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Mediante un estudio previo de la norma vigente de construcción de redes de gas natural domiciliario en Colombia, se identifican los riesgos frecuentes en el proceso de planeación de la construcción, de acuerdo a esto se establece mediante una matriz de riesgos la jerarquía de las actividades que generan más fallas a la hora de planificar, mediante la herramienta AMEF se procede a diseñar una ficha de control en la planeación de la construcción de redes de gas natural domiciliario en el municipio de Cúcuta, Norte de Santander, con el fin de socializar con la empresa distribuidora directamente interesada. By means of a previous study of the current standard for the construction of natural gas home networks in Colombia, the frequent risks in the construction planning process are identified, according to this, the hierarchy of the activities that generate more failures at the time of planning is established by means of a risk matrix. Using the AMEF tool, we proceed to design a control sheet in the planning of the construction of natural gas home networks in the municipality of Cucuta, Norte de Santander, in order to socialize with the distribution company directly interested in the project. Especialista en Interventoría de la Construccion http://www.ustabuca.edu.co/ustabmanga/presentacion Especialización

Es preveu que a causa de l'augment de restriccions d'emissions, en un futur no molt pròxim, es prohibirà la circulació de vehicles propulsats per combustibles com gasoil i gasolina. Com a solució d'aquesta legislació, s'ha anat perfeccionant el funcionament dels motors i buscat altres alternatives. Una de les millors alternatives, és la modificació de motors Dièsel per ús de gas liquat del petroli. En aquest treball es realitza una comparació entre el motor Dièsel i Dual-Fuel. Explicant el funcionament dels motors i l'estudi d'emissions contaminants provocades en un vehicle pesant. Se prevé que a causa del aumento de restricciones de emisiones, en un futuro no muy próximo, se prohibirá la circulación de vehículos propulsados por combustibles como gasóleo y gasolina. Como solución de esta legislación, se ha ido perfeccionando el funcionamiento de los motores y buscado otras alternativas. Una de las mejores alternativas, es la modificación de motores Diésel por uso de gas licuado del petróleo. En este trabajo se realiza una comparación entre el motor Diésel y Dual-Fuel. Explicando el funcionamiento de los motores y el estudio de emisiones contaminantes provocadas en un vehículo pesado. It is envisaged that due to increased emission restrictions, in the not very near future, the movement of vehicles fuelled by fuels such as diesel and petrol will be banned. As a solution to this legislation, the operation of engines has been improved and other alternatives sought. One of the best alternatives is modification of Diesel engines for the use of liquefied oil gas. In this work, a comparison is made between the Diesel and Dual-Fuel engines. Explaining the operation of engines and the study of polluting emissions caused in a heavy vehicle.

O presente relatório descreve o projeto desenvolvido no âmbito da unidade curricular Projeto integrado no curso de Mestrado de Engenharia Mecânica - Produção Industrial (MEM - PI). O gás natural (GN) pode ser usado para diversas finalidades, como combustível veicular, na habitação, na indústria, em centrais termoelétricas, entre outros. Este projeto foca-se na utilização do gás natural comprimido (GNC) para abastecimento de viaturas, sendo que os postos de abastecimento podem apresentar várias formas de instalação e tecnologias, de acordo com diversos fatores. Sendo um combustível com menor impacto ambiental e mais económico relativamente aos combustíveis tradicionais, surgiu a oportunidade de criação de um posto de abastecimento de GN numa frota privada de veículos. O objetivo principal deste projeto consiste na redução de custos de combustível na empresa, através da implementação de um posto de abastecimento de GNC a partir de gás natural liquefeito (GNL). Outro objetivo importante associado ao desenvolvimento deste projeto é a contribuição para a descarbonização, devido ao facto de o GNC ser um combustível mais limpo que o diesel. Para tal, a metodologia incluiu a definição e implementação de módulos de descarga, armazenamento e abastecimento e o desenvolvimento do sistema de controlo e sua instrumentação. O GN chega ao posto de abastecimento na sua forma liquefeita, sendo armazenado e posteriormente processado. Assim que haja uma solicitação de abastecimento de GNC, este flui desde o posto de abastecimento até ao reservatório do veículo. O posto implementado não apresenta uma configuração típica, pela presença de um vaporizador adicional, justificando diferenças no processo de funcionamento do posto, nomeadamente na etapa de compressão. Dessa forma, os custos de compressão são superiores aos de um posto tradicional. Contudo, a substituição de parte da frota de diesel por GNC proporciona uma redução nos custos do combustível utilizado. Além disso, a utilização de GN como combustível apresenta ainda outras vantagens associadas às características inerentes ao próprio combustível.

Dissertação de Mestrado Integrado em Engenharia Química apresentada à Faculdade de Ciências e Tecnologia This thesis proposes the modeling and optimization of a hydrogen production and distribution network to industrial consumers in Portugal, aiming the optimization of the locations of each producer node, the technologies to be used in each stage of the network and the hydrogen flows exchange between producer and consumer nodes.As a methodology, economic data was collected and the most viable technologies for use were defined. In the modelling, a Mixed-Integer Linear Problem (MILP) was formulated to minimize the average final cost of hydrogen. In this model, scale economy evolutions are considered.The optimal structure for each scenario stipulated in the National Strategy for Hydrogen was analyzed, aligning the optimization of the network with the energy transition forecasted for Portugal. Economic comparisons were made between the average final cost of hydrogen with the natural gas price, as well as price and cost forecasts with increasing carbon tax. In addition, a sensitivity analysis of some input data was carried out, namely electricity price, water price and storage costs.Finally, it was concluded that, for the production of hydrogen as a raw material, Steam Methane Reforming (SMR) continues to be the favorite technology for the next, even with the increase in the price of natural gas and the carbon tax. As for “green hydrogen”, the reduction in investment and operating costs of PEM electrolysis will, in the near future, make this technology the most viable compared to alkaline electrolysis. Ammonia and dibenzyltoluene (DBT) will only be options for the transport of hydrogen over long distances and with an evolution of the economy of scale in the investment costs of the necessary infrastructure. Transport by pipeline with a hydrogen and natural gas mixture is the preferred method for distribution in Portugal due to the existing network and the amount transported being higher than the other means. Subsidizing “green hydrogen” production and distribution projects is the most instant way to make it competitive with natural gas, requiring a support of 83% and 95% for investment and operating costs, respectively. Nesta dissertação propõem-se a modelação e otimização de uma rede de produção e distribuição de hidrogénio a consumidores industriais em Portugal com os objetivos de definir as localizações ótimas de cada nodo produtor, as tecnologias a utilizar em cada etapa da rede e os fluxos de hidrogénio a trocar entre nodos produtores e consumidores. Como metodologia, recolheu-se dados económicos e definiu-se as tecnologias mais viáveis de utilização. Quanto à modelação, esta é realizada tratando um Mixed-Integer Linear Problem (MILP) em que se minimiza o custo médio final do hidrogénio. Neste modelo considerou-se evoluções de economia de escala.Analisou-se a estrutura ótima para cada um dos cenários estipulados na Estratégia Nacional para o Hidrogénio, alinhando a otimização da rede com a transição energética prevista para Portugal. Foram feitas comparações económicas entre o custo médio final do hidrogénio e o preço do gás natural, bem como previsões de preços e custos com o aumento da taxa de carbono. Além disso, realizou-se uma análise de sensibilidade de alguns dados de entrada, nomeadamente o preço da eletricidade, o preço da água e os custos de armazenamento.Por fim, concluiu-se que, para produção de hidrogénio como matéria-prima, o Steam Methane Reforming (SMR) continua a ser a tecnologia preferencial para os próximos, mesmo com o aumento do preço do gás natural e da taxa de carbono. Quanto ao “hidrogénio verde”, a diminuição dos custos de investimento e de operação da eletrólise PEM tornará, num futuro próximo, esta tecnologia a mais viável face à eletrólise alcalina. O amoníaco e o dibenziltolueno (DBT) apenas serão opções para o transporte de hidrogénio em longas distâncias e com uma evolução da economia de escala dos custos de investimento das infraestruturas necessárias. O transporte por gasoduto com mistura de hidrogénio com gás natural é o método preferencial para a distribuição em Portugal devido à rede já existente e às quantidades transportadas serem mais elevadas do que os restantes meios. A subsidiação de projetos de produção e distribuição de “hidrogénio verde” é a forma mais imediata de o tornar competitivo face ao gás natural, sendo necessário um apoio de 83% e 95% para os custos de investimento e operação, respetivamente.

[ES] El TFG consistirá en el estudio del uso de distintas mezclas de gas natural e hidrógeno como combustible en un motor monocilíndrico de encendido provocado. El estudio consistirá en la realización de ensayos en distintos puntos de funcionamiento, utilizando gasolina (ensayos de referencia para comparación), gas natural y mezclas de gas natural e hidrógeno en distintos porcentajes El alumno participará en la realización de los ensayos y en el análisis de los resultados obtenidos en términos de prestaciones y emisiones contaminantes., [EN] The TFG will consist of the study of the use of different mixtures of natural gas and hydrogen as fuel in a spark ignition single cylinder engine. The study will consist of carrying out tests at different operating points, using gasoline (reference tests for comparison), natural gas and mixtures of natural gas and hydrogen in different percentages. The student will participate in carrying out the tests and in the analysis of the results obtained in terms of performance and polluting emissions.

321 p. El uso de combustibles fósiles para satisfacer la creciente demanda de energía da como resultado la emisión de una gran cantidad de CO2 a la atmósfera. Una alternativa para superar este problema medioambiental es la valorización del CO2 mediante su hidrogenación a CH4. Para ello, es necesario la captura y concentración previa del CO2, siendo un proceso muy costoso. Recientemente, con el fin de eliminar la costosa etapa de concentración, se ha planteado la adsorción de CO2 e hidrogenación catalítica a CH4 combinada utilizando un material con función dual (DFM). Los materiales duales, contienen un producto alcalino o alcalinotérreo que actúa como adsorbente y un metal que asiste la reacción de metanación. Los DFMs permiten la captura de CO2 y su conversión directa a metano, sin la necesidad de procesos térmicos intermedios intensivos en consumo energético.En la presente Tesis Doctoral, se han desarrollado y optimizado distintos DFMs para la adsorción de CO2 e hidrogenación a CH4. Se ha propuesto un esquema de reacción completo que describe el proceso cíclico basado en la evolución temporal de reactivos y productos. Además, se ha propuesto un modelo cinético dinámico que predice satisfactoriamente la operación sobre el DFM 4% Ru 10% Na2CO3/Al2O3 en un amplio intervalo de temperatura y concentraciones de CO2 e H2. A partir del modelo, se han simulado diferentes escenarios de operación y se ha propuesto una estrategia óptima de operación.

[ES] El objetivo del presente trabajo es el diseño de una instalación de red de distribución de gas natural en media presión A (MPA) de 600 m de longitud en el barrio de En Corts y Na Rovella de la localidad de Valencia. Se trata de un proyecto de mejora y renovación del trazado de la red de gas natural existente, por lo que el alcance del proyecto comprenderá los documentos clásicos del proyecto: Memoria (y Anejo de Cálculos), Pliego de Condiciones, Presupuesto y Planos, así como documentos complementarios para la autorización administrativa de las obras como son el Estudio Básico de Seguridad y Salud, el Estudio de Gestión de Residuos de Demolición, la Planificación de las Obras y el Estudio de Interferencias con las instalaciones existentes y con el normal funcionamiento de las actividades cotidianas en las zonas objeto del proyecto (viandantes, tráfico, etc.)., [EN] The objective of this work is the design of a 600 m long medium pressure A (MPA) natural gas distribution network installation in the En Corts and Na Rovella neighborhood of the town of Valencia. It is a project to improve and renew the layout of the existing natural gas network, so the scope of the project will include the classic project documents: Memory (and Schedule of Calculations), Specifications, Budget and Plans, as well as complementary documents for the administrative authorization of the works such as the Basic Health and Safety Study, the Demolition Waste Management Study, the Works Planning and the Study of Interferences with the existing facilities and with the normal operation of the daily activities in the areas that are the object of the project (pedestrians, traffic, etc.).

[ES] Una posible solución para la reducción de la contaminación y de los gases de efecto invernadero emitidos a la atmósfera podría ser la generación de electricidad empleando una turbina de gas usando como combustible hidrógeno en lugar de gas natural. Además, el hidrógeno se puede producir a partir de la electrólisis del agua mediante la electricidad producida por la energía eólica o solar. En cualquier caso, es de interés el comportamiento de las turbinas de gas que utilizan hidrógeno como combustible. Este trabajo abordará los siguientes temas: ¿Cuáles son las principales diferencias del gas natural (metano) y el hidrógeno como combustibles para la combustión de turbinas de gas? ¿Se puede utilizar hidrógeno como combustible en las turbinas de gas de servicio pesado existentes? ¿Qué modificaciones en los componentes de la turbina de gas son necesarias? ¿Cuáles son las diferencias en la eficiencia térmica y las emisiones de gases de escape (principalmente NOx) entre el gas natural y el hidrógeno? Estas preguntas deben responderse realizando una búsqueda bibliográfica sobre el tema, así como cálculos básicos del ciclo de la turbina de gas., [EN] A possible short-term measure to reduce greenhouse gas emissions in electricity generation is to run heavy-duty gas turbines with hydrogen fuel instead of natural gas. Furthermore, hydrogen can be produced from electrolysis of water by electricity produced by wind or solar energy. In any case, the behaviour of gas turbines using hydrogen as fuel is of interest. This bachelor thesis should address the following topics: What are the principle differences of natural gas (methane) and hydrogen as fuels for gas turbine combustion? Can hydrogen be used as fuel in existing heavy-duty gas turbines? Which modifications on the gas turbine components are necessary? What are the differences in thermal efficiency and exhaust gas emissions (mainly NOx) between natural gas and hydrogen? These questions should be answered by performing a literature search on the topic as well as basic gas turbine cycle calculations.

Orientador: Moacyr Trindade de Oliveira Andrade Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica Resumo: A presente Dissertação de Mestrado analisa a importância da interligação energética e seu papel na integração do Cone Sul. fuicialmente apresenta uma evolução histórica do uso da energia e as dificuldades que as sociedades encontram para definir a melhor alternativa energética. Com os choques do petróleo em 1973 e 1979, emergiram no mundo o que se convencionou chamar de grandes rupturas, entre elas a industrial, a financeira e a energética. Essas rupturas provocaram grandes transformações no mundo com a introdução de novos paradigmas, sobretudo aqueles vinculados às exigências das sociedades para se utilizarem de fontes energéticas menos poluidoras. Além disso, verifica-se o esforço do mundo em alterar a sua matriz energética para um modelo mais leve e mais "palatável", em termos ecológicos. Ao mesmo tempo, analisa-se o mundo globalizado dos últimos tempos, com seus efeitos controversos para as sociedades, culminando em pelo menos um denominador comum, qual seja, fazer emergir diversos blocos econômicos internacionais, como forma de autoproteção da própria globalização. No Cone Sul, destaca-se a criação do Mercosul, em 1991, cujo crescimento e consolidação acontecem numa velocidade muito acima da expectativa inicial, mostrando que o melhor caminho é a integração. A energia exerceu um papel preponderante nessa integração, com destaque para o gás natural que apresenta características e especificidades vantajosas, dentro das atuais exigências das sociedades de se direcionar para fontes energéticas mais limpas, mais leves e economicamente mais viáveis. Com tais condições vantajosas do gás natural, começa-se a desenhar uma rede de gasodutos no Cone Sul, formando um anel com diversos elos que caracterizam a interligação e consolida a integração Abstract: The present Master Dissertation analyses the importance of the energy interconnection and it is role in the integration of South America. It is initially presented a historical evolution of the energy use, and the difficulties found by the society in defining the best energy altematives. In 1973 and 1979 with the oil price shock, it emerged in the world what was conventionally called the great ruptures, involving the industrial, financial and energy-system ruptures. Great changes followed those ruptures with the adoption of new paradigms, especially those constrained to the society demands in order to make use of less polluting energy resources, and then change the world energy mix into a environmentfriendly model. At the same time, it is made an analysis of the present globalized world, its contrasting effects upon the society, reaching at least a commonplace, the emergence of several intemational economic blocks, as a form of protection to the globalization process itself. In Southem Cone it must be pointed out the creation of Mercosur in 1991, which growing and consolidation are happening at a speed much higher than expected, showing that the integration of markets is the best way. The energy sector played a decisive role in this integration process, with prominence for the natural gas that presents advantageous features demanded by the society which requires c1eaner, lighter and economically more viable energy sources. Considering those advantages of natural gas, it has been set up a network of pipelines in the Southem Cone, forming a ring composed by several links that characterize interconnection and consolidate integration Mestrado Planejamento de Sistemas Energéticos Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador : Sinclair Mallet-Guy Guerra Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica Resumo: A introdução de uma fonte energética no balanço nacional é atraente, principalmente se esta obedecer às premissas político-econômicas do país na qual está sendo inseri da. Nesse contexto, o gás natural detentor de características viáveis para seu uso como combustível industrial, comerciallresidencial e automotivo, somado à baixa emissão de compostos poluentes, apresenta vantagens econômicas e ambientais que o tomam competitivo. No início dos anos noventa, o Governo Federal estabeleceu a meta de aumentar a participação do GN no balanço energético de aproximadamente 3,0% em 1999 - para 12,0% em 2010. Intensificaram-se os esforços para garantir a oferta; tomou-se realidade o gasoduto Bolívia-Brasil, o qual fornecerá até 30 milhões de m3/dia de gás natural a serem distribuídos em cinco estados brasileiros, responsáveis por 82% da produção industrial e 71% do uso energético nacional. O segmento de revestimento cerâmico poderá agregar fatores de competitividade - tecnológicos, setoriais e sistêmicos - com a utilização do gás natural. O Estado juntamente com os órgãos reguladores - responsáveis por formular o conjunto de regras que determinam a exploração e a formação do preço deste recurso natural - devem ter como prioridade a garantia de oferta e preço justo, para o beneficio da sociedade e do país Abstract: The introduction of an energetic resource in the energy balance is attractive, mainly if this resource obeys the country's political-economical premises. In this context, natural gas has characteristics which allow its use as industrial fuel, commercial and residential use and as automotive fueI. Natural gas presents low emissions of sulphur and carbon, and economic and environmental advantages which make it competitive. In the beginning of the nineties, the Brazilian Govemment established a goal to increase the natural gas share in the energetic balance, ITom 3% in 1999 to 12% in 2010. Efforts were intensified to guarantee its supply; the Bolivia-Brasil Gas Pipe became a reality and will supply up to 30 million m3/day ofnatural gas to be distributed in five Brazilian states, responsible for 82% of the industrial production and 71 % of the country's energetic use. The ceramic tiles industry can aggregate competitive issues to its production - tecnology; quality; price - by using natural gas. Therefore Govemment and Regulatory Agencies - responsible for formulating the set of roles to determine the exploration and commercialization of this natural resource - need to stablish priorities such as supply guarantee and a right price, aiming the social and country' s benefit Mestrado Mestre em Planejamento de Sistemas Energéticos

Orientador: Celso Kazuyuki Morooka Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica e Instituto de Geociências Resumo: Frente ao recente interesse em embarcações flutuantes de liquefação de gás natural (FLNG) para exploração de reservas de gás natural offshore, o presente trabalho busca estudar tendências no comportamento dinâmico de um captador de água do mar na presença do fenômeno de vibração induzida por vórtices (VIV), levando em conta os carregamentos ambientais de correnteza e onda. O estudo é realizado através da elaboração de um código computacional desenvolvido no domínio do tempo, baseado no método de elementos finitos. A integração no tempo é resolvida através do método de Newmark, enquanto o problema de não linearidade é tratado com a aplicação do método de Newton-Raphson. O fenômeno de VIV é abordado através de um modelo semi-empírico, no qual os valores dos coeficientes hidrodinâmicos são obtidos através de dados experimentais. Inicialmente, a verificação do código é realizada pela comparação entre dados experimentais, resultados presentes na literatura e a resposta encontrada no presente trabalho. Após a verificação, simulações são realizadas para o estudo de tendência do comportamento do captador quanto a amplitude de vibração, frequência e modo de vibração da resposta dominante no fenômeno de VIV para diferentes comprimentos e diâmetros, e também variando a velocidade de correnteza e período de onda. Os resultados das simulações mostraram a influência do comprimento do riser na variação da frequência natural e no modo de vibração excitado, e também na intensificação da resposta quanto a amplitude de vibração. Por outro lado, a variação de seu diâmetro apresentou tendências com relação à deformação axial Abstract: Since recent interest in floating liquefied natural gas vessels (FLNG) for exploration of offshore natural gas reserves, the present work intent to study trends of the dynamic behavior of a seawater intake riser in presence of vortex induced vibration (VIV) phenomena, taking into account environmental loads of current and wave. The study is done through the implementation of a computational code developed in time domain, based on finite element method. The time integration is solved through Newmark method, while the non-linearity problem is treated applying Newton-Raphson method. The VIV phenomenon is approached through a semi-empirical model, in which the hydrodynamic coefficient values are obtained through experimental data. Initially, the code verification is carried out by the comparison among the data from an experiment, results from the research group and the responses obtained from the present work. After the verification, simulations are performed for the trend analysis of the seawater intake riser behavior regarding the vibration amplitude, frequency and dominant response of the mode of vibration in the VIV phenomena for different lengths and diameters, and also varying the current velocity and wave period. The simulation results showed the riser length influence on the natural frequency and the variation of the excited vibration mode, and also from the intensification of the vibration amplitude response. On the other hand, its diameter variation presented trends related to the axial strain Mestrado Explotação Mestra em Ciências e Engenharia de Petróleo CAPES 33003017

Orientador: Carlos Alberto Mariotoni Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica Resumo: Não informado Abstract: Not informed. Mestrado Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador: Paulo de Barros Correia Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica Resumo: O Gás Natural (GN) vem sendo explorado no Brasil há quase um século. Entretanto, foi apenas com a descoberta da bacia de Campos e, anos depois, do Pré-Sal que o país passou a ter uma reserva significativa do gás. Dentre os usos do GN, a geração de energia elétrica é um dos mais importantes, e é neste uso que é dada atenção nesta dissertação. Apesar da matriz elétrica brasileira ser predominantemente hidráulica, a crise hídrica que tem assolado o país nos últimos anos e o constante aumento da demanda de energia elétrica no país torna a diversificação da nossa matriz extremamente necessária. A termelétrica a GN se enquadra nesta problemática como uma fonte que pode atuar na geração de base, trazendo segurança no suprimento de energia elétrica, além de estimular o mercado interno de GN no país. Contudo, embora o GN tenha sido a fonte mais utilizada na geração termelétrica em 2016, as incertezas em relação ao abastecimento desta matéria prima acabam barrando o potencial de expansão deste setor. Dentro deste contexto, este trabalho faz uma revisão dos leilões de energia atuais, analisa os custos de três modelos de termelétrica a GN e estuda um novo formato de leilão, que concilia a contratação de energia elétrica e de GN. O leilão estudado diminui as incertezas na comercialização deste tipo de energia e torna possível uma redução no preço de venda de energia elétrica desta fonte. O formato de leilão estudado propõe a comercialização de energia termelétrica a GN na modalidade quantidade e cria competitividade no preço de compra de gás natural Abstract: For nearly one century Brazil explores Natural Gas (NG). However, only after the Campos basin and, years later, Pre-Salt discovery, the country finally has a significant natural gas reserve. Electrical energy generation is among one of the most important natural gas uses, and it is the focus of this dissertation. Hydroelectric plants produce most of Brazil's electricity, but water scarcity in the last few years and the constant increase of energy demand in the country makes it necessary to diversify its energy sources. Natural gas- red thermoelectric plant not only can run continuously as a base load power plant, ensuring energy reliability, but would also increase the natural gas demand in Brazil, which is still in its infancy. Even though natural gas was the most used thermoelectric fuel in 2016, there are still some uncertainties on its supply, which ends up blocking its growth potential. In this context, this work reviews current energy auctions, analyses the costs of a natural gas-fired thermoelectric plant, and studies a new energy auction format that conciliates electricity and natural gas contracting. The energy auction studied reduces uncertainties in the commercialization of this energy source and makes it possible to reduce its price. The energy auction studied in this work proposes other modality of selling electricity from this energy source and creates competition in natural gas price Mestrado Planejamento de Sistemas Energéticos Mestra em Planejamento de Sistemas Energéticos CNPQ 131172/2017-4 CAPES 33003017

Orientador: Paulo de Barros Correia Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica Resumo: Nos últimos anos o gás natural vem obtendo acréscimos significativos no volume de suas reservas. O desenvolvimento de novas tecnologias e as políticas ambientais tem colaborado para que este energético adquira importância significativa na matriz energética mundial. Este fato também é observado no cenário latino americano. Quando da sua utilização depara-se com um problema freqüente: via de regra os pontos produtores de gás encontram-se distantes dos centros consumidores. Pode-se então optar. por formas diferenciadas de transporte em função da região geográfica a ser transposta, na maioria das vezes verifica-se que seu transporte é feito via gasodutos. Neste trabalho apresenta-se uma abordagem para o problema de dimensionamento de gasoduto, utilizando programação dinâmica. Faz-se uma discussão dos diversos parâmetros envolvidos bem como durante a evolução do trabalho apresentam-se abordagens diferenciadas relacionadas com o dimensionamento do gasoduto, mas que preservam resultados satisfatórios com relação aos resultados obtidos. o método apresentado chega a resultado satisfatório quando aplicado aos problemas formulados para o estudo de caso utilizando programação dinâmica para dimensionamento de um gasoduto longo Abstract: The development of new technology and environmental polices are a factor of collaboration for the expansion of the natural gas reserves. Today the natural gás hás a expressive participation in the energy matrix of the world and in the Latin America also, where its consumption hás observed a expressive increase. Often the natural gás need to be transported on large distance by pipelines, from the production field to the consumption markets. This work studies the optimization problem of natural gás transportation in a long pipeline using a dynamic programming approach. The model is applied to a real transportation system: the pipeline Bolivia-Brazil. The computational results of the case study are discussed, confirming the potential application of this approach Mestrado Mestre em Planejamento de Sistemas Energéticos

Orientador: Luciano Galvão Coutinho Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Economia Resumo: A indústria de gás natural é um dos grandes vetores do atual desenvolvimento energético mundial. No Brasil, após passar por períodos de importância secundária, tem adquirido destaque nas estratégias empresariais e governamentais e ampliado sua participação na matriz energética nacional. Este trabalho busca elucidar o movimento de ascensão da Indústria de Gás Natural no Brasil, descrevendo sua formação e componentes estruturais de desenvolvimento histórico. Valendo-se de análises sobre as condições de oferta, transporte, distribuição e consumo, traça as principais características e tendências no mercado nacional desse combustível. A análise das políticas, regulação em gás natural e estratégias da Petrobrás, por sua vez, é responsável pelo entorno institucional e complementação do cenário, subsidiando perspectivas em torno do avanço do energético no país. A identificação de etapas de desenvolvimento históricas e das específicas inter-relações de suas dimensões, são ferramentas para sugestão de alguns caminhos a serem seguidos para a delimitação de uma nova etapa de desenvolvimento harmônico na indústria de gás natural no Brasil Abstract: The Natural Gas Industry (NGI) is one of the most important sectors in the recent growth of energy industry. In Brazil, after a long period playing a secondary role in national energy mix, natural gas (NG) became a important alternative in public and private strategies. The aim of this work is to understand the historical path of NGI in Brazil, describing its formation and its structural characteristics. To attain this objective, NG production, transport, distribution and consumption analysis are the best way to explain national market characteristics and its main tendencies. The analisys of politics, regulation, and Petrobras strategies, the most important player in brazilian NGI, is the best way to understand institutional environment and its contribution to medium and long run growth. The historical relationship of this diferent dimensions and its transformations during the last forty years can describe stages ind brazilian NGI and indicates some ways to attain harmonic delevolpment in the next decades Mestrado Teoria Econômica Mestre em Ciências Econômicas

Orientador: Sinclair Mallet-Guy Guerra Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica Resumo: O principal objetivo deste trabalho é a avaliação das perspectivas de uso do gás natural (GN) como combustível alternativo para o mercado nacional, e, dentro das possibilidades, sintetizar as principais estimativas de seu crescimento utilizando a matriz de insumo-produto. O gás natural desempenha papel interessante em diversas matrizes energéticas mundiais e pode-se dizer que o mesmo ocorre no Brasil, onde os problemas relacionados ao racionamento de energia elétrica, levaram à opção pelo produto que, entre outras características, apresenta custo viável e baixos índices de poluição atmosférica, principalmente emissão de monóxido de carbono (CO), um dos elementos de destaque na discussão de questões ambientais Abstract: The main objective of this work is the assessment of the perspectives of the natural gas (NG) as an alternative fuel to the national market, and according to the possibilities synthesize the estimates of his growth. Nowadays the natural gas is an important piece in several energetic matrices around the world and is possible to say that the same happens in Brazil, where the problems related to the electricity supply suggests the option for the product that presents viable cost and low indexes of atmospheric pollution, mainly carbon monoxide emission (CO), one of the prominence elements in the discussion of environmental subjects Mestrado Mestre em Planejamento de Sistemas Energéticos

Orientador: Andre Tosi Furtado Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Geociencias Resumo: Esta pesquisa propõe investigar as duas principais agendas de política industrial e tecnológica colocadas atualmente aos paises periféricos, quais sejam, a agenda do Banco Mundial (BIRD) e a agenda neo-schumpeteriana, enfocando as recomendações dos dois modelos de desenvolvimento no que diz respeito às políticas industrial e tecnológica. A política de compras governamentais é o mote desta dissertação. A partir da construção de uma tipologia acerca de compras governamentais, na qual - dentre outras - aparece a posição das correntes neoliberal e neoschumpeteriana a respeito dessa modalidade de política, pretende-se revelar de que modo o setor público de um pais pode utilizar seu poder de compras. À luz dos elementos levantados pela literatura, faz-se uma análise crítica da experiência da Petrobras, enfocando as compras que a operadora nacional realiza para seus empreendimentos offshore. O PROMINP, um programa lançado pelo Governo Federal, cujo objetivo é fomentar a participação dos fornecedores locais nos projetos de investimentos da Petrobras, é o estudo de caso apresentado nesta dissertação. Os resultados do trabalho indicam que a política de compras da Petrobras, não se baliza pelo modelo neo-schumpeteriano de política de compras governamentais, uma vez que há escassos indícios da existência de elementos dentro de tal política que articulem as políticas industrial e tecnológica Abstract: This research proposes to investigate the both agendas of industrial and technology policy put nowadays to peripherical countries, such as, the World Bank agenda and the new-schumpeterian agenda, focusing the vision of both development agendas about industrial and technology policy. The government procurement is the focal point of this dissertation. From the construction of a typology about government procurement, that encompass, besides others, the positions of neoliberal and new-schumpeterian streams about this modality of policy, the objective is to revea1 how public sector can use its purchase power. In the light of the elements showed by the literature, the intention is to make a critical analysis of Petrobras experience, focusing the acquisitions of this public enterprise for its offshore enterprises. The PROMINP, a program created by Federal Government with the intention of stimulating the participation of local suppliers in the investment projects of Petrobras is the case study of this dissertation. The results of this work indicates that the Petrobras procurement policy, its not marked by the newschumpeterian model of government procurement policy, because there are insufficient elements inside this policy that articulate industrial and technology policies Mestrado Política Científica e Tecnologica Mestre em Política Científica e Tecnológica

Orientador: Paulo de Barros Correia Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica Resumo: Não informado Abstract: This work studies the long term expansion system. The system has two suplier networks: the and the natural gas network. The coordinated expansion has been possible because both networks are coupled through the natural gas thermal plants. The simple-cycle and combined-cicle plants are included in the evaluation scenery from 2010 year, besides the hydroelectric projects. The expansion must to meet the local demands of electricity and natural gas and the commitment of natural gas exportation. The Bolivian Energy System is represented as an optimal expansion model when the objective function is to minimize the operation and investment costs of the projects. The generalized network algorithm an especialization of linear programming, is use as a tool for the solution of the energy model. The branch-and-bound technique helps to find the best alternatives for the expansion. The use of natural gas for output electricity in the next twenty years, in this expansion plan, cost and the dispossibility of big reserves, if it of Bolivian Energy electrical network will trend to rise because its low is considered the local consume Mestrado Mestre em Planejamento de Sistemas Energéticos

Orientador: Carlos Alberto Gasparetto Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica Resumo: Este trabalho tem por objetivo desenvolver um algoritmo computaciona! para prever condições de formação de hidratos. O desenvolvimento baseia-se no modelo proposto por van der Waals e Platteeuw. [30]. Esse modelo leva em conta as interações entre as moléculas de água que formam o retículo cristalino e as moléculas de gás. A descrição dessas interações utiliza o potencial esfericamente simétrico de Kihara, juntamente com as contribuições propostas por Parrish e Prausnitz [23], John et alii [10] e Jan Munck et alii [19]. As relações da termodinâmica clássica auxiliadas pela termodinâmica estatística permitem obter a fração de ocupação do retículo cristalino em função da pressão e temperatura do sistema. A partir dessa relação, são traçados os diagramas de fases que mostram a região de formação de hidratos. Foi considerada também, a adição de inibidores (metanol e etanol) e sua influência sobre a curva de equilíbrio P x T do sistema Abstract: In this work a computational algorithm was developed in order to reproduce conditions of hydrate formation, based on the model proposed by van der Waals and Platteeuw [30]. This model accounts for the interactions between water molecules, wich are forming the crystallattice and gas molecules. Description of such interactions utilizes the spherical symmetry of Kihara potential along with the contributions by Parrish and Prausnitz [23], John et alii [10], and Jan Munck et alii [19]. From relations of classical and statistical thermodynamics it is possible to obtain a relashionship between fraction of crystallattice ocupation of the gaseous mixture and the system's pressure and temperature. From this relationship a phase diagram was produced, showing the region of hydrate formation. The action of inhibitors (methanol and ethanol) and their influence on the P x T equilibrium diagrams was also cosidered. Mestrado Mestre em Engenharia de Petróleo

espanolEl presente estudio brinda una aproximacion juridica al concepto de pobreza energetica y sus principales caracteristicas para ser atendida adecuadamente desde el Derecho Publico Economico. El enfoque multidimensional de la pobreza energetica se aterriza en el ordenamiento peruano a partir de la experiencia normativa y de politicas publicas emprendidas por este pais en los sectores de electricidad y gas natural. El estudio advierte destacados avances en la reduccion de la brecha de pobreza energetica, pero tambien algunos retos que aun quedan por ser atendidos para la reduccion efectiva de la misma. EnglishThis study provides a legal approach to the concept of energy poverty and its main characteristics to be adequately addressed by the economic administrative law. The multidimensional approach to energy poverty is established in the Peruvian legal system based on the normative experience and public policies undertaken by this country in the electricity and natural gas sectors. The study notes notable progress in reducing the energy poverty gap, but also some challenges that still need to be addressed in order to effectively reduce it.

Resumen: El objetivo del artículo es analizar la trayectoria de la integración gasífera entre Argentina y Bolivia durante el período 1968–2019, identificando las categorías que permiten caracterizar distintas etapas a lo largo del vínculo. Las categorías seleccionadas son: el regionalismo prevaleciente, la dimensión predominante de política exterior, el tipo de vínculo entre ambos países, el grado de integración y el precio de compra-venta del gas natural. A partir de dichas categorías se delimitaron cinco etapas: geopolítica (1968–1982), cooperación democrática (1983–1988), divergencia de mercado (1989–1999), cooperación condicionada (2004–2015) y distanciamiento político (2016–2019). La estrategia de investigación se encuadra dentro de un estudio de caso con el fin de indagar las tensiones y conflictos que subyacen a los acuerdos interestatales en materia energética en el largo plazo. Las técnicas de recolección de datos y análisis se enmarcan en la investigación documental, a través de series estadísticas obtenidas de distintas fuentes, los convenios bilaterales firmados por las partes y la bibliografía específica. En las conclusiones se presenta una matriz conceptual que permite trazar una comparación de las etapas.

This paper presents a new challenge under study in Brazil: the offshore storage of natural gas and CO2 in salt (halite) caverns opened by solution mining in shallow and ultradeep water. The salt rock mechanics in Brazil started with the underground mining of sylvinite (NaCl.KCL) overlying tachyhydrite (CaCl2.MgCl2.12H2O) and research initiated in the 1970s (Costa 1984), to enable the mining of this ore. Applying a numerical simulation of drilling and excavation, the exploration and operation of mines were possible for more than 35 years. The same technology has also been used in the stability analysis of several salt caverns opened by solution mining of halite (NaCl). With the discovery of the giant pre-salt reservoirs in Brazil, underlying about 2000 m of stratified salt rocks, with the presence of tachyhydrite, all the knowledge acquired in the conventional and solution mining designs was ready to be used. More than 200 pre-salt wells have been designed and drilled successfully using the same methodology and computer codes. These approaches are proposed here as a solution to the presented challenge.

Desarrollar modelos matemáticos para los motores de generación de energía más confiables que permitan proponer un uso eficiente de los combustibles y aumentar la eficiencia de conversión energética, se ha convertido en uno de los principales objetivos de los trabajos de investigación en el área. Con el fin de estudiar el fenómeno liberación de calor en los cilindros de un motor a gas natural J612 Jenbacher de 2 MW a partir de variables medias disponibles enregistros operacionales, se ha propuesto un modelo semifísico a partir de balances de masa, energía, ecuaciones constitutivas y regresiones estadísticas. Los resultados muestran que a partir del modelo propuesto del calor rechazado con un coeficiente de determinación de 0.99, el permiten alcanzar un error relativo máximo de 2% en modo isla y del 4% operando en red para la estimación de la temperatura de los gases a las salidas de los cilindros. Así mismo, el modelo permite determinar la fracción de calor perdido en los cilindros en función de la energía aportada por el gas natural. Thedevelopment of mathematical models for the most reliable power generation engines to propose an efficient use of fuels and increase energy conversion efficiency has become one of the main objectives of research work in the area. In order to study the heatrelease phenomenon in the cylinders of a 2 MW J612 Jenbacher natural gas engine from mean variables available in operational records,a semiphysical model has been proposed from mass balances, energy, constitutive equations and statistical regressions. The results show that from the proposed model of heat rejected with a determination coefficient of 0.99, the allow to reach a maximum relative error of 2% in island mode and 4% operating in network for the estimation of the temperature of the gases at the exit of the cylinders. Likewise, the model allows to determine the fraction of heat lost in the cylinders according to the energy provided by the natural gas.

Resumen: Este trabajo presenta el estudio de la reducción de los contaminantes atmosféricos (MP10, MP2.5, CO, SO2 y NOx) por el uso del gas natural. Se analiza el impacto en el sector salud (reducción de enfermos por vías respiratorias), en el sector económico (reducción de costo de inasistencia laboral y costo por atención por salud), en Lima Metropolitana al 2040. Se realizó un estudio detallado del parque automotor considerando el ingreso del gas natural en la matriz energética desde el año 2004, de enfermos por contaminación atmosférica, gastos asociados a la salud de las personas, luego se realizaron cálculos de emisiones mediante los factores de emisión como herramienta principal en este estudio y se realizaron los pronósticos mediante los cálculos estadísticos al 2040. Se concluyó con una propuesta de inversión a la conversión del parque automotor hacia el gas natural consiguiendo favorablemente la reducción de enfermos por vías respiratorias, de costo por salud para el estado, y reducción de la contaminación atmosférica. Abstract: The progress of the study on the estimation and forecast of air pollution in Lima-Peru is presented and discussed. This work presents the study of the reduction of atmospheric pollutants (PM10, MP2.5, CO, SO2 and NOx), reduction of patients, cost reduction due to health, due to the use of natural gas in Metropolitan Lima by 2040. A detailed study of the vehicle fleet considering the entry of natural gas into the energy matrix since 2004, of patients due to atmospheric pollution, expenses associated with people's health, then emission calculations were carried out using the emission factors as the main tool in this study and forecasts were made by statistical calculations to 2040. It was concluded with an investment proposal to the conversion of the automotive fleet to natural gas getting favorably the reduction of patients, cost for health for the state, and reduction of air pollution.

A demanda por energia elétrica encontra-se em constante crescimento, visto que está diretamente ligada ao desenvolvimento e modernização da sociedade. Utiliza-se este tipo de energia para iluminação, como força para movimentar motores e máquinas e para o funcionamento de diversos itens elétricos e eletrônicos. Na matriz elétrica Brasileira, apesar da fonte hidrelétrica ser predominante (64,9%), cerca de 9,3% da matriz é composta por termelétricas a gás natural. Neste cenário, encontra-se a termelétrica localizada no município de Ibirité/MG, que utiliza como fonte de energia o gás natural e possui uma capacidade de geração de 226 MW. O presente trabalho analisa os impactos à saúde e a quantificação monetária destes por doenças respiratórias e cardiovasculares que podem ser ocasionadas pelas emissões de poluentes ao redor da usina termelétrica de Ibirité. Tendo em consideração os dados geográficos, meteorológicos e operação da usina para geração de energia elétrica. Para obter os resultados dos impactos gerados, utilizou-se o modelo SIMPACTS (Simplified Approach for Estimating Impacts of Electricity Generation) que considera uma área de 25 km2 ao redor da usina. Este modelo utiliza as características da usina termelétrica (altura da chaminé, velocidade e temperatura do vapor de saída etc.), a emissão de poluentes da usina (SO2, NOX e MP10) e a densidade populacional ao redor da usina, para calcular os custos ocasionados por doenças respiratórias como asma (uso de broncodilatador), sintomas respiratórios crônicos menores, mortalidade infantil e mortalidade aguda.