Disciplina: Laboratório de Tecnologias Ambientais I

Objetivos Gerais:

1.Conhecer tecnologias e metodologias para a monitorização de consumos energéticos;

2. Conhecer tecnologias e metodologias para a avaliação da eficiência energética em motores elétricos e de combustão;

3.Conhecer tecnologias, metodologias e materiais para o uso eficiente da energia;

4. Conhecer tecnologias para aproveitamento de energias renováveis.

Distribuição dos conteúdos detalhados: 

1. Monitorização de consumos energéticos.

1.1 Conceito de monitorização de consumos energéticos, os diferentes tipos;

1.2 Equipamentos existentes no mercado para a monitorização energética e técnicas de Monitorização;

1.3 Tipos de cargas (cargas com consumo permanente, On/Off, estados finitos, consumos variáveis, etc?)

1.4 Diagramas de energia versus diagrama de carga - principais diferenças;

1.5 Identificação da ponta máxima, ponta mínima, ponta média, fatores de vazio, fator de carga, fator de ponta e fator de simultaneidade, nos diagramas lecionados no ponto anterior;

1.6 Exercício práticos e elaboração de diagramas de carga e energia (diário, semanal e mensal);

2. Avaliação da eficiência energética em motores e equipamentos elétricos.

2.1 Conceito de eficiência versus rendimentos; motores Elétricos ? tipos;

2.2 Eficiência de equipamentos elétricos;

2.3 Apresentar a norma internacional em vigor que classificação os motores versus respetivos rendimentos;

2.4 Exercício práticos sobre rendimento de motores elétricos; 

3. Avaliação da eficiência energética em motores de combustão.

3.1 Diferenciar motores de combustão interna (MCI) ou externa (MCE), processos físicos, propriedades dos materiais e conceitos da Termodinâmica (energia térmica, temperatura, calor e trabalho) aplicados aos MCI;

3.2 Etapas e transformações de energia de um MCI. Mecanismos de uma cambota. Partes de um motor;

3.3 A Lei Zero da Termodinâmica. Escalas de temperatura: Kelvin e Celsius. Riscos e cuidados da dilatação dos motores;

3.4 Transmissão de calor, as correntes de conveção, radiação, o sistema de arrefecimento do MCI e o diagrama do sistema de arrefecimento de um motor de 4 cilindros.

3.5 Calor específico e capacidade térmica, trocas de calor, calorímetro, equivalente mecânica do calor. Ciclo de Otto. Distribuição de exercícios para a resolução em grupo. Análise crítica por parte dos alunos.

4. Tecnologias, metodologias e materiais para a eficiência no uso de energia.

4.1 Tecnologias e metodologias para melhorar a eficiência no uso de energia;

4.2 Metodologia dos 7 passos para o uso eficiente de energia;

4.3 Tecnologia ambiental ou tecnologia verde ou tecnologia sustentável ? importância da redução das emissões dos gases do efeito estufa; exercícios práticos.

4.4 Os nanomateriais e a questão ambiental; Nanotecnologia e o meio ambiente: perspetivas e riscos;

4.5 Exemplos práticos de nanotécnicas na preservação do ambiente;

5. Tecnologias de aproveitamento de energias renováveis.

5.1 Energia das ondas e marés; tipificação do recurso (costeiros (onshore), perto da costa (nearshore), oceânicos (offshore)), dispositivos: AWS, pelamis, aquabuoy, McCabe, Wave Dragon, vantagens e desvantagens da energia das ondas e marés;

5.2 Biomassa; aspetos positivos e negativos da utilização da biomassa, processos de conversão da biomassa: Trituração ou estilhaçamento, Secagem, Compactação ou densificação, combustão da biomassa, poder calorífico das diferentes fontes de biomassa: pellets, briquetes, entre outros.

5.3 Geotermismo; ponto da situação da utilização da geotermia na conversão de energia geotérmica para energia elétrica. Caso de estudo: arquipélago dos açores;

5.4 Metodologia de cálculo de alguns métodos inerentes aos processos geralmente utilizados nos recursos renováveis supra referidos.

Castanheira,Luís.; Gouveia, Joaquim Borges: Energia, Ambiente e Desenvolvimento Sustentável, Sociedade Portuguesa de Inovação, 2004.ISBN 972-8589-45-X.

Flizikowski, Jozef.; Bielinski, Kazimierz: Technology and Energy Sources Monitoring: Control, Efficiency, and Optimization, Information Science Reference, 2012, 248 pages. DOI: 10.4018/978-1-4666-2664-5. ISBN13: 9781466626645.

Kirtley, James L.; Beaty, Jr.H.; Ghai, Wayne Nirmal K.; Leeb, Steven B.;  Lyon, Richard H: Electric Motor Handbook, McGraw-Hill Companies, Inc., 1998. ISBN: 9780070359710.

Jardim, António Manuel Ferreira da Silva: Contributo para a Divulgação das Energias - Convencionais, Renováveis e Alternativas, PUBLINDUSTRIA, 2012, 135 páginas. ISBN: 9789897230073.

Lopes, Marta.;  Antunes, Carlos Henggeler;  Janda, Kathryn B (Editors): Energy and Behaviour: Towards a Low Carbon Future, 1st Edition, Academic Press, 2019, 558 pages. eBook ISBN: 9780128185681.

Marques, José Carlos Páscoa: Turbomáquinas: Uma Abordagem Moderna ? eBook, ENGEBOOK, 2017, 294 páginas. ISBN: 9789897232428.

Martins, Jorge José Gomes: Motores de Combustão Interna - 6ª Edição, ENGEBOOK, 2020, 586 páginas. ISBN: 9789898927842.

Sá, André Fernando Ribeiro; Coutinho, António Eduardo Pereira: Máquinas Elétricas e Alguns Engenhos (2.ª Edição) ? eBook, ENGEBOOK, 2017, 364 páginas. ISBN: 9789897232459

Sá, André Fernando Ribeiro; Coutinho, António Eduardo Pereira: Máquinas Elétricas e Alguns Engenhos ? Volume II ? eBook, PUBLINDUSTRIA, 2017. ISBN:9789897232039

SANTOS: Fontes de Energia Nova e Renovável, LTC, 2013. ISBN: 9788521623564

Stone, Richard:  Introduction to Internal Combustion Engines Hardcover, 4th edition, Palgrave, 2012, 516 pages.

Torgal, Fernando Pacheco; Jalali, Said: A Sustentabilidade dos Materiais de Construção ? eBook, TECMINHO, 2011, 460 páginas. ISBN: 9789728600266.

Turns, Stephen R: Introdução à Combustão, Conceitos e Aplicações - 3ª edição, BOOKMAN, 2014, 424 páginas. ISBN: 9788580552744.

Zobaa, Ahmed F and Bansal, Ramesh C (editors): Handbook of Renewable Energy Technology, World Scientific Publishing, 2011. DOI: 10.1142/9789814289078. ISBN: 9789814289061.

Diversos artigos de diferentes revistas e textos científicos atualizados.

Metodologia de Avaliação - Método B: FG + TPs + Relatório

1 frequência global (FG) cotada para 20 valores. O peso correspondente na nota final (NF) será de 40% da nota final da UC.

FG parte 1: Responsabilidade do primeiro docente!

FG parte 2: Responsabilidade da Regente!

2 trabalhos práticos a serem realizados ao longo das aulas práticas sob o acompanhamento de ambos os docentes sob a seguinte metodologia:

TP1 - tema e enunciado a apresentar pelo primeiro docente. O peso correspondente na nota final (NF) será de 20% da nota final da UC.

TP2 - tema e enunciado a apresentar pela Regente. O peso correspondente na nota final (NF) será de 20% da nota final da UC.

O TP1 deverá ser iniciado, os dados tratados e verificados, antes da apresentação oral.

O TP2 deverá iniciado, os dados tratados e verificados, antes da apresentação oral.

1 relatório escrito (RE) que descreva detalhadamente, todo o trabalho realizado quer no TP1 como no TP2, mas que não exceda 30 páginas. O peso correspondente na nota final (NF) será de 20% da nota final da UC.

Fórmula de cálculo da classificação final a ser lançada em pauta(época normal):

Serão considerados aprovados os alunos que obtiverem uma classificação final igual ou superior a 10 (dez) valores, numa escala de 0 a 20, com arredondamento às unidades, na seguinte equação:

𝐍𝐅= FG*0,40+TP1*0,20+ TP2*0,20 + RE*0,20

Nota: é obrigatória a presença dos alunos em todos os elementos de avaliação da época normal, ou seja, faltar a algum elemento de avaliação nesta época não é igual a ter zero, pois, pode acontecer o aluno alcançar uma nota positiva no somatório da maioria dos elementos, mas basta faltar a um deles que fica como não avaliado e reprova!

No exame de recurso os alunos poderão recuperar alguns elementos de avaliação da época normal. A escolha do/dos momento/s a recuperar deverá ser decidida com aval da Regente!

No exame da época especial, os alunos não poderão recuperar momentos de avaliação transatos:

𝐍𝐅= nota exame de época especial!