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.

Validação de metodologia analítica para determinação de lumefantrina em plasma e sangue total adsorvido em papel de filtro por cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE) em pacientes com malária por plasmodium falciparum

Dentre as ferramentas para alcançar o tratamento ótimo para a malária, se destaca a monitorização das concentrações dos antimaláricos nos fluídos biológicos. Ao se considerar que o Coartem® é empregado na terapia de primeira linha para o tratamento da malária falciparum, justifica-se a realização deste estudo que objetivou validar metodologia analítica para determinação de lumefantrina em amostras de sangue total, adsorvidas em papel de filtro, e em plasma, por cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE), em pacientes com malária por Plasmodium falciparum não complicada, empregando-se extração líquido-líquido. Foram realizados estudos de seletividade, linearidade, curva de calibração, limites de detecção e quantificação, recuperação, precisão intra e inter-ensaio, estabilidade e robustez. As amostras, para o estudo de aplicabilidade do método proposto, foram coletadas de pacientes com malária falciparum utilizando Coartem® (arteméter-20mg + lumefantrina- 120mg) no D3. As condições cromatográficas otimizadas foram: comprimento de onda de 335nm, fluxo 1,2mL/min. e fase móvel composta por acetonitrila-água (60:40, v/v) pH=3,5. A extração líquido-líquido demonstrou ser eficiente, pois a recuperação média foi de 101,3% para plasma e 84,3% para sangue total. O método foi seletivo e linear em intervalo de concentração de 160 a 1760ng/mL. Os limites de detecção e de quantificação foram 32ng/mL e 160ng/mL. O coeficiente de variação médio intra-ensaio, do plasma e sangue total, respectivamente, foram 10,88 e 8,38% e inter-ensaio de 13,21 e 11,78%. O analito demonstrou ser estável em sangue total adsorvido em papel de filtro por até 70 dias. Modificações no pH, fluxo e composição da fase móvel não alteraram significativamente a resolução do analito de interesse, sugerindo uma robustez adequada. O método demonstrou ser eficaz na quantificação de lumefantrina em amostras de sangue total de pacientes com malária falciparum bem como os parâmetros de validação estão de acordo com as recomendações dos órgãos regulamentadores no Brasil.

Avaliação da efetividade da farinha da casca do maracujá sobre as alterações metabólicas secundárias à terapia antirretroviral em pacientes portadores de síndrome Lipodistrófica

Alterações anatômicas e metabólicas são comuns nos indivíduos portadores de HIV que fazem uso de Terapia Antiretroviral de elevada potência (TARV). Foi realizado um ensaio clínico para avaliar a efetividade da utilização da farinha da casca do maracujá (FCM) associado à orientação dietoterápica sobre as alterações metabólicas secundárias a TARV em pacientes com lipodistrofia do ambulatório de lipodistrofia do Hospital Universitário João de Barros Barreto. Foram avaliados 36 pacientes adultos, de ambos os sexos, portadores de HIV, com síndrome lipodistrófica em uso de TARV. Esses indivíduos foram divididos em dois grupos (n= 18 cada); o grupo 1 recebeu 30 gramas diárias de FCM durante 90 dias associado a orientação dietoterápica; o grupo 2 recebeu apenas orientação dietoterápica. As alterações metabólicas foram analisadas antes e após a intervenção. Os resultados foram analisados através software BioEstat 5.0 e Diet Pro com nível de significância p < 0,05. Observou-se maior prevalência do sexo masculino, faixa etária de 40 a 49 anos, solteiros e renda familiar de 1 a 3 salários mínimos. A maioria apresentava 10 a 15 anos de tempo de diagnóstico do HIV e mesmo tempo de utilização de TARV. O esquema de TARV mais prescrito foi 1 ou 2 INTR + 2 IP. A síndrome lipoatrófica foi mais prevalente e a síndrome metabólica foi detectada em 19,4 % da amostra. A maioria apresentou diagnóstico nutricional de Eutrofia. Não houve diferença significativa entre os 2 grupos em nenhuma dessas variáveis citadas, demonstrando a homogeneidade dos grupos. A utilização da FCM foi efetiva na redução dos valores plasmáticos do colesterol total após 30 dias de utilização, sem, no entanto, alterar a sua classificação; houve melhora nos valores plasmáticos de LDL – c após uso de FCM por 90 dias e melhora de categoria (aumento da classificação LDL – c ótimo); ocorreu um aumento do HDL – c após 90 dias de consumo de FCM sem melhora na classificação desta lipoproteína; houve diminuição dos valores plasmáticos de triglicerídeos após 30 dias de FCM e melhora de categoria. Não houve alterações na glicemia após a utilização da FCM. Os indivíduos que utilizaram a FCM apresentaram um risco inferior de desenvolver doença arterial coronariana após 90 dias de utilização. Não houve diferença entre os dois grupos no que diz respeito ao consumo dos principais componentes da alimentação. A utilização de 30 gramas de FCM durante 90 dias associado à orientação dietoterápica é eficaz na melhora dos níveis plasmáticos de colesterol total, LDL – c, HDL – c e Triglicerídeos sem interferir nos valores de glicemia.

Sistematização do fluxo de informações no processo de projeto de edificações em empresas construtoras e incorporadoras

O trabalho trata do fluxo de informações no processo de desenvolvimento de projetos, de edificações comerciais e multifamiliares verticais, gerados a partir das rotinas de comunicação entre empresa construtora, arquiteto, projetistas de estrutura, de instalações elétricas e hidrosanitárias e os procedimentos por eles aplicados, para se alcançar a qualidade desejada dos projetos. São investigados a problemática das metodologias tradicionais de projeto e a aplicabilidade de conceitos de engenharia simultânea, sugerindo a realização em paralelo das varias etapas do processo, desenvolvimento integrado de projetos do produto e da produção, estabelecimento de equipes ultidisciplinares e uma maior orientação para a satisfação do cliente final. É apresentado um método de análise capaz de identificar a maturidade das empresas construtoras para a implantação da engenharia simultânea e a explicitação do fluxo de informações, fornecendo uma visão global do processo de projeto. São realizados três estudos de caso consultando três empresas construtoras e incorporadoras e seus respectivos projetistas: arquiteto, engenheiro estrutural, elétrico e hidrosanitário, os quais corroboram as hipóteses estabelecidas na pesquisa. Como conclusão recomenda-se o desenvolvimento de modelos de processo de projeto baseados nos princípios de engenharia simultânea e métodos que possam vir a oferecer uma visão global do processo, dando suporte aos intervenientes na troca sistematizada e racionalizada das informações, objetivando a introdução de ferramentas que possam contribuir para uma modelagem do processo de projeto harmonizada com os princípios de qualidade.

Avaliação de biofilme de proteus mirabilis em modelo experimental de fluxo dinâmico

Pós-graduação em Biociências e Biotecnologia Aplicadas à Farmácia - FCFAR

Controladores fuzzy aplicados ao conversor de geradores de indução duplamente excitados em sistemas eólicos integrados a sistemas de potência

Este artigo apresenta novas estratégias de controle fuzzy aplicadas ao conversor estático interligado ao rotor dos geradores de indução duplamente excitados (DFIG), em esquemas eólicos de velocidade variável, integrados a redes elétricas reais. As estratégias de controle propostas são do tipo fuzzy "look-up-table" com supervisão. O desempenho de tais reguladores, baseados em inteligência computacional, é comparado com o obtido com controladores PI's a parâmetros fixos, na ocorrência de faltas no sistema elétrico de potência. Esses controladores fuzzy são destinados a garantir a continuidade da operação dos conversores, e melhorar o desempenho transitório do sistema, em relação aos controladores convencionais. Os resultados apresentados confirmam a eficácia das estratégias de controle adotadas. O modelo físico dos aerogeradores, consistindo de um grande número de turbinas eólicas, foi implementado através de uma ferramenta de simulação dinâmica, desenvolvida no ambiente computacional MATLABTM.

O emprego da geoestatística na determinação do tamanho "ótimo" de amostras aleatórias com vistas à obtenção de estimativas dos volumes dos fustes de espécies florestais em Paragominas, estado do Pará

O objetivo do trabalho foi determinar o tamanho adequado de amostra para estimar o volume de fustes de espécies florestais de uma população de árvores a serem cortadas no sistema de manejo florestal da empresa Cikel Brasil Verde Madeiras - Pará. Utilizaram-se as metodologias da amostragem sistemática e do estimador geoestatístico da krigagem ordinária com simulação sequencial, respectivamente para a escolha das amostras e estimação dos volumes dos fustes das árvores. Os resultados mostraram que os métodos podem ser utilizados no cálculo dos volumes de fustes de árvores. Entretanto, o método da krigagem apresenta um efeito de suavização, tendo como conseqüência uma subestimação dos volumes calculados. Neste caso, um fator de correção foi aplicado para minimizar o efeito da suavização. A simulação sequencial indicativa apresentou resultados mais precisos em relação à krigagem, uma vez que tal método apresentou algumas vantagens, tal como a não exigência de amostras com distribuições normais e ausência de efeito de suavização, característico dos métodos de interpolação.

Identificação de correntes de inrush na proteção diferencial de transformadores de potência através do gradiente da corrente diferencial e de mapas auto-organizáveis

A principal dificuldade encontrada na proteção diferencial de transformadores de potência é a correta distinção entre as correntes de inrush e as correntes de faltas internas. Tradicionalmente os relés diferenciais executam esta tarefa utilizando a técnica de restrição por harmônicos baseada na premissa de que as correntes de inrush possuem alta concentração de componentes harmônicas de segunda ordem, contudo essa técnica nem sempre é eficaz. O presente trabalho tem como objetivo apresentar a proposta de duas novas metodologias capazes de realizar a identificação e distinção entre as correntes de inrush das correntes de faltas internas na proteção diferencial de transformadores de potência através de metodologias que não dependem do conteúdo de harmônicos do sinal da corrente diferencial. A primeira metodologia proposta, denominada de método do gradiente da corrente diferencial, é baseada no comportamento do vetor gradiente, obtido através da diferenciação numérica do sinal da corrente diferencial. O critério de distinção utilizado é baseado no desvio padrão do ângulo do vetor gradiente que apresenta comportamento diferenciado para correntes de inrush e correntes de curto-circuito. A segunda metodologia proposta é baseada na capacidade de reconhecimento e classificação de padrões das redes neurais de Mapeamento Auto-organizável de Kohonen. Como padrão de entrada e de treinamento da rede neural é utilizado um vetor contendo quatro níveis do espectro do desvio padrão do ângulo do vetor gradiente da corrente diferencial nas três fases do transformador de potência. A eficácia dos métodos foi testada através da simulação de diversas situações de faltas internas e correntes de inrush, incluindo situações de “Sympathetic Inrush”, em um transformador de potência usando o software EMTP/ATP e através da implementação do algoritmo em MATLAB®, apresentando resultados altamente promissores.

Desenvolvimento de metodologias automáticas para obtenção do parâmetro de forma ótimo para o método RPIM

Neste trabalho, são propostas metodologias para otimização do parâmetro de forma local c do método RPIM (Radial Point Interpolation Method). Com as técnicas apresentadas, é possível reduzir problemas com inversão de matrizes comuns em métodos sem malha e, também, garantir um maior grau de liberdade e precisão para a utilização da técnica, já que se torna possível uma definição semi-automática dos fatores de forma mais adequados para cada domínio de suporte. Além disso, é apresentado um algoritmo baseado no Line Sweep para a geração eficiente dos domínios de suporte.

Diagnóstico de imunofenótipos de síndromes linfoproliferativas crônicas por citometria de fluxo na Fundação HEMOPA

INTRODUÇÃO: As síndromes linfoproliferativas formam um grupo heterogêneo de neoplasias malignas com diferentes comportamentos clínicos, fatores patológicos e características epidemiológicas e podem ter seu diagnóstico geral com base na morfologia das células linfoides observadas no sangue periférico. OBJETIVO: Testar a factibilidade diagnóstica do método de imunofenotipagem por citometria de fluxo para síndromes linfoproliferativas a partir da definição de um painel mínimo de anticorpos. MATERIAL E MÉTODOS: Participaram 47 pacientes para diagnóstico diferencial dos subtipos de síndromes infoproliferativas por citometria de fluxo, no período de julho de 2008 a julho de 2010, atendidos na Fundação HEMOPA. RESULTADOS: A mediana de idade dos pacientes foi de 68 anos, não houve diferença estatística entre os sexos e o subtipo de síndromes linfoproliferativas mais frequente foi a leucemia linfoide crônica/linfoma linfocítico de pequenas células B. CONCLUSÃO: O método de imunofenotipagem por citometria de fluxo, ao lado da morfologia, de amostras de sangue periférico mostrou-se uma metodologia auxiliar, segura, rápida, factível e não invasiva para o diagnóstico de síndromes linfoproliferativas crônicas a partir do painel de anticorpos sugerido.

Projeto e avaliação experimental de uma estratégia baseada em análise intervalar aplicada ao projeto de estabilizador de sistemas de potência robusto implementado em um sistema de geração de 10KVA

Neste trabalho, são apresentados a metodologia de projeto e resultados de testes experimentais de um estabilizador de sistema de potência (ESP), implementado em um sistema de geração em escala reduzida de 10 kVA, localizado no Laboratório de Controle e Sistema de Potência (LACSPOT) da Universidade Federal do Pará (UFPA). O projeto do ESP é baseado em uma estratégia de controle robusto com ênfase em incertezas paramétricas estruturadas, as quais são tratadas com ferramentas da teoria de análise intervalar. Estas incertezas são decorrentes de mudanças do ponto de operação do sistema, que provocam variações nos parâmetros de um modelo matemático linearizado referente ao comportamento dinâmico do sistema elétrico de potência no referido ponto de operação. Para o projeto do ESP robusto intervalar, são realizados uma serie de ensaios experimentais com o propósito de estimar os parâmetros de modelos linearizados da planta, representando satisfatoriamente a dinâmica dos modos poucos amortecidos do sistema de geração interligado. O método de identificação é baseado em técnica de identificação paramétrica, baseado em mínimos quadrados. A partir de um conjunto de dados de entrada e saída, para cada ponto de operação, um modelo linear, do tipo auto-regressivo com entrada exógenos (ARX), estimado para fim de uso do projeto do ESP. Por fim, uma série de testes experimentais é realizada no sistema de geração interligado a rede elétrica local, com o propósito de verificar a efetividade da técnica de controle robusto intervalar proposta para a sintonia do ESP. A partir da análise da função custo do sinal de erro de desvio de potência elétrica na saída do gerador síncrono e a função custo do sinal de controle do ESP comprova-se experimentalmente o bom desempenho obtido pela técnica de controle proposta em comparação com uma técnica de controle clássica.

Caracterização das propriedades de fluxo da lama vermelha para fins de dimensionamento de silos: aplicação para tremonhas cônicas

Um dos fatores que afetam o fluxo de produtos sólidos em silos é o teor de umidade, o qual se destaca por favorecer a formação de arcos coesivos. Nesse sentido, o objetivo deste trabalho focou a determinação das propriedades de fluxo do produto lama vermelha e sua classificação quanto à sua escoabilidade em função da variação do teor de umidade. Tendo os teores de umidade influência no escoamento em tremonhas cônicas revestidas de chapas metálicas lisas e UHMW (Polietileno de Ultra Alto Peso Molecular). Nesse intuito se utilizou o aparelho de cisalhamento direto “Jenike Shear Cell”, juntamente com três superfícies (acrílico, metálica e de UHMW) de parede. Para determinar o fator de fluxo da tremonha e o ângulo de inclinação com a horizontal, recorreu-se a metodologia gráfica proposta por Jenike para fluxo mássico. E na determinação do diâmetro mínimo da moega, aplicaram-se as equações propostas por Jenike e Enstad. Verificou-se que a lama vermelha é coesiva e possui fluxo do tipo difícil, com pouca variação para os teores de umidades estudados. A rugosidade das paredes testadas teve uma suave influência na inclinação da tremonha. Enquanto os resultados do diâmetro da moega sofreram variação em relação aos níveis de umidade analisados para a lama vermelha. A partir das observações feitas para o escoamento no silo modelo de acrílico se verificou que a medida que se eleva o teor de umidade mais difícil se torna o fluxo do produto lama vermelha.

Estratégias de controle de ordem fracionária aplicadas ao amortecimento de oscilações eletromecânicas em sistemas elétricos de potência

Neste trabalho é proposta uma nova metodologia de projeto de estabilizadores de sistemas de potência baseada em teoria de sistemas de ordem fracionária (ESP-OF). A estratégia é baseada em uma generalização do projeto de compensadores do tipo rede avançoatraso (lead-lag) para o domínio de funções de transferência de ordem fracionária. Uma nova variável de projeto, a qual define a ordem da dinâmica fracionária do controlador, é sintonizada para se obter um compromisso entre um bom desempenho no amortecimento do modo eletromecânico dominante e uma robustez ampliada do ESP-OF. O desempenho do ESP-OF foi avaliado experimentalmente, em um sistema de potência em escala reduzida, localizado no Laboratório de Sistemas de Potência da Universidade Federal do Pará. A referida planta de teste apresenta uma estrutura típica do tipo gerador síncrono conectado a um barramento infinito e exibe um modo dominante de oscilação eletromecânica, de amortecimento extremamente reduzido, cujo valor da frequência natural é em torno de 1,2 Hz. O ESP-OF foi então projetado para ampliar o amortecimento relativo desse modo alvo, para toda a faixa de operação admissível. Para fins de implementação prática, primeiramente foram realizados testes experimentais para a identificação de um modelo nominal da planta, sob a forma de uma função de transferência pulsada, para uso na fase de projeto. O modelo obtido experimentalmente foi então validado e posteriormente utilizado tanto para o projeto do ESP-OF quanto para o projeto de um ESP convencional (utilizado para fins de comparação de desempenho). As leis de controle amortecedor do ESP-OF foram calculadas, convertidas para a forma de equações a diferenças e, subsequentemente, embarcadas em sistema digital baseado em microcontrolador DSPIC. Diversos testes de resposta ao impulso foram realizadas sob diferentes condições operacionais. As respectivas respostas dinâmicas dos sinais de saída da planta (desvio de potencia ativa) e do esforço de controle foram registradas para fins de análise. Os resultados experimentais mostraram que o ESP fracionário apresentou um desemprenho dinâmico e robustez similar em comparação com o desempenho obtido por um ESP convencional, para toda a faixa de operação investigada.

Otimização de sistemas híbridos para a eletrificação de minirredes com fontes renováveis: aspectos de projeto, operação e gestão

Em sistemas híbridos de geração de eletricidade (SHGEs) é fundamental avaliar corretamente o dimensionamento, a operação e a gestão do sistema, de forma a evitar seu colapso prematuro e garantir a continuidade do fornecimento de energia elétrica com a menor intervenção possível de usuários ou de empresas geradoras e distribuidoras de eletricidade. O presente trabalho apresenta propostas de otimização para as etapas de dimensionamento, operação e gestão de SHGEs atendendo minirredes de distribuição de eletricidade. É proposta uma estratégia de operação que visa otimizar o despacho de energia do sistema, identificando a melhor relação, sob aspectos técnicos e econômicos, entre o atendimento da carga exclusivamente via fontes renováveis e banco de baterias ou exclusivamente via grupo gerador, e o carregamento do banco de baterias somente pelas fontes renováveis ou também pelo grupo gerador. Desenvolve-se, também, um algoritmo de dimensionamento de SHGEs, com auxílio de algoritmos genéticos e simulated annealing, técnicas meta-heurísticas de otimização, visando apresentar a melhor configuração do sistema, em termos de equipamentos que resultem na melhor viabilidade técnica e econômica para uma dada condição de entrada definida pelo usuário. Por fim, é proposto um modelo de gestão do sistema, considerando formas de tarifação e sistemas de controle de carga, cujo objetivo é garantir uma relação adequada entre a disponibilidade energética do sistema de geração e a carga demandada. A estratégia de operação proposta combina as estratégias de operação descontínua do grupo gerador, da potência crítica e do ponto otimizado de contribuição do gerador no carregamento do banco de baterias, e seus resultados indicam que há redução nos custos de operação globais do sistema. Com relação ao dimensionamento ótimo, o algoritmo proposto, em comparação a outras ferramentas de otimização de SHGEs, apresenta bons resultados, sendo adequado à realidade nacional. O modelo de gestão do sistema propõe o estabelecimento de limites de consumo e demanda, adequados à realidade de comunidades isoladas atendidas por sistemas com fontes renováveis e, se corretamente empregados, podem ajudar a garantir a sustentabilidade dos sistemas.

Seasonality of nematode larvae in Iguanodectes spilurus (Characidae) an ornamental fish from northeastern Para, Brazil

O presente estudo apresenta um levantamento parasitológico de larvas de nematóides de Iguanodectes spilurus capturados no fluxo do Rio Caeté, nordeste do Pará, Brasil. Um total de 176 espécimes com médias de 1,36 ± 0,75 g de peso e 5,53 ± 0,98 cm de comprimento total foram analisados. Foram identificados em 124 peixes os nematóides Capillaria sp., Procamallanus sp. e da família Anisakidae, apresentaram uma prevalência de 70,45% e intensidade de infecção de 1,81 a 4,70 larvas. A maior prevalência foi de 57,38% no fígado, mas não foi observada sazonalidade, indicando alta potência de infecção ao longo do ano. A sazonalidade foi observada em peixes parasitados no intestino, estômago e ceco com prevalência e intensidade média de 17,61% e 2,32 parasitas, 12,5% e 1,81 parasitas, 10,79% e 2,21 parasitas, respectivamente. A maior infecção foi encontrada na estação chuvosa, provavelmente devido ao aumento da disponibilidade de hospedeiros intermediários ou de alimentos.