Autor: Lucas Teruo Andrade
Há uma preocupação sobre as fontes de ignição presentes em indústrias que operam com líquidos combustíveis que estão suscetíveis a formação de atmosferas potencialmente explosivas que ao desencadearem explosões, podem comprometer a segurança e causar impactos incomensuráveis. Em adição, observa-se uma carência de guias de boas práticas para empresas deste ramo que conscientizem e apresentem meios de controle dos riscos de explosão. Deste modo o presente trabalho teve como objetivo através de um estudo de caso analisar os principais riscos que podem causar explosão em um terminal de armazenamento de líquidos combustíveis de forma a subsidiar a elaboração de um guia de boas práticas acerca dos riscos estudados para as equipes técnicas da empresa e para demais profissionais inseridos neste meio. As soluções técnicas previstas são embasadas em normas específicas para atmosferas explosivas tais como a IEC 60079, na legislação vigente e também em diferentes tecnologias equipamentos para este fim. Os riscos avaliados foram os de eletricidade estática, sobreaquecimentos de equipamentos, descaracterização de equipamentos elétricos e geração de atmosferas explosivas acidentais. A elaboração e posterior aplicação do guia juntamente com a implantação de uma avaliação de desempenho e pesquisa de satisfação proporcionaram uma contribuição para a empresa e para as equipes avaliadas ao permitir uma melhor compreensão sobre os riscos analisados e identificar oportunidades de melhorias nos processos internos.
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Data da defesa: 19/02/2021
Banca Examinadora
Orientador (a): Edemir Luiz Kovalski (Lactec)
Membro da Banca:Henry Leonardo Lopez Salamanca (Lactec)
Membro da Banca: Lúcio De Medeiros (Lactec)
Membro da Banca: Mateus Duarte Teixeira (UFPR)
Palavra(s)-Chave: Atmosfera explosiva; gerenciamento de riscos de explosão; eletricidade estática; descaracterização de equipamentos elétricos Ex; 5W2H.
Keywords: Explosive atmosphere; electrical risk management; static electricity, mischaracterization of Ex electrical equipment; 5W2H.
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Autor: Ricardo Mellegari de Oliveira
A expansão do uso da internet alterou a forma como o consumidor interage com serviços, produtos e empresas, permitindo o surgimento do modelo de cocriação de valor que tornou o cliente mais ativo no processo de inovação das organizações. Esse maior engajamento promove a criação de produtos e serviços mais focados na experiência do cliente, impactando positivamente em sua satisfação global. Apesar de todos os benefícios que esse modelo de inovação traz aos negócios, ele é pouco utilizado em áreas como facilities que tem como usuários de seus serviços, clientes internos (colaboradores) e clientes finais. Além disso, a consolidação da cocriação de valor provocou um aumento significativo no trânsito e armazenamento de dados pessoais, graças ao crescimento na interação entre negócio e cliente. Como consequência desse fenômeno, surgiu a necessidade de desenvolver práticas e processos de governança de TI com o objetivo de proteger tais informações, protegendo o usuário de ter seus dados vazados e empregados indevidamente. O presente trabalho foi realizado na área de facilities em um grupo privado educacional-hospitalar, abrangendo setores da economia cuja qualidade de serviços e experiência do cliente são fortemente ligadas à estrutura oferecida. Seu objetivo principal consiste em rever o processo atual de relacionamento com o cliente e desenvolver uma nova ferramenta para obter informações que permitam desenvolver planos de ação mais robustos a partir dos dados compartilhados. Inicialmente, foi revisto o processo de tratativa de feedbacks de clientes, identificando as áreas envolvidas e stakeholders. Em seguida, por meio do Design Thinking, foi desenvolvida uma aplicação online envolvendo as seguintes premissas básicas: melhoria na usabilidade para facilitar o manuseio e tratamento das informações para três públicos distintos, fornecer dados estratégicos para a tomada de decisões, oferecer ao cliente uma forma segura de compartilhar dados, além de seguir as diretrizes estabelecidas pela Lei Geral de Proteção de Dados e pelas práticas e processos estabelecidos pela governança de dados. O produto criado, além de atender aos critérios previamente citados, também trouxe benefícios como redução no trabalho operacional, melhoria na visualização e armazenamento de informações, dados para desenvolvimento de práticas e serviços oferecidos pela área de facilities.
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Data da defesa: 11/02/2021
Banca Examinadora
Orientador (a): Eduardo Kazumi Yamakawa (Lactec)
Membro da Banca: Renato de Arruda Penteado Neto (Lactec)
Membro da Banca: Ana Paula Oening (Lactec)
Membro da Banca: James Alexandre Baraniuk (UFPR)
Palavra(s)-Chave: Experiência do cliente, governança de dados, Design Thinking, facilities; Lei Geral de Proteção de Dados.
Keywords: Customer experience, data governance, Design Thinking, facilities.
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Autor: Regina Mattos Malaquias
O Programa de Pesquisa e Desenvolvimento Tecnológico (P&D) do Setor de Energia Elétrica brasileiro, regulamentado pela Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL), apresenta a cadeia da inovação composta por seis fases: pesquisa básica dirigida, pesquisa aplicada, desenvolvimento experimental, cabeça de série, lote pioneiro e inserção no mercado. Em consulta à lista de projetos da ANEEL, que na data desta dissertação teve sua última atualização em maio 2018, estatisticamente, verifica-se que poucos projetos avançam até a última fase da cadeia da inovação, isto é, a inserção no mercado, permanecendo como produto comercial. Frente a este cenário, a atual pesquisa visa oferecer um modelo que auxilie o empresário brasileiro na decisão de investir na produção de um novo equipamento. O método propõe o acompanhamento de um protótipo final ou cabeça de série, simulando as etapas econômicas necessárias para transformá-lo em um produto comercial e, para tal, a ferramenta CPVR (Custos, Preço, Viabilidade e Riscos) foi desenvolvida em Excel. Inicia-se o processo com o levantamento do custo unitário do produto e cálculo do markup para a obtenção do preço unitário de venda. Por meio da determinação da quantidade destinada à fabricação, realiza-se o estudo de viabilidade com a análise dos principais indicadores econômicos. Avalia-se, então, o risco do investimento aplicando-se o método de Monte Carlo e o indicador valor em risco (value at risk). Simulam-se perdas nas receitas, custos e despesas durante o horizonte de planejamento, verificando-se novamente a viabilidade econômica do negócio. O modelo CPVR é aplicado ao cabeça de série do Equipamento de Análise e Diagnóstico de Banco de Capacitores de Alta Tensão (MEDCAP), desenvolvido pelo Lactec em parceria com a concessionária de energia elétrica Copel GeT, no âmbito do Programa de Pesquisa e Desenvolvimento Tecnológico (P&D) do Setor de Energia Elétrica, regulado pela ANEEL. A quantidade prevista para produção do MEDCAP se ancorou no estudo de mercado e concorrência realizado por duas renomadas consultoras. A transição do MEDCAP de cabeça de série a produto comercial se mostrou economicamente viável mesmo após a adoção dos cenários de perdas pela aplicação do valor em risco.
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Data da defesa: 02/02/2021
Banca Examinadora
Orientador (a): Renato De Arruda Penteado Neto (Lactec)
Membro da Banca: Lúcio De Medeiros (Lactec)
Membro da Banca: Eduardo Kazumi Yamakawa (Lactec)
Membro da Banca: João Adalberto Pereira (COPEL)
Palavra(s)-Chave: Preço unitário de venda. Viabilidade econômica. Riscos econômicos.
Keywords: Unit selling price. Economic viability. Economic risks.
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Autor: Eduardo Henrique Dos Santos Rosa
Este trabalho apresenta o desenvolvimento de um simulador de eficiência de conversão de potência para células solares orgânicas, utilizando um modelo matemático óptico disponível na literatura baseado no cálculo de matriz de transferência. É possível verificar todo o formalismo matemático para a simulação de eficiência de conversão de potência, a partir do modelo óptico utilizado que leva em consideração o índice de refração complexo dos materiais para a simulação do campo elétrico óptico do sistema. O simulador fornece a possibilidade de otimizar a espessura das camadas do dispositivo simulado para atingir a melhor eficiência dentro da estrutura selecionada. Além da eficiência de conversão de potência simulada, o modelo óptico possibilita que o simulador forneça as informações de distribuição da intensidade do campo elétrico no dispositivo, a quantidade de luz absorvida pelas camadas e reflexão total da luz no dispositivo.
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Data da defesa: 25/01/2021
Banca Examinadora
Orientador(a): Luiz Felipe Ribeiro Barrozo Toledo (Lactec)
Membro da Banca: Joseane Valente Gulmine (Lactec)
Membro da Banca: José Pedro Mansueto Serbena (UFPR)
Palavra(s)-Chave: Células solares orgânicas, simulação óptica, P3HT:PCBM, simulação numérica.
Keywords: Organic solar cells, optical simulation, P3HT: PCBM, numerical simulation.
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Autor: Moysés De Oliveira Neto
Veículos e equipamentos autônomos principalmente na área da robótica, tem se tornado cada vez mais comuns nos últimos anos, seja em aplicações civis ou militares. A autonomia destes equipamentos vem tornando-se mais viável diante da grande evolução tecnológica presente nos mais diversos tipos de sensores e também de técnicas de filtragem e fusão de dados. Esta dissertação de mestrado aborda o estudo das técnicas de filtragem e fusão de dados conhecidas como Filtro de Kalman Estendido e Filtro de Partículas, quando aplicadas aos dados de leitura de dois sensores, o RADAR e o LIDAR, presentes em grande parte dos veículos e equipamentos autônomos. Este trabalho apresenta dados dos sensores antes e depois da aplicação destas técnicas, onde é possível através de demonstrações, simulações e apresentação de resultados, avaliar o ganho quando há a aplicação destas técnicas de filtragem e fusão de dados. Além disso, o estudo destas técnicas permite observar o seu comportamento em relação ao peso computacional dos algoritmos de cada uma, bem como os mensurar os benefícios da sua utilização. O presente trabalho demonstra e concluí que para o cenário e configuração propostos, o Filtro de Kalman Estendido mostrou-se mais eficiente e indicado para a aplicação em questão.
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Data da defesa: 22/12/2020
Banca Examinadora
Orientador (a): Luiz Felipe Ribeiro Barrozo Toledo (Lactec)
Membro da Banca: Henry Leonardo Lopez Salamanca (Lactec)
Membro da Banca: Ana Paula Oening (Lactec)
Membro da Banca: André Eugênio Lazzaretti (UFPR)
Palavra(s)-Chave: Sensores; Kalman; Partículas; filtragem; fusão.
Keywords: Sensors; Kalman; Particle; filtration; fusion.
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Autor: Jeferson Luiz Bronholo
A durabilidade e a vida útil das estruturas de concreto, em geral, bem como das grandes obras, como barragens e usinas hidrelétricas, dependem dos materiais que as compõe, das condições de aplicação do concreto bem como do ambiente de exposição no qual estão expostas. É muito discutida no meio técnico, a necessidade de cuidados no emprego dos agregados a serem utilizados, e investigações prévias à sua aplicação na produção do concreto são recomendadas, principalmente, com relação à potencialidade reativa, pois em contato com a umidade e os álcalis do cimento, como o sódio e potássio, podem causar uma reação química expansiva álcali-agregado (RAA), e mais comumente, a do tipo álcali-sílica (RAS). Outros processos químicos de deterioração também podem ser gerados se não forem adotados os devidos cuidados, como por exemplo a formação da etringita tardia (delayed ettringite formation ou DEF), que pode ocorrer de maneira isolada ou combinada com a RAA no concreto. A DEF pode ser gerada tanto a partir de curas térmicas, geralmente com temperaturas acima de 60 °C, como pelo próprio calor de hidratação do cimento, na mesma faixa de temperatura, quando em contato com a água e os seus íons sulfato, durante as reações exotérmicas. Como consequências gerais à estrutura acometida por uma destas reações (ataque isolado) ou por ambas (ataque misto ou combinado), têm-se o desenvolvimento e o crescimento de subprodutos internos que causam tensões e fissuras progressivas e, por fim, deterioração. Para o estudo dos ataques por RAA (tipo RAS) e DEF, isolados e mistos, em concretos e argamassas, contendo dois tipos de cimentos Portland, o pozolânico (CP IV 32), com cinzas volantes, e o de alta resistência inicial (CP V ARI), sem e com temperatura de cura elevada 85 °C), foram moldados corpos de prova cilíndricos e prismáticos, na presença de agregados potencialmente reativos e inócuos para a RAA. Ensaios não-destrutivos (ultrassom e de resistividade elétrica), mecânicos, microestruturais e de expansão foram executados no programa experimental. Os maiores resultados de expansão obtidos chegaram a 0,3% para as barras de argamassa e a 0,4% para os prismas de concreto, aos 365 dias, em média. Também, foram observadas reduções importantes nas resistências à compressão e módulos de elasticidade, da ordem de 20% e 35% respectivamente, em condição de ataque combinado (DEF+RAA), indicando que tanto as reações isoladas como as combinadas produzem efeitos prejudiciais às estruturas de concreto, como observado a nível microestrutural pela formação de etringita comprimida e fissuras a partir de poucas idades dos compósitos, além do gel da RAA. Adicionalmente, na pesquisa foram disponibilizadas metodologias experimentais para a investigação destas patologias de forma que poderá servir para contribuir para o desenvolvimento de normas técnicas aplicadas à caracterização e prevenção da DEF isolada ou combinada com a RAA.
DESCRIÇÃO COMPLETA:
Data da defesa: 02/10/2020
Banca Examinadora
Orientador (a): Kleber Franke Portella (Lactec)
Membro da Banca: Luiz Alkimin de Lacerda (Lactec)
Membro da Banca: Vitoldo Swinka Filho (Lactec)
Membro da Banca: Selmo Chapira Kuperman (DESEK)
Palavra(s)-Chave: DEF, RAA, RAS, ataque isolado, ataque combinado, expansão.
Keywords: DEF, AAR, ASR, isolated attack, combined attack, expansion.
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Autor: Paulo Roberto Franco
O Brasil tem incentivos para o desenvolvimento da indústria nacional e de tecnologias de fontes renováveis, porém, apesar da capacidade de estar entre os maiores mercados do mundo para geração de energia elétrica fotovoltaica apresenta uma indústria incipiente. A energia fotovoltaica complementa a geração na matriz elétrica nacional e promove também benefícios ambientais, econômicos e sociais. Assim, compreender sobre a sinergia da tecnologia de geração fotovoltaica com a flutuante contribui para a ocupação de grandes superfícies hídricas, economizando investimentos na aquisição ou preparação de áreas de terras que poderiam ser melhor utilizadas, tendo em vista a escassez desse recurso em vários países, principalmente quando constituídos por ilhas ou para otimizar o uso da infraestrutura disponível no caso de usinas hidrelétricas. Neste trabalho, está apresentado um estudo de caso em energia fotovoltaica aplicado à painéis flutuantes. São analisados os principais aspectos envolvidos na geração de energia, incluindo fatores climáticos, comparando o desempenho de sistemas flutuantes, fixos em terra, estáticos, com seguidor e entre módulos horizontais ou inclinados no âmbito do Brasil. Também estão apresentadas as condições climáticas e técnicas mais relevantes na região sul do Brasil, incluindo a aplicação do programa RETScreen para uma análise econômico-financeira de um sistema experimental de geração fotovoltaica flutuante instalado no reservatório da Usina Hidrelétrica de Santa Clara, no município de Pinhão, no Estado do Paraná. Como conclusão principal observou-se que o melhor desempenho dos sistemas experimentais, foi registrado pelo sistema estático com módulos inclinados S4SEI apresentando o índice de mérito performance ratio ( ) de 90,98% e uma produtividade final ( ) de 33,43% que proporcionou um aumento de 29,99% na energia gerada ( ). Isto ocorreu em parte ao acréscimo de 12,46% na radiação captada, principalmente por se tratar de época próxima ao inverno. O fator preponderante neste caso foi a ocorrência de uma intempérie que causou a interrupção do funcionamento do sistema de ancoragem, com inundação e desligamento de boa parte dos módulos fotovoltaicos da ilha, no período de análise.
DESCRIÇÃO COMPLETA:
Data da defesa: 31/08/2020
Banca Examinadora
Orientador (a): Kleber Franke Portella (Lactec)
Membro da Banca: Débora Cíntia Marcílio (Lactec)
Membro da Banca: Vitoldo Swinka Filho (Lactec)
Membro da Banca: Franklin Kelly Miguel (COPEL)
Palavra(s)-Chave: Reservatório, usina; flutuante; rastreador; viabilidade;RETScreen.
Keywords: Power plant reservoirs; floating; trackers; viability; RETScreen.
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Autor: João José Correia Braga Filho
O mercado livre de energia elétrica é o ambiente pelo qual geradores e consumidores podem realizar livremente operações de compra e venda de energia elétrica. Vinte anos após sua regulamentação, em razão de barreiras ao ingresso de pequenos e médios consumidores, é responsável por apenas 33% do consumo nacional, sendo basicamente um mercado atacadista. A existência de arcabouço legal admitindo a abertura mais ampla do mercado de eletricidade permitiria um melhor desenvolvimento da comercialização varejista no Brasil, de modo que futuramente todos os consumidores possam ser livres para a escolha de seus fornecedores de energia. Com a modernização do setor elétrico brasileiro e a inserção na matriz energética de novas tecnologias de geração, é necessário um mecanismo de precificação justo, o qual reconheça aos agentes geradores os benefícios agregados através de suas operações ao Sistema Interligado Nacional. Neste contexto, o comercializador energia elétrica possui um papel de destaque pois é responsável por intermediar as transações entre produtores e consumidores, administrar riscos, proporcionar segurança, transparência e liquidez ao setor elétrico. A partir de comparações realizadas entre os modelos de comercialização atacadista e varejista, bem como entre as duas formas de precificação de energia semana/patamar e horária sombra, avaliam-se os impactos da modernização do setor elétrico brasileiro quanto aos modos de atuação de um agente de comercialização de energia elétrica. Os principais resultados alcançados foram: a identificação e o entendimento do modo de utilização de energia elétrica por parte de potenciais consumidores varejistas nos segmentos indústria e comércio, a verificação do comportamento dos preços de liquidação das diferenças ao longo dos períodos de comercialização, a constatação dos impactos negativos dos preços em bases horárias nas operações do agente de comercialização, a apuração dos resultados das contabilizações energéticas para os mercados de atacado e varejo, além dos custos incrementais destas duas formas de atuação apurados sob a figura do comercializador de energia.
DESCRIÇÃO COMPLETA:
Data da defesa: 26/06/2020
Banca Examinadora
Orientador(a): Lúcio de Medeiros (Lactec)
Membro da Banca: Ana Paula Oening (Lactec)
Membro da Banca: Débora Cíntia Marcilio (Lactec)
Membro da Banca: Franklin Kelly Miguel (COPEL)
Palavra(s)-Chave: Setor Elétrico Brasileiro; Mercado livre de energia elétrica; Precificação horária; Comercialização varejista
Keywords: Brazilian Electricity Sector; Free electricity market; Hourly pricing; Retail market.
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Autor: Luiz Felipe Vilela Fedalto
Os bancos de baterias aplicados ao sistema elétrico de potência podem se tornar uma alternativa técnica/ econômica para os agentes do setor elétrico nacional. Este trabalho consiste na análise técnica e econômica da utilização de Sistemas de Armazenamento de Energia (BESS), por meio de baterias de íons de lítio, conectadas em diferentes proposições de arranjos ao Sistema Elétrico de Potência (SEP). A análise técnica consiste em uma pesquisa sobre os diferentes tipos de tecnologias de baterias de íons de lítio e suas diferentes aplicações no SEP. A análise do tema pela disciplina econômica passa por um estudo da cadeia de valor da construção do BESS, pela proposição de novos modelos de negócios, e é concluída com simulações econômicas desses modelos. As simulações visam comparar o preço do kWh oriundo do BESS contra o preço do kWh fornecido pelo mercado. O resultado obtido das simulações, resultou em uma faixa de preço do MWh de R$1.550,00 a R$ 730,00 (variando os cenários e tipos de sistemas). Este resultado quando comparado com o preço de energia da concessionária, de R$ 790,00, indica um possível potencial técnico econômico que resulte em redução de custo dos serviços dos agentes integrantes do sistema elétrico de potência.
DESCRIÇÃO COMPLETA:
Data da defesa: 29/05/2020
Banca Examinadora
Orientador: Cresencio Silvio Segura Salas (Lactec)
Membro da Banca: Débora Cíntia Marcilio (Lactec)
Membro da Banca: Eduardo Kazumi Yamakawa (Lactec)
Membro da Banca: Cássio Hideki Fujisawa (PUC GOIÁS)
Palavra(s)-Chave: Sistema de armazenamento de energia com baterias. Baterias de íons de lítio. Microrredes.
Keywords: Battery Energy Storage Systems. Ion lithium batteries. Microgrids.
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Autor: Antonio Pereira dos Santos
Informações com múltiplos critérios influenciam as escolhas para tomada de decisão e a dificuldade aumenta em função da complexidade dos problemas num campo onde a análise das escolhas e alternativas também geram incertezas. Tendência mundial e brasileira, o uso crescente do armazenamento de energia em baterias vem contribuindo com o avanço tecnológico no setor elétrico. Este trabalho tem como objetivo o desenvolvimento de uma metodologia multicritério para definição da melhor alternativa tecnológica de armazenamento de energia, utilizando o processo de análise de decisão hierárquica – Analytic Hierarchy Process (AHP), e que permita, a partir do estudo da bibliografia, reuniões com especialistas e informações fornecidas pelos fabricantes, escolher o melhor equipamento. Utilizando-se da ferramenta AHP, busca-se um modelo para auxiliar os decisores no processo de tomada de decisão. De forma a avaliar o modelo e indicar aos tomadores de decisão a alternativa ideal, foram utilizados quatro tipos de tecnologias de baterias, sendo três de chumbo-ácido e uma de Íons de Lítio. Dos resultados mostrou-se que a bateria de Íons de Lítio é a melhor alternativa sob a ótica dos critérios ambientais, tecnológicos, regulatórios e financeiros. Este trabalho, depois de realizadas adequações, pode ser adaptado a outros tipos de tecnologias de armazenamento de energia e contribuir com os tomadores de decisão na seleção da melhor alternativa tecnológica.
DESCRIÇÃO COMPLETA:
Data da defesa: 05/05/2020
Banca Examinadora
Orientador(a): Débora Cíntia Marcilio (Lactec)
Membro da Banca: Patrício Rodolfo Impinnisi (Lactec)
Membro da Banca: Eduardo Kazumi Yamakawa (Lactec)
Membro da Banca: Cleverson Luiz da Silva Pinto (Copel Distibuição)
Palavra(s)-Chave: Processo de Análise Hierárquica (AHP); Multicritério; Tomada de Decisão; Armazenamento de Energia.
Keywords: Analytic Hierarchy Process (AHP); Multicriteria; Decision Making; Energy Storage.
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