Planejamento de perturbações para a identificação de modelos dinâmicos

A identificação de modelos é determinante no sucesso das modernas técnicas de controle avançado de processos. Um modelo para o sistema pode ser obtido através de modelagem rigorosa, baseada em equações governantes do sistema ou através da modelagem empírica e estimação de parâmetros. Embora mais rápida e fácil, a modelagem empírica necessita de alguns testes de identificação nos quais as variáveis manipuladas são variadas de modo que resultem em variações nas variáveis controladas. Os testes de identificação podem apresentar custos muito elevados tendo em vista que o sistema pode sair de seu ponto normal de operação, gerando produtos com folga de especificação. Este fato ocorre porque usualmente as perturbações aplicadas nas variáveis manipuladas nas indústrias de processos são independentes umas das outras, aumentando a duração do teste de identificação. Desta forma, neste trabalho foi desenvolvida uma nova metodologia de projeto de perturbações simultâneas para a identificação de modelos dinâmicos baseada na direcionalidade do sistema, com o objetivo de fornecer dados mais ricos para se capturar corretamente o comportamento multivariável do sistema e manter o processo no ponto de operação normal. As perturbações são projetadas conforme as características de um modelo simplificado do processo, ou pré-modelo. Este modelo inicial é obtido essencialmente de dados históricos de planta, selecionados através de uma sistemática análise de correlação desenvolvida neste trabalho A metodologia proposta é composta de duas partes: a primeira parte diz respeito à análise dos dados históricos de planta para obtenção de informações prelimirares as quais são utilizadas no planejamento de perturbações, tais como amplitude do ruído de medida, correlação entre as variáveis de processo, constante de tempo do sistema e matriz de ganhos. E a segunda parte consiste no cálculo da amplitude das perturbações baseado nos resultados da primeira etapa do planejamento. Para sistemas mal-condicionados verificou-se que as perturbações planejadas pela metodologia removem menos a planta de seu ponto de operação gerando resultados mais consistentes em relação às perturbações tradicionais. Já para sistemas bem-condicionados, os resultados são semelhantes. A metodologia foi aplicada em uma unidade piloto experimental e numa unidade de destilação da PETROBRAS, cujos resultados apontam pouca remoção dos sistemas do ponto de operação e modelos consistentes. A validação dos modelos também foi contemplada na dissertação, uma vez que foi proposto um novo critério de validação que considera a derivada dos dados de planta e a do modelo e não apenas os dados de planta e os dados da simulação das saídas do modelo.

Projeto, construção e teste de equipamento para ensaios de fadiga de risers flexíveis

Apesar da vida em fadiga de risers flexíveis ser de grande importância na explotação “off-shore”, os dados disponíveis são bastante restritos. A interação entre as suas várias camadas, as inúmeras combinações realizadas entre elas para se obter diferentes características e os recentes avanços em termos de materiais, nos obrigam a estudá-los constantemente. Este trabalho tinha como objetivo principal a construção de um equipamento para possibilitar o estudo da vida em fadiga de risers, através de movimentos de tração combinada com flexão, referentes ao teste “a” da classe II da norma API 17B, bem como todos os outros testes da classe I da referida norma. Foram projetadas a estrutura e todos os demais componentes, que posteriormente foram redimensionados pelos resultados obtidos em simulações numéricas (elementos finitos). Posteriormente, de posse de todos os componentes, realizou-se a montagem do equipamento, seguida de um teste final, que foi acompanhado por uma análise extensométrica dos principais pontos da estrutura. A conclusão básica deste trabalho foi obtida através da comparação das análises por elementos finitos e extensométrica, onde foi constatado que o equipamento estava apto a entrar em operação para a realização de ensaios estáticos ou dinâmicos, observando-se apenas algumas restrições comentadas.

Teste da rede de interconexões de field programmable analog arrays

Os dispositivos analógicos programáveis (FPAAs, do inglês, Field Programmable Analog Arrays), apesar de ainda não terem a mesma popularidade de seus pares digitais (FPGAs, do inglês, Field Programmable Gate Arrays), possuem uma gama de aplicações bastante ampla, que vai desde o condicionamento de sinais em sistemas de instrumentação, até o processamento de sinais de radiofreqüência (RF) em telecomunicações. Porém, ao mesmo tempo em que os FPAAs trouxeram um impressionante ganho na agilidade de concepção de circuitos analógicos, também trouxeram um conjunto de novos problemas relativos ao teste deste tipo de dispositivo. Os FPAAs podem ser divididos em duas partes fundamentais: seus blocos programáveis básicos (CABs, do inglês, Configurable Analog Blocks) e sua rede de interconexões. A rede de interconexões, por sua vez, pode ser dividida em duas partes: interconexões internas (locais e globais entre CABs) e interconexões externas (envolvendo células de I/O). Todas estas partes apresentam características estruturais e funcionais distintas, de forma que devem ser testadas separadamente, pois necessitam que se considerem modelos de falhas, configurações e estímulos de teste específicos para assegurar uma boa taxa de detecção de defeitos. Como trabalhos anteriores já estudaram o teste dos CABs, o foco desta dissertação está direcionado ao desenvolvimento de metodologias que se propõem a testar a rede de interconexões de FPAAs. Apesar das várias diferenças entre as redes de interconexões de FPGAs e FPAAs, muitas também são as semelhanças entre elas, sendo, portanto, indiscutível que o ponto de partida deste trabalho tenha que ser o estudo das muitas técnicas propostas para o teste de interconexões em FPGAs, para posterior adaptação ao caso dos FPAAs. Além disto, embora o seu foco não recaia sobre o teste de CABs, pretende-se utilizá-los como recursos internos do dispositivo passíveis de gerar sinais e analisar respostas de teste, propondo uma abordagem de auto-teste integrado de interconexões que reduza o custo relativo ao equipamento externo de teste. Eventualmente, estes mesmos recursos poderão também ser utilizados para diagnóstico das partes defeituosas. Neste trabalho, utiliza-se como veículo de experimentação um dispositivo específico (Anadigm AN10E40), mas pretende-se que as metodologias de teste propostas sejam abrangentes e possam ser facilmente adaptadas a outros FPAAs comerciais que apresentem redes de interconexão semelhantes.

Relações planta-animal em pastagem de milheto (Pennisetum americanum (L.) Leeke.) manejada em diferentes alturas com ovinos

O experimento foi conduzido na EEA-UFRGS de 12/12/2000 a 19/03/2001, em pastagem de milheto (Pennisetum americanum (L.) Leeke) manejada em diferentes alturas. O delineamento foi o completamente casualizado com quatro tratamentos (10, 20, 30 e 40 cm de altura de manejo) e quatro repetições. Os animais “testers” foram 12 cordeiros inteiros por repetição, mantidos em pastejo contínuo com lotação variável. As alturas foram mensuradas através de uma régua (sward stick). Avaliou-se parâmetros de caracterização da pastagem, desempenho individual dos animais e ganho de peso vivo por área, bem como parâmetros da carcaça. O comportamento ingestivo foi determinado através do registro do tempo de pastejo, ruminação e descanso e a taxa de bocados de quatro cordeiros Ile de France por unidade experimental. As taxas de acúmulo de MS foram estimadas por gaiolas de exclusão. Amostras de 0,25 m2 foram cortadas para estimar a massa de forragem e seus respectivos componentes. As alturas de manejo da pastagem afetaram a sua produtividade, bem como a sua estrutura, o que influenciou diretamente o comportamento ingestivo e o desempenho dos animais. Os modelos de resposta indicaram que pode-se obter um ganho máximo de 609,3 kg de PV/ha manejando a pastagem na altura média de 29,2 cm e um ganho individual máximo de 121,7 g/dia na pastagem com 33,3 cm de altura. O efeito observado das alturas no desempenho dos animais também se reproduziu em suas carcaças.

Propagação de espécies nativas com potencial ornamental : Kelissa brasiliensis (Baker) Ravenna e Sinningia lineata (Hjelmq.) Chautems

A pesquisa em tecnologia de sementes contribui para a manutenção de bancos de germoplasma. Kelissa brasiliensis (Baker) Ravenna e Sinningia lineata (Hjelmq.) Chautems são espécies nativas com potencial ornamental. Os objetivos deste trabalho foram desenvolver testes para a germinação de sementes, conhecer a qualidade fisiológica de lotes coletados in situ, desenvolver protocolos de propagação vegetativa e conhecer estratégias reprodutivas no ambiente. Avaliaram-se o vigor, bem como o comportamento germinativo das sementes em diferentes substratos, temperaturas e condições de luz. Foram realizados experimentos com propagação vegetativa de S. lineata. O trabalho foi conduzido no Laboratório de Sementes da Fepagro, no Jardim Botânico de Porto Alegre e na Faculdade de Agronomia da UFRGS. Durante as coletas, foi feita a observação dos nichos das espécies. O delineamento experimental foi completamente casualizado com quatro repetições de 10 e 20 sementes para K. brasiliensis e S. lineata, respectivamente; para S. lineata, três tratamentos com 17 repetições foram utilizados no experimento com estaquia, e nove tratamentos com quatro repetições para o teste de divisão dos tubérculos. A comparação das médias foi realizada através do teste de Duncan (P<0,05). A temperatura mais adequada para a germinação de sementes de K. brasiliensis foi 10ºC, o que explica a sua restrita distribuição ao bioma Pampa; a combinação 24h/25ºC levou a uma liberação maior de lixiviados na condutividade elétrica; o envelhecimento acelerado (72 h em 41ºC e 100% de umidade) não provocou redução significativa no percentual de germinação das sementes de K. brasiliensis. Já as sementes de S. lineata não germinaram após serem expostas ao estresse. A temperatura mais adequada para o teste de germinação de sementes de S. lineata foi 20ºC; para ambas espécies, o substrato papel e a presença de luz foram as condições mais adequadas para a germinação. S. lineata demonstrou ser facilmente propagada por sementes e via assexuada, o que revelou a rusticidade característica das espécies rupícolas.

Barreiras para o acesso ao teste de detecção do virus da imunodeficiência humana em gestantes de Porto Alegre, Brasil

Resumo não disponível.

Qualidade nutritiva de silagens de milho (Zea mays L.) "Safrinha" de planta inteira de diferentes maturidades submetidas a distintos procedimentos de ensilagem e "desensilagem"

Foram realizados dois experimentos para avaliar os efeitos de procedimentos inadequados de ensilagem e “desensilagem” na qualidade nutritiva de silagens de milho de cultivo de “safrinha”. O 1º experimento de ENSILAGEM foi conduzido em delineamento completamente casualizado com arranjo fatorial 2 x 4 objetivando avaliar o efeito dos estádios de maturidade ao corte, com o grão completamente leitoso (GL), ou com grão ½ leitoso e ½ farináceo (GF) e da exposição dos materiais picados de ambos os cortes ao ar, sem compactação, por zero, 12, 24 ou 36 horas antes de sua ensilagem em mini-silos. Os cortes das plantas de milho ocorreram nos dias 26/04 e 18/05/2004. Houve efeito significativo (P<0,05) em relação aos estádios de maturidade (M) e tempos de exposição ao ar (TE), além de interação entre os efeitos, para a maioria das variáveis estudadas. O teor de matéria seca (MS) diferiu (P<0,05) quanto a M e TE e o pH apresentou interação entre os efeitos. As silagens GL e GF, respectivamente, diferiram (P<0,05) quanto aos açúcares solúveis, de 1,51 a 1,31% da MS e os teores de amido de 4,23 a 13,21% da MS. Em relação aos TE, os açúcares solúveis diminuíram entre os tempos zero (1,64% da MS) e 36 horas (1,05% da MS). O maior impacto dos TE se verificou nos teores de fibra em detergente neutro corrigidos para cinzas e proteína (FDNcp) e produção cumulativa de gases in vitro. O 2º Experimento de “DESENSILAGEM” foi conduzido em delineamento completamente casualizado com o objetivo de avaliar o efeito da exposição de uma silagem ao ar por zero, 12, 24 e 36 horas após a “desensilagem”. A ensilagem foi realizada no dia 18/05/2004 em mini-silos com capacidade de 30 litros, com grão de milho no estádio ½ leitoso ½ farináceo. Os diferentes tempos de exposição ao ar após a “desensilagem” afetaram significativamente (P<0,05) os teores de FDNcp e de lignina em detergente ácido. Não houve efeito sobre os carboidratos não estruturais e frações nitrogenadas.Conclui-se que o tempo de exposição ao ar do material verde picado de apenas 12 horas antes da ensilagem ou um período de aerobiose de 36 horas após a “desensilagem” afetam de modo muito negativo o valor nutritivo de silagens de milho.

Integração de características de planta, de dossel e de solo para maior eficiência da adubação nitrogenada em cobertura em milho

O milho é um das culturas mais exigentes em nitrogênio (N). A sua aplicação na dose e época correta pode aumentar a sua eficiência de uso, diminuindo custos e danos ambientais. Foram estudadas características de planta, de dossel e de solo, como indicadores da disponibilidade de N no sistema solo-planta para predição da necessidade deste nutriente em cobertura em milho. Foram conduzidos cinco experimentos a campo e dois em casa de vegetação, nas estações de crescimento de 2002/03 e 2003/04, na Estação Experimental Agronômica e na Faculdade de Agronomia da UFRGS, em Eldorado do Sul e em Porto Alegre-RS, Brasil, respectivamente, e dois experimentos a campo no ano de 2004 no Estern Cereal and Oilseed Research Center, em Ottawa-Ontário, Canadá. Foram avaliadas, em diferentes locais e situações de manejo, características de planta, de dossel e de solo, citando-se: teores de nitrato, amônio e N mineral no solo e na folha; massa seca e área foliar da folha e da planta, teor e acúmulo de N na folha e na planta; teor relativo de clorofila na folha, medido pelo clorofilômetro, reflectância do dossel, medido por dois tipos de radiômetros e fluorescência da folha, medida pelo fluorômetro. Além disso, foram avaliados o rendimento de grãos e seus componentes e parâmetros de eficiência técnica e econômica de uso de N. Dentre as características de planta, o teor relativo de clorofila na folha, e dentre os de solo, o teor de nitrato no solo, destacaram-se entre os demais avaliados. Foram determinados níveis críticos e doses ótimas de N, bem como estabelecidas curvas de calibração para dois níveis de manejo com base nestas características para monitoramento da lavoura. No que diz respeito às características de dossel estudadas, a reflectância apresentou melhores resultados que a fluorescência como indicador do nível de N no sistema solo-planta. Os estudos realizados mostraram que dentre as caracteríticas avaliadas, atualmente, o teor relativo de clorofila na folha tem o maior potencial para auxiliar na determinação da época mais adequada para aplicação de N em cobertura em milho.

Desenvolvimento de um teste de Elisa-LPS para Salmonella e sua aplicação em rebanhos suínos na identificação de fatores de risco associados à infecção.

A implementação de programas de controle de salmonela em suínos, com objetivo de diminuir os riscos de infecção alimentar em humanos, exige métodos rápidos e baratos para medir a intensidade da infecção, bem como reduzir seus fatores de risco. A partir disso, desenvolveu-se um teste de ELISA, utilizando antígeno lipopolissacarídeo do sorovar Typhimurium, pela sua similaridade antigênica com os sorovares prevalentes em suínos no Rio Grande do Sul. O teste padronizado foi utilizado na determinação da soroprevalência em 65 rebanhos suínos, os quais participaram de estudo para identificação de fatores de risco. As granjas foram classificadas em três categorias de soroprevalência, baixa (até 40%), média (40-70%) e alta (mais de 70%) prevalência, estabelecidas como variável explicada. As respostas do questionário contituíram as variáveis explicativas. Aquelas associadas à variável explicada pelo teste de χ2 (p ≤ 0,1) foram submetidas à análise fatorial de correspondência múltipla (AFCM). Paralelamente, foram avaliados seis desinfetantes (amônia quaternária, glutaraldeído, iodóforo, hipoclorito de sódio (1 e 0,1%), fenol e ácido peracético) frente a amostras de Salmonella Typhimurium isoladas de suínos. Os produtos foram testados na presença e ausência de matéria orgânica, sob duas diferentes temperaturas e, posteriormente, frente a 8 isolados com diferentes perfis de resistência antimicrobiana, por um tempo de contato de 5 minutos. O teste de ELISA identificou a soroconversão nos animais inoculados (7 dias p.i.) e contatos (21 dias p.i.), bem como o aumento no número de animais positivos após infecção natural (28,6% para 76,9%). A sensibilidade e a especificidade do teste foram respectivamente de 92 e 100%. Após adaptações para suco de carne, estabelecendo o soro como referência, a sensibilidade do teste para suco de carne foi de 88,12% e a especificidade 70,43%. Em análise de concordância entre os testes, o índice kappa foi de 5,78, com p=0,002 no teste MacNemar. A AFCM identificou a associação da maior soroprevalência com o seguinte grupo de variáveis: nas granjas terminadoras, uso de ração peletizada, distribuição de dejetos a menos de 100m do local de captação de água, não utilização de comedouro do modelo comedouro/bebedouro, transporte com freteiro misturando animais de várias granjas; enquanto nas granjas de ciclo completo apareceram ingredientes de ração desprotegidos de outros animais, ausência de controle de roedores, ração seca, ausência de cerca, não uso da pintura com cal após lavagem e desinfecção e a entrada de outras pessoas além do técnico na granja. Todos os desinfetantes foram eficazes na ausência de matéria orgânica, nas duas temperaturas testadas. Entretanto, quando na presença de matéria orgânica ou após cinco minutos de contato, somente o hipoclorito de sódio (1%), fenol e o ácido peracético foram eficazes. Dessa forma, ao estabelecer uma ferramenta sorológica para medir a infecção pelos principais sorovares de Salmonella que afetam os suínos no sul do Brasil e identificar fatores de risco associados à alta soroprevalência, será possível dar início à implementação e validação de protocolos de controle da infecção em rebanhos.

Análise de sensibilidade aplicada a uma planta térmica de geração de potência

Este trabalho tem o objetivo de realizar uma análise de sensibilidade dos parâmetros operacionais e de projeto de uma usina termelétrica. A análise de sensibilidade serve para indicar qual a importância dessas grandezas no resultado do sistema. A planta modelada é a da Usina Termelétrica Presidente Médici – Fase B, localizada em Candiota, RS, onde cada módulo é capaz de produzir até 160 MW de potência. Para esta planta é apresentado o equacionamento de cada componente do sistema. Destacam-se duas modelagens para a turbina a vapor, usadas para a simulação de seu comportamento em carga parcial, o da Elipse de Stodola e o de Schegliáiev. Ambos os modelos são comparados. Também são apresentados os modos de controle de carga por válvula de estrangulamento, por válvula de bocais e por pressão deslizante. A análise de sensibilidade é feita por meio de três métodos distintos, cujos resultados são comparados. O Método Diferencial utiliza as derivadas parciais para estimar a sensibilidade. O Método de Monte Carlo realiza uma série de avaliações do sistema, com os dados de entrada gerados randomicamente em cada avaliação e análise estatística dos resultados para avaliar a sensibilidade das respostas. É desenvolvido neste trabalho o Método da Transformada de Fourier, que gera os dados de forma senoidal e utiliza a transformada de Fourier para medir as sensibilidades. A medida da sensibilidade é feita através de dois índices. O índice de importância é a derivada parcial de um resultado em relação a um parâmetro, adimensionalizado pelas médias das variáveis, e o índice de sensibilidade é a composição fracional da variância de um resultado. Como conclusão, observa-se que os modelos para operação em carga parcial da turbina de Schegliáiev e de Stodola produzem praticamente os mesmos resultados. Os três métodos de análise de sensibilidade conduzem aos mesmos índices de sensibilidade no caso estudado. A ordenação da importância dos parâmetros estudados é idêntica quando se usa tanto o índice de importância quanto o de sensibilidade, mesmo seus valores sejam diferentes para cada parâmetros.

Avaliação da tolerância ao exercício através do teste da caminhada de seis minutos em crianças com bronquiolite obliterante pós-infecciosa e crianças saudáveis

Resumo não disponível.

Equipamento de biotelemetria para monitoramento em tempo real do teste da caminhada de seis minutos

Este estudo visa desenvolver um sistema portátil de radiocomunicação de radiação restrita, indicado para biotelemetria digital de curta distância aplicada ao Teste da Caminhada de Seis Minutos (TC6M) em pacientes com doença pulmonar obstrutiva crônica ou hipertensão pulmonar. A saturação periférica da hemoglobina (SpO2) e a freqüência cardíaca (FC) são monitoradas em tempo real. É utilizada a banda destinada a aplicações médicas, industriais e científicas (ISM), com freqüência de portadora em 916MHz e potência de transmissão de 0,75mW. Este sistema foi projetado para operar através de um enlace half duplex e codificação Manchester NRZ incorporando um protocolo para correção de erros do tipo automatic repeat request error com utilização de um código CRC-16 para detecção de erros. A velocidade máxima de transmissão de dados é de 115.2 kbps. O sistema é constituído de três partes: unidade portátil (Master), unidade estacionária (Slave) e software de visualização em tempo real. A unidade portátil recebe do oxímetro os parâmetros de monitorização que são transmitidos via enlace de rádio-freqüência. A interface da unidade estacionária com o software é feita através da porta de comunicação serial padrão RS-232. Os testes de laboratório e de campo demonstraram que o sistema de biotelemetria é adequado a realizar o TC6M com precisão de SpO2 de ±3 dígitos (com ±1 desvio padrão) e FC de ±3% ambos com taxa de Frame Error Rate < 10-4 (0,01%), sem restrigir os movimentos do usuário durante o processo de monitorização.

O achatamento da curva do pulso de oxigênio durante o teste de esforço cardiopulmonar pode detectar isquemia miocárdica extensa em pacientes com capacidade funcional preservada

Introdução - O achatamento da curva do pulso de oxigênio durante o teste de esforço cardiopulmonar com cargas progressivas tem sido proposto para melhorar a acurácia diagnóstica da isquemia miocárdica induzida pelo esforço. Entretanto, este critério não foi formalmente avaliado em pacientes de baixo risco, para os quais a melhora da acurácia diagnóstica pode ser clinicamente mais relevante. Objetivo - Testar a hipótese de que o achatamento da curva do pulso de oxigênio durante o teste de esforço cardiopulmonar pode detectar isquemia miocárdica extensa, mas não detectar isquemia miocárdica leve, usando como padrão ouro a cintilografia de perfusão miocárdica. Métodos - Oitenta e sete pacientes (idade média ± DP de 57 ± 11 anos, 64% do sexo masculino) referidos para cintilografia de perfusão miocárdica com exercício para diagnóstico de isquemia miocárdica foram também avaliados com teste de esforço cardiopulmonar. Um investigador identificou prospectivamente os pacientes que apresentaram defeito transitório de perfusão induzido pelo exercício na cintilografia miocárdica com 99mTcsestamibi. Outro investigador avaliou a resposta do pulso de oxigênio durante o exercício de cargas progressivas, sem o conhecimento da resposta eletrocardiográfica ou dos achados da cintilografia. Resultados - A cintilografia de perfusão miocárdica com exercício detectou defeitos transitórios de perfusão em 36% dos pacientes. Comparados com os pacientes com estudos de perfusão normal, os pacientes com isquemia vii induzida pelo exercício apresentaram duplo produto máximo (Isquemia: 33060±5489; Sem Isquemia: 31826±5343; p=0,17), consumo de oxigênio de pico (VO2 pico) (Isquemia: 29±8 mL/kg.min; Sem Isquemia: 30±8 mL/kg.min; p=0,59) e consumo de oxigênio do limiar anaeróbio (Isquemia: 64±12%; Sem Isquemia: 61±13%; p=0,15) similares. O pulso de oxigênio analisado a 25% (9,7±2 vs 9,3±2 ml/b), 50% (11,2±3 vs 10,8±3 ml/b), 75% (12,5±3 vs 11,9±3 ml/b) do VO2 pico, e no pico do exercício (15±4 vs 14±4 ml/b), não foram diferentes no grupo com Isquemia e Sem Isquemia, respectivamente. Entretanto, os pacientes com defeitos perfusionais transitórios extensos durante o exercício apresentaram um pulso de oxigênio no pico menor (12,8±3,8 vs 16,4±4,6 mL/b; p=0,035) e demonstraram um achatamento detectável na curva de pulso de oxigênio. Conclusão - A análise da resposta do pulso de oxigênio ao teste de esforço com cargas progressivas não identifica isquemia miocárdica leve. O achatamento do pulso de oxigênio no teste de esforço de cargas progressivas está presente apenas nos pacientes com isquemia miocárdica extensa.