Modelo em dinâmica de sistemas para gestão de aeroportos brasileiros

The importance of the airport sector in the development of a country refers to the need for studies on management of airports, to aid the process of decision making. In Brazil, growth in passenger demand is why investments in order to balance the capacity of an airport with air demand. Thus, the study aims to develop a model for Dynamic Systems able to assist airport management in Brazilian sizing subsystems an airport (Passenger Terminal, Runway and Patio). The methodology of this work consists in the steps of defining the problem, formulating the hypothesis dynamic building simulation model, and validation experiments. Finally, we examined the status of each subsystem in thirteen Brazilian airports in scenarios current, most likely and optimistic for air passenger demand

Melhora da estabilidade dinâmica de sistemas elétricos de potência multimáquinas usando o dispositivo facts thyristor-controlled series capacitor - TCSC

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Estudo de Fractalidade e Evolução Dinâmica de Sistemas Complexos

In this work, the study of some complex systems is done with use of two distinct procedures. In the first part, we have studied the usage of Wavelet transform on analysis and characterization of (multi)fractal time series. We have test the reliability of Wavelet Transform Modulus Maxima method (WTMM) in respect to the multifractal formalism, trough the calculation of the singularity spectrum of time series whose fractality is well known a priori. Next, we have use the Wavelet Transform Modulus Maxima method to study the fractality of lungs crackles sounds, a biological time series. Since the crackles sounds are due to the opening of a pulmonary airway bronchi, bronchioles and alveoli which was initially closed, we can get information on the phenomenon of the airway opening cascade of the whole lung. Once this phenomenon is associated with the pulmonar tree architecture, which displays fractal geometry, the analysis and fractal characterization of this noise may provide us with important parameters for comparison between healthy lungs and those affected by disorders that affect the geometry of the tree lung, such as the obstructive and parenchymal degenerative diseases, which occurs, for example, in pulmonary emphysema. In the second part, we study a site percolation model for square lattices, where the percolating cluster grows governed by a control rule, corresponding to a method of automatic search. In this model of percolation, which have characteristics of self-organized criticality, the method does not use the automated search on Leaths algorithm. It uses the following control rule: pt+1 = pt + k(Rc − Rt), where p is the probability of percolation, k is a kinetic parameter where 0 < k < 1 and R is the fraction of percolating finite square lattices with side L, LxL. This rule provides a time series corresponding to the dynamical evolution of the system, in particular the likelihood of percolation p. We proceed an analysis of scaling of the signal obtained in this way. The model used here enables the study of the automatic search method used for site percolation in square lattices, evaluating the dynamics of their parameters when the system goes to the critical point. It shows that the scaling of , the time elapsed until the system reaches the critical point, and tcor, the time required for the system loses its correlations, are both inversely proportional to k, the kinetic parameter of the control rule. We verify yet that the system has two different time scales after: one in which the system shows noise of type 1 f , indicating to be strongly correlated. Another in which it shows white noise, indicating that the correlation is lost. For large intervals of time the dynamics of the system shows ergodicity

Simulação da oferta e demanda de recursos hídricos nas bacias dos rios piracicaba, capivarí e jundiaí: Uma análise em dinâmica de sistemas

A dynamic systems water resources simulation model was developed as a tool to help to analyze water resources management alternatives for the Piracicaba, Capivari and Jundiaí River Water Basins (BH-PCJ). Different politics policy were simulated for 40-year. The model estimates water supply and demand, as well as contamination load from several consumers. Six runs were performed using average precipitation value, changing water supply and demand, and different volumes diverted from BH-PCJ to BH-Alto Tietê For the Business as Usual, the Sustainability Index went from 0.41 in 2010 to 0.22 by 2050; the Water Use Index changed from 80.7% in 2010, to 125.5% by 2050; and the Falkenmark Index changed from 1,302 m 3 person -1 year -1 in 2010 to 774 m 3 P -1 year -1 by 2050. It was noticed that sanitation is one of the biggest concerns in the near future at PCJ River Basin.

Dinâmica de sistemas bipartites de spins no espaço de fase quântico discreto

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

A dinâmica dos sistemas de produção praticados em uma unidade de conservação de uso direto na Amazônia - a Reserva Extrativista do Rio Cajari no estado do Amapá.

Este trabalho aborda um tipo específico de extrativismo: o extrativismo da castanha-do-brasil realizado na Reserva Extrativista do rio Cajari no Estado do Amapá (RESEX/CA). O trabalho é uma continuidade de pesquisas realizadas no ano de 2000, e tem como foco principal compreender a dinâmica dos sistemas de produção praticados na RESEX/CA. Neste trabalho percebemos que as mudanças ocorridas nos sistemas de produção praticados na RESEX/CA de 2000 para 2005, evidenciam que além de fatores de ordem econômica, a permanência das práticas agrícolas com o extrativismo da castanha se rege por outros fatores. A relação histórica de uso da floresta com o extrativismo e as agriculturas é bem mais complexa, não podendo ser avaliada apenas do prisma econômico. Os dados demonstram que as unidades de produção extrativistas são aquelas de menor desempenho econômico, e, apesar disso, não há um movimento das famílias em acabar com esse sistema. Ao contrário, o tipo extrativista não apenas se manteve, mas aumentou de representatividade de 2000 para 2005, indicando atratividade deste tipo para as famílias da RESEX/CA. Entretanto, os sistemas agroextrativistas também cresceram, indicando que algumas famílias procuram alcançar melhores níveis de qualidade de vida, através da agricultura. Em se tratando de uma unidade de conservação de uso direto, para esta reserva extrativista deveria ser direcionada ações de apoio aos castanheiros da RESEX/CA, para que eles pudessem ter melhores condições de vida, sem ter que investir em outras atividades, que não o extrativismo.

Controle Fuzzy aplicado à melhoria da estabilidade dinâmica em sistemas elétricos de potência

Este trabalho propõe uma estratégia fuzzy, do tipo Rede de Controladores Locais, aplicável à melhoria da estabilidade dinâmica em sistemas elétricos de potência, visando compensar possíveis perdas de sintonia devido à ocorrência de variações nas condições operacionais da planta. A adaptação dos ganhos do controlador fuzzy é efetuada on-line, interpolando-se os ganhos de um conjunto finito de controladores locais fixos. Ao ocorrer variações nas condições operacionais da planta, os ganhos da lei de controle são ajustados automaticamente de modo a manter satisfatório o desempenho do sistema de controle. O desempenho do controle foi avaliado através de estudos de simulação, utilizando-se um modelo dinâmico não-linear, do tipo máquina barra infinita. Os resultados mostram que o emprego da estratégia proposta permite obter melhorias no desempenho dinâmico do sistema.

A dinâmica dos sistemas de produção, as estratégias de intensificação e o papel da tecnologia de mulch na economia familiar

A agricultura familiar do Cumaru, no Nordeste paraense, estabelecida por meio de assentamento espontâneo, é uma agricultura de formação dinâmica, originária do processo de desenvolvimento interno e da migração de indivíduos oriundos do Nordeste brasileiro. No intuito de avaliar o uso de tecnologias de não queima no desenvolvimento dos sistemas de produção, este estudo busca analisar a evolução dos estabelecimentos familiares do Cumaru, suas estratégias de intensificação e, particularmente, o papel da tecnologia de mulch e de enriquecimento na economia familiar.

Desenvolvimento de framework para análise e simulação dinâmica de sistemas elétricos de potência

Esta tese apresenta uma metodologia flexível orientada a objetos (OO) para a aplicação no projeto e implementação de sistemas de software utilizados na realização de estudos dinâmicos de sistemas elétricos de grande porte. A metodologia OO proposta objetiva tornar mais simples o desenvolvimento, a atualização e a manutenção de complexos sistemas de software para estudos de transitórios eletromecânicos em sistemas elétricos de potência. Os requisitos de usuário são mapeados para um conjunto de classes básicas, as quais são usadas para efetuar a modelagem de dispositivos dinâmicos tais como geradores elétricos. Para avaliação da metodologia foram realizados dois estudos de casos. No primeiro estudo caso o Framework foi aplicado na simulação das unidades geradoras da Usina Hidrelétrica de Tucuruí. Os resultados da simulação foram comparados com medições obtidos em ensaios no campo e mostrou a boa performance do Framework na reprodução dos fenômenos eletromecânicos desta usina de grande porte. No segundo estudo de caso, por outro lado, o Framework foi aplicado na modelagem de um sistema de geração fotovoltaico (PV) com seu sistema de Rastreamento da Potência Máxima (MPPT). O controle MPPT foi implementado usando técnicas digitais. Os resultados das simulações demonstram a performance do Framework na modelagem do sistema de controle de corrente, assim como no controle MPPT, dos sistemas de geração PV.

Dinâmica dos sistemas de produção familiares da Ilha de Marajó: o caso do município de Cachoeira do Arari

A Amazônia tradicional é a Amazônia dos rios, que foi e continua sendo um padrão de ocupação espacial e econômico importante para o desenvolvimento regional. O arquipélago de Marajó, espaço geral empírico desta pesquisa, como parte da Amazônia dos Rios, não foge a esta regra. No entanto, sabe-se que a organização espacial da Amazônia vem sofrendo grandes mudanças, incluindo diversas dinâmicas nos sistemas produtivos agropecuários, com reflexos econômicos, sociais e ambientais complexos. Muitos estudos têm produzido interpretações distintas sobre a sustentabilidade das atividades agropecuárias na Amazônia brasileira e internacional. Por exemplo, os estudos sobre os modelos de exploração pecuária bovina e bubalina identificam que esta atividade já não é prioridade somente dos grandes estabelecimentos, como em décadas anteriores, em razão do processo de "pecuarização" da agricultura familiar. Esta pesquisa aborda fundamentalmente, as dinâmicas que vêm se processando ou tomando forma nos sistemas de produção familiar, no município de Cachoeira do Arari, situado na Ilha de Marajó - PA, entre os anos de 1994 a 2004. A investigação foi desenvolvida junto às famílias camponesas de seis comunidades (Bacuri, Camará, Gurupá, Jabuti e Retiro Grande). O objetivo principal do trabalho foi caracterizar as dinâmicas socioeconômicas ocorridas nesta década. Os resultados deste trabalho poderão subsidiar futuras pesquisas e políticas públicas que visem a sustentabilidade da produção agropecuária familiar. O método usado para determinação da tipologia das propriedades foi o multi-variado por agregação. Os principais eixos de variáveis que definiram esses tipos foram: magnitude do componente agrícola, magnitude do componente pecuário, rendimento da lavoura branca, magnitude da criação de pequenos e médios animais e fontes de renda externas à propriedade. Os tipos resultantes foram: subsistência, açaizeiro, abacaxizeiro, pecuaçaí, pecuarista e outrarenda. Constatou-se uma grande variabilidade dos sistemas de produção e identificou-se as dinâmicas específicas dos tipos de propriedades ao longo de dez anos, bem como os fatores determinantes de viabilidade dos sistemas de produção e as demandas de política pública.

Metodologia de controle preventivo baseado em árvore de decisão para a melhoria da segurança estática e dinâmica de sistemas elétricos de potência

A presente dissertação visa apresentar um conjunto de desenvolvimentos, aplicativos e serviços para suporte à operação em tempo real e ao controle preventivo visando garantir à segurança estática e dinâmica de sistemas elétricos de potência. A técnica de mineração de dados conhecida como árvore de decisão foi utilizada tanto para classificar o estado operacional do sistema, bem como para fornecer diretrizes à tomada de ações de controle, necessárias para evitar a degradação da tensão operativa e a instabilidade transitória. Testes preliminares foram realizados utilizando o histórico operacional do SCADA/SAGE do Centro de Operação Regional do Pará da Eletrobrás Eletronorte. Os resultados obtidos validaram completamente o conjunto (protótipo) de aplicativos e serviços, e indicam um grande potencial para a aplicação no ambiente de operação em tempo real.

Tratamiento consistente de restricciones e impacto en dinámica de sistemas multicuerpo

Esta tesis está enmarcada en el estudio de diferentes procedimientos numéricos para resolver la dinámica de un sistema multicuerpo sometido a restricciones e impacto, que puede estar compuesto por sólidos rígidos y deformables conectados entre sí por diversos tipos de uniones. Dentro de los métodos numéricos analizados se presta un especial interés a los métodos consistentes, los cuales tienen por objetivo que la energía calculada en cada paso de tiempo, para un sistema mecánico, tenga una evolución coherente con el comportamiento teórico de la energía. En otras palabras, un método consistente mantiene constante la energía total en un problema conservativo, y en presencia de fuerzas disipativas proporciona un decremento positivo de la energía total. En esta línea se desarrolla un algoritmo numérico consistente con la energía total para resolver las ecuaciones de la dinámica de un sistema multicuerpo. Como parte de este algoritmo se formulan energéticamente consistentes las restricciones y el contacto empleando multiplicadores de Lagrange, penalización y Lagrange aumentado. Se propone también un método para el contacto con sólidos rígidos representados mediante superficies implícitas, basado en una restricción regularizada que se adaptada adecuadamente para el cumplimiento exacto de la restricción de contacto y para ser consistente con la conservación de la energía total. En este contexto se estudian dos enfoques: uno para el contacto elástico puro (sin deformación) formulado con penalización y Lagrange aumentado; y otro basado en un modelo constitutivo para el contacto con penetración. En el segundo enfoque se usa un potencial de penalización que, en ausencia de componentes disipativas, restaura la energía almacenada en el contacto y disipa energía de forma consistente con el modelo continuo cuando las componentes de amortiguamiento y fricción son consideradas. This thesis focuses on the study of several numerical procedures used to solve the dynamics of a multibody system subjected to constraints and impact. The system may be composed by rigid and deformable bodies connected by different types of joints. Within this framework, special attention is paid to consistent methods, which preserve the theoretical behavior of the energy at each time step. In other words, a consistent method keeps the total energy constant in a conservative problem, and provides a positive decrease in the total energy when dissipative forces are present. A numerical algorithm has been developed for solving the dynamical equations of multibody systems, which is energetically consistent. Energetic consistency in contacts and constraints is formulated using Lagrange multipliers, penalty and augmented Lagrange methods. A contact methodology is proposed for rigid bodies with a boundary represented by implicit surfaces. The method is based on a suitable regularized constraint formulation, adapted both to fulfill exactly the contact constraint, and to be consistent with the conservation of the total energy. In this context two different approaches are studied: the first applied to pure elastic contact (without deformation), formulated with penalty and augmented Lagrange; and a second one based on a constitutive model for contact with penetration. In this second approach, a penalty potential is used in the constitutive model, that restores the energy stored in the contact when no dissipative effects are present. On the other hand, the energy is dissipated consistently with the continuous model when friction and damping are considered.

Modelado de un servicio de M-Salud basado en dinámica de sistemas

En términos generales, m-salud puede definirse como el conjunto de sistemas de información, sensores médicos y tecnologías de comunicaciones móviles para el cuidado de la salud. La creciente disponibilidad, miniaturización, comportamiento, velocidades de transmisión de datos cada vez mayores y la esperada convergencia de tecnologías de red y comunicaciones inalámbricas en torno a los sistemas de salud móviles están acelerando el despliegue de estos sistemas y la provisión de servicios de m-salud, como por ejemplo, la teleasistencia móvil. El concepto emergente de m-salud conlleva retos importantes (estudios técnicos, análisis, modelado de la provisión de servicios, etc.) que hay que afrontar para impulsar la evolución de los sistemas y servicios de e-salud ofrecidos desde tecnologías de telecomunicación que utilizan acceso por cable y redes fijas, hacia configuraciones móviles e inalámbricas de última generación. En este trabajo se analizará primeramente el significado e implicaciones de m-salud y la situación en la que se encuentra; los retos a los que hay que enfrentarse para su implantación y provisión así como su tendencia. De los múltiples y diferentes servicios que se pueden proveer se ha identificado el servicio de Localización de Personas LoPe, lanzado por Cruz Roja en febrero de 2007, para teleasistencia móvil y que permite conocer en todo momento la ubicación de la persona que porta su dispositivo asociado. Orientado a personas con discapacidad, en situación de riesgo o dependencia por deterioro cognitivo, tiene como objetivo ayudarlas a recuperar su autonomía personal. La provisión de este servicio se modelará mediante dinámica de sistemas, ya que esta teoría se considera idónea para modelar sistemas complejos que evolucionan con el tiempo. El resultado final es un modelo que implementado a través de la herramienta Studio 8® de la compañía noruega Powersim Software AS nos ha permitido analizar y evaluar su comportamiento a lo largo del tiempo, además de permitirnos extraer conclusiones sobre el mismo y plantear futuras mejoras sobre el servicio. ABSTRACT. In general terms, m-health can be defined as “mobile computing, medical sensor, and communications technologies for health care.” The increased availability, miniaturization, performance, enhanced data rates, and the expected convergence of future wireless communication and network technologies around mobile health systems are accelerating the deployment of m-health systems and services, for instance, mobile telecare. The emerging concept of m-health involves significant challenges (technical studies, analysis, modeling of service provision, etc.) that must be tackled to drive the development of e-health services and systems offered by telecommunication technologies that use wired and fixed networks towards wireless and mobile new generation networks. Firstly, in this master’s thesis, the meaning and implications of m-health and its current situation are analyzed. This analysis also includes the challenges that must be tackled for the implementation and provision of m-health technologies and services and the m-health trends. Among the many different m-health services already delivered, the Localización de Personas LoPe service has been identified to work with it. This service, launched by Spanish Red Cross in February 2007, enables to locate people who carry the associated device. It’s aimed at people with disabilities, at risk or dependency due to cognitive impairment and helps them to recover their personal autonomy. The provision of this service will be modeled with system dynamics considering that this theory suits very well the modeling of complex systems which evolve over time. The final result is a system dynamics model of the service implemented with Studio 8® tool developed by Powersim Software AS, a Norwegian company. This model has allowed us to analyze and evaluate its behaviour over time, as well as to draw conclusions and to consider some future improvements in the service.

Modelo para gestionar el conocimiento en el sector textil de Medellín, empleando dinámica de sistemas

Este artículo evalúa la relación de causalidad entre la gestión del conocimiento y las capacidades de innovación tecnológica, y el efecto de esta relación sobre los resultados operacionales del sector textil en la ciudad de Medellín. Se empleó la metodología de dinámica de sistemas, con simulación de esce­narios para valorar las condiciones actuales de las organizaciones del sector en términos de acumulación de conocimiento y capacidades. La información se obtuvo mediante entrevistas a expertos y acceso a información especializada del sector. Se evidencia que una mejora de la relación entre la gestión del conocimiento e innovación tecnológica genera un incremento aproximado del 15% en los ingresos operacionales del sector. Asimismo, se encontró que a medida que las variables comunes de interés (Es­trategias organizacionales, canales de comunicación, formación, cultura, acciones de fortalecimiento en I+D), se acercan a los valores deseados, la acumulación de conocimiento y de capacidades de innovación tecnológica alcanzan los valores objetivos.