUMO
A ampliação da matriz energética do país vem sendo cada vez mais necessária acompanhada ao alto crescimento econômico que o Brasil
promove nos últimos anos. A ampliação da capacidade instalada por fontes convencionais de geração de energia (hidrelétricas e térmicas)
vem encontrando dificuldades no que diz respeito a licenciamento ambiental, principalmente em grandes projetos. Nesse sentido, estratégias
para o melhor aproveitamento de potencial energético de uma região, a partir de fontes renováveis de energia, tem se tornado cada vez
mais importante para o planejamento energético brasileiro. O presente estudo avalia sazonalmente (mês a mês), a complementaridade
dos potenciais de geração de energia elétrica, por fonte hídrica e eólica, na bacia do rio Verde Grande, localizado na região norte de Minas
Gerais. Assim como a maior parte da região Nordeste, o local escolhido não apresenta grandes potenciais de geração hídrica, além disso,
a maioria dos rios é intermitente, dificultando a geração no período de seca. No entanto, nesse período a região se dispõe de melhores
regimes de afluência de ventos.
Palavras-chave: Matriz Energética, Complementaridade, Potencial hídrico, Potencial eólico.
Evaluation of the complementarity of water and wind potential
seasonally in the basin of Verde Grande river – MG
ABSTRACT
The enlargement of the energy mix of the country is being more and more necessary accompanied to the high economical growth that Brazil
promotes in the last years. The desire to increase the capacity installed by the conventional sources of generation of energy (hydroelectric
power stations and thermal) is having difficulties in what says respect to environmental licensing, mainly in great projects. However,
strategies for the best utilization of energy potential of a region, from renewable energy sources , has become increasingly important for
the Brazilian energetic planning. In this context, the present study evaluates seasonally (month to month), the complementarity of the
potential of electric power generation, for source water and wind, in the basin of the Verde Grande river, located in the northern region of
Minas Gerais. As well as the greater part of the Northeast region, the place chosen not presents great potential of hydropower generation,
in addition, the majority of the rivers and intermittent, making it difficult for the generation in the period of drought. However, in this
period the region offers bests influx of winds.
KEYWORDS: Mix energy, Complementarity, Hydropower potential, Wind potential.
1. INTRODUÇÃO
Diante do alto crescimento econômico que o Brasil vem
promovendo nos últimos anos torna-se cada vez mais necessária
a ampliação da matriz energética do país. No setor elétrico, o
incremento de capacidade, pelas fontes convencionais de geração
de energia, vem atravessando dificuldades com licenciamento
ambiental. Com isso, tem se intensificado o uso das fontes
renováveis para a geração de energia elétrica, com pequenas
e médias usinas, no Brasil. Podem-se citar um exemplo recente
de um leilão de energia promovido pelo Governo Federal, em
setembro de 2010, quando foram leiloados cerca de 4 GW
de potência eólica a um custo de quase 131 R$/MWh, custo
competitivos as pequenas centrais hidrelétricas [1].
Diferentemente da maioria dos países do mundo, a base
da matriz de geração de energia elétrica do Brasil é composta
na sua grande maioria por fontes renováveis, essencialmente
hídricas, no entanto, ainda existem grandes potenciais a serem
aproveitados [2]. Segundo [3], até hoje, o país aproveitou
somente um terço do potencial de geração de energia elétrica
por fonte hídrica e ainda existem potenciais de cerca de 300
GW a serem aproveitados pela geração eólica. Não obstante, no
caso dos potenciais hidrelétricos, os maiores potenciais localizam
longe dos grandes centros consumidores o que dificulta o
aproveitamento dos mesmos, devido principalmente, ao aumento
de custos com transmissão.
A seguir a Tabela 1 apresenta as capacidades instaladas e
os índices de aproveitamento dos potenciais hidrelétricos das
principais bacias do país. Podem-se perceber que ainda existem
grandes potenciais a serem aproveitados.
Assim como a maior parte da região Nordeste, a região norte
de Minas Gerais não apresenta grandes potenciais de geração
hídrica, além disso, a maioria dos rios é intermitente, dificultando
a geração no período de seca. No entanto, nesse período a região
se dispõe de melhores regimes de afluência de ventos. Neste
contexto, o aproveitamento eólico pode-se tornar viável uma vez
que, em sistemas híbridos (hídricos e eólicos), o excedente da
capacidade de produção de energia elétrica pode ser armazenado
nos reservatórios das usinas hidrelétricas, para substituírem
eventuais escassezes hídricas, ou permitir o controle da vazão à
preservação de outras atividades como, por exemplo, a agrícola.
Diante deste cenário, estudos de complementaridade entre as
formas de geração de energia hídrica e eólica vêm se tornando
cada vez mais importantes para o planejamento
energético do país. Deste modo o objetivo do presente estudo
é verificar a complementaridade dos potenciais hídricos e eólicos
sazonalmente (mês a mês) na sub-bacia do Verde Grande- MG.
UNIFEI/Campus Itabira, e-mail: [email protected]
1
13
ARTIGOS TÉCNICOS
Tabela 1: Capacidade Instalada (MW) e Índices de aproveitamento por bacia hidrográfica [2].
Bacia
Código
Estimado
Inventariado
(MW)
% em relação
ao total
(MW) [a]
Total (MW)
% em relação
ao total
(MW) [b]
% em relação
ao total
Rio Amazonas
1
64.164,49
78,8
40.883,07
23,0
105.047,56
40,6
Rio Tocantins
2
2.018,80
2,5
24.620,65
13,9
26.639,45
10,3
Atlântico Norte/Nordeste
3
1.070,50
1,3
2.127,85
1,2
3.198,35
1,2
Rio São Francisco
4
1.917,28
2,4
24.299,84
13,7
26.217,12
10,1
Atlântico Leste
5
1.779,20
2,2
12.759,81
7,2
14.539,01
5,6
Rio Paraná
6
7.119,29
8,7
53.783,42
30,3
60.902,71
23,5
Rio Uruguai
7
1.151,70
1,4
11.664,16
6,6
12.815,86
5,0
Atlântico Sudeste
8
2.169,16
2,7
7.296,77
4,1
9.465,93
3,7
Total
-
81.390,42
100
177.435,57
100
258.825,99
100
2. Modelagens para estimativa dos potenciais
hídricos e eólicos
Para a elaboração do estudo de avaliação de complementaridade
hídrica e eólica da bacia do Rio Verde Grande, realizaram-se as
seguintes etapas metodológicas:
a)Caracterização da bacia do Verde Grande quanto à área,
queda bruta, etc.
b)Obtenção de séries históricas de vazão, a partir de
informações disponibilizadas pela Agência Nacional das
Águas (ANA) no HidroWeb e séries históricas de velocidades
de vento, a partir de informações de Plataformas de
Coletas de Dados (PCDs) do INMET.
c)Cálculo do potencial hídrico sazonalmente (mês a mês), a
partir de modelos queda/vazão.
Para a avaliação do potencial hídrico utilizou-se a seguinte equação:
Ea=g.ηT.ηG.(1-φ).q.AD.HB
Eq. (1)
Onde:
Ea -Energia elétrica assegurada do aproveitamento hidráulico (MWméd);
HB - Queda bruta do aproveitamento (m).
AD-Área de drenagem da bacia hidrográfica do rio em
análise (km²).
q - Vazão específica média de longo termo (l/s.km²).
ηT - Rendimento da turbina, em torno de 90%;
ηG - Rendimento do gerador, em torno de 90%;
φ -Perda de carga hidráulica no circuito hidráulico constituído
por: tubulação, adução, túnel, canal, etc. O valor
estimativo é 3% da casa de força ao pé da barragem.
g - Aceleração da gravidade (9,81 m/s²).
A Equação (2) apresenta como calcular a potência instalada
(PI) de referência do aproveitamento hidráulico.
Eq. (2)
PI = Ea/Fk
Onde:
PI -Potência elétrica instalada do aproveitamento hidrelétrico
(MWinst);
Fk -Fator de Capacidade de referência do aproveitamento
(0,5 a 0,6).
d)
Cálculo do potencial eólico sazonalmente, a partir da
distribuição de Weibull das velocidades dos ventos,com
base em séries históricas do CPTEC/INPE.
Para a avaliação do potencial eólico, com base na série
histórica de ventos e distribuição de Weibull que representa a
mesma, é utilizada a Equação (3), que calcula a potência de uma
turbina eólica instalada.
14
Eq. (3)
Onde:
PG - 0,59,η_t,ρ_ar,A,V
PG - Potência eólica gerada em (MWméd);
0,59 - Coeficiente de Betz;
ηt
- Rendimento da turbina eólica;
ρar -Massa específica do ar (em geral, utiliza-se o valor
médio de 1,225 kg/m³);
A -Área varrida pelas pás do rotor da turbina (m²);
V - Velocidade do vento (m/s).
O limite de Betz indica que, mesmo para os melhores
aproveitamentos eólicos (turbinas de 2 ou 3 pás de eixo horizontal), recupera-se apenas um máximo de 59% da energia do
vento, o que significa que Cp máximo (teórico) é 0,59.
Para o levantamento da distribuição de Weibull, corrigiram-se
as velocidades da séries histórica pela altura da torre, considerada
para a avaliação do potencial, de acordo com a seguinte equação:
Vc = Vr.(
Hc α
)
Hr
Em que:
Vc -Velocidade corrigida para a altura em que se localiza o
eixo da turbina (m/s)
Vr - Velocidade de referência, obtida na série histórica(m/s)
Hr -Altura de referência, em que se localiza o anemômetro
na estação meteorológica (10m)
Hc - Altura corrigida para a altura da torre (50m)
α -Coeficiente de ajuste – 0,2 de acordo com a norma IEC
614000
Cabe observar que os valores obtidos pela estação
meteorológicas não foram corrigidos pelos efeitos de rugosidade,
orografia e obstáculos, já que o local em que a estação
meteorológica está instalada é semelhante, nestes aspectos, com
os locais selecionados para a simulação do potencial eólico.
3. Resultados e discussão
A bacia hidrográfica do rio Verde Grande está localizada entre
os paralelos 14020’ e 17014’ de latitude Sul e meridianos 42030’
e 44015’ de longitude Oeste (Comitê da Bacia do Verde Grande).
O rio nasce em Bocaiúva – MG e tem sua foz em Malhada
na Bahia, onde deságua no rio São Francisco. Sua bacia tem
área de 31.410 km² que abrange 8 municípios na Bahia (13%
da área total) e 27 municípios em Minas Gerais (87% da área
total). A população é de 741,5 mil habitantes (ano de 2007),
que corresponde a cerca de 5% da população total da bacia do
São Francisco. Dentro da sub-bacia do São Francisco, escolheuse o município de Espinosa-MG para a análise do potencial eólico,
devido à uma menor dificuldade em se obter uma série histórica
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de ventos, possuindo, portanto, uma plataforma de coleta de
dados anomométricos na região. A figura a seguir mostra os
municípios englobados pela bacia do Verde Grande e destaca o
município de Espinosa- MG:
No que diz respeito às séries históricas de ventos da bacia,
escolheu-se a plataforma localizada na cidade de Espinosa-MG.
Conseguiram-se uma série completa com medições de quinze em
quinze minutos dos últimos dois anos, fornecida pelo INMET.
Com a série histórica de vazões de mais de 10 anos e aplicando
as Equações (1) e (2) calcularam-se o potencial hídrico de forma
sazonal, como apresenta a Figura 1.
Para as estimativas do potencial eólico utilizaram-se a
distribuição apresentada na Figura 3, bem como a Equação (3). A
distribuição de Weibull apresenta dois parâmetros que permitem
ajustar a forma e a escala da curva, em que: o fator “k” indica
a forma de distribuição de ventos e o fator “c” indicando a
escala. De acordo com [4] apud [7], o parâmetro c relacionase com velocidade média do vento verificada no local projetado
(Vv≈0,9c) quando os valores de k estão, usualmente, entre 2 e 3.
Os valores das velocidades do vento obtidos são disponibilizados
no atlas eólico que contém a representação de velocidades do
vento (Vv) tendo como parâmetro a altura de 50m do solo e
utilizando-se da modelagem numérica dos ventos de superfície
terrestre (MesoMap).
A Figura 3 mostra a frequência de velocidade de ventos
associados à distribuição de Weibull da cidade de Espinosa-MG,
situada na bacia do Verde Grande.
FIG.1: Bacia do Verde Grande (Plano de Recursos Hídricos da bacia do Rio
Verde Grande 2011)
Segundo o Plano de Recursos Hídricos da bacia do Verde
Grande estima-se que a área atualmente irrigada na bacia seja
de 22.000 km². A configuração da bacia é alongada, com sentido
sul-norte, coincidente com o do rio principal, que sofre uma
mudança para uma direção aproximada leste-oeste próxima a
confluência com o rio São Francisco.
A bacia possui uma altitude média de 840m, conforme pode
ser verificado no mapa hipsométrico da bacia do Verde Grande,
representado na Figura 2.
FIG. 3: Potencial hídrico verificado na bacia do Verde Grande
FIG. 4: Frequência de velocidade dos ventos associada à Distribuição de
Weibull.
FIG. 2: Mapa hipsométrico da bacia do Rio Verde Grande
Com a caracterização da BH em estudo realizada, em termos
de área e relevo, coletaram-se as séries históricas de vazões e de
ventos. A série histórica de vazões foi adquirida a partir do portal
HIDROWEB – ANA (Agência Nacional das Águas), acessando a
estação de código 44950000, referente à bacia do Verde Grande,
com dados do ano de 1969 a 2007 distribuídos mês a mês, com
aferições de hora em hora registradas.
Para a avaliação do potencial eólico foi utilizada a Equação (8),
que calcula a potência gerada para uma turbina eólica instalada.
A equação do potencial eólico gerado citada anteriormente
calcula o potencial dado em W para apenas uma turbina. Sendo
assim, selecionou-se uma área útil de 1230 km² ou cerca de 4%
da área total em que haveriam condições de se implantar parques
eólicos e calculou-se o número de grupos geradores possíveis de
se instalar na área em questão. Como critério foi respeitada a
distância de 10 vezes o diâmetro da turbina em filas e a distância
de 5 vezes o diâmetro lateral (aproximando-se a área da bacia
em um retângulo para facilitar os cálculos), obtendo-se o valor
de aproximadamente 2900 grupos geradores possíveis a serem
instalados:
15
ARTIGOS TÉCNICOS
4. Conclusão
FIG. 5: Potencial eólico da bacia Verde Grande por turbina
Considerando 2900 turbinas possíveis de serem instaladas na
sub-bacia, tem-se uma nova configuração, chegando à potência
máxima de 500 MW, em Agosto (melhor período de regime de
ventos), como mostra a Figura 6.
Para a verificação da complementaridade hídrica-eólica da
bacia do Rio Verde grande, o presente estudo utilizou um modelo
queda/vazão para estimativas do potencial hídrico de forma
sazonal. Nas estimativas do potencial eólico utilizaram-se séries
históricas de regime de afluência de ventos disponibilizadas por
plataformas do INMET, além de realizar-se o estudo da distribuição
de Weibull dos ventos. A partir das metodologias desenvolvidas
para estimativas dos potencias hídricos e eólicos para geração de
energia elétrica e séries históricas de vazão e vento, o presente
estudo mostrou que existe a complementaridade hídrico-eólica
de forma sazonal na bacia do Rio Verde Grande. A bacia, durante
os períodos de dezembro a abril possui maior potencial hídrico
a ser aproveitado, registrando índice máximo de 600 MW, no
entanto, não apresenta bons potenciais durante o restante do
ano, chegando a registrar índice inferiores a 15 MW. Quanto ao
potencial eólico, observou-se efeitos contrários. Durante a seca a
bacia apresentou seu maior potencial eólico com valor registrado
de quase 550 MW, enquanto que no período chuvoso estes valores
não passam de 200 MW, comprovando a complementaridade
hídrico-eólica da região estudada.
Este tipo de complementaridade verificada entre os potenciais,
hídricos e eólicos, na sub-bacia do Verde Grande, é importante
para o planejamento energético da região que permite exploração
mista dos potenciais. Cabe ressaltar que essa característica, de
complementaridade, sinaliza um possível perfil comum para toda
a região Nordeste do Brasil, que pode ser muito interessante para
o desenvolvimento de estratégias energéticas para o país.
5. Referências Bibliográficas
FIG. 6: Potencial éolico da bacia Verde Grande
Sobrepondo os potenciais eólicos e hídricos estimados,
conclui-se que há a complementaridade hídrico-eólica na bacia
estudada. A Figura 7 apresenta a complementaridade sazonal
dos potenciais verificada na bacia do Rio Verde Grande.
FIG. 7: Potenciais Hídricos e Eólicos, mês a mês, da bacia do Rio Verde Grande
A bacia do Rio Verde Grande, durante os períodos de
dezembro a abril possui maior potencial hídrico a ser aproveitado,
registrando índice máximo de quase 600MW, no entanto, não
apresenta bons potenciais durante o restante do ano, chegando a
registrar índices inferiores a 15 MW, quando os potenciais eólicos
são mais elevados. Quanto ao potencial eólico, observaram-se
efeitos contrários, durante a seca a bacia apresentou seu maior
potencial eólico com valor registrado de quase 550 MW, enquanto
que no período chuvoso estes valores não passam de 200MW.
Este tipo de complementaridade verificada entre os potenciais,
hídricos e eólicos, é importante para o planejamento energético
da região que permite exploração mista dos potenciais.
16
• [1] ANEEL – Agência Nacional de Energia Elétrica, Tarifas de
energia elétrica comercializadas no Brasil, 2010.
• [2] TOLMASQUIM, M.T., Fontes Renováveis de Energia, 1°
Edição, Ed. Interciência, 2003, 516p.
• [3] ANEEL - Agência Nacional de Energia Elétrica, Atlas de
energia elétrica do Brasil, 2 ed. Brasília: 2005. 243 p.
• [4] CRESESB - Centro de Referência para a Energia Solar
e Eólica Sérgio de Salvo Brito, Tutorial de Energia Eólica Princípios e Tecnologias, 1999. [on-line]. Disponível em:
<http://www.cresesb.cepel.br/index.php?link=/tutorial/
tutorial_eolica.htm>. Acesso em: 16 jul. 2010.
• [5] ANA – Agência Nacional das Águas, Plano de Recursos
Hídricos da bacia Hidrográfica do Rio Verde Grande, Relatório
Síntese, Brasília, 2011.
• [6] POLIZEL, L. H. Metodologia de Prospecção e Avaliação de
Pré-Viabilidade Expedita de Geração Distribuída (GD): Caso
Eólico e Hidráulico. 2007. 160p. (Mestrado em Engenharia
Elétrica) Escola Politécnica da Universidade de São Paulo,
2007. Disponível em: <http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3143/tde17012008114829/piblico/2007_07_26_
Dissert_Polizel.pdf>. Acesso em 20 de jul.2010.
• [7]SCHULTZ, D. J. Sistemas Complementares de Energia
Eólica e Hidráulica no Brasil. 2005. [on-line]. Disponível
em: < http://www.espacoenergia.com.br/edicoes/3/003-02.
pdf>. Acesso em: 21 abril. 2012.
• [8]DENAULT, M. Complementarity of Hydro and Wind Power:
Improving the Risk Profile of Energy Inflows. 2009. [on-line].
Disponível em: < http://neumann.hec.ca/pages/michel.denault/
EnergyPolicy%202009.pdf>. Acesso em: 14 abril. 2012.
• [9] ABEEÓLICA – Associação Brasileira de Energia Eólica,
Brazil Windpower, 2012.
• [10] CRAIG, J. Small-scale hydropower: A methodology to estimate Europe’s environmentally compatible potential, 2010. Disponível em: http://acm.eionet.europa.eu/reports/docs/ETCACC_
TP_2010_17_small_hydropower.pdf. Acesso: 02/12/2012.
• [11] CALDAS, M.D. Estudo do potencial eólico e Estimativa de
geração de Energia de um projeto eólico na cidade do Rio de
Janeiro utilizando o WindPro e o WAsP, 2010.
de CFD para tubulação de derivação de água em sistema
de abastecimento de água
TECHNICAL ARTICLES
de CFD para tubulação de derivação de água
em sistema de abastecimento de água
1
Ivan Felipe dos Santos
Fernando das Graças Braga da Silva
3
4
Regina Mambeli Barros
2
RESUMO
No presente trabalho realizou-se a simulação, através de ferramentas CFD, dos campos de velocidade em uma tubulação de distribuição
de vazão em marcha por meio de tubos verticais. O estudo de grandezas de interesse na hidráulica pode se tornar difícil devido ao
grande número de variáveis relacionadas e a frequente de variação destes parâmetros ao longo dos diversos pontos da geometria na
qual o escoamento ocorre. As análises realizadas mostraram que as ferramentas de fluidodinâmica computacional constituem uma
poderosa fonte de recursos para superação das dificuldades envolvidas, facilitando então, os estudos dos escoamentos em dispositivos
hidráulicos.
Palavras-chave: Simulação, CFD, campos de velocidade, hidráulica.
Studies on speed distribution with CFD techniques for water
derivation pipe in water supply system
ABSTRACT
In the present work, a simulation using CFD tools of the velocity fields in a pipe of derivation distribution through vertical tubes,
was done. The study of quantities of interest in hydraulics can become difficult due to the large number of related variables and the
frequent variation of these parameters over the various points of geometry in which the flow occurs. The analyzes showed that the
tools of computational fluid dynamics are a powerful resource for overcoming the difficulties involved, facilitating then, studies of flows
in hydraulic devices.
KEYWORDS: Simulation, CFD, Velocity Fields, Hydraulics devices.
1. INTRODUÇÃO
1.1.Classificação dos escoamentos e suas relações
com a grandeza velocidade
Os escoamentos em pressão ou forçados são aqueles que não
estão submetidos à pressão atmosférica em nenhum ponto do
fluxo. Nestes escoamentos a pressão exercida pelo liquido sobre a parede da tubulação é diferente da atmosférica e qualquer perturbação do regime em uma seção, poderá dar lugar
a alterações de velocidade e pressão (Porto, 2006). A variação
destas grandezas pode implicar em mudanças nas características
de todo escoamento, o que demonstra a importância do estudo
das mesmas.
Escoamentos laminares são aqueles em que as partículas
se deslocam em lâminas individualizadas, sendo que as trocas
de partículas entre as laminas se dão a nível microscópico.
Neste tipo de escoamentos qualquer tendência a formação de
turbilhões é amortecida por forças viscosas que dificultam o
movimento das camadas entre si. Já escoamentos turbulentos
são aqueles em que as partículas apresentam um movimento
aleatório, isto é, a velocidade possui componentes transversais
ao movimento do fluido, cujas propriedades físicas são
geralmente determinadas por médias estatísticas. Neste tipo
de escoamento, ocorre então uma transferência de quantidade
de movimento entre as regiões de massa liquida que tornam
os perfis de velocidade do escoamento mais complexos. Como
na hidráulica o liquido de trabalho predominante é a água,
cuja viscosidade é relativamente baixa, os escoamentos são
frequentemente turbulentos.
As diferenças entre escoamento laminar e turbulento resultam,
obviamente, em diferenças na distribuição de velocidade no
escoamento. Por exemplo, analisando os perfis em uma seção
transversal. Houthalen (2003) apresentou estas diferenças em
fluxos laminares e turbulentos em uma seção transversal de um
conduto circular. No escoamento laminar, a velocidade de cada
camada aumenta sucessivamente até atingir um valor máximo no
centro do tubo, fazendo o perfil possuir a forma de um parabolóide
de revolução. Já no fluxo turbulento as partículas mais lentas
próximas as paredes do tubo são aceleradas devido a uma mistura
continua com as partículas de maior velocidade causadas pela
turbulência. Por esta razão a distribuição de velocidades é mais
uniforme e possui a forma de uma curva logarítmica.
Quanto mais variáveis são consideradas mais os perfis de
velocidade possuem comportamentos diferenciados tendendo a se
tornarem mais complexos. Por exemplo, deve se considerar três
componentes de velocidades em escoamentos tridimensionais,
e em escoamentos rotacionais, deve se considerar os efeitos da
vorticidade.
Email: [email protected]
4
2
3
17
ARTIGOS TÉCNICOS
da geometria em malhas para a solução das equações
governantes. De acordo com Cipolla (2009) a malha numérica
é discretização do domínio de interesse através dos nós, onde
serão aplicadas as equações regentes e calculadas as variáveis
para a simulação do escoamento.
Dado que as equações que regem os escoamentos podem
se tornar bastante complexas, as grandezas de interesse se
tornam difíceis de ser obtidas analiticamente. Assim, a utilização
de ferramentas de fluidodinâmica computacional é bastante
proveitosa para estudos hidráulicos por permitir a estimativa
destas grandezas ao longo de todo campo de escoamento.
FIG. 1: Perfis de velocidade laminar e turbulento típicos em uma seção
transversal de um conduto circular. Fonte: Houthalen (2003).
1.2. Distribuição de vazão em marcha
A distribuição de vazão em marcha ocorre quando não há
constância de vazão ao longo do trecho, sendo que esta diminui
ao longo do percurso. Este tipo de situação ocorre em aplicações
bastante importantes da hidráulica como em redes de distribuição
de água e sistemas de irrigação.
No estudo de distribuições de vazões em marcha toma-se
como hipótese simplificadora o fato de que vazão total consumida
na linha é uniforme ao longo da linha. Isto significa que para
efeito de cálculo, em cada metro linear, a tubulação distribui uma
vazão uniforme q chamada vazão unitária de distribuição. Desta
forma, a vazão que entra na tubulação Q sofre um decréscimo
linear conforme se progride em direção a extremidade final da
tubulação qx. Se ao término da tubulação de distribuição toda
a água tiver sido distribuída, chamamos a extremidade final de
extremidade morta ou ponta seca.
Em alguns casos (como em tubulações de sistemas de
irrigação por aspersão) a distribuição é feita através da ascensão
da água da tubulação lateral por meio de tubos verticais
acoplados a ela. Neste caso, verifica-se ocorrência de perda de
carga e alterações nos campos de velocidade devido à mudança
do diâmetro e contração das linhas de fluxo na passagem dos
tubos. Esta situação será analisada no presente trabalho.
1.4.Aplicações das ferramentas CFD para análise
de velocidade
O campo aplicações da fluidodinâmica computacional é bastante amplo e não se limita apenas a estruturas hidráulicas. Tu et
al. (2008) apresenta aplicações das ferramentas CFD em campos
diversos, como: ciências aéreas, engenharia de automóveis, engenharia biomédica, processo químicos, engenharia civil e ambiental, geração de energia, esportes, etc.
Neto et al. (2008) realizou uma simulação numérica de escoamento em uma tubulação, enfocando uma válvula do tipo gaveta por meio do software de CFD. A partir da simulação o autor
conseguiu estudar o perfil dos vetores velocidade e os campos
de velocidade no acessório. Os resultados obtidos via laboratório
físico, quanto os calculados a partir da teoria e os obtidos através
da simulação numérica, estiveram bastante próximos, mostrando que é valida a utilização de fluidodinâmica computacional para
se caracterizar campos de velocidade em dispositivos hidráulicos,
além de permitir observação de fenômenos de interesse, conforme observamos os refluxos na figura 3.
Fonte: Neto et al. (2008).
FIG. 3: Exemplo de aplicação da ferramenta CFD: Campos de velocidade
na válvula gaveta.
FIG. 2: Exemplo de distribuição de vazão em marcha por meio de tubos
verticais.
Dias et al. (2009) obteve a distribuição de vetores em uma
tubulação do tipo venturi. A figura abaixo demonstra alguns
destes resultados ao longo da tubulação (onde verificamos a
intensificação da velocidade na contração) e na seção de saída
(onde observamos a intensificação dos vetores de velocidade
rumo ao centro da seção).
1.3. Fluidodinâmica computacional
Fluidodinâmica Computacional (CFD) é o termo dado ao grupo
de técnicas matemáticas, numéricas e computacionais, usadas
para obter, visualizar e interpretar soluções computacionais para
as equações de conservação de grandezas físicas de interesse de
um dado escoamento (Correia, 2009).
Estas técnicas permitem que sejam estudados todos os tipos
de comportamento de um fluido no interior de uma geometria
qualquer em ambiente virtual, o que proporciona agilidade e
diminuição de custos em relação ao desenvolvimento de projetos
(Gianelli, 2010).
De forma resumida, os pacotes computacionais orientados a
fluidodinâmica computacional utilizam a técnica de discretização
18
Fonte: Dias et al. (2009).
FIG. 4: Exemplo de aplicação da ferramenta CFD: Vetores de velocidade.
TECHNICAL ARTICLES
2. MATERIAL E MÉTODOS
As simulações fluidodinâmicas foram realizadas no Laboratório
de Informática do Instituto de Recursos Naturais da Universidade
Federal de Itajubá (MG) utilizando o software ANSYS CFX.
Lomax (1999) dividiu a utilização das ferramentas CFD em 4
passos:
•
•
•
•
da tubulação lateral e mais refinadas ao longo dos tubos e bocais
verticais.
Escolha do problema e sua geometria
Seleção das malhas e do método numérico a ser utilizado
Seleção das equações e condições de contorno
Avaliação e interpretação dos resultados.
O problema a ser estudado via CFD foi o de um escoamento
em uma tubulação distribuidora possuindo 2 tubulações verticais,
espaçadas de 6 [m], contendo um orifício final orientado a saída
da água.
A geometria do problema foi criada no aplicativo e suas
dimensões estão apresentadas no quadro abaixo:
Tabela 1: Caracterização da geometria utilizada neste trabalho.
--Tubulação distribuidora
Comprimento [m]
Diâmetro
[m]
7
0,1
Tubos verticais
0,5
0,020
Orifícios finais
0,001
0,008
As alturas atribuídas aos orifícios finais foram representativas,
uma vez que a construção de um orifício em 2D não é reconhecido
pelo software escolhido como uma saída para o escoamento.
Fig. 5: Geometria utilizada durante as simulações. Do lado esquerdo:
Vista em isométrica de toda a geometria. Lado direito: Zoom sobre o tubo
vertical.
FIG. 7: Malhas selecionadas (mais rústicas ao longo da tubulação horizontal
e mais refinadas nos locais de maior interesse).
Já as condições de contorno foram ativadas no aplicativo
setup dentro do software CFX. As variáveis escolhidas foram:
Velocidades de saída em cada orifício e a pressão na seção de
entrada da tubulação lateral.
Escolheu-se em um primeiro momento uma vazão de
distribuição de 3 [m³/hr], distribuindo 1 [m³/hr] em cada tubo
vertical, resultando 1 [m³/hr] na extremidade final. Em uma
segunda simulação, tomou-se a vazão de distribuição de 2
[m³/hr], sendo que não restava vazão na extremidade final a
caracterizando como uma ponta seca. A velocidade de saída em
cada orifício foi Vsaída = 5,5 m/s
Esta primeira variável foi usada no cálculo da segunda. A
pressão de entrada na linha tubulação distribuidora foi calculada
utilizando-se a equação de Bernoulli juntamente com as perdas
de carga ao longo do sistema: Pentrada = 10,5 mca.
Para as simulações adotou-se que o escoamento era
isotérmico (sem variações de temperatura) com temperatura
igual a 25°C. Ainda no aplicativo Setup do CFX foram selecionados
as características do solucionador (solver). O número mínimo
e máximo de iterações escolhidos, foram respectivamente 20 e
500. O critério de convergência foi um resíduo menor que 104. Após isto o aplicativo Solver no software CFX foi acionado e
os resultados obtidos. A rugosidade da parede escolhida foi de
acordo com Porto (2006) = 0,0015 [mm].
3. RESULTADOS E DISCUSSÃO
As simulações foram realizadas no Solver do software ANSYS
CFX. O tempo total gasto na 1º simulação foi de 13 minutos
e 26 segundos. A Distribuição dos vetores de velocidade ao
longo da tubulação para o caso inicial está apresentada na
figura abaixo:
FIG. 6: Geometria utilizada durante as simulações. zoom sobre o tubo
vertical.
Neto et al. (2008) afirmou que é importante observar que
deve-se refinar as malhas, isto é, aumentar o numero de
elementos na região de interesse, onde se deseja estudar mais
profundamente o fenômeno (perda de carga, campo de pressão,
perfil de velocidade etc).
As malhas foram geradas dentro do software CFX e foram
escolhidas segundo a sugestão anterior: Mais rústicas ao longo
FIG. 8: Distribuição dos vetores de velocidade no sistema de tubulações
(1º cenário).
19
ARTIGOS TÉCNICOS
Observamos na figura 8 que o escoamento ocorre com baixa
velocidade na tubulação lateral, e esta cresce em direção aos
tubos verticais. Este fato é facilmente explicado através da
equação de Bernoulli, que relaciona a quantidade de energia
entre duas seções de escoamento. Como o desnível ao longo
da geometria é baixo e houve uma diminuição de pressão entre
a tubulação lateral e as seções mais altas, isso acarretará em
um aumento da velocidade. Além disso, a vazão é constante e
a redução dos diâmetros deve aumentar a velocidade para que
se mantenha a equação da continuidade Q = VA. Observamos
ainda que o jato ‘explode’ em várias direções após o escoamento
passar pelo orifício final rumo à atmosfera.
A figura 9 nos permite observar o comportamento dos vetores
de velocidade na proximidade dos tubos verticais. Os vetores
de velocidade sofrem perturbações e se direcionam aos tubos
verticais com considerável aumento de velocidade:
na figura 12 uma zona de maior turbulência devido ao fato de
que os vetores de velocidade do fluxo que se direciona ao tubo
vertical se encontrar com os vetores do fluxo que retorna da
extremidade fechada. No lado direito da figura 12, foi realizado
um zoom sobre o campo de velocidades que permite observar
com clareza o contraste entre os vetores que seguem em sentidos
diferentes. O tempo resultante gasto pela simulação foi de 5min
e 37 segundos.
FIG. 10a: Linhas de fluxo nas proximidades dos tubos verticais (1º
cenário). Lado direito – 1º tubo.
FIG. 9: Distribuição dos vetores de velocidade nas proximidades dos tubos
verticais. Figura superior – 1° tubo vertical. Figura inferior – 2° tubo
vertical (1° cenário).
As análises da linhas de fluxo próximas aos tubos verticais
dos bocais finais (figuras 10a e 10b e 11a e 11b) permitiram
uma análise bastante interessante do comportamento hidráulico
das simulações. A figura 10 mostra uma perturbação sobre as
linhas de fluxo nas proximidades do tubo disposto verticalmente
sobre a tubulação lateral, como se observa também na figura 9,
sendo que a água se molda e sofre uma contração na entrada
desta tubulação. Nesta contração de verifica uma perda de carga
singular proporcional a um coeficiente de perda de carga K.
As linhas de fluxo são menos intensas após o 2º tubo, devido
à menor quantidade do fluxo de massa nesta região. A figura
11 por sua vez nos mostra que a velocidade das linhas de fluxo
aumenta significativamente no bocal final quando ocorre a
emissão do escoamento para a atmosfera.
Após a alteração do 1º caso obteve-se resultados bastante
a este. Uma diferença interessante é verificada nos campos de
velocidade nas vizinhanças do segundo tubo vertical. Observa-se
20
FIG. 10b: Linhas de fluxo nas proximidades dos tubos verticais (1º
cenário). lado esquerdo – 2º tubo.
FIG. 11: Linhas de fluxo nas proximidades dos tubos verticais (1º cenário).
Lado direito – 1º orificio
A
TECHNICAL ARTICLES
5. REFERÊNCIAS
B
FIG. 12: Vetores de velocidade na proximidade do segundo tubo vertical.
Lado esquerdo (a) – zona de turbulência gerada pelo encontro entre os
vetores de sentidos diferentes. Lado direito (b) – zoom sobre os vetores
de velocidade.
4. CONCLUSÕES
É de fundamental importância o estudo de grandezas
do escoamento nos diversos dispositivos hidráulicos, dado
que sistemas hidráulicos possuem um campo de aplicação
extremamente extenso. Neste trabalho foi realizado o estudo dos
campos de velocidade em uma tubulação com distribuição de
vazão em marcha por meio de tubos verticais.
Ao observar os resultados apresentados pela simulação
computacional com o auxilio de software de CFD, verifica-se que
este proporciona uma analise visual e detalhada de alta qualidade
de várias particularidades do escoamento, permitindo a analise
de grandezas extremamente importantes que variam bastante
ao longo do escoamento. Como, por exemplo, os campos de
velocidades e pressão. Assim, as ferramentas CFD se mostram
ferramentas poderosas para análises hidráulicas.
• Brunetti, F., 2006, ”Mecânica dos fluídos”. Editora Pearson.
• Cipolla, E. Z., Avaliação do comportamento hidráulico de uma
Bomba Centrífuga utilizando ferramentas de CFD. 2009. Tese
(Graduação) –Universidade Federal de Itajubá, Itajubá, 2009.
100p.
• Correia, J.,Estudo da interface água/óleo no âmbito da
indústria do petróleo com ênfase em software de simulação
fluidodinâmica (CFD), Florianópolis (SC), 2009.
• Dias, A., et al., Estudo da distribuição da velocidade em tubo
Venturi utilizando medidas experimentais e técnicas de CFD.
RBRH - Revista brasileira de Recursos Hídricos. Vol. 14 n.4,
p.81-92, 2009.
• Gianelli, R. C. (2010) “Modelagem e simulação computacional
de medidor Venturi com diversas tomadas de pressão”.
Instituto de Recursos Naturais, Universidade Federal de
Itajubá MG, 2010, 83p. Tese (monografia).
• Houghtalen, R. J., Akan, O. A., (2003), Engenharia Hidráulica.
Ed. Pearson. 4º Edição.
• Lomax, H., et al. (1999), Fundamentals of Computational Fluid
Dinamycs. University of Toronto: Institute for Aerospaces
Studies, 274p.
• Neto, H., J., et al., Modelagem e simulação do comportamento
de uma válvula de fluxo hidráulica com o uso de ferramenta
de hidroinformática. Revista Tecnológica Fortaleza, v. 29, n.
2, p.224-232, 2008.
• Porto, R.M. (2006). Hidráulica Básica. EESC/USP São CarlosSP, 519 p.
• Tu, J., et al., Computational Fluid Dynamics: A practical
approach. Ed. Elsevier, 2008,452p.
ANOTAÇÕES
*AGRADECIMENTOS – Os autores do trabalho agradecem a FAPEMIG pelo apoio aos estudos através de bolsa de pesquisador mineiro
pelo processo 00633-11
21
ARTIGOS TÉCNICOS
TECHNICAL ARTICLES
INSTRUÇÕES AOS AUTORES
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Forma e preparação de manuscrito
Form and preparation of manuscripts
Primeira Etapa (exigida para submissão do artigo)
First Step (required for submition)
O texto deverá apresentar as seguintes características: espaçamento 1,5; papel A4 (210 x 297 mm), com margens superior,
inferior, esquerda e direita de 2,5 cm; fonte Times New Roman 12;
e conter no máximo 16 laudas, incluindo quadros e figuras.
Na primeira página deverá conter o título do trabalho, o
resumo e as Palavras-chave. Os quadros e as figuras deverão ser
numerados com algarismos arábicos consecutivos, indicados no
texto e anexados no final do artigo. Os títulos das figuras deverão
aparecer na sua parte inferior antecedidos da palavra Figura mais
o seu número de ordem. Os títulos dos quadros deverão aparecer
na parte superior e antecedidos da palavra Quadro seguida do
seu número de ordem. Na figura, a fonte (Fonte:) vem sobre a
legenda, à direta e sem ponto final; no quadro, na parte inferior
e com ponto final.
O artigo em PORTUGUÊS deverá seguir a seguinte sequência: TÍTULO em português, RESUMO (seguido de Palavras-chave), TÍTULO DO ARTIGO em inglês, ABSTRACT (seguido de
keywords); 1. INTRODUÇÃO (incluindo revisão de literatura);
2. MATERIAL E MÉTODOS; 3. RESULTADOS E DISCUSSÃO; 4.
CONCLUSÃO (se a lista de conclusões for relativamente curta, a
ponto de dispensar um capítulo específico, ela poderá finalizar
o capítulo anterior); 5. AGRADECIMENTOS (se for o caso); e 6.
REFERÊNCIAS, alinhadas à esquerda.
O artigo em INGLÊS deverá seguir a seguinte sequência:
TÍTULO em inglês; ABSTRACT (seguido de Keywords); TÍTULO
DO ARTIGO em português; RESUMO (seguido de Palavras-chave); 1. INTRODUCTION (incluindo revisão de literatura); 2.
MATERIALAND METHODS; 3. RESULTS AND DISCUSSION; 4.
CONCLUSIONS (se a lista de conclusões for relativamente curta,
a ponto de dispensar um capítulo específico, ela poderá finalizar
o capítulo anterior); 5. ACKNOWLEDGEMENTS (se for o caso);
e 6. REFERENCES.
O artigo em ESPANHOL deverá seguir a seguinte sequência: TÍTULO em espanhol; RESUMEN (seguido de Palabra llave),
TÍTULO do artigo em português, RESUMO em português (seguido de palavras-chave); 1. INTRODUCCTIÓN (incluindo revisão
de literatura); 2. MATERIALES Y METODOS; 3. RESULTADOS Y
DISCUSIÓNES; 4. CONCLUSIONES (se a lista de conclusões for
relativamente curta, a ponto de dispensar um capítulo específico, ela poderá finalizar o capítulo anterior); 5. RECONOCIMIENTO (se for o caso); e 6. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS.
Os subtítulos, quando se fizerem necessários, serão escritos
com letras iniciais maiúsculas, antecedidos de dois números
arábicos colocados em posição de início de parágrafo.
No texto, a citação de referências bibliográficas deverá ser
feita da seguinte forma: colocar o sobrenome do autor citado
com apenas a primeira letra maiúscula, seguido do ano entre
parênteses, quando o autor fizer parte do texto. Quando o autor
não fizer parte do texto, colocar, entre parênteses, o sobrenome,
em maiúsculas, seguido do ano separado por vírgula.
O resumo deverá ser do tipo indicativo, expondo os pontos
relevantes do texto relacionados com os objetivos, a metodologia,
os resultados e as conclusões, devendo ser compostos de uma
sequência corrente de frases e conter, no máximo, 250 palavras.
Para submeter um artigo para a Revista PCH Notícias & SHP
News o(os) autor(es) deverão entrar no site www.cerpch.unifei.
edu.br/submeterartigo.
Serão aceitos artigos em português, inglês e espanhol. No
caso das línguas estrangeiras, será necessária a declaração de
revisão linguística de um especialista.
Segunda Etapa (exigida para publicação)
The manuscript should be submitted with following format:
should be typed in Times New Roman; 12 font size; 1.5 spaced
lines; standard A4 paper (210 x 297 mm), side margins 2.5 cm
wide; and not exceed 16 pages, including tables and figures.
In the first page should contain the title of paper, Abstract
and Keywords. The tables and figures should be numbered consecutively in Arabic numerals, which should be indicated in the
text and annexed at the end of the paper. Figure legends should
be written immediately below each figure preceded by the word
Figure and numbered consecutively. The table titles should be
written above each table and preceded by the word Table followed by their consecutive number. Figures should present the
data source (Source) above the legend, on the right side and no
full stop; and tables, below with full stop.
The manuscript in PORTUGUESE should be assembled in the
following order: TÍTULO in Portuguese, RESUMO (followed by
Palavras-chave), TITLE in English; ABSTRACT in English (followed by keywords); 1. INTRODUÇÃO (including references);
2. MATERIAL E MÉTODOS; 3. RESULTADOS E DISCUSSÃO; 4.
CONCLUSÃO (if the list of conclusions is relatively short, to the
point of not requiring a specific chapter, it can end the previous
chapter); 5. AGRADECIMENTOS (if it is the case); and 6. REFERÊNCIAS, aligned to the left.
The article in ENGLISH should be assembled in the following order: TITLE in English; ABSTRACT in English (followed by
keywords); TITLE in Portuguese; ABSTRACT in Portuguese (followed by keywords); 1. INTRODUCTION (including references);
2. MATERIAL AND METHODS; 3. RESULTS AND DISCUSSION;
4. CONCLUSIONS (if the list of conclusions is relatively short,
to the point of not requiring a specific chapter, it can end the
previous chapter); 5. ACKNOWLEDGEMENTS (if it is the case);
and 6. REFERENCES.
The article in SPANISH should be assembled in the following order: TÍTULO in Spanish; RESUMEN (following by Palabrallave), TITLE of the article in Portuguese, ABSTRACT in Portuguese (followed by keywords); 1. INTRODUCCTIÓN (including
references); 2. MATERIALES Y MÉTODOS; 3. RESULTADOS Y
DISCUSIÓNES; 4. CONCLUSIONES (if the list of conclusions is
relatively short, to the point of not requiring a specific chapter, it
can end the previous chapter); 5.RECONOCIMIENTO (if it is the
case); and 6. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS.
The section headings, when necessary, should be written
with the first letter capitalized, preceded of two Arabic numerals
placed at the beginning of the paragraph.
References cited in the text should include the author’s
last name, only with the first letter capitalized, and the year
in parentheses, when the author is part of the text. When the
author is not part of the text, include the last name in capital
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key points of the text related with the objectives, methodology,
results and conclusions; it should be written in a sequence of
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autor(es) atender às sugestões e recomendações dos revisores;
caso não possa(m) atender na sua totalidade, deverá(ão)
justificar ao Comitê Editorial da Revista.
After the manuscript has been reviewed by the editors, it is
either returned to the author(s) for adaptations to the Journal
guidelines, or rejected because of the lack of scientific merit and
suitability for the journal. If it is judged as acceptable by the
editors, the paper will be directed to three reviewers to state
their scientific opinion. Author(s) are requested to meet the reviewers, suggestions and recommendations; if this is not totally
possible, they are requested to justify it to the Editorial Board.
Obs.: Os artigos que não se enquadram nas normas acima
descritas, na sua totalidade ou em parte, serão devolvidos e
perderão a prioridade da ordem sequencial de apresentação.
Obs.: Papers that fail to meet totally or partially the guidelines above described will be returned and lose the priority of the
sequential order of presentation.
22
Hidro&Hydro - PCH Notícias & SHP News | ISSN 1676-0220
news
CERPCH/UNIFEI realiza primeiro seminário
latino-americano de máquinas hidráulicas e sistemas
CERPCH/UNIFEI performances the first Latin-American seminary
of hydraulic machines and systems
O Centro Nacional de Referência em Pequenas Centrais
Hidrelétricas da Universidade Federal de Itajubá realizou
entre os dias 29 a 31 de outubro de 2013, nas instalações da
Universidade Estadual de Campinas – UNICAMP, a primeira
edição do Latin Hydro Power & Systems Meeting. O evento foi
criado para promover o intercâmbio entre entidades de pesquisas
e especialistas nas áreas de máquinas hidráulicas, componentes
associados e sistemas.
Com periodicidade bianual, cada edição será sediada por
uma das universidades membros de forma a garantir a interação
regional e entre os pesquisadores e especialistas da indústria. O
foco será pesquisas da área de máquinas hidráulicas, sistemas e
meio ambiente. Nesta primeira edição, o evento foi organizado
em parceria com a Universidade Federal de Itajubá, por meio do
professor Geraldo Lucio Tiago Filho e coordenado pelo diretor
da Faculdade de Tecnologia do Campus Limeira da UNICAMP,
professor José Geraldo Pena de Andrade.
Simultaneamente com o I LATIN HYDRO POWER & SYSTEMS
MEETING foi realizado o 6TH HYDRO POWER FOR TODAY
FORUM, evento este promovido pela UNIDO-Organização para o
Desenvolvimento Industrial das Nações Unidas.
O evento recebeu uma comitiva de pesquisadores, empresários
e representantes do governo chinês, representantes do governo
brasileiro, espanhol, ONU e Olade. Além da participação de
alunos de graduação e pós-graduação da UNICAMP, UNIFEI, e
Universidad Nacional de La Plata, Argentina.
No dia 31de outubro foi realizada uma visita técnica no museu
da Energia da Usina de Corumbataí, em Rio Claro/SP, onde os
participantes do Meeting puderam conhecer toda a área da usina,
que incluía o parque entorno da mesma, a casa de máquinas e a
tomada d’água.
The first edition of Latin Hydro Power & Systems Meeting
by the National Reference Centre in Small Hydropower Plants
of the Federal University of Itajubá between October 29th to
October 31st 2013, at the facilities of the State University of
Campinas – UNICAMP,. The event was created to promote the
exchange between research institutions and experts in the fields
of hydraulic machines, associated components and systems.
Biannually, each edition will be hosted by one of the member
universities to ensure regional interaction, as well as the
interaction between researchers and industry experts. The focus
will be research in the field of hydraulic machines, systems and
the environment. In this first edition, the event was organized in
partnership with the Federal University of Itajubá, by Professor
Geraldo Lucio Tiago Filho and coordinated by the director of the
College of Technology of Limeira Campus of Unicamp, Professor
José Geraldo Pena de Andrade.
Along with the first LATIN HYDRO POWER & SYSTEMS
MEETING, the 6th HYDRO POWER FOR TODAY FORUM was held,
an event promoted by UNIDO- Organization for the Industrial
Development of the United Nations.
The event received groups of researchers, entrepreneurs
and representatives of the Chinese Government, representatives
of the Brazilian and Spanish Governments, the UN and Olade.
Graduate and undergraduate students from UNICAMP, UNIFEI,
and Universidad Nacional de La Plata, Argentina participated, as
well.
On October 31st, a technical visit was held at the energy
museum of the Corumataí Plant in Rio Claro/SP, where the
participants of the meeting could get to know the entire area of
the plant, which includes the park around it, the powerhouse and
the water intake.
Adriana Barbosa
Por Adriana Barbosa Cerimonia de Abertura do I LATIN HYDRO
POWER & SYSTEMS MEETING and 6TH
HYDRO POWER FOR TODAY FORUM
Opennig Cerimony of I LATIN HYDRO POWER
& SYSTEMS MEETING and 6TH HYDRO
POWER FOR TODAY FORUM
23
CURTAS
Hidro&Hydro:
Hidro&Hydro:PCH
PCHNotícias
Notícias&&SHP
SHPNews,
News,56
58(1),
(3),jan,mar/2013
Jul,set/2013
Educação e tecnologia é tema de seminário realizado pela UNIFEI
Adriana Barbosa
Por Adriana Barbosa Educação, Tecnologia e Infraestrutura é
debatido em Seminário dentro das atividades
do Centenário da UNIFEI
Dentro das atividades programadas para a semana
comemorativa do centenário da Universidade Federal de Itajubá,
foi realizado no último dia vinte, o primeiro Seminário Educação,
Tecnologia e Infraestrutura – 100 anos de conhecimento.
Sob a coordenação do pró-reitor de extensão da UNIFEI,
professor José Wanderley Marangon Lima, e a realização do
departamento de comunicação do Centro Nacional de Referência
em Pequenas Centrais Hidrelétricas - CERPCH o evento objetivou
discutir a evolução do ensino da engenharia em comparação com
o desenvolvimento tecnológico do Brasil nos últimos 100 anos.
O desenvolvimento da Educação e da Tecnologia tem acarretado diversas transformações na sociedade contemporânea,
refletindo em mudanças nos níveis econômicos, político e social.
Pode-se considerar Educação e Tecnologia como vetores do progresso que proporcionam não só desenvolvimento do saber humano, mas, também, uma evolução real para o homem.
Dentro deste conceito, o evento realizou debates sobre o papel da engenharia e da tecnologia no desenvolvimento nacional, apresentando casos de sucesso internacional e no Brasil de
forma a discutir as diretrizes da educação da tecnologia e traçar
cenários futuros do setor.
24
O Seminário sobre Educação, Tecnologia e Infraestrutura - 100
anos de conhecimento contou com quatro painéis divididos em:
Educação, Setor Elétrico, Petróleo e Indústria. Cada painel contou,
respectivamente, com a presença de: o Professor da Faculdade de
Educação da UnB, Gilberto Lacerda dos Santos; o Diretor Geral da
FACESM – Itajubá, Hector Gustavo Arango; o Diretor de Operação
de FURNAS, César Ribeiro Zani; o Superintendente de Engenharia
de ITAIPU, Jorge Habib Hanna el Khouri; o Diretor Geral do O.N.S,
Hermes Chipp; o Chefe do Departamento de Desenvolvimento
de Pessoas da ELETROBRAS, Joazir Nunes Fonseca; o Diretor do
Departamento de Desenvolvimento Energético do MME, Jorge
Paglioli Jobim; o Diretor de RH da SCHLUMBERGER Brasil, Ricardo
Santos; o Gerente de Desenvolvimento da ULTRAGAZ, Aurélio
Antônio A. Ferreira; o Gerente Geral da Universidade PETROBRAS,
José Alberto Bucheb; o Presidente da HELIBRAS, Eduardo Marson
Ferreira; o Diretor Geral da INTERMEC by Honeywell, Carlos Conti
e do Gerente de Inteligência Estratégica da FIEMG, Paulo César
Bicalho de Abreu Chagas.
O público foi composto por convidados de todo Brasil, tidos
como referencia no ensino tecnológico mundial, além de docentes
e discentes da UNIFEI.
Hidro&Hydro - PCH Notícias & SHP News | ISSN 1676-0220
news
Education and Technology is the theme of the seminar held by UNIFEI
In the activities programmed for
The seminar about Education, TechEducation, Technology and
the celebrating week of the centennial
nology and Infrastructure – 100 years of
Infrastructure is discussed in
Seminary included in activities
of the Federal University of Itajubá on
knowledge was diviced into four panels:
of Unifei's Centenary.
November 20th, the first Education,
Education, Electric Sector, Oil and InTechnology and Infrastructure Seminar–
dustry. Each panel had, respectively, the
100 years of knowledge.
presence of: the Professor of the EduThe communication department of
cation College of UNB, Gilberto Lacerda
the National Reference Centre in Small
dos Santos; General Director of FACESM
Hydropower Plants – CERPCH held the
– Itajubá, Hector Gustavo Arango; the
event aimed to discuss the evolution
Operation Director of FURNAS, César Riof the education of engineering in
beiro Zani; the Superintendent of Engicomparison to the Brazilian technological
neering of ITAIPU, Jorge Habib Hanna el
development in the last 100 years,
Khouri, The General Director of O.N.S,
under the coordination of the director of
Hermes Chipp, the Chairman of the Dethe UNIFEI extension, Professor José Wanderley Marangon Lima.
partment of Development of People of ELETROBRAS, Joazir Nuner
The development of Education and Technology has promotFonseca; the Director of the Department of Energy Development of
ed different transformations in contemporary society, reflecting
MME, Jorge Paglioli Jobim; the Director of HR of SCHLUMBERGER
changes in economic, political and social levels. Education and
Brazil, Ricardo Santos; the Manager of Development of ULTRAGAZ,
Aurélio Antônio A. Ferreira, the General Manager of the PETROBRAS
Technology can be considered as vectors of the progress providing not only human development, but also, a real evolution of
University, José Alberto Bucheb; the President of HELIBRAS, Eduman.
ardo Marson Ferreira; the General Director of INTERMEC By HoneyIn this concept, the event held debates on the role of enwell, Carlos Conti and the Manager of Strategically Intelligence of
gineering and technology in national development, presenting
FIEMG, Paulo César Bicalho de Abreu Chagas.
cases of international and Brazilian success in order to discuss
The audience was made up of guests from all over Brazil,
the guidelines of the education of technology and describe future
considered as references in Global Technological Education, as
scenarios of the sector.
well as professors and students of UNIFEI.
25
AGENDA/SCHEDULE
eventos em Setembro
eventos em Novembro
Dia 24 a 26 – Hydro Vision Brasil
Local: Transamercia Exp Center – São Paulo / SP.
Site: www.hydrovisionbrasil.com/en/index.html
4º CBGE – CONGRESSO BRASILEIRO DE GEOLOGIA
Dia 3 a 8 – 1
DE ENGENHARIA E AMBIENTAL
Local: Dependências do CPRM - Serviço Geológico do Brasil - Rio de
Janeiro, RJ.
Site: www.acquacon.com.br/14cbge/
Dia 3 a 5 – Brasil Windpower
Local: Centro de Convenções Sulamerica – Rio de Janeiro/RJ
Site: www.brazilwindpower.org/pt/home.asp
eventos em Outubro
Dia 17 – 4° Workshop de Gestão Integrada de Resíduos Sólidos
Site: planejabrasil.wordpress.com/proximo-evento/
XII Seminário Nacional de Produção
Dia 13 a 16 – X
e Transmissão de Energia Elétrica
Local: Brasília - DF
Site: www.xxiisnptee.com.br
Dia 29; 30 e 31 – IAHR
Local: UNICAMP – Campinas / SP.
Site: www.latiniahr.org/meeting/
26
V FIMAI / SEMAI - Feira Internacional de Meio
Dia 5 a 7 – X
Ambiente e Sustentabilidade
Local: EXPO Center Norte – Pavilhão Azul / São Paulo - SP.
Site: www.fimai.com.br/
Dia 17 a 22 – XX Simpósio Brasileiro De Recursos Hídricos
Local: Bento Gonçalves-RS.
Site: www.abrh.org.br/SGCv3/index.php
Dia 27 a 28 – 2° ENESAN – Encontro Técnico de engenharia
Sanitária e Ambiental
Site: http://planejabrasil.wordpress.com/proximo-evento/

- cerpch

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