Otimização de Algoritmos Criptográficos para Redes de Sensores e Atuadores Sem-fio para Poços do Tipo Plunger Lift

Wireless sensors and actuators Networks specified by IEEE 802.15.4, are becoming increasingly being applied to instrumentation, as in instrumentation of oil wells with completion Plunger Lift type. Due to specific characteristics of the environment being installed, it s find the risk of compromising network security, and presenting several attack scenarios and the potential damage from them. It`s found the need for a more detailed security study of these networks, which calls for use of encryption algorithms, like AES-128 bits and RC6. So then it was implement the algorithms RC6 and AES-128, in an 8 bits microcontroller, and study its performance characteristics, critical for embedded applications. From these results it was developed a Hybrid Algorithm Cryptographic, ACH, which showed intermediate characteristics between the AES and RC6, more appropriate for use in applications with limitations of power consumption and memory. Also was present a comparative study of quality of security among the three algorithms, proving ACH cryptographic capability.

Roteamento em Redes de Sensores Sem Fios Com Base Em Aprendizagem Por Reforço

The use of wireless sensor and actuator networks in industry has been increasing past few years, bringing multiple benefits compared to wired systems, like network flexibility and manageability. Such networks consists of a possibly large number of small and autonomous sensor and actuator devices with wireless communication capabilities. The data collected by sensors are sent directly or through intermediary nodes along the network to a base station called sink node. The data routing in this environment is an essential matter since it is strictly bounded to the energy efficiency, thus the network lifetime. This work investigates the application of a routing technique based on Reinforcement Learning s Q-Learning algorithm to a wireless sensor network by using an NS-2 simulated environment. Several metrics like energy consumption, data packet delivery rates and delays are used to validate de proposal comparing it with another solutions existing in the literature

Controle de Temperatura do Sistema de Refrigeração a água de uma tocha plasmática Indutiva Utilizando Lógica fuzzy

Este projeto propõe desenvolver e implementar um controlador para o sistema de refrigeração da tocha indutiva a plasma térmico. Este processo é feito a partir da medição da temperatura através de um sensor do sistema de refrigeração. O sinal produzido será enviado para uma entrada analógica do microcontrolador da família PIC, que utilizando os conceitos de lógica fuzzy, controla a velocidade de um motor bomba. Este é responsável por diminuir ou aumentar o fluxo circulante de água que passa pela bobina, pelo corpo da tocha e pelo flange de fixação, deixando-os na temperatura desejada. A velocidade desta bomba será controlada por um inversor de frequência. O microcontrolador, também, acionará um ventilador caso exceda a temperatura de referência. A proposta inicial foi o desenvolvimento do controle da temperatura da bobina de uma tocha indutiva a plasma, mas com algumas adequações, foi possível também aplicar no corpo da tocha. Essa tocha será utilizada em uma planta de tratamento de resíduos industriais e efluentes petroquímicos. O controle proposto visa garantir as condições físicas necessárias para tocha de plasma, mantendo a temperatura da água em um determinado nível que permita o resfriamento sem comprometer, no entanto, o rendimento do sistema. No projeto será utilizada uma tocha de plasma com acoplamento indutivo (ICPT), por ter a vantagem de não possuir eletrodos metálicos internos sendo erodidos pelo jato de plasma, evitando uma possível contaminação, e também devido à possibilidade do reaproveitamento energético através da cogeração de energia. O desenvolvimento da tecnologia a plasma na indústria de tratamento de resíduos vem obtendo bons resultados. Aplicações com essa tecnologia têm se tornado cada vez mais importantes por reduzir, em muitos casos, a produção de resíduos e o consumo de energia em vários processos industriais

Um modelo de unidade de medida inercial utilizando três acelerômetros triaxiais

No espaço tridimensional, um corpo rígido qualquer pode efetuar translações e ou rotações em relação a cada um de seus eixos. Identificar com precisão o deslocamento realizado por um corpo é fundamental para alguns tipos de sistemas em engenharia. Em sistemas de navegação inercial tradicionais, utilizam-se acelerômetros para reconhecer a aceleração linear e giroscópios para reconhecer a velocidade angular registrada durante o deslocamento. O giroscópio, entretanto, é um dispositivo de custo mais elevado e com alto consumo de energia quando comparado a um acelerômetro. Essa desvantagem deu origem a pesquisas a respeito de sistemas e unidades de medidas inerciais que não utilizam giroscópios. A ideia de utilizar apenas acelerômetros para calcular o movimento linear e angular surgiu no início da década de 60 e vem se desenvolvendo através de modelos que variam no número de sensores, na maneira como estes são organizados e no modelo matemático que é utilizado para derivar o movimento do corpo. Esse trabalho propõe um esquema de configuração para construção de uma unidade de medida inercial que utiliza três acelerômetros triaxiais. Para identificar o deslocamento de um corpo rígido a partir deste esquema, foi utilizado um modelo matemático que utiliza apenas os nove sinais de aceleração extraídos dos três sensores. A proposta sugere que os sensores sejam montados e distribuídos em formato de L . Essa disposição permite a utilização de um único plano do sistema de coordenadas, facilitando assim a instalação e configuração destes dispositivos e possibilitando a implantação dos sensores em uma única placa de circuito integrado. Os resultados encontrados a partir das simulações iniciais demonstram a viabilidade da utilização do esquema de configuração proposto

Estudo e especificação de um sistema de instrumentação para unidades de elevação de petróleo utilizando tecnologia sem fio

Wireless sensor networks are reality nowadays. The growing necessity of connectivity between existing industrial plant equipments pushes the research and development of several technologies. The IEEE 802.15.4 LR-WPAN comes as a low-cost and powersaving viable solution, which are important concerns while making decisions on remote sensoring projects. This study intends to propose a wireless communication system which makes possible the monitoring of analogic and/or digital variables (i. e., the pressure studied) involved on the artificial methods for oil and gas lifting. The main issues are: To develop a software based on SMAC Standard in order to create a wireless network to monitoring analogic and/or digital variables; To evaluate the communication link based on the number of lost packets tested in different environments (indoor and outdoor) and To propose an instrumentation system consisting of wireless devices

Estudo da Potencialidade da produção de tijolos de adobe misturado com outros materiais: uma alternativa de baixo custo para a construção civil

The production of the red pottery brick, made traditionally with clay, is a technique that is already stabled. However, in spite of the little complexity that involves the conventional process of these bricks production, it are exposed to many problems that begin in the fase of exploration of the mines, the problems get worse because of the lack of the clay's characterization, and they continue through the steps of the dough preparation, conformation of the products, the drying and the burning process. The wastefulness is shown and so is the low quality of the material produced. Among other factors, the high use of energy in the burning makes the cost of this material inaccessible to the low income consumer. Besides this, the destruction of the environment around the mines and the use of native vegetation to produce wood - the most used fuel in the pottery industry - make serious environmental damage. The production technique of a new type of simple brick (adobe), that has low cost and no environmental damage, can be the viable altemative to lower the cost of this part of the civil construction, and, consequently, in the building of cheaper houses. In this paper, the results of the mechanical resistance of the adobe brick are shown, using in its composition, clay, natural vegetable fibers, cement and plaster in a process that is completely handcrafted and manual. It is intented to make clear that are possible alternatives to be put in practice, with the simple process, using "raw earth" that has been used in the construction of houses in thousands of years, trying to solve these severe problems. Analysis and tests were performed to find results that could prove the possibility of the utilization of this kind of material. Other studies are in progress, and the new researches are necessary to enrich this work, but it stays the certainty that there is potential to produce bricks from adobe, as an alternative that has low cost to civil construction

Análise do desempenho térmico de sistema constutivo de concreto com EPS como agregado graúdo

In the last decades there was a concentrate effort of researchers in the search for options to the problem of the continuity of city development and environmental preservation. The recycling and reuse of materials in industry have been considerate as the best option to sustainable development. One of the relevant aspects in this case refers to the rational use of electrical energy. At this point, the role of engineering is to conceive new processes and materials, with the objective of reducing energy consumption and maintaining, at the same time the benefits of the technology. In this context, the objective of the present research is to analyze quantitatively the thermal behavior of walls constructed with concrete blocks which composition aggregates the expanded polystyrene (EPS) reused in the shape of flakes and in the shape of a board, resulting in a “light concrete”. Experiments were conducted, systematically, with a wall (considerate as a standard) constructed with blocks of ordinary concrete; two walls constructed with blocks of light concrete, distinct by the proportion of EPS/sand; a wall of ceramic bricks (“eight holes” type) and a wall with ordinary blocks of cement, in a way to obtain a comparative analysis of the thermal behavior of the systems. Others tests conducted with the blocks were: stress analysis and thermal properties analysis (ρ, cp e k). Based on the results, it was possible to establish quantitative relationship between the concentration (density) of EPS in the constructive elements and the decreasing of the heat transfer rate, that also changes the others thermal properties of the material, as was proved. It was observed that the walls of light concrete presents better thermal behavior compared with the other two constructive systems world wide used. Based in the results of the investigation, there was shown the viability of the use of EPS as aggregate (raw material) in the composition of the concrete, with the objective of the fabrication of blocks to non-structural masonry that works as a thermal insulation in buildings. A direct consequence of this result is the possibility of reduction of the consume of the electrical energy used to climatization of buildings. Other aspect of the investigation that must be pointed was the reuse of the EPS as a raw material to civil construction, with a clear benefit to reducing of environmental problems

Influência da intensidade de aeração na formação do floco de lodo ativado e na eficiência de remoção de matéria orgânica

In wastewater treatment, activated sludge systems have been a technology widely applied as secondary treatment. During this step, which has a strong biological aspect, it is necessary to introduce oxygen supply for the maintenance of metabolic activity of the bacteria through the aerators. Aeration devices are responsible for most of the energy consumption in this stage. In this background, the influence of three aeration intensities (atmospheric air flow 3.5, 7.0 and 10.5 L.min-1) and the concentration of dissolved oxygen (DO) on the dimension of activated sludge flocs as well as on the efficiency of organic matter removal were assessed using a traditional activated sludge system which was fed with synthetic domestic wastewater. Samples were taken weekly from the three units that make up the system feed, aeration and storage tank in order to verify the Chemical Oxygen Demand (COD). It was established the process efficiency through a comparison between the initial and final COD. Besides the parameters already mentioned, this monitoring work on activated sludge batch system was also observed by Mixed Liquor Suspend Solids (MLSS), Volatile Suspend Solids (VSS), pH and temperature measures. The results have showed a maximum removal efficiency around 75% in the first aeration sequence and approximately 85% for the second and third one. For the first aeration, the DO concentration remained higher than 3.0 mg.L-1 and a diameter range from 10 to 60 μm was observed. In the second e third sequence, the DO concentration remained higher than 4.0 mg.L-1 with a diameter range of 10 until 200 μm. Although the sequence 1 and 2 have presented similar performances for organic matter removal, the sequence 2 promoted a regular floc size distribution and with lower values of Sludge Volumetric Index (SVI) meaning a better flocculating ability. In addition, the results reaffirmed what the literature has reported: higher DO concentrations produce flocs with greater dimensions

Aplicação da tecnologia eletroquímica como alternativa para a remoção de corante têxteis em efluentes sintéticos e reais utilizando anodos de platina e diamante

In this work, electrochemical technology was used to treat synthetic wastewater containing Methyl Red (MR) and Blue Novacron (BN) by anodic oxidation using anodes platinum (Pt) and real samples of textile effluents using DDB anodes and platinum (Pt). The removal of color from the galvanostatic electrolysis of synthetic wastewater MR and BN, and the actual sample has been observed under different conditions (different current densities and temperature variation). The investigation of these parameters was performed in order to establish the best conditions for removal of color and chemical oxygen demand (BOD). According to the results obtained in this study, the electrochemical oxidation processes suitable for the degradation process of color and COD in wastewater containing such textile dyes, because the electrocatalytic properties of Pt and BDD anodes consumption energy during the electrochemical oxidation of synthetic solutions AN and MR and real sample, mainly depend on the operating parameters of operation, for example, the synthetic sample of MR, energy consumption rose from 42,00kWhm-3 in 40 mAcm-2 and 25 C to 17,50 kWhm-3 in 40mAcm-2 and 40 C, from the BN went 17,83 kWhm-3 in 40mAcm and 40°C to 14,04 kWhm- 3 in 40mAcm-2 and 40 C (data estimated by the volume of treated effluent). These results clearly indicate the applicability of electrochemical treatment for removing dyes from synthetic solutions and real industrial effluents

Studies on the electrochemical disinfection of water containing Escherichia coli using a Dimensionally Stable Anode

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Cardioplegia using low volumic cardioplegic agents: morphological study in isolated rabbit hearts

INTRODUÇÃO: A solução cardioplégica farmacológica busca eliminar as conseqüências do dano isquêmico, que é o resultado do desbalanço entre a oferta e o consumo de energia durante a parada dos batimentos cardíacos, nas cirurgias cardíacas com circulação extracorpórea. OBJETIVO: Este trabalho avalia experimentalmente as alterações estruturais e ultra-estruturais em coração isolado de coelhos submetidos à parada protegida pela Solução para Cardioplegia de Baixo Volume (SCBV). MÉTODO: O estudo compreendeu um grupo controle e dois grupos experimentais. No grupo I, a parada cardíaca foi obtida pela infusão da SCBV por 2 horas. No grupo II, o experimento foi conduzido da mesma forma até a parada protegida pela SCBV por duas horas, imediatamente procedeu-se à reperfusão com solução oxigenada de Ringer Locke (RL) por uma hora. No grupo controle os corações foram perfundidos com solução oxigenada de RL por duas horas. Após os experimentos, oito amostras de parede lateral do ventrículo esquerdo foram fixadas em formaldeído 10% e glutaraldeído 2,5% para análises histológica e ultra-estrutural. RESULTADOS: As células do miocárdio, fibroblastos e células endoteliais, observadas nos grupos experimentais I e II, apresentaram marginalização da heterocromatina, compactação do nucléolo, alteração na forma das mitocôndrias, compactação das cristas e aumento da densidade da matriz mitocondrial, indicando que tanto a estrutura nuclear quanto a das organelas citoplasmáticas foram alteradas em relação às células do grupo controle. CONCLUSÃO: As modificações estruturais foram decorrentes de uma adaptação fisiológica da célula, não sendo indicativas de oncose ou apoptose, sugerindo, portanto, que a solução cardioplégica utilizada foi eficiente para a preservação das células.

Estudo do comportamento reológico de barbotinas preparadas com argilas da Formação Corumbataí utilizadas no pólo cerâmico de Santa Gertrudes (SP)

Este estudo surgiu da necessidade das indústrias cerâmicas do pólo de Santa Gertrudes (SP) se adaptarem às mudanças do comportamento do mercado e às exigências dos órgãos ambientais em relação aos riscos causados pela geração de poeira na fase de preparação da massa. Assim, o processo de preparação de massa via úmida pode ser uma alternativa para esta substituição, sendo necessária a obtenção de uma barbotina que apresente um comportamento reológico adequado ao processo e ao consumo de energia. Foram feitas medidas de viscosidade, tensão de cisalhamento e taxa de cisalhamento com viscosímetro rotacional, tendo como parâmetros de controle, o teor de sólidos da barbotina e a granulometria. Desta forma, foram verificadas variações das suspensões, como o comportamento pseudoplástico e a tixotropia. Também foi analisada a dependência do comportamento reológico com a mineralogia das argilas, obtida por difração de raios X. Os resultados das curvas reológicas mostraram-se muito coerentes com a mineralogia determinada, indicando uma piora do comportamento reológico no sentido da base para o topo da Formação Corumbataí, devido à alteração supérgena e presença de esmectitas.

Análise energética na produção de feno de Cynodon dactylon (L.) Pers

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Sistema automático para o controle eficiente de iluminação para multiplas lâmpadas fluorescentes

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Balanço energético na produção de feno de alfafa em sistema intensivo de produção de leite

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)