Modelagem e controle de sistemas fuzzy Takagi-Sugeno

Pós-graduação em Engenharia Elétrica - FEIS

Estimação da porcentagem de flúor em alumina fluoretada proveniente de uma planta de tratamento de gases por meio de um sensor virtual neural

As indústrias têm buscado constantemente reduzir gastos operacionais, visando o aumento do lucro e da competitividade. Para alcançar essa meta, são necessários, dentre outros fatores, o projeto e a implantação de novas ferramentas que permitam o acesso às informações relevantes do processo de forma precisa, eficiente e barata. Os sensores virtuais têm sido aplicados cada vez mais nas indústrias. Por ser flexível, ele pode ser adaptado a qualquer tipo de medição, promovendo uma redução de custos operacionais sem comprometer, e em alguns casos até melhorar, a qualidade da informação gerada. Como estão totalmente baseados em software, não estão sujeitos a danos físicos como os sensores reais, além de permitirem uma melhor adaptação a ambientes hostis e de difícil acesso. A razão do sucesso destes tipos de sensores é a utilização de técnicas de inteligência computacional, as quais têm sido usadas na modelagem de vários processos não lineares altamente complexos. Este trabalho tem como objetivo estimar a qualidade da alumina fluoretada proveniente de uma Planta de Tratamento de Gases (PTG), a qual é resultado da adsorção de gases poluentes em alumina virgem, via sensor virtual. O modelo que emula o comportamento de um sensor de qualidade de alumina foi criado através da técnica de inteligência computacional conhecida como Rede Neural Artificial. As motivações deste trabalho consistem em: realizar simulações virtuais, sem comprometer o funcionamento da PTG; tomar decisões mais precisas e não baseada somente na experiência do operador; diagnosticar potenciais problemas, antes que esses interfiram na qualidade da alumina fluoretada; manter o funcionamento do forno de redução de alumínio dentro da normalidade, pois a produção de alumina de baixa qualidade afeta a reação de quebra da molécula que contém este metal. Os benefícios que este projeto trará consistem em: aumentar a eficiência da PTG, produzindo alumina fluoretada de alta qualidade e emitindo menos gases poluentes na atmosfera, além de aumentar o tempo de vida útil do forno de redução.

Modelagem e controle de uma incubadora neonatal

Este trabalho apresenta uma introdução sobre a história da neonatologia, a conceituação e a modelagem matemática do sistema térmico de uma incubadora neonatal, contendo a relação da mesma com um recém-nascido quanto a trocas térmicas, a partir da primeira lei da termodinâmica. É apresentado o método que foi utilizado para a linearização (Séries de Taylor) e os pontos de operação calculados para o sistema linear obtido no formato de espaço de estados, e a partir deste foi obtida uma representação em função de transferência. A partir da modelagem matemática do sistema, foi realizado um teste em malha aberta para verificar as características do mesmo, como estabilidade, constante de tempo e convergência para um valor final desejado, e como o sistema real opera em malha fechada, foi também realizado um teste com o sistema nesta configuração contendo um ganho unitário de malha. O comportamento do sistema não linear foi comparado ao do sistema linearizado através de suas curvas de resposta temporal a uma entrada degrau para a verificação da validade da representação linear, e após a sua validação, diagramas de bode foram gerados para diferentes parâmetros do modelo, para observar-se o efeito desta variação no comportamento dinâmico da planta, e foi percebido que o comportamento do modelo não é alterado de forma substancial para a variação dentro das faixas verificadas. Um controlador proporcional e integral (PI) foi então projetado para a eliminação do erro de regime permanente presente resposta temporal do sistema.. Testes sob diversas condições de operação foram realizados no sistema linear assim como as curvas de variação de temperatura foram obtidas com o controlador aplicado no modelo não linear, sendo os resultados considerados satisfatórios para este tipo de aplicação. Este trabalho foi realizado com o auxílio da ferramenta computacional Simulink do software Matalb®.

Modelagem dinâmica espacial de mudanças no uso do solo urbano: contribuição metodológica

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Equilíbrio líquido-líquido dos sistemas biodiesel de castanha do Brasil + metanol + (glicerina ou água): determinação experimental e modelagem termodinâmica

O biodiesel é definido como sendo uma mistura de monoésteres de ácidos graxos derivados de gorduras animal ou óleos vegetais, obtido por meio do processo de transesterificação com alcoóis de cadeia curta. Durante a sua produção é utilizada uma quantidade em excesso de álcool e um catalisador para favorecer a reação de formação dos ésteres; desta forma a corrente de saída do reator contém o catalisador, o álcool que não reagiu e os produtos da transesterificação, biodiesel e glicerina, formando um sistema bifásico; dependendo do grau de solubilidade desses compostos, pode haver quantidades de biodiesel na fase rica em glicerina e quantidades de glicerina na fase rica em biodiesel. Durante o processo de purificação do biodiesel é necessário executar uma lavagem com água, para promover a retirada do catalisador e impurezas do produto de interesse. Devido à quantidade de compostos envolvidos na produção e purificação é essencial conhecer os dados de equilíbrio líquido-líquido para poder predizer as proporções em que os compostos coexistem e, posteriormente, proceder com a purificação sob condições adequadas para obtenção do biodiesel com maior rendimento e auxiliar no projeto do reator e sistemas de separação. Os objetivos desse trabalho foram produzir o biodiesel a partir de uma planta oleaginosa nativa da região, a castanha do Brasil (Bertholletia excelsa H. B. K.) e, determinar dados de equilíbrio líquido-líquido (ELL) para os sistemas ternários: biodiesel de castanha do Brasil + metanol + glicerina e biodiesel de castanha do Brasil + metanol + água nas temperaturas de 30°C e 50°C. O biodiesel produzido foi inicialmente caracterizado segundo as normas da Agência Nacional de Petróleo (ANP) utilizando métodos físico-químicos. Os dados obtidos foram posteriormente correlacionados com os modelos termodinâmicos NRTL e UNIQUAC para o calculo do coeficiente de atividade de cada componente na fase liquida, com estimativa de novos parâmetros de interação energética. Os resultados obtidos com a modelagem foram satisfatórios, e foi observado que o modelo NRTL representou melhor os dados experimentais.

Desenvolvimento de um sensor virtual para processos não-lineares e variantes no tempo, com aplicação em planta de neutralização de PH

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Aplicação de lógica fuzzy na elaboração de planta de valores genéricos

Pós-graduação em Ciências Cartográficas - FCT

Modelagem matemática para a dispersão de fungos fitopatogênicos via autômatos celulares

Brazil is a major world producer and exporter of agricultural products like soybeans, sugar, coffee, orange and tobacoo. However, the action of phytopathogenic fungi has been one of the largest challenges encountered in the field as they are responsible for approximately 25 to 50 per cent of losses in crops of fruits and vegetables. The presence of these pathogens is always a problem, because the damage on the tissues and organs promote lesions which decreses growth vegetation and often leads the individual (host) to death. Therefore, it is crucial to understand the process of spreading of these pathogens in the field to develop strategies which prevent the epidemics caused by them. In this study, the dispersal of fungi phytopathogenic in the field was modeled using the automata cellular formalism. The growth rate of infected plants population was measured by the radius of gyration and the influence of host different susceptibility degrees into the disease spread was assessed. The spatial anisotropy related to the plant-to-plant space and the system’s response to distinct seasonal patterns were also evaluated. The results obtained by a mean field model (spatially implicit models) emphasized the importance of the spatial structure on the spreading process, and dispersal patterns obtained by simulation (using a cellular automata) were in agreement with thse observed in data. All computational implementation was held in language Cl

Modelagem do aporte de sedimentos aplicada à bacia hidrográfica contribuinte da PCH Costa Rica (MS) e proposta de mitigação do assoreamento

Pós-graduação em Engenharia Mecânica - FEG

Modelagem matemática do processo industrial de coqueamento retardado.

A unidade de coqueamento retardado é um processo térmico de conversão, utilizado pelas refinarias, para converter cargas residuais em produtos de baixo peso molecular e com alto valor agregado (gases, nafta e gasóleo) e coque verde de petróleo. Um pequeno aumento no rendimento líquido da unidade de coqueamento retardado proporciona benefícios económicos consideráveis, especialmente no destilado líquido. A concorrência no mercado, as restrições sobre as especificações do produto e gargalos operacionais exigem um melhor planejamento da produção. Portanto, o desenvolvimento de novas estratégias e modelos matemáticos, focados em melhores condições de operação do processo industrial e formulações de produtos, é essencial para alcançar melhores rendimentos e um acompanhamento mais preciso da qualidade do produto. Este trabalho tem como objetivo o desenvolvimento de modelo matemático do conjunto forno-reator do processo de coqueamento, a partir de informações obtidas em uma planta industrial. O modelo proposto é baseado na caracterização da carga e dos produtos em pseudocomponentes, modelos cinéticos de grupos e condições de equilíbrio liquido-vapor. Além disso, são discutidos os principais desafios para o desenvolver o modelo matemático do forno e do reator, bem como a caracterização rigorosa do resíduo de vácuo e dos produtos para determinar os parâmetros que afetam a morfologia do coque e a zona de reação no interior do reator de coque.

Modelagem semântica de processos industriais com aplicações

The main hypothesis of this thesis is that the deve lopment of industrial automation applications efficiently, you need a good structuri ng of data to be handled. Then, with the aim of structuring knowledge involved in the contex t of industrial processes, this thesis proposes an ontology called OntoAuto that conceptua lly models the elements involved in the description of industrial processes. To validat e the proposed ontology, several applica- tions are presented. In the first, two typical indu strial processes are modeled conceptually: treatment unit DEA (Diethanolamine) and kiln. In th e second application, the ontology is used to perform a semantic filtering alarms, which together with the analysis of correla- tions, provides temporal relationships between alar ms from an industrial process. In the third application, the ontology was used for modeli ng and analysis of construction cost and operation processes. In the fourth application, the ontology is adopted to analyze the reliability and availability of an industrial plant . Both for the application as it involves costs for the area of reliability, it was necessary to create new ontologies, and OntoE- con OntoConf, respectivamentem, importing the knowl edge represented in OntoAuto but adding specific information. The main conclusions of the thesis has been that on tology approaches are well suited for structuring the knowledge of industrial process es and based on them, you can develop various advanced applications in industrial automat ion.

Modelagem da bioconcentração de herbicidas em plantas.

Propriedades físico-químicas de herbicidas e propriedades fisiológicas de plantas foram utilizadas para apresentar um modelo que simula a bioconcentracão e calcula o fator de bioconcentração de herbicidas em plantas. A modelagem supõe que o herbicida na solução do solo é absorvido pela planta no processo de transpiração da solução do solo. Utilizamos o modelo para estimar o fator de bioconcentração dos herbicidas 2,4-D, acetochlor, ametryn, atrazine, clomazone, diuron, hexazinone, imazapyr, metribuzin, pendimethalin, picloram, simazine, sulfentrazone, tebuthiuron e trifluralin em cana-deaçúcar. A modelagem sugere que existe uma correlação negativa entre o fator de bioconcentração e o coeficiente de sorção de herbicidas no carbono orgânico do solo.

Modelagem da bioconcentração de herbicidas em plantas.

2008

In planta localization and interactions of impatiens necrotic spot tospovirus proteins

Impatiens necrotic spot tospovirus (INSV) is a significant pathogen of ornamentals. The tripartite negative- and ambi-sense RNA genome encodes six proteins that are involved in cytoplasmic replication, movement, assembly, insect transmission and defence. To gain insight into the associations of these viral proteins, we determined their intracellular localization and interactions in living plant cells. Nucleotide sequences encoding the nucleoprotein N, non-structural proteins NSs and NSm, and glycoproteins Gn and Gc of a Kentucky isolate of INSV were amplified by RTPCR, cloned, sequenced and transiently expressed as fusions with autofluorescent proteins in leaf epidermal cells of Nicotiana benthamiana. All proteins accumulated at the cell periphery and co-localized with an endoplasmic reticulum marker. The Gc protein fusion also localized to the nucleus. N and NSm protein self-interactions and an NSm-N interaction were observed by using bimolecular fluorescence complementation. A tospovirus NSm homotypic interaction had not been reported previously.

Utilización de la planta de anamú (Petiveria alliacea), en el tratamiento de la mastitis caprina, en la Finca Santa Rosa de la Universidad Nacional Agraria (UNA)

El presente estudio se realizó, con el objetivo de Evaluar la utilización del anamú (Pettiveria allicea), en el tratamiento de la mastitis caprina en la finca San Rosa, de la Universidad Nacional Agraria UNA. ubicación topográfica es la siguiente: 12 ° 08' 09.30 " latitud norte y 86 ° 10 ' 51.17 " longitud oeste, con una altura de 220 mts sobre el nivel del mar y una temperatura que oscila entre los 23º C y 27º C. Se utilizó un diseño completamente al azar (D.C.A) el que esta compuesto por un lote de 14 cabras en ordeño, divididas en 2 grupos, cada grupo formado por 7 cabras, seleccionadas al azar y sometidas a tratamientos distintos. Tratamiento I: Mastoxin 20% (Solución de Anamú 20%) y Tratamiento II: Candela Mastivet.(Cloxacilina sodica 200mg). Existe una prevalencia de la mastitis en el hato del el 27%, de esto el 20% de mastitis subclínica y el 7% de mastitis clínica, y 82 cabras resultaron negativas a la prueba representando el 73.%. Con relación al comportamiento por la posición de los cuartos mamarios, los resultados muestran que el cuarto derecho (CD) el 19 % reacciona ron positivos y 81% reaccionaron negativos, el cuarto izquierdo (CI) el 16 % reaccionó positivo y 84 % reaccionaron negativos. El tratamiento 1 Mastoxin 20%, (Solución de .Anamú 20%),alcanza su mayor efectividad a partir de los 21 días y el tratamiento 2 Candela Mastivet, (Cloxacilina sodica 200mg), alcanza su mayor efectividad a partir de los 28 días. El tratamientos alternativo ( I ) a base de (Solución de Anamú 20%)mostró factibilidad económica y terapéutica.