Controladores fuzzy aplicados ao conversor de geradores de indução duplamente excitados em sistemas eólicos integrados a sistemas de potência

Este artigo apresenta novas estratégias de controle fuzzy aplicadas ao conversor estático interligado ao rotor dos geradores de indução duplamente excitados (DFIG), em esquemas eólicos de velocidade variável, integrados a redes elétricas reais. As estratégias de controle propostas são do tipo fuzzy "look-up-table" com supervisão. O desempenho de tais reguladores, baseados em inteligência computacional, é comparado com o obtido com controladores PI's a parâmetros fixos, na ocorrência de faltas no sistema elétrico de potência. Esses controladores fuzzy são destinados a garantir a continuidade da operação dos conversores, e melhorar o desempenho transitório do sistema, em relação aos controladores convencionais. Os resultados apresentados confirmam a eficácia das estratégias de controle adotadas. O modelo físico dos aerogeradores, consistindo de um grande número de turbinas eólicas, foi implementado através de uma ferramenta de simulação dinâmica, desenvolvida no ambiente computacional MATLABTM.

Desenvolvimento e implementação de estratégias de controle digital para regulação de tensão e amortecimento de oscilações eletromecânicas em um gerador síncrono de 10kVA

Neste trabalho são apresentados o desenvolvimento e a implementação de estratégias de controle digital para regulação automática de tensão e para o amortecimento de oscilações eletromecânicas em um sistema de potência em escala reduzida de 10kVA, localizado no Laboratório de Controle de Sistemas de Potência (LACSPOT), da Universidade Federal do Pará (UFPA). O projeto dos dois controladores é baseado na técnica de alocação polinomial de polos. Para o projeto do Regulador Automático de Tensão (RAT) foi adotado um modelo simplificado, de primeira ordem, da máquina síncrona, cujos parâmetros foram levantados experimentalmente. Para o controlador amortecedor, por sua vez, também chamado de Estabilizador de Sistemas de Potência (ESP), foi utilizado um modelo discreto, do tipo auto regressivo com entrada exógena (ARX). Este modelo foi estimado por meio de técnicas de identificação paramétrica, considerando para tal, o conjunto motor-gerador interligado a um sistema de maior porte (concessionária de energia elétrica). As leis de controle foram embarcadas em um microcontrolador de alto desempenho e, para a medição dos sinais utilizados nos controladores, foi desenvolvida uma instrumentação eletrônica baseada em amplificadores operacionais para o condicionamento dos sinais dos sensores. O sinal de controle é baseado na técnica de modulação por largura de pulso (PWM) e comanda o valor médio da tensão de um conversor CC-CC, o qual é utilizado como circuito de excitação que energiza o enrolamento de campo do gerador. Além disso, o acionamento elétrico das máquinas que compõem o grupo gerador de 10kVA foi projetado e automatizado somando segurança aos operadores e ao componentes deste sistema de geração. Os resultados experimentais demonstraram o bom desempenho obtido pela estratégia proposta.

Técnica de controle preditivo baseado em modelo aplicada ao controle de tensão de um gerador síncrono - resultados experimentais

Neste trabalho serão apresentados os resultados da avaliação experimental de uma metodologia de controle digital preditivo auto-ajustavel aplicada ao controle de tensão de um sistema de geração de energia de escala reduzida. Um estimador recursivo baseado no conhecido método de mínimos quadrados é utilizado na etapa de identificação do controlador preditivo proposto. A etapa de cálculo da lei de controle é realizada com o algoritmo Generalized Predictive Controller (GPC). A avaliação experimental foi realizada com testes de resposta ao degrau e rastreamento aplicados em diferentes condições operacionais do sistema de potência estudado. Para fins de comparação, também serão apresentados os resultados da avaliação de um controlador auto-ajustável que utiliza o método de alocação de pólos para a síntese do sinal de controle e três controladores digitais com parâmetros fixos.

Valores, variáveis sócio-demográficas e auto-relatos de comportamentos no trânsito de motoristas suspensos e não suspensos de Belém e Curitiba

Para investigar o comportamento de motoristas, possivelmente correlacionado a valores e variáveis demográficas, foram aplicados a 505 motoristas, de Belém e Curitiba, a Escala de Violações e Erros de Motoristas (EVEM) e o Questionário de Valores Pessoais (PVQ). Metade da amostra foi constituída de motoristas de ambos os sexos que tiveram suas Carteiras de Habilitação (CNH) suspensas e a outra metade de não suspensas. Os resultados da EVEM e do PVQ foram confrontados com a cidade dos participantes, a situação da CNH, e outras questões relativas ao ato de dirigir veículos, tendo sido encontradas algumas correlações entre os fatores. Na EVEM: 1) Erros: Cidade; 2) Violações: Idade, Idade que Aprendeu Dirigir e Situação da CNH; 3) Violações Agressivas: Idade que Aprendeu Dirigir, Situação da CNH, Idade e Sexo; 4) Agressão Interpessoal: Idade, Situação da CNH e Sexo. No PVQ: 5) Autodireção: Cidade e Escolaridade; 6) Poder: Cidade e Situação da CNH; 7) Universalismo: Cidade, Situação da CNH e Idade; 8) Hedonismo: Idade; 9) Segurança: Cidade, Idade e Situação da CNH; 10) Estimulação: Idade; 11) Conformidade: Situação da CNH, Idade e Cidade; 12) Benevolência: Cidade, Situação da CNH, Sexo e Idade; 13) Realização: Idade; 14) Tradição: Idade. Alguns resultados mostraram diferenças entre motoristas suspensos e não suspensos e também entre motoristas das cidades pesquisadas, como por exemplo, um maior percentual de suspensos aprendeu a dirigir com a família e os fatores Benevolência e Conformidade foram mais valorizados pelos motoristas de Belém.

O currículo de ciências via tema gerador: desafios docentes na Escola Cabana

Este trabalho de pesquisa busca compreender e analisar como os professores de ciências que trabalham em escolas municipais que adotam o projeto Escola Cabana lidam com o processo de elaboração de suas propostas curriculares a partir de temas geradores. Procurando identificar os fatores envolvidos no processo de proposição curricular, desafios e dilemas que consideram importantes dentro de uma proposta educacional diferenciada. Para efeito de orientação metodológica considerei a abordagem qualitativa como suporte da pesquisa. Como este trabalho está vinculado a uma determinada realidade educacional, as chamadas Escolas Cabanas, elegi como sujeitos de pesquisa 5 professores de ciências que atuam em escolas que oficialmente seguem as orientações desta proposta educativa e 1 técnica da coordenadoria de educação do município. As informações foram obtidas a partir de duas fontes principais: leitura de documentos oficiais sobre o projeto e entrevistas semi-estruturadas com os professores de ciências de instituições de ensino vinculados ao projeto. A análise dos dados, feita a partir dos depoimentos dos professores sujeitos, possibilitou apreender as percepções e ações dos docentes sobre a proposta de se elaborar currículo por temas geradores. No confronto com a realidade de trabalhar dentro de uma proposta educacional diferenciada, os professores narram as limitações, os avanços e recuos em suas práticas curriculares. O isolamento profissional, a percepção e tradução de forma pessoal das orientações do projeto e as dificuldades em romper com as tradições curriculares foram pontos levantados pelos professores sujeitos de maneira direta ou indireta em seus depoimentos. Assim como, as dificuldades e dilemas de se trabalhar o novo, com conhecimentos advindo dos cotidianos dos alunos e alunas, portanto, com práticas que vão de encontro com aquelas presentes no período de formação e atuação profissional. A percepção de que os professores precisam redimensionar seu envolvimento com a questão curricular, recuperando essa competência inerente à docência de se elaborar propostas curriculares coerentes com sua realidade educacional foi tácita no decorrer da pesquisa. Assumir o processo de proposição curricular, entender o papel e a centralidade que o currículo apresenta no cotidiano da atuação docente, são caminhos que apontam para currículos e práticas educativas mais conscientes.

Desenvolvimento local e capital social: uma análise interdisciplinar do processo de indução do DLIS no Estado de Roraima

Uma nova tendência em termos de ações para o desenvolvimento vem se configurando. Trata-se de ações que levam em conta o território e seus atores. Nesse âmbito, insere-se a metodologia de indução do Desenvolvimento Local Integrado e Sustentável (DLIS). Esse Programa de política pública se constitui uma estratégia participativa de indução do desenvolvimento, pela qual se mobilizam recursos das comunidades, que em parceria com o Estado (em seus três níveis) e o mercado, realizam diagnósticos, identificam potencialidades e vocações, elaboram planos integrados de desenvolvimento, na perspectiva de envolvimento dos sujeitos como proponentes e protagonistas da ação social em seus territórios. Com este trabalho, buscou-se compreender a multidimensionalidade do processo de DLIS, no estado de Roraima, procurando, ao mesmo tempo, o estabelecimento de um nexo causal entre as trajetórias sócio-econômicas (resultados) do DLIS e o capital social. A pesquisa se enquadrou na modalidade qualitativa. Adotou-se como estratégia metodológica o estudo de caso, envolvendo os municípios de Rorainópolis, Uiramutã, Baliza e Pacaraima. Três dimensões analítico-contextuais foram adotadas, quais sejam: conceitual, de implementação e de impacto. Na avaliação do capital social, as variáveis participação, confiança, cooperação e redes foram consideradas. Na interpretação dos dados, as seguintes abordagens foram utilizadas: análise contextual, análise descritiva, análise das diferenças de proporções e análise de correspondência. Os resultados da pesquisa revelaram que alguns conceitos e categorias adotados pelo Programa, embora relevantes, apresentam alguma ordem de problema. Dois municípios, Rorainópolis e Uiramutã, foram considerados municípios de bons resultados. Isso porque atenderam a um conjunto de questões que expressavam condições desejáveis para que o desenvolvimento local integrado e sustentável, em suas múltiplas dimensões, se efetivasse. Por seu turno, os municípios de Baliza e Pacaraima foram classificados como municípios de maus resultados. Os resultados do DLIS em Rorainópolis e Uiramutã estão associados ao capital social (relação positiva). A despeito da extensa literatura que trata da relevância desse tema, não se têm, ainda, instrumentos satisfatórios para medir capital social. Nesse contexto, entendese que estes resultados representam, de fato, uma aproximação.

Otimização de controladores utilizando algoritmos genéticos para melhoria da capacidade de sobrevivência a afundamentos de tensão de aerogeradores de indução duplamente excitados

Na presente tese propõe-se uma metodologia de ajuste ótimo dos controladores do conversor interligado ao rotor de aerogeradores de indução duplamente excitados (DFIG), utilizando algoritmos genéticos (AG), com o objetivo de melhorar a segurança e a robustez do sistema elétrico de potência, permitindo que os aerogeradores DFIG participem da gestão técnica do sistema. Para garantir este objetivo, é utilizada uma estratégia de proteção do tipo “crow-bar” durante a falta, mantendo o conversor interligado ao rotor conectado à máquina. Imediatamente após a eliminação da falta, o “crow-bar” é desativado, e simultaneamente os controladores ótimos do conversor interligado ao rotor são acionados, previamente ajustados pelo AG, a fim de melhorar a capacidade de sobrevivência a afundamentos de tensão “ridethrough capability” e a margem de estabilidade global do sistema elétrico. Para validação da metodologia ótima desenvolvida foram realizadas simulações computacionais utilizando uma rede elétrica real, em três condições operacionais distintas.

Determinação de mercúrio total em amostras de água, sedimento e sólidos em suspensão de corpos aquáticos por espectrofotometria de absorção atômica com gerador de vapor a frio

O emprego de mercúrio metálico nos processos de extração do ouro libera toneladas de mercúrio ao meio ambiente, provocando um aumento considerável nas concentrações presentes. Com a finalidade de prevenir a exposição humana a concentrações excessivas, o que poderá resultar em graves episódios de intoxicação mercurial, bem como avaliar a possibilidade de sedimentos tornarem-se fontes potenciais de contaminação para os seres vivos, é de fundamental importância a monitorização do mercúrio em diversos compartimentos ambientais. Efetuou-se a padronização de uma metodologia analítica para determinação de mercúrio total em amostras de água, sólidos em suspensão e sedimentos de corpos aquáticos para monitorização ambiental do xenobiótico. Posteriormente, foram analisadas amostras oriundas de regiões garimpeiras, com vistas a avaliar o desempenho do método em amostras reais e efetuar levantamento preliminar sobre a contaminação mercurial na área de estudo.

Implementação e testes de campo de um ESP digital

Neste trabalho é apresentado o desenvolvimento e os resultados da implementação e testes em campo de um estabilizador de sistema de potência (ESP) projetado com técnica de controle digital para fins de amortecimento de modos de oscilação eletromecânica observáveis em sinais de potência elétrica medido em uma unidade hidro-geradora, de 350 MVA da Usina Hidrelétrica de Tucuruí. É apresentada e aplicada a metodologia de identificação de modelos paramétricos lineares do tipo auto regressivo com entradas exógenas (ARX), para estimação de modelos com capacidade de capturar a informação relevante (amortecimento e freqüência natural) dos modos eletromecânicos dominantes do sistema. De posse do modelo paramétrico ARX, é efetuada então a síntese da lei de controle digital amortecedor para o ESP, através da técnica de deslocamento radial dos pólos da função de transferência de malha fechada. Para a síntese da lei de controle digital, utilizou-se uma estrutura canônica do tipo RST. Para os testes de campo, a lei de controle amortecedor do ESP digital foi codificada em linguagem C e embarcada em um protótipo cujo hardware é baseado em microcontrolador modelo DSPIC 30F3014, o qual incorpora um grande número de periféricos para aquisição e comunicação de dados. Para avaliar o desempenho do ESP digital desenvolvido, testes experimentais foram realizados em uma unidade geradora de 350 MVA da casa de força número 1, da UHE de Tucuruí. O estabilizador desenvolvido atua através da modulação da referência de tensão do regulador automático de tensão da respectiva unidade geradora, de acordo com as oscilações observadas através da medida de potência elétrica no estator do gerador. Os resultados de testes de campo mostraram um excelente desempenho do ESP digital no amortecimento de um modo eletromecânico, de freqüência natural de aproximadamente 1,7 Hz, observado nos teste de campo realizado.

Bancada experimental para ensaios em geradores elétricos utilizados em aerogeradores de pequeno porte

Este trabalho apresenta uma bancada para testes em geradores elétricos, utilizados em aerogeradores de pequeno porte. O sistema é composto basicamente por um motor de indução trifásico, que simula um rotor eólico, acoplado mecanicamente ao gerador elétrico submetido ao ensaio; um inversor de frequência, usado para variação da velocidade do motor; transdutores de grandezas elétricas, que efetuam a medição dos parâmetros de interesse (tensões e correntes instantâneas) na saída do gerador; um sensor de velocidade angular, para medição da rotação que é fornecida ao eixo do motor; um microcomputador, para monitoração e armazenamento dos parâmetros medidos, e controle do inversor de frequência, por meio de um programa computacional desenvolvido; e uma placa de aquisição de dados, que serve como interface entre os transdutores/sensores e o microcomputador. A velocidade angular fornecida ao gerador em ensaio pode ser variada conforme valores fornecidos de velocidades de vento, as quais são associadas a valores correspondentes de rotação, a fim de simular o comportamento de um rotor eólico. Dessa forma, é possível traçar a curva de potência (potência versus velocidade de vento) do gerador ensaiado e analisar seu desempenho. Apresenta-se também neste trabalho os resultados de medições realizadas na bancada, referentes aos ensaios de um gerador comercial de pequena potência (1 kW) e de outro desenvolvido em projeto de pesquisa, ambos do tipo de imã permanente com fluxo axial.

Indução de escleróticas in vitro e análise da resposta imune dos pacientes de cromoblastomicose em tratamento com itraconazol

A cromoblastomicose (CBM) é uma doença fúngica crônica que acomete a pele, caracterizada pelo desenvolvimento de lesões polimórficas, que apresentam infiltrado inflamatório granulomatoso na presença de células escleróticas, patognomônicas desta doença. Um dos objetivos deste estudo foi avaliar a indução de células escleróticas por meios naturais, com biomassas de Bactris gasipaes e de Theobroma grandiflorum, cujas respectivas espécies induziram in vitro células escleróticas similares àquelas encontradas nos tecidos de lesões humanas, em 10 e 2 dias, respectivamente, o que viabilizou a produção de um meio indutor em pó, já disponibilizado a outros grupos que estudam a CBM. Outro objetivo foi avaliar a imunopatologia da CBM nos pacientes, antes e durante a utilização de itraconazol (ITZ). Para isto, foi utilizada a técnica de ELISA para as citocinas TNF-, IL-4 e IL-10 circulantes, e a imunohistoquímica de biópsias das lesões em diferentes tempos de tratamento – que permitiu analisar as alterações quantitativas e qualitativas dos tipos celulares durante 12 meses do tratamento com ITZ na dose de 200 mg/dia – com anticorpos anti-CD20, anti-CD8 e anti-CD68. Quanto as citocinas, a IL-10 circulante não mostrou nenhuma mudança significativa, enquanto IL-4 e TNF-α apresentaram um aumento da titulação ao longo de 12 meses de tratamento. Em relação à imunofenotipagem, houve uma diminuição significativa no processo inflamatório e nos infiltrados celulares durante 3 e 6 meses do tratamento, enquanto que apenas aos 12 meses houve a regressão significativa do número de escleróticas. A Imunofenotipagem revelou que os macrófagos estão localizados principalmente nas áreas centrais do granuloma, enquanto que as células TCD8+ estão na periferia e as células TCD20+ encontram-se homogeneamente distribuídas, com um aumento significativo após 6 meses do tratamento, retornando aos níveis iniciais após um ano. Os macrófagos e linfócitos citotóxicos são recrutados para o sítio de infecção durante o tratamento, apresentando um aumento significativo após 12 meses de tratamento com ITZ. Estes resultados demonstram que a formação do granuloma na CBM é semelhante àqueles observados em outras doenças infecciosas granulomatosas, e que a presença de IL-4 e IL-10 podem estar relacionadas com a persistência do fungo nas lesões e com a dificuldade de cura observada nestes pacientes.

Estratégias de identificação paramétrica aplicadas à modelagem dinâmica de um servidor web Apache

Este artigo apresenta um estudo experimental de técnicas de identificação paramétrica aplicadas à modelagem dinâmica de um servidor web Apache. Foi desenvolvido um arranjo experimental para simular variações de carga no servidor. O arranjo é composto por dois computadores PC, sendo um deles utilizado para executar o servidor Apache e o outro utilizado como um gerador de carga, solicitando requisições de serviço ao servidor Apache. Foram estimados modelos paramétricos auto-regressivos (AR) para diferentes pontos de operação e de condição de carga. Cada ponto de operação foi definido em termos dos valores médios para o parâmetro de entrada MaxClients (parâmetro utilizado para definir o número máximo de processos ativos) e a saída percentual de consumo de CPU (Central Processing Unit) do servidor Apache. Para cada ponto de operação foram coletadas 600 amostras, com um intervalo de amostragem de 5 segundos. Metade do conjunto de amostras coletadas em cada ponto de operação foi utilizada para estimação do modelo, enquanto que a outra metade foi utilizada para validação. Um estudo da ordem mais adequada do modelo mostrou que, para um ponto de operação com valor reduzido de MaxClients, um modelo AR de 7a ordem pode ser satisfatório. Para valores mais elevados de MaxClients, os resultados mostraram que são necessários modelos de ordem mais elevada, devido às não-linearidades inerentes ao sistema.

Treino em auto-observação e adesão à dieta em adulto com diabetes tipo 2

Este estudo verificou os efeitos do treino de auto-observação sobre a adesão à dieta em um adulto com diabetes Tipo 2. A coleta de dados ocorreu por meio de entrevistas no domicílio do participante. Após levantamento da linha de base, iniciou-se o treino no uso de protocolos para registro de automonitoramento (Passo 1), seguido de treino do relato verbal do paciente sobre a sua alimentação no dia anterior (Passo 2) e de treino no planejamento da adesão à dieta (Passo 3). O cálculo do Índice de Adesão à Dieta (IAD) do paciente e seus relatos verbais nortearam a análise dos resultados, que indicaram aumento na frequência de respostas de auto-observação do comportamento alimentar e no IAD no Passo 1. Esse ganho foi mantido no Passo 2 e maximizado com o treino no planejamento da adesão à dieta no Passo 3.

Técnica de projeto de controlador fuzzy aplicada ao acionamento vetorial de motor de indução

Este trabalho investiga uma estratégia de controle fuzzy Takagi-Sugeno aplicada ao controle de velocidade do motor de indução. A estratégia implementa uma interpolação ponderada entre um conjunto de controladores locais previamente projetados. Ao ocorrer variações nas condições operacionais do motor de indução, os ganhos da lei de controle são ajustados automaticamente, de modo a manter satisfatório o desempenho do sistema de controle. Para o projeto do controlador fuzzy a representação em espaço de estados da planta foi considerada sob a forma de um sistema aumentado, incluindo-se uma nova variável de estado que, nesse caso, foi selecionada como sendo a integral do erro de velocidade. Tal formulação permitiu o projeto de controladores locais com a estrutura PI, através de realimentação completa de estados, com posicionamento de pólos. Como variáveis de operação para o chaveamento fuzzy dos controladores locais, foram selecionados as variáveis velocidade angular do rotor e a componente da corrente de estator responsável pelo torque elétrico do motor. Em seguida, a estabilidade do controlador fuzzy Takagi- Sugeno projetado foi comprovada através do critério de Lyapunov, para isso o problema de estabilidade foi escrito na forma de LMIs. O desempenho do controlador fuzzy Takagi-Sugeno foi avaliado através de estudos de simulação, e seus resultados comparados ao desempenho de um controlador PI convencional, para a regulação da velocidade do rotor. Os resultados obtidos nas simulações mostram que o emprego da estratégia proposta torna o sistema mais robusto a variações paramétricas no sistema de acionamento.

Aplicação de métodos teóricos na investigação da transferência auto-consistente de elétrons em nano-retificador orgânico

Neste trabalho apresentamos um estudo teórico da estrutura eletrônica de uma molécula do tipo Doador-dinitrobenzene e um grupo Aceitador-dihydrophenazine (D-A) com pontes poliênicas variando de π = 0 à π = 10. Trata-se de um sistema promissor para o desenvolvimento de retificadores moleculares, que sob dopagem química podem vir a adquirir propriedades elétricas de material condutor. E ainda, sob ação de campo elétrico externo apresenta comportamento equivalente ao de dispositivos usuais, mas com inúmeras vantagens como, por exemplo, tamanho extremamente reduzido e intensa resposta ótica em regime não-linear. Para estudar esse sistema, fizemos otimizações de geometria sistematicamente, levando em conta cálculos de ZINDO/S-CIS (Zerner´s Intermediate Neglect of Differential Orbital/Spectroscopic – Configuration Interaction Single) que utilizam 220 configurações em média. Observamos uma transferência eletrônica calculada por métodos derivados de Hartree-Fock. Nossos resultados mostram uma delocalização bem definida dos Orbitais Moleculares de Fronteira (OMFs) HOMO[LUMO] nos grupos D[A] para molécula com ponte poliênica relativamente grande. Para estruturas com ponte poliênica relativamente pequena o contrário é observado, e uma uniformidade dos OMFs nos terminais DA é verificada. O que indicaria que somente as estruturas com ponte poliênica relativamente grande seriam promissoras pra criação de dispositivos, tendo LUMO como canal de condução. Um estudo detalhado do rearranjo de carga molecular para a mesma estrutura, sob a ação de um campo elétrico externo mostrou que o transporte de carga no grupo D[A] independe do tamanho da ponte poliênica. A voltagem aplicada é intensa o bastante para criar um potencial de saturação para este sistema com grupos DA muito próximos (evidenciando uma região de saturação e uma região de operação para sistemas com pontes pequenas), normalmente presente e sistemas com ponte molecular relativamente grande e nos dispositivos semicondutores macroscópicos. Acreditamos que o OMF LUMO desempenha um papel importante no que diz respeito ao transporte de carga em estruturas relativamente grandes, seguido de falhas em estruturas moleculares onde o grupo D está muito próximo do A. Nossos resultados mostram que temos um retificador molecular que pode trabalhar corretamente como um retificador macroscópico.