Search

Orientador: Gilberto de Martino Jannuzzi Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica Resumo: O trabalho apresenta uma metodologia para a tomada de decisão em estudos envolvendo a conservação de energia elétrica utilizando-se a Teoria dos Conjuntos Fuzzy (Fuzzy Sets). Esta teoria permite manusear e operar proposições exatas e inexatas, ou seja, incorporar dados numéricos (exatos) e o conhecimento do especialista ou analista (inexato). Os conceitos básicos desta teoria são apresentados com suas principais operações e propriedades. Em seguida, após uma conceituação dos modelos clássicos e Fuzzy, é apresentada a metodologia de tomada de decisão utilizada nas análises seguintes. Um primeiro exemplo de aplicação procura avaliar o emprego de lâmpadas mais eficientes através de aspectos como vida útil, preço de aquisição, eficiência luminosa, entre outros. Um segundo exemplo de aplicação analisa o estabelecimento de estratégias de geração e conservação de energia elétrica durante a fase de planejamento da expansão da geração de um sistema elétrico Abstract: A methodology for decision-making in studies involving energy saving by using the Fuzzy Sets Theory is presented. The Fuzzy Sets Theory permits to handle and to operate exact and non-exact propositions, that is, to incorporate both numerical data (exact) and the knowledge of either the expert or the analyst (inexact). The basic conceptsof this theory are presented with its main operations and properties. Following, after a conceptualizationof the classical and Fuzzy models, the methodologyof decision-making used in the following analyses is presented.A first applicationexample seeks to evaluatethe use of more efficient lamps through features such as useful life, acquisition costs, luminous efficiency,among others. A second application example assessesthe establishmentof generation and conservation strategiesof electric power during planning of the generation expansion of a electrical system Doutorado Doutor em Engenharia Mecânica

Orientador: Paulo Sérgio Scarazzato Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo Resumo: A luz é importante para o ser humano, pois seus atributos físicos não somente possibilitam a visão, como também encontra lugar por seu sentido metafórico na Filosofia e nas Ciências, em especial na Arquitetura. Cuidados com a apropriação da iluminação natural e com sistemas de iluminação artificial cumprem importante papel na eficiência energética dos edifícios, no bemestar e na saúde dos seus ocupantes. O Brasil possui atualmente, em fase inicial de implantação, um programa de etiquetagem voluntária de edifícios, que deverá se tornar obrigatório em futuro próximo, com vistas à regulamentação e classificação de edificações eficientes em suas características de envoltória, iluminação e condicionamento de ar. Esta pesquisa diagnosticou os sistemas de iluminação natural e artificial das bibliotecas da UNICAMP, instaladas na Cidade Universitária Zeferino Vaz, para fazer recomendações em conformidade com as necessidades específicas do espaço e as orientações do programa de etiquetagem voluntária. Foram feitos levantamento cadastral, medições in loco com o auxílio da técnica das imagens HDR, aplicação de questionários e propostas de intervenção com o auxílio de simulações computacionais. A revisão bibliográfica situou o estado-da-arte relativo aos aspectos do objeto de estudo. Na Fase I, o levantamento cadastral permitiu levantar as condições atuais de todas as bibliotecas do campus. Na Fase II, as medições em nove bibliotecas permitiram conhecer aspectos quantitativos das iluminâncias e de distribuição de luminâncias no campo visual. A aplicação e a tabulação dos questionários permitiram colher as impressões dos usuários. Na Fase III, o exercício de projeto em uma das bibliotecas, com o auxílio das simulações computacionais, serviu para avaliar propostas de intervenção nos sistemas de iluminação natural e artificial. A escolha das amostras das Fases II e III levou em consideração a heterogeneidade dos espaços do Campus. Os resultados da pesquisa serão formalmente encaminhados aos gestores da universidade, para eventual inclusão de suas propostas nos planos de melhoria da infraestrutura de apoio. Abstract: Light is important for humans, because their physical attributes not only allow the vision, but also evoke its metaphorical meaning in Philosophy and Sciences, especially in Architecture. Attention to both daylighting and artificial lighting systems plays a key role in the energy efficiency of buildings, the well-being and health of its users. Nowadays Brazil has a voluntary certification program for buildings, on initial deployment, which will become obligatory in the near future, aiming at the regulation and classification of building energetic efficiency, including lighting and air conditioning. So, this research made a diagnosis of daylighting and artificial lighting joint the libraries of the State University of Campinas (UNICAMP), at the University Campus Zeferino Vaz, to make recommendations in accordance with the specific needs of such spaces and following the guidelines of the referred voluntary certification program. The survey included cadastral registers, measurements in situ with the aid of the technique of HDR images, questionnaires and the development of a project with the help of computer simulations. The literature review showed the state of the art concerning the aspects of the subject studied. In Phase I, the cadastral survey allowed to find out the current conditions of all libraries on the campus. In phase II, measurements in nine libraries helped to understand the quantitative aspects of illuminance and luminance distribution in the visual field. The application and tabulation of the questionnaires allowed obtaining the users impressions about such spaces. In phase III, the development of a project in one of the libraries, with the aid of computational simulations, permitted the evaluation of some proposals for the refurbishment of the daylighting and artificial systems. The choice of samples for Phases II and III reckoned the heterogeneity of the spaces of the campus. The results of this survey will be formally conveyed to the managers of the university, for their deliberations about its implementations as part of the strategies concerning the improvement of supporting infrastructure. Mestrado Arquitetura e Construção Mestre em Engenharia Civil

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) Neste trabalho é apresentado o desenvolvimento de um driver de LEDs para iluminação pública com entrada universal de tensão e controle de intensidade luminosa, que utiliza uma conexão de reduzido processamento redundante de energia. É destacada a necessidade de drivers para o acionamento de LEDs e uma revisão dos meios de acionamento é apresentada. É realizada uma revisão da vida útil dos drivers e discutidas alternativas de tornar compatível a vida útil do driver com a do LED. ´E apresentada uma revisão das topologias utilizadas em drivers e definida a utilização da cascata parcial. São definidos os conversores SEPIC no modo de condução descontínua para o estágio de correção de fator de potência e o conversor flyback também no modo de condução descontínua para o estágio de controle de potência. Os conversores são modelados pelo modelo médio do interruptor e controladores do tipo proporcional-integral são especificados para os conversores. Para obtenção dos resultados práticos é desenvolvido em laboratório um protótipo de 100 W. Os resultados experimentais mostram o funcionamento do driver proposto para variação da tensão de entrada e variação de potência de saída. A ondulação da corrente de saída é reduzida com a utilização das malhas de controle e todos os pontos de operação estão de acordo com a recomendação prática IEEE Std. 1789-2015. É obtido rendimento acima de 90% em alguns pontos de operação e na faixa de variação da potência de saída de 30% a 100%, o driver atende aos requisitos da norma IEC 61000-3-2 Classe C para toda a faixa de variação da tensão de entrada. This work presents the development of an LED driver for street lighting with universal input voltage and dimming that makes use of a connection with reduced redundant power processing. The need for drivers for powering LEDs is highlighted, and a review of the driving means is presented. A review of the drivers’ lifespan is carried out, and alternatives to make the driver and the LED compatibles in lifespan are discussed. A review of the topologies used in LED drivers is presented, and the partial cascade connection is selected. The SEPIC converter in discontinuous conduction mode is defined for the power factor correction stage, and the flyback converter also in the discontinuous conduction mode is set for the power control stage. The converters are modeled by the average switch model, and proportional-integral controllers are specified for the converters. To obtain experimental results, a 100 W prototype is built in the laboratory. The experimental results show the operating of the proposed LED driver for variation of the input voltage and variation of output power. The output current ripple is reduced with the control loops, and in all operating points, the flicker complies with the practical recommendation IEEE Std. 1789-2015. Is achieved efficiency above 90% is some operating points, and the 30% to 100% output power range the driver meets the requirements of IEC 61000-3-2 Class C for the entire input voltage range.

O consumo de energia elétrica tem sido um dos parâmetros avaliados na indústria como potencial para a redução de custos. Como contribuição a esta demanda, este trabalho apresenta um método genérico para eficientização de sistemas energéticos e identificação de alterações no padrão de consumo de energia elétrica de sistemas consumidores. A proposta visa a identificar os períodos diários onde há consumos extras de energia elétrica em um sistema de iluminação de uma indústria têxtil sem a justificativa necessária de uso. Como sistema de identificação, foi utilizado o conceito de Inteligência Artificial, por meio do método de Árvore de Decisão. A plataforma selecionada para a implementação desta ferramenta foi o Sipina Research, que permitiu uma análise sobre os dados coletados, indicadora de respostas satisfatórias no sistema desenvolvido. Para validação do método proposto, o mesmo foi aplicado em um sistema de iluminação de uma indústria têxtil, onde utilizou-se um conjunto de dados para treinamento do sistema e outro conjunto de dados de mesma dimensão para validação do aprendizado. Os dados resultantes da validação do método foram analisados por meio do conceito de matriz de confusão. Como resultado deste estudo, obteve-se um método genérico para eficientização de sistemas energéticos e controle do consumo, aliado a uma redução de 32% do consumo de energia elétrica no sistema utilizado para validação da ferramenta desenvolvida, evidenciando a eficácia do método Electricity consumption was one of the reduction parameters in the industry with potential for cost reduction. As a contribution to this demand, this work presents a generic method for the efficiency of energy systems and identification of changes in the pattern of electric energy consumption of electric systems. A visa proposal to identify the daily periods where there is extra consumption of electricity in a textile industry lighting system with no necessary justification of use. As the identification system, the concept of Artificial Intelligence was used through the Decision Tree method. The platform selected for the implementation of this tool was the Sipina Survey, which allowed an analysis of the collected data, indicating satisfactory responses in the developed system. To validate the proposed method, it was applied to a lighting system of a textile industry, where a data set for system training and another data set of the same dimension were used for learning validation. The data selected for validation of the method were analyzed using the concept of confusion matrix. As a result of this study, use a generic method for power system efficiency and consumption control, coupled with a 32% reduction in power consumption in the system used to validate the tool used, showing the effectiveness of the method.

Do ponto de vista da sensibilidade de equipamentos elétricos frente a variações na sua tensão de suprimento, os critérios para a sua instalação no sistema normalmente se baseiam nos limites de queda de tensão estabelecidos pelas normas, sendo dada pouca atenção às variações que não excedem tais valores, ainda que estas últimas por vezes também se mostrem problemáticas. Nesse contexto, este trabalho busca caracterizar e propor soluções para um problema real de sensibilidade de um sistema de iluminação industrial sujeito a variações de tensão dentro dos limites normatizados. Mais especificamente, a carga em questão é constituída por lâmpadas de vapor de sódio de alta pressão de 400 W acionadas por reatores eletromagnéticos, enquanto a fonte do distúrbio (variações de tensão) é uma tesoura de corte de material laminado a quente, acionada por um motor de corrente contínua de 280 kW, cuja operação envolve partidas sucessivas. Para a simulação do sistema, três modelos matemáticos para a representação do comportamento das lâmpadas frente ao evento são estudados e avaliados comparativamente. No tocante à solução do problema, foram apresentadas duas estratégias para a minimização dos efeitos das variações de tensão, uma ao nível de mitigação do distúrbio, através do uso de um restaurador dinâmico de tensão, e outra ao nível da carga, empregando-se reatores eletrônicos. Além de uma ampla discussão teórica sobre a operação do sistema, as questões de qualidade da energia e as técnicas normalmente empregadas para a solução do problema, são apresentados resultados computacionais das situações antes e após a aplicação das soluções avaliadas, comprovando sua eficácia.

CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior O conforto ambiental tem ganhado cada vez mais relevância nos projetos de construção civil, consequentemente é cada vez maior a necessidade de atender as exigências dos indivíduos nos mais diversos tipos de construção. Diante desta realidade surge a proposta deste trabalho cujo objetivo é analisar o conforto acústico e lumínico de salas de aula do Campus Santa Mônica da Universidade Federal de Uberlândia – UFU a fim de subsidiar tecnicamente novos projetos destinados a salas de aula. A importância deste trabalho torna-se ainda mais relevante considerando que esta Universidade iniciou a construção de um novo Campus com capacidade a ser instalada para 15.000 alunos. Foram realizados estudos técnicos quanto a capacidade de absorção e o tempo de reverberação das salas de aula escolhidas, além disto foram feitas medições in loco quanto a iluminância, natural e artificial, das salas a fim de avaliar o conforto lumínico do ambiente. Para a realização destes estudos foram utilizadas ferramentas computacionais, e equipamentos de medição como luxímetro e trena digital para medição e levantamento de dados para realização do trabalho. Os resultados obtidos nas análises de seis salas de aula dos blocos 3Q e 5O do campus Santa Mônica foram comparados com os parâmetros normativos das normas ANSI S12.60:2010 e ABNT NBR 5413:1992, a fim de verificar se as salas apresentavam condições mínimas para as atividades de ensino-aprendizagem. Os resultados obtidos mostram que as salas estudadas atendem parcialmente as exigências normativas. Sendo assim, faz-se necessário a implementação de medidas corretivas para adequar as salas avaliadas para que discentes e docentes não sejam prejudicados na execução de suas tarefas. The environmental comfort has gained increasing relevance in civil construction projects, consequently is increasing the need to meet the requirements of individuals in various types of construction. Given this reality comes the purpose of this study the objective of analyzing the acoustic comfort and luminous classrooms Campus Santa Monica, Federal University of Uberlândia - UFU in order to support technically new projects to classrooms. The significance of this becomes even more relevant considering that this University has begun construction of a new campus with capacity to be installed for 15,000 students. Were carried out technical studies as the absorption capacity and the reverberation time of the selected classes, addition measurements were made in loco as the illuminance, natural and artificial, rooms to assess the luminous comfort of the environment. For these studies were used computational tools and measurement equipment such as digital light meter and measuring tape to measure and survey data to carry out the work. The results obtained in this study six blocks of classrooms 3Q and 5O campus Santa Monica were compared with normative parameters of ANSI S12.60: 2010 and ABNT NBR 5413: 1992 in order to verify that the rooms had minimum conditions for teaching and learning activities. The results show that the rooms studied partially meet the regulatory requirements. Therefore, it is necessary to implement corrective measures to adapt the rooms evaluated so that students and teachers are not hindered in carrying out their tasks. Dissertação (Mestrado)

In the field of lighting and daylighting, standard monitoring procedures to assess the overall performance of retrofit projects are scarce. Nevertheless the access to monitored data is crucial to assess whether daylighting or electric lighting systems deliver the expected performance in terms of cost-effectiveness and energy efficiency. In order to bridge this gap, a monitoring protocol is under development as part of the International Energy Agency – Solar Heating and Cooling Programme (IEA-SHC) Task 50 ‘Advanced Lighting Solutions for Retrofitting Buildings’. The protocol focuses on lighting and/or daylighting (façade or roof) retrofit in the non-residential building stock. It covers four key aspects: energy efficiency, costs, quality of the lighting environment and user satisfaction. The main features of this protocol are presented in this paper, along with some lessons learned from the ongoing application on selected case studies.

Orientadores: Everardo Magalhães Carneiro, Elaine Cristina Vieira Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia Resumo: O aumento crescente da prevalência da obesidade no mundo coincide com o crescente uso de luz artificial a noite (LAN). Estudos recentes tem demonstrado que a exposição à LAN, leva a dessincronização do relógio biológico e predispõe ao desenvolvimento de doenças metabólicas. A restrição de proteínas durante o período gestacional ou após o desmame leva a alterações no relógio biológico, sendo já demonstrado que a redução desse nutriente, in utero, leva ao desenvolvimento de alterações metabólicas mais acentuadas induzidas pela dieta hiperlipídica (HFD). Contudo, ainda não é conhecido os mecanismos pelos quais a exposição à LAN leva a alterações no metabolismo energético, e também se a restrição de proteína concomitante a exposição à LAN poderia contribuir para a indução de alterações metabólicas mais acentuadas favorecendo o desenvolvimento de doenças metabólicas. Nós observamos em nosso trabalho que camundongos expostos à LAN (LL) por 8 semanas exibiram maior peso corpóreo e resistência à insulina. Além disso, esses camundongos desenvolveram esteatose hepática, fato que poderia ser atribuído a redução da expressão do gene Rev-erbalfa e aumento da expressão dos seu alvos lipogênicos. Ainda, camundongos LL apresentaram no fígado aumento da expressão de microRNAs (miRNAs) que tem como alvo o gene Rev-erbalfa tais como miR-140-5p, 185-5p, 326-5p and 328-5p. Em cultura primária de hepatócitos a superexpressão desses 4 miRNAs levou a redução gênica e proteica de Rev-erbalfa. Contudo, apenas os miR-140-5p, 185-5p apresentaram ação direta na região 3¿UTR do gene Rev-erbalfa. Assim, nós concluímos que a exposição à LAN poderia levar ao desenvolvimento de esteatose hepática devido ao aumento da expressão de miRNAs que modulam a expressão de Rev-erb?. Em seguida nós observamos que camundongos alimentados com dieta hipoproteica (LP), por 14 semanas e expostos à LAN durante as 8 últimas semanas apresentaram alterações semelhantes as exibidas no grupo alimentado com dieta normoproteica (NP), as quais incluem: aumento do peso corpóreo e da glicemia de jejum e alimentado, intolerância à glicose, e maior expressão da Pck1 no fígado durante o subjetivo dia. Contudo, camundongos LP/LL também exibiram algumas diferenças as quais foram dependentes do teor de proteínas como: resistência à insulina no subjetivo dia e perda da variação diária da expressão da Pck1. Além disso, camundongos LP/LL não apresentaram mudança no período do consumo alimentar. Assim nós concluímos que a restrição de proteínas modifica algumas das alterações induzidas pela exposição à LAN ao invés de suscetibilizar o desenvolvimento dos efeitos deletérios promovidos por essa condição Abstract: The use of electric light, as well as, the exposure to irregular light schedules has become common over the 20th century and coincides with increased global prevalence of obesity and metabolic diseases. Several studies have reported that exposure to artificial light at night (ALAN) leads to disruption of circadian rhythm and predispose to obesity and metabolic disorders. Dietary protein restriction, in utero and at early life, leads to altered circadian system. Furthermore, reduced protein on diet at gestation exacerbates the metabolic changes induced by HFD and predisposes to obesity and metabolic syndrome at adulthood. However, remains unclear which mechanisms underlie the metabolic changes induced by exposure to ALAN and, whether protein restriction, after weaning, could exacerbates the deleterious effects induced by nighttime light exposure, and predispose to obesity and metabolic disorders. First we found that mice exposed to ALAN, during 8 weeks, exhibited increased body and fat pad weights, as well as peripheral insulin resistance. Furthermore, these mice developed hepatic steatosis, which could be explained by decreasing expression of the clock gene Rev-erbalpha and consequent up-regulation of it lipogenic targets ACL and FAS. Mice exposed to ALAN also exhibited increased expression of Rev-erbalpha-targeting microRNAs (miRNAs) miR-140-5p, 185-5p, 326-5p and 328-5p, in liver. Besides, in primary hepatocyte culture, the exogenous expression of these miRNAs down-regulated the expression of Rev-erbalpha at gene and protein level. However only the miR-140-5p and miR-185-5p directly bind in the Rev-erbalpha 3¿UTR region. Taken together, these evidences indicate that exposure to ALAN could leads to hepatic steatosis through increasing the expression of miRNAs, which coordinate the down-regulation of Rev-erbalpha expression. Next we observed that mice fed to low-protein (LP) diet during 14 weeks and exposed to ALAN (LL) during the last 8 weeks, exhibited some metabolic changes similar than mice fed to normal protein (NP) diet including, increased body weight, as well as increased fasting and fed glycemia, which was followed by glucose intolerance and up-regulation of Pck1 at subjective day. On the other hand LP/LL group also showed specific metabolic changes, as reduced peripheral insulin sensitivity at subjective day and lost of daily variation in Pck1 expression. Also, these mice did not exhibit altered timing of energy intake toward the subjective day. Thus, our results suggest that protein restriction modify some of the metabolic alteration promoted by nighttime light exposure instead of exacerbates the deleterious effects induced by this condition Doutorado Fisiologia Doutora em Biologia Celular e Estrutural FAPESP 2013/26740-0 CNPQ CAPES

CAPES Esta dissertação apresenta um estudo comparativo entre dois modos de conexão de conversores CC-CC empregados em lâmpadas LED para iluminação pública. Uma das conexões é baseada na técnica conhecida como Reduced Redundant Power Processing e a outra é a conexão série de conversores estáticos. Os conversores SEPIC e buck-boost foram implementados, respectivamente, nos estágios de correção do fator de potência e controle de potˆencia demandada pela carga. Ambos os conversores operam em modo de condução descontínua de corrente. Protótipos de 70 W foram implementados para os dois tipos de conexão. Os resultados experimentais obtidos mostram o desempenho de cada tipo de conexão. Ambas as conexões estão em conformidade à norma IEC 61000-3-2 Classe C e as recomendações práticas IEEE Std 1789-2015. ´E realizada uma discussão sobre as vantagens e desvantagens de cada modo em estudo. This work presents a comparative study between two different connections of DC-DC converters used in LED lamps for street lighting. One of the connections is based on the technique known as Reduced Redundant Power Processing and the other one is the series connection of static converters. The SEPIC and buck-boost converters were implemented, respectively, in the power factor correction and power control demanded by the load stages. Both of the converters operate in the discontinuous conduction mode of current. Prototypes of 70 W were developed for the two connection types. The experimental results obtained shows the performance of each connection type. Both of the connections are in compliance with the IEC 61000-3-2 Class C standard and the practicals recommendations IEEE Std 1789-2015. A discussion is realized about the advantages and disadvantages of each connection type.

A matriz energética mundial é bastante dependente das fontes não renováveis de energia, assim, a adoção de novas tecnologias e estratégias que visem à eficiência energética são ações fundamentais, face às mudanças climáticas, escassez dos recursos naturais e demanda crescente de energia. Nesse sentido, o progresso autônomo da tecnologia dos LEDs, do inglês “Light-Emitting Diode”, e o progresso induzido, praticado pelo governo brasileiro, em eficiência energética são alavancas propulsoras para o crescimento das medidas de conservação de energia em todos os setores da economia. Nesse contexto, o presente trabalho vem propor uma metodologia que busca reduzir o consumo de energia elétrica na Administração Pública. O método proposto é aplicado em um estudo de caso na Superintendência do Desenvolvimento da Amazônia (SUDAM), uma Autarquia Federal, utilizando-se, em um primeiro momento, de um pré-diagnóstico energético capaz de embasar a implementação de Ações de Eficiência Energética (AEE) por meio de medidas técnico-administrativas e, em um segundo momento, amparado por um diagnóstico energético aprofundado no sistema de iluminação artificial, sugere e emprega o LED na iluminação artificial de alguns ambientes da SUDAM. Para subsidiar a metodologia proposta é utilizado o software RETScreen® e a metodologia do Guia de M&V (Medição e Verificação) da Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL) tendo como premissas, respectivamente, analisar a oportunidade percebida no diagnóstico energético e quantificar os resultados obtidos admitindo a substituição de todas as lâmpadas antigas por lâmpadas LED. O trabalho apresenta os resultados, satisfatórios, provenientes das Ações de Eficiência Energética e conclui também que a utilização do LED na iluminação artificial da SUDAM possui viabilidade de aplicação com recursos próprios da Instituição, configura-se como uma proposta de projeto válida para Chamadas Públicas, que devem ser ofertadas pela concessionária de energia local, no âmbito do Programa de Eficiência Energética (PEE) regulado pela ANEEL, possibilidade de obter a Etiqueta Nacional de Conservação de Energia (ENCE) parcial para o sistema de iluminação e ainda servir como parâmetro e motivação para os demais Órgãos do Setor Público. The world energy matrix is a lot dependent of non-renewable energy source, thus, the adoption of new technologies and strategies that aim the Energy Efficiency are actions fundamental, against climate changes, scarcity of natural resources and increase energy demand. This form, an autonomous progress of Lights-Emitting Diodes (LED) technology and an induction progress, practiced for Brasilian Government, in Energy Efficiency are levers to growth action energy conservation in all sectors of the economy. With that intent, this work comes to propose an methodology that search reduce the energy consumption in Public Administration. The method proposed is applied in case study in Amazon Development Superintendence (SUDAM), an Autarchy the Federal, using, in a first moment, of a pre-diagnosis capable of to base the implementation of energy efficiency action by means of steps technical-administrative and, in a second moment, supported by an deep energy diagnosis in artificial lighting system, it suggests and employs the LED in lighting some SUDAM environments. To subsidize the proposed methodology is used the software RETScreen® and the methodology of Measure and Verification Guide of the National Electrical Energy Agency (ANEEL), by having like premise, respectively, an analyze of an opportunity perceived in energy diagnostic and results quantify obtained admitting the renewal of all old lamps for LED lamps. The work presents results, satisfactory, from of energy efficiency actions and it concludes also that use of LED in artificial lighting of SUDAM it has viability application with own resource Institution’s, sets up like a propose valid of project to Calls Public, that must be offered by electrical utility, in ambit of the Efficient Energy Program regulated by the ANEEL, possibility of get National Energy Conservation Label, partial, to lighting system and still serve like parameter and motivation to the other Agencies of Public Sector.

A utilização de luminárias baseadas em diodos emissores de luz (LED) é uma tendência para iluminação de interiores e para iluminação pública devido a sua alta durabilidade e eficiência. Apesar destas características desejáveis impulsionarem a utilização de LEDs na iluminação, a vida útil dos drivers utilizados para o acionamento de LEDs de potência, baseados em topologias tradicionais, pode ser inferior a vida útil do próprio LED. Estes drivers são, geralmente, constituídos de topologias que utilizam capacitores eletrolíticos, que tem baixa vida útil, principalmente, em altas temperaturas de operação. Assim, este trabalho propõe uma luminária LED para iluminação pública que seja baseada em drivers modulares. Esta metodologia, visa o aumento da vida útil dos drivers, bem como a manutenção do funcionamento da lâmpada mesmo quando um dos módulos falhar. O projeto dos drivers eletrônicos e a modelagem matemática dos conversores é apresentada. Além disso, são apresentados resultados experimentais obtidos através de um protótipo com 50W (dois módulos com potência média de 25W, cada um). The use of LED based luminaires is a tendency for both indoor and street lighting, due to its high durability and efficiency. Despite these desirable features propel the use of LEDs on lighting systems, the lifespan of its drivers can be lower than the LED itself. Such drivers are usually based on topologies that make use of electrolytic capacitors, which present low durability, mainly in high temperatures. Therefore, this work proposes a LED luminaire for street lighting based on modular drivers. This approach intends to increase the lifetime of the drivers, as well as maintain the luminaire in operation even with one or more modules failure. The design of the electronic drivers and the technique used for the mathematical modeling of the converters are presented. Furthermore, the obtained experimental results from a prototype with rated power of 50W (two modules with rated power of 25W each one) are presented.

This paper estimates the effect of lighting on violent crime reduction. We explore an electrification program (LUZ PARA TODOS or Light for All - LPT) adopted by the federal government to expand electrification to rural areas in all Brazilian municipalities in the 2000s as an exogenous source of variation in electrification expansion. Our instrumental variable results show a reduction in homicide rates (approximately five homicides per 100,000 inhabitants) on rural roads/urban streets when a municipality moved from no access to full coverage of electricity between 2000 and 2010. These findings are even more significant in the northern and northeastern regions of Brazil, where rates of electrification are lower than those of the rest of the country and, thus, where the program is concentrated. In the north (northeast), the number of violent deaths on the streets per 100,000 inhabitants decreased by 48.12 (13.43). This moved a municipality at the 99th percentile (75th) to the median (zero) of the crime distribution of municipalities. Finally, we do not find effects on violent deaths in households and at other locations. Because we use an IV strategy by exploring the LPT program eligibility criteria, we can interpret the results as the estimated impact of the program on those experiencing an increase in electricity coverage due to their program eligibility. Thus, the results represent local average treatment effects of lighting on homicides.

This paper presents the study of Parallel Multiobjective Evolutionary Algorithms to enable the automation of exterior lighting designs by computers and results in an optimized version of the algorithm. The resulting algorithm basically works with variable length chromosomes and for which intrinsic operators of crossover and mutation were created. The fitness function was determined through a statistical evaluation method (difference of means), thus enabling the comparison of how different options of fitness functions could impact the performance of the proposed parallel multi-objective evolutionary algorithm. The chosen fitness function enables to develop more efficiently automated designs for exterior lighting. Moreover, adding to the proposed evolutionary algorithm, an application was developed in which the user chooses which the heights of the poles, lamps and fixtures to use and also the layout of the area to be illuminated (allowed to be irregular). Within this area, can be defined sub-areas where there are restrictions on the placement of lighting poles. The user must be set average illumination with a respective tolerance range, though. As a case study, the area of an airport parking lot in the city of Uberlândia-MG (Brazil) is presented. Evolved designs present a low coefficient of variation evaluated for 30 runs. This demonstrates that the system is converging on designs for similar metrics. By identifying the worst and the best of designs achieved by the system for those executions, one could note that there are savings regarding installed capacity when compared to the design of reference: 37.5 % for the worst evolved design and 50.0 % for the best evolved design. Also, evolved designs have better lighting uniformity and energy efficiency, as well as their respective quantities of lighting poles have decreased. Este trabalho apresenta o estudo de um Algoritmo Evolucionário Multiobjetivo Paralelo que viabiliza a criação de projetos de iluminação de áreas externas automatizadas por computador e que resulta em uma versão otimizada desse algoritmo. O algoritmo resultante, essencialmente, trabalha com cromossomos de tamanho variável e para os quais foram criados operadores intrínsecos de cruzamento e mutação. A determinação da função de aptidão ocorreu por meio do método de avaliação estatística (diferença de médias), possibilitando, assim, a comparação de diferentes opções das funções de aptidão no desempenho do algoritmo evolucionário multiobjetivo paralelo proposto. Com a função escolhida, tornou-se possível construir projetos automatizados de iluminação externa de forma mais eficiente. Além disso, por meio do algoritmo evolucionário proposto, foi desenvolvida uma aplicação, pela qual o usuário escolhe quais as alturas dos postes, lâmpadas e luminárias que deseja utilizar e também o layout de área a ser iluminada (mesmo que irregular). Dentro dessa área, podem ser definidas subáreas onde existem restrições quanto à colocação de postes de iluminação. O usuário deve definir a iluminação média associada à sua respectiva tolerância, ou faixa de variação. Como estudo de caso, é apresentada a área de um estacionamento do aeroporto da cidade de Uberlândia, MG. Os projetos desenvolvidos, apresentam um baixo coeficiente de variação calculado a partir de 30 execuções. Isso demonstra que o sistema está convergindo para projetos com métricas similares. Ao identificar o pior e o melhor dos projetos apresentados como solução pelo sistema para essas execuções, pode-se notar que apresentam economia nas potências instaladas quando comparados ao projeto de referência: 37,5% no pior dos projetos e 50% no melhor projeto apresentado. Além disso, constataram-se melhores uniformidades para iluminação e maiores eficiências energéticas, bem como a diminuição das respectivas quantidades de unidades de iluminação. Doutor em Ciências

A eficiência energética das edificações é um assunto importante a ser discutido diante do cenário energético mundial. No Brasil, a utilização racional da energia está cada vez mais em evidência na construção civil, principalmente em prédios públicos. Há pouco menos de três décadas, o PROCEL – Programa Nacional de Conservação de Energia Elétrica está buscando meios para combater o desperdício de energia, na área de iluminação. As ações são de homologar a eficiência das lâmpadas elétricas e sistemas de iluminação de edificações. Os sistemas de iluminação em edificações além da iluminação artificial, devem possuir características arquitetônicas que permitam utilizar a luz natural em ambientes internos. O estudo foi realizado em quatorze bibliotecas da UTFPR – Universidade Tecnológica Federal do Paraná. Os ambientes estudados foram as áreas de acervo e de leitura. Nestes ambientes foram realizadas leituras de iluminância proporcionados pela iluminação artificial. Maquetes eletrônicas das edificações foram criadas para simular a entrada da radiação solar no interior das bibliotecas. Os dados da iluminação artificial foram avaliados através do RQT-C – Requisitos Técnicos da Qualidade do Nível de Eficiência Energética para Edifícios Comerciais, de Serviços e Públicos, e também pela norma brasileira de iluminação de interiores NBR ISO/CIE 8995-1. Os dados da radiação solar foram avaliados quanto a desconforto provocado pelo ofuscamento inabilitador a que os usuários estariam expostos. Os resultados obtidos comprovaram que os sistemas de iluminação possuem pequenos desvios a serem corrigidos e soluções de retrofit foram propostas. As análises comprovaram que nos sistemas iluminação das bibliotecas estudadas, a conciliação entre a luminância média mínima, a eficiência energética e o conforto luminoso são critérios relevantes que previsão ser analisados com muita atenção durante o projeto da biblioteca, caso contrário um dos fatores citados não será atendidos. The energy efficiency of buildings is an important issue to be discussed given the world energy scene. In Brazil, the rational use of energy is becoming increasingly evident in construction, especially in public buildings. A little less than three decades, PROCEL - National Program for Energy Conservation is looking for ways to combat the waste of energy in lighting area. The actions are to ratify the efficiency of light bulbs and building lighting systems. Lighting systems in buildings besides the artificial lighting, must have architectural features that allow use of natural light indoors. The study was conducted in fourteen libraries from UTFPR - Federal Technological University of Paraná. The environments studied were the collection and reading areas. In these environments, illuminance readings were held, provided by artificial lighting. Electronic models of buildings were created to simulate the entry of solar radiation inside the libraries. Data from the artificial lighting were evaluated by rqt-C - Technical Requirements for Energy Efficiency Level Quality for Commercial Buildings, and Public Services, and also by the Brazilian standard of interior lighting ISO / CIE 8995-1. The data of solar radiation were evaluated for the discomfort caused by glare inabilitator that users would be exposed. The results showed that the lighting systems have small deviations to be corrected and retrofit solutions have been proposed. The analyzes showed that the lighting systems of the studied libraries, the reconciliation between the average minimum luminance, energy efficiency and lighting comfort are relevant criteria forecast to be analyzed carefully during the library project, otherwise one of the factors mentioned will not be met.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Arquitetura e Urbanismo O aproveitamento da iluminação natural é indicado como um fator primordial na economia de energia das edificações, já que possibilita a redução do uso dos sistemas de iluminação artificial através de sistemas de controle. No entanto, a eficiência dos sistemas está associada também às características técnicas e ao desempenho de um conjunto de elementos do sistema de iluminação artificial. Este trabalho busca investigar os critérios e o impacto de projeto de sistemas de iluminação com diferentes luminárias considerando a disponibilidade de luz natural. A metodologia adotada é baseada na avaliação do desempenho luminoso, como uniformidade, níveis e distribuição de iluminâncias e consumo de energia de sistemas de iluminação artificial, através de simulação computacional. São estimadas disponibilidades de iluminação natural para dois modelos de escritório de planta livre, localizados na cidade de Florianópolis/SC. As análises de aproveitamento da luz natural são utilizadas para estimar o consumo energético para diferentes propostas de sistemas de iluminação artificial, através da divisão de circuitos de acionamento. Os sistemas de iluminação artificial propostos são diferenciados pelas fotometrias e disposições das luminárias. Para cada caso, são elaboradas reformulações dos sistemas, com o objetivo de verificar a influência de critérios como espaçamento, orientação e distribuição das luminárias no comportamento da iluminação, assim como no consumo de energia. Concluiu-se que a avaliação baseada em apenas um parâmetro não permitiu a definição da qualidade do projeto. Os resultados mostram que cada sistema proposto possui diferenças significativas quanto à distribuição da iluminação, assim como no consumo de energia da instalação. A consideração da iluminação natural não influenciou significativamente no que diz respeito às análises de qualidade da iluminação, mas nas análises de consumo constata-se que este está diretamente relacionado com a geometria do ambiente, chegando a economias de até 46%. Uma das principais contribuições deste estudo é obtenção de critérios que conduzam a um melhor dimensionamento do sistema de iluminação artificial. The use of daylight is indicated as a primary factor in energy savings of buildings, since it can reduce the use of electric lighting through control systems. However, the efficiency of systems is also associated with technical characteristics and performance of various elements of the artificial lighting systems. This paper seeks to investigate the impact of design criteria and lighting systems with different fixtures considering the availability of daylight. The methodology is based on evaluating the performance of light, such as distribution of illuminance and estimated energy consumption of artificial lighting systems through computer simulation. Are estimated daylight availability for two models of open plan office, located in Florianópolis / SC. Analyses of daylight are used to measure the energy consumption for different proposals for lighting systems, by dividing the drive circuits. The systems are differentiated by photometry and disposal of the luminaires. For each case, artificial lighting system reformulations are made in order to verify the influence of criteria such as spacing, orientation and distribution of lighting fixtures in behavior, as well as in energy consumption. It was concluded that the evaluation based on only one parameter is not allowed the definition of design quality. The results show that each proposed system has significant differences in the distribution of illumination, as well as in power consumption of the installation. The consideration of daylight does not influence significantly in relation to the analysis of lighting quality, but the analysis of consumption it is clear that this is directly related to the geometry of the environment, reaching up to 46% savings. A major contribution of this study is to obtain criteria that lead to a better design of the artificial lighting system.

This work consists of the study, design and implementation of DC-DC converters, used in lighting systems based on light emitting diodes (LEDs). Can be powered by an universal AC voltage source or battery, and the current in the LEDs is controlled digitally. The main objective is to present a proposal of new step-up/down converters topologies with full conversion much higher than that of conventional converters. So, is initially presented an overview of solid-state lighting (SSL). Following is presented the study on the dynamic behavior of converters based on modeling by the method of varying state-space average, ending with the design of a digital PI controller. This work resulted in the application for a patent PI-0801425-6 filed with the INPI, which presents a new family of converters with full conversion extremely wide, called cubic converters. O presente trabalho consiste do estudo, projeto e implementação de conversores CCCC, aplicados em sistemas de iluminação de estado sólido baseado em diodos emissores de luz (LEDs). Podem ser alimentados por uma fonte de tensão alternada universal ou por uma bateria sendo que a corrente nos LEDs é controlada digitalmente. O objetivo principal é apresentar uma proposta de novas topologias de conversores abaixadores/elevadores com faixa de conversão muito maior que a dos conversores convencionais. Portanto, inicialmente é apresentada uma visão geral sobre iluminação de estado sólido (SSL). Na sequência, é apresentado o estudo sobre o comportamento dinâmico dos conversores baseado na modelagem através do método de variáveis de espaço de estados médio, finalizando com o dimensionamento de um controlador PI digital. Este trabalho resultou no pedido de patente de invenção PI-0801425-6 depositado junto ao INPI, o qual apresenta uma nova família de conversores com faixa de conversão extremamente larga, denominados de conversores cúbicos. Doutor em Ciências

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior Programmable logic devices were introduced about fifteen years ago and nowadays they are used in areas like Telecommunications, Instrumentation and more recently Power Electronics. This work presents the application of an FPGA device in the control of a ballast circuit for driving high intensity discharge lamps. The electronic ballast presents improvements regarding the previous electromagnetic reactors, due to their small size and weight and also because they guarantee a longer life for the lamps. In order to test and verify the proposed control strategy, a prototype was built to drive 70W metal halide and high pressure sodium lamps. Beyond the vantages above mentioned, the prototype also presented a notable reduction in the time needed for the lamp to achieve maximum brightness, in relation to magnetic reactors. Making use of the knowledge obtained during the implementation of the ballast circuit, a didactic kit containing an FPGA device was constructed, and nowadays it is used for teaching digital logic to undergraduate students at Federal University of Uberlândia. Os dispositivos lógicos digitais programáveis surgiram há cerca de quinze anos e hoje são utilizados em áreas como Telecomunicações, Instrumentação e mais recentemente em Eletrônica de Potência. Este trabalho apresenta a aplicação de um dispositivo FPGA no controle de um circuito ballast eletrônico para acionamento de lâmpadas de alta intensidade de descarga (HID). Os reatores eletrônicos apresentam sensíveis melhorias com relação aos reatores eletromagnéticos por apresentarem menor peso e volume e também por garantirem uma maior vida útil às lâmpadas. Para testar e verificar a estratégia de controle proposta, um protótipo foi construído para alimentar lâmpadas HID de vapor de sódio e de vapor metálico de 70W. Além das vantagens citadas anteriormente, entre os resultados apresentados pelo protótipo destaca-se a notável redução no tempo para se atingir o brilho máximo da lâmpada com relação aos reatores magnéticos. Aproveitando os conhecimentos adquiridos na construção do reator eletrônico, foi também construído um kit didático contendo um dispositivo FPGA, que atualmente é utilizado no ensino de lógica digital para alunos da graduação em Engenharia Elétrica da Universidade Federal de Uberlândia. Mestre em Ciências

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil. O ambiente luminoso possui relação com a interpretação de mensagens visuais. O conforto visual deve ser entendido como resultado da recepção clara das mensagens visuais do ambiente. Tradicionalmente, têm-se associado apenas os níveis de iluminância e pouco tem sido enfatizada a necessidade de promover o ambiente de trabalho a favor do usuário e em benefício da produtividade. A presente pesquisa tem como finalidade analisar as condições de iluminação em edificação de escritórios: um estudo de caso no paço municipal de Maringá - PR. Foi realizada avaliação em duas salas do quarto piso da edificação, especificamente na sala de engenharia e sala de controle urbano da Secretaria de Desenvolvimento Urbano, Planejamento e Habitação. Em ambas, verificou-se que a iluminação é insuficiente para desempenho das tarefas específicas. Procedeu-se a experimentos na distribuição de iluminância nos planos horizontais e verticais através de normas e projetos de normas e verificou-se a interferência da luz do sol especificamente na sala de engenharia, ofuscamento indireto nos planos das tarefas e avaliou-se a freqüência de utilização dos interruptores. Os ambientes escolhidos apresentaram diminuição nos níveis de iluminância nos fundos das salas, mesmo suplementadas pela iluminação artificial. Iluminâncias médias encontradas na sala de controle urbano de 400lux na condição de iluminação conjugada, não foi elemento comprometedor para desconforto visual, podendo os usuários desenvolver normalmente suas atividades. A vegetação arbórea próxima às janelas participou na caracterização dos níveis de iluminância no interior das salas. Ofuscamento direto e indireto foi uma ocorrência que contribuiu significativamente para o desconforto visual. Os resultados mostraram que as informações colocadas pelos usuários apresentaram a real situação das condições dos ambientes.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Produção.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnologico A partir do uso de simulações computacionais, através do programa Lumen Micro, este trabalho analisa a distribuição de iluminâncias em um conjunto de ambientes com variados sistemas de iluminação zenital. A análise comparativa entre os resultados obtidos gera uma série de tabelas e gráficos, que relacionam a distribuição de iluminâncias com a refletividade das superfícies internas, a forma do recinto, o perímetro e a quantidade de aberturas. Simultaneamente, é feito o mapeamento dos ambientes em função da distribuição de iluminâncias, com vistas à delimitação de áreas onde haja iluminação natural suficiente, em excesso ou em falta.

This article presents some results from a large monitoring campaign performed in 22 buildings around the world as part of International Energy Agency (IEA) Task 50 “Advanced lighting solutions for retrofitting buildings”. This article mainly addresses the work of Subtask D, which aims to demonstrate sound lighting retrofit solutions in a selection of representative, typical Case Studies. In order to evaluate the Case Studies, a monitoring protocol was developed to assess the overall lighting performance taking into consideration: 1) Energy use, 2) Retrofit costs, 3) Photometric assessment, and 4) User assessment. The monitoring was carried out from June 2014 to December 2015 in 22 non-residential buildings in ten countries. This article presents results from selected Case Studies, drawing conclusions regarding retrofit solutions as well as reflecting on methodological procedures for the measurements and data collection. Measured data as well as key conclusions from Subtask D will be summarized in an electronic web and portable sourcebook at the end of the IEA Task 50 (December 2015), which will be freely available through the Internet.