Repositório RCAAP

A Escola Politécnica da Universidade de São Paulo (EPUSP, Brasil) e o Instituto Dante Pazzanese de Cardiologia (IDPC, Brasil) estão desenvolvendo conjuntamente um Dispositivo de Assistência Ventricular (DAV) baseado numa bomba de vazão mista e utilizando mancais magnéticos que objetivem substituir os mancais convencionais, pois o uso de mancal magnético neste dispositivo minimiza a hemólise e melhora o tempo de vida do DAV, isso em razão da ausência e contato de um mancal com a crase sanguínea o que, por fim, aumenta a vida útil do dispositivo. O mancal magnético utilizado para o DAV será o mancal do tipo híbrido. Este tipo de mancal combina ímãs permanentes com eletroímãs para realizar a levitação do rotor com controle apenas na direção axial do rotor. Na configuração original desse mancal magnético, um sensor indutivo detecta a posição axial do rotor. Esta posição é enviada a um controlador do tipo PID e processada, amplificada e enviada aos atuadores eletromagnéticos. A corrente enviada aos eletroímãs é controlada de maneira a manter o rotor sempre em uma posição axial fixa. No entanto, essa configuração exige o uso de um atuador eletromagnético contendo um furo para a instalação do sensor indutivo, impondo limitações no desempenho do atuador. Além disso, o sensor indutivo limita a miniaturização do mancal. Assim, para minimizar as limitações impostas pelo uso do sensor indutivo, este trabalho faz, primeiramente, um levantamento das diversas técnicas conhecidas para a medição da posição do rotor em mancais magnéticos. Como resultado, este trabalho identifica o uso do sensor Hall como a alternativa mais promissora. Este sensor responde à magnitude de um campo magnético que nele é aplicado. Fixando-se um ímã permanente ao rotor, obtém-se uma saída no sensor Hall proporcional ao deslocamento do rotor. Contudo, a leitura do sensor Hall é afetada ainda pelo campo magnético gerado pelos atuadores eletromagnéticos, o que é indesejável. Buscando minimizar essa influência, este trabalho apresenta algumas estratégias para eliminar, da saída do sensor Hall, a influência do campo gerado pelo atuador eletromagnético. Os métodos são testados através de experimentos de levitação em mancal magnético e a eficácia dos mesmos comprovada.

O início deste século foi marcado pela mudança de paradigma na economia e nos processos produtivos, migrando de uma orientação a bens materiais para uma orientação a serviço. Ao mesmo tempo, os processos de automação da manufatura e integração de sistemas estão sofrendo alteração, onde modelos clássicos orientados a produto estão sendo substituídos por modelos sustentados por sistemas de informação (eventualmente cognitivos). A tese central deste trabalho é que a abordagem orientada a serviço deve ser baseada na engenharia de sistemas, com sistemas de informação atuando como elementos integradores automatizados do processo de co-criação dos serviços. Neste trabalho são analisadas propostas de formalização e fundamentação (teórica e prática) do processo de design de sistemas de serviço que sigam esta nova tendência, resultando em elementos integradores automatizados. É apresentado um framework, chamado SoftDiss, para especificação de sistema de informação de serviço, orientado a modelos, que provê recursos para os processos de eliciação, modelagem e análise de requisitos, baseado em métodos semi-formais (UML e SOMF) e formais (SysML e Petri Nets), visando antecipar a formalização da especificação e contemplar os diversos viewpoints. O uso do SoftDiss mostra que a utilização de melhores práticas, ferramentas comerciais e métodos formais, tendo como objetivo co-criação de valor, neste caso, entre desenvolvedores humanos e os sistemas incluídos no processo de design, viabilizam antecipar a formalização e contemplar os diversos viewpoints de requisitos. O SoftDiss é aplicado a três casos com estrutura distinta: o primeiro onde a base tecnológica é um sistema Smart Grid urbano, o segundo associado a projetos desenvolvidos em laboratórios de pesquisa e desenvolvimento, e o terceiro dedicado aos serviços associados à agricultura de precisão. A diversidade de tipos de serviço deste conjunto mostra a exibilidade do SoftDiss que é associado ao conceito de serviço e não ao tipo, função ou nicho de aplicação.

A visualização direta do movimento pulmonar é impossível. Os pulmões ficam apoiados na caixa torácica e, ao abri-la, os pulmões colapsam, perdendo suas funções. A única maneira de visualizar o movimento pulmonar é por meio de técnicas de imageamento. A ressonância magnética, comparada às demais formas de imageamento, é ideal para a este tipo de análise. Até o momento, a análise da respiração é feita por métodos globais, tais como espirometria e pletismografia. Desta forma, os resultados locais não podem ser avaliados. A observação do movimento pulmonar, identificando a contribuição de cada lóbulo, permitirá avaliar a eficiência no diagnóstico e tratamento de doenças pulmonares. Um grande desafio que envolve as pesquisas sobre imageamento médico é identificar se o algoritmo proposto apresenta os resultados esperados. Isto normalmente é feito pela comparação com um padrão ouro, que no trabalho em questão não está disponível, Neste trabalho, serão utilizadas sequências de imagens bidimensionais com grande redundância de informação, que serão utilizadas para validar os resultados obtidos. Este trabalho propõe um algoritmo para reconstruir a superfície diafragmática em movimento, associadas às imagens das sequências de RM coronal ou sagital. Inicialmente, todos os padrões respiratórios diafragmáticos são segmentados e um algoritmo encontra todos os registros temporais. Baseado nos registros temporais, são definidos os melhores instantes registrados e a superfície diafragmática será reconstruída.

Este trabalho apresenta um estudo do processo de corte de pequenas placas de piezocerâmicas usadas na fabricação de materiais piezocompósitos pelo processo de corte e preenchimento. Foi feito o projeto de uma máquina de corte com disco adiamantado de acordo com as necessidades do processo de corte e preenchimento para produzir piezocompósitos que requerem cortes tão finos quanto 30µm. A máquina utiliza um \"spindle\" com mancais aerostáticos com rotação de até 60.000 rpm para cortes com lâminas de 2 polegadas de diâmetro. Os piezocompósitos são os elementos principais na fabricação de transdutores de ultra-som, com freqüências até 10 MHz, para aplicações médicas e industriais. O estudo do corte com discos adiamantados com pequenas espessuras é baseado no modelo cinemático usado para modelar o processo de retífica por abrasão e em verificações experimentais de corte de pequenas placas de piezocerâmicas. Os resultados experimentais do corte de piezocerâmica tipo PZT com disco adiamantado são analisados com o auxílio de um microscópio óptico. São medidas as imperfeições superficiais dos cortes.

A questão da segurança funcional das indústrias de processos vem recebendo uma atenção crescente pela comunidade científica mundial, uma vez que se observa a possibilidade de ocorrências de acidentes e as consequências indesejadas que estes acidentes têm provocado. Essas indústrias podem ser consideradas como parte de uma classe de sistemas denominados Sistemas Críticos, que são caracterizados pela possibilidade de ocorrência de falhas críticas, que resultam em acidentes com perdas de vidas humanas, danos ao meio ambiente e perdas financeiras envolvendo custos significativos de equipamentos e propriedades. Estes fatos justificam a necessidade de uma nova abordagem no que se refere ao design de processos, design de controle de processos, análise e controle de riscos e avaliação de riscos. Um dos desafios pertinentes à segurança funcional está associado a como vincular os cenários de acidentes aos requisitos para projetos de sistemas de controle relacionados à segurança das indústrias de processos de forma sistemática. Por sua vez, a possibilidade de ocorrência de eventos críticos e/ou eventos indesejados não observados ou ocultos, como fatores relevantes associados à evolução da sequência de eventos que culmina na ocorrência de um acidente. Neste contexto, o desafio está em aprimorar a eficácia destes sistemas de controle, que envolve o desenvolvimento de uma solução capaz de supervisionar o processo de evolução de falhas críticas, a fim de se garantir um nível de segurança funcional adequado e que esteja em conformidade com as normas internacionais aplicáveis IEC 61508 e IEC 61511. Portanto, estas considerações trazem novos requisitos para o projeto de sistemas de controle desta natureza, capaz de englobar modelos de acidentes e processos de evolução de falhas críticas. Uma solução é a consideração das abordagens de prevenção e mitigação de falhas críticas de forma integrada e interativa. Além disso é necessário abordar novas técnicas e conceitos para que se possa desenvolver um sistema de controle capaz de rastrear e atuar nos processos de evolução de falhas desta natureza. Uma possibilidade consiste em considerar o princípio de defesa em profundidade aliado à propriedade de diagnosticabilidade segura. O atendimento a este novo conjunto de requisitos não é trivial e se faz necessário integrar diferentes formalismos para o desenvolvimento de soluções adequadas. Portanto, este trabalho apresenta uma metodologia para o projeto de um sistema de controle baseado no conceito de segurança funcional para indústrias de processos, e que propõe: (i) uma arquitetura de controle para prevenção e mitigação de falhas críticas, (ii) extensão da classificação de barreiras de segurança focando na automação via sistemas instrumentados de segurança (SIS) (iii) framework para a síntese de sistemas de controle relacionados à segurança baseado em modelos de acidentes e que contempla os seguintes métodos: (a) elaboração do HAZOP, (b) construção de modelos de acidentes, (c) integração dos modelos de acidentes com o HAZOP e (d) geração dos algoritmos de defesa para a prevenção e mitigação de falhas críticas, a partir de técnicas de modelagem usando extensões da rede de Petri: Production Flow Schema (PFS) e Mark Flow Graph (MFG). A metodologia proposta foi verificada, a partir de exemplos de aplicação investigados na literatura.

Os métodos de geração de malhas são essenciais para simulações numéricas de engenharia. Simulações estruturais pelo método dos elementos finitos (MEF) dependem diretamente das malhas que representam as geometrias às quais são impostos os carregamentos e parte importante da precisão dos cálculos é devida à qualidade da malha. Há uma vasta variedade de métodos e algoritmos para gerar malhas computacionais direcionadas à aplicação do MEF, mas nem todos abrangem geometrias genéricas ou irregulares. Figuras irregulares com regiões curvas e vazios internos requerem o uso de algoritmos específicos, ou genéricos o suficiente, de modo que sejam capazes de processar suas particularidades geométricas, gerando elementos de boa qualidade. Este trabalho propõe uma investigação dos métodos geradores de malhas que tratem as geometrias frequentemente apresentadas nas seções transversais dos componentes dos cabos umbilicais e tubos flexíveis, selecionando criteriosamente aquele que mais se adapte às necessidades geradas pela aplicação do MEF nestas geometrias. Foi realizada uma breve revisão do estado da arte dos métodos geradores de malhas bidimensionais partindo das revisões já publicadas e de artigos explicando versões de algoritmos, seguindo os trabalhos encontrados na literatura. São formulados os critérios de seleção de métodos geradores de malha e de trabalhos encontrados baseando-se nas características. Ao final, o Método de Pavimentação foi selecionado e, a partir de sua implementação computacional, foi desenvolvido o GreenMesh, um programa de computador gerador de malhas utilizando figuras dadas como entrada. Foram geradas várias malhas a partir das geometrias típicas dos equipamentos aqui focados e com isso foi verificado o uso do algoritmo para este fim.

O desenvolvimento de novas tecnologias e formas de se adquirir e processar dados obtidos em todas as etapas de um processo industrial é percebido por especialistas como um dos pilares de uma nova revolução industrial, denominada de \"Indústria 4.0\". A Indústria 4.0 pode ser compreendida como o resultado da implementação, de fato, de fábricas inteligentes onde os sistemas produtivos são autônomos, versáteis e associados a serviços para atender as diferentes necessidades de cada consumidor. Essa nova revolução industrial se apoia em conceitos como a Internet das Coisas (IoT), onde todos os dispositivos envolvidos nos sistemas produtivos estão conectados entre si, compondo sistemas ciber-fisicos (CPS) de modo que se pode processar uma quantidade muito grande de dados relacionados direta e indiretamente a esse sistema tanto no mundo virtual como no mundo real.Em paralelo ao desenvolvimento desses sistemas produtivos estão sendo consideradas novas formas de tratar um conjunto muito grande de dados, conhecidos como big data. Estes estudos exploram técnicas e abordagens multidisciplinares, isto é, o aprimoramento na capacidade de adquirir e analisar potencialmente qualquer dado relacionado com processos e produtos é interpretado como uma oportunidade para revisar os paradigmas associados a sistemas produtivos. A grande quantidade e variedade de dados do sistema produtivo, no contexto do big data, é evidentemente uma fonte de informações fundamental para controlar e otimizar todas as etapas do processo produtivo e os serviços associados. Neste contexto, este trabalho tem como objetivo desenvolver (i) a modelagem do processo de aquisição de dados de um sistema produtivo e, (ii) uma proposta de arquitetura do sistema de aquisição de dados. Com base na natureza do sistema produtivo, a abordagem de sistema a eventos discretos é adotada para a representação/descrição dos processos envolvidos, de modo que se utiliza a técnica PFS (Production Flow Schema) / RdP (Rede de Petri) para o desenvolvimento dos modelos. A arquitetura do sistema de aquisição de big data é proposta levando em consideração os conceitos presentes no RAMI 4.0 que é uma arquitetura de referência para a Indústria 4.0.

Nos últimos anos, o uso de Veículos Subaquáticos Autônomos (Autonomous Underwater V ehicle - AUV ) aumentou consideravelmente na inspeção de estruturas offshore. Essa área é primordial para as empresas de petróleo e gás porque elas precisam inspecionar seus oleodutos subaquáticos para evitar acidentes devido à corrosão e consequentemente vazamentos de fuidos. Para uma tarefa automatizada de inspeção de tubulação com um AUV, é necessário o desenvolvimento de um sistema de seguimento. Este trabalho propõe um método para o rastreamento de tubulações subaquáticas com câmeras de vídeo. O algoritmo proposto combina ferramentas de processamento de imagem para estimar a orientação e a posição de um duto, e assim, produzir a variável de controle necessária para realizar o seu seguimento. Alguns vídeos de tubulações submarinas foram utilizados para validar o algoritmo de detecção dos dutos. Posteriormente, um simulador em tempo real do movimento do AUV Pirajuba, veículo desenvolvido no Laborátorio de Veículos Não Tripulados (LVNT), é usado para verificar se o valor de saída da detecção realizada é adequado para a realização do controle de seguimento. Finalmente, experimentos de forma online foram realizados usando um veículo remontamente operado (Remotely Operated V ehicle - ROV ) para a realização de um controle de seguimento do duto. Os resultados desses testes são apresentados e demonstram que esse método é robusto para a detecção e seguimentos de dutos em um ambiente submarino real.

Desde o final da década de 1990 existe um interesse crescente na aplicação de técnicas de planejamento automático em IA para resolver problemas reais de engenharia. Além das características dos problemas acadêmicos, tais como a necessidade de raciocinar sobre as ações, problemas reais requerem elicitação, engenharia e gerenciamento detalhado do conhecimento do domínio. Para tais aplicações reais, um processo de design sistemático é necessário onde as ferramentas de Engenharia do Conhecimento e de Requisitons têm um papel fundamental. Esforços acadêmicos recentes na área da Engenharia do Conhecimento em planejamento automático vêm desenvolvido ferramentas e técnicas de apoio ao processo de design de modelos do conhecimento. Porém, dada a natural incompletude do conhecimento, experiência prática em aplicações reais, como por exemplo exploração do espaço, tem mostrado que, mesmo com um processo disciplinado de design, requisitos de pontos de vista diferente (por exemplo, especialistas, usuários e patrocinadores) ainda surgem após a análise, geração e execução de planos. A tese central deste texto é que uma fase de análise de pós-design para o desenvolvimento de aplicações de planejamento em IA resulta em modelos do conhecimento mais ricos e, conseqüentemente, aumenta a qualidade dos planos gerados e a performance dos planejadores automáticos. Neste texto, nós investigamos como os conhecimentos e requisitos ocultos podem ser adquiridos e reutilizados durante a fase de análise de plans (posterior ao design do modelo) e como estes conhecimentos afetam o desempenho do processo de planejamento automático. O texto descreve um framework de post-design chamado postDAM que combina (1) uma ferramenta de engenharia de conhecimento para a aquisição de requisitos e avaliação do plano, (2) um ambiente de prototipagem virtual para a análise e simulação de planos, (3) um sistema de banco de dados para armazenamento de avaliações de planos, e (4) um sistema de raciocínio ontológico para o re-uso e descoberta de conhecimento sobre o domínio. Com o framework postDAM demonstramos que a análise de pós-design auxilia a descoberta de requisitos ocultos e orienta o ciclo de refinamento do modelo. Este trabalho apresenta três estudos de caso com domínios conhecidos na literatura e oito planejadores do estado da arte. Nossos resultados demonstram que melhorias significativas na qualidade do plano e um aumento na velocidade dos planejadores de até três ordens de grandeza pode ser alcançada através de um processo disciplinado e cuidados de pós-design. Nós demonstramos também que rationales provenientes dos usuários capturados durante as avaliações de planos podem ser úteis e reutilizáveis em novas avaliações de plano e em novos projetos. Nós argumentamos que esse processo de pós-design é fundamental para a implantação da tecnologia de planejamento automático em aplicações do mundo real. Até onde sabemos, este é o primeiro trabalho que investiga a análise de pós-design em aplicações de planejamento automático da IA.

Um corpo imerso em movimento arbitrário interage com o fluido ao redor. As partículas fluidas próximas ao corpo exercem certa resistência inercial quando o corpo acelera ou desacelera, devido ao acoplamento dinâmico entre corpo e fluido. Este trabalho resolve as equações de Navier-Stokes, discretizadas pelo método dos elementos finitos, usando o programa de código aberto (LGPL) FreeFem++, e avalia as forças do escoamento que agem sobre um cilindro circular, o qual oscila harmonicamente em um fluido em repouso para números de Keulegan-Carpenter (KC) entre 0,5 e 10, mantendo o parâmetro da frequência constante e igual a 35. Os números de KC selecionados visam entender os conceitos de inércia adicional em fluido viscoso, desde em escoamentos simples até em escoamento mais complexos. O escoamento é bidimensional, laminar e não estacionário. A força em linha com o movimento é então decomposta, conforme equação de Morison, como a soma de uma força inercial e outra de arrasto. Os resultados possuem boa aderência com trabalhos analíticos, experimentais e numéricos anteriores disponíveis na literatura. A dinâmica do escoamento induzido pelo cilindro em movimento harmônico é rica. Para baixo KC, o escoamento é simétrico e estável. Para valores intermediários de KC, a camada limite descola da superfície do cilindro e vórtices são emitidos a cada meio-ciclo. Para elevado KC, certa assimetria se desenvolve e vórtices são emitidos obliquamente a cada meio-ciclo.

Uma ocorrência ferroviária tem danos imprevisíveis, desde um simples atraso do horário do trem enquanto o socorro ferroviário encarrilha o vagão, até prejuízos milionários com grande perda de ativos (material rodante e via permanente) e, em casos extremos, até vidas humanas. Portanto, as ferrovias nacionais sempre buscam maneiras de programar ações que minimizam este risco. Uma das principais ações é estabelecer critérios de manutenção sempre justos. Entretanto, estes critérios geralmente não contemplam de maneira conjunta a dinâmica veicular e a geometria da via permanente. Neste sentido, este trabalho elabora um modelo matemático de um vagão ferroviário de alta capacidade em conjunto com a flexibilidade do suporte da via permanente. O modelo matemático foi validado e considerado satisfatório, a partir da comparação das frequências naturais obtidas no vagão real e na comparação de seu resultado produzido a partir de uma entrada medida com equipamentos de controle de geometria de linha e de medições dinâmicas realizadas por vagão instrumentado. Um método estratégico para análise da segurança do veículo foi sugerida e utilizada mostrando-se capaz de determinar os comprimentos de onda da via permanente que devem ser priorizados na manutenção, bem como na análise da segurança do vagão quando na adoção de restrições de velocidades.

Um dos grandes desafios enfrentados pelos fabricantes de turbinas hidráulicas é prevenir o aparecimento de vibrações induzidas pelo escoamento nas travessas do pré-distribuidor e pás do rotor. Considerando apenas as travessas, e atribuídos a tais vibrações, foram relatados 28 casos de trincas ou ruídos anormais nas últimas décadas, que acarretaram enormes prejuízos associados a reparos, atrasos e perda de geração. O estado da arte na prevenção destes problemas baseia-se na utilização de sofisticados, e caros, programas comerciais de dinâmica dos fluidos computacional para o cálculo transiente do fenômeno. Este trabalho faz uma ampla revisão bibliográfica e levantamento de eventos de trincas ou ruídos ocorridos em travessas nos últimos 50 anos. Propõe, então, um enfoque alternativo, baseado exclusivamente em ferramentas de código aberto. A partir de hipóteses simplificadoras devidamente justificadas, o problema é formulado matematicamente de forma bidimensional, no plano da seção transversal da travessa, levando em conta a interação fluido-estrutura. Nesta estratégia, as equações de Navier-Stokes são resolvidas pelo método dos elementos finitos por meio da biblioteca gratuita oomph-lib. Um código especial em C++ é desenvolvido para o problema de interação fluido-estrutura, no qual o fenômeno de turbulência é levado em consideração por meio de um algoritmo baseado no modelo de Baldwin-Lomax. O método proposto é validado por meio da comparação dos resultados obtidos com referências e medições disponíveis na literatura, que tratam de problemas de barras retangulares suportadas elasticamente. O trabalho finaliza com a aplicação do método a um estudo de caso envolvendo uma travessa particular.

A fase inicial de projeto de sistemas, baseada na elicitação, modelagem e análise dos requisitos é considerada a mais complexa e a mais estratégica para obtenção de bons resultados. Por conseguinte, erros precisam ser detectados durante esta fase inicial, antes de começar a implementação, evitando assim o desperdício de tempo e recursos. Este trabalho propõe um método formal de modelagem, análise e verificação de requisitos, partindo de uma representação semi-formal de requisitos em UML, e utilizando o formalismo das Redes de Petri para proceder à modelagem, análise e verificação. Propriedades das redes de Petri, tais como invariantes, são usadas para analisar os requisitos, permitindo uma validação antecipada dos requisitos no processo de design. O objetivo deste trabalho é estender a aplicação das redes de Petri como representação formal para a modelagem e análise de requisitos, endereçando assim a fase anterior às especificações. Pressupõe-se a existência de uma disciplina de projeto baseada em modelos (model driven) que abrange a fase inicial do projeto e se propaga para a modelagem e verificação de soluções. Assim, a abordagem proposta nesta tese se encaixa plenamente em um processo orientado a modelos que use a mesma linguagem: as redes de Petri.

Mancais magnéticos com controle uniaxial são mancais híbridos que combinam um mancal radial por imãs permanentes e um mancal axial eletromagnético com controle ativo. Estes mancais, a despeito das vantagens com relação a outras modalidades de mancais magnéticos, têm como principal deficiência a ausência de capacidade de amortecimento de vibrações radiais do rotor. De modo a eliminar tal deficiência, esta tese propõe um novo mancal magnético híbrido que conjuga um mancal com controle uniaxial a um mancal eletrodinâmico. Esta tese tem como objetivo investigar e demonstrar a eficácia desta solução. O objetivo final é apresentar um mancal magnético de elevado desempenho, de arquitetura simples e robusta, com possibilidades de aplicação em máquinas rotativas de alta velocidade. O mancal aqui proposto tem como base um mancal de controle uniaxial cuja arquitetura é definida de modo a apresentar elevada rigidez radial, elevada folga mecânica na porção rotativa, reduzida inércia no rotor, assim como simplicidade na construção e funcionamento. Para tanto, aqui se emprega mancais radiais com imãs disposto em camadas, operando em repulsão. Na direção axial, são usados atuadores eletromagnéticos compatíveis com a elevada rigidez gerada pelos mancais radiais. A estes mancais são associados mancais eletrodinâmicos homopolares de dois tipos, de fluxo magnético axial e de fluxo radial. Definido conceitualmente o novo mancal, protótipos foram desenvolvidos e foram realizados ensaios de validação do conceito do novo mancal, assim como de verificação do desempenho do protótipo. Com relação ao mancal proposto, foi verificada uma levitação estável do rotor e, obtida uma rigidez radial de 44 N/mm mediante uma folga de 2,5 mm. São valores que superam quaisquer resultados encontrados em literatura sobre mancais similares. Em seguida, demonstrou-se, ao menos até uma rotação de 35 Hz (2.100 rpm), a eficácia do mancal eletrodinâmicos de fluxo axial no amortecimento de movimentos assíncronos do rotor.

O presente estudo tem como objetivo determinar se a gravidade da DPOC poderá ser estimada através da área do gráfico das intensidades sonoras dos sons respiratórios de pacientes com DPOC. O estudo realizado com 51 pacientes com DPOC leve, moderado, grave, muito grave e 7 indivíduos saudáveis não fumantes. Os sons respiratórios de cada participante, foram coletados através de estetoscópio adaptado com um mini microfone. O método compara as áreas das intensidades sonoras em função da frequência de pacientes de DPOC e indivíduos saudáveis. Neste contexto, para atender ao objetivo, um método foi proposto e testado baseado na combinação de técnicas de filtragem e TFTC, seguida de análise estatística, cálculo da média, desvio padrão e interpolação. Os resultados sugerem que a área do gráfico da variância da intensidade sonora em função da frequência diminui quando aumenta a gravidade da DPOC, exceto para os casos em que a bronquite crônica é predominante.

A oferta de bens e serviços para atendimento da demanda dos consumidores atuais tem uma forte base na personalização, ou seja, na busca da satisfação individual dos clientes. Essa tem sido a forma que as empresas tem encontrado para se diferenciar. Para tanto, as organizações necessitam de modelos de negócios que permitam ajustar seus processos com as freqüentes necessidades de mudanças. A metodologia utilizada foi a observação de estudo de casos com projetos de Inovação Tecnológica, que possuem altos índices na característica de mudança dos requisitos. A proposta deste trabalho é permitir que essa volatilidade seja identificada na fase de eliciação de requisitos, com base nas intenções de cada envolvido no processo de engenharia de requisitos, e que tais solicitações possam ser melhor compreendidas através da prototipação baseada nas perspectivas dos participantes: de negócio, operacional, de design e gerencial. Como resultado foi definido o volaRE, que permite se conhecer a volatilidade de um requisito, com base nas características definidas do mesmo, ainda na fase de eliciação.

A Tomografia de Impedância Elétrica é uma técnica de obtenção de imagens do interior de um corpo, mediante grandezas elétricas medidas em sua superfície. Matematicamente, a técnica determina as distribuições de condutividades e permissividades elétricas num dado modelo do corpo, as quais reproduzem as medidas de correntes e potenciais elétricos em eletrodos fixados ao corpo. Nesse caso, as distribuições de condutividades e permissividades representam a solução de um problema não-linear e mal-posto, o qual é instável e apresenta mínimos locais, requerendo técnicas de inversão específicas. Um sistema de Tomografia de Impedância Elétrica aplicado à obtenção de imagens de valores absolutos possui, atualmente, limitações. São algumas delas a obtenção de distribuições de propriedades suaves e de valores geralmente subestimados, a sensibilidade elevada ao erro de posicionamento dos eletrodos (com relação ao modelo) e ao erro nos valores de parâmetros de contato, a sensibilidade elevada aos ruídos de medição, os tempos elevados de processamento, dentre outros. Com o intuito de abordar as limitações, melhorando o desempenho do sistema de Tomografia de Impedância Elétrica de imagens absolutas, são então propostas e avaliadas ferramentas baseadas no Método de Otimização Topológica no atual trabalho. Mais especificamente, avaliam-se: 1) um método para obtenção de parâmetros de contato em conjunto com uma imagem e um método de regularização baseado no controle explícito da variação espacial da imagem, 2) uma formulação para acomodação de incertezas, 3) uma formulação para correção do posicionamento de eletrodos, 4) uma formulação para projeto de eletrodos e 5) um novo solucionador de sistemas lineares de larga escala. Os resultados mostram a efetividade da maioria das técnicas propostas, e sugerem os novos tópicos de pesquisa em Tomografia de Impedância Elétrica.

Durante as últimas décadas, têm sido realizados vários estudos sobre a aplicação de veículos suspensos como em teleféricos, bondinhos, linhas de transporte e/ou montagem em indústrias, e robôs para finalidades diversas. Como veículos suspensos possuem comportamento de pêndulo, estão suscetíveis as ações de forças externas que geram oscilações e balanços indesejados no veículo que podem comprometer sua função e segurança. Um levantamento bibliográfico mostrou a deficiência de estudos de sistemas que mantenham a estabilidade física de veículos suspensos. Usando conceitos de conservação de energia e quantidade de movimento foi concebida a ideia de desmembrar o corpo do veículo suspenso em duas partes, uma massa fixa e uma massa móvel de atuação e estabilização da estrutura do veículo; dessa forma fazendo uso apenas de componentes internos ao veículo, uma vez que em sistemas suspensos é grande a dificuldade de aplicação de forças externas para correção de posicionamento. Neste trabalho foi desenvolvido um sistema ativo de autoestabilização para veículos suspensos capaz de amenizar os efeitos de forças externas que possam comprometer a atividade desempenhada pelo veículo. Para a autoestabilização foi montado um sistema de controle em malha fechada com sensor de detecção de inclinação (posição) e atuador com motor de corrente contínua para deslocar uma massa móvel dentro do robô suspenso, acionados por um microcontrolador embarcado. A eficiência do sistema foi comprovada com a montagem de um protótipo, onde uma programação baseada em controle proporcional e derivativo foi suficiente para garantir uma eficiente e rápida estabilização no robô quando sujeito a forças externas como atuação de ventos, por exemplo.

O presente trabalho trata da verificação e design de sistemas complexos, especificamente da verificação de sistemas de tempo real concorrentes e distribuídos. Propõe-se uma técnica enumerativa para a verificação formal de modelos que permite determinar a validade de propriedades quantitativas, além das qualitativas. A técnica proposta separa a construção do espaço de estados dos algoritmos de rotulação das fórmulas temporais, o que possibilita a diminuição da complexidade do processo de verificação, tornando-o viável para aplicações práticas. A técnica proposta foi inicialmente aplicada sobre modelos de redes de Petri temporizadas e depois em uma rede unificada chamada GHENeSys para aproveitar as características de abstração, hierarquia e de elementos de interação chamados pseudo-boxes. A definição da rede GHENeSys foi modificada para permitir a modelagem de sistemas onde os requisitos temporais devem ser expressos através de atrasos e prazos como e o caso dos sistemas de tempo real. A rede suporta ainda mecanismos de refinamento tanto para os elementos ativos quanto os passivos. A demonstração da manutenção de propriedades como invariantes, vivacidade, limitação assim como da validade de fórmulas lógicas no processo de refinamento constitui um aspecto fundamental no projeto de sistemas complexos, e foi portanto revista em detalhes para a rede GHENeSys. Alguns exemplos práticos são apresentados para avaliar o desempenho dos algoritmos e um estudo de caso finaliza a apresentação, onde se pode contrastar os algoritmos propostos com os implementados na ferramenta UPPAAL.

O objetivo deste trabalho é estudar o fenômeno da força de radiação acústica produzida por ondas progressivas e estacionárias. Neste trabalho o estudo da força produzida por ondas estacionárias é aplicado na análise de um levitador acústico e o estudo da força de radiação acústica por ondas progressivas é feito visando a futura construção de um separador acústico. Neste trabalho é utilizado o método dos elementos finitos para simular o comportamento de um levitador acústico. Primeiramente, é feita a simulação de um levitador acústico que consiste de um transdutor de Langevin com uma face de emissão plana que opera na freqüência de aproximadamente 20 kHz e um refletor plano. O método dos elementos finitos é utilizado para determinar o deslocamento da face do transdutor e o potencial acústico que atua numa esfera pequena. O deslocamento da face do transdutor obtido numericamente é comparado com o medido experimentalmente por um vibrômetro de fibra ótica e o potencial acústico determinado pelo método dos elementos é verificado experimentalmente colocando pequenas esferas de isopor no levitador. Depois de verificar o modelo numérico, o método dos elementos finitos é utilizado na otimização de um levitador acústico composto de um refletor côncavo e um transdutor com face de emissão côncava. Os resultados numéricos mostram que a força de radiação acústica no novo levitador é aumentada em 604 vezes quando comparada com o levitador composto de um transdutor com face plana e refletor plano. Este trabalho também apresenta um modelo numérico para determinar a trajetória de partículas esféricas na presença de uma onda de ultra-som progressiva. O modelo assume que as seguintes forças atuam na partícula: gravidade, empuxo, forças viscosas e força de radiação acústica devido a uma onda progressiva. Com o objetivo de não restringir o tamanho das partículas que podem ser utilizadas no modelo é empregada uma equação empírica do coeficiente de arrasto, válida para uma grande faixa de número de Reynolds. O modelo proposto requer a distribuição de pressão gerada pelo transdutor de ultra-som. A distribuição de pressão é medida experimentalmente utilizando um hidrofone calibrado. A verificação do modelo é feita soltando-se pequenas esferas de vidro (com diâmetros da ordem de 500 m) em frente a um transdutor de ultra-som de 1 MHz e 35 mm de diâmetro.