Estudo de técnicas de análise modal operacional em sistemas sujeitos a excitações aleatórias com a presença de componente harmônico

A metodologia tradicional de identificação de parâmetros na análise modal de estruturas é realizada a partir de sinais medidos de força de entrada e de movimento de resposta da estrutura em condições laboratoriais controladas. Entretanto, quando é necessária a obtenção dos parâmetros modais de estruturas de máquinas em operação, as condições para controlar e medir a excitação nestas situações impossibilita a realização da análise modal tradicional. Neste caso, o teste modal é realizado utilizando somente dados de resposta do sistema. A Análise Modal Operacional (AMO) é um método de extração modal em que nenhuma excitação artificial necessita ser aplicada ao sistema, utilizando-se a própria excitação operacional como entrada para medição da resposta do sistema. A técnica clássica de Análise Modal Operacional NExT considera, para isso, que a excitação operacional do sistema seja um ruído branco. Esta técnica faz a consideração de que as funções de correlação obtidas de estruturas podem ser consideradas como funções de resposta ao impulso e então métodos tradicionais de identificação modal no domínio do tempo podem ser empregados. Entretanto, caso a excitação operacional contenha componentes harmônicos que se sobressaiam, estes podem ser confundidos como modos naturais do sistema. Neste trabalho é demonstrada que através da função densidade de probabilidade da banda estreita contendo o pico de um modo, é possível identifica-lo como natural ou operacional (proveniente da excitação operacional da estrutura). É apresentada também uma modificação no método de identificação modal Exponencial Complexa Mínimos Quadrados (LSCE), passando a considerar sinais harmônicos de freqüências conhecidas presentes na excitação operacional, em um ensaio utilizando a técnica NExT. Para validação desses métodos, utiliza-se um modelo teórico de parâmetros modais conhecidos analiticamente e como estudo de caso experimental, um sistema formado por uma viga bi-apoiada suportando um motor elétrico com desbalanceamento de massa.

Os componentes visuais no ensino-aprendizagem da leitura em inglês: um estudo dos aspectos semiótico-discursivos em manuais de informática, no contexto do ensino superior

Esta pesquisa teve por objetivo refletir sobre o ensino instrumental da leitura em inglês, através da utilização de componentes visuais para auxiliar leitores na construção do significado. Com pressupostos teóricos baseados principalmente em Swales (1990); Soares (1993); Bronckart (1999); Joly (2002); Santaella (1983, 2000); Magno e Silva (2002, 2004); e Field (2004), efetuamos um estudo descritivo das características semiótico-discursivas presentes em manuais de instalação de softwares com enfoque nos recursos visuais. Além disso, coletamos dados e descrevemos os procedimentos pedagógicos observados em uma turma de Inglês Instrumental do Curso Superior de Tecnologia em Redes de Computadores, da Faculdade de Tecnologia da Amazônia (FAZ), em Belém. Nossa pesquisa-ação objetivou também investigar em que medida os componentes visuais podem influenciar o leitor nas suas escolhas de leitura; de que forma os componentes visuais podem ser utilizados em atividades de pré-leitura, leitura e pós-leitura para conduzir o leitor à compreensão do sentido do texto; e qual a importância dos componentes visuais na leitura de manuais de instalação de softwares. Os resultados da análise foram sucessivamente alterando a coleta seqüencial dos dados e mostraram que os componentes visuais são excelentes ferramentas que, quando bem utilizadas e associadas às palavras, podem incentivar e simplificar o processamento da leitura, especialmente num contexto em que os participantes não possuem pleno domínio lingüístico na língua-alvo.

Contribuições aos estudo da compensação de harmônicos em sistemas de energia elétrica

Esta tese enfoca o estudo de métodos para compensação de harmônicos em sistemas de energia elétrica e aborda diversos aspectos relacionados à presença de harmônicos nos mesmos, como a apresentação de conceitos e definições em sistemas não-senoidais e estratégias de compensação de potência. Enfatiza-se neste estudo, exemplificado por meio de medições e simulações realizadas, a influência da forma de onda de alimentação sobre cargas não-lineares; a interação harmônica entre a tensão de suprimento e a corrente das cargas, devido à impedância série do sistema; e a influência mútua entre cargas não-lineares em paralelo, como possível forma de atenuação de harmônicos. Para simular e predizer o impacto causado por cargas não-lineares em um sistema, assim como a implementação de ações para mitigar esses impactos, visando à melhoria da qualidade da energia, é necessário o conhecimento das respostas das mesmas. Como produto do presente trabalho, destacam-se as técnicas desenvolvidas para a modelagem de cargas nãolineares sob diferentes condições de alimentação, em especial o uso de técnicas de inteligência computacional, como o sistema neuro-fuzzy e as redes neurais artificiais; assim como o emprego da série de Volterra para predição do comportamento das cargas.

Educação matemática através de interfaces computacionais: o papel de componentes interativos na postura exploratória e na aprendizagem

Neste trabalho, investigamos o papel de componentes interativos, frequentemente utilizados na construção de interfaces computacionais educativas, na postura exploratória do estudante e na aprendizagem de conceitos matemáticos. Selecionamos para esta pesquisa os seguintes componentes: caixa de combinações (combo box) e campo de texto (text field). Do ponto de vista educacional, estes componentes têm papéis distintos: o primeiro orienta as escolhas do estudante durante um processo exploratório, enquanto que o segundo não oferece qualquer orientação. Para comparar o papel desses componentes, desenvolvemos duas interfaces computacionais interativas através das quais o estudante pode explorar o comportamento gráfico de uma função do primeiro grau. Ambas as interfaces são idênticas entre si, a menos do componente interativo empregado: em uma delas foi utilizado a caixa de combinações e em outra o campo de texto. Tanto a postura exploratória quanto o desempenho em testes de conhecimento foram avaliados a partir de medidas diretas registradas pelas próprias interfaces. A postura exploratória foi avaliada através do número e do tipo de interações do estudante com o componente interativo, sendo este registro uma das características singulares desta pesquisa, pois permite a observação de alguns comportamentos do estudante durante o processo de interação com a interface, e não somente antes e após a interação. Dentro da limitação da ferramenta de coleta de dados da presente pesquisa, a aprendizagem foi medida através da comparação do desempenho em testes de conhecimento aplicados antes e depois do uso dos componentes interativos pelos estudantes. Neste contexto, diferenças significativas no papel de cada componente na postura exploratória e na aprendizagem foram então observadas.

Questões acerca da percepção sonora de harmônicos: a função das variáveis sexo e aprendizagem

Este trabalho objetivou verificar o desempenho de homens e mulheres em uma tarefa de discriminação perceptiva de sons e o efeito de aprendizagem anterior sobre esta discriminação. O experimento foi realizado com 17 homens e 17 mulheres, submetidos individualmente a uma sessão de coleta de dados composta de questionário padronizado e de teste de discriminação com vinte tentativas gravadas em um CD-ROM. A análise estatística dos dados indicou diferenças de desempenho entre pessoas com e sem experiência musical prévia [F(1,33)=14,69, p<0,001]. Embora não significativo, as mulheres apresentaram melhor desempenho no grupo sem experiência prévia, e no grupo com experiência, os homens apresentaram melhor desempenho. Os dados indicam que, embora haja diferenças sexuais na percepção sonora, a experiência parece ser o fator mais importante neste tipo de discriminação.

Jogo de empresas para administração e controle de custos: um modelo para empresas fornecedoras de componentes para a construção civil

Este trabalho apresenta um modelo de jogo de empresas visando atender a gestores de empresas fornecedoras de componentes para a construção civil, caracterizadas pela onisciência dos mesmos, com dificuldades em compreender e utilizar as informações econômico-financeiras presentes nos relatórios, bem como promover o estreitamento teórico e prático dessas informações à comunidade acadêmica de Engenharia. Para o desenvolvimento do jogo de empresas fez-se necessário, além do reconhecimento de algumas empresas fornecedoras de componentes para a construção civil, um estudo de conceitos e técnicas contábeis, no que tange à Contabilidade de Custos e Gerencial. O jogo foi aplicado no ambiente acadêmico da Universidade Federal do Pará, junto a alunos de Engenharia Civil, que para tanto, tiveram que passar por um processo de nivelamento conceitual e de conhecimento da dinâmica do jogo, e em uma microempresa, Proativa, na cidade de Belém. Os resultados confirmaram as vantagens do uso da simulação empresarial abordada neste trabalho no processo ensino-aprendizagem.

Projeto multicritério de filtros harmônicos passivos para instalações industriais utilizando técnicas de inteligência computacional

Devido ao auge do crescimento industrial na Região Norte e, em especial, o Pólo Industrial de Manaus (PIM), são necessários obter ferramentas matemáticas que facilitem ao especialista tomar decisões sobre a seleção e dimensionamento dos filtros harmônicos que proporcionam neutralizar os efeitos prejudiciais dos harmônicos gerados pelas cargas não lineares da indústria e alcançar conformidade com os padrões das normas de qualidade de energia correspondentes. Além disso, como os filtros harmônicos passivos têm a capacidade de gerar potência reativa à rede, estes meios são eficazes compensadores de potência reativa e, portanto, podem conseguir uma economia significativa no faturamento de energia elétrica consumida por essas instalações industriais. Esta tese tem como objetivo geral desenvolver um método matemático e uma ferramenta computacional para a seleção da configuração e parâmetros do projeto de um conjunto de filtros harmônicos passivos para sistemas elétricos industriais. Nesta ótica, o problema de otimização da compensação de harmônicos por meio de filtros passivos foi formulado como um problema multiobjetivo que considera tanto os objetivos da redução da distorção harmônica como da efetividade econômica do projeto considerando as características das tarifas brasileiras. Todavia, a formulação apresentada considera as restrições relevantes impostas pelas normas brasileiras e estrangeiras. A solução computacional para este problema foi conseguida, usando o algoritmo genético NSGA-II que determina um conjunto de soluções ótimas de Pareto (Fronteira) que permitem ao projetista escolher as soluções mais adequadas para o problema. Por conseguinte, a ferramenta computacional desenvolvida tem várias novidades como: não só calcula os parâmetros que caracterizam os filtros, como também seleciona o tipo de configuração e o número de ramos do filtro em cada barra candidata de acordo com um conjunto de configurações pré-estabelecidas; têm implementada duas normas para a avaliação das restrições de qualidade de energia (Prodist-Módulo 8 e IEEE 519-92) que podem ser selecionadas pelo usuário; determina soluções com bons indicadores de desempenho para vários cenários característicos e não característicos do sistema que permitem a representação das as variações diárias da carga; das variações dos parâmetros do sistema e dos filtros; avalia o custo das contas de energia numa rede elétrica industrial que tem diferentes condições de operação (cenários característicos); e avalia o efeito econômico de filtros de harmônicos como compensadores de potência reativa. Para desenvolver a ferramenta computacional adequada desta tese, foi empregado um modelo trifásico em coordenadas de fase para redes de energia elétrica industriais e de serviços onde foram feitos vários programas utilizando várias ferramentas computacionais adicionais. Estas ferramentas compreendem um programa de varredura de freqüência, um programa do fluxo de harmônicos por injeção de correntes e um programa de fluxo de potência à freqüência fundamental. Os resultados positivos desta tese, a partir da análise de vários exemplos práticos, mostram as vantagens do método desenvolvido.

Identificação de correntes de inrush na proteção diferencial de transformadores de potência através do gradiente da corrente diferencial e de mapas auto-organizáveis

A principal dificuldade encontrada na proteção diferencial de transformadores de potência é a correta distinção entre as correntes de inrush e as correntes de faltas internas. Tradicionalmente os relés diferenciais executam esta tarefa utilizando a técnica de restrição por harmônicos baseada na premissa de que as correntes de inrush possuem alta concentração de componentes harmônicas de segunda ordem, contudo essa técnica nem sempre é eficaz. O presente trabalho tem como objetivo apresentar a proposta de duas novas metodologias capazes de realizar a identificação e distinção entre as correntes de inrush das correntes de faltas internas na proteção diferencial de transformadores de potência através de metodologias que não dependem do conteúdo de harmônicos do sinal da corrente diferencial. A primeira metodologia proposta, denominada de método do gradiente da corrente diferencial, é baseada no comportamento do vetor gradiente, obtido através da diferenciação numérica do sinal da corrente diferencial. O critério de distinção utilizado é baseado no desvio padrão do ângulo do vetor gradiente que apresenta comportamento diferenciado para correntes de inrush e correntes de curto-circuito. A segunda metodologia proposta é baseada na capacidade de reconhecimento e classificação de padrões das redes neurais de Mapeamento Auto-organizável de Kohonen. Como padrão de entrada e de treinamento da rede neural é utilizado um vetor contendo quatro níveis do espectro do desvio padrão do ângulo do vetor gradiente da corrente diferencial nas três fases do transformador de potência. A eficácia dos métodos foi testada através da simulação de diversas situações de faltas internas e correntes de inrush, incluindo situações de “Sympathetic Inrush”, em um transformador de potência usando o software EMTP/ATP e através da implementação do algoritmo em MATLAB®, apresentando resultados altamente promissores.

Influência das técnicas de cimentação, fundição em monobloco e brasagem na adaptação de componentes protéticos de próteses sobre implantes fundidos em Cr-Co

O presente estudo avaliou a adaptação da interface implante/componente protético, utilizando pilares Micro-Units com seus respectivos copings acrílicos (Conexão Sistemas de Prótese – São Paulo – SP – Brasil) e UCLAs (Conexão Sistemas de Prótese – São Paulo – SP – Brasil), por meio de três diferentes técnicas: cimentação (grupo 1), fundição em monobloco (grupo 2) e fundição e brasagem (grupo 3). Foram confeccionados 20 corpos - de- prova, cada corpo apresentava 3 componentes protéticos e duas barras que os unia. Foram utilizados 30 componentes protéticos Micro-Units, 30 copings acrílicos dos Micro-Units (Conexão Sistemas de Prótese – São Paulo – SP – Brasil) e 30 UCLAs (Conexão Sistemas de Prótese – São Paulo – SP – Brasil). Também foram usadas 40 barras cilíndricas de 2mm de diâmetro, obtidas a partir de uma matriz. Cada grupo tinha 10 corpos-de-prova. Os corpos-deprova foram divididos inicialmente em dois grupos. No grupo 1 foram utilizados componentes protéticos Micro-Units e seus respectivos copings acrílicos, os quais foram fundidos em Cr-Co, parafusados e cimentados sobre os Micro-Units. No grupo 2 os componentes protéticos calcináveis (UCLA), foram fundidos em monobloco utilizando-se Cr-Co. Posteriormente foi realizada a separação das peças em monobloco do grupo 2, o qual passou a ser chamado de grupo 3, sendo então submetido à brasagem. Todos os grupos foram mensurados em um estereomicroscópio (SZX12, Olympus, Japan) com aumento de 60X em relação à adaptação, antes e após os procedimentos para a obtenção das estruturas, através de cada técnica. Os resultados mostraram que o grupo 1 apresentou uma adaptação estatisticamente superior, inicial (0,000μm) e final (3,588μm), em relação aos grupos 2 (9,252μm e 325,259μm) e 3 (0,874μm e 121,592μm). O grupo 3 apresentou uma melhora significativa em relação ao grupo 2. A técnica com melhor adaptação foi a cimentação.

Interpretação de anomalias magnéticas usando integrais finitas dos momentos das componentes

O objetivo do trabalho consiste em desenvolver uma metodologia para determinar os parâmetros de um corpo causador de uma anomalia magnética. Essa metodologia baseia-se na utilização de expressões analíticas, deduzidas para as integrais finitas dos momentos da anomalia de intensidade total e das componentes H_x, H_y e H_z ao longo dos três eixos de um sistema de coordenadas cartesianas. Por meio do ajuste entre essas expressões analíticas e as integrais numéricas finitas dos momentos das componentes magnéticas obtidas a partir de um levantamento geofísico, pode-se computar, através de um processo iterativo, os parâmetros de magnetização, posição, profundidade e dimensões de um corpo anômalo. No caso em que são conhecidas as medidas de somente uma componente magnética, ainda é possível aplicar o método pois as demais componentes podem ser obtidas por um esquema de filtragem matemática. A metodologia foi testada com sucesso para modelos dipolo pontual e linha de dipolos os quais são muito utilizados em Geofísica para interpretar anomalias magnéticas produzidas por corpos geológicos que possuem uma ou duas dimensões horizontais muito menores do que a profundidade.

Análise e estimativa dos componentes do balanço de energia em ecossistema de manguezal amazônico

As medições e estimativas dos componentes do balanço de energia foram feitos acima da copa das árvores no ecossistema de manguezal natural, localizada a 30 km da cidade de Bragança-PA, entre novembro de 2002 e agosto de 2003. Os dados foram utilizados para a análise das variações sazonais e horárias do fluxo de calor sensível e calor latente, bem como a avaliação da partição de energia. Os dados meteorológicos foram coletados pela estação meteorológica automática (EMA) e os fluxos foram calculados utilizando-se a técnica de covariância de vórtices turbulentos. Os modelos de Penman-Monteith e Shuttleworth foram usados para estimar o fluxo de calor sensível e calor latente. O objetivo deste estudo foi analisar o equilíbrio e a partição de energia no manguezal, assim como fazer uma avaliação do comportamento de modelos empíricos para estimar os fluxos de energia. O saldo de radiação apresentou valores mais elevados no período menos chuvoso. A razão de Bowen mostrou valor geralmente baixo, o que indica que uma proporção maior de energia foi utilizada sob a forma de calor latente. O modelo Shuttleworth é mais eficiente na estimativa de fluxos de calor sensível. Para estimar o fluxo de calor latente do modelo de Penman-Monteith foi mais eficiente durante a estação seca e o modelo Shuttleworth durante a estação chuvosa.

Estudo da qualidade da gasolina tipo A e sua composição química empregando análise de componentes principais

The type A gasoline samples were analyzed by gas chromatography with flame ionization detector (GC-FID) which allowed quantifying and classifying of the various compounds into different classes of hydrocarbons. Several physicochemical parameters were evaluated according to the official methods in order to compare the results obtained against the limits established by the Agência Nacional de Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis (ANP, 2011). Additionally, principal component analysis (PCA) was applied to discriminate the samples studied, which revealed the separation of four groups according to their chemical composition determined in samples collected from the eight fuel distributors in the State of Pará.