[pt] Muitos sistemas biológicos utilizam visão como forma primária de sensoriamento.Ao longo de milhões de anos de evolução, as diferentes espécies vêm demonstrando o potencial associado à capacidade de visão. A partir da década de 60, foram iniciados os primeiros estudos no sentido de proporcionar às máquinas esta forma de sensoriamento. A esta nova forma de sensoriamento dá-se o nome de Visão Computacional. Em Visão Computacional, muitos casos requerem a determinação de um campo vetorial que descreva os deslocamentos ocorridos entre dois quadros consecutivos de uma seqüência genérica de vídeo. A este campo vetorial dá-se o nome de Optical Flow (Fluxo Ótico). A determinação do Optical Flow é ainda um problema sem solução. No presente trabalho, propõe-se um novo estimador estatístico para a determinação do Fluxo Ótico. Este estimador possui complexidade O(n) e associa um grau de confiabilidade a cada estimativa realizada. É aplicável a qualquer sinal digital (não apenas imagens ou vídeo, mas também a som, volume, etc) e vem demonstrando esultados muito promissores. / [en] Many biological systems make use of vision as its primary sensory mechanism. During million years, different species have been showing the great potential associated with vision. From the early sixties onwards, studies have been done to provide machines with this important sense. The research area involved in this task is called Computer Vision. In Computer Vision there are many situations where it is necessary to evaluate a vector field which describes existing displacements between two consecutive frames of a generic video sequence. This vector field is called Optical Flow. The Optical Flow determination is still a problem with unknown solution. This work proposes a new statistic algorithm to estimate the Optical Flow. The proposed algorithm has O(n) complexity and associates a degree of reliability to each estimation.The algorithm can be applied to any digital signal (not only images or videos, but also sound, volume etc) and is achieving promising results.

[pt] A Baía de Guanabara (BG) serve como estuário para 90 rios e canais, é um ambiente eutrofizado, com intensa produtividade primária e que recebe considerável aporte de nutrientes, principalmente oriundos do despejo de esgotos e drenagem fluvial. Ali se encontra também o segundo maior complexo industrial do Brasil. Devido a esses aspectos geradores de alterações ambientais, o objetivo deste trabalho é caracterizar as variações biogeoquímicas na Baía de Guanabara em ciclos de maré diurna e o fluxo de nutrientes inorgânicos dissolvidos e de hidrocarbonetos alifáticos no material particulado em suspensão (MPS). O estudo inclui, ainda, caracterização da origem da MO particulada, através da utilização de ferramentas como composição elementar (C e N) e isotópica Delta13C e Delta15N. Para tal, foram realizadas duas campanhas: uma no período próximo a entrado do inverno (seca) e outra no período próximo à entrada do verão (chuva) em um ponto fixo próximo à desembocadura da baía. As coletas foram realizadas ao longo de um ciclo completo de maré, a intervalos de 2 horas, totalizando 13 amostragens em 3 profundidades (superfície, meio e fundo) e 39 amostras por campanha. Dados auxiliares de velocidade e direção de correntes, salinidade e T celsius da água foram obtidos com um ADCP e um CTD. A metodologia incluiu análises no campo (medidas de T celsius, pH e OD) e no laboratório. No laboratório foram utilizados métodos colorimétricos e espectrofotométricos para nutrientes (NH4 mais, NO2 menos, NO3 menos e Pinorg), COP, NP, COD, MPS e clorofilas. Após extração em Soxhlet (EPA3540C), os hidrocarbonetos fracionados em coluna foram analisados por GC-FID (alifáticos). As análises de composição elementar e isotópica foram feitas através de combustão a seco e IRMS, respectivamente. Os resultados demonstraram que T celsius e o pH variaram pouco ao longo da coluna d água na C1, já para a C2 ocorreu uma variação mais acentuada de T Celsius. O OD, NH4 mais, NO3 menos e a Chl-b foram mais elevados para a C1, já a Salinidade, MPS, Pinorg, bacterioplâncton, delta 13C, delta 15N e HAT foram maiores para a C2. Os compostos, na sua maioria, alcançaram concentrações mais elevadas em eventos de maré vazante. Os hidrocarbonetos alifáticos originaram, predominantemente, da degradação de óleo por microorganismos, principalmente para a C2. Para a C1 ocorreu mistura de nalcanos com predomínio de origem biogênica terrestre e petrogênica recente. Os traçadores naturais utilizados razão C/N e isotópica delta 13C e delta 15N levaram a identificar às principais fontes de MO evidenciando predomínio de origem marinha em ambas as campanhas. O fluxo de nutrientes inorgânicos dissolvidos foram em média na ordem de 104 para os nitrogenados e hidrocarbonetos alifáticos e de 102 para o fósforo inrgânico diário sendo exportados da BG. Além destes a BG exporta elevada quantidade de material como clorofilas, COP e NP. O COD apresentou fluxo positivo para a BG, entretanto devemos levar em consideração o ponto de coleta sofre forte influência do influxo proveniente do emissário submarino de Icaraí e outros esgotos pontuais próximos a desembocadura. A utilização de ferramentas estatísticas auxiliou na comprovação sobre a diferença significativa entre as campanhas, contribuindo para validar a escolha do critério da sazonalidade. A análise de cluster e a PCA demonstraram uma associação existente entre os parâmetros analisados. / [en] The Guanabara Bay serves as the estuary to 90 rivers and canals, it is considered an eutrophic environment with intense primary productivity and considerable amount of nutrients, mainly coming from the river drainage and sewage dump and owns the second largest industrial complex of Brazil. Because of these aspects, the purpose of this paper is to characterize the biogeochemical aspects of Guanabara Bay on tidal cycles, analyzing the flow of nutrients dissolved inorganic and hydrocarbons in SPM. In addition of that, characterize the source of particulate organic matter through the use of tools such as elemental composition (C and N) and isotopic delta 13C and delta 15N. For this, the samples were collected in the dry and wet seasons in a fixed point near by the entrance of Guanabara Bay. The samples were collected over complete tidal cycle being 13 samples (surface, middle and bottom) totaling 39 sampling. Speed and direction of currents, salinity and water temperature data were obtained with an ADCP and CTD. The methodology consisted of field analysis (T celsius, pH and DO measures) and laboratory. In the lab, were used colorimetric and Spectrophotometric methods for nutrients NH4 more, NO2 less, NO3 less and Pinorg) POC, TOC, DOC, PON, SPM and chlorophylls assays. The extraction of hydrocarbons was held in the Soxhlet apparatus (EPA 3540C), clean-up column and analyzed in GC-FID (aliphatic). The isotopic and elemental composition analyses were made using dry combustion and MS, respectively. The results demonstrated that T celsius degrees and pH varied little throughout the water column in C1, but for C2 a sharper variation occurred for Tcelsius. DO, NH4 more, NO3 less and Chl-b were higher for the C1. The Salinidade, SPM, Pinorg, bacterioplakcton, delta 13C, delta 15N and TAH were higher for the C2. The majority of compounds obtained higher concentrations in events of ebb tide. The aliphatic hydrocarbons were originated, predominantly, of oil degradation by microorganisms, primarily for the C2. For the C1, n-alkanes occurred mixed with predominance of terrestrial biogenic and petrogenic origin. The natural tracers C/N ratio, delta 13C and delta 15N isotope used to identify the major sources of OM evidenced a dominance of marine source of MO for both campaigns. Dissolved inorganic nutrients flow were on average in the order of 104 for nitrogenous and aliphatic hydrocarbons in SPM and 102 for the inorganic phosphorus daily being exported from GB. Besides, GB exports a large amount of material as chlorophylls, POC and PN. The COD presented positive flow for GB, however we must take into consideration the sampling point receives a strong influence of the outfall of Icaraí sewage and other sewages near the mouth. The use of statistical tools helped to proof the significant difference between the campaigns, it could help to validated the choice of seasonality criteria. Cluster analysis and PCA demonstrated an association between parameters analyzed.

[pt] O acoplamento fluido-mecânico como é conhecido o efeito tanto do meio poroso no meio fluido, quanto do efeito do meio fluido no meio poroso, possui uma ampla aplicabilidade em diversos campos da engenharia, tornando-se um importante objeto de estudo. O presente trabalho analisa alguns modelos acoplados de deformação e fluxo, particularmente fluxo bifásico e acoplamento com deformação, levando-se em consideração a não linearidade física do solo. A análise de fluxo em condição bifásica pode conduzir a instabilidade, devido à característica parabólica-hiperbólica das equações governantes, bem como o método empregado para soluções das mesmas, podendo não capturar satisfatoriamente condições de heterogeneidade do meio geológico. Sendo assim, são estudadas formulações numéricas capazes de contornar essas dificuldades e ainda empregadas em condição acoplada com o problema de deformação. Emprega-se inicialmente o método dos elementos finitos, MEF, para solução do problema acoplado com fluxo bifásico, em sequência uma formulação mista em que se resolve a equação da pressão através do MEF, e intermediariamente utilizam-se métodos de melhor aproximação da velocidade como os elementos de Raviart-Thomas de mais baixa ordem e solução da equação da saturação pelo método dos volumes finitos, MVF, com esquema de interpolação de alta ordem para captura de frente de saturação. Ainda assim é apresentada uma formulação em que se emprega o método dos elementos finitos descontínuos, MEFD, apresentado em Hoteit (2008), que no presente trabalho é acoplada com o problema de deformação utilizando um procedimento staggered para solução iterativa de ambos os sistemas. São apresentados exemplos que validam as diversas formulações e que destacam as propriedades de cada uma das formulações, com vantagens e desvantagem nas suas aplicações. / [en] The fluid-mechanical coupling is known as the effect of both the porous media in a fluid as the fluid in porous media, it has been studied intensively in past years and in recent years, given its importance in various application fields of engineering. This works studies numerical models of coupled deformation and flow, considering coupled two-phase flow and deformation, taking into account the nonlinear soil behavior. The numerical analysis of two-phase flow can lead to instabilities due to parabolic-hyperbolic character of the governing equations and the method employed does not adequately capture the heterogeneity of the geological environment. Thus, we analyze the numerical formulations capable of overcoming these difficulties and to be employed on coupled condition with deformation. Initially the finite element method, FEM, is employed for solution of the coupled two-phase flow problem. Another formulation is employed in a mixed basis, the pressure equation is solved through the FEM, solution of the equation of saturation by finite volume method, FVM, using interpolation scheme with high order to capture the saturation front. In an intermediate step, it is employing methods to better pos-processing the velocity filed as the lowest-order Raviart- Thomas finite elements. Finally, it is presented a formulation that employs the discontinuous finite element method, DFEM, presented in Hoteit et al (2008), is coupled in this work with the problem of deformation using a staggered procedure for iterative solution of the systems. Examples are presented that validate the various formulations and highlight the properties of each formulation, with advantages and disadvantages in their applications.

[pt] Um algoritmo de Fluxo de Potência Probabilístico (FPP) permite avaliar a probabilidade de ocorrência de certos eventos em um sistema de potência, baseado em seu desempenho passado, na previsão das demandas e nas disponibilidades das unidades geradoras e equipamentos de transmissão. Tais eventos são sobrecargas, sobre/subtensões e insuficiência de geração de potência ativa/reativa. As probabilidades ou riscos associados a tais eventos são medidas ou índices de adequação relacionando cargas, equipamentos disponíveis e a política operativa. Pode-se dizer que a formulação de FPP mais realista até hoje proposta possui duas restrições básicas. A primeira é a dificuldade de se obter simultaneamente e de forma eficiente, todos os índices de adequação. A segunda está relacionada com a precisão do algoritmo para as grandezas reativas, mesmo para níveis de incerteza não muito elevados. Neste trabalho, além de ser proposto um novo algoritmo de solução que resolve as restrições anteriormente citadas de forma bastante simples e eficaz, são demonstradas diversas aplicações dos algoritmos de FPP e também definidas metodologias de utilização desta ferramenta em estudos de planejamento da operação e da expansão, ressaltando-se ainda as similaridades com a análise de confiabilidade global de sistemas de potência. A aplicação dos métodos de FPP, obtendo informações adicionais para complementar a abordagem determinística convencional, tem demonstrado ser uma ferramenta auxiliar bastente útil no processo de tomada de decisão. As vantagens da inclusão deste algoritmo no rol de técnicas imprescindíveis aos engenheiros vem incentivando o uso desta abordagem de maneira mais ampla. / [en] A Probabilistic Power Flow Algorithm (PPF) allows the practical evaluation of the probability of occurrence of power system events, based on their historical performance, load forecast and availability of generating units and transmission equipment. Such events are overlads, undervoltages, overvoltages and indufficiency of active/reactive power generation. The probabilities or risks associated to these events are adequacy measures, or indices, linking loads, available equipment and operational policies. The practical PPF formulations available in literature present two main drawbacks. The first one is related with the computational difficulty in simultaneously obtaining all basic adequacy indices, within an efficient computational scheme. The second is related with the accuracy of calculated reactive figures, even in the case of modest uncertainty levels. In this work, a new, simple and efficient PPF algorithm, which alleviates the previous drawbacks, is proposed. Several practical applications of the proposed PPF algorithm are described as well as methodologies for its use in operational and expansion planning. Also, the similarities between PPF and composite reliability evaluation algorithms are emphasized. The application of PPF methods, providing additional information to the conventional deterministic approaches, has shown to be a very important auxiliary tool in the decision making process, thus contributing for the broad use of probabilistic methods.

[pt] Neste trabalho são apresentados modelos para a dinâmica vertical e para a dinâmica lateral de veículos terrestres e desenvolve-se um procedimento para o aclopamento desses modelos. A simulação computacional é empregada para a análise e comparação do desempenho de veículos com suspensão convencional e ativa, quanto à dirigibilidade e estabilidade em curva. É realizado um estudo sobre a influencia dos parâmetros típicos dessas suspensões no comportamento das principais variáveis que caracterizam a dinâmica dos veículos, utilizando dados reais. / [en] In this work models of vertical and lateral vehicle dynamics are presented. A procedure to couple them is also developed. A numerical simulation is applied to analyze and compare the performance between a vehicle with a conventional suspension and another with an active suspension. An analysis, based on real data, of how some chacteristic parameters of those suspensions influence the behavior of the main variables that characterize the vehicle dynamics is also performed.

[pt] Esta dissertação apresenta uma aplicação das técnicas de Fluxo de Potência Probabilístico (FPP) no planejamento da expansão de sistemas de potência. Um breve resumo da formulação e solução do problema de FPP é incluído para identificar as diferenças entre esta técnica e outras ferramentas disponíveis tais como os algoritmos de avaliação da confiabilidade composta - geração e transmissão. O potencial das técnicas de FPP será demonstrado através de um estudo utilizando o Sistema Norte/Nordeste brasileiro. O planejamento da expansão da rede elétrica de uma área deste sistema, obtido através de um algoritmo convencional de fluxo de potência, é comparado com aquele obtido por um programa de FPP que modela as indisponibilidades de capacidade de geração, bem como as incertezas existentes nos picos de cargas. As diferenças significativas demonstram os benefícios das técnicas de FPP. Uma ênfase especial é dada à modelagem de curto e longo prazos das incertezas das cargas. / [en] This dissertation presents an application of Probabilistic Load Flow (PFL) techniques to the expansion planning of power systems. A brief review of the PFL formulation and solution is included to identify differences between this technique and other available tools such as composite generation and transmission reliability evaluation algorithms. The potencial of the PLF technique is demonstrated by a case study using the Brazilian North/Northeastern system. The network expansion planning of an area of this system is studied using a conventional load flow program and the results compared with those obtained from a PLF program that models generation capacity unavailabilities and peak load uncertainties. The significant diffrences demonstrate the benefits of the PLF technique. Special emphasis is given to short and long term modeling using analyses of real system load data.

[pt] O presente trabalho tem como objetivo analisar estratégias de hedge com contratos a termo, futuros e opções que impactem em redução do CF@R para um modelo de refinaria de petróleo. A finalidade é mostrar o efeito causado por instrumentos normalmente utilizados no mercado financeiro para a proteção de carteiras dentro do ambiente corporativo. A base para o estudo de caso é moldada através da metodologia para análise de risco em instituições não financeiras sugerida pelo documento técnico CorporatemetricsTM. Na estrutura financeira corporativa, cujo conceito já é solidificado, foram introduzidas algumas variáveis para estudar a distribuição dos fluxos de caixa da refinaria. São utilizados processos estocásticos, neste caso o MGB, para simular os preços das commodities identificadas como fatores de risco que influenciam o resultado financeiro da empresa. A partir daí, tendo como ferramentas a simulação de Monte Carlo e a Fatoração de Cholesky para o auxílio na geração de projeções correlacionadas, são criados cenários dos possíveis fluxos de caixa futuros. / [en] This study intents to examine strategies for hedging with swaps, futures and options that reduce the impact in CF@R to a model of oil refinery. The purpose is to show the effect that financial market hedge instruments used in portfolios causes in the corporate environment. The basis for the case study is shaped by the methodology for risk analysis on non-financial institutions suggested by the technical document CorporatemetricsTM. In the corporate financial structure, which concept is already solidified, it was added some variables to study the cash flow distribution of the refinery. Stochastic processes are used, in this case the MGB, to simulate the prices of the commodities identified as risk factors that influence the financial results of the company. Afterwards, the Monte Carlo simulation and the Cholesky decomposition are used to help generate correlated projections and therefore develop possible future cash flows scenarios.

[pt] A estabilidade de tensão tornou-se nos últimos anos tema de intensa pesquisa, envolvendo principalmente a identificação da natureza do problema e a busca de estratégias mais favoráveis para a operação e planejamento dos sistemas de potência. Este trabalho apresenta um relato da evolução da análise do fenômeno sendo, posteriormente descritos os detalhes de sua abordagem através da teoria das bifurcações em sistemas dinâmicos não-lineares. São caracterizados o limite de transmissão de potência à estabilidade de tensão e a geometria das trajetórias no espaço de estados em pontos de equilíbrio em suas proximidades. O estabelecimento de equivalência entre os modelos dinâmico e estático tornou possível o emprego de métodos baseados nas equações algébricas do fluxo de carga na determinação do limite de estabilidade de tensão e na avaliação do comportamento dinâmico local. Com base no algoritmo de fluxo de carga convencional, foi desenvolvido um programa computacional que emprega o método de continuação parametrizado. Os métodos de continuação permitem a obtenção do conjunto completo das soluções reais, relacionadas por um parâmetro escalar, de um sistema de equações. Mostra-se que a aplicação desses métodos em conjunto com as técnicas de análise modal resulta em uma forma eficiente para a seleção e localização de reforços visando aumentar a capacidade global de transmissão dos sistemas de potência. / [en] In the past few years voltage stabiity has become a subject of intense research involving the identification of the nature of this problem and the seek of suitable strategies for power systems operation and planning. In this work it is presented a report on the evolution in the analysis of this phenomena and it is described the details of its approach through the dynamic nonlinear systems bifurcation theory. The power transmission limit imposed by the voltage stability conditions is addressed and the geometry of the trajectories in state space considering the equilibrium points on the vicinity of this limit is deeply studied. The establishment of the equivalence conditions between the dynamic and static power system models made it possible to employ load-flow algebraic equations based methods on both the determination of the power transmission limit and the evaluation of local dynamic behaviour. A load-flow based computer program which uses the parameterized continuation method was developed. The continuation methods are widely known for providing the determination of whole set of a system s solutions which are related by a scalar parameter. In the closure, it is shown that the application of these methods, in a complementary basis with the modal analysis techniques, results in an efficient procedure to promote the choice and location of devices to improve the power system global tranmission capacity.

[pt] Esta dissertação apresenta uma metodologia para a correção do perfil de tensão dos barramentos de um sistema elétrico de potência. Esta correção corresponde a um redespacho de potência reativa efetuada através de mudança das tensões-base nas barras com geração variável de potência reativa, da mudança dos tapes dos transformadores, e do chaveamento de bancos de capacitores/reatores em paralelo. O método consiste na resolução da equações nodais não lineares de fluxo de carga e das equações associadas aos limites violados. Isto é feito através do método de Newton- Raphson. O modelo linearizado, utilizado em cada iteração do método de Newton-Raphson, é reduzido à parte reativa utilizando- se a técnica de acoplamento implícito com a parte ativa (CRIC) sugerida pro J. Carpentier. Como o sistema linearizado admite infinitas soluções escolheu-se aquela que minimiza o desvio quadrático da tensão de todos os barramentos do sistema e dos tapes dos transformadores. Isto é feito através do uso da matriz inversa generalizada de Moore-Penrose. / [en] This dissertation presents a methodology for correction of the bus voltage profile of an electric power system. This correction corresponds to a redispach of reactive power which is effected by means of voltage set-point changes in buses with variable generation of reactive power, transformer tap changes and shunt capacitors/reactors swithing. The proposed method consists of solving the non-linear power flow equations as well as the equatios associated with violated limits. This is done by using the Newton- Raphson method. The linearized model used in each iteration of the Newton- Raphson method is reduced to the reactive part by means of Carpentier s Reactive Implicit Coupling (CRIC) technique. As the linearized system admits several solutions, it is chosen the one which minimizes the quadratic deviation of all bus voltages and transformer taps. This is done by means of Moore-Penrose generalized inverse matrix.

[pt] Study of the UPCF applied to long lines O avanço da eletrônica de potência e de sua aplicação em Sistemas Elétricos de Potência proporcionaram uma nova tecnologia denominada FACTS - Flexilble AC Transmission Systems . Sob o conceito FACTS, encontram-se encontram-se equipamentos para a compensação da potência reativa, regulação de tensão e controle estático e dinâmico do fluxo de potência ativa em linhas de transmissão. Os equipamentos FACTS atualmente pesquisados vêm apresentando novas perspectivas de controle para os sistemas de potência até então não verificadas com o uso de compensadores convencionais. Dentre os equipamentos FACTS pesquisados está o Compensador Generalizado. O Compensador Generalizado oferece a possibilidade de um controle simultâneo e independente do fluxo de Potência ativa e das tensões nas barras do sistema. O objetivo principal deste trabalho é analisar o funcionamento do Compressor Generalizado em regime permanente aplicado a linhas longas. É avaliado sua situação operando numa linha de 2400 km. Dois casos extremos foram abordados: compensação sob carga nominal e compensação sob rejeição de carga. Os resultados obtidos com o Compensador Generalizado foram comparados com os resultados prévios obtidos através de uma compensação realizada com o uso de capacitores série e reatores em derivação. Desta forma, foram verificadas as vantagens oferecidas pelo Compensador Generalizado em relação a outros equipamentos e as possibilidades oferecidas aos sistema de transmissão face às novas alternativas de controle de fluxo de potência proporcionadas. / [en] The improvement of power electronics and its application in Power Systems introduced a new technology denominated FACTS - Flexible AC Transmission Systems. The FACTS concept includes equipment for reactive compensation, voltage regulation and static and dynamic control of the active power flow in transmission lines. The FACTS equipment under recent researches is showing new perspectives for power systems controlling, which were not achieved with conventional compensators. Among the researched FACTS equipment, there is the Unified Power Flow Controller. The UPFC provides a simultaneous and independent control of the active power flow and the voltages in the system. The main objective of this study is to analyze the steady state operation of the UPFC applied to long lines, specially the case fo a 2400 km line. Two extreme cases are discussed: compensation under rated load and compensation under load rejection. The obtained results with the UPFC are compared with previous results from a compensation performed with series capacitors and shunt reactors. Thus, this study presents the advantages of the UPFC in regard of other equipment and the possibilities offered to the transmission systems due to the new provided alternatives for power flow controlling.