Itens

• USO DE TÉCNICAS DE OTIMIZAÇÃO METAHEURISTICAS APLICADAS AO DESPACHO ECONÔMICO E AMBIENTAL DE USINAS TERMOELÉTRICAS E FOTOVOLTAICAS
  O Despacho Econômico de Carga (ELD) é um processo do sistema elétrico de potência que visa o planejamento e a operação das Usinas Termelétricas (UTE), para o atendimento à demanda energética com menor custo operacional. Por outro lado, o ELD tornou-se um problema obsoleto por considerar somente o custo de combustível na geração de energia, desconsiderando parâmetros importantes como custos ambientais e de segurança da rede elétrica. A energia produzida pelas usinas termelétricas é considerada muito cara e poluente, ou seja, possui impactos negativos tanto na esfera ambiental, quanto para o cenário econômico. Considerando a pressão global para redução de emissões de poluentes na atmosfera e sustentabilidade ambiental, a incorporação da geração de Energias Renováveis (ER) ou Energias Verdes na rede elétrica é indispensável. A energia solar está se tornando uma parte importante do portfólio de geração de energia em muitas regiões devido à grande redução de seus custos e aos incentivos políticos que favorecem a geração de fontes de energia limpa e renováveis. Nesse sentido, a proposta da presente tese é apresentar um comparativo entre diversas técnicas metaheurísticas na otimização das soluções do Despacho Econômico Ambiental (DEA), incluindo a geração de energia solar fotovoltaica e o desligamento dos motores menos eficientes, bem como auxiliar o especialista na tomada de decisão para o funcionamento da planta geradora. Foram utilizados as metaheurísticas baseados em métodos estocásticos como: Ant Lion Optimizer (ALO), Dragonfly Algorithm (DA) e Differential Evolution (DE). Na busca por melhores soluções, foi implementado um novo algoritmo que verifica de forma inteligente a potência dos motores das usinas termoelétricas. Com base na potência demandada para o horário, é utilizado até 70% da capacidade da geração da usina fotovoltaica sendo o restante da demanda atendido pela usina termelétrica. Assim, encontra-se a potência ideal para o número mínimo de motores suficientes para atender a demanda, reduzindo o nível de combustível e poluentes na atmosfera. As simulações foram geradas no ambiente computacional do MATLAB, utilizando um modelo híbrido composto por seis (06) Unidades Geradoras (UG) e treze (13) Usinas Solares Fotovoltaica (USF). Os resultados obtidos foram comparados com os das simulações de Khan, que utilizaram o Algoritmo de Otimização por Enxame de Partículas em inglês: Particle Swarm Optimization (PSO). São apresentadas ainda comparações entre os métodos utilizados, sendo que dentre as técnicas metaheurísticas testadas, o DE foi o método que apresentou os melhores resultados, garantindo uma redução no combustível fóssil em 3,02%, correspondendo a US$ 8,557.08 e uma redução de poluentes na atmosfera de 1.42%.
• MODELO DE REPROGRAMAÇÃO DA PRODUÇÃO EM FLOW SHOP HÍBRIDO UNIDIRECIONAL INTEGRANDO FABRICANTE POR CONTRATO E SEUS CLIENTES
  Fabricantes por contrato (Contract Manufacturer, CM) normalmente programam sua produção considerando separadamente os requerimentos e restrições de cada indústria compradora. Os planejadores dos CMs podem coordenar a programação de um ou mais clientes e, quando surge a necessidade de reprogramação, analisam o planejamento das linhas dedicadas ou compartilhadas entre seus diversos produtos, o que pode gerar a necessidade de renegociação de compromissos de entrega (prazos e quantidades) com diversos clientes. As desvantagens dessa estratégia são as dificuldades de avaliar as oportunidades de melhor utilização da capacidade da planta, além da eventual necessidade de novos acordos para reajustes na entrega que envolvam mais de um cliente, sendo ainda mais crítico no nível operacional (short term). Essa situação limita a qualidade da reprogramação de produção à experiência e habilidade de negociação dos planejadores. Nesse contexto, o objetivo dessa pesquisa é propor um novo modelo de reprogramação de produção em flow shop híbrido unidirecional para abordar a integração, em contextos dinâmicos, de um fabricante por contrato, que lida com a execução da produção e controle de estoque, e seus clientes industriais, responsáveis pelo processo de planejamento da entrega. O estudo foi estruturado em 3 (três) fases: (i) definição das oportunidades e problema de pesquisa, realizada por meio de revisão sistemática de literatura, (ii) construção do modelo conceitual, desenhado a partir do problema empírico de conectar um CM e seus clientes industriais e (iii) modelagem de um flow shop híbrido real usando abordagem multimétodo, combinando eventos discretos e sistema baseado em agentes para lidar com o problema no nível operacional. Os resultados evidenciam o pioneirismo de uma pesquisa sobre reprogramação no nível operacional com integração entre indústrias, o modelo proposto melhora os desempenhos tanto na execução da produção na fábrica, quanto no nível de atendimento aos compromissos de entrega ao cliente e também promove a parceria entre os envolvidos, pois o plano de entrega com flexibilidade para ajustes e a pré-disposição de análise para modificações na programação durante o período congelado, diminui a necessidade de negociações entre as empresas, tanto para os reprogramações eventuais quanto para os reprogramações periódicas. Futuramente, espera-se a aplicação prática em chão de fábrica, com o desenvolvimento de um sistema computacional para ajuste autônomo de reprogramação de produção em nível operacional, o que liberaria o planejador para focar em questões de planejamento tático e estratégico. Embora essa pesquisa tenha sido motivada para resolver um problema de reprogramação de produção em Serviço de Manufatura por Contrato (Contract Manufacturing Service, CMS), a abordagem pode ser aplicada a qualquer parceria B2B.
• Algoritmo Memético Cultural para Otimização de Problemas de Variáveis Reais
  A tecnologia deu grandes passos nos últimos anos, mas os recursos de computação para certas aplicações precisam de otimização para que os custos envolvidos na solução de alguns problemas não sejam altos. Existe uma área muito ampla de pesquisa para o desenvolvimento de algoritmos eficientes para problemas de otimização multimodal. Nas duas últimas décadas o uso de algoritmos evolutivos em otimização multimodal tem demonstrado ser um sucesso. Dentre esses algoritmos evolutivos, que são algoritmo de busca global, pode-se citar o uso dos Algoritmos Culturais. Um aprimoramento natural do Algoritmo Cultural é a sua hibridização com algum outro algoritmo de busca local, de forma a ter as vantagens da busca global combinada com a busca local. Entretanto os Algoritmos Culturais com busca local usados para otimização multimodal nem sempre são avaliados por testes estatísticos eficientes. O objetivo deste trabalho é analisar o comportamento do Algoritmo Cultural, com populações evoluídas pelo Algoritmo Genético, quando são utilizadas as heurísticas de busca locais: Busca Tabu, Busca de Feixe, Escalada e Recozimento Simulado. Uma das contribuições deste trabalho foi a atualização do conhecimento topográfico do algoritmo cultural pelo uso da área triangular definida pelos melhores resultados encontrados na busca local. Para realizar a análise, um algoritmo memético foi desenvolvido pela hibridização do algoritmo cultural com as heurísticas de busca local citadas, sendo selecionadas uma de cada vez. Os problemas do mundo real costumam ter características multimodais, então as avaliações foram realizadas usando funções de benchmark multimodais, que tiveram seus resultados avaliados por testes não paramétricos. Além disso, o algoritmo memético foi testado em problemas reais de otimização com restrições nas áreas de engenharia. Nas avaliações realizadas, o Algoritmo Cultural Memético desenvolvido apresentou melhores resultados quando comparado com os resultados disponíveis da literatura científica pesquisada. PALAVRAS-CHAVE: Algoritmos Culturais, Algoritmos Meméticos, Busca Local, Problemas de otimização com restrições, Otimização multimodal.
• MODELO HÍBRIDO BASEADO EM SÉRIES TEMPORAIS E REDES NEURAIS PARA PREVISÃO DA GERAÇÃO DE ENERGIA EÓLICA
  A geração de energia elétrica através de turbinas eólicas é uma das alternativas praticamente inesgotáveis de geração de energia elétrica. Ela é considerada uma fonte de energia limpa, porém ainda necessita de muita pesquisa para desenvolvimento de ciência e tecnologias que assegurem uma uniformidade na geração, propiciando uma maior participação desta fonte na matriz energética tanto no Brasil quanto no mundo, pois o vento apresenta bruscas variações na velocidade, densidade e em outras variáveis importantes. Nos sistemas elétricos de base eólica, cada horizonte de previsão é aplicado em um determinado segmento específico, previsão de minutos, horas, semanas, meses e anos futuros do comportamento do vento, desta forma podese avaliar a disponibilidade de energia para o próximo período, uma informação relevante no despacho das unidades geradoras e no controle do sistema elétrico. Esta tese teve como proposta, desenvolver modelos de previsão a ultra curto, curto, médio e longo prazo da velocidade do vento, baseado em técnicas de inteligência computacional, usando modelos de Redes Neurais Artificiais, SARIMA e modelos híbridos e prever a capacidade da geração de potência para cada horizonte. Para aplicação da metodologia utilizou-se as variáveis meteorológicas do banco de dados do sistema de organização nacional de dados ambientais SONDA, estação de Petrolina, do período de 01 de janeiro de 2004 à 31 de março de 2017. O desempenho dos modelos foi comparado com 5, 10 e 20 passos para frente, considerando minutos, horas, dias, semanas, meses e anos como horizonte de previsão. O modelo hibrido obteve melhor resposta na previsões dentre as quais destacou-se o horizonte de horas. PALAVRAS CHAVE: Energia eólica; Velocidade do vento; Séries temporais; SARIMA; Redes Neurais Artificiais; Previsão
• AVALIAÇÃO DA DISTORÇÃO HARMÔNICA TOTAL DE TENSÃO NO PONTO DE ACOPLAMENTO COMUM INDUSTRIAL USANDO O PROCESSO KDD BASEADO EM MEDIÇÃO
  Nas últimas décadas, a indústria de transformação, tem proporcionado a introdução de produtos cada vez mais rápidos e energeticamente mais eficientes para utilização residencial, comercial e industrial, no entanto essas cargas devido à sua não linearidade têm contribuído significativamente para o aumento dos níveis de distorção harmônica de tensão em decorrência da corrente conforme indicadores de Qualidade de Energia Elétrica do sistema brasileiro de distribuição de energia elétrico. O constante aumento dos níveis das distorções, principalmente no ponto de acoplamento comum, tem gerado nos dias atuais muita preocupação nas concessionárias e nos consumidores de energia elétrica, devido aos problemas que causam como perdas da qualidade de energia elétrica no fornecimento e nas instalações dos consumidores e isso têm proporcionado diversos estudos sobre o assunto. Com o intuito de contribuir com o assunto, a presente tese propõe um procedimento com base no processo Knowledge Discovery in Database - KDD para identificação das cargas impactantes das distorções harmônicas de tensão no ponto de acoplamento comum. A metodologia proposta utiliza técnicas de Inteligência computacional e mineração de dados para análise dos dados coletados por medidores de qualidade de energia instalados nas cargas principais e no ponto de acoplamento comum do consumidor e consequentemente estabelecer a correlação entre as correntes harmônicas das cargas não lineares com a distorção harmônica no ponto de acoplamento comum. O processo proposto consiste na análise das cargas e do layout do local onde a metodologia será aplicada, na escolha e na instalação dos medidores de QEE e na aplicação do processo KDD completo, incluindo os procedimentos de coleta, seleção, limpeza, integração, transformação e redução, mineração, interpretação, e avaliação dos dados. Com o propósito de contribuição foram aplicadas as técnicas de mineração de dados Árvore de Decisão e Naïve Bayes e foram testados diversos algoritmos em busca do algoritmo com resultados mais significativos para esse tipo de análise conforme apresentado nos resultados. Os resultados obtidos evidenciaram que o processo KDD possui aplicabilidade na análise da Distorção Harmônica Total de Tensão no Ponto de Acoplamento Comum e deixa como contribuição a descrição completa de cada etapa desse processo, e para isso foram comparados com diferentes índices de balanceamento de dados, treinamento e teste e diferentes cenários em diferentes turnos de análise e apresentaram bom desempenho possibilitando sua aplicação em outros tipos de consumidores e empresas de distribuição de energia. Evidencia também, na aplicação escolhida e utilizando diferentes cenários, que a carga mais impactante foi a sétima harmônica de corrente das centrais de ar condicionado para o conjunto de dados coletados. Palavras-chave: distorção harmônica total, mineração de dados, KDD, inteligência computacional, árvore de decisão, Naïve Bayes, rede neural, qualidade de energia.
• PRÉ-DESPACHO DE CARGA EM USINAS TERMOELÉTRICAS CONSIDERANDO A GESTÃO DA MANUTENÇÃO VIA LÓGICA FUZZY
  RESUMO Esta tese apresenta uma nova proposta para o pré-despacho de carga considerando o estado técnico dos motores das usinas termelétricas através da combinação de diversas técnicas de manutenção e de diagnóstico a partir da inteligência computacional via lógica Fuzzy. O diagnóstico do estado técnico dos motores é realizado usando a análise de óleo lubrificante, análise de vibrações, e termografia. Com esses dados e com a análise estatística, é possível prever quando um motor pode falhar ainda no pré-despacho de carga. Para aumentar a confiabilidade dos motores e do fornecimento da energia elétrica, se desenvolveu um Programa de Gerenciamento de Manutenção (PGM), usando ferramentas de gestão, aplicando apenas 4 pilares do TPM (manutenção produtiva total) e combinando com a manutenção preditiva e o diagnóstico, permitindo assim o gerenciamento para a diminuição das paradas corretivas dos equipamentos da usina. Alguns resultados atingidos após a implantação são: redução do custo anual de manutenção, redução da manutenção corretiva, aumento do MTBF (Mean Time Between Failures) e diminuição do MTTR (Mean Time To Repair) em todas as áreas. Além disso, o pré-despacho realizado garante que possa ser atingida a potência demandada com um alto grau de confiabilidade e qualidade.   Palavra chave – Pré-despacho de carga, Gerenciamento de Manutenção, Geradores Elétricos, TPM, Usinas Termoelétricas, Lógica Fuzzy.
• SOLUÇÃO PARA O DESPACHO ECONÔMICO AMBIENTAL DE UM SISTEMA DE GERAÇÃO TÉRMICA POR RECOZIMENTO SIMULADO
  RESUMO Nos últimos anos, tornaram-se crescentes as preocupações da população e dos governos com a proteção ao meio ambiente. Ao mesmo tempo, a utilização de combustíveis fósseis para a produção de energia elétrica ainda é elevada, devido a grande disponibilidade deste insumo energético e a tecnologia consolidada das usinas térmicas. Em função deste contexto, vem se tornando cada vez mais comum a adoção de metodologias para a otimização da operação das usinas termelétricas, não só em função do custo de combustível, mas também das emissões dos poluentes gerados, o que vem trazendo um impacto positivo na redução da poluição ambiental para geração de energia elétrica junto aos sistemas térmicos, baseados em combustíveis fósseis. Sendo assim, este processo estabelece a necessidade de pesquisas no campo do planejamento energético, baseadas normalmente na aplicação de métodos de otimização que levem em consideração os dois objetivos citados de forma integrada. Ferramentas de otimização baseadas em características metaheuríticas, como o recozimento simulado, se adequam bem a estes tipos de problemas. Neste contexto, a presente tese de doutorado tem como objetivo aplicar a otimização multiobjectivo no despacho econômico ambiental (DEA) de usinas térmicas utilizando o recozimento simulado, comparando os resultados obtidos com outras técnicas metaheuristicas. Esta ferramenta foi utilizada com uma função aptidão que envolve dois objetivos (o custo e as emissões), para encontrar o resultado ótimo, levando em consideração o desligamento dos motores menos eficientes, garantido assim a redução dos custos financeiros e da poluição.   Palavras-Chave: Otimização, Despacho Econômico, Despacho Econômico Ambiental, Recozimento Simulado.  
• METODOLOGIA DE PLANEJAMENTO PARA INSERÇÃO DE GERADORES FOTOVOLTAICOS EM REDES ELÉTRICAS ISOLADAS E SUPRIDAS POR GERADORES A DIESEL
  RESUMO Fontes renováveis de energia baseadas na geração fotovoltaica (GFV) são alternativas energéticas promissoras para a complementação da geração elétrica convencional e centralizada, como usinas térmicas a diesel que suprem potência para redes elétricas isoladas em cidades e localidades remotas na Amazônia. A alocação e o dimensionamento de geradores para aplicação como geração distribuída (GD) é um problema desafiador, com implicações técnicas e econômicas, relacionadas ao planejamento, projeto e operação da rede e, particularmente, a GFV em função das condições ambientais, principalmente radiação solar e temperatura ambiente. Esta tese apresenta uma metodologia analítica para alocar e dimensionar a potência ativa de unidades de geração fotovoltaica, composta pelo gerador FV integrado ao inversor CC/CA (GDFV) para integração, de forma concentrada ou dispersa em redes isoladas de média tensão, e contempla o atendimento de múltiplos objetivos, melhoria do perfil de tensão da rede, redução das perdas ativas e redução da participação da geração a diesel, proporcionando redução no consumo de óleo diesel e, consequentemente, redução da poluição ambiental. A solução global do método proposto constitui um compromisso em relação a esses objetivos, apresentando ponderações diferenciadas para os mesmos, de acordo com prioridades estabelecidas no planejamento do sistema elétrico sob estudo. Para validação da metodologia proposta, foram modeladas e simuladas as redes de 33 e 69 barras do IEEE e um sistema elétrico isolado, cuja usina térmica a diesel supre alimentação para a cidade de Aveiro-PA, Região Amazônica, obtendo-se como resultados dessas simulações melhoria significativa no perfil de tensão, redução nas perdas ativas e na potência de geração a diesel, de acordo com indicadores técnicos que permitem a avaliação quantitativa da integração da GDFV na rede elétrica.   Palavras-chave: Perda de potência ativa, Geração distribuída (GD), Alocação e dimensionamento de geradores distribuídos, Geração fotovoltaica, Desvio de tensão.
• GESTÃO TERMO-ECOLÓGICA DE USINAS TERMELÉTRICAS COM MOTORES À COMBUSTÃO INTERNA: PROCEDIMENTO BASEADO EM ASPECTOS TÉCNICOS, ECONÔMICOS E AMBIENTAIS
  RESUMO Embora no mundo exista uma tendência ao uso das energias renováveis, nas usinas termoelétricas, a principal fonte geradora de energia ainda são os combustíveis fósseis. Essas usinas apesar de gerar a potência elétrica demandada para o consumo, são fontes de poluição ao meio ambiente. Este trabalho desenvolve um procedimento para a gestão termoecológica de usinas termoelétricas, avaliando conjuntamente a eficiência térmica e ambiental de motores à combustão interna acionados por combustíveis fósseis, mas especificamente neste caso, o óleo combustível e o gás natural. De forma a associar as diferentes percepções de eficiência e avaliar a gestão termoecológica, foram criados diferentes modelos matemáticos utilizados no desenvolvimento de procedimentos que integraram os aspectos técnicos (eficiências), econômicos (consumo e custo de combustível) e ambientais (índice de emissões, função ecológica e Ecoeficiência). Por meio do uso de novas teorias, conceitos e lacunas de conhecimentos verificados na literatura, se aplica pela primeira vez o conceito de entransia para avaliar a eficiência dos motores à combustão interna e para criar um aprimoramento para a função ecológica desenvolvida inicialmente por Angulo-Brown. Para possibilitar a gestão termoecológica das usinas foi utilizado também o conceito de Ecoeficiência na otimização multicritério do despacho de carga, permitindo aos gestores avaliar diferentes cenários de simulação em busca da maior eficiência termoecológica. A avaliação prática dos procedimentos desenvolvidos foi feita por meio da aplicação dos mesmos em um procedimento computacional criado com parâmetros específicos ao tipo de usinas termoelétricas abordadas. Os principais resultados obtidos foram o avanço da teoria acerca da gestão termoecológica de usinas termoelétricas e a criação de uma ferramenta prática de cruzamento de dados e simulação de cenários para que os gestores utilizem em suas tomadas de decisões. O procedimento e a ferramenta criados possibilitam aos gestores a percepção real da variação dos impactos técnicos, econômicos e ambientais em relação aos efeitos das diferentes formas de operação das usinas termoelétricas. A efetividade dos procedimentos propostos foi comprovada por sua aplicação em casos reais com diferentes cenários de geração e tipo de combustível. Palavras-chave: Gestão termo-ecológica, Eficiência Térmica, Entransia, Ecoeficiência, Ecologia Industrial.   A UFSC ainda não disponibilizou a tese de doutorado em pdf.
• MODELO PARA AVALIAR O DESEMPENHO DA LOGISTICA INTERNA
  RESUMO O mercado tem exigido das organizações: eficiência, eficácia, criatividade e agilidade, que sejam competitivas e que tenham suas estratégias definidas, visando a sustentabilidade do negócio. Neste contexto, a logística surge como um dos elos importantes das estratégias corporativas. Todavia, em leitura e estudo sobre o assunto, observa-se a ausência na literatura sobre a organização e avaliação da logística interna. Procurando preencher esta lacuna, a presente Tese visou elaborar um Modelo para Avaliar o Nível do Desempenho da Logística Interna, apontando suas partes componentes e como elas são estruturadas e aferidas. O estudo baseou-se em pesquisa bibliográfica, bibliométrica e empírica, identificando a carência existente. Para possibilitar o alcance dos objetivos, foi desenvolvida uma metodologia com 15 etapas. Se utilizou de métodos multicritérios para avaliar a logística interna, como suporte matemático utilizou-se o software Solver Excel e o toolbox de Lógica Fuzzy (FL), implementado no MATLAB. Preliminarmente foram estabelecidas 15 partes componentes da logística interna baseado na literatura e na pesquisa empírica com a interação dos especialistas das indústrias ligados a logística, as partes componentes foram ajustadas e validadas em 13 partes. Os graus de importância destas partes foram avaliados por noventa e três empresas, e foram selecionadas três e em uma delas foi aplicado o Modelo para Avaliar o Desempenho da Logística Interna, usando a escala Likert para avaliar as propriedades das partes componentes do modelo, onde constatou-se a consistência das análises atingindo 95% de precisão. Os resultados alcançados podem ser mencionados: a identificação das partes componentes da logística interna, a definição dos pesos das prioridades destas partes, as propriedades das partes componentes, uma equação matemática desta análise, resultando no índice que definiu o Modelo para Avaliar o Desempenho da Logística interna. Oferecendo uma contribuição para literatura sobre um novo Conceito da Logística Interna, assim como as suas partes componentes, além da entrega de um modelo e as correspondentes ferramentas para Avaliar o Nível de Desempenho da Logística Interna, cujos resultados possibilitarão as empresas a melhorarem sua competitividade. Palavras-chave: Logística interna. Modelo. Desempenho. Ferramentas, Competitividade.   A UFSC ainda não disponibilizou a tese de doutorado em pdf.
• MEDIÇÃO DA INTEROPERABILIDADE LOGÍSTICA COM USO DO MODELO DE EQUAÇÕES ESTRUTURAIS
  O modelo de medição da interoperabilidade logística (IOL) pode contribuir para a melhoria da operação, responsividade e custos das organizações, no que tange às operações logísticas, portanto o objetivo principal desta tese é contribuir para o desenvolvimento de um modelo de medição do grau de interoperabilidade logística, bem como a criação e sustentação teórica do conceito de interoperabilidade logística (IOL). A partir do método de pesquisa estabelecido foi construído um portfólio que serviu de base para a elaboração do modelo conceitual que foi discutido e legitimado com especialistas da área de logística do Pólo Industrial de Manaus (PIM). Tal modelo conceitual contemplou as seguintes variáveis latentes exógenas: estratégia, logística inbound, logística outbound e logística interna, como também a variável endógena a própria IOL. As variáveis observáveis ou indicadores foram construídas resultando 13 indicadores (Abastecimento, Nível Organizacional, Transporte Interno, Distribuição, Operador Logístico, Usabilidade, Armazenagem, Produção, Sistemas, Simulação e Estratégias de relacionamento com fornecedores, clientes e cadeia de suprimento) e 76 variáveis. A modelagem de equações estruturais (MEE) foi utilizada para a construção do modelo de medição. A técnica de estimação dos parâmetros adotada para a aplicação da MEE foi a dos mínimos quadrados parciais (Partial Least Square Path Modelling PLS-PM) por meio do software SmartPLS®. Os resultados apontaram inicialmente a aderência do modelo proposto, por meio das suas respectivas validades convergente e discriminante, consistência, confiabilidade, coeficiente estruturais, validade preditiva (Q2 ) e tamanho do efeito (f2 ). A partir da aplicação do modelo do modelo em empresa industrial do PIM, pode-se perceber sua relevância, como o Alpha de cronbach acima de 0,7, AVE (Average Variance Extracted) acima de 0,5 e a avaliação dos coeficientes de determinação de Pearson (R2 ), com um elevado grau de ajuste quanto à explicação da variável endógena (IOL) com 98%. O modelo proposto, com seus respectivos módulos (mensuração e estrutural), para medir a IOL (inclusive demonstrados os Efeitos) é a contribuição científica desta pesquisa sobre o tema da interoperabilidade.
• MODELO MATEMÁTICO PARA OTIMIZAÇÃO MULTIOBJETIVO DO DESPACHO ECONÔMICO AMBIENTAL DE USINAS TÉRMICAS USANDO O NSGA-II
  RESUMO Uma das tarefas prioritárias para as usinas termelétricas é fornecer a demanda de energia solicitada garantindo o menor custo possível. Esta tarefa possui ainda mais importância na Região Norte do Brasil, principalmente no Polo Industrial de Manaus (PIM) e na própria cidade, onde uma grande parte desta energia é fornecida por Usinas Termelétricas (UTE). A seleção dos geradores e o seu regime de trabalho se conhece como Despacho Econômico (DE). O objetivo essencial do DE é operar as UTE satisfazendo a demanda ao menor custo de combustível possível. Entretanto, a preocupação mundial com a poluição causada pelos combustíveis fósseis nestes últimos tempos a minimizar o custo de combustível não pode ser considerado o único objetivo a atingir nas UTEs e limitar a emissão de poluentes tornou-se outro objetivo primordial. Assim, surge o Despacho Econômico Ambiental (DEA), que procura não diminuir os custos, mas também as emissões. Para resolver a otimização desta tarefa existem diversos métodos tanto determinísticos como heurísticos. Um dos métodos mais utilizados segundo a literatura é o Algoritmo Genético de Classificação Não-dominado, NSGA-II, considerando duas funções objetivos, uma função de custo de combustível e outra função de quantidade de emissões. Nesta tese, a solução proposta tem as seguintes contribuições: desenvolve uma nova e inédita função para avaliar a contaminação ambiental produzida pelas UTEs que além de minimizar a quantidade de poluentes, leva em consideração a influência dos poluentes mais nocivos para o meio ambiente. Essa função denominada Índice de Emissões é aplicada aos motores de duas UTEs da cidade de Manaus com resultados satisfatórios. O Índice de Emissões e a função tradicional custo de combustível é otimizada usando o NSGA-II, determinando soluções ótimas para a potência de saída em diversos cenários característicos e não característicos das usinas, podendo ser aplicado a qualquer termelétrica. Para analisar a viabilidade da solução proposta por esta tese, utilizaram-se um conjunto de dez unidades geradoras térmicas de uma UTE da cidade de Manaus e o Sistema de 118-barras do IEEE como estudos de caso, demonstrando a robustez da proposta no que se referem à solução apresentada. Tais resultados foram significativos, considerando Índice de Emissões e utilizando o procedimento de otimização do algoritmo de classificação não dominada II (NSGA-II). Esta nova metodologia do DEA viabiliza aos especialistas da área a redução de custos e planejamento de geração. Palavras-Chave: Despacho ambiental, emissões, geração de energia, índice de emissões, otimização (Algoritmos Genéticos), NSGA-II.
• UMA NOVA SOLUÇÃO PARA A OTIMIZAÇÃO DO DESPACHO ECONÔMICO E AMBIENTAL UTILIZANDO METAHEURÍSTICAS DA COMPUTAÇÃO BIO-INSPIRADA
  Devido ao crescimento industrial da Região Norte, principalmente do Polo Industrial de Manaus (PIM) e consequentemente o aumento da necessidade de geração de energia, que nesta região é fornecida em mais de 90% de seu total por Usinas Termoelétricas (UTE), tornou-se necessário a implementação de ferramentas computacionais que propiciem ao especialista, ou operador de sistemas elétricos, tomar decisões sobre o despacho de potência ótima de cada unidade geradora, contemplando não somente a redução de custos, mas também a diminuição dos índices de poluição na atmosfera. O Despacho Econômico (DE), ou despacho ótimo, é uma das tarefas mais antigas e importantes na gestão de usinas de energia elétrica, e atualmente, devido às crescentes preocupações com o meio ambiente, este problema vem sendo estendido para a otimização do Despacho Econômico e Ambiental (DEA). Esta tese tem como objetivo geral analisar uma nova proposta de solução para o antigo problema de otimização do DE e do DEA implementada por diversos métodos Determinísticos (Iteração Lambda, Programação Quadrática e Método de Newton) e métodos Heurísticos (Algoritmos Genéticos, Enxame de Partículas, Evolução Diferencial, Recozimento Simulado, Otimização por Lobo Cinzento e Colônia de Abelhas Artificiais) para o problema do DE e para o problema do DEA (Algoritmo Genético de Classificação Não-dominado, NSGA II e NSGA III), considerando o desligamento dos geradores com maior custo de operação, com a consequente redução no custo dos combustíveis. O método do custo incremental e as perdas de transmissão são utilizados para determinar os valores de potência ativa de cada unidade geradora, assegurando o balanço energético entre a potência total gerada, a demanda do sistema elétrico, as perdas, e minimizando, por outro lado, o custo total do combustível, reduzindo as emissões, e ainda melhorando a eficiência não somente dos geradores, mas também da UTE como um todo. A solução proposta nesta tese tem as seguintes contribuições: contempla o desligamento dos sistemas de geração que apresentam maior custo com combustível, reduz os custos totais permitindo uma manutenção preditiva nestas máquinas; determina soluções ótimas para a potência de saída em vários cenários característicos e não característicos das usinas, considerando variações na geração de potência ativa e na redução das emissões de gases poluentes como, NOx e o CO2. Para analisar a viabilidade da solução proposta por esta tese, utilizou-se um conjunto de dez unidades geradoras térmicas como parâmetros para o estudo de caso e três conjuntos de geradores, descritos na literatura, como sistema de teste para validação da robustez da proposta de solução apresentada. Foram aplicados diversos métodos determinísticos e de computação Bio-inspirada para a otimização mono-objetivo e multiobjetivo. Os resultados apresentados na tese, a partir da análise de vários exemplos práticos, mostram as vantagens da nova solução proposta.
• ANÁLISE EXPERIMENTAL DO PROCESSO DE EXTRAÇÃO DO ÓLEO ESSENCIAL DE PUXURI [Licaria puchury-major (Mart.) Kosterm., Lauraceae] POR ARRASTE COM VAPOR.
  Analisa-se experimentalmente o processo de extração do óleo essencial de sementes e de partes aéreas de puxuri por arraste com vapor. O puxuri [Licaria puchury-major (Mart.) Kosterm., Lauraceae], é uma espécie florestal da Amazônia com grande potencial para a indústria de bio-produtos (fármacos, cosméticos, alimentos e praguicida natural) devido à presença de safrol no seu óleo essencial. Realiza-se neste trabalho um estudo anatômico e de caracterização física e química das partes da planta utilizadas para a extração do óleo. Estuda-se a cinética da secagem de sementes, ramos finos e folhas de puxuri e quantifica-se a influência da secagem convectiva em leito fixo nos teores de safrol e no conteúdo de umidade final. Por meio de experimentos estatisticamente planejados, identificam-se os níveis das variáveis de processo: teor de umidade, tempo de extração e granulometria das amostras de sementes de puxuri, que otimizam simulta-neamente as respostas: rendimento em óleo essencial e teor de safrol, seu componente majoritá-rio, dentro do domínio experimental adotado e confiança de 90% ( = 0,10), no processo de extração do óleo essencial por arraste com vapor. Analisa-se quimicamente o óleo essencial de puxuri por CG-MS e identifica-se a composição química em termos de seus constituintes majo-ritários. Utilizando-se o método de aproximação gravimétrica estático com soluções concentra-das, são obtidas isotermas de dessorção para sementes de puxuri em pó, a 15, 25 e 35ºC. Aos dados experimentais de equilíbrio higroscópico, ajusta-se muito bem o modelo de GAB, sendo estimados os calores de sorção líquidos e integrais, além dos teores de umidade de equilíbrio na monocamada e demais constantes da equação. Constata-se baixa toxicidade do óleo essencial de puxuri e que o resíduo sólido da extração pode ser utilizado como material saponificável para a produção de sabões transparentes a frio. PALAVRAS-CHAVE: Licaria, puxuri, extração por arraste com vapor, óleo essencial, safrol, cinética de secagem, dessorção, otimização de processos.
• Estudos de processos de extração e caracterização de fibras do fruto do açaí (euterpe oleracea mart.) Da amazônia para produção de ecopainel de partículas homogêneas de média densidade.
  O tecido fibroso do fruto do açaí (Euterpe oleracea Mart.) é descartado cerca de 1.200 t/dia, na Região Metropolitana de Belém (PA) após a produção de suco. Esse resíduo agroindustrial com pouca frequência é utilizado em caldeiras como fonte de cogeração de energia. Visando o aproveitamento da fibra do fruto, o objetivo deste trabalho foi estudar processos de extração das fibras e tratamento por meio da maceração biológica: espontânea e induzida e mercerização química: com NaOH, com e sem autoclave. Para tanto, foi realizada caracterização anatômica, química, física e mecânica das fibras de açaí com o intuito de utilizá-las para o desenvolvimento de novos materiais compósitos alternativos para indústria da construção civil. Para obtenção das fibras foram utilizados processos manuais e mecânicos. Para maceração biológica espontânea foi utilizada a água do Rio Guamá (AG) e a água da Cosanpa (AC) e na condição experimental biológica induzida foi utilizada a raspa da mandioca (MD). As concentrações de água e de raspa de mandioca foram 2%, 4% e 6% em massa. O tratamento químico alcalino foi realizado de duas formas: (1) utilizou-se uma solução alcalina de NAOH com as seguintes concentrações em massa: 0,5%, 1% e 2%; (2) parte das fibras tratadas foram colocadas no autoclave. Para o estudo anatômico o tecido fibroso foi macerado e analisado em microscopia ótica e eletrônica de varredura, para caracterizar os constituintes celulares. Para caracterização mecânica foi realizado o ensaio de tração axial das fibras de açaí, para a obtenção da resistência à tração máxima. Na caracterização química das fibras foram realizadas análises químicas do conteúdo total de lignina, celulose e hemicelulose. Após os tratamentos de maceração biológica e alcalina foram analisados estatisticamente os resultados dos ensaios mecânicos para escolher o melhor tratamento para as fibras que foram usadas na produção ecopainéis de partículas homogêneas aglomeradas com resina poliuretana bicomponente a base de óleo de mamona. Após a fabricação dos ecopainéis com a resina poliuretana foi realizada a caracterização físico-mecânica e microestrutural que compreendeu a determinação das propriedades físicas: densidade aparente-(Dap), inchamento em espessura (IE) e absorção de água (Abs); e propriedades mecânicas: módulo de elasticidade (MOE), módulo de ruptura (MOR), resistência à adesão interna (RAI) e arrancamento de parafuso na superfície (RAsup) e no topo (RAtop). Os resultados das caraterização das fibras indicaram a grande quantidade de esclereídes e fibrotraqueídes constituídos de numerosos apêndices presentes nas superfícies das fibras celulósicas (feixes vasculares) os quais são responsáveis pela resistência mecânica das fibras. As fibras apresentaram 30% de lignina, 44 %- 46% de celulose e 18% -20% de hemicelulose. As fibras do processo de mercerização alcalina NaOH com 0,5% em massa e autoclave foi selecionada para a fabricação dos ecopainéis. Os resultados das propriedades físicas, apresentaram ecopainéis de partículas homogêneas classificados como de média densidade na faixa de 713 a 745 kg/m3.. Os valores médios dos ecopainéis com fibras tratadas de inchamento em espessura foram em média 36% e 40% inferiores, após 2 e 24 h, respectivamente, dos ecopainéis com as fibra não tratadas. As mesmas reduções de 35% e 17% nos valores de absorção de água, após 2 h e 24 h, respectivamente, foram observadas. As propriedades mecânicas dos ecopainéis com fibras tratadas apresentaram valores superiores em 31% no MOR, 89% no RAI e 54% no RAtop, comparado com os ecopainéis referência (fibras sem tratamento). Tais resultados sugerem a potencialidade da fibra do açaí, com tratamento alcalino e submetido a autoclave, como matéria prima na produção de ecopainéis homogêneos particulados de media densidade (MDP) para uso comercial na indústria da construção civil e moveleira. Palavras chaves: Fibras lignocelulósicas, fibras vegetais, compósitos, resina de óleo de mamona, maceração biológica, mercerização química.
• OTIMIZAÇÃO MULTIOBJETIVO DA COMPENSAÇÃO DE POTÊNCIA REATIVA EM REDES DE DISTRIBUIÇÃO CONSIDERANDO RESTRIÇÕES DE DISTORÇÃO HARMÔNICA
  A localização de bancos de capacitores nas redes de distribuição de energia elétrica, corretamente dimensionados, busca compensar eventuais excessos de circulação de potência reativa pelas linhas, o que implica a redução de custos operacionais pela redução das perdas de energia e um aumento da capacidade de transmissão de potência ativa assegurando os níveis estabelecidos de tensão e fator de potência simultaneamente. A proliferação das cargas não lineares provocou uma mudança nos cenários de estudo dos sistemas elétricos de potência devido aos efeitos nocivos que os harmônicos gerados por elas ocasionam sobre a qualidade da energia elétrica. Considerando este novo cenário, esta tese tem como objetivo geral desenvolver uma ferramenta computacional utilizando técnicas de inteligência computacional apoiada em algoritmos genéticos (AG), para a otimização multiobjetivo da compensação da potência reativa em redes elétricas de distribuição capaz de localizar e dimensionar de forma ótima as unidades de compensação necessárias para obter os melhores benefícios econômicos e a manutenção dos índices de qualidade da energia estabelecidos pelas normas brasileiras. Como Inovação Tecnológica do trabalho a ferramenta computacional desenvolvida permite otimizar a compensação da potência reativa para melhorar do fator de potência em redes de distribuição contaminadas com harmônicos que, diferentemente de métodos anteriores, não só emprega bancos de capacitores, mas também filtros de harmônicos com esse objetivo. Utilizase o algoritmo NSGA-II, que determina as soluções ótimas de Pareto para o problema e permite ao especialista determinar as soluções mais efetivas. A proposta para a solução do problema apresenta várias inovações podendo-se destacar que a solução obtida permite determinar a compensação de potência reativa com capacitores em sistemas com certa penetração harmônica, atendendo a normas de qualidade de energia pertinentes, com relação aos níveis de distorção harmônica tolerados. Palavras-Chave: Algoritmos Genéticos, Harmônicos, Qualidade de Energia Elétrica e Distribuição de Energia Elétrica.
• PROJETO MULTICRITÉRIO DE FILTROS HARMÔNICOS PASSIVOS PARA INSTALAÇÕES INDUSTRIAIS UTILIZANDO TÉCNICAS DE INTELIGÊNCIA COMPUTACIONAL
  Devido ao auge do crescimento industrial na Região Norte e, em especial, o Pólo Industrial de Manaus (PIM), são necessários obter ferramentas matemáticas que facilitem ao especialista tomar decisões sobre a seleção e dimensionamento dos filtros harmônicos que proporcionam neutralizar os efeitos prejudiciais dos harmônicos gerados pelas cargas não lineares da indústria e alcançar conformidade com os padrões das normas de qualidade de energia correspondentes. Além disso, como os filtros harmônicos passivos têm a capacidade de gerar potência reativa à rede, estes meios são eficazes compensadores de potência reativa e, portanto, podem conseguir uma economia significativa no faturamento de energia elétrica consumida por essas instalações industriais. Esta tese tem como objetivo geral desenvolver um método matemático e uma ferramenta computacional para a seleção da configuração e parâmetros do projeto de um conjunto de filtros harmônicos passivos para sistemas elétricos industriais. Nesta ótica, o problema de otimização da compensação de harmônicos por meio de filtros passivos foi formulado como um problema multiobjetivo que considera tanto os objetivos da redução da distorção harmônica como da efetividade econômica do projeto considerando as características das tarifas brasileiras. Todavia, a formulação apresentada considera as restrições relevantes impostas pelas normas brasileiras e estrangeiras. A solução computacional para este problema foi conseguida, usando o algoritmo genético NSGA-II que determina um conjunto de soluções ótimas de Pareto (Fronteira) que permitem ao projetista escolher as soluções mais adequadas para o problema. Por conseguinte, a ferramenta computacional desenvolvida tem várias novidades como: não só calcula os parâmetros que caracterizam os filtros, como também seleciona o tipo de configuração e o número de ramos do filtro em cada barra candidata de acordo com um conjunto de configurações préestabelecidas; têm implementada duas normas para a avaliação das restrições de qualidade de energia (Prodist-Módulo 8 e IEEE 519-92) que podem ser selecionadas pelo usuário; determina soluções com bons indicadores de desempenho para vários cenários característicos e não característicos do sistema que permitem a representação das as variações diárias da carga; das variações dos parâmetros do sistema e dos filtros; avalia o custo das contas de energia numa rede elétrica industrial que tem diferentes condições de operação (cenários característicos); e avalia o efeito econômico de filtros de harmônicos como compensadores de potência reativa. Para desenvolver a ferramenta computacional adequada desta tese, foi empregado um modelo trifásico em coordenadas de fase para redes de energia elétrica industriais e de serviços onde foram feitos vários programas utilizando várias ferramentas computacionais adicionais. Estas ferramentas compreendem um programa de varredura de freqüência, um programa do fluxo de harmônicos por injeção de correntes e um programa de fluxo de potência à freqüência fundamental. Os resultados positivos desta tese, a partir da análise de vários exemplos práticos, mostram as vantagens do método desenvolvido. Palavras-Chave: Algoritmos Genéticos, Harmônicos, Qualidade de Energia Elétrica e Distribuição de Energia Elétrica.