Problema 1

Nome:_____________________________________
N.___________
GESTÃO ENERGIA
Departamento de Engenharia Mecânica
Ano Lectivo de 2014/2015 –1º Exame
Prof. responsável: Paulo Ferrão
15 DE JANEIRO DE 2015
Duração: 3 horas
Problema 1 (7 valores)
Uma fábrica de produtos cerâmicos produz bules, os quais são cozidos em conjuntos de 50 bules num
forno elétrico (não contínuo). O peso de cada bule depois de cozido é de 1 kg e o tempo de cozedura é de
8 horas. Considere que a potencia elétrica consumida varia ao longo do tempo, para que no interior do
forno se verifique uma curva de temperatura (ao longo do tempo) predefinida. Depois deste tempo, os
bules são removidos já na sua forma e consistência definitivas.
a) Numa auditoria energética, que equipamento utilizaria para quantificar o consumo de energia? Como
quantificaria este consumo de energia ?
b) Considere que o consumo energético foi de 24 kWh. Qual teria sido o contributo deste processo de
cozedura para o aquecimento global, expresso em kg CO2 eq ?
Use os seguintes dados:
Emissões gasosas referentes à geração de 1 TJ (1 x 1012 J) de electricidade
SO2
N2O
CO2
CO
kg
kg
kg
kg
796.411
6.50464
153676
32.3668
Factores de caracterização para Aquecimento Global, para alguns gases
Gases emitidos (kg)
N2O
CO2
CH4
Potencial de Aquecimento Global (kg CO2
310
1
21
eq)
c) Indique qual seria a informação requerida se pretendesse desenvolver uma avaliação do ciclo de vida
(ACV) do bule cozido. Descreva os principais passos que teria de dar para realizar a ACV. Que unidade
funcional definiria para este estudo de ACV ?
O exame só pode ser feito nas folhas do enunciado
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Problema 1
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Problema 2 (6 valores)
Imagine que vive em Lisboa e que usa os transportes ao longo do ano da seguinte forma:

5 dias/semana curta distância casa-trabalho com um carro a diesel;

Comboio ida volta Lisboa-Porto, cada 3 meses;

1/ano voo intercontinental, ida e volta, boeing 747-400, Lisboa-Brasil.
Table 1
km por ida ou volta: 10
diesel fuel (35.94 MJ/l)
5.5 l/100 km
km por ida ou volta: 270
301 lugares de passageiros
electricidade (30% renováveis; 70% centrais termoeléctricas)
12 kWh/km
70% eficiência
km por ida ou volta: 7000
jet fuel (37.4 MJ/l)
416 lugares de passageiros
Depósito de combustível: 200 000 l
autonomia: 13500 km
eficiência motores: 0.25
a) Qual o consumo de energia final por modo de transporte, por ano?
b) Desenhe diagramas de queijo, em percentagem, para a sua utilização de energia final e energia
primária necessária. Assuma Primaria/final = 1.14 para diesel e jet fuel.
c) Desenhe o diagrama de Sankey (primária, final e útil) e estime e eficiência global para a sua viagem de
comboio.
d) Estime, em voo estabilizado, em cruzeiro, o consumo de energia por p.km. O que pode dizer da relação
entre o consumo de energia em cruzeiro e o total consumido na viagem?
ρ ∼ 0.5 kg.m−3; Cd ∼0.022; Af ∼ 540 m2; V ∼ 900 km/h;
O exame só pode ser feito nas folhas do enunciado
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Problema 2
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Problema 3 (7 valores)
Considere o seguinte processo de produção industrial com o produto final m10:
Este processo apresenta uma operação de tratamento de resíduos (operação T). A operação D gera
resíduos com SD=2.5. Considere que f4=0.4.
a. Calcule todos os fluxos de massa em toneladas e preencha o quadro seguinte:
m1
1
m2
m3
3
m4
m5
m6
m7
m8
m9
m10
b. Considerando o consumo específico das operações (kgep/ton) dado na seguinte tabela calcule todos
consumos específicos dos fluxos (kgep/ton) e preencha o quadro respectivo:
CEA
CEB
CE C
CE D
CEE
CE T
40
10
90
20
80
10
CE 5
CE 6
CE 7
CE1 CE2
0
0
CE 3
0
CE 4
CE 8
CE 9
CE10
c. Considere que era introduzida uma operação, R, com CER=50 kgep/ton, para reciclar todo o fluxo m9
para a operação E. Assumindo que f6 tinha que ser mantido constante para assegurar a qualidade do
produto final qual seria o novo valor de CE10 (kgep/ton)?
d. Considere uma fábrica com o processo de produção descrito (sem reciclagem) e com uma produção
anual de 3000 toneladas. Considere que todas as operações só usam electricidade e que o SGCIE
considera que o coeficiente de conversão é de 0.215 tep/MWh e que o factor de emissão é de 0.47 kg
CO2/kWh.
i. Calcule a intensidade carbónica (kg CO2/tep).
ii. A introdução da reciclagem seria suficiente para cumprir o SGCIE?
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Problema 3
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