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Estratégias para o desenvolvimento local: um estudo do PROINTEC sob a perspectiva da hélice quádrupla
No full textThis study considers the importance of governmental structures at both national and
municipal levels in fostering innovation. Given the demands of the modern world, it
highlights the role of local innovation programs in promoting collaboration, interaction, and
events that connect stakeholders, as well as attracting and retaining talent, facilitating
networking and training, and providing physical and technological infrastructure such as
laboratories, coworking spaces, incubators, and accelerators. The objective of this study was
to propose strategies for PROINTEC, the Municipal Innovation Program of Santa Rita do
Sapucaí (SRS), through the lens of the Quadruple Helix (4H) as an Innovation Model. To
achieve this, the following specific objectives were pursued: (a) Map the characteristics and
composition of PROINTEC; (b) Assess companies' perceptions of the current PROINTEC
model; (c) Identify the perceptions of other 4H stakeholders regarding challenges and
suggestions for improving the current PROINTEC model; and (d) Propose adjustments to the
current PROINTEC model based on the findings of this study. A descriptive and applied
research approach was employed, using the case study method. Data collection included
secondary sources (documents) and primary sources (interviews) with 4H stakeholders,
namely representatives from academia, industry, government, and civil society. Regarding the
results, the characteristics and composition of PROINTEC were identified. Companies’
perceptions of the current model indicated a lack of clarity in distinguishing between the
Municipal Incubator and PROINTEC, dissatisfaction with the 4H relationship, and programrelated
obstacles. It was found that the views of actors linked to academia, local government,
and civil society complemented each other, despite some identified divergences. A proposal
for adjustments to the program was developed, resulting in a technical product entitled
Strategic Proposal for PROINTEC. The findings represent a new source for future scientific
research on local innovation programs. As for policy implications, the results may inspire the
improvement of local public policies to support science, technology, innovation, and
entrepreneurship, clarifying their role within the 4H framework. Economic implications may
arise from the enhancement of innovation programs, income-generating instruments, and local
development strategies. Additionally, including society as the fourth helix may lead to social
implications.Este estudo considera a importância das estruturas governamentais em nível nacional e
municipal no fomento à inovação. Diante das demandas do mundo moderno, destaca-se o
papel dos programas de inovação locais em promover colaboração, interação e eventos que
conectam os atores envolvidos, além de atrair e reter talentos, facilitar networking e
capacitações e fornecer infraestrutura física e tecnológica, como laboratórios, coworking,
incubadoras e aceleradoras. O objetivo deste estudo foi propor estratégias para o PROINTEC,
o Programa Municipal de Inovação de Santa Rita do Sapucaí (SRS), sob a perspectiva da
Hélice Quádrupla (4H) como Modelo de Inovação. Para isso, foram percorridos os seguintes
objetivos específicos: (a) Mapear as características e composição do PROINTEC; (b)
Verificar a percepção das empresas sobre o atual modelo do PROINTEC; (c) Identificar a
percepção dos demais atores da 4H sobre os desafios e sugestões de melhorias para o atual
modelo do PROINTEC; e (d) Propor ajustes ao modelo atual do PROINTEC a partir dos
resultados levantados neste estudo. Foi realizada uma pesquisa de natureza descritiva e
aplicada, utilizando o método de estudo de caso. Para coleta de dados, foram utilizados dados
secundários (documentos) e primários (entrevistas) com atores da 4H, ou seja, representantes
da academia, empresa, governo e sociedade civil. Quanto aos resultados, apuraram-se as
características e composição do PROINTEC; levantou-se a percepção das empresas sobre o
modelo atual do PROINTEC, demonstrando que falta clareza na distinção entre Incubadora
Municipal e PROINTEC, insatisfações com a relação da 4H e obstáculos do programa;
apurou-se que as visões dos atores ligados a academia, governo local e sociedade civil se
complementam, apesar da identificação de divergências; e elaborou-se uma proposta de
ajustes ao programa, que resultou em um produto técnico denominado Proposta Estratégica
para o PROINTEC. Os achados representam uma nova fonte para futuras pesquisas científicas
sobre programas de inovação locais. No que se refere às implicações políticas, os resultados
podem inspirar o aprimoramento de políticas públicas locais de incentivo à ciência,
tecnologia, inovação e ao empreendedorismo e clarear o seu papel na 4H; implicações
econômicas podem advir do aprimoramento de programas de inovação, instrumentos de
geração de renda e desenvolvimento local; a inclusão da sociedade como quarta hélice pode
culminar em implicações sociais
Otimização não-linear multiobjetivo das condições de eficiência usando uma abordagem híbrida CFD-DOE: uma aplicação prática em ventiladores centrífugos para fornos industriais
No full textThis study presents the combination of computational fluid dynamics, design of experiments, and multi-objective optimization to assist decision-makers in selecting an ideal and feasible geometric configuration according to their preferences. This hybrid approach enables the automatic selection of Pareto-optimal solutions. The proposed method utilizes response surface models, classification metrics, and posterior optimization techniques to refine parameters and identify the most suitable solutions within the solution space. The methodology is exemplified through a case study of a centrifugal fan made of AISI 304 material, used for air circulation in an industrial oven operating at high temperatures. The approach covers individual optimization based on the original responses, followed by model validation through new simulations, comparing the results obtained using Ansys Fluent® and assessing the percentage gains relative to the original fan. The input variables refer to the fan blades, while the response variables are related to mass, mass flow rate, torque, performance, cost, speed, pressure, and turbulence. The most significant improvements were observed in blade mass, which was minimized by 65.8%, magnitude of maximum velocity, which was maximized by 23.7%, and mass flow rate, which was maximized by 19.9%. For comparison and assessment purposes, the results obtained are also compared with the non-dominated sorting genetic algorithm and machine learning techniques, revealing suitable performance.Este estudo apresenta a combinação de fluidodinâmica computacional, planejamento de experimentos e otimização multiobjetivo para auxiliar os tomadores de decisão na seleção de uma configuração geométrica ideal e viável, de acordo com suas preferências. Essa abordagem híbrida permite uma seleção automática de soluções Pareto-ótimas. O método proposto utiliza modelos de superfície de resposta, métricas de classificação e técnicas de otimização a posteriori para refinar os parâmetros e identificar as soluções mais adequadas no espaço de soluções. A metodologia é exemplificada com um estudo de caso de um ventilador centrífugo feito de material AISI 304, usado para circulação de ar em um forno industrial operando em altas temperaturas. A abordagem abrange a otimização individual com base nas respostas originais, seguida pela validação do modelo por meio de novas simulações, comparando os resultados obtidos usando o Ansys Fluent® e avaliando os ganhos percentuais em relação ao ventilador original. As variáveis de entrada referem-se às pás do ventilador, enquanto as variáveis de resposta estão relacionadas à massa, vazão mássica, torque, desempenho, custo, velocidade, pressão e turbulência. As melhorias mais significativas foram observadas na massa da pá, que foi minimizada em 65,8%, na magnitude da velocidade máxima, que foi maximizada em 23,7%, e na vazão mássica, que foi maximizada em 19,9%. Para fins de comparação e avaliação, os resultados obtidos também são comparados com o algoritmo genético de ordenação não dominada e técnicas de aprendizado de máquina, revelando um desempenho adequado
Estudo de viabilidade técnica e econômica de um sistema híbrido de geração de energia solar associada ao aproveitamento energético de resíduos sólidos urbanos (RSU) para atendimento da demanda de energia elétrica de consórcios municipais
No full textIn the global context of energy transition, replacing fossil fuels with renewable sources is essential. One of the strategies to support this transition is the development of instruments that recognize the socio-environmental benefits of clean energy sources, such as the carbon credit market in the electricity sector. In this context, this study analyzed the technical and economic feasibility of hybrid energy generation through the incineration of municipal solid waste (MSW) combined with photovoltaic energy, aimed at meeting the electricity demand of municipal consortia, also considering the commercialization of carbon credits. Four distinct MSW management scenarios were evaluated for the Intermunicipal Consortium of Municipalities of Alto Sapucaí for Sanitary Landfill (CIMASAS), varying the recycling rates of dry and organic materials according to the goals of the National Solid Waste Plan. The economic analysis considered two models under Brazilian regulation: Self-Production (APE) and Mini and Micro Distributed Generation (MMGD). Indicators such as Net Present Value (NPV), Internal Rate of Return (IRR), Payback Period, and Levelized Cost of Energy (LCOE) were calculated. The results demonstrated technical and economic feasibility for the proposed hybrid generation, with increasing attractiveness as recycling rates rise: NPV and IRR increased, while the Payback Period decreased. The APE model showed better economic performance compared to MMGD. On average, APE presented an NPV 49.10% higher, an IRR 21.66% greater, a Payback Period 51.68% shorter, and an LCOE 40.80% lower. Including revenue from carbon credits further enhanced attractiveness: in APE, the NPV increased by an average of 47.33%, the IRR by 24.09%, while the Payback Period and LCOE decreased by 28.17% and 40.57%, respectively. In the MMGD model, the gains were even more significant: an average increase of 134.99% in NPV, 39.46% in IRR, and a reduction of 38.61% in Payback Period and 36.98% in LCOE. These results highlight that recognizing the environmental value in energy generation strengthens the economic attractiveness of renewable hybrid plants, contributing to the acceleration of the transition to a zero-carbon matrix.No cenário global de transição energética, a substituição de combustíveis fósseis por fontes renováveis é fundamental. Uma das estratégias de apoio à transição energética é o desenvolvimento de instrumentos que reconheçam os benefícios socioambientais das fontes limpas, como o mercado de crédito de carbono no setor elétrico. Neste contexto, esta pesquisa analisou a viabilidade técnica e econômica da geração híbrida de energia por meio da incineração de RSU associada à energia fotovoltaica, voltada ao atendimento da demanda elétrica de consórcios municipais, considerando também a comercialização de créditos de carbono. Foram avaliados quatro cenários distintos de manejo dos RSU do Consórcio Intermunicipal de Municípios do Alto Sapucaí para Aterro Sanitário (CIMASAS), variando os percentuais de reciclagem de materiais secos e orgânicos conforme as metas do Plano Nacional de Resíduos Sólidos. A análise econômica contemplou dois modelos previstos na regulação brasileira: Autoprodução (APE) e Mini e Micro Geração Distribuída (MMGD). Indicadores como Valor Presente Líquido (VPL), Taxa Interna de Retorno (TIR), Tempo de Retorno do Capital (PAYBACK) e Custo Nivelado de Energia (LCOE) foram calculados. Os resultados demonstraram viabilidade técnica e econômica para a geração híbrida proposta, com crescente atratividade conforme aumentam os índices de reciclagem: VPL e TIR sobem, enquanto o PAYBACK diminui. A modalidade APE apresentou melhor desempenho econômico em comparação à MMGD. Em média, o VPL foi 49,10% superior na APE, a TIR 21,66% maior, o PAYBACK 51,68% menor e o LCOE 40,80% inferior. A inclusão da receita proveniente dos créditos de carbono acentuou ainda mais a atratividade: na APE, o VPL aumentou em média 47,33%, a TIR 24,09%, enquanto o PAYBACK e o LCOE reduziram-se em 28,17% e 40,57%, respectivamente. Na MMGD, os ganhos foram ainda mais expressivos: elevação média de 134,99% no VPL, 39,46% na TIR, e redução de 38,61% no PAYBACK e 36,98% no LCOE. Esses resultados evidenciam que a valorização ambiental na geração de energia fortalece a atratividade econômica das usinas híbridas renováveis, contribuindo para acelerar a transição para uma matriz de carbono zero
Abstenção de empresas em contratações com o setor público: uma análise em relação à participação de empresas de Itajubá-MG em licitações com instituições públicas federais
Full text linkPublic procurement is an administrative procedure aimed at establishing objective criteria for public contracting, with the purpose of selecting the most advantageous proposal and promoting sustainable national development. It is noteworthy that the prices of procured products tend to be lower when there is greater participation of companies in bidding processes, as this leads to a wider variety of offers from suppliers, potentially resulting in cost savings for public finances. Additionally, private companies may benefit by expanding their sales opportunities to public entities, potentially increasing their revenue. Considering that approximately 95% of companies in Itajubá, Minas Gerais, do not participate in procurement processes with federal public institutions, this study sought to analyze the perspectives of local businesses regarding participation in bidding processes, particularly in the electronic auction modality. Specifically, it identified the factors that encourage or hinder participation, investigated the level of knowledge non-participating companies have about basic procurement procedures, and compared the perceptions of participating and non-participating companies regarding the feasibility and attractiveness of bidding, to identify the possible causes for the abstention of a large portion of these businesses. To achieve the proposed objectives, a descriptive and quantitative study was conducted, considering two research universes: companies in Itajubá-MG that participate in procurement processes (totaling 585) and those that do not (totaling 10.913). A survey was carried out using probabilistic sampling. The research sample comprised 91 companies in total (43 participating and 48 non-participating). For data collection, two distinct questionnaires were used: one type directed at the group of participating companies and another for non-participating companies. Regarding the statistical analysis of the results, descriptive statistics were applied, utilizing indicators such as mean, percentage, response frequency, and binary logistic regression. As a practical outcome of this study, informational material was developed and distributed to non-participating companies in Itajubá-MG to encourage them to participate in bidding processes. The results revealed the following factors that encourage companies to bid: reliability of payment, user-friendliness of the Federal Government Procurement Portal (Comprasnet), flexibility of public institutions to tolerate occasional delays in product delivery, the importance of legal knowledge, and the maintenance of fiscal and labor compliance, among others. Conversely, the discouraging factors identified included excessive formality, delays in payments, lack of specialized consultancy to assist companies in the bidding process, insufficient dissemination of information on how to participate, among others.Licitação é um procedimento administrativo cujo propósito é estabelecer critérios objetivos para a realização de contratações públicas, visando a seleção da proposta mais vantajosa e a promoção do desenvolvimento nacional sustentável. Ressalta-se que os preços dos produtos contemplados tendem a ser menores quando há uma maior participação de empresas em processos licitatórios, haja vista que acarreta uma maior variedade de ofertas advindas de fornecedores, o que pode gerar economia ao erário. Ademais, as empresas privadas tendem a ser beneficiadas ao aumentar o leque de vendas para entes públicos, podendo majorar o faturamento. Tendo em vista que cerca de 95% das empresas de Itajubá-MG não participam de licitação com instituições públicas federais; neste trabalho, buscou-se analisar as perspectivas das empresas do Município em relação à participação em processos licitatórios, especialmente na modalidade pregão, em sua forma eletrônica. De forma específica, identificou-se os fatores que estimulam ou dificultam a participação, investigou-se o nível de conhecimento das empresas não participantes sobre os procedimentos licitatórios básicos e comparou-se as percepções de empresas licitantes e não licitantes em relação à viabilidade e atratividade de participar de licitações, a fim de identificar as possíveis causas da abstenção de grande parte das empresas. Para tanto, a fim de satisfazer os objetivos propostos, foi realizada uma pesquisa de caráter descritivo e de abordagem quantitativa, a qual considerou dois universos de pesquisa: empresas de Itajubá-MG que participam de licitação (total de 585) e empresas que não participam (total de 10.913). Realizou-se um levantamento (survey) e utilizou-se uma amostragem probabilística. Quanto à amostra de pesquisa, foi composta por 91 empresas no total (43 licitantes e 48 não licitantes). A respeito da coleta de dados, foram utilizados dois questionários distintos, sendo um tipo direcionado ao grupo das empresas licitantes e outro tipo direcionado ao grupo das empresas não licitantes. No que concerne à análise estatística dos resultados, esta é descritiva e foram utilizados indicadores como média, percentual, frequência de resposta e regressão logística binária. Como parte prática deste trabalho, foi elaborado e distribuído um material informativo a empresas não licitantes de Itajubá-MG com o intuito de estimulá-las a licitar. Por meio dos resultados, concluiu-se que há os seguintes fatores que estimulam as empresas a licitar: confiabilidade no recebimento do pagamento, facilidade de uso da plataforma do Portal de Compras do Governo Federal (Comprasnet), flexibilidade das instituições públicas para tolerar eventuais atrasos na entrega de produtos, importância do conhecimento legal e da manutenção de regularidade fiscal e trabalhista etc. Já entre os desestímulos, os fatores destacados foram: formalidade excessiva, ocorrência de atrasos nos pagamentos, escassez de consultoria especializada para auxiliar empresas a participar de licitação, insuficiência de divulgações a respeito de como participar do processo, dentre outros
Use of water quality modeling in water resources management applied to the Santa Bárbara river basin-MG
No full textMathematical modeling of water quality is essential for evaluating the impact of pollutant discharges on water bodies. It enables the assessment of intervention scenarios, the implementation of control measures, the verification and quantification of self-purification processes in water bodies, and the simulation of current and future water quality scenarios in rivers. The main objective of this research was to conduct water quality modeling of the Santa Bárbara River to support water resources management. For the mathematical modeling, the parameters dissolved oxygen (DO), biochemical oxygen demand (BOD), nitrogen variations (organic, ammoniacal, nitrite, and nitrate), and phosphorus were modeled using the QUAL-UFMG model. Additionally, future scenarios were examined that accounted for population growth in the watershed, with projections for 2033. In Scenario 1, the urban centers of the municipalities of Barão de Cocais and Santa Bárbara were considered to have implemented sewage treatment for 90% of their populations, while in Scenario 2, all urban centers within the study area of the basin were considered to have implemented sewage treatment for 90% of their populations. In the current scenario, with the exception of phosphorus, all studied parameters remained within the limits established for Class 2 waters according to CONAMA Resolution 357/2005 for 100% of the studied section, with only 7.6% compliance for phosphorus. For Scenarios 1 and 2 in 2033, the analyzed parameters would remain within the established limits for Class 2 waters according to CONAMA Resolution 357/2005 along the entire study section for all parameters, except for phosphorus, which remained non-compliant in 92.4% of the studied water body. Thus, it was concluded that for improved water resources management in the Santa Bárbara River watershed, it is necessary not only to intensify effluent treatment and control pollution sources, considering sewage treatment efficiency and population size of the main cities within the watershed, but also to address diffuse pollution sources arising from land use and occupation (such as agricultural residues, soil erosion, and sediments) originating from its tributaries.Agência 1A modelagem matemática da qualidade da água é essencial para avaliar o efeito do despejo de cargas poluentes em corpos hídricos. Tal ferramenta possibilita a avaliação de cenários de intervenção, a aplicação de ações de controle, a verificação e quantificação do processo de autodepuração dos corpos d’água, além de permitir a simulação de cenários atuais e futuros da qualidade da água dos cursos hídricos. Sob esse contexto, o principal objetivo desta pesquisa foi realizar a modelagem da qualidade da água do rio Santa Bárbara, a fim de dar suporte à gestão dos recursos hídricos. Para a modelagem matemática foram modelados os parâmetros oxigênio dissolvido (OD), demanda bioquímica de oxigênio (DBO5,20), variações de nitrogênio (orgânico, amoniacal, nitrito e nitrato) e fósforo utilizando o modelo QUAL-UFMG. Adicionalmente, examinaram-se cenários futuros que levaram em conta o crescimento populacional na bacia hidrográfica, com previsões para o ano de 2033. No cenário 1 foi considerada a implantação de tratamento de esgoto nas sedes urbanas dos municípios de Barão de Cocais e Santa Bárbara para 90% de suas populações. Já no cenário 2, foi considerado a implantação de tratamento de esgoto em todas as sedes urbanas dentro da área de estudo para 90% de suas populações. No cenário atual, com exceção do fósforo, todos os parâmetros estudados se mantiveram dentro dos limites estabelecidos para as águas de classe 2 da Resolução CONAMA 357/2005 em 100% do trecho estudado e apenas 7,6% para o fósforo. Para os cenários 1 e 2 em 2033, os parâmetros analisados se mantiveram dentro dos limites estabelecidos para as águas de classe 2 da Resolução CONAMA 357/2005 em todo o trecho estudado para todos os parâmetros, exceto o fósforo, que se manteve fora dos padrões em 92,4% ao longo do manancial objeto do estudo. Assim, verificou-se que, para uma melhor gestão dos recursos hídricos na bacia hidrográfica do rio Santa Bárbara é necessário além de intensificar o tratamento de efluentes e o controle sobre as fontes poluidoras, considerando a eficiência do tratamento de esgotos e o número de habitantes das principais cidades da bacia, é necessário também realizar o controle de poluições difusas decorrentes do uso e ocupação do solo (resíduos de atividades agrícolas, erosão do solo e sedimentos) oriundas de seus tributários
Hydro, wind, and solar energy in Brazil: Changes projected by CMIP6 climate models
No full textThis study evaluated projected changes in key climate variables relevant to the energy sector in South America, with a focus on Brazil, using simulations from eight CMIP6 global climate models. The study analyzed precipitation, 100 m wind speed, wind power density, global horizontal irradiance, concentrated solar power (CSP), and photovoltaic potential (PVP). The Quantile Delta Mapping (QDM) method was applied for bias correction and statistical downscaling. The simulations indicate significant reductions in precipitation, increased duration and severity of droughts, and delays in the onset and demise of the South American monsoon, especially under the SSP5-8.5 scenario. A shortening of the rainy season was also observed over the South Atlantic Convergence Zone (SACZ) and the Brazilian Amazon. Regarding renewable energy, projections indicate a 25-50% increase in wind power density in Northeastern and Southern Brazil, Patagonia, northern Venezuela, Uruguay, Bolivia, and Paraguay. CSP potential is expected to increase by up to 6% in Northeastern Brazil and parts of Chile, while PVP is projected to rise by 1-4% in the Midwest, Southeast, and Amazon regions, with predominantly neutral or negative trends in Southern Brazil. The complementarity between sources (rain-solar and wind-solar) tends to strengthen in several areas, favoring hybrid energy systems. However, the growing intermittency of renewable sources and reduced hydropower storage capacity pose operational challenges. The results highlight the importance of integrated energy planning and infrastructure expansion in the context of climate change, with Brazil strategically positioned to lead the sustainable energy transition in the region.Este estudo avaliou projeções de mudanças em variáveis climáticas essenciais para o setor energético na América do Sul, com foco no Brasil, utilizando oito modelos climáticos do CMIP6. Foram analisadas precipitação, vento a 100 m, densidade de potência eólica, irradiância global horizontal, energia solar concentrada (CSP) e potencial fotovoltaico (PVP). Aplicou-se o método Quantile Delta Mapping (QDM) para correção de viés e downscaling estatístico. As simulações indicam redução significativa da precipitação, aumento da duração e severidade das secas e atrasos no início e término da monção sul-americana, especialmente sob o cenário SSP5-8.5. Também foi observada redução na duração da estação chuvosa na ZCAS e Amazônia. Em relação à energia renovável, projeta-se aumento de 25-50% na densidade eólica no Nordeste e Sul do Brasil, Patagônia, norte da Venezuela, Uruguai, Bolívia e Paraguai. O potencial solar CSP deve crescer até 6% no Nordeste do Brasil e partes do Chile, enquanto o PVP tende a aumentar 1-4% no Centro-Oeste, Sudeste e Amazônia. A complementariedade entre fontes (chuva-solar e vento-solar) tende a se fortalecer em várias regiões, favorecendo sistemas híbridos. No entanto, a intermitência e a menor capacidade de armazenamento hídrico impõem desafios operacionais. Os resultados reforçam a importância do planejamento energético integrado e da ampliação da infraestrutura frente às mudanças climáticas, com o Brasil posicionado estrategicamente para liderar a transição energética sustentável na região
Desenvolvimento de metodologia com integração de QGISRed e WNTR para gestão e eficiência hidroenergética em sistemas de distribuição de água em regiões montanhosas
Full text linkEfficient management of water distribution systems is crucial to ensure continuity of supply and sustainability of this essential resource. This study presents an innovative and pioneering approach to integrating advanced tools, such as the plugins, QGISRed and Processing R Provider, PyQGIS,” Wntr, numpy, pandas, matplotlib , seaborn and os ”, into water networks in mountainous regions, aimed at analyzing, modeling and optimizing water distribution systems, and provides subsidies for more informed decision-making by water managers, with the aim of improving efficiency in the water-energy nexus and thereby combating water and energy losses. The methodology addresses the management of water and energy resources in mountainous regions, using a geoprocessing approach and advanced statistical analysis, with the aim of promoting more effective and sustainable management, operation and maintenance of water distribution systems. Modeling in the QGISRed plugin proved to be an effective and promising tool for analyzing and simulating water distribution systems, proving to be more advanced than modeling in EPANET, the most widely used software for this purpose in the world today. QGISRed and R were coupled through the Processing R Provider plugin, which generated valuable insights through the histogram, mean, median and box plot pressure graphs in the network modeled by QGISRed. The partial results obtained in this research reveal the potential of integrating advanced tools and techniques proposed for water resource management, with a focus on controlling losses and reducing energy waste. The study contributes to research in the field of geographic information systems and sanitation management, offering a deeper understanding and innovative possibilities for the efficient management of water distribution systems in mountainous regions.A gestão eficiente de sistemas de distribuição de água é crucial para assegurar a continuidade do fornecimento e a sustentabilidade desse recurso essencial. Este estudo apresenta uma abordagem inovadora e pioneira ao integrar ferramentas avançadas, como os plugins QGISRed e Processing R Provider, bibliotecas PyQGIS, Wntr, Numpy, Pandas
, Matplotlib, Seaborn e Os”, em redes de água em região montanhosa, destinadas a analisar, modelar e otimizar sistemas de distribuição de água, e fornece subsídios para a tomada de decisões mais embasadas dos gestores da água, com o propósito de aprimorar a eficiência na relação do nexo água-energia e com isso combater perdas de água e energia. A metodologia aborda a gestão dos recursos hídricos e energéticos em regiões montanhosas, empregando uma abordagem de geoprocessamento e análises estatísticas avançadas, com o intuito de fomentar uma gestão, operação e manutenção mais eficaz e sustentável dos sistemas de distribuição de água. A aplicação foi feita para um Sistema Benchmark proposto. A modelagem no plugin QGISRed mostrou-se uma ferramenta eficaz e promissora para a análise e simulação de sistemas de distribuição de água, revelando ser mais avançada do que a modelagem no EPANET, software mais utilizado para esta finalidade atualmente no mundo. O QGISRed e o R foram acoplados por meio do plugin Processing R Provider, que gerou percepções valiosas através dos gráficos do histograma, média, mediana e box plot das pressões na rede modelada pelo QGISRed. Os resultados obtidos nesta pesquisa revelam o potencial da integração de ferramentas e técnicas avançadas propostas para a gestão dos recursos hídricos, com o enfoque para o controle de perdas e redução do desperdicio de energia. Avalia-se que o estudo contribui para as pesquisas no campo de sistemas de informação geográficas e gestão em saneamento, oferecendo um entendimento mais profundo e possibilidades inovadoras para a gestão eficiente de sistemas de distribuição de água em regiões montanhosas
Educação midiática e educação científica: práticas sociais de professores da educação básica em dois contextos
No full textFaced with the digital culture and the popularization of Information and Communication Technology (ICT), society encounters new challenges. In this scenario, the articulation between Media and Information Literacy (MIL), scientific education, and civic education becomes increasingly necessary. Understanding that schools and teachers are central elements in this process, and that formative groups are developed in different countries with the aim of preparing educators for the challenges of the 21st century, we turn our attention to two distinct groups: the first, composed of teachers participating in communities of practice in Portugal; and the second, formed by teachers involved in the Sabiá Project (in southern Minas Gerais, Brazil). The objective of this research is to understand the social practices of Brazilian and Portuguese teachers in searching for and sharing information on networks, considering their effects on the scientific and civic education of students. Data were collected through semi-structured interviews and analyzed qualitatively. As results, in both contexts, it was observed that teachers use networks more frequently in a professional rather than personal manner; they exhibit some conflicting perceptions regarding the possibilities and challenges of digital technologies and media; they do not address MIL in the classroom as a specific curricular topic, although they include, in some teaching situations, elements that relate to this literacy. Based on these results, we consider that the social practices of Portuguese and Brazilian teachers in searching for and sharing information on networks present similarities and differences, also resulting from contextual differences and public policies promoting the integration of DICT into the educational context. We also consider that teachers' social actions on media do not necessarily influence their pedagogical practices, highlighting the importance of formative groups, such as those investigated, that aim to improve not only teachers' pedagogical actions but also their individual actions as citizens.Diante da cultura digital e da popularização das Tecnologias Digitais de Informação e Comunicação (TDIC), a sociedade se depara com novos desafios. Nesse cenário, a articulação entre a alfabetização midiática e informacional (AMI), a educação científica e a educação cidadã mostra-se cada vez mais necessária. Compreendendo que a escola e os(as) professores(as) são elementos centrais nesse processo e que grupos formativos são desenvolvidos em diferentes países com o intuito de preparar educadores(as) para os desafios do século XXI, voltamos nosso olhar para dois grupos distintos: o primeiro, formado por professores participantes de comunidades de prática, em Portugal; e o segundo, formado por professores ingressantes no Projeto Sabiá (sul de Minas Gerais, Brasil). O objetivo desta pesquisa é compreender as práticas sociais de professores(as) brasileiros(as) e portugueses(as) para busca e compartilhamento de informações nas redes, considerando seus efeitos para a educação científica e cidadã dos estudantes. Os dados foram coletados por meio de entrevistas semiestruturadas e analisados qualitativamente. Como resultados, em ambos os contextos, foi possível observar que os(as) professores(as) utilizam as redes mais frequentemente de modo profissional que pessoal; apresentam algumas percepções conflitantes acerca das possibilidades e dos desafios das tecnologias e das mídias digitais; não trabalham a AMI em sala de aula como um tema curricular específico, apesar de abordarem, em algumas situações didáticas elementos que remetem a essa alfabetização. Com base nesses resultados, consideramos que as práticas sociais de professores(as) portugueses(as) e brasileiros(as) para busca e compartilhamento de informações nas redes apresentam semelhanças e diferenças, decorrentes também das diferenças contextuais e de políticas públicas de incentivo à inserção das TDIC no contexto educacional. Também consideramos que as ações sociais dos(as) professores(as) nas mídias não necessariamente influenciam suas práticas pedagógicas, o que ressalta a importância de grupos formativos, como os investigados, que se movam na perspectiva de aprimorar não somente as ações pedagógicas docentes, mas também individuais dos(as) professores(as) enquanto cidadãos
Lake breeze-driven effects on cloudiness over furnas hydropower reservoir: their implications for floating photovoltaic energy
No full textBrazil's energy sector experienced a significant blackout on August 15, 2023, due to voltage instability caused by inconsistencies wind and solar forecasts. From April 2024 to March 2025, Brazil curtailed 18.3 TWh yr-1 of wind and solar energy, equivalent to 2.6% of total electricity generation. Wind curtailment accounted for 11.9% of total wind generation, and solar for 6.3%. Curtailment for reliability reasons (CNF) reached 8.3 TWh yr-1, corresponding to 45.5% of the total curtailed energy. To overcome this energy curtailed, hydro and thermopower are dispatched to stabilize the system. A promising alternative has been the installation of floating PV modules on flooded areas of hydropower plants (HPP) reservoirs. A multi-source observational approach was used to evaluate the influence of the lake-breeze (LB) circulation on cloud cover over the Furnas HPP reservoir, Brazil. Moreover, this study employs a GIS-based approach, leveraging geophysical data, to assess PV potential in both on-reservoir (over the water surface) and off-reservoir (over land) areas. A simplified hydro-PV hybrid model simulates water level dynamics under various implementation scenarios, demonstrating significant water savings and reduced seasonal variability. Seasonally, the on-reservoir weather mast recorded higher solar irradiance than the off-reservoir masts. This difference was more pronounced during the afternoon of the dry season (5.3-12.7%), when the Furnas reservoir reaches critical water levels. Economic feasibility is evaluated using the Levelized Cost of Energy (LCOE), revealing that FPV systems, despite a higher LCOE (US49.7/MWh, 16.5%), offer improved long-term performance. Off-reservoir PV potential is estimated at 82 km², while on-reservoir potential reaches 251 km². Additionally, a floating PV system transforms unused flooded areas into productive energy sites, preserving land for agriculture and commercial activities.
Keywords: Curtailment; Furnas HPP; hybrid system; floating photovoltaic system; lake-breeze
Avaliação do desempenho ambiental e energético da produção de hidrogênio a partir de resíduos sólidos urbanos (MSW-to-H2)
No full textThe search for alternatives for the management of Municipal Solid Waste (MSW), given its continuous increase, coexists with ambitious goals for the supply and use of energy with better environmental performance. In the latter case, hydrogen (H2) stands out due to its high energy density and the various ways it can be produced and used. In this context, this work explores, through Life Cycle Assessment (LCA), the energy and environmental performance of four possible routes for hydrogen production from MSW (MSW-to-H2). The routes considered were: I) water electrolysis with electricity obtained from landfill biogas; II) steam reforming of biogas from landfill; III) electrolysis with electricity obtained from MSW incineration; and IV) gasification of RDF (Refuse-Derived Fuel) obtained from MSW. Conventional hydrogen production, by Steam Methane Reforming (SMR), was used as a baseline. The life cycle inventories, which covered from the transport and management of MSW to H₂ production, were adjusted for Brazilian conditions, assuming the MSW management of the Betim (Minas Gerais) landfill. Energy performance was estimated by the ratio between hydrogen production and the direct energy input throughout the life cycle. The environmental performance of the MSW-based routes considered the final disposal of MSW in a landfill as a counterfactual scenario. For this purpose, using the Recipe Midpoint (H) method, the following impact categories were considered for obtaining 1.0 kgH2: climate change, terrestrial acidification, particulate matter formation, photochemical oxidant formation, human toxicity, terrestrial ecotoxicity, and freshwater ecotoxicity. Route IV showed the highest energy efficiency (33.51%, 22.09 kgH₂/tMSW), standing out from the lowest efficiency presented by Route I (4.92%, 3.24 kgH₂/tMSW). In terms of environmental performance, none of the routes excelled in all the categories analyzed. The baseline route showed inferior performance in only two categories: climate change (11,60 kgCO2eq/kgH2, or 0,61%-2,19% higher than the MSW-based routes) and freshwater ecotoxicity (13,00 g1,4-DBeq/kgH2, or 0,21%-1,92% higher than the MSW-based routes). Even so, Route III was the best in the climate change category, with a result of -14.40 kgCO₂eq/kgH₂; the main contributor is the avoided emissions from the counterfactual scenario, which are mainly CH4 and, compared to CO2 emissions, have a higher characterization factor in this category.A busca por alternativas para o gerenciamento dos Resíduos Sólidos Urbanos (RSU), frente ao seu aumento contínuo, coexiste com as metas ambiciosas de oferta e uso de energia com melhor desempenho ambiental. Neste último caso, o hidrogênio (H2) se destaca devido à sua alta densidade energética e às diversas formas de produção e uso. Neste contexto, este trabalho explora, a partir da Análise do Ciclo de Vida (ACV), o desempenho energético e ambiental de quatro possíveis rotas de produção de hidrogênio a partir de Resíduos Sólidos Urbanos (RSU) (MSW-to-H2). As rotas consideradas foram: I) eletrólise de água com eletricidade obtida de biogás de aterro sanitário; II) reforma a vapor de biogás proveniente de aterro sanitário; III) eletrólise com eletricidade obtida da incineração de RSU; e IV) gaseificação de CDR (Combustíveis Derivados de Resíduos), obtido de RSU. A produção convencional de hidrogênio, ou seja, pela Reforma a Vapor de Metano (Steam Methane Reforming-SMR) foi usada como baseline. Os inventários de ciclo de vida, que abrangeram desde o transporte e gerenciamento dos RSU até a produção de H₂, foram ajustados para condições brasileiras, assumindo a gestão de RSU do aterro sanitário de Betim (Minas Gerais). O desempenho energético foi estimado pela relação entre a produção de hidrogênio e o aporte direto de energia ao longo do ciclo de vida. O desempenho ambiental das rotas baseadas em RSU, considerou a disposição final de RSU em aterro sanitário como cenário contrafactual. Para tal, a partir do método Recipe Midpoint (H), foram consideradas as seguintes categorias de impacto para a obtenção de 1,0 kgH2: mudanças climáticas, acidificação terrestre, material particulado, formação de oxidantes fotoquímicos, toxicidade humana, ecotoxicidade terrestre e ecotoxicidade de água doce. A Rota IV apresentou-se com maior eficiência energética (33,51%, 22,09 kgH₂/tRSU) distando-se da menor eficiência apresentada pela Rota I (4,92%, 3,24 kgH₂/tRSU). Em termos de desempenho ambiental, nenhuma das rotas se sobressaiu em todas as categorias analisadas. A rota baseline apresentou desempenho inferior apenas em duas categorias: mudanças climáticas (11,60 kgCO2eq/kgH2, ou 0,61-2,19% maior que as rotas baseadas em RSU) e ecotoxicidade de água doce (13,00 g1,4-DBeq/ kgH2, ou 0,21%-1,92% maior que as rotas baseadas em RSU). Ainda assim, a Rota III foi a melhor na categoria de mudanças climáticas, com um resultado de -14,40 kgCO₂eq/kgH₂ o principal contribuinte são as emissões evitadas do cenário contrafactual, as quais são principalmente de CH4 e em comparação com as emissões de CO2 tem maior fator de caracterização nesta categoria