Repositório RCAAP

Several scientific applications benefit from the quali- and quantitative features of infrared thermography. However, the evaluation of thermal images is generally performed by the manual selection of regions of interest with the use of simple geometric shapes for the extraction of temperature measurements and elementary statistics. Hence, the process may be inaccurate, incomplete, expert-dependent, and time-consuming. Although the use of imaging techniques can contribute to improving the analyses, intrinsic features of infrared radiation must be considered to avoid data corruption from mishandling imagecontents representing temperature measurements. Essentially, the unavailability of a structured system of advanced image analysis methods shows to restrict the evaluation of thermal imagery to elementary statistics and lead to inaccurate interpretations because ofcorrupted data from technique misuse and imprecise selection and registration of regions of interest. This work addresses these issues presenting a new methodology for a precise and enhanced evaluation of thermal images by combining specific image processing andanalysis methods adapted for infrared thermography, including the: unassisted target detection using segmentation, regional isotherm detection, and registration of thermograms and isotherms. We introduce image segmentation for the autonomous and precise extractionof regions of interest with the use of a mask that serves as a detailed filter allowing for an accurate analysis of temperature measurements since background data is eliminated from computations. Moreover, our methodology promotes the automatic, non-rigid registrationof thermograms and isotherms by calculating transformations based on shape deformation fields that are used for aligning sequences of thermal images and isotherms to a unique spatial coordinate system without affecting the original radiometric measurements. Registration enables the extraction of comparative measures including region areasand the region-growth percentage. Experiments were conducted to evaluate the proposed methodology on sequences of thermograms taken from professional soccer players as part of a sports medicine application. Specific sets of trials portrayed the most relevant steps ofour approach with precise and consistent results. Erratic thermograms containing acquii sition artifacts and environmental distortions were selected to display the methodologys ability to cope with a broad range of issues concerning infrared thermography. The results were accurate and compatible to the manual analysis by an expert. Nonetheless, the benefit of the unsupervised segmentation and registration in the proposed methodology favors the processing of large databases, where a manual approach is unfeasible. In contrast with previous work using thermal analysis for injury assessment, our methodology is able to evaluate patterns of temperature variations over periods of time. While our method does not produce a diagnosis, its results were used by Cruzeiros medical team for assisting with the detection of potential injury and with the monitoring of treatments progress. Furthermore, because component methods have a direct functional association to the steps for the quantitative analysis of thermal images, our methodology provides a standard framework to support future work.

O problema de avaliação das correntes harmônicas geradas por cargas não lineares é uma constante no campo da qualidade da energia elétrica. Esse problema se torna ainda mais difícil quando a tensão de alimentação já está poluída com componentes harmônicos. O efeito dessa poluição é abordado neste trabalho, apresentando resultados de medição e evidenciando como as correntes geradas por uma carga não linear pode depender dos parâmetros de distorção da tensão. Uma vez colocado o problema da dependência de correntes harmônicas com a poluição da fonte de alimentação, este trabalho busca uma representação adequada para cargas não lineares neste contexto. Quando se trabalha com uma representação de uma carga não linear através de um conjunto de admitâncias cujas amplitudes e ângulos dependem do conteúdo harmônico da tensão, a metodologia que usa tensores é razoavelmente precisa no caso destas produzirem uma figura circular no plano das admitâncias, o que, em geral, acontece para simulações. Entretanto, esta abordagem não é adequada para o caso cargas em geral. Para se levar em consideração a variação da admitância devido à dependência com os ângulos (fundamental e harmônicos) da tensão de alimentação, este trabalho apresenta um procedimento especial que envolve um conjunto de matrizes de admitâncias que são adequadas para a modelagem de cargas em geral, uma vez que esta modelagem pode utilizar dados advindos de medições, os quais podem revelar completamente as características não lineares de cargas reais . A metodologia é baseada em um processo de cálculo iterativo no qual uma admitância de Norton é atualizada, sendo esta a responsável por levar em consideração a dependência do comportamento da carga não linear com o módulo e ângulo da tensão de alimentação. Uma vez que os parâmetros do sistema elétrico e da carga são estabelecidos, o método fornece uma maneira determinística de avaliação da corrente de linha produzida por uma carga não linear ou um grupo destas cargas não lineares. Além das medições mencionadas, simulações computacionais comparando resultados obtidos pela modelagem de cargas não lineares no domínio do tempo são apresentadas com o propósito de validação do processo. O procedimento desenvolvido é também utilizado para calcular a corrente total de dois conjuntos de cargas não lineares diferentes conectadas a um mesmo alimentador, mostrando sua aplicabilidade para casos mais gerais

Neste trabalho investigaram-se características dos canais positivos e negativos de descargas nuvem-solo negativas, na fase imediatamente anterior ao início da descarga de retorno. A discussão se baseia em medições de corrente, campo elétrico, luminosidade e em vídeos de câmera ultrarrápida, obtidos simultaneamente na Estação de Pesquisa do Morro do Cachimbo (MCS). Tais medições configuram os registros mais completos de descargas naturais apresentados na literatura até o presente momento. Os desenvolvimentos realizados no contextodesta tese envolveram a implantação de melhorias nos sistemas de medição da estação, com vistas à obtenção de resultados de maior confiabilidade, e o monitoramento desses sistemas por duas temporadas de chuvas. As interpretações desenvolvidas a partir das correspondentes medições resultaram em contribuições significativas em três campos distintos. Primeiramente, no que diz respeito aos canais negativos, os resultados revelaram variações muito reduzidas navelocidade de propagação na fase final de desenvolvimento dos canais (últimas centenas de metros propagados). Além disso, foi documentada uma observação muito rara. Esta consistiu no desenvolvimento contínuo do canal descendente que precedeu uma primeira descarga de retorno na torre de MCS, diferente da usual propagação por passos. Em relação à propagação de canais ascendentes positivos, este trabalho identificou uma condição comum de iniciação dos canais em todas as correntes medidas em MCS, consistindo em um limiar de corrente contínua de 4 A. Este limiar corresponde a um campo elétrico ao nível do solo deaproximadamente 60 kV/m, medido a 50 m de distância da torre. A partir de evidências experimentais e de análises de dados disponíveis na literatura, o trabalho concluiu que canais positivos se propagam de forma contínua, sem envolver passos. A velocidade de propagaçãodos canais positivos filmados apresentou dispersão elevada em relação a um valor médio, que se mostrou muito menor que o correspondente em canais descendentes negativos. Finalmente, foram determinados, pela primeira vez na literatura, pares de distâncias de indução do canalascendente (SDs) e correntes medidas diretamente de primeiras descargas de retorno. As SDs foram calculadas a partir de quatro metodologias distintas. Foi demonstrado que distâncias de indução determinadas exclusivamente a partir de vídeos podem apresentar valores subestimados. O uso do critério de iniciação do canal ascendente de 4 A foi introduzido nos cálculos e uma nova metodologia para determinação da SD exclusivamente a partir dos registros de corrente foi desenvolvida. Esta metodologia foi aplicada a 17 correntes de primeira descarga. Os resultados confirmaram a tendência de crescimento da SD com o aumento da amplitude de corrente. Além disso, foi observada uma dispersão muito elevada deste parâmetroem eventos que exibiam valores comparáveis de pico de corrente, o que foi atribuído ao caráter aleatório e imprevisível da geometria das ramificações do canal descendente negativo.

Obter ganhos financeiros na Bolsa de Valores por meio de estratégias automatizadas é uma área de forte interesse da academia e do mercado. Várias técnicas têm sido empregadas para tratar esse problema, como preditores da família ARCH e GARCH, redes neurais, lógica fuzzy, programação genética e métodos convencionais de mercado. Esse trabalho apresenta dois sistemas computacionais desenvolvidos para essa finalidade. O primeiro sistema se baseiana seleção ótima de regras de compra e de venda de ações. Já o segundo combina métodos convencionais, programação genética e otimização multiobjetivo. Os dois sistemas propostos têm a finalidade de obter lucro no mercado financeiro, identificando de forma automática os melhores momentos de compra e de venda de ações em uma janela de tempo determinada. Diferentemente de outros tipos de sistemas de investimento, nos quais o objetivo é tentar prever com exatidão o preço da ação no futuro, os sistemas desenvolvidos nesse trabalho buscamidentificar regiões prolíficas para compra e venda de ações. Os sistemas foram testados em seis séries temporais históricas de ativos representativos da Bolsa de Valores do Brasil: a BOVESPA. Esses ativos estão distribuídos em quatro segmentos distintos da economia brasileira. Os sistemas apresentaram ganhos superiores à valorização dos ativos testados no período.

Máquinas multifásicas possuem várias vantagens frente a seus homólogos trifásicos e são atrativas para algumas aplicações. A tolerância a falhas é uma das mais importantes dessas vantagens, uma vez que a interrupção do serviço pode gerar grandes custos e oferecer riscos. Falhas geralmente ocorrem em inversores e em enrolamentos de estator. No entanto, uma grande vantagem das máquinas de indução multifásicas é a capacidade de partir e continuar operando mesmo com uma ou várias de suas fases de estator abertas ou em curto-circuito. Oobjetivo desta dissertação é analisar a operação pós-falta de uma máquina indução de nove fases em várias condições de falha na própria máquina, seus terminais e nas chaves dos inversores. A princípio, é feita uma abrangente revisão bibliográfica. São desenvolvidos dois métodos neste trabalho para eliminar a pulsação de torque, que ocorre na situação de uma ou mais fases abertas, mantendo a mesma força magnetomotriz balanceada. O primeiro método possibilita as menores perdas no cobre do estator. O segundo produz as mesmas magnitudes de corrente para as oito fases restantes. Ambos os métodos dispensam conexões ou equipamentos extras. Um modelo da máquina de indução de nove fases com múltiplas fases abertas também foi desenvolvido aqui. Com este modelo, velocidade, enlaces de fluxo e pulsações de torque podem ser analisados quando algumas fases são abertas. Derivadas desse modelo, as novas correntes de estator em referencial estacionário podem ser calculadas para eliminar a pulsação de torque,com até 7 fases abertas. Os resultados de simulação mostram a eliminação da pulsação de torque aplicando os métodos propostos. Resultados experimentais, comparações e análises de vários tipos de falhas no inversor e na máquina são realizadas: uma, duas e três fases abertas adjacentes, falta fase-neutro, falta fase-fase e um IGBT em curto-circuito. Os resultados experimentais estão incluídos como suporte a trabalhos futuros sobre modelagem do sistema de acionamento composto por motores de indução multifásicos operando com essas falhas e sua validação.

A sociedade moderna se torna cada dia mais dependente da mobilidade, sendo os veículos leves a opção principal adotada, o têm provocado sérios impactos. O volume de veículos do setor de transporte somado ao do setor automobilístico é responsável por níveis de emissão de gases de efeito estufa que quase se igualam aos provocados pela indústria. As consequências podem ser percebidas por indicadores de saúde pública, principalmente com as despesas financeiras para tratar das doenças causadas por essa poluição. Os veículos elétricos híbridos surgem como opção intermediária entre oveículo convencional de motor de combustão e o veículo elétrico, para acelerar o processo de redução de emissão e de consumo. Porém, os custos da tecnologia eleva o preço dos veículos híbridos em relação aos convencionais. Sendo assim, este trabalho propõe avaliar a redução de consumo de combustível de um veículo convencional com características de um nacional compacto de 999cc. Com o intuito de minimizar as alterações no veículo, a proposta é realizar a hibridização por meio da arquitetura paralela de eixos separados, Paralela-ES, fazendo uso de uma máquina de indução de nove fases como motor do sistema de tração elétrica, integrado ao eixo traseiro do veículo. Este trabalho utiliza ciclos de condução adotados pela norma brasileira e umciclo de condução urbano real, medido em um dos principais corredores de Belo Horizonte MG. O veículo convencional foi modelado e simulado no software ADVISOR, e a partir disso, foram realizados testes de desempenho e consumo entre o veículo real e o simulado. Tendo posse do modelo do veículo convencional, foram realizadas modificações para implementar o modelo do veículo hibridizado, e com isso, avaliar os ganhos obtidos com redução no consumo, eficiência e emissão de poluentes. Por fim, é realizada uma comparação entre os veículos hibridizados pela arquitetura Paralela-ES, e pela paralela de assistência, Paralela-SA.

Essa dissertação de mestrado apresenta o controle de corpo completo de um manipulador móvel não-holonômico utilizando controle por realimentação entrada-saída e álgebra de quatérnios duais. O controlador, cuja referência é um quatérnio dual unitário representandoa pose desejada do efetuador, age como um gerador dinâmico de trajetória para o efetuador, e os sinais de entrada tanto para a base móvel não-holonômica quanto para o braço manipulador são gerados utilizando a pseudo-inversa da matriz Jacobiana de corpo completo.Para lidar com as restrições de não-holonomia, o sinal de entrada para a base móvel gerado pelo controle de corpo completo é devidamente remapeado para garantir factibilidade. Restrições nos limites das juntas, existentes na plataforma real, são tratadas como restrições na matriz Jacobiana. A estabilidade de Lyapunov para o para o sistema em malha fechada é apresentada, utilizando o método direto de Lyapunov e o teorema de Matrosov, e resultados experimentais em uma plataforma real são realizados para comparar o esquema proposto com um controlador cinemático tradicional de corpo completo. Os resultadosmostram que, para uma taxa de convergência similar, o controlador não linear é capaz de gerar movimentos mais suaves, além de possuir menor esforço de controle do que o controlador linear.

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The economic sustainability of family farms is a major factor in promoting sustainable development in areas of rural settlements. Thus, this study sought to identify systemic approach through what are the strategies of the families who work together for the perpetuation of the familiar form of land use in order to encourage them through public policies. As economic indicators we used the value-added and value added per worker, considering the relevant aspects of establishments such as family characteristics, socioeconomic, cultural and quality of life, work organization and production, productive infrastructure, level dependence, reproductive strategies and future expectations, and the commercialization of products. Among the strategies studied the agricultural income of family farms that sell to the agricultural industry has the best performance, however the dependency and risk are high, which can lead to economic sustainability. Already in establishments that do not trade with agro farm income is lower, but is more likely to persist over time. Among these establishments, farm products that drains directly is more advantageous from the perspective of agricultural income and consumption. This reaffirms the idea that the creation of sites for the direct marketing cooperation for sustainable development in the field with decent living conditions.

Currently there is a lot of pressure in the aeronautical and automobilistic transport section in order to reduce the fuel consumption and consequently cost and gas emissions. This measure has increased in the last years the use of light alloys, as the alluminium s alloys and of more efficient methods for joining them. Nevertheless, there is some difficult in joining these alloys using the conventional methods. The Friction Spot Welding (FSpW) is a solid state joining technique, that has great advantages regarding others joining techniques, and therefore could be a viable alternative to replace the established technologies as Resistance Spot Welding (RSW) and riveting, which are widely used by the automotive industry. The present works aims to study, through the Friction Spot Welding process (FSpW), the similar welding conditions of AA5754-H111 aluminium alloy and also the dissimilar welds between AA5754-H111 aluminium alloy and AZ31-O magnesium alloy. The influence of process parameters over the microstructure and the mechanical properties of the welded joints, as well as, the optimization of the welding process were evaluated. The joints were produced in overlap configuration through a different combination of parameters, which were established by statistical methods for design of experiments, and later submitted to mechanical and metallurgical characterization. The results proved the feasibility of joining the similar and dissimilar plates of aluminium AA5754 and magnesium AZ31 through FSpW process. The similar joints showed great results of shear strength. However, in the dissimilar joints, the utilization of a zinc interlayer, in spite of leading to a great superficial finishing, didn t effectively decrease the amount of intermetallic compounds formed in the joint as it was expected, leading to low values of shear strength.

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