Mineração de dados baseada em inteligência computacional: uma aplicação à determinação da tipologia de curvas de cargas

As concessionárias de energia, para garantir que sua rede seja confiável, necessitam realizar um procedimento para estudo e análise baseado em funções de entrega de energia nos pontos de consumo. Este estudo, geralmente chamado de planejamento de sistemas de distribuição de energia elétrica, é essencial para garantir que variações na demanda de energia não afetem o desempenho do sistema, que deverá se manter operando de maneira técnica e economicamente viável. Nestes estudos, geralmente são analisados, demanda, tipologia de curva de carga, fator de carga e outros aspectos das cargas existentes. Considerando então a importância da determinação das tipologias de curvas de cargas para as concessionárias de energia em seu processo de planejamento, a Companhia de Eletricidade do Amapá (CEA) realizou uma campanha de medidas de curvas de carga de transformadores de distribuição para obtenção das tipologias de curvas de carga que caracterizam seus consumidores. Neste trabalho apresentam-se os resultados satisfatórios obtidos a partir da utilização de Mineração de Dados baseada em Inteligência Computacional (Mapas Auto-Organizáveis de Kohonen) para seleção das curvas típicas e determinação das tipologias de curvas de carga de consumidores residenciais e industriais da cidade de Macapá, localizada no estado do Amapá. O mapa auto-organizável de Kohonen é um tipo de Rede Neural Artificial que combina operações de projeção e agrupamento, permitindo a realização de análise exploratória de dados, com o objetivo de produzir descrições sumarizadas de grandes conjuntos de dados.

Identificação e estimação de ruído em redes DSL: uma abordagem baseada em inteligência computacional

Este trabalho propõe a utilização de técnicas de inteligência computacional objetivando identificar e estimar a potencia de ruídos em redes Digital Subscriber Line ou Linhas do Assinante Digital (DSL) em tempo real. Uma metodologia baseada no Knowledge Discovery in Databases ou Descobrimento de Conhecimento em Bases de Dados (KDD) para detecção e estimação de ruídos em tempo real, foi utilizada. KDD é aplicado para selecionar, pré-processar e transformar os dados antes da etapa de aplicação dos algoritmos na etapa de mineração de dados. Para identificação dos ruídos o algoritmo tradicional backpropagation baseado em Redes Neurais Artificiais (RNA) é aplicado objetivando identificar o tipo de ruído em predominância durante a coleta das informações do modem do usuário e da central. Enquanto, para estimação o algoritmo de regressão linear e o algoritmo híbrido composto por Fuzzy e regressão linear foram aplicados para estimar a potência em Watts de ruído crosstalk ou diafonia na rede. Os resultados alcançados demonstram que a utilização de algoritmos de inteligência computacional como a RNA são promissores para identificação de ruídos em redes DSL, e que algoritmos como de regressão linear e Fuzzy com regressão linear (FRL) são promissores para a estimação de ruídos em redes DSL.

Análise da qualidade da informação no setor de saneamento básico: em busca da inteligência estratégica

Estudo da dimensão informacional do setor de saneamento básico, com o objetivo de analisar a qualidade da informação disponível em fontes de informação utilizadas no planejamento do setor. Para isso, foram analisadas as bases governamentais de informação, o Sistema Nacional de Informações sobre Saneamento 2009 (SNIS), a Pesquisa Nacional de Saneamento Básico 2008 (PNSB), a Pesquisa Nacional por Amostra de Domicílios 2009 (PNAD) e o Censo Demográfico 2010, no âmbito nacional, e o Serviço de Informação do Estado do Pará 2009 (SIE). A análise foi realizada por meio do Diagrama de Pareto, do Diagrama de causa e efeito de Ishikawa e dos atributos de informação de atualidade, abrangência, confiabilidade, precisão e pertinência, sendo, ainda, investigada a opinião de especialistas do setor. Nos 15 problemas evidenciados na redução da qualidade da informação em saneamento básico, cinco deles são considerados vitais e influenciam os demais problemas, sendo eles: a) falta de interação com outras áreas; b) periodicidade inadequada de disseminação das informações; c) falta de detalhamento da informação; d) forma de coleta inadequada; e) organização da informação inadequada. A partir da constatação das fragilidades na dimensão informacional em saneamento básico, foi analisada a informação utilizada em dois instrumentos de planejamento do setor, o Plano Nacional de Saneamento Básico (PLANSAB) e o Plano Plurianual 2008/2011, do estado do Pará (PPA 2008/2011). A conclusão desta tese é que, no momento, as informações disponibilizadas para o planejamento do setor são desatualizadas, incompletas, imprecisas, não pertinentes e não confiáveis. Com isso, foram recomendadas ações de inteligência estratégica para melhorar a qualidade da informação do setor, definindo-se o quê e onde coletar, como sistematizar, analisar, disseminar, avaliar e monitorar as informações, visando contribuir para o planejamento, definição de investimentos, prestação dos serviços, regulação, fiscalização e controle social, de acordo com as diretrizes da Política Nacional de Saneamento Básico, Lei 11.445/2007, que tem como um dos princípios fundamentais a universalização do acesso da população aos serviços de saneamento básico.

Desenvolvimento de métodos de processamento e inteligência computacional no ECG ambulatorial

A monitorização ambulatorial do eletrocardiograma (ECG) permite seguir as atividades cotidianas do paciente durante períodos de 24 horas (ou ainda maiores) possibilitando o estudo de casos que pudessem ter episódios arrítmicos fatais. Entretanto, o maior desafio tecnológico que este tipo de monitorização enfrenta é a perda de informação pela presença de ruídos e artefatos quando o paciente se move. A análise do intervalo QT de despolarização e repolarização ventricular do eletrocardiograma superficial é uma técnica não invasiva com um grande valor para a diagnose e prognósticos de cardiopatias e neuropatias, assim como para a predição da morte cardíaca súbita. A análise do desvio padrão do intervalo QT proporciona informação sobre a dispersão (temporal ou espacial) da repolarização ventricular, entretanto a influencia do ruído provoca erros na detecção do final da onda T que são apreciáveis devido ao fato dos valores pequenos do desvio padrão do QT tanto para sujeitos patológicos e quanto para os sãos. O objetivo geral desta tese é melhorar os métodos de processamento do sinal de ECG ambulatorial usando inteligência computacional, especificamente os métodos relacionados com a detecção do final da onda T, e os de reconhecimento morfológico de batimentos que invalidam a análise da variabilidade do intervalo QT. É proposto e validado (em termos de exatidão e precisão) um novo método e algoritmo para estimar o final da onda T baseado no calculo de áreas de trapézios, empregando sinais da base de dados QT da Physionet. O desempenho do método proposto foi testado e comparado com um dos métodos mais usados para detectar o final da onda T: o método baseado no limiar na primeira derivada. O método de inteligência computacional sugerido combina a extração de características usando o método de análise de componentes principais não lineares e a rede neural de tipo perceptron multicamada. O método de áreas de trapézios teve um bom desempenho em condições ruidosas e não depende de nenhum limiar empírico, sendo adequado para situações com níveis de elevados de ruído de banda larga. O método de reconhecimento morfológico de batimentos foi avaliado com sinais ambulatoriais com e sem artefatos pertencentes a bases de dados de prestigio internacional, e mostrou um bom desempenho.

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.

Metodologias de inteligência computacional aplicadas ao problema de previsão de carga a curto prazo

Diversas atividades de planejamento e operação em sistemas de energia elétrica dependem do conhecimento antecipado e preciso da demanda de carga elétrica. Por este motivo, concessionárias de geração e distribuição de energia elétrica cada vez mais fazem uso de tecnologias de previsão de carga. Essas previsões podem ter um horizonte de curtíssimo, curto, médio ou longo prazo. Inúmeros métodos estatísticos vêm sendo utilizados para o problema de previsão. Todos estes métodos trabalham bem em condições normais, entretanto deixam a desejar em situações onde ocorrem mudanças inesperadas nos parâmetros do ambiente. Atualmente, técnicas baseadas em Inteligência Computacional vêm sendo apresentadas na literatura com resultados satisfatórios para o problema de previsão de carga. Considerando então a importância da previsão da carga elétrica para os sistemas de energia elétrica, neste trabalho, uma nova abordagem para o problema de previsão de carga via redes neurais Auto-Associativas e algoritmos genéticos é avaliada. Três modelos de previsão baseados em Inteligência Computacional são também apresentados tendo seus desempenhos avaliados e comparados com o sistema proposto. Com os resultados alcançados, pôde-se verificar que o modelo proposto se mostrou satisfatório para o problema de previsão, reforçando assim a aplicabilidade de metodologias de inteligência computacional para o problema de previsão de cargas.

Circulação de crianças: o olhar do cuidador sobre o desenvolvimento emocional

O presente estudo teve como objetivo compreender a forma como cuidadores, pais e/ou responsáveis, compreendem o desenvolvimento emocional no contexto de circulação de crianças. Para tanto, embasou-se na teoria psicodinâmica sobre o desenvolvimento emocional, cuidador (es) e circulação de crianças.Utilizou-se o método qualitativo, no intuito de capturar dados e informações sobre o fenômeno estudado em sua singularidade (MINAYO, 2010). A dimensão interdisciplinar do presente estudo, calcado na união de conceitos antropológicos e psicológicos, levantou a necessidade de utilizar mais de uma estratégia metodológica, para responder o problema da pesquisa e alcançar o seu objetivo. Desta forma, utilizou-se para coleta dos dados a entrevista semi-estruturada com uma dupla de pais e/ou responsáveis por cinco crianças regularmente matriculadas no primeiro ano do ensino fundamental, além do professor responsável pela referida classe. Fez-se o grupo focal com pais e/ou responsáveis, além da observação de um dia inteiro de cada criança. A análise de conteúdo foi utilizada para avaliar qualitativamente as respostas das entrevistas, ou seja, analisar o material verbal (FRANCO, 2007). Utilizou-se, ainda, do ecomapa e de um viés da perspectiva proposta por Mauss (2001), os quais auxiliaram a montagem da rede social (BOTT, 1976) e a observação participante com registro em diário de campo e posterior análise, ao permitir identificar e interpretar os fenômenos em estudo. Conclui-se que o desenvolvimento emocional na atualidade está ancorado em uma circulação de crianças vigiada, com redes de malha estreita, com poucas relações possíveis sem a escolha dos responsáveis. O ser em cuidado então se sente sufocado, por conseguinte os cuidadores passam a exigir cuidados redobrados de si que os tornam carentes e necessitados de escuta, pois a interdição e o medo gera angústia, ansiedade e futura agressividade. Assim, deve-se ampliar e investir em pesquisas que apreendam a circulação de crianças como forma de investigar como ela está se desenvolvendo emocionalmente na atualidade, para diminuir transtornos psiquiátricos futuros e auxiliar os cuidadores de crianças.

O olhar que revela o desenvolvimento emocional de um bebê abrigado

O presente trabalho consiste em uma pesquisa qualitativa que se propôs a observar e analisar sob o enfoque psicanalítico, o desenvolvimento emocional de um bebê institucionalizado. Para isso realizou-se um estudo de caso, cujo instrumento metodológico consistiu na adaptação do método Bick de Observação de Bebês. As adaptações versam sobre o ambiente que é institucional, à redução do tempo de observação para o período de quatro meses, ao contexto das supervisões que, devido à escassez de pesquisadores que utilizam este método em Belém, restringiu a maioria das supervisões ao par observador e supervisor, sendo que este último exerceu a função paralela de orientador deste estudo. Realizou-se a pesquisa em um abrigo estadual que acolhe crianças de zero a seis anos, onde vivia Miguel, um bebê que foi abandonado por motivo de dificuldades financeiras justificadas pela mãe. Miguel foi observado desde os seus 20 dias de vida até os quatro meses, através de observações semanais, com duração de uma hora, totalizando 20 observações, as quais foram registradas e submetidas às supervisões. Os resultados foram organizados em três capítulos principais: 1) Sobre o desenvolvimento emocional de bebês que remonta ao campo teórico da psicanálise de crianças 2) Sou visto, logo existo que esboça a relação bebê-observadora, com enfoque nos aspectos transferenciais e contratransferenciais que permearam essa relação 3) Colo bom, colo mau que aborda o ambiente de cuidados vivenciados por Miguel no contexto de acolhimento institucional e 4) O colorido afetivo de Miguel que abrange os aspectos marcantes do desenvolvimento emocional de Miguel no abrigo. Ao final desta jornada, Miguel revelou-se um bebê que durante os primeiros meses experimentou ansiedades catastróficas, que demandavam acolhimento e contenção, usava o choro e o olhar para atrair contato, todavia, raras vezes era atendido por motivos diversos inerentes ao contexto de institucionalização; posteriormente mostrou-se mais familiarizado com o ambiente, utilizando recursos como vocalizações e sorrisos para relacionar-se. Apesar da instabilidade e inconstância dos cuidados, Miguel foi interpretado como símbolo do bebê que vencendo obstáculos e enfrentando um mundo ambivalente em sua máxima expressão, revelou que não existe situação ideal para o desenvolvimento emocional.

Avaliação neurocomportamental da exposição crônica ao Mercúrio inorgânico na memória social e memória emocional de ratos wistar machos adultos

O mercúrio inorgânico é facilmente absorvido por ingestão ou via cutânea. Entretanto, uma quantidade relativamente pequena de Hg²⁺ atravessa a barreira hematoencefálica ou as membranas biológicas, sendo em ratos adultos, o transporte axonal retrógrado a única via para a absorção de Hg²⁺ por neurônios, apresentando um forte potencial neurotóxico. Desta forma, o presente estudo objetivou investigar os efeitos da exposição crônica ao cloreto de mercúrio em memória social e emocional de ratos adultos. Para isso utilizou-se ratos Wistar, machos (n=40), com 5 meses de idade, distribuídos em dois grupos, um dos quais foi exposto ao Cloreto de Mercúrio (HgCl₂) via oral, por gavagem intra-gástrica (0,375mg/Kg), durante 45 dias. O outro grupo, denominado grupo controle (n=20) recebeu água destilada por gavagem. Foram utilizados os seguintes testes comportamentais: teste do campo aberto, teste de reconhecimento social para avaliação de memória social; o Teste do Labirinto em T Elevado (LTE) foi usado para avaliar o aprendizado do estado de esquiva e as memórias de curta e longa-duração. Após a finalização dos testes, os animais foram sacrificados para a dosagem do mercúrio total no hipocampo e através de um Espectrofotômetro de Absorção Atômica. Os resultados revelaram que os animais submetidos à exposição ao cloreto de mercúrio não manifestaram déficits em atividade exploratória. Nos dados do Teste de Reconhecimento Social, observamos que não houve alteração em memória social. No teste do LTE, o grupo exposto ao HgCl₂ necessitou de um número maior de exposições para aquisição do critério de esquiva (p<0,05) e apresentaram latência maior no braço aberto do aparato (p<0,05). Após 24 horas, verificou-se que os animais expostos passaram menos tempo no braço fechado em relação ao grupo controle, sugerindo déficits de memória de longa duração. Ao observar apenas o grupo HgCl₂, percebeu-se uma melhora no reteste, indicando preservação na memória de curta duração. Os dados de espectrometria de absorção atômica mostraram uma maior deposição de mercúrio no hipocampo de animais intoxicados, em relação aos animais do grupo controle.