Uso de técnicas de otimização baseadas em derivadas como suporte do planejamento operacional de redes de distribuição de energia elétrica

The usual programs for load flow calculation were in general developped aiming the simulation of electric energy transmission, subtransmission and distribution systems. However, the mathematical methods and algorithms used by the formulations were based, in majority, just on the characteristics of the transmittion systems, which were the main concern focus of engineers and researchers. Though, the physical characteristics of these systems are quite different from the distribution ones. In the transmission systems, the voltage levels are high and the lines are generally very long. These aspects contribute the capacitive and inductive effects that appear in the system to have a considerable influence in the values of the interest quantities, reason why they should be taken into consideration. Still in the transmission systems, the loads have a macro nature, as for example, cities, neiborhoods, or big industries. These loads are, generally, practically balanced, what reduces the necessity of utilization of three-phase methodology for the load flow calculation. Distribution systems, on the other hand, present different characteristics: the voltage levels are small in comparison to the transmission ones. This almost annul the capacitive effects of the lines. The loads are, in this case, transformers, in whose secondaries are connected small consumers, in a sort of times, mono-phase ones, so that the probability of finding an unbalanced circuit is high. This way, the utilization of three-phase methodologies assumes an important dimension. Besides, equipments like voltage regulators, that use simultaneously the concepts of phase and line voltage in their functioning, need a three-phase methodology, in order to allow the simulation of their real behavior. For the exposed reasons, initially was developped, in the scope of this work, a method for three-phase load flow calculation in order to simulate the steady-state behaviour of distribution systems. Aiming to achieve this goal, the Power Summation Algorithm was used, as a base for developping the three phase method. This algorithm was already widely tested and approved by researchers and engineers in the simulation of radial electric energy distribution systems, mainly for single-phase representation. By our formulation, lines are modeled in three-phase circuits, considering the magnetic coupling between the phases; but the earth effect is considered through the Carson reduction. Its important to point out that, in spite of the loads being normally connected to the transformers secondaries, was considered the hypothesis of existence of star or delta loads connected to the primary circuit. To perform the simulation of voltage regulators, a new model was utilized, allowing the simulation of various types of configurations, according to their real functioning. Finally, was considered the possibility of representation of switches with current measuring in various points of the feeder. The loads are adjusted during the iteractive process, in order to match the current in each switch, converging to the measured value specified by the input data. In a second stage of the work, sensibility parameters were derived taking as base the described load flow, with the objective of suporting further optimization processes. This parameters are found by calculating of the partial derivatives of a variable in respect to another, in general, voltages, losses and reactive powers. After describing the calculation of the sensibility parameters, the Gradient Method was presented, using these parameters to optimize an objective function, that will be defined for each type of study. The first one refers to the reduction of technical losses in a medium voltage feeder, through the installation of capacitor banks; the second one refers to the problem of correction of voltage profile, through the instalation of capacitor banks or voltage regulators. In case of the losses reduction will be considered, as objective function, the sum of the losses in all the parts of the system. To the correction of the voltage profile, the objective function will be the sum of the square voltage deviations in each node, in respect to the rated voltage. In the end of the work, results of application of the described methods in some feeders are presented, aiming to give insight about their performance and acuity

Metodologia estatística na solução do problema do caixeiro viajante e na avaliação de algoritmos : um estudo aplicado à transgenética computacional

The problems of combinatory optimization have involved a large number of researchers in search of approximative solutions for them, since it is generally accepted that they are unsolvable in polynomial time. Initially, these solutions were focused on heuristics. Currently, metaheuristics are used more for this task, especially those based on evolutionary algorithms. The two main contributions of this work are: the creation of what is called an -Operon- heuristic, for the construction of the information chains necessary for the implementation of transgenetic (evolutionary) algorithms, mainly using statistical methodology - the Cluster Analysis and the Principal Component Analysis; and the utilization of statistical analyses that are adequate for the evaluation of the performance of the algorithms that are developed to solve these problems. The aim of the Operon is to construct good quality dynamic information chains to promote an -intelligent- search in the space of solutions. The Traveling Salesman Problem (TSP) is intended for applications based on a transgenetic algorithmic known as ProtoG. A strategy is also proposed for the renovation of part of the chromosome population indicated by adopting a minimum limit in the coefficient of variation of the adequation function of the individuals, with calculations based on the population. Statistical methodology is used for the evaluation of the performance of four algorithms, as follows: the proposed ProtoG, two memetic algorithms and a Simulated Annealing algorithm. Three performance analyses of these algorithms are proposed. The first is accomplished through the Logistic Regression, based on the probability of finding an optimal solution for a TSP instance by the algorithm being tested. The second is accomplished through Survival Analysis, based on a probability of the time observed for its execution until an optimal solution is achieved. The third is accomplished by means of a non-parametric Analysis of Variance, considering the Percent Error of the Solution (PES) obtained by the percentage in which the solution found exceeds the best solution available in the literature. Six experiments have been conducted applied to sixty-one instances of Euclidean TSP with sizes of up to 1,655 cities. The first two experiments deal with the adjustments of four parameters used in the ProtoG algorithm in an attempt to improve its performance. The last four have been undertaken to evaluate the performance of the ProtoG in comparison to the three algorithms adopted. For these sixty-one instances, it has been concluded on the grounds of statistical tests that there is evidence that the ProtoG performs better than these three algorithms in fifty instances. In addition, for the thirty-six instances considered in the last three trials in which the performance of the algorithms was evaluated through PES, it was observed that the PES average obtained with the ProtoG was less than 1% in almost half of these instances, having reached the greatest average for one instance of 1,173 cities, with an PES average equal to 3.52%. Therefore, the ProtoG can be considered a competitive algorithm for solving the TSP, since it is not rare in the literature find PESs averages greater than 10% to be reported for instances of this size.

Desempenho e características de carcaça de tourinhos Nelore e Canchim terminados em confinamento recebendo dietas com cana-de-açúcar e dois níveis de concentrado

O objetivo foi avaliar o desempenho e as características de carcaça de tourinhos terminados em confinamento alimentados com dietas contendo cana-de-açúcar (Var. SP 80-1816) e dois níveis de concentrado (40 ou 60 % da MS). Foram utilizados 15 animais da raça Nelore com aproximadamente 330 kg e 18 meses de idade e 15 da raça Canchim com aproximadamente 300 kg e 15 meses de idade. Os animais foram alojados em baias individuais por um período de 126 dias (os primeiros 21 dias foram de adaptação). Foram realizadas pesagens e tomadas imagem ultrassônicas, ao início do experimento e a cada intervalo de 35 dias. O delineamento experimental foi o inteiramente casualizado, em esquema fatorial 2 ×2, composto de 2 grupos genéticos e 2 níveis de concentrado. Não foi observada interação fatores ×variáveis estudadas. Os animais da raça Canchim apresentaram melhor eficiência alimentar (0,17 ×0,14) e maior ganho de área de olho-de-lombo (19,7 ×13,2 cm²). A dieta contendo 60% de concentrado, em comparação àquela com 40%, proporcionou maior ganho de peso diário (1,44 ×0,98 kg/animal), maior peso de abate (499,43 ×460,20 kg), de carcaça quente (265,39 ×244,70 kg) e de traseiro especial (129,74 ×118,68 kg). Os animais da raça Canchim apresentaram maior área de olho-de-lombo (80,89 ×66,85 cm²) e os animais Nelore maior cobertura de gordura (5,5 ×3,2 mm). Dietas com 60% de concentrado são mais indicadas para terminação de bovinos com elevado potencial de ganho de peso que aquelas com 40%.

Efeito do tempo de experiência de operadores de Harvester no rendimento operacional

A mecanização da colheita de madeira permite maior controle dos custos e pode proporcionar reduções em prazos relativamente curtos. Além disso, tem um lugar de destaque na humanização do trabalho florestal e no aumento do rendimento operacional. O presente trabalho teve por objetivo avaliar o desempenho de operadores de harvester em função do tempo de experiência na atividade. Foram avaliados oito operadores do sexo masculino, com idade entre 23 e 46 anos. O estudo consistiu na análise do volume de madeira colhida pelo harvester. O tempo de experiência afeta significativamente o rendimento operacional dos operadores de harvester. Tal rendimento aumenta expressivamente nos primeiros 18 meses de experiência, mantendo-se em ascensão nos próximos 26 meses. Após os 44 meses de experiência, o rendimento dos operadores tende a reduzir, revelando as possíveis acomodações do cotidiano. Tais resultados permitem concluir que por volta dos 50 meses de experiência na atividade de operação de harvester, se faz necessária a adoção de medidas de reciclagem, motivação, entre outras, a fim de proporcionar aos operadores melhores condições de trabalho que os possibilitem continuar exercendo a atividade de forma eficiente e rentável à empresa.

Efeito da monensina sódica sobre a produção e composição do leite, a produção de mozzarela e o escore de condição corporal de búfalas Murrah

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Avaliação do módulo de elasticidade da madeira com uso de método não-destrutivo de vibração transversal

Numerosas pesquisas têm estudado os métodos não-destrutivos de avaliação de materiais e sua aplicação àqueles de matrizes complexas, como é o caso da madeira. Um dos primeiros métodos não-destrutivos investigados para aplicação nesses casos foi o da vibração transversal. Apesar de sua concepção simples, e a despeito dos grandes avanços obtidos nessa área com outros métodos, como, por exemplo, o ultra-som, o método de vibração transversal para a determinação do módulo de elasticidade da madeira revela-se como de grande potencial de aplicação, sobretudo pela precisão do modelo matemático a ele associado e pela possibilidade de sua aplicação a peças de dimensões estruturais (in-grade testing). Neste trabalho, apresenta-se o uso desse método na determinação do módulo de elasticidade de três espécies de eucalipto. Foram ensaiados não-destrutivamente e por ensaios mecânicos convencionais de flexão corpos-de-prova de 2 cm x 2 cm x 46 cm de E. grandis, E. saligna e E. citriodora. Os ensaios não-destrutivos foram conduzidos com uso do sistema BING - Beam Identification by Non-destructive Grading, que permite a análise das vibrações do material nos domínios do tempo e da freqüência. Os resultados obtidos revelaram boa correlação entre os dois tipos de ensaios empregados, justificando o início dos ensaios com peças de dimensões estruturais, para a viabilização da técnica nas práticas de classificação estrutural.

Utilização de análise multivariada e redes neurais artificiais na determinação do comportamento de colonização de populações de macrófitas aquáticas no reservatório de Santana

As análises de agrupamento e de componentes principais e as redes neurais artificiais foram utilizadas na determinação de padrões de comportamento das populações de macrófitas aquáticas que colonizaram o reservatório de Santana, Piraí-RJ, durante o ano de 2004. As análises de agrupamento dividiram o comportamento das populações durante o ano em dois grupos distintos, apresentando um padrão no primeiro semestre que difere daquele observado no segundo semestre do ano. A análise de componentes principais demonstrou que esse comportamento da comunidade (grupo de populações) é influenciado principalmente pelas espécies S. montevidensis, Heteranthera reniformis, Ludwigia sp., Rhynchospora aurea, C. iria, C. ferax e Aeschynomene denticulata no primeiro grupo e por Echinochloa polystachya, Polygonum lapathifolium, Alternanthera phyloxeroides, Pistia stratiotes, Eichhornia azurea, Brachiaria arrecta e Oxyscarium cubense no segundo grupo. As redes neurais artificiais agruparam as populações de macrófitas aquáticas em nove grupos, conforme sua densidade nos diferentes meses do ano. A aplicação da análise de componentes principais (ACP) nos valores de frequência das populações presentes nos primeiros três grupos de Kohonen permitiu discriminar três grupos de meses, cujas populações apresentaram características diferentes de colonização. A aplicação das redes neurais artificiais permitiu melhor discriminação dos meses e das espécies que compõem as comunidades correspondentes, quando utilizada a análise de componentes principais.

Crescimento e produtividade de nogueira-macadâmia em consórcio com cafeeiro arábica irrigado

O objetivo deste trabalho foi avaliar o crescimento e a produtividade de cultivares de nogueira-macadâmia (Macadamia integrifolia), em sistema de cultivo consorciado com café (Coffea arabica) irrigado. O experimento foi realizado em delineamento inteiramente ao acaso, com dez repetições. Seis cultivares de macadâmia foram utilizadas, das quais três nacionais (IAC 4-12B, IAC 4-20 e IAC 9-20) e três havaianas (HAES 344, HAES 660 e HAES 816). Nos quatro primeiros anos de produção, foram feitas avaliações de: altura de planta, diâmetro de copa e de tronco, número de nozes por planta, peso médio de noz, peso médio de amêndoa, produção de nozes por planta, taxa de recuperação e produção de amêndoas por planta. As cultivares nacionais apresentaram menor crescimento em altura, com destaque para IAC 4-20, porém, com copas de maior diâmetro. As cultivares nacionais são mais produtivas, com destaque para a IAC 4-12B.

Seletividade do oxyfluorfen para a cultura do pinhão-manso

Realizou-se um experimento para avaliar a seletividade do oxyfluorfen para a cultura do pinhão-manso. Foi utilizado o delineamento experimental inteiramente casualizado, com cinco repetições, em esquema fatorial 2 x 2 + 1, sendo duas doses do herbicida (600 e 1.200 g ha-1 do ingrediente ativo), dois modos de aplicação (sobre a planta e sobre o solo) e uma testemunha sem aplicação do herbicida. Após o transplante das mudas para vasos plásticos com 10 litros de solo, os tratamentos foram aplicados com o auxílio de um balde. O oxyfluorfen, quando aplicado sobre as plantas, mostrou-se tóxico nas duas doses testadas, sendo observados sintomas mais intensos nos primeiros dias após a aplicação dos tratamentos. Após esse período, as mudas recuperaram o vigor e surgiram novas brotações que não apresentavam sintomas de toxicidade. Esses sintomas consistiram de manchas esbranquiçadas nas folhas, que evoluíram para necrose. Nas mudas em que o herbicida foi aplicado no solo, não foram observados sintomas visuais de toxicidade. Observou-se redução na massa fresca e seca das folhas quando 600 g ha-1 do herbicida foram aplicados sobre a planta ou 1.200 g ha-1 sobre o solo. Contudo, a área foliar e o número de folhas não diferiram significativamente entre as doses utilizadas e os modos de aplicação. Das quatro espécies daninhas semeadas (Brachiaria decumbens, Brachiaria plantaginea, Sida rhombifolia e Bidens pilosa), apenas Bidens pilosa não foi controlada pelo oxyfluorfen aplicado em pré-emergência.

Adaptação eletrônica de um leitor mecânico de coto, investigação e desenvolvimento de interface CAD

Due to advances in the manufacturing process of orthopedic prostheses, the need for better quality shape reading techniques (i.e. with less uncertainty) of the residual limb of amputees became a challenge. To overcome these problems means to be able in obtaining accurate geometry information of the limb and, consequently, better manufacturing processes of both transfemural and transtibial prosthetic sockets. The key point for this task is to customize these readings trying to be as faithful as possible to the real profile of each patient. Within this context, firstly two prototype versions (α and β) of a 3D mechanical scanner for reading residual limbs shape based on reverse engineering techniques were designed. Prototype β is an improved version of prototype α, despite remaining working in analogical mode. Both prototypes are capable of producing a CAD representation of the limb via appropriated graphical sheets and were conceived to work purely by mechanical means. The first results were encouraging as they were able to achieve a great decrease concerning the degree of uncertainty of measurements when compared to traditional methods that are very inaccurate and outdated. For instance, it's not unusual to see these archaic methods in action by making use of ordinary home kind measure-tapes for exploring the limb's shape. Although prototype β improved the readings, it still required someone to input the plotted points (i.e. those marked in disk shape graphical sheets) to an academic CAD software called OrtoCAD. This task is performed by manual typing which is time consuming and carries very limited reliability. Furthermore, the number of coordinates obtained from the purely mechanical system is limited to sub-divisions of the graphical sheet (it records a point every 10 degrees with a resolution of one millimeter). These drawbacks were overcome by designing the second release of prototype β in which it was developed an electronic variation of the reading table components now capable of performing an automatic reading (i.e. no human intervention in digital mode). An interface software (i.e. drive) was built to facilitate data transfer. Much better results were obtained meaning less degree of uncertainty (it records a point every 2 degrees with a resolution of 1/10 mm). Additionally, it was proposed an algorithm to convert the CAD geometry, used by OrtoCAD, to an appropriate format and enabling the use of rapid prototyping equipment aiming future automation of the manufacturing process of prosthetic sockets.

Produção e características físicas de sementes de mamoneira em função da posição do racemo e do fruto

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Avaliação da decomposição de plantas aquáticas no solo através da liberação de CO2

O objetivo deste trabalho foi avaliar a decomposição de três espécies de plantas aquáticas imersas, incorporadas ao solo, provenientes do controle mecânico, em reservatórios de usinas hidrelétricas. O estudo foi realizado em casa de vegetação, localizada no Núcleo de Pesquisas Avançadas em Matologia (NUPAM) da FCA/Unesp-Botucatu. A avaliação foi conduzida em vasos contendo 14 kg de solo, com três incorporações de 50 e 100 t MF de plantas ha-1, sob duas condições de solo: seco e úmido. Com a simulação de descarte da biomassa coletada e incorporada ao solo, pôde-se conhecer, através da liberação de CO2, a degradação de três espécies de macrófitas aquáticas submersas. Para quantificação do CO2 liberado, em cada vaso foi acondicionado um frasco com solução de NaOH, sendo, logo após, lacrados e incubados por 24 horas; em seguida, foram titulados com HCl. Para ajuste e interpolação dos dados, estes foram analisados seguindo modelo de Mitscherlich, com algumas modificações. As liberações acumuladas em solo úmido foram de 1.294 e 1.582 kg CO2 ha-1, sendo 6,2 e 5,6 vezes superiores ao ocorrido em solo seco, para 50 e 100 t MF ha-1, respectivamente, observando-se que cerca de 55% da liberação de CO2 ocorreu nos primeiros 30 dias. Pode-se concluir que o solo seco é a melhor condição para descarte e incorporação da biomassa, porém deverá existir um sistema de irrigação para que o processo de degradação da biomassa incorporada seja acelerado.

Simulação do caminhamento da água da chuva e herbicidas em palhadas utilizadas em sistemas de plantio direto

Um experimento foi conduzido no NuPAM/FCA/UNESP, Botucatu-SP, objetivando avaliar a dinâmica de retenção de água e o caminhamento de um traçante (simulando um herbicida) em diferentes coberturas mortas. Os tratamentos foram constituídos pelo monitoramento do traçante FD&C-1 pulverizado sobre coberturas mortas de cevada, trigo, aveia-preta colhida, aveia-preta rolada, azevém, milheto e capim-braquiária, nas quantidades de 3.000, 6.000 e 9.000 kg ha-1, antes e após simulação de chuvas. As repetições constituíram-se de oito conjuntos de PVC + funil + béquer com palha, onde, através da chuva lixiviada pelas palhadas e do peso dos suportes de PVC, foram estimadas a retenção e transposição da água, assim como quantificado o traçante extraído, através de procedimentos espectrofotométricos. Os diferentes tipos de resíduos culturais mostraram-se similares quanto à retenção da água da chuva, ocorrendo uniformização entre os primeiros 7,5 e 15 mm de precipitação. A formação de pontos secos associados a canais preferenciais de escorrimento induziu menor capacidade de embebição e retenção da água das chuvas pelas palhadas. As máximas capacidades médias de retenção da chuva pelas coberturas foram de 1,22, 1,99 e 2,59 mm para 3.000, 6.000 e 9.000 kg de matéria seca ha-1, respectivamente. As precipitações iniciais entre 10 e 20 mm foram fundamentais para o molhamento uniforme das palhadas e carregamento do traçante até o solo, independentemente do tipo e da quantidade de palha. Esse comportamento indica ser viável a utilização de programas similares de controle de plantas daninhas para diferentes tipos e quantidades de palha em sistemas de plantio direto.

Produção de pepino em função da idade das mudas produzidas em recipientes com diferentes volumes de substrato

Estudou-se o efeito do volume de substrato e da idade das mudas na produção de pepino japonês 'Hokuho' sob ambiente protegido na área experimental da UNESP, de março a julho/2000. Os tratamentos consistiram em dois volumes de substrato (34,6 e 121,2 cm³ em bandeja de poliestireno expandido) e quatro idades das mudas (19; 24; 29 e 34 dias após a semeadura). O delineamento experimental foi em blocos ao acaso, com cinco repetições e cinco plantas por parcela. Foram avaliados no dia do transplante o número de folhas, área foliar, comprimento, massa fresca e seca da parte aérea das mudas e, após o transplante, a produção precoce (porcentagem da produção nos primeiros 20 dias de colheita), produção de frutos (número e massa) e produção comercial (número e massa). Nas condições deste experimento, obteve-se maior precocidade com mudas de pepino produzidas em maior volume de substrato. Porém, a produção de frutos não apresentou diferença estatística quando utilizou-se mudas de pepino com menos de duas folhas produzidas em menor volume de substrato. A produção comercial foi superior com mudas produzidas em bandejas com maior volume de substrato. A idade não influenciou a produção comercial de frutos em mudas produzidas em volume de substrato maior, porém, quanto mais velhas as mudas produzidas em recipientes com menor volume de substrato, menor a produção destas plantas.

Coffee leaf and stem anatomy under boron deficiency

A deficiência de B é muito comum nos cafezais brasileiros, mas as respostas do cafeeiro ao B têm sido erráticas, dependendo do ano, do modo e época de aplicação e, ainda, da fonte de B empregada. Um melhor entendimento dos efeitos do B na fisiologia e anatomia do cafeeiro é importante para o desenvolvimento de um programa racional de adubação boratada, uma vez que a anatomia da planta pode influenciar a translocação do nutriente. Neste experimento, plantas de dois cultivares foram cultivadas em soluções nutritivas com 0,0 (deficiente), 5,0 (adequado) e 25,0 µM (alto) de B. Quando os primeiros sintomas de deficiência apareceram, as folhas foram cortadas e tiveram suas paredes celulares isoladas e analisadas quanto aos teores de B e Ca. Cortes foram feitos em folhas novas e no ápice de ponteiros e fotografados em microscópio eletrônico de varredura. A resposta dos dois cultivares ao B foi semelhante, não tendo sido observados sintomas de toxidez. O teor de B nas paredes celulares foi aumentado com o incremento da concentração desse elemento na solução, enquanto o teor de Ca não foi afetado. A relação Ca/B decresceu com o aumento da concentração de B na solução. Com deficiência de B, os tecidos vasculares foram desorganizados e as paredes do xilema ficaram mais finas. Folhas de café com deficiência deste nutriente apresentaram menos estômatos, os quais se encontravam.