Aplicações híbridas entre sistemas multiagentes e técnicas de inteligência artificial para redes inteligentes de distribuição de energia elétrica

Os smart grids representam a nova geração dos sistemas elétricos de potência, combinando avanços em computação, sistemas de comunicação, processos distribuídos e inteligência artificial para prover novas funcionalidades quanto ao acompanhamento em tempo real da demanda e do consumo de energia elétrica, gerenciamento em larga escala de geradores distribuídos, entre outras, a partir de um sistema de controle distribuído sobre a rede elétrica. Esta estrutura modifica profundamente a maneira como se realiza o planejamento e a operação de sistemas elétricos nos dias de hoje, em especial os de distribuição, e há interessantes possibilidades de pesquisa e desenvolvimento possibilitada pela busca da implementação destas funcionalidades. Com esse cenário em vista, o presente trabalho utiliza uma abordagem baseada no uso de sistemas multiagentes para simular esse tipo de sistema de distribuição de energia elétrica, considerando opções de controle distintas. A utilização da tecnologia de sistemas multiagentes para a simulação é baseada na conceituação de smart grids como um sistema distribuído, algo também realizado nesse trabalho. Para validar a proposta, foram simuladas três funcionalidades esperadas dessas redes elétricas: classificação de cargas não-lineares; gerenciamento de perfil de tensão; e reconfiguração topológica com a finalidade de reduzir as perdas elétricas. Todas as modelagens e desenvolvimentos destes estudos estão aqui relatados. Por fim, o trabalho se propõe a identificar os sistemas multiagentes como uma tecnologia a ser empregada tanto para a pesquisa, quanto para implementação dessas redes elétricas.

Desenvolvimento e otimização de antenas Vivaldi antipodais para aplicações a altas frequências.

Esta tese propõe a síntese e o estudo de uma nova técnica de cavidades de borda aplicada a antenas Vivaldi, com o intuito de melhorar suas características de diretividade. Embora as antenas do tipo Vivaldi possuam características diretivas, elas produzem radiações laterais indesejáveis, o que se reflete nos elevados índices de lóbulos laterais devido a correntes superficiais que fluem ao longo das bordas metalizadas nas laterais da antena. Estas correntes são a origem das radiações laterais que vêm sendo mitigadas pela aplicação de cavidades ressonantes, triangulares ou retangulares, que aprisionam tais correntes e, consequentemente, atenuam os lóbulos laterais, sem o incremento do lóbulo principal, uma vez que toda a energia dos lóbulos laterais é apenas confinada nos ressonadores e por isso literalmente perdida. Ao contrário desses esforços, este trabalho propõe cavidades radiantes tanto na forma de abertura exponencial, como na forma do fractais de Koch, que funcionam como radiadores auxiliares (antenas auxiliares), canalizando as correntes de borda e aproveitando-as para aumentar os níveis do lóbulo principal, mitigando os níveis de lóbulo lateral. A síntese desta nova técnica foi implementada em uma antena Vivaldi antipodal com características de baixa diretividade, como qualquer antena Vivaldi, o que foi corrigido e a aplicação da técnica de cavidades radiantes deu origem a duas novas antenas Vivaldis efetivamente diretivas. Os resultados foram obtidos através de simulações do modelo numérico no CST Microwave Studio e confirmados com medidas de laboratório, o que evidenciou a melhora das características de diretividade da antena pela aplicação da nova técnica de cavidades radiantes.

Estudo experimental do comportamento à fratura frágil em aços estruturais ferríticos e aplicações à determinação da curva mestra.

Este trabalho apresenta uma investigação experimental sobre o comportamento à fratura frágil de aços estruturais ferríticos, ASTM A285 Gr C e ASTM A515 Gr 65. Os resultados deste trabalho ampliam a base de dados de propriedades mecânicas utilizadas nas análises de integridade de estruturas pressurizadas tais como vasos de pressão e tanques de armazenamento construídos com esta classe de material. O trabalho tem por objetivo também avaliar a aplicabilidade de corpos de prova de dimensões reduzidas, PCVN, na determinação da temperatura de referência, T0, por meio da metodologia da Curva Mestra, a qual define a dependência da tenacidade à fratura do material em função da temperatura. Os ensaios de tenacidade à fratura foram conduzidos utilizando-se corpos de prova solicitados em flexão três pontos com geometria SE(B), PCVN e PCVN com entalhe lateral, extraídos de chapas laminadas. Os resultados dos ensaios foram obtidos em termos de integral J no momento da instabilidade, denotados por Jc. Dados adicionais de resistência à tração e de Impacto Charpy convencional também foram obtidos para caracterizar o comportamento mecânico dos aços utilizados. Os resultados mostraram uma forte influência da geometria dos corpos de prova sobre os valores de Jc, evidenciada pela grande variação nos valores de tenacidade à fratura.

Metodologia para execução de aplicações paralelas baseadas no modelo BSP com tarefas heterogêneas.

A computação paralela permite uma série de vantagens para a execução de aplicações de grande porte, sendo que o uso efetivo dos recursos computacionais paralelos é um aspecto relevante da computação de alto desempenho. Este trabalho apresenta uma metodologia que provê a execução, de forma automatizada, de aplicações paralelas baseadas no modelo BSP com tarefas heterogêneas. É considerado no modelo adotado, que o tempo de computação de cada tarefa secundária não possui uma alta variância entre uma iteração e outra. A metodologia é denominada de ASE e é composta por três etapas: Aquisição (Acquisition), Escalonamento (Scheduling) e Execução (Execution). Na etapa de Aquisição, os tempos de processamento das tarefas são obtidos; na etapa de Escalonamento a metodologia busca encontrar a distribuição de tarefas que maximize a velocidade de execução da aplicação paralela, mas minimizando o uso de recursos, por meio de um algoritmo desenvolvido neste trabalho; e por fim a etapa de Execução executa a aplicação paralela com a distribuição definida na etapa anterior. Ferramentas que são aplicadas na metodologia foram implementadas. Um conjunto de testes aplicando a metodologia foi realizado e os resultados apresentados mostram que os objetivos da proposta foram alcançados.

A extrusão em tecnologia alimentar: aplicações, características dos produtos, composição e tendências futuras

A extrusão de alimentos envolve transformações moleculares complexas que permitem grande diversidade nos produtos extrudidos existentes e nas suas propriedades físicas, químicas, sensoriais e nutricionais. Neste artigo são apresentadas aplicações atuais da extrusão na indústria alimentar, assim como as características dos produtos extrudidos.

User interface de aplicações móveis para museus : atenção partilhada

With the emergence and growing supply of mobile apps for museums it becomes relevant to study the importance of all the design aspects of those apps in order to provide users/visitors with a better museum experience. One of these aspects is User Interface (UI) which may condition the quality of the application experience as well as the museum experience, serving the function of intermediary. Since interface design must combine usability with appearance (Schlatter e Levinson, 2013) the design must always appeal to the user, representing also a potential source of distraction. Hence the concern of this dissertation is to understand how we can distribute the user's attention in a balanced way, between the application and the exhibition via the User Interface design. For better understanding of the issue – sharing the attention between the physical experience and the application - questions are addressed as: what represents a distraction during a visit to a museum and what comprises the attention process. Thus, it was possible to find some good and bad practice to design a good mobile UI which suits the visual criteria and does not require too much visitor’s attention, serving as a complement to the visit

Soluções de reabilitação e reforço com GFRP: aplicações na Região Autónoma da Madeira

Este trabalho consiste na apresentação de técnicas de reabilitação e reforço e a sua adaptação ao GFRP (Glass Fiber Reinforced Polymer). O foco incidiu sobre as estruturas degradadas pela corrosão das armaduras, e apresenta-se uma vasta gama de técnicas de intervenção. Encamisamento, proteção eletroquímica, adição de armaduras são as técnicas mais desenvolvidas ao longo do trabalho. São ainda abordados os tipos de produtos de recobrimento, as técnicas de aplicação do recobrimento, bem como as ferramentas com maior utilidade para a reabilitação e reforço. De seguida faz-se um breve resumo das características e potencialidades do material GFRP, aborda-se alguns dos principais fornecedores, fazendo uma descrição dos produtos comercializados por estes, e ainda uma análise de preços por metro linear de varão GFRP. Por fim apresenta-se um levantamento fotográfico realizado na Região Autónoma da Madeira, de estruturas que apresentem sinais claros de corrosão das armaduras, com o objetivo de perceber a aplicabilidade dos varões de GFRP na reabilitação das mesmas. Apresenta-se ainda, uma possível técnica de reabilitação/reforço para todos os casos apresentados, utilizando os varões de GFRP. O levantamento fotográfico tem ainda o objetivo de perceber as principais causas de deterioração de estruturas na região, e de criar uma base de estruturas a necessitar de intervenção urgente.

Aplicações baseadas em geolocalizações para gestão de instalações desportivas: exemplo de utilização da API da GOOGLE Maps no concelho de Guimarães

O contexto tecnológico em que vivemos é uma realidade. E a tendência é para ser assim também no futuro. Cada vez mais. É o caso das representações de locais e entidades em mapas digitais na web. Na visão de Crocker (2014), esta tendência é ainda mais acentuada, no âmbito das aplicações móveis, como mostram as mais diversas location-based applications. No setor do desporto e da respetiva gestão nem sempre foi fácil desenvolver aplicações, recorrendo a este tipo de representações espaciais. A tecnologia não era fácil e o know-how não era adequadamente qualificado. Mas, as empresas fornecedoras de tecnologia geoespacial simplificaram o desenvolvimento de aplicações web nesta área, através da utilização de application programming interfaces (API). Como refere Svennerberg (2010), estas API’s servem de interface entre um serviço proporcionado por uma empresa, caso da Google Maps (2013) e uma aplicação web ou móvel que utiliza esses serviços. Foi com este objetivo que desenvolvemos uma aplicação web, utilizando as metodologias próprias neste domínio, como a framework de Zachman (2009), tal como foi originalmente adaptada por Whitten e Bentley (2005), onde um dos módulos é precisamente a representação de espaços desportivos, recorrendo à utilização dos serviços da Google Maps. Para além disso, toda a aplicação é suportada numa abordagem Model-View-Control (MVC). Para conseguir representar as instalações desportivas num mapa, criámos uma base de dados MySQL, com dados de longitude e latitude, de cada instalação desportiva. Através de JavaScript criou-se o mapa propriamente dito, indicando o tipo (mapa de estradas, satélite ou street view) e as respetivas opções (nível de zoom, alinhamento, controlo de interface e posicionamente, entre muitas outras opções). O passo seguinte consistiu em passar os dados para o frontend da aplicação web. Para isso, recorreu-se à integração do PHP com as livrarias externas de código JavaSrcipt, criadas especificamente para o efeito (caso da MarkerManager). A implementação destas funcionalidades permite georeferenciar todos os tipos e géneros de espaços desportivos de um concelho, região ou País. Obteve-se ainda know-how, background e massa crítica, para o desenvolvimento de novas funcionalidades. A sua utilização em dispositivos móveis é outra das possibilidades atualmente já em desenvolvimento.

Terapia génica: conceitos e aplicações na medicina dentária

Dissertação para obtenção do grau de Mestre no Instituto Superior de Ciências da Saúde Egas Moniz

Argamassas de auto-limpeza : da formulação às aplicações

Atualmente assiste-se a um grave problema de salubridade visual das cidades, designadamente no espaço edificado/ construído. A sujidade é uma ameaça que, junto com os graffitis, tem contribuído para a degradação precoce dos espaços urbanos. A fim de se enfrentar este problema, que tem vindo a proliferar nas cidades, um pouco por todo o mundo, a presente dissertação de mestrado ambiciona contribuir para a sistematização da informação existente sobre a produção e caracterização de argamassas de auto-limpeza. As argamassas de auto-limpeza são produzidas por uma de duas formas: com a adição de nanopartículas de dióxido de titânio (TiO2) na sua matriz ou com a aplicação de um filme fino à base de TiO2 na sua superfície. Esta segunda é apontada como a técnica mais eficaz e económica. Salienta-se o facto do TiO2 ser um dos nanomateriais mais utilizados na construção pelas suas propriedades fotocatalíticas que o capacitam como um dos mais exímios fotocatalisadores, aquando da fotocatálise heterogénea. É graças ao processo de fotodegradação química da fotocatálise, que na presença de luz solar e da ação da água, que o TiO2 é ativado, desencadeando reações químicas que aumentam a eficácia e eficiência fotocatalítica. Analisou-se um conjunto de trabalhos de investigação recentes que comprovam que o uso das argamassas de auto-limpeza é adequado e benéfico em intervenções em edifícios novos como em obras de conservação e reabilitação de edifícios antigos. Além de reduzirem os investimentos em obras de limpeza, manutenção/conservação e reabilitação, prolongam a conservação das fachadas e melhoram os níveis da qualidade do ar. Apesar do crescente número de patentes pedidas e concedidas nesta área, as normas aplicáveis ainda não se encontram uniformizadas. Nesse sentido, a experiência do Japão deve ser tida como exemplo para que os restantes países desenvolvam de forma consensual as suas próprias normas e patentes, permitindo, futuramente, conferir maior credibilidade, segurança no uso dos nanomateriais e uma maior permeabilidade no setor da construção. Elencam-se alguns nano-produtos à base de nano TiO2 comercializados que têm vindo a ser aplicados sobretudo na China, Japão e na Alemanha.

Obtenção de organovermiculitas utilizando tensoativos e microemulsões e suas aplicações na separação de isômeros do Xileno

Surfactants are versatile organic compounds that have, in a single molecule, double chemical affinity. The surfactant molecule is composed by a hy drophobic tail group, a hydrocarbon chain (linear, branched, or mixed), and by a hydrophilic head group, which contains polar groups that makes it able to be applied in the organophilization process of natural clays. Microemulsions are microheterogeneous b lends composed by: a surfactant, an oily phase (non - polar solvent), an aqueous phase, and, sometimes, a co - surfactant (short - chain alcohol). They are systems with thermodynamic stability, transparent, and have high solubility power. Vermiculite is a clay m ineral with an expandable crystalline structure that has high cation exchange capacity. In this work vermiculite was used to obtain organoclays. The ionic surfactants dodecyl ammonium chlori de (DDAC) and cetyltrimethylammonium bromide (C 16 TAB) were used in the organophilization process. They were used as surfactant aqueous solutions and, for DDAC, as a microemulsion system. The organoclays were used to promote the separation of binary mixtures of xylene isomers (ortho - and meta - xylene). Dif ferent analytical techniques were used to characterize microemulsion systems and also the nanoclays. It was produced a water - rich microemulsion system with 0.92 nm droplet average diameter. The vermiculite used in this work has a cationic exchange capacity of 172 meq/100g and magnesium as main cation (24.25%). The basal spacing of natural vermiculite and organo - vermiculites were obtained by X - ray Diffraction technique. The basal spacing was 1.48nm for natural vermiculite, 4.01nm for CTAB - vermiculite (CTAB 4 ) , and 3.03nm for DDAC - vermiculite (DDAC M1A), that proves the intercalation process. Separation tests were carried out in glass columns using three binary mixtures of xylene (ortho - xylene and meta - xylene). The results showed that the organovermiculite pre sented an enhanced chemical affinity by the mixture of hydrocarbons, when compared with the natural vermiculite, and also its preference by ortho - xylene. A factorial experimental design 2 2 with triplicate at the central point was used to optimize the xylen e separation process. The experimental design revealed that the initial concentration of isomers in the mixture and the mass of organovermiculite were the significant factors for an improved separation of isomers. In the experiments carried out using a bin ary mixture of ortho - xylene and meta - xylene (2:1), after its percolating through the organovermiculite bed (DDAC M1), it was observed the preference of the organoclay by the ortho - xylene isomer, which was retained in greater quantity than the meta - xylene o ne. At the end of the treatment, it was obtained a final concentration in meta - xylene of 47.52%.

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.

Obtenção de extratos da Opuntia fícus-indica L. Mill e suas aplicações em formulações cosméticas: avaliação in vivo do sensorial e da eficácia hidratante

Opuntia fícus - indica (L.) Mill is a cactacea presents in the Caatinga ecosystem and shows in its chemical c omposition flavonoids, galacturonic acid and sugars. Different hydroglicolic (EHG001 and EHG002) and hydroethanolic subsequently lyophilized (EHE001 and EHE002) extracts were developed. The EHE002 had his preliminary phytochemical composition investigated by thin layer chromatography (TLC) and we observed the predominance of flavonoids. Different formulations were prepared as emulsions with Sodium Polyacrylate (and) Hydrogenated Polydecene (and) Trideceth - 6 (Rapithix® A60), and Polyacrylamide (and) C13 - 14 I soparaffin (and) Laureth - 7 (Sepigel® 305), and gel with Sodium Polyacrylate (Rapithix® A100). The sensorial evaluation was conducted by check - all - that - apply method. There were no significant differences between the scores assigned to the formulations, howe ver, we noted a preference for those formulated with 1,5% of Rapithix® A100 and 3,0% of Sepigel® 305. These and the formulation with 3% Rapithix® A60 were tested for preliminary and accelerated stability. In accelerated stability study, samples were stored at different temperatures for 90 days. Organoleptic characteristics, the pH values and rheological behavior were assessed. T he emulsions formulated with 3,0% of Sepigel® 305 and 1,5% of Rapithix® A60 w ere stable with pseudoplastic and thixotropic behavior . The moisturizing clinical efficacy of the emulsions containing 3,0% of Sepigel® 305 containing 1 and 3% of EHG001 was performed using the capacitance method (Corneometer®) and transepidermal water lost – TEWL evaluation ( Tewameter®). The results showed t hat the formulation with 3% of EHG001 increased the skin moisturizing against the vehicle and the extractor solvent formulation after five hours. The formulations containing 1 and 3% of EHG001 increased skin barrier effect by reducing transepidermal water loss up to four hours after application.

Modificação de superfícies de titânio tratadas por plasma de Ar + N2 + O2 visando aplicações biomédicas

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES

Konect: framework de desenvolvimento para aplicações do Microsoft Kinect

O desenvolvimento para a plataforma Microsoft Kinect (ou simplesmente Kinect) vem se intensificando à medida que o hardware apresenta-se constantemente como parte integrante de soluções para problemas importantes nas áreas de Computação Médica, Realidade Virtual ou mesmo seu propósito básico inicial: a indústria de Entretenimento. Com a sua popularização, as ferramentas básicas de desenvolvimento oferecidas pela Microsoft têm apresentado ao público geral complicações que poderiam ser evitadas, como a correta configuração e inicialização dos recursos oferecidos pelo hardware. Assim, este trabalho tem como objetivo desenvolver e avaliar um framework específico para a plataforma Kinect, que auxilie usuários que estão começando a desenvolver aplicações para essa plataforma, apresentando os principais componentes e como eles foram testados e avaliados pelos usuários. Este trabalho também apresenta uma pesquisa realizada com os jogos mais vendidos e melhores avaliados do Kinect, visando extrarir os principais componentes neles presentes para formar a estrutura do framework.