Uma abordagem híbrida e semiautomática para estimativa de regiões cobertas por nuvens e sombras em imagens de satélite: análise e avaliação

Os principais objetivos deste trabalho são propor um algoritmo eficiente e o mais automático possível para estimar o que está coberto por regiões de nuvens e sombras em imagens de satélite; e um índice de confiabilidade, que seja aplicado previamente à imagem, visando medir a viabilidade da estimação das regiões cobertas pelos componentes atmosféricos usando tal algoritmo. A motivação vem dos problemas causados por esses elementos, entre eles: dificultam a identificação de objetos de imagem, prejudicam o monitoramento urbano e ambiental, e desfavorecem etapas cruciais do processamento digital de imagens para extrair informações ao usuário, como segmentação e classificação. Através de uma abordagem híbrida, é proposto um método para decompor regiões usando um filtro passa-baixas não-linear de mediana, a fim de mapear as regiões de estrutura (homogêneas), como vegetação, e de textura (heterogêneas), como áreas urbanas, na imagem. Nessas áreas, foram aplicados os métodos de restauração Inpainting por suavização baseado em Transformada Cosseno Discreta (DCT), e Síntese de Textura baseada em modelos, respectivamente. É importante salientar que as técnicas foram modificadas para serem capazes de trabalhar com imagens de características peculiares que são obtidas por meio de sensores de satélite, como por exemplo, as grandes dimensões e a alta variação espectral. Já o índice de confiabilidade, tem como objetivo analisar a imagem que contém as interferências atmosféricas e daí estimar o quão confiável será a redefinição com base no percentual de cobertura de nuvens sobre as regiões de textura e estrutura. Tal índice é composto pela combinação do resultado de algoritmos supervisionados e não-supervisionados envolvendo 3 métricas: Exatidão Global Média (EGM), Medida De Similaridade Estrutural (SSIM) e Confiança Média Dos Pixels (CM). Finalmente, verificou-se a eficácia destas metodologias através de uma avaliação quantitativa (proporcionada pelo índice) e qualitativa (pelas imagens resultantes do processamento), mostrando ser possível a aplicação das técnicas para solucionar os problemas que motivaram a realização deste trabalho.

Efeito da monocultura de dendezeiro (Elaeis guineensis JACQ.) na integridade física e nas assembleias de peixes de igarapés da Amazônia Oriental

O objetivo da presente dissertação é avaliar o efeito do cultivo de dendezeiro Elaeis guineenses JACQ. na integridade física e nas assembleias de peixes de igarapés de terra firme da Amazônia Oriental. Os sítios de amostragem foram estabelecidos em trechos (150 m) de 23 igarapés da bacia do rio Acará-Mirim, Nordeste do Estado do Pará distribuídos em áreas de drenagem com floresta primária até áres de plantio de dendezeiro. De acordo com os resultados do índice de integridade física (IIF), dos 23 igarapés amostrados, todos que drenam áreas de fragmentos florestais foram classificados como íntegros (IIF = 5,00 – 4,00), enquanto que os 15 igarapés que drenam plantações de dendezeiro foram classificados como alterados (IIF = 3,67 – 2,67). Foram coligidos 9.734 espécimes de peixes pertencentes a seis ordens, 24 famílias, distribuídos em 64 espécies. As espécies mais abundantes durante o estudo foram Microcharacidium weitzmani, Apistogramma gr. regani, Trichomycterus hasemani, Hyphessobrycon heterorhabdus e Copella arnoldi. A riqueza observada em igarapés que drenam plantações foi superior (S = 61) a encontrada em igarapés que drenam fragmentos florestais (S = 42). Os resultados da PERMANOVA evidenciam que existe diferença entre os ambientes amostrados (G.L. = 22; pseudo-F = 2,44; P = 0,01), no entanto, o ordenamento produzido pelo NMDS demonstra que essa diferença é sutil (stress = 0,19), pois apenas três espécies são exclusivas de florestas e 22 exclusivas de áreas de palmeiras de dendezeiro. Resultado semelhante foi obtido utilizando-se a abundância dos grupos tróficos funcionais (GTF) (stress = 0,18). Os resultados do TITAN indicam que algumas espécies apresentam adaptações para persistir em determinadas situações ambientais, como por exemplo, Aequidens tetramrus, Apistogramma agassizii e Microcharacidium weitzmani que estão associadas a igarapés que drenam plantações de dendezeiro e são boas indicadoras de locais com menor integridade do hábitat físico (P < 0,05; pureza > 0,95; confiabilidade > 0,95), enquanto que as espécies Hyphessobrycon heterorhabdus e Helogenes marmoratus demonstaram ser indicadoras de hábitats mais íntegros (P < 0,05; pureza > 0,95; confiabilidade > 0,95). Não houve correlação entre a riqueza de espécies de peixes e o índice de integridade física, enquanto que os únicos grupos tróficos funcionais que apresentaram correlação com o índice de integridade física foram os escavadores e coletores navegadores. Esses grupos são compostos por peixes da família Cichlidae que apresentam comportamentos tolerantes e generalistas que podem ter explicado sua grande contribuição na assembleia de peixes mesmo em locais onde a sedimentação foi alta comparada aos locais com a configuração mais próxima do natural. Isso evidencia que mesmo a riqueza de espécies sendo maior em igarapés alterados há fortes indícios de perda de qualidade ambiental nos igarapés que drenam plantações gerada pelo cultivo de dendezeiro.

Utilização de sensores à base de fibra óptica visando o monitoramento de grandes estruturas na engenharia civil

As fibras ópticas são utilizadas em diferentes áreas e nas mais variadas aplicações. Na Engenharia Civil começaram a ser utilizadas no monitoramento de estruturas como alternativa de substituição dos tradicionais sensores elétricos. Este trabalho tem como objetivo estudar a aplicação e viabilidade dos sensores a base de fibra óptica no monitoramento de grandes estruturas da engenharia civil. Para avaliação dos resultados, foram realizados três diferentes tipos de testes experimentais onde corpos-de-prova foram instrumentados com extensômetros elétricos e ópticos. O primeiro tipo de teste correspondeu a ensaios de tração simples em barras de aço com carregamento monotônico até o rompimento de barras de aço. No segundo tipo de teste foi estudada a automação de um medidor triortogonal de junta que é um instrumento tipicamente utilizado para a instrumentação de barragens de concreto. Finalmente o último tipo de testes foi constituído por ensaios de cilindros de concreto à compressão para a determinação do módulo de elasticidade. Com relação à utilização dos sensores ópticos, durante a realização dos testes surgiram muitos problemas relacionados com a unidade óptica de aquisição de dados sendo necessária a utilização de três diferentes modelos de unidade de aquisição para a conclusão dos testes. No que se refere à exatidão dos resultados, observou-se que os resultados apresentados pelos sensores ópticos foram compatíveis com os resultados dos sensores elétricos. Entretanto, quando os sensores ópticos foram solicitados por grandes deformações implicaram em perda de sinal devido à interrupção do fluxo de luz, inabilitando o sensor para leituras.

Adequação estrutural dos pilares de um edifício residencial em concreto armado na cidade de Rio Branco

A recuperação e reforço de estruturas de concreto armado estão cada vez mais frequentes no Brasil, devido, principalmente, ao envelhecimento das estruturas construídas nas décadas de 60 e 70 do século XX, as quais estão prestes a atingir seu tempo de vida útil. Somam-se a isto, fatores como o uso de concretos com baixa resistência, falhas de execução, além do uso inadequado e da falta de manutenção. Devido a esses fatores que a sociedade deve se preocupar em reforçar e/ou recuperar essas construções, evitando assim, demolições das mesmas e até mesmo evitar acidentes fatais. Este trabalho apresenta um estudo de caso, que visa a recuperação de um edifício, que se encontra abandonado há cerca de duas décadas na cidade de Rio Branco, Estado do Acre. Atualmente, existem várias técnicas de reforço de estrutura de concreto armado. Tais como: reforço por meio de encamisamento de concreto armado, complementação ou reforço com adição de armadura, reforço com aplicação de chapas e perfis metálicos, reforço de pilares com polímeros reforçados com fibra de carbono (PRFC), dentre outras. Neste trabalho, o método adotado para a recuperação foi o reforço por meio de encamisamento de concreto armado. E para uma melhor compreensão da metodologia adotada o trabalho apresenta também detalhes da configuração do reforço adotado, detalhe construtivo e procedimentos executivos do método adotado. Além, das envoltórias mostrando os esforços atuantes e resistentes do antes e depois do reforço.

Técnicas de reforço estrutural para edificações antigas: estudo de caso na cidade de Rio Branco – Acre

Este trabalho visou a demonstrar o dimensionamento e verificação de cálculo da NBR 6118 (ABNT, 2007) com as suas características geométricas, cobrimento da armadura, armaduras, flambagem e a resistência de pilares à compressão centrada dos pilares em concreto armado, apresentando na revisão bibliográfica as principais técnicas de reforço estrutural de pilares de concreto armado para edificações antigas, identificando as principais metodologias e técnicas utilizadas no Brasil e apresentando os pontos positivos e negativos de cada técnica:encamisamento de concreto, perfis metálicos, chapa de aço colado, manta/tecido de carbono, aramida e vidro e polímeros reforçados com fibras de carbono (PRFC). Os pilares com aumento da seção transversal retangular, com adição de armação e concreto, sendo mais usual e prática a técnica apresenta dificuldades em obras antigas, geralmente devido à necessidade arquitetônica de permanecer o mais fiel a sua forma original. Justificando-se a necessidade de conhecimento das diversas técnicas de reforço estrutural descritas neste trabalho com aumento de capacidade de resistência, sem que haja aumento substancial, na seção transversal dos pilares e objetivando a análise do reforço proposto através dos cálculos do projeto, programa – PDOP 2.0 e parâmetros de cálculo da NBR 6118 (ABNT, 2007). Os resultados obtidos através da análise comparativa do reforço executado no estudo de caso “revitalização do casarão” - com relação à análise dos pilares retangulares submetidos à flexão composta oblíqua, esforços cortantes e torsores quanto à NBR 6118 (ABNT, 2007) utilizando o programa para dimensionamento otimizado de pilares – PDOP 2.0 - indicaram que a técnica de reforço estudada foi eficiente, pois todas as peças reforçadas tiveram uma capacidade portante maior que a do pilar original sem o reforço.

Desenvolvimento de monitoramento remoto em um sistema híbrido isolado de pequeno porte

Este trabalho visa avaliar as dificuldades e utilidades do monitoramento remoto de um sistema para o atendimento de cargas isoladas da rede elétrica, envolvendo sistemas reais em operação que podem ajudar a identificar os principais fatores que influenciam na vida útil desses dispositivos, tornando possível propor estratégias e tecnologias que melhorem a confiabilidade do sistema, possibilitem uma configuração mais adequada e reduzam os custos globais do sistema ao longo de sua vida útil. Para isso foi incorporado um sistema de monitoramento remoto via LabVIEW a um sistema híbrido isolado insta-lado em flutuante localizada as margens do lago da cidade de Tefé-AM. O sistema de geração foi composto inicialmente por um gerador fotovoltaico (FV) com potência de 2,08 kWp, dois subgeradores 1,04 kWp cada, e depois ampliado para 2,6 Wp mais 350 Wp de geração eólica. Além disso, um banco de acumuladores eletroquímicos com tensão nominal de 24 V e composto por 20 baterias de 150 Ah cada, Dois controladores de carga 24 V / 40 A e um inversor de onda senoidal de 1.500 VA. Resultados de operacionais apresentados neste trabalho ajudam a entender melhor o funcionamento desses sistemas e avaliar as barreiras encontradas no monitoramento remoto dessas unidades. Esse expe-rimento foi realizado em parceria do laboratório do Grupo de Estudos e Desenvolvimento de Alternativas Energéticas na Universidade Federal do Pará com o Núcleo de Inovação tecnológica do Instituto de Desenvolvimento Sustentável Mamirauá.

Monitoramento do desempenho de diferentes tecnologias de módulos fotovoltaicos

Este trabalho consiste na avaliação experimental de 13 módulos fotovoltaicos de 5 diferentes tecnologias. Para isso foi instalado na área externa do laboratório do Grupo de Estudos e Desenvolvimento de Alternativas Energéticas na Universidade Federal do Pará um campo de testes para medição de módulos a sol real, com os testes realizados no período de 21/10/12 a 30/08/2013. Essas medições possibilitaram a aquisição das principais variáveis de interesse nessa aplicação que são: irradiação solar, temperatura da parte posterior dos módulos, tensão e corrente elétrica e curva IV. A partir dessas medições foram calculados parâmetros como eficiência, desempenho global, produtividade, entre outros. Essas grandezas determinam as cacterísticas de geração dos módulos fotovoltaicos e são fundamentais para se entender seu funcionamento, sendo elas apresentadas detalhadamente na forma gráfica ao longo deste trabalho. Além dos dados experimentais, o estudo traz como contribuição um panorama geral sobre o estado da arte de módulos fotovoltaicos, experiências adquiridas durante o período de monitoramento, características do sistema de aquisição de dados desenvolvido e uma análise da influência de sombreamento no desempenho dos módulos fotovoltaicos.

Desempenho estrutural de blocos, primas, mini-paredes e paredes de alvenaria estrutural confeccionadas com blocos cerâmicos produzidos a partir da mistura de lama vermelha com argila

Novas técnicas de aprimoramento de resíduos tem se tornado cada vez mais importante na construção civil, principalmente quando se trata da utilização de resíduos de outros segmentos industriais e na redução de matérias primas naturais. O objetivo deste estudo foi avaliar a utilização de um resíduo proveniente da produção da alumina metalúrgica conhecido como lama vermelha (LV), no desempenho estrutural de blocos, prismas, mini-paredes e paredes confeccionados com blocos cerâmicos, com seções transversais, reticulada e circular, produzidos a partir da mistura de LV e argila. Foram realizados ensaios experimentais correspondentes à caracterização dos materiais empregados e ensaios de resistência à compressão das unidades, blocos, prismas, mini-paredes e paredes. Todos os materiais e unidades cumpriram com os requisitos normalizados para sua correta utilização nos testes experimentais. Os resultados obtidos dos ensaios a compressão dos elementos demonstraram que os blocos confeccionados com a mistura de LV e argila atenderam aos parâmetros normativos e apresentaram resultados satisfatórios e superiores aos componentes confeccionados com blocos cerâmicos compostos com 100% de argila, empregados usualmente nas construções.

Effects of marginal vegetation removal on Odonata communities

OBJETIVOS: Com o intuito de avaliar os efeitos de mudanças na integridade ambiental sobre os indivíduos da comunidade de Odonata da sub-bacia do rio Borecaia, testamos a hipótese de que a riqueza de Anisoptera seria afetada positivamente pela remoção da vegetação; por outro lado, a riqueza Zygoptera seria prejudicada em virtude de suas necessidades ecofisiológicas; MÉTODOS: Selecionamos 10 riachos de ordens similares, seis classificados como preservados e quatro como alterados. Riachos classificados como preservados apresentaram valores do Índice valores de Integridade Habitat (HII) acima de 0.70 e mata continua nas duas margens com uma largura mínima de 70 metros. Cada ponto foi amostrado três vezes em dias diferentes. O efeito de remoção de vegetação sobre a riqueza foi avaliada utilizando Jackknife de primeira ordem; RESULTADOS: A diminuição da integridade física (mensurada com o IIH) dos córregos não exerceu efeito significativo sobre a riqueza estimada para a Ordem Odonata. Porém, a riqueza estimada de Anisoptera apresentou uma relação inversa com a integridade (r² = 0.485; p = 0.025), mostrando que com o aumento da integridade houve uma redução na sua riqueza de espécies; DISCUSSÃO: Como um padrão geral, Anisoptera apresenta maiores valores de riqueza em locais alterados; por outro lado, Zygoptera apresenta maiores valores em preservados. Devido suas restrições ecofisiologicas Odonata apresentou uma grande variação na sua composição e riqueza de espécie entre os dois tipos de ambientes, isso reforça o potencial da ordem em estudos de monitoramento ambiental e também mostra que Zygoptera será mais afetada pelas transformações de habitat. No entanto, futuros estudos incluindo mais amostras e diferentes córregos são necessários para confirmar este padrão sendo uma linha de pesquisa interessante para trabalhos futuros.

Effects of environmental factors on community structure of Leptophlebiidae (Insecta, Ephemeroptera) in Cerrado streams, Brazil

O efeito de fatores ambientais sobre a abundância, riqueza de espécies e grupos funcionais alimentares de Leptophlebiidae foi analisado em 16 locais pertencentes a quatro córregos de Cerrado, a partir de coletas de substrato em três períodos de 2005. Foram amostradas 5.492 larvas distribuídas em 14 espécies, classificadas em três grupos funcionais alimentares: raspadores, coletores-filtradores e fragmentadores. A abundância e riqueza de espécies não foram afetadas por nenhum dos fatores ambientais investigados, mas a integridade dos hábitats exerceu efeito positivo sobre a abundância dos fragmentadores, consequência da intrínseca interação desses organismos com a mata ciliar. Dessa forma, acreditamos que este trabalho agrega informações bioecológicas sobre as espécies e grupos funcionais de insetos aquáticos e poderá contribuir no monitoramento e conservação de riachos do Cerrado.