hidráulica concreto menos carbono - furnas - energia que ... · luís fernando paroli santos ......

C i t e n e l : F U R n A S m o S t R A p R o j e t o S e l A n ç A p R i m e i R o n ú m e R o d A R e v i S t A d e p & d

revista furnas de Pesquisa e desenvolvim

ento

• 2

ª ed

içã

o •

an

o 1

Menos carbonoestudo indica que emissões em reservatórios diminuem com o tempo

ConcretoReceita certa contra

a reação álcali-agregado que afeta a estrutura

das barragens

Hidráulicaprojeto analisa impactos em bacias de dissipação

Assessoria de Suporte a Pesquisa e

Desenvolvimento

Carlos Nadalutti Filho Diretor-Presidente

Mário Márcio Rogar Diretor de Engenharia

Márcio Antônio Arantes Porto Diretor de Construção

s u m á r i o

2 Editorial

César Ribeiro Zani Diretor de Operação do Sistema e Comercialização de Energia

Luís Fernando Paroli Santos Diretor de Gestão Corporativa

Luiz Henrique Hamann Diretor Financeiro

ReviStA FURNAS de PeSqUiSA e deSeNvoLviMeNto

Edição 2 • Ano 1

4 Citenel

6 HidráulicaMetodoLogiA diMeNSioNA

eFeitoS dA MACRotURbULêNCiA

de eSCoAMeNtoS eM LAjeS

de bACiA de diSSiPAção

9 ConcretoReAção áLCALi-AgRegAdo

Pode geRAR PRobLeMAS

eStRUtURAL e oPeRACioNAL

PARA AS USiNAS HidReLétRiCAS

Usina Hidrelétrica Serra

da Mesa • A Usina Serra da

Mesa foi uma das hidrelétricas

pesquisadas pelo projeto

Balanço de Carbono. Localizado

na Bacia do Alto Tocantins,

no Município de Minaçu (GO),

seu reservatório situado no

curso principal do rio Tocantins

é o maior do Brasil em volume

de água, com 54,4 bilhões

de m³, com uma área inundada

de 1.784 km².

Foto

da

capa

: Je

ffer

son

Rudy

R e A L i Z A ç ã o

Assessoria de Suporte a Pesquisa e desenvolvimento (APd.e)

Gerência Renato Santos Norbert Costa

Coordenadora Liane de jesus Costa

Projeto gráfico doispontos:soluções

Diagramação Múltiplos Comunicação

Assessoria de produção gráfica divisão de Manutenção gráfica e Comunicações (dMgC.g/FURNAS)

A P o i o Coordenação de Comunicação Social (Co.P)

C o N t e Ú d o

Editor Responsável Luiz Fajardo - Mtb 1617-5

Reportagem júlio Santos

Revisão e Copydesk Luiz Fajardo • júlio Santos

Endereço R. Real grandeza, 219, sala 907.2 C - botafogo Rio de janeiro - Rj CeP: 22.281-900 telefone: 21-2528-2463 e-mail: [email protected] internet: www.furnas.com.br

Tiragem 7.000 exemplares

12 TransmissãoSoFtwARe SobRe deSCARgAS

AtMoSFéRiCAS viRA ARMA

PodeRoSA PARA deteCtAR CAUSAS

de deSLigAMeNto eM LiNHAS

15 MateriaisPRojeto FAZ MAPeAMeNto

doS PRoCeSSoS de CoMPRAS

PARA RedUZiR CUStoS

18 Meio AmbienteeStUdo iNovAdoR ideNtiFiCA

RotAS de CiCLo de CARboNo

PARA MediR eMiSSõeS de

gASeS de eFeito eStUFA eM

ReSeRvAtóRioS de FURNAS

24 Meio AmbientetRAbALHo AvALiA A qUALidAde

AMbieNtAL do ReSeRvAtóRio

dA USiNA HidReLétRiCA de FUNiL

27 BarragemPRotótiPoS SiMULAM o

FUNCioNAMeNto de MedidoReS

eM MACiçoS de bARRAgeNS

30 OperaçãoSiMULAdoR ACeLeRA

tReiNAMeNto de oPeRAdoReS

do eLo de CoRReNte diRetA

de ALtA voLtAgeM (HvdC)

33 Tecnologia da InformaçãoteCNoLogiA 3d RedUZ

CUStoS e teMPo de CRiAção

de PRojetoS

36 Agenda

� • • R e v i S tA F U R n A S d e p e S q U i S A e d e S e n v o lv i m e n t o

E D i T o r i A L

Fortalecendo o conhecimento

R e v i S tA F U R n A S d e p e S q U i S A e d e S e n v o lv i m e n t o • • �

A segunda edição da revista p&d de FURnAS destaca trabalhos relevantes para a gera-

ção de conhecimento e fortalecimento da cultura de inovação em uma empresa compro-

metida com o desenvolvimento sustentável. presente em quatro das cinco regiões do

país, FURnAS tem, atualmente, 11 usinas hidrelétricas e duas termelétricas e conta

com mais de �00 projetos de pesquisa aprovados junto à Agência nacional de energia

elétrica (Aneel).

o pioneiro projeto Balanço de Carbono nos reservatórios de FURnAS Centrais elétricas

S.A. fez um diagnóstico do nível de emissões de carbono e metano, principais gases

causadores do efeito estufa, em oito usinas. o estudo constatou que o carbono orgâni-

co total nos sistemas é geralmente próximo de zero, e que as emissões de carbono e

metano diminuem com a idade do reservatório.

As macroturbulências de vazões foram pesquisadas pelo projeto distribuição dos es-

forços hidráulicos sobre lajes de bacias de dissipação. A intensidade deste processo

provoca a transferência de esforços nocivos às estruturas. o problema pode levar à

necessidade de obras corretivas nas usinas hidrelétricas, reduzindo a potência gerada

em todo o período de reparo e provocando perdas financeiras para as empresas.

Reduzir custos e obter um maior desempenho financeiro e operacional foi o objetivo

do projeto otimização de processos de aquisição de materiais. Além do modelo mate-

mático, a pesquisa gerou outros recursos para apoiar as compras de FURnAS. Um deles

foi a criação de um instrumento de classificação de materiais para analisar o portfólio

de compras e do redesenho do processo de aquisição.

durante a quinta edição do Congresso de inovação tecnológica em energia elétrica

(Citenel), realizado entre �� e �4 de junho deste ano em Belém (pA), FURnAS lançou

o primeiro exemplar de sua revista de p&d e especialistas da empresa apresentaram

trabalhos nas áreas de geração hidráulica, supervisão de sistemas elétricos e eficiên-

cia energética e gestão de p&d.

leia, ainda, nesta edição as reportagens sobre o desenvolvimento de sistema de rea-

lidade virtual tridimensional aplicado em subestações, o treinamento de operadores

para atuar no elo HvdC, a avaliação da qualidade ambiental do reservatório da Usina

de Funil, a utilização de dados de descargas elétricas atmosféricas para otimização do

projeto, operação e manutenção do Sistema elétrico e a simulação em laboratório de

extensômetro horizontal de múltiplas hastes e de células hidrostáticas de recalque.

Boa leitura!

O Editor

4 • • R e v i S tA F U R N A S d e P e S q U i S A e d e S e N v o L v i M e N t o

c i T E n E L

A edição 2009 do Congresso de inovação tec- nológica de energia elétrica (Citenel), que aconteceu de 22 a 24 de junho, em belém (PA), colocou em primeiro plano os projetos de pesquisa e desenvolvimento realizados pelas empresas do Setor elétrico. organizado pela eletronorte, o v Citenel teve uma progra-mação bem variada, com palestras, sessões técnicas para apresentação de trabalhos, ex-posição de produtos, fóruns de debate e ro-dada de negócios. em paralelo ao congresso, aconteceu o 1º Seminário de eficiência ener-gética no Setor elétrico. No evento, FURNAS lançou o primeiro número de sua revista de P&d.

dos cerca de 160 artigos técnicos divulgados por diversas empresas, FURNAS apresentou seis nas áreas de geração hidráulica, supervi-são de sistemas elétricos e eficiência energé-tica e gestão de P&d. Na área de geração hi-dráulica, a empresa mostrou quatro projetos: Análise de eficiência de inibidores frente à corrosão do aço induzida por cloretos; Mo-delagem do concreto a poucas idades com aplicações a barragens: novos paradigmas e suas soluções; Análise de escoamento a ju-sante de válvulas de eclusas para o caso de pequenas aberturas; e estimativa de distri-buição dos esforços hidráulicos sobre lajes de bacias de dissipação.

os outros dois trabalhos apresentados foram estudo sobre a influência de estocagem na expectativa de vida útil da bateria chumbo-ácida reguladora por válvula vRLA (na área de supervisão de sistemas elétricos) e desen-

Cenário perfeito para exibição dos projetos de P&D

do setor elétrico

Da esquerda para a direita, a equipe de

FURNAS: Alexandre Pinhel, Renato Norbert,

Luis Gustavo Moraes, Liane Costa e Paulo

César Cobbuci, no estande do Sistema Eletrobrás

Edva

ldo

Leit

e

R e v i S tA F U R N A S d e P e S q U i S A e d e S e N v o L v i M e N t o • • �

que para equipamento, com R$ 160,8 milhões; dispositivo, com R$ 93 milhões; material, com R$ 25,8 milhões. o total de recursos em produtos intangíveis ficou em R$ 1,1 bilhão, dos quais o desenvolvimento de software com R$ 363 milhões; metodologia, com R$ 306 milhões; e processo, com R$ 119 milhões.

o estudo apresentado mostrou ainda um ba-lanço sobre quem participa dos projetos de P&d do Setor elétrico. Por exemplo, a pesquisa revela que dos 6.940 profissionais envolvidos, 25,3% (1.752) têm título de doutor; 20,6% (1.430) de mestre; 16,9% (1.174) for- mação superior sênior; e 17,2% (983) são es-pecialistas. No conjunto empresas e institui-ções de pesquisas ligadas ao segmento de P&d, o resultado ficou assim distribuído: em-presas (46,3%), universidades (15,5%), cen-tros de pesquisa (9,6%) e outros (28,5%).

Rodada de NegóciosUm dos atrativos do Citenel 2009 foi a Roda-da de Negócios, um espaço que visou propor-cionar a oferta e a demanda de tecnologias entre as empresas que participaram do even-to. Segundo os organizadores, a iniciativa buscou fomentar o intercâmbio comercial e tecnológico entre as empresas do Sistema elétrico brasileiro, indústrias e instituições de ciência e pesquisa, para promover a iden-tificação de interesses comuns e a realização de negócios e/ou parcerias, decorrentes de pesquisa, desenvolvimento e inovações. • •

volvimento de um calorímetro para verifica-ção do fator solar de vidros e janelas (na área de eficiência energética e gestão de P&d).

o Citenel de 2009 começou com a palestra magna A inovação como imperativo para o desenvolvimento sustentável frente aos no-vos desafios, proferida por Frederick Abbott, professor da State University College of Law e presidente da Nova worldwide Consulting (eUA). Na palestra, além de destacar os efeitos das mudanças climáticas para as socieda-des, ele apresentou dados sobre as tendências, investimentos em energias renováveis e meca-nismos para estimular a inovação, como imperativo para o desenvolvimento dos países.

Raio – X de P&DNa palestra que tratou dos resultados dos programas de P&d das empresas, o superin-tendente de Pesquisa e desenvolvimento e eficiência energética da Agência Nacional de energia elétrica (Aneel), Máximo Luiz Pom-permayer, fez um autêntico diagnóstico do segmento. baseado na pesquisa de resulta-dos do Programa Anual de Pesquisa e desen-volvimento das empresas de energia elétrica (PRPPed - 2005), ele mostrou, por exemplo, os produtos gerados por 1.424 projetos.

Segundo a pesquisa, entre eles estão o desenvolvimento de conceito, estrutura, modelo ou algoritmo; a criação de software, metodolo-gia ou procedimento; e a geração de equipa-mento, dispositivo ou material. Como itens associados, destaca o estudo, os projetos trou- xeram como benefícios novos negócios e recei-tas; novos serviços; ganhos de produtividade; melhoria da qualidade; redução de custos; mo-dicidade tarifária; otimização de recursos; e ganhos socioambientais.

Na palestra, o superintendente da Aneel tam- bém apresentou dados sobre a distribuição dos recursos por categoria de produto. o volume de recursos na criação de produtos tan-gíveis chegou a R$ 312,9 milhões, com desta-

Representantes de FURNAS durante o lançamento da primeira edição da revista de P&D

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diStRiBUiçÃo doS eSFoRçoS HidRÁUliCoS SoBRe lAjeS de BACiAS de diSSipAçÃo

Alba Valéria Brandão Canellas (RJ) Departamento de Engenharia Civil (DEC.E)

Laboratório de Hidráulica Experimental e Recursos Hídricos (LAHE.E)

E-mail: [email protected]

H i D r á u L i c A

Pela segurança operacional das usinas

� • • R e v i S tA F U R N A S d e P e S q U i S A e d e S e N v o L v i M e N t o

José

Lin

s

Uma questão crucial que não costuma figurar no primeiro plano preocupa as empresas de geração de energia elétrica, apesar de todo o avanço da engenharia hidráulica: a macroturbulência dos escoamentos que ocorrem nas bacias de dissipação, localizadas abaixo dos vertedouros das usinas hidrelétricas.

Projeto coordenado por Alba Valéria desenvolveu uma metodologia para dimensionar as lajes de bacias de dissipação

AvA L i A ç ã o d o S e F e i t o S d A S C o R R e N t e S e L é t R i C A S g e o M A g N e t i C A M e N t e i N d U Z i d A S ( g i C ) e M S i S t e M A S

d e t R A N S M i S S ã o d e e N e R g i A e L é t R i C A

• •

A intensidade deste fenômeno provoca a trans-ferência de esforços nocivos às estruturas. o problema pode levar à necessidade de obras corretivas ou mitigadoras na estrutura das bacias de dissipação, o que reduz a potência gerada em todo o período do reparo e provo-ca perdas financeiras para as empresas.

Para avaliar com precisão o fenômeno hidráu-lico que ocorre nas bacias de dissipação, o Laboratório de Hidráulica experimental e Re-cursos Hídricos (LAHe.e), do departamento de engenharia Civil (deC.e), elaborou um traba-lho sobre a distribuição dos esforços Hidráu-licos sobre Lajes de bacias de dissipação. este trabalho é resultante do projeto de P&d Aná-lise da Macroturbulência em dissipadores por Ressalto Hidráulico, da linha de pesquisa so-bre dissipação de energia que FURNAS reali-za desde 1996, tendo como ponto de partida os problemas que aconteceram na Usina Hi-drelétrica Porto Colômbia.

Com um valor de R$ 1,183 milhão, o projeto foi desenvolvido entre 2004 e 2007, em parceria com o instituto de Pesquisas Hidráulicas da Universidade Federal do Rio grande do Sul (iPH/UFRgS). A pesquisa utilizou modelos re-duzidos nas escalas de 1:100 e 1:50, mais co-mumente adotadas, além de 1:32, definida em função da capacidade máxima de vazão


José

Lin

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José

Lin

s

instalada e do espaço disponível no laborató-rio; e um modelo simplificado em escala 1:85 no Laboratório de obras Hidráulicas do iPH.

“essas análises e comparações entre as dife-rentes escalas e, com os dados da Usina Hi-drelétrica Porto Colômbia, permitiram conhe-cer melhor o processo de dissipação de energia e desenvolver critérios de previsão de valores de pressões médias e extremas junto ao fundo da bacia de dissipação. Com isto, ampliou-se o conhecimento a respeito da distribuição dos esforços hidráulicos sobre lajes de bacia de dissipação”, explica a engenheira Alba va-léria brandão Canellas, gerente do projeto.

Com o estudo, pode-se verificar, na fase de projeto, a possibilidade da sobrelevação de lajes, o que permite a adoção de soluções preventivas. A pesquisa também abre cami-nho para aumentar a eficiência hidráulica das bacias de dissipação. “Nas estruturas em operação é possível que se façam avaliações das condições do escoamento identificando vazões críticas e alertando para casos nos quais deva ser feita inspeção das estruturas”, acrescenta.

o estudo conseguiu criar uma metodologia para o dimensionamento de lajes de bacia de dissipação. Na prática, isso significa reduzir riscos para a segurança operacional das usinas e prejuízos para a empresa devido à diminuição da geração elétrica provocada pelas obras de reparo, que podem se esten-der por vários meses.

d i S t R i b U i ç ã o d o S e S F o R ç o S H i d R á U L i C o S S o b R e L A j e S d e b A C i A S d e d i S S i PA ç ã o

• •

Além de contar com profissionais do LAHe.e e do iPH/UFRgS, a pesquisa envolveu especia-listas do instituto Nacional del água (iNA), da Argentina, e do instituto Superior técni-co (iSt), de Portugal, que participaram como

P I N g U E - P O N g U E

METODOlOgIA qUEEvITA PREjUízOs PARA

A OPERAçãOnesta entrevista, a engenheira Alba valéria Brandão Canellas fala sobre os resulta-dos e a importância prática da metodologia gerada pela pesquisa.

p&d • Como avaliar os resultados da pesquisa? Av • os estudos são de grande valia, pois se chegou a uma aplicação prática do resultado da pesquisa no que se refere ao dimensionamento de uma estrutura importante em usinas hidrelétricas. o vertedouro e, consequentemente, a bacia de dissipação, localizada abaixo do mesmo, são estruturas de segurança da usina. Com a melhor capacitação no dimensiona-mento das bacias, estamos diminuindo a possibilidade de problemas que venham a impli- car em risco para a usina e prejuízo pela diminuição da geração devido a obras de reparos.

p&d • o que o estudo significa do ponto de vista de segurança operacional das usinas?Av • o estudo permite que se faça a previsão dos esforços extremos e se dimensione as estruturas para que elas venham a suportar os esforços transmitidos pelo escoamento de maneira segura, reduzindo os riscos de danos que podem vir a diminuir a geração de ener-gia. Além disso, os métodos de previsão apresentam-se como ferramentas a serem utili-zadas, na fase de projeto e mesmo em obras já prontas, para avaliar as condições em que podem ocorrer danos à estrutura.

p&d • qual a importância prática da metodologia desenvolvida por esta pesquisa? Av • Foi criada uma metodologia para dimensionamento de lajes de bacia de dissipação. Por meio do estudo, pode-se determinar qual a espessura da laje ou a densidade de ar-madura de ancoragem necessária para que a mesma resista aos esforços de arrancamen-to transmitidos pelo escoamento. Antes disso, estes parâmetros eram basicamente obti-dos de forma empírica ou de maneira que não levava em conta a distribuição de pressões no tempo. Cabe salientar, contudo, que, como toda nova metodologia, sua utilização deve ser feita de forma cautelosa, uma vez que os trabalhos desenvolvidos não esgotam o assunto nessa área, mas contribuem para uma melhor compreensão dos processos hidráu-licos que ocorrem nos dissipadores de energia.

colaboradores. A equipe ligada diretamente ao projeto foi formada por cinco pesquisado-res, três alunos de doutorado, três estudantes de mestrado, três bolsistas de iniciação cien-tífica e dois técnicos de laboratório. • •

Detalhe do vertedouro de modelo

reduzido de uma usina hidrelétrica

José

Lin

s

CompoRtAmento de ConCRetoS de BARRAGem qUAndo SUjeitoS À pAtoloGiA ReAçÃo ÁlCAli-AGReGAdo

Nicole Pagan Hasparyk Andrade (GO) Departamento de Apoio e Controle Técnico (DCT.C)

Laboratório de Concreto (LABC.C)


c o n c r E T o

Em busca da melhor receita


Igor

Pes

soa

Por causa dos custos envolvidos com manu-tenção e reparos, os problemas gerados pela RAA ganham uma maior dimensão em estru-turas onde estão instalados equipamentos hi-drodinâmicos e elétricos, como comportas, geradores e turbinas.

A carência de estudos mais aprofundados e o desafio de minimizar a incidência desta patologia nas estruturas de concreto levou FURNAS a desenvolver a pesquisa sobre Comportamen-to de Concretos de barragem quando Sujeitos à Patologia Reação álcali-Agregado. FURNAS tem hoje 11 usinas hidrelétricas e está cons-truindo sozinha e em parceria com a iniciati-va privada mais sete novas hidrelétricas.

Nicole Pagan monitora as

microestruturas do concreto

C o M P o R tA M e N t o d e C o N C R e t o S d e b A R R A g e M q U A N d o S U j e i t o S À PAt o L o g i A R e A ç ã o á L C A L i - A g R e g A d o

• •


“existem hoje grandes dificuldades de en- tender melhor os mecanismos envolvidos e controlar a ação deletéria da RAA já instala-da no concreto. Ainda não se dispõe de uma maneira totalmente eficiente de interromper a evolução deste processo”, explica Nicole Pagan Hasparyk Andrade, engenheira da divi- são Laboratório de Concreto, do departamen- to de Apoio e Controle técnico (dCt.C), em goiânia (go).

o desenvolvimento do projeto, que fez parte do ciclo 2001/2002, tendo levado o código Aneel 0394-135/2002, teve duração de 30 meses, indo do início de 2003 a 2005, con-tando com investimento de R$ 400 mil. Uma equipe de engenheiros e técnicos do dCt.C participou de toda a execução do programa experimental, tendo como parceiros tecnoló-gicos a Universidade Federal de goiás (UFg), via Fundação de Apoio à Pesquisa (Funape), e Universidade Federal do Rio grande do Sul (UFRgS).

A coordenadora e gerente do projeto explica que o objetivo foi contribuir para um melhor entendimento do fenômeno, visando aumen-tar a durabilidade e vida útil de estruturas de concreto, como as barragens das hidrelé-tricas. Com investigações de campo e de la-boratório, a pesquisa teve como base concre-tos que compõem a galeria de drenagem do vertedouro da Usina Hidrelétrica Furnas (Mg), tanto sentido montante (trecho superior) co-mo jusante (trecho inferior). Nicole Pagan conta que as observações iniciais de dete- rioração da primeira usina da empresa, aconteceram em 1976, 13 anos após o fim de sua construção.

Uma patologia que acontece no concreto, provocando a degradação e desativação de estruturas como barragens e fundações de pontes, virou um desafio para a engenharia. A reação álcali-agregado (RAA) é um fenômeno capaz de desencadear uma série de problemas tanto em nível estrutural como operacional.

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R e v i S tA F U R N A S d e P e S q U i S A e d e S e N v o L v i M e N t o • • 11


TRATAMENTO COMPlEXOA engenheira nicole pagan, coordenadora e gerente do projeto de pesquisa, expli-ca nesta entrevista as dificuldades de tratar a RAA quando ela já está instalada nas estruturas de concreto.

p&d • por que o estudo teve como base a Usina Hidrelétrica Furnas?

npHA • o principal motivo da escolha foi o conhecimento do diagnóstico do fenômeno da RAA instalado nesta usina, além da carência de estudos mais aprofundados no seu concreto afetado. esta unidade era também a que dispunha de um maior número de dados anteriores que poderiam balizar o desenvolvimento continuado do programa.

p&d • quais são os principais estágios da patologia?

npHA • A RAA pode possuir alguns estágios específicos, dependendo dos fatores influ-entes, não sendo portanto, regra geral, mas que resumidamente poderiam ser divididos em: reação química entre o agregado e os álcalis principalmente do cimento, expansão na presença de umidade/água, influência negativa nas propriedades e influência nega-tiva no desempenho da estrutura.

p&d • quais as soluções para o tratamento do problema?

npHA • tratar o problema hoje é o maior desafio na área quando a patologia já se encon-tra instalada na estrutura de concreto. Por se tratar de um processo interno, seu controle é bem complexo e difícil. As práticas disponíveis que vêm sendo aplicadas, nem sempre são totalmente eficientes e, na sua maioria, amenizam apenas os efeitos deletérios. ou seja, a RAA pode ser associada a uma doença irreversível, como a Aids, por exemplo. inclusive, dependendo do estágio em que se encontra a reação e a deterioração, pode existir um tipo específico de tratamento mais apropriado, não se podendo generalizar. os métodos de mitigação da RAA em estruturas de concreto podem ser divididos em duas categorias: a mitigação dos sintomas da reação e o tratamento da causa da reação. Ape-nas para se ter uma ideia de algumas práticas no âmbito da mitigação dos sintomas, tem-se: tratamentos superficiais no concreto com o objetivo de restringir a penetração adicional de água (ex: pinturas, membranas), reforços nas estruturas e criação de cortes/juntas para liberação de deformações. já no tratamento da causa da reação, apenas os tratamentos superficiais com produto químico a base de lítio têm se mostrado eficientes e promissores.

Para acompanhar a evolução do processo, os técnicos passaram a monitorar mais intensa-mente as estruturas de concreto da usina, com a instalação de novos equipamentos. “A partir de 1994, estudos mais avançados, en-volvendo microscopia, foram realizados, in-dicando as principais manifestações a nível

microestrutural do fenômeno instalado e, pos- teriormente, com o desenvolvimento do pro-jeto, avançou-se muito no entendimento do fenômeno patológico”, diz a engenheira. Se-gundo ela, o maior desafio hoje é tratar o problema quando a patologia já se instalou na estrutura de concreto. • •

A Usina Hidrelétrica Furnas (MG) foi utilizada como modelo de estudo sobre os efeitos da RAA

Igor

Pes

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UtiliZAçÃo de dAdoS de deSCARGAS elÉtRiCAS AtmoSFÉRiCAS pARA otimiZAçÃo do pRojeto,

opeRAçÃo e mAnUtençÃo do SiStemA elÉtRiCo

Ricardo Fraga Abdo (RJ) Departamento de Equipamentos e Linhas de Transmissão

de Alta Tensão (DAT.O)

Divisão de Linhas de Transmissão (DLTR.O)


T r A n s m i s s Ã o

1� • • R e v i S tA F U R N A S d e P e S q U i S A e d e S e N v o L v i M e N t o

Aliado contra as descargas atmosféricas

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Projeto gerenciado por Ricardo Abdo detecta as causas dos desligamentos em linhas de transmissão

U t i L i Z A ç ã o d e d A d o S d e d e S C A R g A S e L é t R i C A S At M o S F é R i C A S PA R A o t i M i Z A ç ã o d o P R o j e t o , o P e R A ç ã o

e M A N U t e N ç ã o d o S i S t e M A e L é t R i C o

• •

Um software tornou-se um grande aliado para detectar as principais causas de desligamentos das linhas de transmissão. O sistema de Apoio a Análise de Desligamento (sAAD) faz a análise das informações de descargas atmosféricas, provenientes da Rede Integrada Nacional de Detecção de Descargas Atmosféricas (RINDAT), de forma customizada para FURNAs.

A solução permite identificar as causas dos desligamentos, fundamental para a análise de desempenho das linhas de transmissão e para subsidiar ações de engenharia de ma-nutenção.

As descargas atmosféricas geram grandes im-pactos para o sistema de transmissão das em-presas, provocando desde o desligamento transitório da linha, de pequena duração, a interrupções mais prolongadas. tais paradas não programadas afetam não só a operação do sistema, mas também podem acarretar perdas de receita. Com o desenvolvimento da pesquisa, além da criação do software, foi possível reprocessar os dados históricos das descargas atmosféricas. o resultado foi o au-mento da precisão dos dados e a possibilida-de de implementar ações de engenharia de manutenção mais otimizadas.

“o software serve para análises históricas, ou seja, para saber se um determinado desliga-mento foi provocado por descarga”, explica o engenheiro eletricista Ricardo Fraga Abdo, da divisão de Linhas de transmissão (dLtR.o). No caso do sistema de transmissão de FURNAS, o gerente do projeto conta que a maior inci-dência de descargas atmosféricas acontece no vale do Paraíba (Rj/SP), na região da gran-de São Paulo e no Sudeste do estado de Mi-nas gerais.

Com o software, é possível buscar no Siste-ma geográfico de informações de FURNAS (giSFURNAS) os dados de todas as linhas de transmissão. o sistema, após o levantamento das informações, gera quatro respostas para

a análise: não houve descarga; baixa probabilidade de descarga; média probabilidade de descarga; e alta probabilidade de descar-ga. Ricardo Abdo conta que, a partir de ou-tros aplicativos que mostram a descarga em tempo real, pode-se prever se determinada tempestade (conjunto de descargas) atingirá uma linha.

José

Lin

s



sOlUçãO INéDITANO BRAsIl

inédito no Brasil, o software que faz a análise das informações das descargas atmos-féricas usado pela área de operação da transmissão de FURnAS já desperta o inte-resse de outras empresas do Sistema eletrobrás, segundo Ricardo Fraga Abdo.

p&d • Como o grande volume de descargas atmosféricas que acontecem no país afeta o sistema de transmissão?

RFA • As descargas elétricas atmosféricas são a principal causa de desligamentos de li-nhas de transmissão no brasil e em boa parte do mundo. esses desligamentos podem ocorrer por incidência direta da descarga no cabo condutor, o que pode acontecer quan-do há problemas de blindagem dos cabos pára-raios, ou ainda pelo fenômeno conhecido como back flashover. isso ocorre quando a descarga atinge o cabo pára-raios que deveria escoar toda a energia para o solo, por meio do aterramento das torres. Mas, por proble-mas de alta resistência de aterramento, ou até mesmo pela ausência dele, essa energia retorna e acaba rompendo o isolamento das cadeias, atingindo os cabos condutores.

p&d • na prática, o que este estudo traz de resultados para a empresa, do ponto de vista de segurança operacional e econômico?

RFA • Uma vez identificadas as regiões com maior incidência de desligamentos causa-dos por descargas atmosféricas, é possível implantar ações de engenharia de manuten-ção de forma otimizada, a menores custos, que resultem em melhoria de desempenho das linhas. o bom desempenho das linhas de transmissão é fundamental não só no que tange à questão operacional, mas também à questão econômica, tendo em vista que atu-almente existem regulamentações que descontam receitas de transmissão das empresas por perda de disponibilidade.

p&d • este foi um estudo inédito no Brasil? essa experiência já foi incorporada por outras empresas do Sistema eletrobrás?

RFA • Sim, com relação ao software propriamente dito, podemos dizer que foi inédito. empresas do Sistema eletrobrás mostraram interesse em conhecer o aplicativo, estando algumas inclusive interessadas em desenvolver algo semelhante.

o projeto, desenvolvido em parceria com o instituto Nacional de Pesquisas espaciais (inpe), começou em agosto de 2002, indo até julho de 2004. Após cumprir os objetivos estabelecidos, foi extendido por um pe- ríodo de 12 meses, de maio de 2005 a abril de 2006, para incorporar melhorias. No de-

senvolvimento da pesquisa, que envolveu seis integrantes de FURNAS e oito do inpe, foram investidos R$ 570 mil, sendo R$ 375 mil na primeira fase e outros R$ 195 mil, na segunda. o projeto integrou o ciclo 2000/ 2001 de P&d, tendo recebido o código 0394-076/2001. • •

Descargas atmosféricas são responsáveis pela maioria dos

desligamentos no Brasil e no mundo

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otimiZAçÃo de pRoCeSSoS de AqUiSiçÃo de mAteRiAiS

Pedro de Souza Moreira (RJ) Departamento de Administração de Material (DAM.G)

Departamento de Aquisição (DAQ.G)


m A T E r i A i s

R e v i S tA F U R N A S d e P e S q U i S A e d e S e N v o L v i M e N t o • • 1�

Desvendando o lado oculto dos custos

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Os almoxarifados guardam materiais e

equipamentos de acordo com a política de

estoques de FURNAS

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1� • • R e v i S tA F U R N A S d e P e S q U i S A e d e S e N v o L v i M e N t o

ção de Projetos, Pesquisas e estudos tecnoló-gicos (Coppetec) da Universidade Federal do Rio de janeiro (UFRj).

Além do modelo matemático, o projeto otimi-zação de Processos de Aquisição de Materiais (opam) gerou outros recursos para apoiar as compras da empresa. Um deles foi a criação de um instrumento de avaliação de materiais críticos para analisar o portfólio de compras e do redesenho do processo de aquisição.

“Na construção das etapas, obteve-se a carac-terização da situação do processo de aquisi-ção de materiais de FURNAS, resultando em um desenho das principais etapas de aquisi-ção. isto caracterizou um avanço nos procedi-mentos observados”, resume Pedro Moreira. Segundo ele, esta análise permitiu levantar parâmetros do modelo matemático de tCo.

outro resultado, observa o gerente do proje-to, foi o desenvolvimento dos módulos de análise e da metodologia de levantamento e melhoria de processos. baseado na lógica nebulosa, o primeiro módulo faz a avaliação e a classificação dos materiais do portfólio de aquisição. Para isso, utiliza multicritérios quantitativos e qualitativos. o outro, adapta-do à realidade da empresa, permite simular o custo total de propriedade de aquisições por meio da análise de custos do ciclo de vida dos materiais e equipamentos a serem adquiridos.

Além da transferência de conhecimento via se-minários nacionais e internacionais, o proje-to teve outro aspecto relevante: a capacita-ção de profissionais para adoção das melhores práticas dos processos de aquisição e de ad-ministração de materiais. o resultado, conta Pedro Moreira, foi a produção de três teses de mestrado. A busca por maior conhecimen-to sobre o tema não termina aí.

o gerente conta que um funcionário está de-senvolvendo mestrado sobre gestão de Con-tratos – projeto de P&d que começou em 2009 – e outros dois preparam tese de doutorado

Com o objetivo de criar uma ferramenta para otimizar o processo de aquisição de materi-ais, o departamento de Administração de Ma-terial (dAM.g) e o departamento de Aquisi-ção (dAq.g) de FURNAS desenvolveram um projeto para adaptar um modelo matemático visando minimizar o custo total de proprieda-de (tCo). A solução criada é um modelo teóri-co para simulação e aprendizado sobre todas as etapas do processo de compras. Com ele é possível, por exemplo, observar elementos im-portantes do processo de tomada de de-cisão sobre aquisições.

“o projeto teve como foco principal o proces-so de tomada de decisão de compras, no qual a empresa define um processo de agregação de valor que tem impactos em seu desempe-nho operacional e em seus lucros, no curto e longo prazos”, comenta Pedro de Souza Mo-reira, chefe do dAM.g e gerente do projeto, pertencente ao ciclo 2003/2004 e desenvol-vido em parceria com a Fundação Coordena-

Reduzir custos e obter um maior desempenho financeiro e operacional são, hoje, dois dos principais mandamentos das empresas. Nem sempre tão claro para administradores e executivos, tudo começa com uma boa estratégia de compras de produtos e serviços.

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sobre os temas Liderança e Avaliação de Pro-gramas de Conservação de energia, com pre-visão de defesa para 2009, e outro para 2011. Pedro Moreira diz que o projeto também ado-tou, para a transferência do conhecimento, uma ferramenta de ensino à distância. • •

o t i M i Z A ç ã o d e P R o C e S S o S d e A q U i S i ç ã o d e M At e R i A i S

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O projeto gerenciado por Pedro Moreira identificou os custos de aquisição de materiais


MElHORANDO O REsUlTADO FINAl

qual é o impacto do processo de aquisição de materiais para o resultado final da empresa? A questão motivou o dAm.G e o dAq.G a desenvolverem o projeto, como conta nesta entrevista pedro moreira.

p&d • o que motivou o desenvolvimento deste projeto de pesquisa e desenvolvimento?

pSm • A pesquisa do projeto foi motivada pela observação dos profissionais do dAM.g e dAq.g que havia um conhecimento muito restrito sobre o impacto que o processo de aquisição de materiais tinha sobre o resultado final da empresa e, sobre os crescen-tes custos gerados que não levam em consideração todos os fatores a eles relacionados, tais como custos de garantia, custos da não qualidade dos materiais e custos da ma-nutenção. estes fatores acabam sendo transferidos pelos fornecedores para a empre-sa, aumentando o custo total de propriedade dos produtos durante todo o seu ciclo de vida.

p&d • estes custos estão relacionados a que fatores?

pSm • Uma investigação preliminar mostrou que esses custos tinham relacionamento desde o planejamento, passando pela área de projetos, pela própria aquisição e co-mo consequência impactando na operação. Na época do projeto se observou que o processo de aquisição vinha sendo objeto de grande atenção em processos gerenciais que buscavam a excelência, tanto operacional quanto de custos em outras empresas.

p&d • este tipo de preocupação já é comum nas empresas do Setor de energia elétrica?

pSm • Na indústria manufatureira esta preocupação estava registrada em vários estu-dos, no entanto, nos setores que oferecem produtos e serviços de utilidade pública ela começa a surgir. Auditorias e questionamentos quanto à eficiência de organizações que prestam serviços de utilidade pública vêm ficando cada vez mais frequentes. A de-manda crescente da sociedade por informações das empresas que demonstrem o seu padrão de excelência operacional exige que seja identificada e otimizada a parte ocul-ta dos custos.

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m E i o A m B i E n T E

BAlAnço de CARBono noS ReSeRvAtóRioS de FURnAS CentRAiS elÉtRiCAS S.A.

André Carlos Prates Cimbleris (RJ) Superintendência de Gestão Ambiental (GA.E)

Departamento de Engenharia Ambiental (DEA.E)


Emissões sob controle

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• •

Apesar de ser uma alternativa de geração de energia limpa e renovável, a hidreletricidade, às vezes, fica na berlinda sobre os impactos que gera ao meio ambiente. FURNAs concluiu em 2008 o projeto Balanço de Carbono, que fez um diagnóstico do nível de emissões de carbono dos reservatórios de oito usinas hidrelétricas do seu parque gerador, identificou as rotas de ciclo de carbono e os fatores ambientais relacionados a este processo.

o estudo constatou, por exemplo, que o ba-lanço afluente e defluente de carbono orgâ-nico total nos sistemas é geralmente próxi-mo de zero; e que as emissões de metano para a atmosfera diminuem com a idade do reservatório.

“o projeto considerou também a bacia de drenagem e as entradas e saídas de carbono nos reservatórios”, explica o atual assistente da Superintendência de gestão Ambiental (gA.e) André Carlos Prates Cimbleris, coordenador do projeto. o trabalho fez um corte novo nos es-tudos sobre emissões de gases do efeito estu-fa (gee) em reservatórios de usinas hidrelétri-cas até então realizados no brasil e no exterior. Segundo ele, as pesquisas se restringiam à medição das emissões da superfície da água para a atmosfera ou do fundo do reservató-rio para a coluna de água.

o pesquisador conta que o projeto identifi-cou que as emissões de carbono e as de me-

Ciclo dos gases de efeito estufa identificado

pelo projeto Balanço de Carbono em reservatório

de hidrelétricas

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s

Resultados em destaqueAndré Cimbleris lista alguns dos resultados alcançados pelo projeto, que trouxe uma no-va perspectiva para os estudos sobre emissões de gases do efeito estufa (gee) em reser-vatórios de usinas hidrelétricas feitos até então no brasil e exterior:

1 • o balanço afluente e defluente de carbono orgânico total nos sistemas é geralmente próximo a zero;

� • tanto as emissões difusivas de Co2 no sedimento como as emissões de metano por bolhas na interface água-atmosfera, diminuem com a idade do reservatório;

� • A maioria do carbono emitido nos reservatórios é proveniente da bacia de drenagem, normalmente originado de atividades humanas; e

4 • As taxas de emissões de gee, na interface água-atmosfera nos reservatórios estu-dados, por geração de energia, são relativamente pequenas quando comparadas às termelétricas.

R e v i S tA F U R N A S d e P e S q U i S A e d e S e N v o L v i M e N t o • • �1


• •

tano por bolhas na interface água-atmosfera diminuem com a idade do reservatório. “As- sim, com a exceção do reservatório da Usina Hidrelétrica Corumbá, que recebe o lança-mento do esgoto da Cidade de Caldas Novas (go), há um decréscimo das emissões de ga-ses de efeito estufa em termos de tonelada de Co2-equivalente por energia gerada (t Co2

e/Mwh), com o aumento da idade dos reser-vatórios”, observa André Cimbleris.

o estudo, iniciado pelo então departamento de Meio Ambiente (dMA.t) – hoje departa-mento de engenharia Ambiental (deA.e), le-vantou ainda outra questão importante para este tipo de análise. ele conta que foi cons-tatado que a maioria do carbono emitido nos reservatórios é proveniente da bacia de dre-nagem, normalmente originado de atividades humanas. André Cimbleris destaca outros re-sultados: “também se verificou que a maior parte das emissões de gee ocorre à montante (parte superior) das barragens, no lago formado pelos reservatórios. As emissões de jusante (parte inferior) correspondem a me-nos de 30% das emissões totais para a atmosfera nos reservatórios de Cerrado; e as taxas

André Cimbleris, gerente do projeto inédito que foi incorporado pela Eletrobrás

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Reservatórios mais antigos emitem

menos carbono que termelétricas movidas

a óleo combustível ou carvão


AçãO HUMANA COMO NOvO FOCO

o projeto Balanço de Carbono se prepara para ganhar uma nova dimensão, após ser incorporado a um programa estratégico de pesquisa e desenvolvimento do Siste-ma eletrobrás. nesta entrevista, André Cimbleris explica que o objetivo é conso-lidar metodologias para avaliação das emissões provocadas pela ação do homem nos reservatórios.

p&d • A partir do que foi identificado pela pesquisa, o que a empresa está fazendo para controlar tais emissões?

ACpC • FURNAS está estimulando a consolidação e a sua participação em comitês de bacias Hidrográficas, visando incrementar a gestão dos recursos hídricos.

p&d • Como comparar as emissões dos reservatórios com as das usinas termelétricas?

ACpC • As emissões de gee devem ser expressas em termos de Co2-equivalente por energia gerada (tCo2 e/Mwh). Por exemplo, em nosso estudo, nos reservatórios mais antigos, foram observadas emissões totais de gee inferiores a 0,1 t Co2 e/Mwh. tais emissões alcançaram valores em torno de 0,5 t Co2 e/Mwh no reservatório com menor tempo de enchimento, correspondente ao reservatório de Manso amostrado com três anos. en-tretanto, o mesmo reservatório, amostrado quatro anos depois, revelou emissões pró-ximas de 0,3 t Co2 e/Mwh. Ressalta-se que as emissões são constantes ao longo da operação das termelétricas operadas com combustível fóssil. As emissões em termelé-tricas operadas com óleo e carvão variam, respectivamente, de 0,5 a 1,2 e de 0,9 a 1,3 t Co2 e/Mwh.

p&d • em relação a uma termelétrica mais limpa, com gás natural em ciclo combinado, que comparação pode ser feita?

ACpC • As emissões em termelétricas operadas com gás natural em ciclo combinado apresentam valores mínimos de 0,48 tCo2 e/Mwh.

p&d • o projeto terá uma nova fase? quando irá começar e quais serão os seus objetivos?

ACpC • o balanço de Carbono nos reservatórios de FURNAS foi incorporado por um proje-to estratégico de pesquisa e desenvolvimento do Sistema eletrobrás, sob a coordenação do Centro de Pesquisas de energia elétrica (Cepel), atualmente em análise pela Agência Nacional de energia elétrica (Aneel). esse projeto visa consolidar metodologias para avaliação das emissões líquidas (originadas da ação humana) de gee nos reservatórios de usinas hidrelétricas localizadas em diferentes regiões do brasil.

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ficou o metabolismo planctônico e bacteria-no e sua influência no ciclo do carbono. já o iiegA gerou estimativa de fluxos de Co2, CH4, nitrogênio (N2) e das concentrações de carbono e nutrientes na interface água-se-dimento.

o projeto também gerou contribuições para uma linha de ação do Sistema eletrobrás. tra-ta-se do grupo de trabalho sobre emissões de gases de efeito estufa (gt3), do Subcomitê de Meio Ambiente do Sistema eletrobrás (SCMA), integrante do Comitê de operação, Planeja-mento, engenharia e Meio Ambiente (Copem). Uma das tarefas do gt3 é elaborar e atualizar inventários de gee. • •

Equipamento utilizado na pesquisa envia informações em tempo real para a sede do Inpe, em São José dos Campos (SP)

de emissões de gee por energia gerada, na interface água-atmosfera nos reservatórios de Cerrado, são relativamente pequenas quan-do comparadas às termelétricas”.

A pesquisa também tocou numa questão que está no meio dos embates para determinar os impactos da geração hidrelétrica sobre o meio ambiente: os reservatórios são fontes de gee ou sumidouros de carbono. André Cim-bleris explica que após o enchimento dos re-servatórios, com a inundação da biomassa, o nível de emissões de gee aumenta de forma transitória. “em contrapartida, as taxas de se-dimentação do carbono também aumentam, sendo que esse processo persiste ao longo da vida do reservatório”, observa o pesquisador, acrescentando que parte do carbono é depo-sitada permanentemente.

Com um total de 27 campanhas para coletas de dados feitas nas estações chuvosa e seca, o estudo analisou o nível de emissão dos re-servatórios das usinas hidrelétricas Serra da Mesa, Corumbá e itumbiara (g0), Furnas, Mas- carenhas de Moraes e Luiz Carlos barreto de Carvalho (Mg), Manso (Mt) e Funil (Rj). o projeto, que fez parte do ciclo 2001/2002, teve como parceiros o instituto Alberto Luiz Coim-bra de Pós-graduação e Pesquisa de engenha-ria (Coppe/UFRj), o instituto Nacional de Pesquisas espaciais (inpe), a Universidade Federal de juiz de Fora (UFjF) e o instituto internacional de ecologia e gerenciamento Ambiental (iiegA).

Na execução dos estudos, cada um dos parceiros foi responsável por atividades específi- cas. Por exemplo, o inpe ficou com a tarefa de levantar dados meteorológicos e limnoló-gicos. À Coppe coube pesquisar estimativas de fluxos de dióxido de carbono (Co2), metano (CH4) e dióxido nitroso (N2o) encontra-dos na interface água-atmosfera e coluna de água, além de determinar o aporte e as taxas de sedimentação de carbono. A UFjF identi-

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Inpe

AvAliAçÃo dA qUAlidAde AmBientAl do ReSeRvAtóRio de FUnil, poR meio dA

iCtioFAUnA: pRoCeSSoS AnAtomo- moRFolóGiCoS, FiSiolóGiCoS e eColóGiCoS

Marcília Barbosa Goulart (MG) Departamento de Produção Minas (DRM.O)

Estação de Hidrobiologia e Piscicultura de Furnas (EHPF-E)


m E i o A m B i E n T E

Em busca da qualidade ambiental


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De cima para baixo, equipamento para coleta de água e detalhe da Usina Funil, localizada em Itatiaia (RJ)


AvA L i A ç ã o d A q U A L i d A d e A M b i e N tA L d o R e S e R vAt ó R i o d e F U N i L , P o R M e i o d A i C t i o F A U N A : P R o C e S S o S A N At o M o -

M o R F o L ó g i C o S , F i S i o L ó g i C o S e e C o L ó g i C o S

• •

Um projeto de pesquisa e desenvolvimento, relativo ao ciclo 2002/2003, mapeou quatro trechos do rio Paraíba do Sul para levantar amostragens mensais de peixes e de variáveis ambientais capazes de medir e monitorar a qualidade do sistema. o objetivo: reunir ele-mentos para adotar medidas que recuperem o sistema, aumentando assim a vida útil do reservatório e fazendo com que as populações que usam sua água para finalidades múltiplas conheçam melhor o sistema.

o estudo Avaliação da qualidade Ambiental do Reservatório de Funil, por meio da ictio-fauna: Processos Anatomo-Morfológicos, Fi-siológicos e ecológicos cobriu o rio Paraíba do Sul à montante (trecho superior) e a jusante (trecho inferior) do reservatório. Na pesqui-sa foram utilizadas uma adaptação de um in-dicador de qualidade ambiental e validação com métodos independentes físicos (indica-dor de habitat).

“os métodos bióticos, como o Índice de As-sembléia de Peixes de Reservatórios (iAPR), são técnicas novas, em termos de brasil, mo- dernas e consistentes, avaliando de maneira mais robusta a qualidade ambiental. é impor-tante que estes métodos, em sua fase de adap- tação, sejam validados por outros totalmente independentes, como o indicador de habitat ou a qualidade físico-química da água. Se seus resultados apresentam padrões coincidentes, é uma mostra de que os indicadores bióticos são eficientes”, explica a bióloga Marcília bar-bosa goulart, gerente do projeto.

A pesquisa selecionou duas espécies de pei-xes, comuns em todo o sistema durante o ano, mas variando suas abundâncias relativas, tan-to temporal como espacialmente, para testes com biomarcadores e bioindicadores. Segun-

O Departamento de Produção Minas (DRM.O), entre agosto de 2006 e setembro de 2007, teve um trabalho de fôlego para medir a qualidade ambiental do reservatório da Usina Hidrelétrica Funil (Rj).

do a bióloga, os trabalhos compreenderam um mínimo de 12 saídas no campo, para amostra-gem de peixes e tomadas de variáveis ambientais. Cada saída foi realizada em um mês, co-brindo assim um ciclo anual de amostragens. “em cada saída, a equipe de 8 a 10 pessoas permanecia no campo por três dias, realizan-do as amostragens. também foram feitas vá-rias coletas preliminares até a definição do modelo amostral”, conta.

Para equacionar os problemas verificados no reservatório da Usina Hidrelétrica Funil, a bió-loga sugere o emprego de uma solução que melhore a qualidade ambiental do sistema. “Uma política de proteção das margens do re-servatório e do rio Paraíba do Sul à montante de Funil, bem como de saneamento básico, visando evitar introdução de poluentes no rio, poderia resultar numa sensível melhoria da qualidade da água, uma vez que os siste-mas aquáticos têm condições de recuperação se suas margens forem protegidas por mata ciliar e se não receberem poluição”, indica.

o projeto, coordenado por Francisco gerson Araújo da Universidade Federal Rural do Rio de janeiro (UFRRj), cujo investimento ficou em cerca de R$ 380 mil, envolveu cinco labora-tórios de pesquisa: Laboratório de ecologia de Peixes e Laboratório de Histologia e embrio- logia Animal, ambos da UFRRj; Laboratório de Microbiologia e Laboratório de enzimolo-gia, ambos da Universidade Federal de Minas gerais (UFMg), e Laboratório de Radioisóto-pos, da Universidade Federal do Rio de janeiro (UFRj). os laboratórios envolvidos na pes-quisa também receberam apoio da estação de Hidrobiologia e Piscicultura de Furnas. o proje-to gerou ainda duas bolsas de estudos – uma para doutorado e outra para mestrado. • •

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Marcília Barbosa gerenciou o projeto que

avaliou a qualidade da água do rio

Paraíba do Sul que forma o reservatório

da Usina Funil

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UM POssívEl FIlTROCONTRA POlUENTEs

A bióloga marcília Barbosa Goulart, nesta entrevista, explica os resultados do es-tudo, um trabalho que envolveu uma equipe multidisciplinar de várias institui-ções de pesquisa.

p&d • na prática, o que este estudo traz de resultados?

mBG • o estudo serviu para fazer um levantamento dos peixes do reservatório e da qua-lidade ambiental do sistema. Foram selecionadas duas espécies de peixes, e por meio delas se estudou o trato digestório e órgãos associados, principalmente o esôfago, estôma-go, intestino e fígado, utilizando várias ferramentas de avaliação. Através deste estu-do multidisciplinar, pode ser avaliada a qualidade da água do reservatório, uma condição básica para seu manejo.

p&d • por que os trechos do rio apresentaram melhor qualidade ambiental do que os trechos do reservatório?

mBG • A água corrente (lótica) do rio possibilita uma maior estabilidade das condicio-nantes ambientais, enquanto no reservatório, a água relativamente “parada” (lêntico) faz com que as variações da qualidade sejam amplificadas, chegando a atingir no perío-do da noite níveis que podem ser muito baixos, especialmente no verão.

p&d • que tipo de problemas os elementos estranhos poluentes (xenobióticos) na água podem trazer para a operação da usina?

mBG • Na eventualidade da existência de xenobióticos, seria interessante detectar as fontes ou focos de introdução no rio dos poluentes, e tentar, via órgãos de proteção am-biental, evitar este tipo de poluição. águas de qualidade muito baixa, por exemplo, com baixo potencial de óxido-redução, baixo teor de oxigênio, podem favorecer a liberação, a partir do sedimento (fundo), de gases poluentes. águas muito duras (grande alcalinida-de e quantidade de íons dissolvidos) podem aumentar o processo de corrosão das turbi-nas e demais equipamentos da usina.

p&d • quais as principais conclusões do estudo?

mBG • que o reservatório embora possa funcionar como decantador de poluentes trazi-dos pelo rio Paraíba do Sul, originários das grandes cidades situadas à sua montante, ainda apresenta indicações de baixa qualidade da água à jusante. o pulso sazonal do rio, no período de cheias, é muito importante para manutenção da biota (organismos vivos) no reservatório. A qualidade ainda é muito baixa, com características típicas de um ambiente com muita matéria orgânica em decomposição. o entorno do reservatório, bem como do rio Paraíba do Sul, é pouco protegido, aumentado os processos de carrea-mento de sedimentos para o sistema, diminuindo o tempo de vida útil do reservatório.

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SimUlAçÃo em lABoRAtóRio de eXtenSÔmetRo HoRiZontAl de múltiplAS HASteS e de CÉlUlAS HidRoStÁtiCAS de ReCAlqUe

Taylor Castro Oliveira (GO) Departamento de Apoio e Controle Técnico (DCT.C)

Divisão Laboratório de Solos (LABS.C)



B A r r A g E m

Uma leitura mais precisa

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Uma pesquisa concluída há quase cinco anos e meio permitiu comprovar a eficiência e identificar as possibilidades de aperfeiçoa-mento de dois dos principais tipos de medi-dores em maciços de barragens: os extensô-metros horizontais de hastes múltiplas e as células hidrostáticas de recalque tipo caixa sueca, instrumentos embutidos no aterro durante a construção que não podem ser ins- pecionados nem calibrados para comprovar suas condições de funcionamento ao longo do tempo.

Uma equipe formada por seis pessoas mais um consultor atuou em todas as etapas para desenvolver e montar os protótipos, em escala representativa, para simular em laborató-rio as condições de funcionamento do exten-sômetro horizontal e das células de recalque. o projeto, que integrou o ciclo 2000/2001, contou com participação de engenheiros e técnicos do departamento de Apoio e Contro-le técnico (dCt.C), e teve duração de 30 me-ses, recebendo investimento de R$ 168 mil.

“A pesquisa buscou identificar as caracterís-ticas positivas e as deficiências apresentadas durante a instalação, leitura, proteção, ma-nutenção e processamento dos dados gera-dos por esses medidores”, explica o gerente e coordenador do projeto taylor Castro oli-veira, engenheiro Civil especialista em ins-trumentação para segurança de barragens. o pesquisador conta, por exemplo, que exis-tem células hidrostáticas de recalque insta-ladas nas barragens das usinas hidrelétricas Manso (Mt), Serra da Mesa e Corumbá (go). A próxima a ter este tipo de instrumento de medição será a Usina Hidrelétrica batalha (Mg/go), ainda em fase de construção.

Segundo ele, esses são instrumentos que apresentam boas características de robus-tez, acurácia, durabilidade e confiabilidade das respostas. “isso leva consultores e pro-jetistas a recomendarem o emprego desses mecanismos nas maiores barragens construí-das em todo o mundo. Não se trata apenas de tradição, mas da falta de instrumentos al-ternativos com a mesma confiabilidade”, ob-serva o pesquisador, destacando a pouca bi-bliografia ainda disponível sobre o assunto.

taylor oliveira conta que a pesquisa trouxe como resultado o aperfeiçoamento nos pro-cessos da área de instrumentação e auscul-tação para a segurança das barragens de FURNAS, além do ganho na capacitação téc-

S i M U L A ç ã o e M L A b o R At ó R i o d e e X t e N S Ô M e t R o H o R i Z o N tA L d e M Ú L t i P L A S H A S t e S e d e C é L U L A S H i d R o S t á t i C A S d e R e C A L q U e

• •

O setor de Instrumentação e Auscultação para segurança de Barragens e Estruturas de FURNAs, localizado na cidade de Aparecida de goiânia (gO), deu um salto significativo para a segurança das hidrelétricas.

Instrumentos instalados no corpo da barragem garantem a segurança

da estrutura

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Paulo Roberto Mandello, mostra, no seu laptop, a interface do programa de controle de temperatura

nica dos profissionais da equipe. Por meio da experimentação em laboratório e da vi-sualização de fenômenos que ocorrem com a instrumentação instalada nas barragens, inacessíveis à observação visual, ocorrerão ganhos de eficiência e qualidade com sua aplicação na instalação e operação de ins-trumentos de auscultação, na avaliação do engenheiro. • •



sEgURANçA ACIMA DE TUDOo especialista em instrumentação para segurança de barragens explica as van-tagens de usar instrumentos de medição como o extensômetro horizontal e a célula hidrostática de recalque.

p&d • por que acontecem estes deslocamentos em aterros e barragens?

tCo • durante a fase de construção, os aterros são submetidos a esforços devido ao próprio peso dos materiais que os constituem. A construção é feita em camadas com-pactadas e as inferiores recebem a carga das camadas superpostas causando deforma-ções e deslocamentos no corpo do aterro da barragem. Na fase de enchimento do reserva- tório, o carregamento é devido à pressão exercida pela água sobre a barragem causando mais deformações e deslocamentos.

p&d • Como é feito o trabalho de medição do comportamento das estruturas das barragens?

tCo • A atividade está inserida na sistemática da segurança de barragens, sendo efe-tuada desde a fase de implantação e durante a vida operacional de cada empreendimento de geração de energia. As leituras dos instrumentos instalados são processadas por meio de softwares específicos que calculam os valores das grandezas medidas e arma-zenam os resultados de forma a permitirem a análise por especialistas capacitados. A prática da atividade de segurança de barragens exercitada no campo em cada empre-endimento requer ações integradas e sistematizadas.

p&d • qual a confiabilidade destes mecanismos de medição?

tCo • os mecanismos e sistemas de medição dependem de manutenção e calibrações periódicas para a garantia da confiabilidade dos resultados. instrumentos embutidos no corpo da barragem não podem ser acessados, após instalados, para essa manuten-ção. Portanto, os mecanismos mais simples, robustos e duráveis são ainda os mais confiáveis para a operação de longo prazo como ocorre com as barragens, cuja vida útil é de várias décadas. esta é uma preocupação crucial de todo projetista de ins-trumentação de barragens.

O projeto gerenciado por Taylor Oliveira trouxe melhorias nos processos de instrumentação e auscultação de barragens


SiStemA de tReinAmento de opeRAdoReS pARA o elo HvdC

Eduardo Capps Neto (SP) Departamento de Produção São Roque – DRQ.O


o P E r A Ç Ã o

Manobras como no mundo real

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Da esquerda para direita, Eduardo Capps, Jairo Kalife, Sérgio Luiz Iasbeck e Mário Sérgio Citadini, na sala de operação da Subestação Ibiúna (SP)

rial – que permite um treinamento teórico in-terativo – e outro de simulador – voltado ao aprendizado da operação do elo HvdC em si-tuações iguais às do sistema de potência real. No desenvolvimento da ferramenta, FURNAS teve a parceria tecnológica da Universidade Federal de itajubá (Unifei), de Minas gerais. o investimento no projeto chegou a cerca de R$ 270 mil.

“Com a parceria, foi possível criar uma equi-pe de trabalho composta por engenheiros e operadores, reunindo profissionais com mui-ta experiência com outros mais novos”, lem-bra eduardo Capps Neto, gerente do projeto, acrescentando que as primeiras iniciativas para desenvolver este tipo de simulador acon-teceram em 1998.

o sistema tutorial é formado por dois módu-los. No chamado módulo livre, o próprio ope-rador escolhe a instrução que deseja treinar, usando recursos audiovisuais oferecidos pe-la ferramenta. Ao final de cada instrução, ele pode responder a uma bateria de perguntas para testar o seu aprendizado.

Os operadores das subestações de Ibiúna (sP) e Foz do Iguaçu (PR) ganharam em novembro de 2008 uma poderosa ferramenta para executar com precisão uma das atividades mais sensíveis do sistema Interligado Nacional (sIN). Trata-se do simulador para o treinamento de operadores do Elo HvDC.

Parte do sistema de transmissão de itaipu, o elo HvdC é responsável por disponibilizar ao SiN 6.300 Mw de potência, passando por ele, em média, 40% a 45% da energia consumida em São Paulo ou entre 13% a 17% da ener-gia consumida no brasil. A operação exige complexas manobras e um simples descuido pode colocar em risco a segurança do Siste-ma elétrico.

desenvolver uma solução para simular essas manobras em situações idênticas às do dia-a-dia do elo verdadeiro. este foi o caminho que FURNAS escolheu para investir no treinamen-to e na capacitação dos operadores das duas subestações. Proposto para o ciclo 2004/2005, o projeto começou a ser desenvolvido em 2007. Após 18 meses de trabalho, a empresa ganhou dois sistemas de treinamento de operadores do elo HvdC – um para a Subestação ibiúna e outro para a Subestação Foz do iguaçu.

o sistema, que roda em poderosos microcom-putadores e conta com mais de 10 mil linhas de programação, utiliza dois conjuntos de softwares interligados: um chamado de tuto-

d e S e N v o L v i M e N t o d e M e t o d o L o g i A S PA R A A d e t e R M i N A ç ã o d A i N F L U ê N C i A d e F At o R e S F Í S i C o S S o b R e A S M e d i ç õ e S d e t e M P e R At U R A À d i S t â N C i A

U S A N d o t e R M o g R A F i A i N F R Av e R M e L H A

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o segundo módulo é chamado de teste. Por meio dele, o tutor propõe questões para os operadores como forma de verificar se o conteúdo estudado foi totalmente entendi-do. os testes, que não podem ser interrom-pidos, têm um tempo predeterminado para sua realização, sendo concluído automati-camente ao final do prazo.


TREINAMENTO EM RITMO ACElERADO

o processo de aprendizagem para operar o elo HvdC do sistema de transmissão de itaipu ficou mais rápido, como conta nesta entrevista eduardo Capps neto, gerente do projeto de p&d que originou o simulador.

p&d • Antes do desenvolvimento do simulador, como era feito o treinamento dos operadores?

eCn • o treinamento era feito principalmente por meio de leitura de instruções e ma- nuais e por transmissão oral entre os operadores. Antigamente, os operadores tinham apenas a opção de estudar a parte teórica. já os operadores novos apenas acompanhavam os mais antigos durante as execuções de manobras no sistema real. Assim, iam adquirindo experiência no dia-a-dia, num processo de aprendizagem lento.

p&d • o que o sistema trouxe de vantagens para a capacitação do pessoal?

eCn • Para exemplificar, basta registrar que algumas ações operativas só são tomadas no elo HvdC em intervalos de dois anos ou seja, os operadores só podiam acompanhar determinadas manobras neste intervalo de tempo. desta forma, se na data da manobra algum operador novo não estivesse presente, ele provavelmente só teria outra oportuni-dade de presenciá-la depois de mais dois anos. Com este sistema, os operadores podem treinar qualquer manobra quando quiserem.

p&d • no desenvolvimento de sistemas complexos como este, sempre surgem problemas. o que foi feito para superar as divergências que apareceram entre o sistema real e o simulador?

eCn • o grupo de FURNAS trabalhou em estreita colaboração com o pessoal da Unifei, testando o simulador e suas respostas. quando havia alguma divergência, o programa era alterado para espelhar mais corretamente o link. No fim do projeto, por quase dois me-ses, criamos duas equipes da universidade – uma que ficou em itajubá e outra localizada em ibiúna. Assim, as diferenças de respostas eram percebidas imediatamente pelos técni-cos de FURNAS e pelos programadores, e corrigidas em tempo real.

o simulador – a alma da solução de treina-mento – é o sistema que permite aos ope-radores atuarem em manobras como se as tivessem executando no sistema real e recebendo as mesma respostas, dando-lhes, des-ta forma, a possibilidade de eliminar ou prevenir erros na operação do link HvdC de itaipu. • •

Vista geral de pátios da Subestação

de Ibiúna (SP)

Holanda Cavalcanti

Holanda Cavalcanti

T E c n o L o g i A D A i n f o r m A Ç Ã o


deSenvolvimento de SiStemA de ReAlidAde viRtUAl tRidimenSionAl ApliCAdo A AtividAdeS em SUBeStAçÕeS de eneRGiA elÉtRiCA

Clarice Setuco Suetsugu, Renato Santos Norbert Costa, Flavio Palhares, Enio Martins Sveiter (RJ) Departamento de Engenharia Elétrica (DEL.E)

Assessoria de Planejamento da Informação (API.E)


subestações no mundo da realidade virtual

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o projeto utilizou como referência a Subesta-ção jacarepaguá, no Rio de janeiro, por ela ter equipamentos diversificados e em quanti-dade suficientes para a análise da solução.

Após a escolha do instituto de tecnologia pa-ra o desenvolvimento (Lactec), a pesquisa deu o tiro de partida buscando levantar refe-rências sobre o uso da tecnologia. os pesqui-sadores visitaram a Universidade de São Pau-

d e S e N v o L v i M e N t o d e S i S t e M A d e R e A L i d A d e v i R t U A L t R i d i M e N S i o N A L A P L i C A d o A At i v i d A d e S e M S U b e S tA ç õ e S d e e N e R g i A e L é t R i C A

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A realidade virtual, já empregada com sucesso em setores como o automobilístico e o de construção, abre espaço agora na área de energia elétrica. A Assessoria de Planejamento da Informação (API.E) e o Departamento de Engenharia Elétrica (DEl.E) de FURNAs desenvolveram em conjunto uma modelagem 3D para verificar a aplicação da tecnologia em subestações de energia.

lo (USP), a embraer e o instituto tecnológico Aerospacial (itA), que já aplicavam a solu-ção. Como a subestação piloto não possuía o modelo 3d, foi preciso obter, por meio da tec-nologia de mapeamento digital a laser ter-restre, dados tridimensionais de todos os elementos da unidade. isso incluiu, por exemplo, dados sobre tubulação, barramentos, equi-pamentos, estruturas metálicas e estruturas civis.

“esta tecnologia tem como produto uma nu-vem de pontos, por meio da qual é realizada a modelagem em elementos 3d sólidos”, ex-plica a engenheira Clarice Setuco Suetsugu, uma das participantes do projeto, que foi ge-renciado na época por Renato Santos Norbert Costa, hoje gerente da Assessoria de Supor-te a Pesquisa e desenvolvimento (APd.e). depois, acrescenta ela, o modelo foi refina-do, corrigido e simplificado para atender os requisitos dos três módulos de aplicativos: o de iluminação, o de movimentação de equi-pamentos; e o de cálculo de campo elétrico. “Com os módulos, será possível economizar recursos e otimizar procedimentos de proje-to e manutenção”, destaca Clarice Suetsugu.

Segundo ela, uma das dificuldades no desen-volvimento do projeto foi a manipulação de modelo por causa da grande quantidade de informações geradas pelo sistema de mapea-mento. A outra está relacionada à deficiên-cia de hardware e software que permitam a navegação e interação em tempo real com o sistema. “A partir do modelo existente, foi criado uma nova ferramenta utilizando geo-metria simplificada, sem perda de informa-ções relevantes e características fundamen-tais do projeto”, comenta.

No projeto, que integrou o ciclo 2002/2003, FURNAS investiu R$ 1,4 milhão em pessoal, hardware e software CAd 3d, este customi-zado para o desenvolvimento dos três mó- dulos do sistema. Uma equipe de 14 pessoas

Flávio Palhares, Clarice Suetsugu e Renato

Norbert desenvolveram um modelo em 3D para

subestações

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Lin

s

Acima, alguns exemplos de modelagens do software de realidade virtual

participou da execução das atividades, que tiveram duração de três anos. o trabalho en-volveu a pesquisa e análise de software e pla-taformas para a escolha de programa mais adequado para a implantação do projeto; pes-


quisa de métodos de cálculo de iluminância – aplicando a tecnologia de realidade virtual – e pesquisa de métodos de cálculo de cam-po elétrico, comparando os resultados com o realizado em uma subestação de FURNAS. • •


sOlUçãO PARA REDUzIRCUsTOs E TEMPO

Reduzir custos e tempo no desenvolvimento de projetos. Segundo a gerente Cla-rice Setuco Suetsugu, estes são os principais ganhos que o uso da tecnologia de realidade virtual pode trazer para a área de subestações.

p&d • que tipo de ganho a criação deste tipo de ferramenta pode gerar?

CSS • estima-se uma redução de 5% a 10% tanto no valor quanto no tempo do pro-jeto executivo, dependendo da complexidade dele, além de otimizar o aproveitamento da área de construção da subestação.

p&d • no caso de FURnAS, que exemplos práticos podemos citar dos benefícios trazidos pela aplicação deste tipo de sistema?

CSS • A tecnologia adotada, por meio do mapeamento a laser terrestre e posterior mo-delagem em CAd 3d, que se revelava promissora com base na sua adoção na modelagem de obras de engenharia civil, revelou-se inadequada para o caso da modelagem de sub-estações, devido à quantidade imensa de elementos geométricos necessários para repre-sentar as estruturas presentes. essa experiência foi crucial na decisão de estudar outras tecnologias que possam, de forma mais prática, elaborar o modelo das nossas subesta-ções. A necessidade de aferição da iluminação de todas as subestações de FURNAS es-barrou no fato de não termos ainda a modelagem das subestações para utilizar o apli-cativo. Um projeto de P&d do ciclo 2006/2007 tem, entre outros objetivos, o estudo de uma nova tecnologia promissora para fazer essa modelagem. Com as subestações mode-ladas, os aplicativos desenvolvidos neste projeto terão grande utilidade nas áreas de projeto, transporte e manutenção.

p&d • Como a tecnologia �d ajuda a melhorar procedimentos e análises dos projetos?

CSS • A tecnologia 3d nos dá uma visão mais real dos elementos quanto aos tipos, di-mensões e localização espacial, além de permitir simulações, análise de interferências e colisões. A utilização desta tecnologia de forma interativa e simultânea por diversas equipes de projeto permite a análise de interferências e resolução dos problemas antes do processo de construção. isto melhora não só os procedimentos, mas muda todo o processo de projeto e comunicação entre as equipes.

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A g E n D A

5ª CoNFeRêNCiA bRASiLeiRA de eStAbiLidAde de eNCoStAS

São Paulo • SP

ii FóRUM LAtiNo AMeRiCANo de SMARt gRid 2009

São Paulo • SP

X iNteRNAtioNAL SyMPoSiUM oN LigHtNiNg PRoteCtioN

(SiPdA)

Curitiba • PR

FeiRA iNteRNACioNAL de teCNoLogiA PARA o Meio

AMbieNte (FieMA)

Bento Gonçalves • RS

2º CoNgReSSo iNteRNACioNAL de teCNoLogiA PARA o Meio

AMbieNte

Bento Gonçalves • RS

Fiiee MiNAS geRAiS (eXPoMiNAS)

Belo Horizonte • MG

8 a 10 de novembro

de 2009

9 e 10 de novembro

de 2009

9 a 13 de novembro

de 2009

27 a 30 de abril de 2010

28 a 30 de abril de 2010

10 a 13 de agosto de 2010

1. o Sebrae/SP, em parceria com a Associação Nacional de Pesquisa e desenvolvimento das empresas inovadoras (Anpei), promoverá até o final do ano 100 workshops sobre inovação. o tema será Como a pequena empresa pode lucrar com a inovação?. A iniciativa começou em agosto. Site: www.sebraesp.com.br

�. A Universidade Presbiteriana Mackenzie (SP) lançou edital de seleção de sua incubadora de empresas para estimular a criação de novos negócios inovadores. entre os macrossetores preferenciais estão meio ambiente e energias renováveis. Site: www.mackenzie.br/nit.html

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OlHO!


XX SeMiNáRio NACioNAL de PRodUção e tRANSMiSSão de eNeRgiA eLétRiCA (SNPtee)

Recife • PE

CoNgReSSo iNteRNACioNAL eM deFeSA do Meio

AMbieNte, SeMiNáRio iNteRNACioNAL de biodieSeL

e eNeRgiA ReNováveL e FeiRA iNteRNACioNAL

do eCo CeRRAdo

Goiás • Goiânia

FeiRA de iNovAção teCNoLógiCA, eNeRgiA e Meio

AMbieNte (SoLUteC)

Rio de Janeiro • RJ

22 a 25 de novembro

de 2009

9 a 12 de março de 2010

24 de março de 2010

Prospecção de projetos via InternetAssim como outras empresas do Sistema eletrobrás, FURNAS começou, em setembro, a usar a internet para fazer a prospecção pública de propostas para projetos de pesquisa e desenvolvimento para o programa de 2009. A iniciativa segue recomendação da audito- ria interna e vai permitir, além de mais transparência para o processo, uma melhor troca de experiência envolvendo os colaboradores de FURNAS e os profissionais de várias insti-tuições de pesquisa, possibilitando o enriquecimento do projeto resultante.

Para este novo ciclo, FURNAS colocou para a análise dos potenciais parceiros tecnoló-gicos 37 demandas de projetos. A maior parte delas se destina à área de meio ambiente, enquanto o tema eficiência energética terá seis projetos e gestão de bacias de reservató-rios terá cinco. Por ano, a empresa investe, em média, entre R$ 20 milhões e R$ 25 mi-lhões em P&d.

Com o uso da tecnologia, incluindo a prospecção interna pela intranet e a gerência dos projetos de P&d pelo sistema de eRP, a Assessoria de Suporte à Pesquisa e desenvolvi-mento (APd.e) e o Comitê de P&d poderão acessar as etapas dos projetos. o objetivo é melhorar a gestão de cada pesquisa e da carteira de projetos como um todo, alinhan-do a atividade às diretrizes estratégicas de FURNAS.

A prospecção pública permitirá à equipe técnica da empresa obter informações sobre a experiência das instituições. Com isso, a expectativa é que haja uma melhora sensível na qualidade dos projetos.

NãO PERCA!

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