Pesquisa & Desenvolvimento

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1 Pesquisa & Desenvolvimento O Programa de Pesquisa e Desenvolvimento (P&D) na AES Uruguaiana é uma importante ferramenta para a companhia promover melhorias contínuas na prestação do serviço, com a qualidade e a confiabilidade esperada por seus consumidores, parceiros, colaboradores e acionistas. Anualmente, a empresa destina 0,40% de sua receita operacional líquida em projetos de processos técnicos, comerciais e operacionais; no desenvolvimento de tecnologias mais eficazes; na redução de impactos ambientais; na segurança de colaboradores e empregados terceirizados e na promoção de iniciativas sustentáveis para as comunidades. Em 2010, foram finalizados 5 projetos, nos quais foram aplicados R$ ,83 em recursos. O saldo da conta de investimentos no final de Dezembro de 2010 na AES Uruguaiana foi de R$ ,00 1

2 Projetos Concluídos em 2010 Projeto nº: /2007 Título do Projeto: TRATAMENTO FÍSICO-QUÍMICO DE ÁGUAS INDUSTRIAIS NA GERAÇÃO DE VAPOR E RESFRIAMENTO NA AES- URUGUAIANA Prazo de Execução: 18 Meses Objetivo: Pesquisa e Desenvolvimento e Inovação em técnicas, equipamentos e procedimentos para o tratamento preliminar de águas industriais para remoção avançada de íons que geram produtos de corrosão (precipitados, incrustações rígidas), de difícil remoção. OBJETIVOS ESPECÍFICOS: 1. Caracterização analítica (química) das águas de resfriamento e geração de vapor. 2. Levantamento de diagramas de espécies contendo Ca, Mg, Fe, silicatos, carbonatos e/ou fosfatos. 3. Caracterização microscópica e microanalítica (DRX-FRX) das incrustações ou produtos de corrosão; 4. Estudo de técnicas de remoção avançada de íons (Ca, Mg, Fe, silicatos, carbonatos), em etapas bancada e piloto. piloto. Pré-avaliação econômica das melhores alternativas. CARACTERIZAÇÃO MICROSCÓPICA DE PRODUTOS DE CORROSÃO: Determinação da forma, análise química por Fluorescência de raios X e composição mineralogica por difraçao de raios X. OS PRODUTOS DE CORROSÃO TAMBÉM MERECEM UMA AVALIAÇÃO ESPECÍFICA, POIS A ANÁLISE DOS TIPOS DE ÓXIDOS FORMADOS E DAS INCRUSTAÇÕES EM EQUIPAMENTOS E TUBULAÇÕES APONTAM PARA OS PRINCIPAIS ÍONS CAUSADORES DESTES DANOS. ASSIM, PODE-SE COMPARAR OS ÍONS ANALISADOS NAS ÁGUAS E OS ÍONS CAUSADORES DE PRODUTOS DE CORROSÃO E INCRUSTAÇÃO PARA FECHAR O CIRCUITO DE PESQUISA. A CARACTERIZAÇÃO MICROSCÓPICA DOS PRODUTOS DE CORROSÃO E INCRUSTAÇÃO, APONTAM A MORFOLOGIA DOS PRODUTOS GERADOS, E COM O AUXÍLIO DE UMA MICROSSONDA DE RAIOS X É POSSÍVEL IDENTIFICAR PONTUALMENTE OS TIPOS DE PRODUTOS GERADOS. AS ANÁLISES 2

3 QUÍMICAS E MINERALÓGICAS AUXILIAM NA IDENTIFICAÇÃO DESTES PRODUTOS DE CORROSÃO E INCRUSTAÇÃO EM EQUIPAMENTOS E TUBULAÇÕES. Entidade(s) Participante(s): Fundação Luiz Englert Valor Total Investido: R$ ,68. 3

4 Projeto nº: /2007 Título do Projeto: DESENVOLVIMENTO DE METODOLOGIA PARA A MODELAGEM DA CÂMARA DE COMBUSTÃO DE TURBINAS A GÁS UTILIZANDO DINÂMICA DOS FLUIDOS COMPUTACIONAL E CINÉTICA QUÍMICA DETALHADA Prazo de Execução: 24 Meses Objetivo: Desenvolver uma metodologia para a modelagem da câmara de combustão de turbinas a gás utilizando a ferramenta de Dinâmica dos Fluidos Computacional (CFD) complementada por técnica de cinética química detalhada para a previsão de emissões do sistema. A metodologia desenvolvida no presente trabalho será aplicada à câmara de combustão de uma turbina a gás do Parque Gerador da UTE URUGUAIANA, operando em condições de projeto e fora do ponto de projeto, sendo capaz de: i) determinar a distribuição de temperatura; ii) determinar a formação de compostos na combustão; iii) determinar a dinâmica do escoamento reativo na câmara de combustão. Neste trabalho será utilizada a técnica de Dinâmica dos Fluidos Computacional (CFD) associada a cinética química detalhada em uma cadeia de reatores. Esta técnica pode ser esquematicamente dividida em quatro etapas: (1) o pré-processamento, durante a qual é construído um modelo do sistema cujo comportamento se deseja prever; (2) o processamento, na qual o modelo físico e químico deste sistema é simulado computacionalmente; (3) estudo das emissões, onde será utilizada a metodologia clássica de cadeia de reatores para representar o sistema de combustão da turbina e; (4) o pós-processamento, durante a qual os resultados das simulações são analisados e transformados em informação. Cada uma destas etapas requer ferramentas específicas para ser desenvolvida. Entidade(s) Participante(s): Engineering Simulation Scientific Software Ltda., Fundação Padre Leonel Franca Valor Total Investido: R$ ,38 4

5 Projeto nº: /2007 Título do Projeto: Sistema Integrado de Análise de Oscilografias e Tratamento de Alarmes Voltado para a Operação da Geração Prazo de Execução: 24 Meses Objetivo: Desenvolver, implementar e validar um sistema computacional para a análise em tempo real de registros de oscilografia e de tratamento de alarmes, visando a otimização da operação e controle de usinas geradoras. O sistema integrado de análise de oscilografias e tratamento de alarmes a ser concebido, desenvolvido, implementado, testado e validado no projeto será focado na operação da geração, com características adequadas para a realização de um diagnóstico em tempo real. O sistema a ser implementado estará dividido em três módulos computacionais básicos: Módulo Sistema de Gestão de Registros Digitais de Oscilografia (SGRDO), Módulo Sistema de Análise de Perturbações (SAP) e Módulo Sistema Integrado de Diagnóstico de Faltas (SIDF). Destes, o SGRDO será implementado inicialmente, dando subsídios para que o SAP e O SIDF sejam desenvolvidos de forma concomitante. Entidade(s) Participante(s): Centro Federal de Educação Tecnológica do RS, Fundação Universidade Federal do RS, Quântico Consultoria S/C Ltda., Reason Tecnologia S.A. Valor Total Investido: R$ ,09 5

6 Projeto nº: /2007 Título do Projeto: DESENVOLVIMENTO DE SOFTWARE PARA DIAGNÓSTICO TERMOMECÂNICO DE FALHAS ONLINE NAS TURBINAS A GÁS E A VAPOR DE UMA UTE DE CICLO COMBINADO Prazo de Execução: 24 Meses Objetivo: Este projeto tem como objetivo desenvolver uma metodologia para realizar o monitoramento e diagnóstico de falhas das turbinas, a gás e a vapor, de uma UTE de ciclo combinado. A metodologia desenvolvida será implementada na forma computacional, a fim de que seja adicionada à plataforma MDM, desenvovida pela M&D Monitoração e Diagnose Ltda. Essa ferramenta será capaz de apontar as prováveis causas, dos pontos de vista mecânico e termodinâmico, que originam as diferenças entre o comportamento real e o comportamento esperado das turbinas da usina termelétrica. O SISTEMA MDM, NA VERSÃO ATUAL, ESTÁ FOCADO NA AQUISIÇÃO ("ON-LINE" E/OU "OFF-LINE") E ANÁLISE DE GRANDE QUANTIDADE DE DADOS MONITORADOS, VIA SENSORES INSTALADOS NOS EQUIPAMENTOS INDUSTRIAIS, PARA A IDENTIFICAÇÃO PRECOCE E O DIAGNÓSTICO DE FALHAS NESSES EQUIPAMENTOS. PARA REALIZAR ESSA TAREFA, O SISTEMA MDM UTILIZA TÉCNICAS DE IA, ATRAVÉS DE UM SISTEMA ESPECIALISTA FUZZY, BASEADO EM REGRAS DE PRODUÇÃO ("RULE-BASED EXPERT SYSTEM"), QUE CONTÊM O CONHECIMENTO ESPECIALISTA SOBRE O DIAGNÓSTICO DOS MODOS DE FALHA QUE SE QUER IDENTIFICAR NOS EQUIPAMENTOS. Entidade(s) Participante(s): Fundação Padre Leonel Franca, M&D Monitoração e Diagnose Ltda. Valor Total Investido: R$ ,20 6

7 Projeto nº: /2007 Título do Projeto: Desenvolvimento de alternativas tecnológicas para o aumento da sustentabilidade ambiental na geração de energia elétrica por combustão de gás natural Prazo de Execução: 24 Meses Objetivo: - Elaborar um programa para a adequada gestão de resíduos, efluentes e emissões para a usina termelétrica a gás natural, de acordo com as exigências legais e que sejam ambientalmente eficientes e economicamente atraentes; - Identificar os tipos de resíduos, efluentes e emissões que, potencialmente, podem oferecer riscos do ponto de vista ambiental e/ou de segurança em ambientes de usina; - Desenvolver e implementar uma ferramenta para o Gerenciamento de Resíduos, de Efluentes e de Emissões provenientes dos processos de operação e manutenção da usina; - Implantar procedimentos de monitoramento, controle e separação para quantificar todos os resíduos, efluentes e emissões, segundo seu grau de toxicidade e/ou de risco para o meio ambiente; - Desenvolver e implementar um Plano de Gerenciamento de Contingências Ambientais para a usina, contemplando os itens avaliados (resíduos, efluentes e emissões). Com relação aos resíduos: 1. Avaliação dos resíduos gerados através de informações visuais, observação dos materiais/equipamentos envolvidos e descrição do processo de geração elétrica com combustão de gás natural; 2. Coleta de amostras dos resíduos para ensaios de caracterização e classificação, de acordo com as diretrizes estabelecidas nas normas NBR , NBR , NBR e NBR ; 3. Indicação das opções de destinação final possíveis, de acordo com as informações obtidas nos itens anteriores e avaliando-se a viabilidade técnica, econômica e ambiental de cada uma delas; 4. Elaboração do Plano Diretor de Gerenciamento de Resíduos. 7

8 Com relação aos efluentes: 1. Identificação dos efluentes gerados nos processos de operação/manutenção da usina, bem como os seus devidos pontos de lançamento; 2. Treinamento do pessoal da usina para operação do equipamento de monitoramento dos efluentes; 3. Caracterização dos efluentes gerados, de acordo com parâmetros estabelecidos na Licença de Operação da usina e aqueles listados na Resolução do Conselho Nacional de Meio Ambiente - CONAMA 357/2005; 4. Opções de melhoria para os efluentes lançados, se necessário. Nesta atividade será ainda mais integrada a ação envolvendo resíduos, pois o acondicionamento incorreto destes pode ocasionar um efluente de qualidade indesejável; 5. Elaboração do Plano Diretor de Gerenciamento de Efluentes. Com relação às emissões atmosféricas: 1. Identificação dos pontos de emissão da usina (chaminés); 2. Treinamento do pessoal da usina para operação do equipamento de monitoramento das emissões, bem como para a montagem da estrutura de monitoramento (patamares, andaimes, etc.); 3. Avaliação dos dados medidos com base na legislação vigente; 4. Utilização dos dados medidos para estudo da dispersão dos gases através de modelagem matemática. 5. Elaboração do Plano Diretor de Gerenciamento de Emissões. Entidade(s) Participante(s): Lactec - Instituto de Tecnologia para o Desenvolvimento Valor Total Investido: R$ ,48. 8