Localização de falhas em linhas de transmissão utilizando decomposição harmônica e redes neurais artificiais

Este trabalho propõe a utilização de uma nova metodologia para a localização de falhas em linhas de transmissão (LT). Esta metodologia consiste na utilização da decomposição harmônica da corrente de fuga de uma linha e na aplicação de uma Rede Neural Artificial (RNA) capaz de distinguir padrões da condição normal de funcionamento e padrões de situações de falhas de uma LT. Foi utilizado um modelo Pi capaz de absorver dados reais de tensão e corrente de três fases e de alterar valores de R, L e C segundo modificações ambientais. Neste modelo foram geradas falhas em todas as torres com diferentes valores de capacitância. A saída fornecida pelo modelo é a decomposição da corrente de fuga do trecho considerado. Os dados de entrada e saída do modelo foram utilizados no treinamento da RNA desenvolvida. A aquisição de dados reais de tensão e corrente foi feita através de analisadores de parâmetros de qualidade de energia elétrica instalados nas extremidades de um trecho de LT, Guamá-Utinga, pertencente à Centrais Elétricas do Norte do Brasil ELETRONORTE. O cálculo dos parâmetros construtivos foi feito através do método matricial e melhorado através da utilização do Método de Elementos Finitos (MEF). A RNA foi desenvolvida com o auxílio do software Matlab. Para treinamento da RNA foi utilizado o algoritmo de Retropropagação Resiliente que apresentou um bom desempenho. A RNA foi treinada com dois conjuntos de dados de treinamento para analisar possíveis diferenças entre as saídas fornecidas pelos dois grupos. Nos dois casos apresentou resultados satisfatórios, possibilitando a localização de falhas no trecho considerado.

Interações sociais em aulas de química: a conservação de alimentos como tema de estudos

Apesar do crescente interesse sobre as práticas discursivas em aulas de ciências, considero que ainda conhecemos pouco sobre o processo de significação em aulas de química. Nesse sentido, meu objetivo na presente dissertação foi analisar, a partir de um enfoque histórico-cultural, o papel de diferentes vozes na construção de significados em aulas de química. Durante as aulas abordei os processos de conservação de alimentos como tema de estudos. Participaram das aulas 28 alunos de uma turma do 1 ano do nível médio de uma escola pública estadual, localizada na periferia de Belém. As aulas foram gravadas em vídeo, transcritas e analisadas microgeneticamente. Busquei evidenciar como as diferentes vozes mobilizadas nas minhas interações com os alunos contribuíram para a elaboração conceitual. Analisei as respostas escritas individuais de três alunos, em diferentes momentos da atividade e a participação deles nas interações ocorridas nos grupos. Tal análise mostrou que nas respostas escritas iniciais dos alunos predominaram explicações empíricas dos sistemas. Após a atividade, os alunos incorporaram elementos do discurso científico escolar em suas respostas e conseguiram elaborar explicações teóricas para os sistemas observados. Diferentes vozes participaram do processo de elaboração das explicações nas aulas: a) a voz da observação empírica do fenômeno, que contribuiu para que os alunos compartilhassem observações semelhantes e estabelecessem comparações entre os sistemas e; b) a voz de experiências prévias cotidianas dos alunos, que contribuiu para que eles compartilhassem a idéia de que sal e óleo podiam ser utilizados como conservantes de alimentos; c) a voz de conhecimentos escolares anteriores dos alunos, que contribuíram para a introdução de elementos novos no discurso, como fungos e bactérias; d) a voz do discurso científico escolar, introduzida por mim durante as interações, que também contribuiu para a elaboração das explicações teóricas dos fenômenos observados. A consideração ou não dos diferentes pontos de vista apresentados pelos alunos constituiu limites e possibilidades para a elaboração dos sentidos dos conceitos desenvolvidos durante as aulas. Estes resultados chamam a atenção para a importância do professor adotar uma abordagem comunicativa interativa dialógica, valorizando a explicitação e o confronto de diferentes perspectivas.

Nova metodologia para análise e síntese de sistemas de aterramento complexos utilizando o método lN-FDTD, computação paralela automática e redes neurais artificiais

Neste trabalho, o método FDTD em coordenadas gerais (LN-FDTD) foi implementado para a análise de estruturas de aterramento com geometrias coincidentes ou não com o sistema de coordenadas cartesiano. O método soluciona as equações de Maxwell no domínio do tempo, permitindo a obtenção de dados a respeito da resposta transitória e de regime estacionário de estruturas diversas de aterramento. Uma nova formulação para a técnica de truncagem UPML em coordenadas gerais, para meios condutivos, foi desenvolvida e implementada para viabilizar a análise dos problemas (LN-UPML). Uma nova metodologia baseada em duas redes neurais artificiais é apresentada para a deteccão de defeitos em malhas de terra. O software FDTD em coordenadas gerais foi testado e validado para vários casos. Uma interface gráfica para usuários, chamada LANE SAGS, foi desenvolvida para simplificar o uso e automatizar o processamento dos dados.

Aplicação de redes neurais artificiais na classificação de padrões filogeográficos com base na variabilidade genômica do DNA mitocondrial

Historicamente, o processo de formação das populações da Amazônia, assim como de todo território brasileiro, envolveu três grupos étnicos principais: o ameríndio, o europeu e o africano. Como conseqüência, estas populações possuem em geral constituição miscigenada do ponto de vista social e biológico. Desde o final do século passado, estudos do DNA mitocondrial (mtDNA) tem sido desenvolvidos com o propósito de estimar a mistura interétnica presente nestas populações. Para isto, é de fundamental importância a classificação de uma determinada linhagem de mtDNA em um dos mais de 250 haplogrupos/subclados propostos na literatura. Com o objetivo de desenvolver um sistema automatizado, preciso e acurado de classificação de seqüências (linhagens) de mtDNA, o presente trabalhou lançou mão da técnica de Redes Neurais Artificiais (RNA’s) tendo como base os estudos de filogeografia. Para esta classificação, foram desenvolvidas quatro redes neurais artificiais diretas, com múltiplas camadas e algoritmo de aprendizagem de retropropagação. As entradas de cada rede equivalem às posições nucleotídicas polimórficas da região hipervariável do DNA mitocondrial, as quais retornam como saída a classificação específica de cada linhagem. Posterior ao treinamento, todas as redes apresentaram índices de acerto de 100%, demonstrando que a técnica de Rede Neural Artificial pode ser utilizada, com êxito, na classificação de padrões filogeográficos com base no DNA mitocondrial.

Handoff de espectro em redes baseadas em rádio cognitivo utilizando redes neurais artificiais

Hoje, o espectro de rádio é um dos mais importantes recursos naturais no mundo. Segundo relatórios da FCC (do inglês, Federal Communications Commission), as bandas licenciadas, apesar de abundantes, são pobremente utilizadas. A tecnologia de rádio cognitivo visa melhorar a eficiência espectral através do acesso oportunista ao espectro. Permite que novas aplicações baseadas em comunicação sem fio sejam suportadas, sem interferir na comunicação licenciada e buscando garantir a qualidade de serviço das aplicações que a utilizam. Neste âmbito, o handoff de espectro é um dos requisitos essenciais e críticos na adoção desta tecnologia. Este trabalho realiza uma discussão da tecnologia de rádio cognitivo, propõe e avalia uma estratégia proativa para handoff de espectro em redes baseadas em rádio cognitivo utilizando Redes Neurais Artificiais. O desempenho da proposta em termos de nível de interferência ao usuário primário, número de handoffs de espectro realizado pelo usuário secundário e utilização espectral, é comparado com o obtido por um esquema reativo. Diferentemente de outras propostas que se baseiam em modelos estocásticos pré-definidos, utilizaram-se medidas reais de sensoriamento disponibilizados pelo IEEE Dyspan 2008 para avaliar a proposta. Resultados numéricos mostram a superioridade do esquema proposto.

Modelos para previsão de carga a curto prazo através de redes neurais artificiais com treinamento baseado na teoria da informação

O conhecimento prévio do valor da carga é de extrema importância para o planejamento e operação dos sistemas de energia elétrica. Este trabalho apresenta os resultados de um estudo investigativo da aplicação de Redes Neurais Artificiais do tipo Perceptron Multicamadas com treinamento baseado na Teoria da Informação para o problema de Previsão de Carga a curto prazo. A aprendizagem baseada na Teoria da Informação se concentra na utilização da quantidade de informação (Entropia) para treinamento de uma rede neural artificial. Dois modelos previsores são apresentados sendo que os mesmos foram desenvolvidos a partir de dados reais fornecidos por uma concessionária de energia. Para comparação e verificação da eficiência dos modelos propostos um terceiro modelo foi também desenvolvido utilizando uma rede neural com treinamento baseado no critério clássico do erro médio quadrático. Os resultados alcançados mostraram a eficiência dos sistemas propostos, que obtiveram melhores resultados de previsão quando comparados ao sistema de previsão baseado na rede treinada pelo critério do MSE e aos sistemas previsores já apresentados na literatura.

Agricultura no delta do rio Amazonas: colonos produtores de alimentos em Macapá no período colonial

Nos séculos XVII e XVIII, ocorre a expansão mundial das espécies de arroz cultivável mais conhecidas na atualidade. Nesse período, Portugal ensaiou transformar o delta do rio Amazonas em um celeiro agrícola , introduzindo o projeto de rizicultura no Estado do Grão Pará. A colonização de Macapá e Mazagão começou com base nessa produção. Este artigo trata das questões relativas à mão-de-obra exigida pelo projeto e às técnicas de manufatura e de comercialização do produto empregadas pela Companhia Geral do Comércio do Grão Pará e Maranhão.

Apropriação de conhecimentos científicos: uma abordagem aos alimentos transgênicos

A abordagem aos alimentos transgênicos (AT) tem adquirido grande importância na sociedade contemporânea, apresentando-se como um tema muito debatido e controverso. Esses debates ocorrem fundamentalmente nos campos ambiental, da saúde, da economia e da ética, entre outros. A presente pesquisa traz no seu âmbito os conhecimentos científicos dos alunos de um curso de Licenciatura em Ciências Biológicas, sobre AT. Sentimos a necessidade de compreender “Quais conhecimentos científicos os discentes do curso de Licenciatura em Ciências Biológicas da Universidade Federal do Pará (UFPA) mobilizam em relação aos alimentos transgênicos?” E, considerando tais conhecimentos “Como se posicionam quando solicitados à tomada de decisão?” Trata-se de estudo qualitativo, realizado no período que compreendeu maio a agosto de 2011, nas dependências do Instituto de Educação Matemática e Científica (IEMCI) da UFPA, mediante o desenvolvimento do Curso de Extensão: “Controvérsias Sociocientíficas no Ensino de Ciências”, com o tema AT. Para o levantamento dos conhecimentos dos discentes, elaboramos um questionário no qual contemplamos também uma questão que solicitava a tomada de decisão em relação ao tema em questão. Os dados relativos aos conhecimentos dos alunos foram organizados e analisados mediante a construção de “Matriz de Cognição Comparada”. Em nossa avaliação, a maioria dos sujeitos da presente pesquisa apresenta conhecimentos pertinentes a respeito do que seja transgênico. A compreensão dos discentes sobre a produção de um AT, em geral, é apresentada de forma coerente ao que encontramos na literatura da área. Observamos quanto aos aspectos positivos da produção desses alimentos, que os argumentos utilizados pelos educandos são muito parecidos com aqueles veiculados pelos proponentes dos AT na literatura específica da área. Quando indagados sobre os aspectos negativos da produção dos AT, observamos preocupações dos sujeitos quanto aos danos ao ambiente e quanto à insuficiência de resultados de estudos conclusivos, no que diz respeito aos benefícios e/ou malefícios desses alimentos. Alguns alunos expressaram preocupações no que diz respeito ao consumo de AT, notadamente dos riscos à saúde. Eles mencionam também nessa questão, a carência de estudos conclusivos em relação à questão dos possíveis maléficos do consumo dos AT. Várias foram as justificativas apontadas pelos alunos para apoio ao consumo dos AT, tais como: o combate à fome, preços mais acessíveis, maior qualidade, durabilidade, maior teor de vitaminas, melhoria na qualidade nutricional desses alimentos e benefícios econômicos. Sobre a tomada de decisão, as respostas foram divididas em favoráveis e contrárias. Para os favoráveis, as respostas foram desde aqueles que acreditam que os transgênicos podem beneficiar a população mundial no combate a fome, até os que pensam nas melhorias nutricionais desses alimentos. Em relação aos alunos que se manifestaram contrários, destacamos os que consideraram a existência de outras formas de melhorar a produção natural de alimentos, e acreditam ser muito mais benéfico para a população o incentivo desta sem o uso de agrotóxicos e pesticidas.

A diversidade de mamíferos de médio e grande porte e o potencial desta fauna na regeneração de clareiras artificiais na região do Rio Urucu, Coari, Amazonas

A região do rio Urucu, localizada na porção oeste da Amazônia brasileira, está entre as áreas consideradas prioritárias para conservação devido a sua grande riqueza de espécies e importância biogeográfica. Nesta região são desenvolvidas atividades de exploração de petróleo e gás natural, as quais geram a abertura de clareiras em meio a floresta contínua. Os objetivos deste estudo foram: 1) estimar a riqueza, composição e abundância da comunidade de mamíferos de médio e grande porte em Urucu a qual foi amostrada através dos métodos de transecção linear, busca por vestígios e armadilhas fotográficas; e 2) registrar a presença de mamíferos nas clareiras e verificar a participação destes animais no processo de regeneração através do onitoramento das clareiras artificiais por meio de armadilhas fotográficas e por observações in loco (clareira-focal). Adicionalmente, também foram instaladas armadilhas fotográficas no interior da floresta (amostras-controle). No total foram registradas 40 espécies de mamíferos de médio e grande porte, sendo 25 através da transecção linear, 16 pela busca por vestígios e 15 por armadilhas fotográficas. A espécie Lagothrix cana foi a mais abundante através do método de transecção linear, enquanto Tapirus terrestris foi a mais abundante para os métodos de busca por vestígios e armadilhas fotográficas. O monitoramento através das armadilhas fotográficas resultou no registro de sete espécies em clareiras e 14 espécies em floresta. Nas clareiras registrouse maior freqüência de espécies herbívoras-frugívoras. Já na floresta, espécies de diferentes hábitos alimentares foram registradas em proporção equilibrada. O monitoramento visual (clareira-focal) nas clareiras totalizou 144 horas de observação, sendo registradas três espécies. A espécie D. fuliginosa exibiu com maior freqüência as categorias comportamentais deslocamento e parado, enquanto que as espécies T. terrestris e S. pileatus despenderam maior tempo na categoria alimentação. Os dados obtidos através do monitoramento das clareiras sugerem que estes animais podem atuar ativamente na regeneração destas áreas através dos processos de herbivoria e dispersão de frutos e sementes.

Extração de oleoresina de Cúrcuma (Curcuma longa l) com CO2 supercrítico

Dentre as fontes de corantes naturais mais utilizadas na indústria de alimentos, encontra-se a cúrcuma (Curcuma longa L.) uma rizomaina do qual podem ser obtidas substâncias como a curcumina, demetoxicurcumina e bis-demetoxicurcumina. Estes pigmentos possuem coloração amarela e capacidade de substituir corantes artificiais. Com a finalidade de verificar a influência do pré-tratamento de secagem na extração, foram realizados experimentos de extração de oleoresina de cúrcuma com CO2 supercrítico, na unidade de extração do Laboratório de Engenharia Química da Universidade Federal do Pará, submetendo-se a matéria-prima a uma secagem nas temperaturas de 70 e 105oC. As extrações foram feitas a pressões de 200, 250 e 300 bar, e na temperatura de 45oC. Os resultados estão apresentados em tabelas e gráficos, em termos de rendimentos totais e teor de curcumina presente na oleoresina. A secagem a 70oC favoreceu a extração de oleoresina em termos de tempo de extração, e contribuiu para a manutenção de curcumina na matéria-prima.

Validade de indicadores do consumo de alimentos e bebidas obtidos por inquérito telefônico

OBJETIVO: Avaliar a reprodutibilidade e a validade de indicadores do consumo de alimentos e bebidas obtidos por sistema de vigilância baseado em inquéritos telefônicos. MÉTODOS: Foram realizadas análises de reprodutibilidade e validade em duas subamostras aleatórias (n=112 e n=109, respectivamente) da amostra total (N=2.024) de adultos (>18 anos) estudada pelo sistema em 2005 no município de São Paulo. Os indicadores avaliados incluíram fatores de proteção (consumo diário ou quase diário de frutas e hortaliças) e de risco (consumo diário ou quase diário de refrigerantes, consumo habitual de alimentos fontes de gorduras saturadas de origem animal, e consumo abusivo de bebidas alcoólicas) para doenças crônicas. Para a análise de reprodutibilidade compararam-se resultados obtidos a partir da entrevista telefônica original do sistema e de outra entrevista idêntica repetida após sete a 15 dias. Para a análise de validade compararam-se resultados obtidos a partir da entrevista telefônica original e de três recordatórios de 24 horas (padrão-ouro) realizados até 15 dias após a entrevista original. RESULTADOS: A freqüência dos indicadores estudados mostrou-se relativamente constante entre a primeira e a segunda entrevistas telefônicas e os coeficientes kappa se situaram entre 0,57 e 0,80, indicando boa reprodutibilidade de todos os indicadores. Relativamente ao padrão-ouro, evidenciou-se tendência de superestimação na freqüência do consumo de alimentos protetores, mas não na freqüência de alimentos associados a risco para doenças crônicas. Sensibilidade e especificidade foram elevadas para indicadores do consumo de alimentos associados a risco (próximas a 80%) e variáveis no caso de alimentos protetores (entre 42% e 80%). CONCLUSÕES: A avaliação indicou boa reprodutibilidade e adequada validade para a maioria dos indicadores empregados pelo sistema, o que indica que a manutenção da sua operação nos próximos anos oferecerá ao Brasil um útil instrumento para avaliação de políticas publicas de promoção da alimentação saudável e controle das doenças crônicas não transmissíveis relacionadas à alimentação.

Inovação sustentável na indústria do estado de Mato Grosso: setores de alimentos e madeireiro (1970-2012)

O crescimento econômico de Mato Grosso nas últimas quatro décadas se apresenta como reflexo das políticas públicas executadas no Estado. Contudo, o direcionamento para a produção de commodities gerou impactos significativos no ambiente e na sociedade mato-grossense. Por outro lado, acredita-se que a inovação sustentável nos segmentos industriais pode vir a se tornar fator de diversificação e otimização da matriz produtiva industrial do Estado. Assim, o objetivo da tese foi detectar a capacidade de aderência dos segmentos industriais da alimentação e madeireiro de Mato Grosso em relação aos padrões produtivos associados à inovação sustentável. O estudo exploratório descritivo foi operacionalizado através de um estudo de campo no qual 1.149 indústrias compuseram o universo, e a amostra foi de 92 respostas dos empresários: 57 madeireiros e 35 do segmento de alimentos. Os dados coletados de janeiro a julho de 2012 foram tratados estatisticamente pelo SPSS 17. As análises permitiram constatar que a inovação sustentável ainda não é realidade. Faltam condições estruturantes básicas para viabilizar o funcionamento de um sistema. Embora assim, há fortes indícios de que os empresários estão procurando inovar nos processos, buscam informação, estimulam seus funcionários a inovar e já adotam algumas práticas relacionadas com gestão sustentável. Há uma dicotomia no perfil das empresas do Estado e na forma como intentam inovar, de modo que as políticas públicas não atendem a todos de forma homogênea. Poucas empresas efetivamente desenvolvem inovação sustentável, grande parte adquire tecnologia estrangeira. Além da pesquisa quantitativa, foram realizadas visitas técnicas e entrevistas em onze instituições públicas. Confirmou-se a hipótese de que as instituições públicas foram ineficientes no processo de “desenvolvimento regional sustentável”, pois geraram apenas crescimento econômico. E são responsáveis pela estrutura produtiva atual, que desconsiderou o saber endógeno e as características territoriais, para manter as trajetórias estabelecidas. No entanto, há possibilidade de mudar a matriz produtiva atual desde que as institucionalidades sejam transformadas e a educação e o aprendizado somados às estruturas de suporte aos micros e pequenos empresários se fortaleçam através da cooperação. Sugerem-se diretrizes.

Aplicação de redes neuronais artificiais ao tratamento e interpretação de perfis geofísicos de poço aberto

A análise dos perfis petrofísicos de poço aberto possui um papel de fundamental importância para os estudos geológicos e geofísicos, no que se refere a obtenção de um maior conhecimento da subsuperfície, bem como para a identificação e exploração de depósitos minerais e petrolíferos. Alguns tópicos importantes da interpretação geológica dos perfis como a determinação de interfaces, a identificação mineralógica e a correlação poço-a-poço são extremamente tediosos e dispendem na sua execução uma grande carga horária. A automação destes procedimentos é em princípio bastante complicada, mas necessária, pois permitirá um melhor aproveitamento do tempo de trabalho do geólogo de produção e do intérprete de perfis. As redes neuronais artificiais apresentam uma boa performance para a solução destes tipos de problema, inclusive nos casos nos quais os algoritmos sequenciais apresentam dificuldades. Mostrar-se-á nesta tese que as redes neuronais artificiais podem ser utilizadas eficientemente para a automação desses procedimentos da interpretação geológica dos perfis. Apresentamos detalhadamente as novas arquiteturas e as aplicações sobre dados sintéticos e perfis reais.

Validação de indicadores do consumo de alimentos e bebidas obtidos por inquérito telefônico em Belém, Pará, Brasil

O objetivo deste trabalho foi avaliar a validade relativa dos indicadores de consumo de alimentos e bebidas obtidos pelo sistema de vigilância por entrevista telefônica (VIGITEL). Foi avaliada uma amostra aleatória (n = 100) da amostra total de aproximadamente dois mil adultos, estudada pelo sistema, em 2009, em Belém, Pará, Brasil. Os indicadores avaliados foram fatores de proteção (consumo adequado de frutas, legumes e verduras) e de risco (consumo de gordura saturada, refrigerante e bebidas alcoólicas) para doenças crônicas não transmissíveis. Compararam-se os resultados obtidos a partir de entrevista telefônica e de três recordatórios de 24 horas (padrão de referência). O padrão de referência evidenciou subestimação na frequência dos indicadores, à exceção de refrigerantes e bebidas alcoólicas. As médias das frequências do consumo foram, em geral, maiores no grupo exposto (entrevistados pelo VIGITEL). Não se pode concluir que o VIGITEL não seja um bom indicador de consumo, pois o padrão de referência também apresenta limitações, portanto o uso daquele como instrumento de monitoramento é justificável.

Aptidão reprodutiva e acasalamentos em condições artificiais na abelha sem ferrão Melipona flavolineata Friese (Hymenoptera, Apidae, Meliponini)

Capítulo 1: Maturidade sexual e o início do comportamento de vôo em machos da abelha sem ferrão Melipona flavolineata Friese (Apidae, Meliponini). Nesse primeiro capítulo, tivemos como objetivo investigar em que idade se completa a maturação sexual dos machos de M. flavolineata, e se esta é afetada por diferentes contextos sociais vivenciados pelos machos durante a fase adulta. Investigamos, ainda, em que idade se inicia o comportamento de vôo nesses indivíduos, como parte dos requisitos para alcançar a aptidão reprodutiva. Capítulo 2: Atratividade sexual de rainhas virgens de Melipona flavolineata Friese (Apidae, Meliponini) em diferentes idades e a importância do contexto social. No segundo capítulo, nosso objetivo foi investigar em que idade e sob quais contextos sociais as rainhas virgens de M. flavolineata se tornam sexualmente atrativas. Também foi possível acompanhar o desenvolvimento da receptividade sexual nessas rainhas. Capítulo 3: Acasalamentos em condições artificiais e o controle da cópula por rainhas virgens de Melipona flavolineata Friese (Apidae, Meliponini). Nesse último capítulo, objetivamos testar a realização de acasalamentos de machos e rainhas virgens de M. flavolineata em condições artificiais. Adicionalmente, testamos a hipótese de que as rainhas virgens são capazes de decidir sobre a ocorrência das cópulas.