Notícias da UFSC

Divulgação: Revista Fapeu

Um projeto realizado na Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC) desenvolveu um inversor solar fotovoltaico do tipo string de 3 kW de potência ativa. O modelo, embora seja o mais adotado em sistemas fotovoltaicos para geração de energia, possui baixa produção nacional, com a quase totalidade dos equipamentos sendo importados ou comercializados como white label (nacionalizados), sem desenvolvimento no país. A criação do dispositivo foi viabilizada por meio de uma parceria com a empresa Ageon Electronic Controls, com sede em Palhoça, na Grande Florianópolis, e  com apoio da Fundação de Amparo à Pesquisa e Extensão Universitária (Fapeu). A coordenação é do professor Lenon Schmit, do departamento de Computação da UFSC Araranguá.

A equipe de trabalho foi formada por seis pesquisadores do Instituto de Eletrônica de Potência (Inep) da UFSC. Os inversores são dispositivos responsáveis por realizar a conversão eficiente da energia fotogerada, adequando-a em amplitude, fase, frequência e distorção harmônica aos requisitos de qualidade de energia impostos pelas normas vigentes. Sistemas fotovoltaicos conectados à rede elétrica podem ser de diferentes tamanhos e níveis de potência, variando desde sistemas com um único módulo, da ordem de centenas de watts, até usinas constituídas de milhares de módulos, com capacidade instalada superior a centenas de megawatts. Os diferentes tipos de inversores fotovoltaicos dividem-se em microinversor, inversor string e inversor central e são selecionados em função da configuração e da quantidade de módulos da instalação.

Os inversores do tipo string são os mais populares, com mais de 60% de participação no mercado mundial. “Em resumo, podemos dizer que os inversores string destacam-se pela relação custo-benefício e eficiência em sistemas de médio porte, o que justifica a sua posição predominante no mercado”, explica o coordenador do projeto.

No Brasil, embora os investimentos no setor de geração de energia solar tenham sido impulsionados nos últimos anos, o desenvolvimento de tecnologias nacionais ainda é embrionário, de forma que a grande parte dos inversores e demais equipamentos utilizados atualmente são importados ou nacionalizados.

“É importante destacar que inversores fotovoltaicos estão em constante evolução, com novas tecnologias, aplicações e regulamentações sendo desenvolvidas. Esse cenário reforça a importância de projetos de pesquisa, desenvolvimento e inovação (PD&I) em inversores do tipo string”, observa o professor, que também destaca a relevância da parceria com a empresa catarinense.

Protótipo

O trabalho foi realizado ao longo de aproximadamente 15 meses, entre 2023 e 2024. “O projeto atingiu todas as metas e resultados esperados. De maneira geral foi desenvolvido um protótipo de um inversor solar fotovoltaico string de 3 kW com maturidade tecnológica TRL4″, resume o professor, docente permanente no Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica da UFSC e coautor do livro Energia Solar Fotovoltaica: Geração, Conversão e Aplicações.

Para a construção do protótipo foi feito todo o equacionamento de projeto, seguido de simulações computacionais exploratórias e seleção de componentes. A partir da definição dos componentes, foram elaborados os esquemáticos elétricos e os layouts das placas de circuito impresso. Após a montagem, o protótipo foi submetido a uma série de testes em laboratório.

Os testes demonstraram a operação adequada do inversor em diferentes pontos de operação e sob métricas de desempenho, a exemplo da qualidade da energia entregue à rede elétrica e da eficiência no rastreamento de máxima potência dos módulos fotovoltaicos. “O inversor mostrou-se bastante robusto e seguro, sem apresentar falhas operacionais”, definiu o coordenador do projeto.

Além de Lenon Schmitz, a equipe do projeto também foi integrada pelo professor Roberto Francisco Coelho e pelos acadêmicos Julio Cesar Dias, de pós-doutorado; Tailan Orlando e Luiz Fernando Marquez Arruda, de doutorado; e Mateus Constantino Orige, de mestrado.

* Esta reportagem faz parte da edição 15 da Revista da Fapeu que está disponível na íntegra para download em https://tinyurl.com/RevistaDaFapeu

Vista aérea da Estação de Maricultura Professor Elpídio Beltrame.

A Estação de Maricultura Professor Elpídio Beltrame (Emeb) da Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC) e a Fundação Projeto Tamar atenderam juntas, de 2005 até o primeiro trimestre de 2024, mais de mil tartarugas vivas. Os animais foram recebidos no Centro de Reabilitação na Barra da Lagoa, em Florianópolis, que trabalha pela proteção e na pesquisa sobre tartarugas marinhas. A Estação é responsável pela qualidade da água salgada fornecida aos tanques onde são tratadas as espécies marinhas. 

A manutenção da estação de bombeamento de água salgada do mar para uso comum entre a Estação de Maricultura e o Tamar é o elo de integração entre os dois projetos. A Fundação Projeto Tamar ajuda financeiramente a custear parte da manutenção dos equipamentos de captação da água salgada, e o uso da água compartilhada combina as ações de ensino, pesquisa e extensão desenvolvidas pelas duas instituições.

“O fornecimento diário de água marinha de qualidade abastece os tanques das tartarugas marinhas que fazem parte do plantel do Museu Aberto das Tartarugas Marinhas, além das tartarugas em tratamento no Centro de Reabilitação, bem como permite o desenvolvimento das atividades realizadas pela Fundação Projeto Tamar no local”, destaca a coordenadora do Tamar, Juçara Wanderlinde.

No local funciona o Centro de Visitantes do Projeto Tamar Florianópolis – ou Museu Aberto das Tartarugas Marinhas, como é cadastrado no Instituto Brasileiro de Museus (Ibram). O espaço possui uma parte aberta ao público, com um plantel fixo de tartarugas, e outra parte onde funciona o Centro de Reabilitação que recebe tartarugas marinhas encontradas encalhadas ou debilitadas em todo o litoral de Santa Catarina. 

Para manutenção dos animais que compõem o plantel do Museu são utilizados aproximadamente 135 mil litros de água salgada, divididos em três tanques com exemplares de tartarugas marinhas, e 5 mil litros em um tanque com exemplares de peixes da região. “Nos tanques com exemplares de tartarugas é realizada a troca total da água, quando necessária, para limpeza e manutenção. No tanque menor, a troca é parcial e realizada quinzenalmente”, explica Walter Quadros Seiffert, professor da UFSC e coordenador do projeto de parceria.

Já para os animais em tratamento no Centro de Reabilitação são utilizados tanques menores, sendo que o tamanho e a quantidade variam de acordo com as demandas de atendimentos. “A troca da água é diária e a permanência do indivíduo depende da sua recuperação, até que seja realizado o retorno ao mar”, detalha Juçara. Para suprir o abastecimento em casos de emergência há ainda um reservatório de água salgada de 60 mil litros. A Fundação de Amparo à Pesquisa e Extensão Universitária (Fapeu) também atua nesse sistema de cooperação, na gestão financeira deste projeto.

Visibilidade e pesquisas

Construída em uma área de 15 mil metros quadrados, a Estação de Maricultura Professor Elpídio Beltrame conta com mais de três décadas de história e agrega laboratórios que atuam em projetos e pesquisas relacionadas ao desenvolvimento do cultivo de camarões, peixes marinhos nativos, moluscos, algas marinhas e cultivos multitróficos.

A Fundação Projeto Tamar atua no litoral brasileiro desde a década de 1980 com a missão de promover a recuperação das tartarugas marinhas por meio de ações de pesquisa, conservação e inclusão social. Na unidade instalada em 2005, em Florianópolis, são desenvolvidas ações de pesquisa, manejo e proteção das tartarugas marinhas, além de atividades de envolvimento comunitário, inclusão social, sensibilização e educação ambiental, valorização cultural e geração de oportunidades de trabalho e renda e de recursos próprios (autossustentabilidade). “A participação e o apoio da comunidade e dos pescadores da Barra da Lagoa no monitoramento das espécies de tartarugas marinhas é fundamental para o sucesso das atividades de conservação”, observa Juçara.

Para a Estação de Maricultura, a cooperação com o Tamar faz com que a divulgação da Emeb dentro do Centro de Visitação dê visibilidade à comunidade sobre os trabalhos desenvolvidos nos campos da produção sustentável da maricultura catarinense e brasileira. “Além disso, durante estes anos de parceria foram realizadas inúmeras visitas técnicas de acadêmicos dos cursos de Engenharia de Aquicultura ao Centro de Visitantes da Fundação Projeto Tamar, fortalecendo os campos de conhecimento de construções, hidráulica e cultivo”, ressalta o professor Walter Seiffert. “Também são realizadas exposições sobre o trabalho desenvolvido na EMEB dentro da estrutura do Tamar durante as visitações de final de semana”, acrescenta.

Informações pela Revista da Fapeu.

Afluentes mineiros do Alto Paranaíba (Divulgação)

Uma equipe formada por pesquisadores da Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC) que mapeia a capacidade hídrica do subsolo de diferentes pontos do Brasil chegou a valores de disponibilidade hídrica subterrânea da ordem de 0,903 km3 e 1,075 km3 (milhões de metros cúbicos) anuais em regiões das bacias do Rio São Francisco e Rio Paranaíba, Noroeste de Minas Gerais. Em 2021, o Instituto Mineiro de Gestão das Águas (Igam) suspendeu temporariamente a emissão de novas autorizações de perfuração e exploração de água subterrânea na área.

O projeto de extensão buscou atender uma demanda sobre a disponibilidade hídrica subterrânea na área da Chapada do Batalha, localizada nos municípios de Guarda-Mor, Paracatu e Vazante, na Bacia Hidrográfica do Rio São Francisco; e Coromandel, no Alto Paranaíba, na Bacia do Rio Paranaíba. “O objetivo é que a cada ano uma área de estudo seja selecionada para aplicar os conhecimentos de geologia e hidrogeologia; e gerar produtos que possam ser utilizados para auxiliar a tomada de decisão relacionada com o uso e ocupação do solo, outorga de recursos hídricos e implantação de atividades potencialmente poluidoras”, ressalta o professor Rodrigo Heringer, coordenador do projeto e docente do curso de Geologia da UFSC

O trabalho no território mineiro começou em dezembro de 2022 e terminou em abril de 2023. Realizado em conjunto com Universidade Federal de Uberlândia (UFU), foi financiado com recursos da empresa de soluções ambientais Fernando Costa Faria e Cia Ltda, com gereciamento de recursos financeiros realizado pela Fapeu. Em 2023, a bacia do Rio Cubatão, na região da Grande Florianópolis, em Santa Catarina passou ao foco dos estudos.

A portaria do Igam, em 2021, foi a primeira de restrição e controle para avaliação publicada pelo governo mineiro. Na época, o documento considerava crítica a escassez hídrica superficial em trecho a montante do Rio Escuro, o principal da região. A situação crítica foi definida a partir de monitoramento do rio, que integra a Bacia do Rio São Francisco. “O objetivo foi realizar o balanço hídrico de duas bacias hidrográficas da região e assim determinar os componentes como precipitação, escoamento superficial, infiltração, recarga dos aquíferos e fluxo de base. De posse do balanço hídrico é possível estabelecer a disponibilidade hídrica subterrânea e nortear a tomada de decisão por parte do órgão ambiental”, observa o professor.

O trabalho envolveu, além do coordenador, também um professor da UFU e quatro acadêmicos da UFSC e da Universidade Federal de Goiás (UFG). “Com este estudo é possível determinar o valor de cada parcela do balanço hídrico e assim estimar o montante de água subterrânea que pode ser explorada de forma sustentável”, explica Rodrigo Heringer. “Saliente-se que a explotação da água subterrânea deve ser acompanhada do monitoramento da variação do lençol freático e da vazão nas estações fluviométricas”, acrescenta.

O estudo de bacias hidrográficas é realizado na disciplina de Geologia Ambiental, que inclui a seleção de uma área para mapear questões de cunho ambiental e realizar o balanço hídrico. Durante a disciplina são elaborados mapas de restrições ambientais, vulnerabilidade hídrica subterrânea e susceptibilidade à erosão, dentre outros itens. A disciplina está aberta à sugestão de áreas para estudo que podem ser indicadas pelos municípios, população ou pesquisadores. “A cada ano uma área será escolhida e estudada”, diz o professor.

*Conteúdo editado com base em reportagem da edição 14 da Revista da Fapeu.