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Desenvolvimento de próteses para membros inferiores híbridas em impressão 3d/fibra de carbono
Full text linkAiming at the rehabilitation of individuals with lower limb amputations, prostheses are used to provide users with conditions for greater comfort and functionality, enabling walking and the execution of daily tasks. Prostheses for transtibial amputation are devices used in the region of the missing lower limbs, located below the knee joint, namely the tibia, fibula, and foot. A prosthetic foot is commonly manufactured in molds using the autoclave process, aiming at mass production, which prevents the user from obtaining a personalized model. Considering obtaining a customized and low-cost prosthesis, the present work seeks to design, manufacture, and analyze the feasibility of a new concept in prosthetic feet. The project consists of performing 3D scanning of a real human foot to obtain an editable design model. The model was then prepared for the development of the structural part of the foot, in carbon fiber/epoxy. The structural part of the foot was worked on in a finite element computational program to obtain structural responses (stresses, deformations, and Tsai-Wu failure index). After numerical simulation, full-scale models were printed with the assistance of a 3D printer and thermoplastic polyurethane (TPU) filament. The printed foot then received an internal structure (reinforcement) manufactured in polymer matrix composite reinforced with carbon fiber through a manual manufacturing process. After the fabrication of the models, static compression mechanical tests were performed, following ISO 10328:2016 standard, to verify the structures proposed in this work. The results of the mechanical tests were compared with those of the numerical simulation to obtain correlation values, showing that the correlations between numerical simulation and mechanical tests were satisfactory. Additionally, it was observed that the test in the heel region exceeded the standard requirements by 358%. However, the test performed in the forefoot portion failed when a load of 20% of the target load was applied, due to defects originating from the composite manufacturing process. The results indicate that the concept is highly promising, being a viable alternative in the field of lower limb prosthetics.Visando a reabilitação de pessoas com amputações nos membros inferiores, as próteses são utilizadas com o intuito de proporcionar aos usuários condições para terem mais conforto e funcionalidades, possibilitando o caminhar e a execução de tarefas cotidianas. As próteses para amputação transtibial são dispositivos utilizados na região dos membros inferiores faltantes, localizados abaixo da articulação do joelho, ou seja, a tíbia, a fíbula e o pé. Um pé protético comumente é fabricado em moldes no processo autoclave, visando a produção em massa, o que impede que o usuário obtenha um modelo personalizado. Considerando obter uma prótese personalizada e de baixo custo, o presente trabalho busca projetar, fabricar e analisar a viabilidade de um novo conceito em pé protético. O projeto consiste em executar o escaneamento 3D de um pé humano real para obtenção de um modelo de desenho editável. O modelo foi então preparado para o desenvolvimento da parte estrutural do pé, em fibra de carbono/epóxi. A parte estrutural do pé foi trabalhada em um programa computacional de elementos finitos para obter as respostas estruturais (tensões, deformações e índice de falha de Tsai-Wu). Após a simulação numérica, os modelos em escala real foram impressos com o auxílio de uma impressora 3D e filamento de poliuretano termoplástico (TPU). O pé impresso recebeu, em seguida, uma estrutura interna (reforço) fabricada em compósito de matriz polimérica reforçado com fibra de carbono por meio de um processo manual de manufatura. Após a fabricação dos modelos, foram realizados ensaios mecânicos estáticos de compressão, de acordo com a norma ISO 10328:2016 para verificar as estruturas propostas neste trabalho. Os resultados dos ensaios mecânicos foram comparados com os da simulação numérica para a obtenção das correlações de valores, mostrando que as correlações entre a simulação numérica e os ensaios mecânicos foram satisfatórias. Adicionalmente, observou-se que o ensaio na região do calcanhar superou os requisitos da norma em 358%. Já o ensaio realizado na porção do antepé falhou quando aplicada uma carga de 20% da carga objetivo, devido a defeitos oriundos do processo de manufatura do compósito. Os resultados indicam que o conceito é altamente promissor, sendo uma alternativa viável na área de próteses para membros inferiores
Trajetórias de mulheres empreendedoras: um recorte a partir das práticas de effectuation
Full text linkWomen's entrepreneurship, in constant ascent, faces specific challenges
related to gender social constructions. Women are often subjected to roles
traditionally linked to the domestic sphere, resulting in situations of submission. In
challenging these norms, women encounter barriers in the professional environment
related to the historical division of labor by gender. They juggle the overload of
domestic and professional responsibilities, with the labor market failing to recognize
the unique challenges faced by women. In search of flexibility and proximity to their
homes, women turn to women's entrepreneurship. Entrepreneurship, however, is
typically associated with masculinity. In this environment of resource scarcity and
uncertainties, women still embark on entrepreneurial endeavors. These challenges
seem to have similarities with the principles of Effectuation logic by Saras
Sarasvathy, which advocates entrepreneurship with available resources, acceptable
losses, strategic alliances, and contingency control. In this context, the research aims
to understand if the trajectories of women entrepreneurs in Pouso Alegre reflect the
logic proposed by Effectuation. The established objectives were: a) analyze the
entrepreneurial profile of women involved in the research, highlighting their previous
experiences, motivations, and challenges faced; b) identify and describe the
Effectuation practices adopted by women entrepreneurs throughout their trajectories,
relating them to the decision-making process and resource management; c) Evaluate
the impact of Effectuation practices on the innovation and adaptation strategies used
by women entrepreneurs in challenging scenarios; d) investigate the support and
collaboration networks established by women entrepreneurs throughout their
trajectories, examining how these networks contribute to the growth and
sustainability of their businesses; and e) analyze the barriers and obstacles faced by
women entrepreneurs and how their Effectuation practices can influence overcoming
these challenges. To achieve this, theoretical foundations were sought regarding
women's entrepreneurship, the Effectuation method, and entrepreneurship networks.
This is a descriptive research with a dialectical method and a qualitative approach.
Data were obtained through field studies using a semi-structured interview script. The
main results revealed the existence of gender bias in entrepreneurship, the difficulty
in identifying it, the intuitive application of the Effectual logic predominantly but
coexisting with Causal logic, and the relevance of joining entrepreneurship networks
for the strengthening of women's entrepreneurship. The results shed light on the daily
reality of women in entrepreneurship, which does not always provide space for
planning and goal-setting, and also on the means to strengthen women's
entrepreneurship, both individually and collectively.O empreendedorismo feminino, em constante ascensão, enfrenta desafios
específicos relacionados às construções sociais de gênero. As mulheres são
frequentemente submetidas a papéis tradicionalmente ligados à esfera doméstica,
resultando em situações de submissão. Ao desafiar essas normas, as mulheres
encontram barreiras no ambiente profissional referentes à histórica divisão sexual do
trabalho. Elas lidam com a sobrecarga de responsabilidades domésticas e
profissionais, sem reconhecimento das particularidades femininas pelo mercado de
trabalho. Em busca de flexibilidade e proximidade com suas casas, as mulheres se
voltam para o empreendedorismo feminino. O empreendedorismo, por sua vez, é
típico do masculino. Nesse ambiente de escassez de recursos e muitas incertezas,
ainda assim, as mulheres empreendem. Essas dificuldades parecem ter similaridade
com os princípios da lógica Effectual, de Saras Sarasvathy, que propõe empreender
com recursos disponíveis, perdas aceitáveis, alianças estratégicas e controle das
contingências. Nesse sentido, a pesquisa busca compreender se as trajetórias das
mulheres empreendedoras de Pouso Alegre refletem a lógica proposta pelo
Effectuation. Os objetivos estabelecidos foram: a) analisar o perfil empreendedor das
mulheres envolvidas na pesquisa, destacando suas experiências anteriores,
motivações e desafios enfrentados; b) identificar e descrever as práticas de
Effectuation adotadas por mulheres empreendedoras ao longo de suas trajetórias,
relacionando-as com o processo de tomada de decisão e gestão de recursos; c)
Avaliar o impacto das práticas de Effectuation nas estratégias de inovação e
adaptação utilizadas por mulheres empreendedoras diante de cenários
desafiadores; d) investigar as redes de apoio e colaboração que as mulheres
empreendedoras estabelecem ao longo de suas trajetórias, examinando como essas
redes contribuem para o crescimento e sustentabilidade de seus negócios; e e)
analisar as barreiras e obstáculos enfrentados por mulheres empreendedoras e
como suas práticas de Effectuation podem influenciar na superação desses desafios.
Para isso, buscou-se fundamentação teórica a respeito do empreendedorismo
feminino, do método Effectuation e das redes de empreendedorismo. Trata-se de
pesquisa descritiva, de método dialético e abordagem qualitativa. Os dados foram
obtidos por meio de estudo de campo, com aplicação de roteiro de entrevistas
semiestruturado. Os principais resultados alcançados denotaram a existência de
preconceito de gênero no empreendedorismo, mas também a dificuldade em
identificá-lo, a aplicação intuitiva da lógica Effectual de maneira predominante,
porém coexistente com a lógica Causal, e também que a associação em redes de
empreendedorismo é relevante para o fortalecimento do empreendedorismo
feminino. Os resultados trazem luz à realidade das mulheres no cotidiano
empreendedor, que nem sempre oferece espaço para planejamentos e
estabelecimento de metas, e também aos meios para fortalecimento do
empreendedorismo feminino, de maneira individual e também coletiva
Alfabetização financeira e bem-estar financeiro no ambiente de trabalho: mensuração e avaliação na Universidade Federal de Itajubá
Full text linkAmidst the global economic crisis, financial management becomes paramount. In Brazil, despite the downward trend in inflation, gaps in financial literacy persist, impacting the well-being of over 71 million Brazilians who were in arrears as of November 2023. The research, conducted through a survey administered to Public Servants of UNIFEI, sought to assess financial literacy and understand the financial well-being of these professionals. The survey results indicate that over 60% of the technical-administrative education servers (STAEs) at UNIFEI can be considered financially literate. Regarding the perception of financial well-being, the average score was 55.95 on a scale ranging from 14 to 86. Although the results were positive, challenges in financial control persist. Even with an above-average understanding of financial concepts, there are specific areas that require attention, highlighting the need for personalized educational strategies. The assessment of financial well-being, despite a moderate perception, raises concerns about current financial control, indicating challenges that require specific approaches and a better understanding of what truly influences this well-being, impacting the quality of life and health of these servers. In conclusion, the continuous promotion of financial literacy is indispensable to enhance behaviors and attitudes in personal financial management. Personalized interventions in the workplace are proposed, linking financial literacy to the institution's social responsibility. These actions not only benefit STAEs individually but also have the potential to positively impact organizational outcomes, proving essential to improve financial literacy and the financial well-being of UNIFEI's public servants.Em meio à crise econômica global, a gestão financeira torna-se primordial. No Brasil, apesar da tendência de queda na inflação, lacunas na alfabetização financeira persistem, impactando o bem-estar de mais de 71 milhões de brasileiros inadimplentes até novembro de 2023. A pesquisa, conduzida por meio de um survey aplicado aos Servidores Públicos da UNIFEI, buscou avaliar a alfabetização financeira e compreender o bem-estar financeiro desses profissionais. Os resultados da pesquisa, apontam que mais de 60% dos servidores técnico-administrativos em educação (STAEs) da UNIFEI podem ser considerados financeiramente alfabetizados. Quanto à percepção do bem-estar financeiro, o valor médio foi de 55,95 em uma escala que varia de 14 a 86. Embora os resultados tenham sido positivos os desafios no controle financeiro, existem. Mesmo com uma compreensão acima da média sobre os conceitos financeiros, existem áreas específicas que demandam atenção, destacando a necessidade de estratégias educacionais personalizadas. A avaliação do bem-estar financeiro ainda que com uma percepção mediana, aponta preocupações em relação ao controle financeiro presente, indicando desafios que exigem abordagens específicas e uma melhor compreensão sobre o que realmente influência esse bem-estar e tanto afeta a qualidade de vida e a saúde desses servidores. Em conclusão, a promoção contínua da alfabetização financeira é indispensável para aprimorar comportamentos e atitudes na gestão financeira pessoal. Propõem-se intervenções personalizadas no ambiente de trabalho, vinculando a alfabetização financeira à responsabilidade social da instituição. Essas ações não só beneficiam os STAEs individualmente, mas também têm o potencial de impactar positivamente nos resultados organizacionais, sendo fundamentais para melhorar a alfabetização financeira e o bem-estar financeiro dos servidores públicos da UNIFEI
Estudo da inserção das fontes renováveis na transição energética da República do Benim visando ao seu desenvolvimento sustentável
Full text linkEnergy generation is an important factor in economic development, combating poverty and ensuring a good quality of life for the population of a nation, which is a major challenge for less developed countries such as the Republic of Benin, country located in West Africa. Thus, the installation of hydroelectric plants, photovoltaic solar plants and biomass plants could help mitigate the energy crises that the country faces and reduce its dependence on energy imports. In this context, the objective of this work is to propose and evaluate different energy planning scenarios in Benin, with a view to inserting renewable energy sources (RES), improving the current living conditions of the population, and minimizing energy imports. To achieve this objective, data analysis and an assessment of the energy potential of each renewable source (solar, wind, biomass and hydroelectric) available were carried out. Finally, three different scenarios were created (reference, moderate and optimistic) with the objective of reducing the energy deficit in the long-term using the LEAP (Low Emissions Analysis Platform) program for the period from 2020 to 2050. The results of this study showed that for the “REF” reference scenario, final energy demand is expected to grow by around 1.5% until 2050. Electricity production should, for the most part, be carried out by thermal energy sources and CO2 emissions should increase by 0.5%. to 1.1 million metric tons of CO2eq in the residential sector. Regarding the optimistic “OPT” scenario, final energy demand will increase by around 3.8% compared to the base year value (2020). The share of RES is expected to increase to around 78% of the total installed generation capacity in 2050 and will reduce electricity imports to zero, which were 13.2 PJ and 7.1 PJ, respectively, in the REF and MOD scenarios, representing 81.5% and 20.5% of national electricity demand. These results allowed discussions on alternatives for Benin's energy sectors and encourage the application of energy efficiency measures in each sector of activity to reduce energy consumption in addition to mitigating the effects of GHG emissions. In short, effective energy policy measures are needed to support a sustainable energy transition in Benin.A geração de energia é um fator importante no desenvolvimento econômico, no combate à pobreza e na garantia de uma boa qualidade de vida da população de uma nação, sendo este um grande desafio para os países menos desenvolvidos como é o caso da Republica do Benim, país localizado na África Ocidental. Assim, a instalação de centrais hidrelétricas, usinas solares fotovoltaicas e centrais de biomassa poderiam ajudar a mitigar as crises energéticas que o país enfrenta e a reduzir a sua dependência de importação energética. Neste contexto, o objetivo desse trabalho é propor e avaliar diferentes cenários de planejamento energético do Benim, com vistas à inserção de fontes de energias renováveis (FER), melhoria da condição de vida atual da população e minimização da importação de energia. Para alcançar esse objetivo, foi realizado uma análise de dados e uma avaliação do potencial energético de cada fonte renovável (solar, eólica, biomassa e hidroelétrica) disponível. Por fim, foram criados três diferentes cenários (referencial, moderado e otimista) com objetivo de reduzir o déficit energético ao longo prazo usando o programa LEAP (Low Emissions Analysis Platform) para o periodo de 2020 a 2050. Os resultados deste estudo mostraram que para o cenário referencial “REF” a demanda de energia final deverá crescer cerca de 1,5% até 2050. A produção de eletricidade deverá, na sua maioria, ser realizada por fontes de energia térmicas e as emissões de CO2 deverão aumentar de 0,5 para 1,1 milhão de toneladas métricas de CO2eq no setor residencial. Relativamente ao cenário otimista “OPT”, a demanda de energia final aumentará cerca de 3,8% em comparação com o valor do ano base (2020). A parcela das FER deverá aumentar para cerca de 78% do total da capacidade de geração instalada em 2050 e reduzirá para zero a importação de eletricidade que era de 13,2 PJ e 7,1 PJ, respectivamente, nos cenários REF e MOD, representando 81,5% e 20,5% da demanda nacional em termo de energia elétrica. Esses resultados permitiram discussões sobre as alternativas para os setores de energia do Benim e incentivam a aplicação de medidas de eficiência energética em cada setor de atividade a fim de reduzir o consumo de energia além de mitigar os efeitos das emissões liquidas de Gas Efeito Estufa (GEE). Em suma, são necessárias medidas eficazes de política energética para apoiar uma transição energética sustentável no Benim
Proposta de acompanhamento do indicador de eficiência acadêmica, com base na inteligência de negócios, para o campus Muzambinho do Instituto Federal do Sul de Minas Gerais
Full text linkThe academic environment as well as any organization also has a multitude of data that, through Business Intelligence (BI), can add knowledge and assist the management. BI technology is seen, both from a global and national perspective, as organizational ambidexterity for public administration. This research aims to use along with the CRISP-DM to guide Knowledge Discovery on data from the academic scenario from Muzambinho campus, in the hope of monitoring the composition of Academic Efficiency indexes of each enrollment cycle of courses under the management of the Education Directorate. The academic indicators are statistical values that attribute quality to teaching and reveal the management of public investment to society. In the academical cicle, depending on the goal and data analysis, four indicators can be extracted as Conclusion, Retention, Dropout and Academic Efficiency. However, only the Academic Efficiency will be addressed for being considered the most comprehensive in relation to the goals and objectives established for the Institutes of the Federal Professional Education Network. The research is applied, exploratory, descriptive, quanti / qualitative using technical procedures of bibliometric analysis, CRISP-DM, bibliographic and documentary research. CRISP-DM is consolidated as a good practice for the context of educational data mining. For this proposal, the Muzambinho campus was chosen as a pilot project because it has the largest number of courses offered within IFSULDEMINAS. Besides, it is also the campus of the author of this research. It is important to highlight the conception of the Descriptive Model of Academic Efficiency with the pedagogical, permanence and success dimensions and additional aspects along with the variables involved. Furthermore, its implementation/visualization through a partial indicator panel allows preventive and/or mitigating actions as a strategy before consolidating the coefficient. Such fact enables better results, monitoring of the academic process, organizational sustainability and the effectiveness of this unit in terms of confirmed public value.O ambiente acadêmico, assim como qualquer organização, também é detentor de uma infinidade de dados que, através da Inteligência de Negócios (BI), pode agregar conhecimento e auxiliar a gestão. A tecnologia de BI é vista, tanto na perspectiva mundial quanto na nacional, como ambidestria organizacional para a administração pública. Essa pesquisa tem o intuito de utilizá-la juntamente à metodologia CRISP-DM, para nortear a Descoberta de Conhecimento sobre dados do cenário acadêmico do campus Muzambinho, na expectativa de acompanhar a composição do índice de Eficiência Acadêmica de cada ciclo de matrícula dos cursos sob a gestão da Diretoria de Ensino. Os indicadores acadêmicos são valores estatísticos que atribuem qualidade ao ensino e revelam a gestão do investimento público à sociedade. No ciclo acadêmico, dependendo da finalidade e análise dos dados, quatro indicadores podem ser extraídos como Conclusão, Retenção, Evasão e Eficiência Acadêmica. Porém, somente o de Eficiência Acadêmica será abordado por ser considerado o de maior amplitude em relação às metas e objetivos estabelecidos para os Institutos da Rede Federal de Educação Profissional. A pesquisa é aplicada, exploratória, descritiva, quali/quantitativa utilizando procedimentos técnicos de análise bibliométrica, CRISP-DM, pesquisa bibliográfica e documental. A CRISP-DM é consolidada como uma boa prática para o contexto de mineração de dados educacionais. Para esta proposta, o campus de Muzambinho foi escolhido como projeto piloto por ter o maior número de cursos ofertados dentro do IFSULDEMINAS. Além disso, também é o campus de atuação da autora desta pesquisa. É relevante destacar a concepção do Modelo Descritivo da Eficiência Acadêmica com as dimensões pedagógicas, de permanência e êxito e aspectos adicionais juntamente às variáveis envolvidas. Além do mais, a sua implementação/visualização por meio de painel do indicador parcial permite ações preventivas e/ou mitigatórias como estratégia antes da consolidação do coeficiente. Tal fato possibilita resultados melhores, o monitoramento do processo acadêmico, a sustentabilidade organizacional e a efetividade desta unidade em termos de valor público confirmado
Uso de bombas funcionando como turbinas para a operação de miniusinas hidrelétricas reversíveis
Full text linkHistorically, the Brazilian electrical matrix has been predominantly renewable, and this characteristic is expected to continue in the next decade. However, there is a gradual reduction in the relative energy storage capacity of the electrical system due to the increasing integration of non-dispatchable renewable sources and the lack of new hydropower storage plants. An alternative to enhance the energy storage capacity of the national electrical system, with proven international success, is pumped storage hydropower plants (PSH). This work is a case study aimed at analyzing the technical and economic feasibility of implementing a mini pumped storage hydropower with an installed capacity of approximately 200 kW. A theoretical comparative study was conducted between two generator group configurations: pump as turbine (PAT) and conventional hydraulic turbine. The PSH operates with a 15-hour charging cycle through the pump unit powered by the electrical grid with off-peak pricing, and a 6-hour generation cycle during peak hours through energy arbitrage. The results indicated that the PAT PSH configuration is more economically advantageous than the conventional turbine. In the current scenario, the proposed PSH has greater economic appeal than battery energy storage systems, however projections suggest significant reductions in battery costs over the next decade due to technological development and associated gains in scale. Thus, it is possible that batteries will become more economical compared to the mini PSH.Historicamente, a matriz elétrica brasileira foi predominantemente renovável, e essa característica tende a permanecer na próxima década. No entanto, observa-se uma redução gradual da capacidade relativa de armazenamento de energia do sistema elétrico, devido à crescente inserção de fontes renováveis não despacháveis e à falta de novas usinas hidrelétricas de armazenamento. Uma alternativa para o incremento da capacidade de armazenamento de energia do sistema elétrico nacional, que apresenta comprovado sucesso internacional, são as usinas hidrelétricas reversíveis (UHR). O presente trabalho é um estudo de caso com o objetivo de analisar a viabilidade técnica e econômica da implantação de uma miniusina hidrelétrica reversível de aproximadamente 200 kW de potência nominal. Foi desenvolvido um estudo comparativo teórico entre duas configurações de grupo gerador: bomba funcionando como turbina (BFT) e turbina hidráulica convencional. A UHR opera com carregamento por 15 horas através do conjunto motobomba alimentado pela rede elétrica via tarifação fora de ponta e geração por 6 horas na ponta via arbitragem de energia. Os resultados indicaram que a configuração da UHR com BFT é mais vantajosa do ponto de vista econômico do que com turbina convencional. No cenário atual, a mini UHR proposta possui maior atratividade econômica do que sistemas de armazenamento de energia em baterias, todavia as projeções apontam reduções significativas de custos das baterias ao longo da próxima década, devido ao desenvolvimento tecnológico e ganhos de escala associados. Assim, é possível que as baterias se tornem mais econômicas em comparação com a mini UHR
Análise do impacto das incertezas hidrológicas na garantia física da geração hidrelétrica de pequenas centrais hidrelétricas
Full text linkSmall Hydroelectric Plants (SHPs) make up 3.3% of the Brazilian electricity grid, and are becoming more popular given their lower environmental impacts compared to larger hydroelectric plants. The energy generated by SHPs is sold using a Physical Energy Guarantee, also known as a Power Purchase Agreement (PPA), which is the maximum amount of energy that a generator can sell. The PPA is calculated based on monthly average flow series data, however, studies have shown that this can overestimate the PPA, and that daily average flow series data are more accurate in reflecting the amount of generated electric energy. Unlike other hydrological evaluations, the uncertainty levels associated with the data used to calculate the PPA at SHPs are neither considered nor quantified. This study investigates the impact of hydrological uncertainties on SHP PPAs. The Monte Carlo method was used to analyze the uncertainty levels for an SHP case-study. The results showed that the PPA, in optimistic and pessimistic scenarios, was higher than the current PPA. Dispersion analysis revealed that SHPs with smaller installed capacities and lower PPAs faced more business risks, compared to SHPs with higher PPAs, which are generally more thoroughly evaluated by investors. It was verified that once the adhesion of the SHPs to the Energy Reallocation Mechanism (ERM) is optional, the analysis of the uncertainty margins of the PPA has the possibility of allowing the generator to have an additional mechanism for analysis and decision making regarding the adhesion or not to the ERM. With the uncertainty margins it is possible to compare if the value attributed by the Ministry of Mines and Energy is within the delimited margins, as well as allow the entrepreneur to evaluate in probabilistic terms the real generation conditions of its plant and the risks to be faced in terms of energy trading.As Pequenas Centrais Hidrelétricas (PCHs) correspondem a 3,3 % da matriz elétrica brasileira e tem ganhado mercado devido aos seus menores impactos ambientais quando comparadas com Usinas Hidrelétricas. A sua energia é comercializada por meio da Garantia Física (GF), que é a máxima quantidade de energia que o gerador pode comercializar. O valor da GF é calculado utilizando séries de vazões médias mensais, porém estudos mostram que o emprego destas séries superestima a GF, que séries de vazões médias diárias apresentam maior proximidade com a energia elétrica gerada. Diferente de outras finalidades hidrológicas, no cálculo da GF de PCHs não são abordados ou quantificados os níveis de incertezas dos dados. Diante deste contexto, a pesquisa analisou o impacto de incertezas hidrológicas na GF de geração hidrelétrica de PCHs, onde estudou-se o método Monte Carlo para a análise de incertezas das PCHs estudo-de-caso. A partir do modelo de previsão elaborado e utilizado na simulação de Monte Carlo, verificou-se que a GF nos cenários otimistas e pessimistas apresentou-se superior ao vigente, e através da análise de dispersão observou-se que empreendimentos de menores potências instaladas e menores GF possuem um maior risco atrelado de negócio, diferente de PCHs com maiores GF, cujos estudos hidrológicos e de confiabilidade de geração geralmente passam por avaliações mais criteriosas pelos investidores. Verificou-se que como a adesão das PCHs ao Mecanismo de Realocação de Energia (MRE) é facultativa, a análise das margens de incerteza da GF permitem ao gerador ter um mecanismo a mais de análise e tomada de decisão quanto a adesão ou não ao MRE. Dotado das margens de incerteza é possível comparar se o valor atribuído pelo Ministério de Minas e Energia se encontra dentro das margens delimitadas, assim como permitirá ao empreendedor avaliar em termos probabilísticos as condições reais de geração da sua usina e os riscos a serem enfrentados em termos de comercialização de energia
Resilience of Water Resources After the Dam’s Tailings Rupture in Brumadinho, MG
No full textThe rupture of Dam I in the city of Brumadinho-MG, on January 25, 2019, caused human deaths, socioeconomic impacts and various environmental damages, including water resources. A large volume of iron mining tailings from the Córrego do Feijão mine traveled along the Ferro-Carvão stream and reached the Paraopeba river, causing an interruption in water collection. Therefore, the main purpose of the present study was to evaluate the conditions of resilience of water resources, post-rupture. For this, a characterization of the study area was carried out, which corresponds to the Paraopeba river basin, in relation to the physical, biotic and management aspects of water resources, and subsequently by analyzing data from pluviometric and fluviometric monitoring of that basin. The probable origins of the chemical elements evaluated in the present work were investigated, with the purpose of identifying the main geogenic and anthropic origins; this compilation of information made it possible to identify probable delay factors in the resilience process. Sequentially, three Resilience Indexes were elaborated and determined, capable of portraying the water quality conditions before the failure, in the period from 2000 to 2018. For the elaboration of the Indexes, minimum, average and maximum values of eight water quality monitoring stations of the Instituto Mineiro de Gestão das Águas (IGAM), installed on the Paraopeba River, were used. In addition to the values from the monitoring stations, the average values of monthly precipitation in the basin were used, which were considered in the creation of one of the three Resilience Indexes, with the aid of mathematical modeling. The post-rupture values, obtained between January 2019 and December 2022, were applied to the certain indices. This application indicated the annual resilience of the Dissolved Copper and Total Mercury parameters, according to the three proposed indices, and the Total Lead, only according to one of the proposed Indexes. The annual resilience conditions of dissolved aluminum, dissolved iron, total manganese and turbidity were not yet satisfactory according to the proposed Indexes. In a general view, despite the advances obtained with the retention and removal of tailings from Vale S.A., the conditions before the rupture have not yet been re-established, until the year 2022, being of great importance the continuity of the repair actions and the monitoring of quality of the waters of the Paraopeba river.Agência 1O rompimento da Barragem I em Brumadinho-MG, em 25 de janeiro de 2019, causou perdas humanas, prejuízos socioeconômicos e diversos danos ambientais, inclusive aos recursos hídricos. Grande volume de rejeitos da mineração de Ferro da Mina Córrego do Feijão percorreu o ribeirão Ferro-Carvão e atingiu o rio Paraopeba, causando a interrupção da captação de água deste. Portanto, o principal objetivo do presente trabalho foi avaliar as condições de resiliência dos recursos hídricos pós-rompimento. Para isso, realizou-se uma caracterização da bacia hidrográfica do rio Paraopeba, em relação aos aspectos físicos, bióticos, índices pluviométricos e fluviométricos e aspectos de gestão dos recursos hídricos. Foram investigadas as origens prováveis de alguns elementos químicos, com vistas à identificação das principais origens geogênicas e antrópicas; esta compilação de informações permitiu identificar fatores prováveis de retardo do processo de resiliência. Sequencialmente, foram elaborados três Índices de Resiliência, os quais retratam as condições de qualidade da água anteriores ao rompimento, no período de 2000 a 2018. Para elaboração dos índices foram utilizados valores mínimos, médios e máximos de oito estações de monitoramento de qualidade das águas do Instituto Mineiro de Gestão das Águas (IGAM), instaladas no rio Paraopeba. Além dos valores das estações de monitoramento, foram trabalhados com os valores médios de precipitação mensal na bacia, os quais foram considerados na confecção de um dos três índices de resiliência, sob auxílio de modelagens matemáticas. Os valores pós-rompimento, obtidos entre janeiro de 2019 a dezembro de 2022, foram aplicados aos índices elaborados. Esta aplicação indicou a resiliência anual dos parâmetros Cobre dissolvido e Mercúrio total, segundo os três índices propostos e do Chumbo total, somente de acordo com um dos índices. As condições de resiliência anual do Alumínio dissolvido, Ferro dissolvido, Manganês total e Turbidez ainda não foram satisfatórias de acordo com os índices propostos. Em uma visão geral, apesar dos avanços obtidos com a retenção e remoção dos rejeitos da Vale S.A., as condições anteriores ao rompimento ainda não foram reestabelecidas, até o ano de 2022, sendo de grande importância a continuidade das ações de reparação e dos monitoramentos de qualidade das águas do rio Paraopeba
Proposta metodológica para o zoneamento de áreas aptas à urbanização
Full text linkPlanning and control of use, subdivisions and urban occupation are competencies of the municipal public authorities, since the absence of these actions can result in serious socio-environmental impacts in the urbanization process. Faced with this problem involving urbanization with socio-environmental issues, the present study consists of using geoprocessing tools and Geographic Information System (GIS) to identify areas suitable for urban expansion in the municipality of Lagoa Dourada (MG). With the work of QGIS software, an open source Geographic Information System (GIS), and spatial data freely available on public access platforms, the area of interest was delimited, comparison and correction of data from the drainage network, creation of water resource preservation areas and delimitation of highways and service lanes and non-buildable lanes of highways. The Analytic Hierarchy Process (AHP) method was used in this study, where the score and weights of the variables were defined to assign importance through a comparison scale between the criteria. In the study, 13 variables of environmental relevance and 5 for the constructive aspect of suitability for urbanization were used, being evaluated independently to obtain the weights in the AHP method. Thus, the consistency ratio values were 3.5% for the weights of variables of environmental relevance and 4.60% for the weights of variables of constructive interest, which confers acceptability of the weight values obtained (less than 10%), according to the AHP method. After defining the scores according to the typologies of each variable, as well as their respective weight, compared with the other variables in each category, an equation was proposed to delimit the areas suitable for urbanization. Thus, the area of interest for urbanization in the municipality of Lagoa Dourada has 3,288.05 hectares (ha), of which 75.19% presented high suitability for urbanization (2,472.19 ha), 15.16% with medium suitability (498, 59 ha), 4.46% of the area with very high suitability (146.64 ha), 3.41% had low suitability (112.17 ha), and finally, only 0.03% had very low suitability for urbanization (0.91 ha). The only areas that received a score of 0, unsuitable for urbanization, were the regions located in the right-of-way and non-buildable lanes of highways, representing 1.75% of the area of interest for urbanization (57.54 ha). Proof of the applicability of the methodology and its validation occurred by monitoring urbanization in the municipality through historical images from Google Earth and subdivisions under construction, whose locations occurred in the most suitable regions for this purpose.O planejamento e controle de uso, do parcelamento e da ocupação urbana, são competências do poder público municipal uma vez que a ausência dessas ações pode resultar em sérios impactos socioambientais no processo de urbanização. Diante dessa problemática envolvendo a urbanização com a questão socioambiental, o presente estudo consistiu em utilizar ferramentas de geoprocessamento e Sistema de Informações Geográficas (SIG) para identificar áreas aptas à expansão urbana no município de Lagoa Dourada (MG). Com o emprego do software QGIS, um Sistema de Informação Geográfica (SIG) de código aberto, e de dados espaciais disponibilizados gratuitamente em plataformas de acesso público, foi realizada a delimitação da área de interesse, a comparação e correção dos dados da rede de drenagem, geração das áreas de preservação dos recursos hídricos e delimitação das rodovias e faixa de servidão e faixa não edificável das rodovias. O método Analytic Hierarchy Process (AHP) foi utilizado neste estudo, onde foi definida a pontuação e os pesos das variáveis para a atribuição de importância por meio de uma escala de comparação entre os critérios. No estudo, foram utilizadas 13 variáveis de relevância ambiental e 5 para o aspecto construtivo da aptidão à urbanização, sendo avaliadas de forma independente para obter os pesos no método AHP. Assim, os valores de razão de consistência foram de 3,5% para os pesos das variáveis de relevância ambiental e de 4,60% os pesos das variáveis de interesse construtivo, o que confere aceitabilidade dos valores dos pesos obtidos (menor que 10%), segundo o método AHP. Após definidas as pontuações conforme as tipologias de cada variável, bem como o respectivo peso da mesma, comparando com as demais variáveis de cada categoria, foi proposta uma equação para delimitar as áreas aptas a urbanização. Deste modo, a área de interesse para urbanização no município de Lagoa Dourada possui 3.288,05 hectares (ha), sendo que 75,19% apresentou alta aptidão urbanização (2.472,19 ha), 15,16% com média aptidão (498,59 ha), 4,46% da área com muito alta aptidão (146,64 ha), 3,41% apresentou baixa aptidão (112,17 ha), e por último, apenas 0,03% apresentou muito baixa aptidão à urbanização (0,91 ha). A únicas áreas que receberam a pontuação de 0, inaptas para a urbanização, foram as regiões situas nas faixas de servidão e faixa não edificável das rodovias, representando 1,75% da área de interesse para urbanização (57,54 ha). A comprovação da aplicabilidade da metodologia e sua validação ocorreu com o acompanhamento da urbanização no município por meio de imagens históricas do Google Earth e loteamentos em construção, cujos locais ocorreram nas regiões mais aptas para esse fim
Desenvolvimento de um nanocompósito de cobre-óxido de cobre (I) intercalado entre folhas de óxido de grafeno
Full text linkUsing alternative routes to obtain functional graphene derivatives is imperative, as traditional methods such as Brodie, Staudenmaier, and Hummers employ highly potent oxidizing agents. In this study, a nanocomposite comprising graphene oxide (GO), metallic copper (Cu0), and copper (I) oxide (Cu2O) was developed through electrochemical synthesis. Initially, GO was prepared via electrochemical exfoliation of graphite (Gr) in a 0.5 M sulfuric acid (H2SO4) electrolyte solution, with the voltage ranging from +3 V to +7 V over 20 minutes. Subsequently, the GO/Cu-Cu2O nanocomposite was synthesized in three different ratios via electrosynthesis, maintaining a constant current of 50 mA for one hour using the galvanostatic method. During electrosynthesis, cupric ions (Cu2+) were reduced to copper and copper (I) oxide (Cu-Cu2O) nanoparticles (NPs), stabilized in an aqueous dispersion of GO. The NPs, GO, and nanocomposites (NCs) underwent characterization using various techniques, including UV-vis spectroscopy, FTIR, Raman spectroscopy, TGA, XRD, and SEM. The results confirmed a 72% yield of GO with a good oxidation level, although TGA revealed impurities in the final material. The successful synthesis of NCs was achieved, and XRD analysis indicated that a low GO content hinders the oxidation of Cu0.A utilização de rotas alternativas na obtenção de derivados funcionais do grafeno se faz necessária visto que os métodos tradicionais, como Brodie, Staudenmaier e Hummers, utilizam de agentes oxidantes extremamente fortes. Neste estudo, um nanocompósito, utilizando óxido de grafeno (OG), cobre metálico (Cu0) e óxido de cobre (I) (Cu2O) foi desenvolvido por meio de síntese eletroquímica. Inicialmente, o OG foi preparado por esfoliação eletroquímica do grafite (Gr) em uma solução eletrolítica contendo 40 mL de ácido sulfúrico (H2SO4) 0,5 M, variando a tensão de +3 V a +7 V durante 20 minutos. Em seguida, o nanocompósito OG/Cu-Cu2O foi preparado em três proporções diferentes por eletrossíntese, mantendo-se a corrente constante em 50 mA durante uma hora, utilizando o método galvanostático. Durante a eletrossíntese, íons cúpricos (Cu2+) foram reduzidos a nanopartículas (NPs) de cobre e óxido de cobre (I) (NPsCu-Cu2O), estabilizadas em uma dispersão aquosa de OG. As NPs, o OG e os nanocompósitos (NCs) foram caracterizados por diversas técnicas, incluindo espectroscopia UV-vis, FTIR, Espectroscopia Raman, TGA, DRX e MEV. Os resultados confirmaram que o OG é obtido com rendimento de 72 % e bom nível de oxidação, porém o TGA revelou impurezas no material final. Os NCs foram obtidos com êxito e, o DRX mostrou que um baixo o teor de OG dificulta a oxidação do Cu0