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.

Monitoração e análise de grandezas da qualidade da energia elétrica em processos industriais utilizando instrumentação virtual

O presente trabalho tem como objetivo o desenvolvimento de um sistema de aquisição de dados elétricos de cargas motrizes no processo industrial de sistema de rede automatizada baseado em instrumentação virtual, permitindo a monitoração e análise de distúrbios relacionados à Qualidade de Energia Elétrica (QEE) em regime permanente, como variação de tensão, distorção harmônica e desequilíbrio de tensão, onde os resultados possam ser visualizados em uma interface amigável e intuitiva ao usuário e armazenados de maneira conveniente em um banco de dados. Este sistema é uma solução viável por ter baixo custo na sua implementação e flexível para a monitoração e análise de parâmetros de QEE nos processos industriais quando comparada com a instrumentação tradicional.

A comunidade ictica e suas interrelacões tróficas como indicadores de integridade biológica na área de influencia do projeto hidrelétrico Belo Monte-Rio Xingu, PA

Este estudo apresenta diferentes metodologias aplicadas para compreender o funcionamento dos ambientes de um trecho do rio Xingu (PA), em relação à comunidade de peixes que nele habitam. Através do uso da ictiofauna procurou-se confirmar alguns padrões ambientais, visando constatar o estado atual de conservação de um trecho deste rio. A partir de levantamentos da ictiofauna local conforme a variação sazonal do rio, foram feitas diferentes análises ao nível espécies, populações e guildas tróficas. No nível de organização das populações, o estudo de parâmetros biológicos tais como: taxa de crescimento corporal, tamanho corporal máximo, taxa de mortalidade e o tamanho médio do início da maturação sexual constituíram uma boa aproximação para entender a história de vida dos diferentes grupos de peixes. Foi evidenciada uma tendência das comunidades de estarem conformadas por espécies tipo r-estrategistas e com menor tamanho corporal, em relação ao número de k-estrategistas de maior tamanho. Numa abordagem funcional, foi verificado que estruturar as comunidades em guildas constitui um bom indicador tanto dos padrões de convergência de uni ecossistema afim ao setor estudado do Xingu quanto do atual estado de conservação do mesmo. Um modelo de balanço de massas construído para o setor do médio rio Xingu indicou que se trata de um sistema com grande instabilidade ambiental e, que por sua vez, se comporta como um sistema sazonalmente maduro. A aparente restrição sazonal na disponibilidade de recursos alimentares observada para o setor de rio estudado pode incidir numa máxima eficiência no uso e transferência dos mesmos no ecossistema. Uma análise biogeográfica foi feita a partir da ocorrência das espécies para contextualizar o setor do rio compreendido entre a confluência dos rios Iriri e Xingu até as proximidades do povoado de Senador José Porfirio, na bacia do Xingu. Através desta análise verificou-se que o médio (a montante das cachoeiras) e baixo Xingu (a jusante) encontram-se inseridos em duas áreas de endemismo. A baixa afinidade na composição de espécies, observada para estes dois setores, é atribuída a uma variação geográfica na paisagem. Assim, a ocorrência do limite das cachoeiras nas proximidades do povoado de Belomonte e o efeito do rio Amazonas no setor do baixo Xingu podem ser os principais fatores que explicam as diferenças na composição ictiofaunística e na abundância das espécies em relação ao setor do médio Xingu. Finalmente, ressalta-se a importância da manutenção da conectividade hidrológica como forma de manter os processos ecológicos que ligam o sistema das cabeceiras à foz, e discutem-se os eventuais impactos na dinâmica ambiental e nas espécies de peixes do médio rio Xingu que serão ocasionados com a construção do projeto hidrelétrico de Belomonte.

Projeto de um controlador Fuzzy Takagi-Sugeno para uma estação de tratamento de esgoto por lodos ativados

Este trabalho propõe o projeto de um controlador Fuzzy do tipo Takagi-Sugeno em uma estação de tratamento de esgoto por lodos ativados. Este tipo de tratamento ocorre na presença de oxigênio, pois microorganismos aeróbios presentes no licor misto irão proporcionar a remoção tanto da matéria carbonácea quanto nutrientes formados por compostos à base de nitrogênio. O controlador atua via mecanismo de aeração e foi projetado para interpolar os ganhos proporcionais e integrativos de três controladores fixos locais que, por sua vez, foram projetados a partir da linearização de um modelo contínuo de balanço de massa de oxigênio. O controlador auxiliará manter a concentração de oxigênio dissolvido desejável na faixa de operação do processo para que ocorra a nitrificação, reação química de oxiredução que transforma amônio em nitrito, que é fundamental para o sucesso do processo, e poderá também economizar energia elétrica utilizada pelo mecanismo de aeração. Os ensaios foram realizados via simulação computacional em quatro cenários idealizados comparando o desempenho do controlador fuzzy e o desempenho de um controlador fixo projetado em um ponto de operação diferente do qual se utilizou como valor de referência na planta. Ao aplicar um degrau no valor de referência estabelecido no cenário de análise, observou-se o tempo de subida, o tempo de acomodação e o erro em regime. Após os ensaios, observou-se que o desempenho do controlador fuzzy nos quesitos tempo de subida e tempo de acomodação em relação ao controlador fixo foi melhor, enquanto nos quesitos sobressinal e erro em regime foi semelhante. Após as análises, concluiu-se que a estratégia de controle escolhida neste trabalho é viável, pois de acordo com o valor auferido de oxigênio dissolvido na entrada da planta, o controlador fuzzy irá interpolar os ganhos proporcionais e integrativos de um controlador fixo projetado na vizinhança deste valor e assim, atuar de forma bastante satisfatória.

Circulation and salt intrusion in the Piaçaguera Channel, Santos (SP)

A análise de dados termohalinos e correntes medidos em uma estação fixa no Canal de Piaçaguera (Estuário de Santos) no inverno foi feita em termos de condições cíclicas da maré (quadratura e sizígia) e quase-estacionária, com o objetivo de caracterizar a estratificação da massa de água estuarina, sua circulação e transporte de sal forçados pela modulação quinzenal da maré. Foram utilizados métodos clássicos de análise de dados observacionais horários e quase sinóticos e de simulações analíticas de perfis estacionários de salinidade e do componente longitudinal da velocidade. Durante o ciclo de maré de quadratura as velocidades de enchente (v<0) e vazante (v>0) variaram de -0.20 m/s a 0.30 m/s, associadas à pequena variação de salinidade entre a superfície e o fundo (26.4 psu a 30.7 psu). No ciclo de sizígia a velocidade aumentou de -0.40 m/s a 0.45 m/s, mas a estratificação de salinidade permaneceu praticamente a mesma. Os perfis estacionários teóricos de salinidade e de velocidade apresentaram boa concordância (Skill próximo a 1,0) quando comparados aos perfis observacionais. Durante a modulação quinzenal da maré não houve alteração na classificação do canal estuarino (tipo 2a-parcialmente misturado e fracamente estratificado), pois a taxa de aumento da energia potencial não foi suficiente para ocasionar a erosão da haloclina. Esses resultados, associados à alta estabilidade vertical (RiL >20) e ao número de Richardson estuarino (1,6), permitem as seguintes conclusões: i) o mecanismo que forçou a circulação e os processos de mistura foi principalmente o balanço da descarga fluvial com a maré, associado ao componente baroclínico da força de gradiente de pressão; ii) não houve variações nas principais características termohalinas e da circulação devido à modulação quinzenal da maré; e iii) os perfis quase estacionários de salinidade e da velocidade foram adequadamente simulados com um modelo analítico clássico.