Investigação de estratégias de controle digital para regulação de velocidade e emulação da dinâmica de turbinas hidráulicas, com implementação e testes experimentais em uma micromáquina de 10 KVA

Devido não ser comum o estudo de sistemas de potência em plantas reais como usinas hidrelétricas por causa dos riscos e custos que envolvem sua operação, dá-se preferência pela realização computacional de modelos matemáticos desse tipo de planta na resolução de problemas, desenvolvimento de novas tecnologias e formação de recursos humanos. No entanto, modelos realizados computacionalmente não proveem a experiência, visual, auditiva e tátil que um modelo físico real pode oferecer. Portanto, neste trabalho, apresenta-se a descrição e a modelagem de um sistema de geração em escala reduzida de 10kVA, que é um sistema físico real, composto por um motor CC, um gerador síncrono e transformadores, chamado também de sistema micromáquina, o qual faz parte da infraestrutura do Laboratório de Engenharia Elétrica da UFPA. Para este sistema, por intermédio deste trabalho de mestrado e do trabalho de mestrado de Moraes (2011), foram desenvolvido subsistemas eletrônicos e computacionais de acionamento, automação e controle para operá-lo de forma segura resultando em uma excelente plataforma didática para dar suporte às pesquisas em dinâmica e controle de sistemas de potência, bem como o desenvolvimento de trabalhos acadêmicos e de ensino. Nesse mesmo contexto, é apresentada uma proposta de técnica de emulação de turbina hidráulica, tendo como base o controle de potência aplicado ao motor CC do sistema micromáquina. Tal técnica foi desenvolvida principalmente com o propósito de dar suporte ao estudo e desenvolvimento de técnicas de regulação de velocidade de turbinas hidráulicas. Consequentemente, também é apresenta uma proposta de um regulador de velocidade digital para turbinas hidráulicas baseado na estrutura canônica RST de controle digital, cujos parâmetros são projetados por duas técnicas de projeto estudadas neste trabalho: o método de alocação polinomial de polos e o projeto de compensadores por atraso de fase pelo método de resposta em frequência para sistemas discretos. Logo para comprovar a eficácia das ferramentas de hardware, software e teóricas desenvolvidas neste trabalho, resultados de experimentos realizados no sistema micromáquina são apresentados e analisados.

Implementação de um sistema eletrônico para medir taxa de fluência de energia de radiação na faixa de radioterapia com sensor piroelétrico

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Projeto e implementação de um nodo sensor para aquisição de sinais de extensômetros em redes de sensores sem fio aplicado ao monitoramento de deformações em estruturas

Esta dissertação tem como objetivo principal propor um nodo (ou nó) sensor sem fio para ser utilizado em redes de sensores sem fio, em sistemas de aquisição de dados de extensômetros. O sistema de aquisição para os extensômetros é baseado na ponte de Wheatstone e de modo a permitir várias configurações de extensômetros. O processamento e a comunicação sem fio é realizada pelo ATmega128RFA1, composto por um microcontrolador e um transceiver Rádio-Frequência com o padrão Zigbee. O nodo foi projetado para garantir confiabilidade na aquisição de dados e ser totalmente controlado remotamente. Entre os parâmetros controláveis estão: o ganho do sinal e a taxa de amostragem. Além disso, o nodo possui recursos para efetuar o equilíbrio da ponte de Wheatstone automaticamente. A escolha de seus componentes, baseou-se em critérios relacionados ao consumo de energia do mesmo e ao custo. Foi concebida uma placa de circuito impresso (PCI) para o nodo, e sobre ela foram realizadas estimativas sobre o consumo de energia e valor agregado do protótipo, com o objetivo de analisar a sua viabilidade. Além do projeto do nodo sensor, o trabalho apresenta a proposta de integração do mesmo em uma rede de sensores sem fio (RSSF), incluindo a sugestão do hardware complementar e desenvolvimentos dos softwares. Para os testes do nodo sensor, foi construido experimentalmente um transdutor de força.

Implementação em software da codificação de canal em ADSL: um estudo de caso sobre os efeitos do ruído impulsivo na transmissão de vídeo

Este trabalho apresenta a implementação em software da codificação de canal utilizada no padrão ADSL. A teoria da codificação de canal e descrita, bem como a codificação de canal implementada no Software Modem ADSL utilizando o ambiente de desenvolvimento Ptolemy II. A implementação de um modelo de ruído impulsivo também é apresentada. Para garantir que a implementação obedeça o padrão do ADSL, testes utilizando o analisador de sistemas DSL TraceSpan são descritos. O trabalho apresenta ainda um exemplo de aplicação do Software Modem ADSL, caracterizado por um estudo de caso sobre os efeitos do ruído impulsivo na transmissão de vídeo, analisando o impacto de alguns parâmetros da codificação de canal na correção dos erros.

Desenvolvimento e implementação de estratégias de controle digital para regulação de tensão e amortecimento de oscilações eletromecânicas em um gerador síncrono de 10kVA

Neste trabalho são apresentados o desenvolvimento e a implementação de estratégias de controle digital para regulação automática de tensão e para o amortecimento de oscilações eletromecânicas em um sistema de potência em escala reduzida de 10kVA, localizado no Laboratório de Controle de Sistemas de Potência (LACSPOT), da Universidade Federal do Pará (UFPA). O projeto dos dois controladores é baseado na técnica de alocação polinomial de polos. Para o projeto do Regulador Automático de Tensão (RAT) foi adotado um modelo simplificado, de primeira ordem, da máquina síncrona, cujos parâmetros foram levantados experimentalmente. Para o controlador amortecedor, por sua vez, também chamado de Estabilizador de Sistemas de Potência (ESP), foi utilizado um modelo discreto, do tipo auto regressivo com entrada exógena (ARX). Este modelo foi estimado por meio de técnicas de identificação paramétrica, considerando para tal, o conjunto motor-gerador interligado a um sistema de maior porte (concessionária de energia elétrica). As leis de controle foram embarcadas em um microcontrolador de alto desempenho e, para a medição dos sinais utilizados nos controladores, foi desenvolvida uma instrumentação eletrônica baseada em amplificadores operacionais para o condicionamento dos sinais dos sensores. O sinal de controle é baseado na técnica de modulação por largura de pulso (PWM) e comanda o valor médio da tensão de um conversor CC-CC, o qual é utilizado como circuito de excitação que energiza o enrolamento de campo do gerador. Além disso, o acionamento elétrico das máquinas que compõem o grupo gerador de 10kVA foi projetado e automatizado somando segurança aos operadores e ao componentes deste sistema de geração. Os resultados experimentais demonstraram o bom desempenho obtido pela estratégia proposta.

Acordos de pesca: desafios de implementação e consolidação em áreas de várzea do município de Gurupá, Pará, Brasil

Considerando o contexto Amazônico em que muitas decisões para a proteção e conservação do meio ambiente para a região por vezes surgem de maneira vertical, com ausência da participação dos usuários dos recursos naturais, comunitários locais, em processos deliberativos, acabando por se esquecer as experiências empíricas dessa população é que se fez este estudo. Através das técnicas metodológicas: observação direta, aplicação de entrevistas semi-estruturadas, análises de fichas de monitoramento, procurou-se observar o contexto de vida da população gurupaense, em especial àquelas que vivem às várzeas do município, consideradas agroextrativistas e que possui na atividade pesqueira fonte de proteína, renda e que de maneira compartilhada vem praticando o mecanismo do Acordo de Pesca como forma de gestão desta atividade. A pesquisa enfoca o Manejo Comunitário do Camarão seu processo de implementação e consolidação, a participação de técnicos, ONG e projetos de financiamento, bem como as implicações sociais, econômicas e ambientais nos períodos em que houve ou não a atuação dessa mediação externa. O estudo mostrou que essa participação da mediação externa estimulou processos organizativos locais bem como proporcionou a ação coletiva, em que ainda com o término do apoio, a auto-gestão comunitária vigora e é repassada às novas gerações, contudo o estudo evidencia ainda o desafio de que para melhores indicadores a níveis ambientais se faz necessário apoio técnico científico com promoção de estudos no campo da Dinâmica de Populações de Estoque Pesqueiro.

Análise da implementação dos elementos e ferramentas da produção enxuta em canteiros de obras na cidade de Belém do Pará

As empresas do setor da construção civil em Belém, estão buscando formas de melhorar seus processos e métodos construtivos através da implementação dos elementos e ferramentas do sistema de produção enxuta. O objetivo deste trabalho consistiu em avaliar os casos de sucesso e fracasso, através de um estudo exploratório da implementação do sistema de produção enxuta nos canteiros de obras na cidade de Belém do Pará, para identificar quais os elementos e ferramentas desse sistema são mais usadas na construção civil da cidade em questão. Desta forma, realizou-se uma ampla pesquisa bibliográfica sobre o assunto, mostrando a evolução histórica desde a criação da administração científica, destacando os precursores da administração da produção, em seguida, relatando o surgimento do sistema de produção enxuta, assim como suas origens e pilares, destacando seus elementos e ferramentas. A metodologia de pesquisa utilizada foi estudo de caso de caráter exploratório, onde o foco foram os gestores que atuam aplicando a produção enxuta em suas obras. Os dados foram coletados através da aplicação de um questionário com classificação de perguntas, fechadas e de múltipla escolha, composto por vinte questões objetivas, afim de, gerar dados para responder a questão de pesquisa. Após a coleta dos dados, foram geradas tabelas e gráficos para análise dos resultados. Os resultados analisados apontaram os elementos e ferramentas lean mais utilizados, além de apresentar as maiores dificuldades na implementação do sistema de produção enxuta, e em seguida, foi realizado uma correlação entre as dificuldades encontradas com a literatura pertinente. A partir disso, concluiu-se que as empresas não estão totalmente comprometida com o sistema de implementação de melhorias (SPE), de maneira que isto desmotiva os operários e cria resistência a mudanças.

Avaliação da implementação das ações de enfrentamento ao abuso sexual contra crianças e adolescentes em escolas públicas de ensino fundamental do bairro do Guamá – Belém- PA

Estudiosos apontam a escola como local estratégico para o fortalecimento da ação de enfrentamento ao abuso sexual de crianças e adolescentes. A partir de 2000, com a elaboração do Plano Nacional de Enfrentamento à Violência Sexual Contra Crianças e Adolescentes, a política pública destinada ao tratamento desse problema ganhou maior visibilidade e organicidade no Brasil. O abuso sexual de crianças e adolescentes é a principal ocorrência registrada pelo Disque Direitos Humanos (2011) e pelos Conselhos Tutelares de Belém (2010). O bairro do Guamá – Belém/PA apresenta o maior índice de denúncias dessa natureza e as meninas são a maioria das vítimas. Esse contexto revela a relevância social do problema. A presente tese tem como objeto de estudo da avaliação da implementação da política pública de enfrentamento à violência sexual de crianças e adolescentes em escolas públicas de ensino fundamental do Guamá. Para conseguir imprimir uma análise contextual a pesquisa foi desenvolvida por meio de uma abordagem qualitativa apoiada nas técnicas de análise documental e entrevistas semiestruturadas. Os dados de pesquisa são documentos relativos aos planos, programas e projetos governamentais que tem em seu escopo o enfrentamento a esse tipo de violência e são voltados às escolas. Também foram realizadas entrevistas nas treze escolas públicas de ensino fundamental do bairro com diretores ou funcionários indicados por eles. A análise do material se deu por meio da técnica de análise de conteúdo dividida nas etapas da pré-análise, descrição analítica e a interpretação inferencial. A análise dos dados apontaram que: 1) as políticas formuladas em âmbito federal na área da formação dos profissionais da educação e dos materiais didáticos pedagógicos elaborados com a finalidade de subsidiá-los na apropriação da temática não chegaram às escolas pesquisadas; 2) planos/projetos que têm entre os seus objetivos o enfrentamento a esse tipo de violação devido a problemas de infraestrutura e de pessoal não foram executados como planejados; 3) nove entrevistados consideram que há a abordagem da temática no currículo das escolas, porém, não como conteúdo específico, mas como uma discussão pontual em meio a outras questões. Conclui-se dessa maneira, que pelas debilidades apresentadas a política pública de enfrentamento à violência sexual contra crianças e adolescentes não foi implementada nas escolas públicas de ensino fundamental do Guamá – Belém/PA. Crianças e adolescentes, em idade escolar obrigatória, são as principais vítimas de violência sexual. Por isso, a importância da inserção efetiva da escola na rede de enfrentamento com condições para identificar e notificar casos dessa natureza. Mas, para isso, é preciso fazer com que às políticas elaboradas com essa finalidade cheguem às unidades escolares, sobretudo a política de formação e que tenha intersecção com a política educacional.

Implementação de células móveis de produção alinhadas com a técnica de linha de balanço para melhorias dos processos produtivos

Neste trabalho apresentamos o resultado de um estudo exploratório investigando a implantação numa obra horizontal a aplicação do conceito de “célula móvel de produção” para a Construção Civil. Esta investigação foi realizada num processo evolutivo entre uma obra de características verticais e horizontais. O estudo direcionou-se para Células Móveis de Produção, ou seja, células que retém todas as características da célula de manufatura tradicional, porém com a característica da mobilidade através do produto, assim o trabalho compara e ilustra os resultados obtidos com esta forma de organização dos trabalhadores diante dos dados de produtividade e custo oriundos de obras executadas anteriormente.

O processo de criação e implementação de unidades de conservação e sua influência na gestão local: o estudo de caso da área de proteção ambiental da ilha do Combu, em Belém/PA

Este trabalho é um estudo de caso que procura analisar o processo de criação da APA da ilha do Combu, unidade de conservação estadual da categoria de uso sustentável, localizada no estuário amazônico, na região insular do município de Belém, Estado do Pará. O objetivo do estudo foi demonstrar que aspectos relacionados ao processo de criação da APA da ilha do Combu impedem que a gestão da unidade se consolide. Para contextualização da área, estão disponibilizados os resultados de um levantamento realizado pelo Órgão gestor da unidade, no ano de 2010, com os responsáveis de uma amostra de 100 residências, distribuídas entre as quatro comunidades existentes na ilha. Em 2013 é realizada uma pesquisa de campo, com os mesmos responsáveis, para averiguar o nível de conhecimento dos entrevistados sobre o processo de criação da APA. Também são entrevistadas mais 10 pessoas relacionadas ao processo de criação, implantação e gestão da unidade, para maiores esclarecimentos sobre o tema e para confrontar ou validar os resultados da pesquisa de campo. Por se tratar de um estudo de caráter qualitativo, foram analisados também: a) o planejamento e gestão realizados na unidade; b) a trajetória histórica da política de conservação nacional; e c) a trajetória histórica da política de conservação na região amazônica e no Estado do Pará. Os resultados obtidos pela pesquisa de campo revelam que: a criação da APA da ilha do Combu foi consequencia de uma indicação científica proveniente de estudos desenvolvidos pelo Museu Paraense Emilio Goeldi (MPEG) na década de 1980, sendo posteriormente apropriados pelo antigo Instituto de Desenvolvimento Econômico, Social e Ambiental do Estado do Pará (IDESP) na década de 1990, se constituindo no principal Órgão responsável pela criação da unidade; de que a maior parte dos entrevistados na ilha desconhece a existência da APA da ilha do Combu; que apenas uma pequena parcela dos entrevistados foi informada/consultada sobre o processo de criação da APA; e que essa consulta foi realizada de maneira informal. Parte-se do princípio de que em unidades de conservação de uso sustentável, a participação da população residente é essencial para o sucesso do planejamento e da gestão, ainda que o Órgão gestor não tenha muitos recursos a serem empregados na administração. A partir da análise de todos esses dados reunidos, concluiu-se que o processo de criação da APA da ilha do Combu, por ter acontecido de maneira apartada do conhecimento da população residente, se estabelece como principal entrave à consolidação da gestão da unidade.

Projeto e implementação em DSP de sistema de comunicação multiportadora baseado no padrão G.fast

As redes de acesso usando cabos de cobre atualmente utilizam bandas de frequência até 30 MHz, especificada no padrão VDSL2. À medida que arquiteturas híbridas de fibra e cobre se tornam mais proeminentes na indústria e academia, torna-se possível utilizar cabos metálicos mais curtos (i.e. até 250 metros) conectando o último ponto de distribuição aos usuários, de modo que frequências mais altas podem ser exploradas para se alcançar taxas de transmissão de dados de 500 Mbps ou mais, como é o caso do padrão G.fast atualmente em desenvolvimento no ITU-T. Nesse trabalho, um simulador no domínio do tempo foi desenvolvido para avaliar a capacidade do sistema G.fast com diferentes tamanhos de extensão cíclica e diferentes topologias de rede especificadas pelo ITU-T. Os resultados das simulações mostram que sistemas G.fast são robustos a bridged taps e capazes de atingir altas taxas de dados para todas as topologias simuladas, provendo suporte à próxima geração de serviços de banda larga. Além disso, esse trabalho descreve o progresso da implementação de um protótipo de modem baseado no padrão G.fast em um ambiente híbrido de DSP multicore e FPGA utilizando kits de avaliação adquiridos pela UFPA. Arquiteturas, protocolos de comunicação e benchmarks são apresentados e avaliados para se chegar à conclusão de que tal protótipo é factível e fornece suporte flexível a várias linhas de pesquisa em banda larga da próxima geração.

O planejamento territorial participativo do Pará e o processo de formulação, implementação e tomada de decisões de políticas públicas: inovação e limites para a democracia participativa

Ao assumir o Governo do Estado do Pará em 2007, a então governadora Ana Júlia Carepa (PT) apresenta o Planejamento Territorial Participativo que foi um instrumento por meio do qual o Governo do Estado do Pará visava garantir a participação popular e a descentralização da gestão, através de etapas onde a população era consultada acerca de problemas e defendia propostas de políticas públicas locais ou regionais. Tais propostas foram incorporados aos instrumentos legais de planejamento (PPA, LDO, LOA) para que o governo implementasse ao longo dos 04 anos de gestão. O processo envolveu a participação de mais de 80.000 pessoas em todo o Estado e elegeu 3.983 conselheiros para compor 12 Conselhos Regionais de Participação Popular e mais 105 Conselheiros Estaduais para compor o Conselho Estadual de Participação Popular. Entretanto, sobre o projeto atuaram atores com poder de veto dentro do Poder Executivo, que acabaram por não implementar políticas públicas decididas através do PTP, em função de interesses e disputas internas no governo. Assim a presente dissertação tem como objetivo analisar os fatores que inviabilizaram a ação do PTP, tornando o processo ineficaz durante os anos de 2007 e 2010.

Implementação e análise do desempenho de técnicas de monitoramento através de medição de vibração e correlação com corrente estatórica

A crescente demanda por energia elétrica aliada à grande importância deste setor para o sistema econômico nacional tem levado o governo e empresas particulares a investirem em estudos que possibilitem melhorar o desempenho dos sistemas envolvidos nesse processo, em virtude dos relevantes ganhos que esta iniciativa pode produzir. Neste contexto, esse trabalho é uma contribuição ao estudo do desenvolvimento de uma metodologia de diagnóstico de defeitos para a máquina hidrogeradora número 3 da Usina Hidrelétrica de Coaracy Nunes, localizada no Estado do Amapá. Em muitas situações os métodos de análise de vibrações são utilizados para detectar a presença de falhas nesse tipo de máquina, neste trabalho também será utilizada a análise dos sinais de corrente para fornecer indicações similares. Este trabalho tem por objetivo apresentar uma metodologia de diagnóstico de defeito em máquinas elétricas através dos sinais de vibração e correlação com a análise da corrente do estator. No decorrer deste trabalho apresenta-se uma revisão bibliográfica das técnicas de monitoramento e diagnóstico das condições das máquinas elétricas, através dos ensaios de vibração correlacionados com as características da corrente estatórica. O resultado da correlação da medição de vibração com a medição de corrente se baseia em uma metodologia implementada por um sistema de aquisição e de processamento de dados desenvolvido na plataforma LabView. Os resultados experimentais foram obtidos a partir de defeitos mecânicos (desbalanceamento mecânico e defeitos nas pistas, externa e interna dos rolamentos) induzidos em uma bancada experimental concebida com intuito de representar um sistema de geração. Finalizando, os sinais de vibração e corrente foram analisados e comparados para verificar se os defeitos que foram evidenciados pelo método convencional de vibração alteravam o comportamento dos sinais de corrente. Os bons resultados desse trabalho mostram a viabilidade em estudos futuros nesta área.

A implementação do direito à educação escolar indígena no município de Santarém no período de 2006 a 2012

Esta dissertação analisa a forma como o direito à educação escolar indígena vem sendo implementada no município de Santarém-Pará no período de 2006 a 2012. O problema investigado foi: De que forma o direito à educação diferenciada, garantida nos marcos legais aos povos indígenas, vem sendo implementado no município de Santarém? A pesquisa é do tipo Documental com base de análise na “Análise de Conteúdo”. As categorias definidas foram “igualdade”, “diferença” e “promoção de direitos” fundamentadas nos teóricos: Santos (2004); Bobbio (2004); e Cury (VEIGA, 2010) para se analisar o processo de implementação da educação escolar indígena realizado pela SEMED. As evidencias documentais trouxeram a convicção de que, mesmo que a partir de 1988 o bem jurídico educação indígena diferenciada tenha sido elevado à categoria de direito, no caso de Santarém, a SEMED não foi capaz de dar eficácia a essa conquista normativa, já que todas suas ações voltadas a promoção do direito foi realizada sob reivindicações do movimento indígena. Espera-se, através desta pesquisa, contribuir para a discussão da educação escolar indígena, tendo como foco as políticas públicas educacionais implementadas pelos entes estatais.

Método de inversão matricial rápido GSGR para vectoring em sistemas xDSL, com implementação em chip DSP

Este trabalho apresenta um método rápido de inversão de matrizes densas, e uma possível aplicação com métodos de Vectoring, em pré-codificação e cancelamento de crosstalk de sistemas xDSL. A família de tecnologias xDSL utiliza os pares trançados de fios de cobre telefônicos como meio físico para transmitir dados digitais. O crosstalk é a principal causa de degradação de sinais na mais nova geração de sistemas xDSL, o G.fast, e para combatê-lo são utilizadas técnicas de pré-codificação e cancelamento, chamadas de Vectoring. O método proposto, chamado de GSGR, consiste em uma abordagem diferente para o método clássico de Squared Givens Rotations (SGR), adequado a implementações em plataformas embarcadas de processamento digital de sinais. Foram realizados testes comparativos do método GSGR com métodos diretos clássicos de inversão, utilizando uma plataforma digital multicore baseada no chip TI DSP TMS320C6670 e a plataforma de software Matlab. Os resultados dos testes de inversão de matrizes usando dados reais e dados simulados mostraram que o GSGR foi superior em velocidade de execução sem apresentar perdas significativas de acurácia para a aplicação em sistemas xDSL.