Plataforma de desenvolvimento de circuitos eletrônicos adaptativos.

Este trabalho apresenta uma arquitetura geral para evolução de circuitos eletrônicos analógicos baseada em algoritmos genéticos. A organização lógica privilegia a interoperabilidade de seus principais componentes, incluindo a possibilidade de substituição ou melhorias internas de suas funcionalidades. A plataforma implementada utiliza evolução extrínseca, isto é, baseada em simulação de circuitos, e visa facilidade e flexibilidade para experimentação. Ela viabiliza a interconexão de diversos componentes aos nós de um circuito eletrônico que será sintetizado ou adaptado. A técnica de Algoritmos Genéticos é usada para buscar a melhor forma de interconectar os componentes para implementar a função desejada. Esta versão da plataforma utiliza o ambiente MATLAB com um toolbox de Algoritmos Genéticos e o PSpice como simulador de circuitos. Os estudos de caso realizados apresentaram resultados que demonstram a potencialidade da plataforma no desenvolvimento de circuitos eletrônicos adaptativos.

Detecção de falhas em circuitos eletrônicos lineares baseados em classificadores de classe única.

Esse trabalho está baseado na investigação dos detectores de falhas aplicando classificadores de classe única. As falhas a serem detectadas são relativas ao estado de funcionamento de cada componente do circuito, especificamente de suas tolerâncias (falha paramétrica). Usando a função de transferência de cada um dos circuitos são gerados e analisados os sinais de saída com os componentes dentro e fora da tolerância. Uma função degrau é aplicada à entrada do circuito, o sinal de saída desse circuito passa por uma função diferenciadora e um filtro. O sinal de saída do filtro passa por um processo de redução de atributos e finalmente, o sinal segue simultaneamente para os classificadores multiclasse e classe única. Na análise são empregados ferramentas de reconhecimento de padrões e de classificação de classe única. Os classficadores multiclasse são capazes de classificar o sinal de saída do circuito em uma das classes de falha para o qual foram treinados. Eles apresentam um bom desempenho quando as classes de falha não possuem superposição e quando eles não são apresentados a classes de falhas para os quais não foram treinados. Comitê de classificadores de classe única podem classificar o sinal de saída em uma ou mais classes de falha e também podem classificá-lo em nenhuma classe. Eles apresentam desempenho comparável ao classificador multiclasse, mas também são capazes detectar casos de sobreposição de classes de falhas e indicar situações de falhas para os quais não foram treinados (falhas desconhecidas). Os resultados obtidos nesse trabalho mostraram que os classificadores de classe única, além de ser compatível com o desempenho do classificador multiclasse quando não há sobreposição, também detectou todas as sobreposições existentes sugerindo as possíveis falhas.

Condições de contorno albedo para cálculos globais de reatores nucleares térmicos com o modelo de ordenadas discretas a dois grupos de energia

Como eventos de fissão induzida por nêutrons não ocorrem nas regiões nãomultiplicativas de reatores nucleares, e.g., moderador, refletor, e meios estruturais, essas regiões não geram potência e a eficiência computacional dos cálculos globais de reatores nucleares pode portanto ser aumentada eliminando os cálculos numéricos explícitos no interior das regiões não-multiplicativas em torno do núcleo ativo. É discutida nesta dissertação a eficiência computacional de condições de contorno aproximadas tipo albedo na formulação de ordenadas discretas (SN) para problemas de autovalor a dois grupos de energia em geometria bidimensional cartesiana. Albedo, palavra de origem latina para alvura, foi originalmente definido como a fração da luz incidente que é refletida difusamente por uma superfície. Esta palavra latina permaneceu como o termo científico usual em astronomia e nesta dissertação este conceito é estendido para reflexão de nêutrons. Este albedo SN nãoconvencional substitui aproximadamente a região refletora em torno do núcleo ativo do reator, pois os termos de fuga transversal são desprezados no interior do refletor. Se o problema, em particular, não possui termos de fuga transversal, i.e., trata-se de um problema unidimensional, então as condições de contorno albedo, como propostas nesta dissertação, são exatas. Por eficiência computacional entende-se analisar a precisão dos resultados numéricos em comparação com o tempo de execução computacional de cada simulação de um dado problema-modelo. Resultados numéricos para dois problemas-modelo com de simetria são considerados para ilustrar esta análise de eficiência.

Proposta de Protocolo para Projeto de Engenharia de Reatores Anaeróbios de Fluxo Ascendente com Manta de Lodo.

Esta dissertação apresenta a metodologia para o Projeto de Engenharia de Reatores Anaeróbios de Fluxo Ascendente com Manta de Lodo para tratamento de esgoto sanitário. A metodologia desenvolvida apresenta os parâmetros de cálculo e os condicionamentos técnicos físicos envolvidos no projeto e construção da unidade de tratamento. O trabalho contém uma proposta de protocolo para o projeto, construção e operação do Reator UASB.

Determinação por ultrassom de constantes elásticas de pastilhas de alumina utilizadas em varetas combustíveis de reatores nucleares.

Pastilhas de dióxido de urânio (UO2) são empregadas como combustível nos reatores nucleares de potência, onde as condições operacionais introduzem elevados gradientes térmicos nas pastilhas. Potências elevadas propiciam a fusão da parte central das pastilhas. O inchamento das pastilhas de dióxido de urânio (UO2), decorrente dos produtos de fissão, pode causar o trincamento do material, em função disso, o estudo do seu comportamento mecânico é importante. Esse trabalho avaliou a aplicação de método ultrassônico na obtenção de constantes elásticas. Em função das dificuldades no manuseio do material nuclear, optou-se por um estudo comparativo em pastilhas de alumina (Al2O3). Foram fabricados e usados dois conjuntos de 10 pastilhas de Al2O3 com densidades de 92% e 96%. Foi desenvolvida técnica ultrassônica por transmissão obtendo medidas do tempo de percurso de ondas ultrassônicas, longitudinais e transversais, usadas para a determinação das constantes elásticas do material. Equações relacionando a velocidade da onda ultrassônica ao módulo de elasticidade, módulo de cisalhamento e coeficiente de Poisson, permitiram obter essas constantes elásticas, que apresentaram excelente concordância com a literatura disponível para o Al2O3.

Exploração de ambientes em jogos eletrônicos

Esta pesquisa parte da observação de uma prática ocorrida em jogos eletrônicos, identificada como exploração de ambientes. Seu objeto são as ações, processos e os contextos que abrigam esta prática posta em movimento pelos jogadores, em associação com os demais agentes que fazem o jogo funcionar. Objetiva-se uma conceituação do comportamento exploratório nos videogames, bem como dos ambientes nos quais ele se concretiza, e do qual é inseparável. Para tanto, fez-se uma divisão em três partes, a procura de redefinir esta prática a partir de perspectivas teóricas distintas. A primeira se refere às particularidades da exploração em ambientes digitais. Demonstra-se como o jogo representa as habilidades que compõem este processo (movimento, navegação, reconhecimento e manipulação), e quais as propriedades comunicativas da exploração no videogame. A segunda expande a mesma reflexão à uma esfera lúdica, em busca da relação entre ludicidade e exploração nos jogos de mundo aberto, além das suas propriedades formais e ficcionais. A última liga a exploração a um processo criativo de invenção e experimentação com as possibilidades do jogo

Análise da Eficiência de Nitrificação em Reatores Biológicos de Leito Móvel (MBBR) em escala de bancada utilizando efluente de Refinaria de Petróleo.

As atividades industriais petroquímicas, incluindo as refinarias de petróleo, são grandes consumidoras de água e, consequentemente, grandes geradoras de efluentes industriais contendo uma infinidade de contaminantes. No caso das refinarias de petróleo brasileiras, o nitrogênio amoniacal tem se tornado um componente crítico a ser tratado, o que tem sido feito através de processos de tratamento biológicos que utilizam a nitrificação como base. Neste trabalho, foi avaliada a operação de um reator de leito móvel (MBBR), em escala de bancada, utilizando suportes de polietileno com área específica de 820 m2.m-3, para tratar um efluente proveniente de uma refinaria brasileira com alta concentração de nitrogênio amoniacal. O efluente bruto apresentou demanda química de oxigênio entre 100 e 300 mg.L-1, teores de nitrogênio amoniacal entre 60 e 90 mg.L-1 e condutividade elétrica entre 1 e 2 mS.cm-1. Mesmo com variações da qualidade da alimentação da planta ao longo do estudo, como o aumento das concentrações de contaminantes, incluindo inibidores da nitrificação típicos dos efluentes de refinaria, a planta atendeu à Resolução CONAMA 430/2011 (BRASIL, 2011), que limita a concentração de descarte em 20 mg.L-1 para o contaminante nitrogênio amoniacal, em 93% das medições. Para o caso de uma fictícia legislação mais restritiva, que exigisse limite de 5 mg.L-1 desse contaminante, houve sucesso no tratamento em 83% do tempo, com eficiência média de nitrificação de 93,1%, evidenciando que há uma possibilidade real de utilização do processo MBBR em refinarias brasileiras.

Proposta de metodologia para operação estável de reatores anaeróbios em indústrias de refrigerantes.

Embora seja crescente a utilização de reatores anaeróbios no tratamento de efluentes nas indústrias de refrigerantes, algumas características desta tecnologia ainda comprometem o desempenho, a estabilidade e a confiabilidade do processo, acarretando no aumento dos custos operacionais necessários para garantir a qualidade do efluente tratado, em adequação à todas as exigências legais. Dentre estas características destaca-se a vulnerabilidade do lodo anaeróbio a choques de produtos químicos. O presente trabalho propõe uma metodologia, baseada no método PDCA, com o objetivo de prevenir impactos negativos sobre o reator anaeróbio, através da identificação dos resíduos químicos gerados pela fábrica de refrigerantes, assim como a sua classificação, quanto a frequência de descartes e a severidade do impacto sobre a atividade dos microorganismos anaeróbios. O estudo mostrou, através da redução de DQO (Demanda Química de Oxigênio), quais produtos químicos apresentaram maior inibição sobre o lodo anaeróbio, possibilitando à fábrica direcionar ações de controle e contingência, além de pré-requisitos operacionais.

Condições de contorno tipo albedo para cálculos globais de reatores nucleares com o modelo de dois grupos de energia na formulação de transporte SN em geometria bidimensional cartesiana

Os eventos de fissão nuclear, resultados da interação dos nêutrons com os núcleos dos átomos do meio hospedeiro multiplicativo, não estão presentes em algumas regiões dos reatores nucleares, e.g., moderador, refletor, e meios estruturais. Nesses domínios espaciais não há geração de potência nuclear térmica e, além disso, comprometem a eficiência computacional dos cálculos globais de reatores nucleares. Propomos nesta tese uma estratégia visando a aumentar a eficiência computacional dessas simulações eliminando os cálculos numéricos explícitos no interior das regiões não-multiplicativas (baffle e refletor) em torno do núcleo ativo. Apresentamos algumas modelagens e discutimos a eficiência da aplicação dessas condições de contorno aproximadas tipo albedo para uma e duas regiões nãomultiplicativas, na formulação de ordenadas discretas (SN) para problemas de autovalor a dois grupos de energia em geometria bidimensional cartesiana. A denominação Albedo, palavra de origem latina para alvura, foi originalmente definida como a fração da luz incidente que é refletida difusamente por uma superfície. Esta denominação latina permaneceu como o termo científico usual em astronomia e, nesta tese, este conceito é estendido para reflexão de nêutrons. Estas condições de contorno tipo albedo SN não-convencional substituem aproximadamente as regiões de baffle e refletor no em torno do núcleo ativo do reator, desprezando os termos de fuga transversal no interior dessas regiões. Se o problema, em particular, não possui termos de fuga transversal, i.e., trata-se de um problema unidimensional, então as condições de contorno albedo, como propostas nesta tese, são exatas. Por eficiência computacional entende-se a análise da precisão dos resultados numéricos em comparação com o tempo de execução computacional de cada simulação de um dado problema-modelo. Resultados numéricos considerando dois problemas-modelo com de simetria são considerados para ilustrar esta análise de eficiência.

Tratamento de efluentes líquidos na Estação Antártica Comandante Ferraz (EACF): avaliação da aplicabilidade do processo eletrolítico.

Esta pesquisa enfoca o uso do processo eletrolítico, como alternativa para tratamento de efluentes líquidos na Estação Antártica Comandante Ferraz (EACF), considerando as limitações ambientais locais e aspectos de consumo de energia. Este processo, classificado como não convencional, vem sendo estudado pela comunidade científica nacional e internacional para tratamento de diversos efluentes, inclusive esgotos domésticos, apresentando várias vantagens que estimularam a verificação de sua aplicabilidade para as condições peculiares da EACF. Foram realizados ensaios, em escala de laboratório, com esgotos domésticos coletados em um condomínio no Rio de Janeiro, usando reatores eletrolíticos com capacidade de 4 L, com eletrodos de desgaste de alumínio (Al) e de ferro (Fe), distância entre as placas de 0,9 cm e 1,8 cm, temperaturas na faixa de 7C a 22C, e ensaios para verificação da sua eficiência, por meio de parâmetros como DQO, DBO5, SST, turbidez e volume de lodo gerado. Sob temperatura de 15C e condições de condutividade da ordem de 900 S/cm, estimada para os esgotos da EACF, aplicando densidade de corrente de 22,9 A/m2, 4,5 V, tempo de retenção de 25 min, os resultados apresentaram valores de DQO no efluente tratado de 65 mg/L(redução de 89%), DBO de 56 mg/L (redução de 64 %), SST de 8 mg/L, com turbidez de 11,3 uT e, após filtração, turbidez de 3,2 uT, consumo de energia de 0,8 Wh/L. O aspecto é límpido e a qualidade final obtida é compatível para ser submetida a tratamento de desinfecção. A partir dos dados obtidos, foram avaliadas por meio de pré-projeto: a viabilidade de sua implantação em container, a estimativa de consumo de energia e de lodo gerado, requisitos de manutenção, operação, além da sugestão de monitoramentos e de medidas de mitigação de impactos ambientais associados à respectiva instalação.

Modelagem, simulação e otimização operacional de unidades de síntese de metanol

A indústria de processos químicos tem sofrido consideráveis transformações devido ao acirramento da competitividade. Importantes progressos tecnológicos têm sido atingidos através de técnicas de modelagem, simulação e otimização visando o aumento da lucratividade e melhoria contínua nos processos industriais. Neste contexto, as plantas de metanol, um dos mais importantes produtos petroquímicos, podem ser destacadas. Atualmente, a principal matéria-prima para obtenção de metanol é o gás natural. A produção do metanol é caracterizada por três etapas: geração de gás de síntese, conversão do gás de síntese em metanol (unidade de síntese ou loop de síntese) e purificação do produto na especificação requerida. Os custos fixos e variáveis da unidade de síntese são fortemente dependentes das variáveis operacionais, como temperatura, pressão, razão de reciclo e composição da carga. Desta forma, foi desenvolvido um conjunto de modelos e algoritmos computacionais para representar matematicamente unidades de síntese de metanol. O modelo apresenta operações unitárias associadas aos seguintes equipamentos: divisores de correntes, misturadores de correntes, compressores, trocadores de calor, vasos de flash e reatores. Inicialmente, foi proposto um simulador estacionário, que serviu como base para um pseudo-estacionário, o qual contempla a desativação do catalisador por sinterização térmica. Os simuladores foram criados segundo uma arquitetura seqüencial modular e empregou-se o método de substituição sucessiva para a convergência dos reciclos. O estudo envolveu dois fluxogramas típicos, um constituído por reatores adiabáticos em série, enquanto o outro constituído por um reator tipo quench. Uma análise do efeito das principais variáveis operacionais foi realizada para o reator e para o loop de síntese. Estudou-se também o efeito da desativação do catalisador ao longo do tempo. Uma ferramenta de otimização operacional foi empregada para alcançar a máxima produção manipulando as injeções de carga fria na entrada dos leitos catalíticos. Formulou-se também um problema de maximização do lucro em função da otimização de paradas da unidade para troca do catalisador. Os resultados obtidos apontam que a ferramenta desenvolvida é promissora para a compreensão e otimização da unidade objeto deste estudo

Design de jornal impresso: a relação entre formato e usabilidade

A presente pesquisa Design de jornal impresso: a relação entre formato e usabilidade tem como principal objetivo reforçar a importância do envolvimento do usuário no design de produtos, através da compreensão da influência que o formato definido pelo tamanho das páginas e organização dos cadernos exerce sobre a usabilidade do jornal impresso. São apresentados os aspectos tecnológicos e econômicos relacionados a esse produto e verificado a influência exercida por eles sobre o formato. É feito um mapeamento sobre os principais aspectos do design de jornais e sobre os diferentes formatos de jornais, suas origens e sua relevância para o design de jornais. Busca-se mapear o formato dos jornais em diferentes mercados e os possíveis impactos das mudanças de formato na circulação, no conteúdo e na publicidade dos jornais impressos. Faz-se uma revisão do panorama atual dos jornais eletrônicos e suas possíveis interferências nos hábitos de leitura. Revisa-se a bibliografia referente à usabilidade, concentrando-se na metodologia de design de documentos e sua aplicabilidade para testes de usabilidade em jornais impressos. Por fim, descreve-se a pesquisa de campo através de entrevistas com especialistas em design de jornais, de observações sistemáticas em gráficas de jornal e sobre o mercado de jornais impressos da cidade do Rio de Janeiro e de testes de usabilidade aplicados a jornais. Conclui-se que, considerando o público participante dos testes profissionais que trabalham com impressão de jornais , apenas o aspecto do formato relacionado à organização dos cadernos parece exercer influência sobre a usabilidade dos jornais.

Ontologia de notícias: um modelo para classificação do conteúdo dos jornais on-line brasileiros, segundo a lógica da Web Semântica

Este trabalho tem por objetivo propor um modelo de ontologia simples e generalista, capaz de descrever os conceitos mais básicos que permeiam o domínio de conhecimento dos jornais on-line brasileiros não especializados, fundamentado tanto na prática quanto conceitualmente, em conformidade com os princípios da Web Semântica. A partir de uma nova forma de classificação e organização do conteúdo, a ontologia proposta deve ter condições de atender as necessidades comuns de ambas as partes, jornal e leitor, que são, resumidamente, a busca e a recuperação das informações.

A paisagem sonora eletrônica: a construção de novas audibilidades no cinema

Novas tecnologias, entendidas como parte integrante dos ambientes midiáticos contemporâneos, ajudam a conformar novos modelos perceptivos. O surgimento e a proliferação de tecnologias de síntese e de modelagem de sons por meios eletrônicos recria a relação entre o espaço presente no filme e as referências significantes que possuímos desse espaço. Os sons destacam-se dos objetos empíricos, alargando o campo de significações e de afetações sensoriais. Ao criar novas relações entre o corpo do espectador e uma inédita paisagem sonora eletrônica, novas tecnologias de som, como parte de um processo mais amplo das mídias, demandam um maior envolvimento da plateia. Dispositivos de imersão, efeitos especiais, uma nova distribuição espacial do ambiente sonoro, maior fidelidade e potência, reproduzem o encantamento físico despertado pelos primeiros cinemas. Para analisar o surgimento de novas audibilidades, novas formas de investigar o mundo a partir dessas tecnologias e dessa atual paisagem sonora, este trabalho procura uma abordagem tríplice. Inicialmente, procuramos fazer uma descrição de cunho fenomenológico da experiência cinematográfica. Em seguida, utilizamos propostas da Teoria das Materialidades para falar das afetações físicas induzidas pelo espaço sonoro eletrônico. Por último, utilizamos a perspectiva das ciências cognitivas que nos diz que corpo, cérebro e ambiente neste caso um ambiente extremamente tecnológico fazem parte de um mesmo processo dinâmico

Juventude, tecnologia e educação: perspectivas para o ensino médio

O presente século está sendo marcado pelo aceleramento da tecnologia eletrônica. Nesse momento se torna imprescindível a formação e compromisso dos professores com o ensino e a escola que devem trazer em pauta as TICs (Tecnologias da Informação e Comunicação). Através das relações diárias, o ser universal (o homem) pensa, sente e age a todo instante através das relações sociais de que fazem parte. As pessoas agem a partir de uma relação de trocas culturais, modificam a si mesmas, aos outros e à natureza, por esse motivo precisa haver uma educação voltada para a cidadania.O objetivo desta dissertação é contribuir para a análise dos desafios que o jovem aluno do ensino médio enfrenta hoje, o que diz o professor e a preparação que as escolas públicas oferecem para o futuro desses alunos em uma sociedade na qual a revolução tecnológica faz nascer um novo tempo e onde os valores são questionáveis, onde tudo é relativo. E seguindo esta linha de pensamento questionamos a ética na Educação, principalmente no ambiente virtual cibersociedade -, onde as pessoas se relacionam por meios eletrônicos.Nos capítulos II e III, deste estudo se buscou analisar sobre juventude tecnologia e educação. Como esse jovem do ensino médio utiliza as TICs, o desafio da escola com esse recurso educativo, orientando e qualificando essa geração para enfrentarem o mundo cada vez mais interligado. A sala de aula perde a exclusividade, ganhando uma nova dimensão. Quem ensina não pode se neutralizar diante da forte influência lançada pelas tecnologias. O currículo e a formação docente nos faz repensar paradigmas. A educação requer políticas publicas, de formação docente, capacitando para o uso das tecnologias da informação e comunicação TICs, entretanto, não bastam oficinas e sim formação continuada, pois não adianta sofisticar a técnica se o professor não estiver sofisticado na alma, nos fundamentos, e não souber o que desejam os seus alunos. O estudo foi realizado com pesquisa de campo, duas escolas da zona Oeste do Estado do Rio de Janeiro, com entrevistas e questionários para 220 alunos.