Made available in DSpace on 2016-03-15T14:17:06Z (GMT). No. of bitstreams: 2 2.pdf: 2275371 bytes, checksum: 0069b965e4de6a8233ddb51b3d97ba1b (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2012 / Fundação Oswaldo Cruz. Instituto de Tecnologia em Fármacos/Farmanguinhos. Rio de Janeiro, RJ, Brasil. / Os testes de monitoramento ambiental representam importante ferramenta de verificação da qualidade do ar ambiente de áreas onde preparações estéreis são produzidas e controladas quanto a possíveis contaminações. Define-se riscos como potencial perigo de ocorrer um dano ao processo ou, em termos de saúde, reações adversas às pessoas expostas a ele. Descrever os perigos envolvidos no processo de monitoramento ambiental, a segurança na execução destes testes e a avaliação dos resultados obtidos pelos mesmos, seu controle e monitoramento, além de propor melhorias foi o objetivo principal desta dissertação. A ferramenta qualitativa HACCP foi escolhida, pois se aplica a todas as etapas de um processo baseada no prévio conhecimento do mesmo visando à prevenção de falhas. Todos os princípios da ferramenta HACCP foram aplicados ao Programa de Monitoramento Ambiental de uma indústria biofarmacêutica. O diagnóstico dos potenciais perigos que cercam o processo e seus impactos foi propiciado com a análise de riscos realizada. Com a análise de riscos do processo de monitoramento ambiental conclui-se que o mesmo é seguro, robusto, apresentando resultados confiáveis e compatíveis às condições reais do ambiente monitorado. / The environmental monitoring tests are an important tool for checking the quality of ambient air in areas where sterile preparations are produced and controlled for possible contamination. Risk is defined as a potential demage to the process or, in terms of health, adverse reactions to people exposed to it. Describing the hazards involved in the environmental monitoring, the safety in performing these tests and the evaluation of results obtained by them, their control and monitoring, and to propose improvements was the main goal of this dissertation. The HACCP qualitative tool was chosen because it applies to all stages of a process based on prior knowledge of it, preventing failures. All the principles of HACCP tool were applied to the Environmental Monitoring Program of the biopharmaceutical industry. The diagnosis of the potential dangers surrounding the process and its impact was facilitated with the risk analysis performed. With the risk analysis of the environmental monitoring process it was concluded that it is safe, robust, showing reliable results consistent with the real conditions of the monitored environment.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:29:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 3810.pdf: 4030962 bytes, checksum: 9220db196366265563e469d5adbf5e95 (MD5) Previous issue date: 2011-06-30 / Universidade Federal de Sao Carlos / Comunidades perifíticas (especialmente diatomáceas) constituem um sistema rico em informações para o monitoramento ambiental, colocando-as entre os indicadores mais importantes das condições ecológicas em sistemas lóticos. Nesta tese, os estudos de campo e experimentos de laboratório foram realizados para esclarecer os confusos efeitos da seleção do substrato, eutrofização, poluição orgânica, força iônica, padrões de uso do solo e poluição por metais pesados nas comunidades bentônicas de diatomáceas. Características das comunidades bentônicas de diatomáceas em relação ao nível e tipo de poluição foram analisadas através de critérios gerais (clorofila a, peso seco, peso seco de cinza e densidade celular no caso dos experimentos de laboratório) e critérios específicos (método de valor de indicador, técnicas de análise multivariada e índices baseados nas diatomáceas). Para estudos de campo, as comunidades de diatomáceas epilíticas, epífitas, epipsâmicas e epipelicas, além das que crescem em tijolos e vidros, foram avaliadas, assim como a qualidade da água. Um gradiente decrescente da qualidade da água foi observado a partir da área agrícola/florestal até a área urbana. A estrutura da comunidade de diatomáceas refletiu este gradiente. Pontos em áreas de nascentes, com boa qualidade da água, foram caracterizados por espécies como Eunotia bilunaris, E. intermedia, Aulacoseira alpigena, Cymbopleura naviculiformis e Stauroneis phoenicenteron. Pontos em áreas urbanas, com média à baixa qualidade da água foram caracterizados por espécies como Frustulia rhomboids, Nitzschia linearis, Cyclotella pseudostelligera, Pinnularia gibba e Achnanthidium minutissimum e os pontos em áreas urbanas próximo à jusante, com baixa qualidade da água, por espécies como Luticola geoppertiana, Nitzschia palea, Sellaphora pupula, Planotidium lanceolatum e Fallacia monoculata. Espécies comuns de diatomáceas não foram restritas em um único substrato, embora a preferência fosse geralmente alta para natural (especialmente macrófitas) em comparação com substratos artificiais. Os resultados da análise multivariada da qualidade da água baseados em diatomáceas amostradas em diferentes substratos demonstraram ser intercambiáveis. Variância nos dados das diatomáceas foi dividida entre dois conjuntos de variáveis exploratórias, ou seja, força iônica (26,9%), outras variáveis como, eutrofização e poluição orgânica (23,0%), variância compartilhada (11,3%) e variação não explicada (38,8%). Finalmente, 17 índices desenvolvidos em outras regiões provaram ser úteis para fornecer uma indicação da qualidade das águas estudadas. 4 Para os experimentos de laboratório, os efeitos do cádmio, cromo III e chumbo sobre as comunidades perifíticas naturais amostradas no rio Monjolinho, foram estudados. Hormese foi demonstrado com um EC50 de 0,077 mgL-1 Cd registrado. Boa capacidade de acumulação de metal (total e intracelular) pelo perifíton foi demonstrada, dependendo da concentração do metal e duração da exposição. Pb e Cr III diminuíram os efeitos da toxicidade de Cd em comunidades perifíticas sugerindo antagonismo. Finalmente, os efeitos combinados de freqüência, duração, período de recuperação, tipo de produto químico e tempo de pulsos com elevadas concentrações de Cd, Cr III e Pb em comunidades perifíticas foram avaliados. Quanto mais a freqüência e a duração do pulso se aproximam de uma exposição contínua, maiores serão os efeitos dos contaminantes sobre a vida aquática. Quanto maior a freqüência de pulsos de curta duração, mais provável é a produção de efeitos semelhantes aos das exposições de longa duração. A luminosidade mostrou ter um papel importante na modulação dos efeitos de toxicidade de metais sobre a vida aquática. Mudanças na composição de espécies (desenvolvimento de espécies mais resistentes como A. minutissimum e redução das espécies mais sensíveis, como Navicula viridula, Navicula cryptocephala e E. bilunaris), diminuição da riqueza e diversidade, alterações morfológicas (deformidade) das células de diatomáceas, aumento da concentração de metais, duração de exposição e diferentes cenários de exposição foram observados. / Periphyton communities (especially diatoms) constitute a system rich in information for environmental monitoring, placing them among important indicators of ecological conditions in lotic systems. In this thesis, field studies and laboratory experiments were conducted to elucidate the confounding effects of substrate selection, eutrophication, organic pollution, ionic strength, land-use patterns, and heavy metal pollution on benthic diatom communities. Characteristics of benthic diatom communities in relation to pollution level and type were analysed through general criteria (chlorophyll a, dry weight, ash-free dry weight, and cell densities in the case of laboratory experiments) and specific criteria (indicator value method, multivariate techniques and diatom-base indices). For field studies, epilithic, epiphytic, epipsammic and epipelic diatom communities and those growing on bricks and glasses and water quality were assessed. A gradient of decreasing water quality was observed from the agricultural/forested area to the urban area. Diatom community structure closely reflected this gradient. Upstream sites with good water quality were characterized by such species as Aulacoseira alpigena, Cymbopleura naviculiformis, Eunotia bilunaris, E. intermedia and Stauroneis phoenicenteron. Urban sites with medium to bad water quality were characterised by such species as Frustulia rhomboids, Nitzschia linearis, Cyclotella pseudostelligera, Pinnularia gibba and Achnanthidium minutissimum. Downstream urban sites with very bad water quality were characterised by such species as Luticola geoppertiana, Nitzschia palea, Sellaphora pupula, Planotidium lanceolatum and Fallacia monoculata. Common diatom species were not restricted to a single substrate, though preference was generally high for natural (especially macrophytes) compared to artificial substrates. The results of diatom-based multivariate water quality assessment based on different substrates were shown to be interchangeable. Variance in diatom data was partitioned between two sets of exploratory variables, i.e. ionic strength (26.9%), other variables, particularly eutrophication and organic pollution (23.0%), shared variance (11.3%) and unexplained variance (38.8%). Finally, 17 indices developed in other regions proved useful in providing an indication of the quality of the investigated waters. For laboratory experiments, effects of cadmium, chromium III and lead on natural periphyton community sampled from the Monjolinho River were studied. Hormesis was demonstrated with a Cd EC50 of 0.077 mg.L-1 being recorded. High metal accumulation 2 capacity (total and intracellular) by periphyton was demonstrated depending on metal concentration and exposure duration. Pb and Cr III were shown to decrease the toxicity effects of Cd on periphyton communities suggesting antagonism. Finally, combined effects of frequency, duration, recovery period, chemical type and timing of pulses with elevated Cd, Cr III and Pb concentrations on periphyton communities were assessed. The closer the frequency and duration of the pulse is to a continuous exposure, the greater the effects of the contaminant on aquatic life. The higher the frequency of short duration pulses the more likely they are to produce effects similar to that of long duration exposures. Light was shown to have a potential role in modulating the effects of metal toxicants on aquatic life. Shifts in species composition (development of more resistant species like A. minutissimum and reduction of sensitive ones like Navicula viridula, Navicula cryptocephala, and Eunotia bilunaris), decreases in species richness and diversity and morphological alterations (deformities) of diatom cells with increasing metal concentration and exposure duration and different exposure scenarios were observed.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:29:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 3958.pdf: 6641801 bytes, checksum: a9bfe381c8418a0f649ea728b37c8c2d (MD5) Previous issue date: 2011-08-29 / Financiadora de Estudos e Projetos / Madeira River is the fourth major river of the planet considering its discharge, only behind the Amazonas, Congo and Orinoco rivers. It is the main affluent contributing with half of the suspended solids transported by the Amazon River. In the present work a limnological research was carried out in a 300 Km stretch of Middle Madeira River. Two different approaches were adopted in order to characterize physically and chemically the system: A real time monitoring of physical and chemical variables at short time intervals and trimestrally punctual surveys. Seven field expeditions were carried out corresponding to different hydrological periods: decreasing water level, low water, rising water level and high waters. Eight sampling stations were distributed along the 300 km of River Madeira stretch for measurements of physical and chemical variables, plus water and plankton samples collection. Some variables were measured in situ by the Yellowsprings multiparameter probe and water was taken for laboratory suspended matter, nutrient and ion cocentration measurements. In the real time monitoring the measurements were taken each 30 minutes along 423 days in the period between 23/01/2010 and 22/03/2011. The results obtained evidenced the strong influence of the hydrological cycle on the water turbidity, electrical conductivity, dissolved oxygen concentration and pH. Short time pulses starting with abrupt changes in the water level and discharge of River Madeira greatly influenced water turbidity and electrical conductivity. The zooplankton community was composed by 101 taxa, being Rotifera the group of highest species richness (45 species). Copepoda was a group with noticeably high richness of species, being represented by fifteen species, among which some Amazon endemic taxa. Total diversity is moderate compared to other fluvial systems in Brazil. Protozoa was the group that contributed most to the zooplankton biomass particularly in the periods of decreasing water and low water levels of the year 2010. Mean density of zooplankton was 9,714 ind. m-3 and mean biomass was relatively low with a mean value of 14.22 x 103 μg.m-3. The zooplankton community is probably limited by the low primary productivity of this white water river and primarily responds to the wide fluctuaions of the main driving forces of the system, both the seasonal and interannual changes in the river water level. / O rio Madeira gracas as caracteristicas geomorfologicas e climaticas de sua bacia hidrografica apresenta uma intensa atividade hidrologica e biogeoquimica sendo o 4o maior rio do planeta em termos de vazao. Em adicao a sua reconhecida relevancia ecologica e social, o rio Madeira ganhou tambem proeminencia economica a partir dos empreendimentos hidreletricos planejados para o aproveitamento dessas elevadas vazoes. Foram utilizadas duas abordagens distintas para a caracterizacao limnologica espacial e temporal do rio Madeira: (i) o monitoramento sistematico de um conjunto de 51 variaveis fisicas e quimicas e zooplancton amostrados trimestralmente e, (ii) o monitoramento de seis variaveis fisicas e quimicas em tempo real e curtos intervalos de tempo. Para o monitoramento sistematico foram realizadas sete campanhas de campo trimestrais representativas dos periodos de vazante, aguas baixas, enchente, aguas altas em oito estacoes distribuidas ao longo de 300 Km no rio Madeira com amostragem de variaveis fisicas, quimicas e da comunidade zooplanctonica para posterior analise em laboratorio. No monitoramento em tempo real as medidas foram realizadas a cada 30 minutos durante 423 dias, no periodo de 23/01/10 a 22/03/11, preenchendo uma importante lacuna no conhecimento limnologico da dinamica do rio Madeira combinando medicoes continuas e acuradas em curtos intervalos de tempo durante um periodo superior a um ciclo sazonal completo. Os resultados obtidos evidenciaram a forte influencia da sazonalidade e do ciclo hidrologico sobre a turbidez, condutividade, oxigenio dissolvido, pH e solidos dissolvidos. Pulsos de curta duracao iniciados por oscilacoes repentinas nas vazoes e niveis do rio Madeira determinaram variacoes rapidas e expressivas na turbidez, condutividade e solidos dissolvidos. A comunidade zooplanctonica foi constituida por 101 taxons, sendo o grupo Rotifera o de maior riqueza (45 especies). Os Copepoda foram representados por 15 especies entre as quais se destacaram especies endemicas amazonicas. A densidade media do zooplancton foi de 9.714 ind.m-3 e a biomassa apresentou valor medio de 14,22 x 103 μg. m-3, considerado baixo. A comunidade zooplanctonica e provavelmente limitada pelas altas vazoes e baixa produtividade primaria, e assim como outros parametros analisados, responde com amplas flutuacoes a principal funcao de forca do sistema, as variacoes sazonais e interanuais no nivel de agua do rio.

Submitted by RODOLFO DE SOUSA SANTOS null (rodolfosousa4@gmail.com) on 2017-08-24T18:31:09Z No. of bitstreams: 1 TESE _RODOLFO_CORRIGIDA_19_08_2017_Final.pdf: 4285264 bytes, checksum: b5dac391b40121a31b55502fba5c1c43 (MD5) / Approved for entry into archive by Luiz Galeffi (luizgaleffi@gmail.com) on 2017-08-25T16:18:27Z (GMT) No. of bitstreams: 1 santos_rs_dr_guara.pdf: 4285264 bytes, checksum: b5dac391b40121a31b55502fba5c1c43 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-25T16:18:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 santos_rs_dr_guara.pdf: 4285264 bytes, checksum: b5dac391b40121a31b55502fba5c1c43 (MD5) Previous issue date: 2017-07-21 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Os sinais de vibrações de máquinas rotativas conduzem a informações dinâmicas da máquina e esta análise é de grande importância no que diz respeito ao monitoramento de condição e diagnósticos de máquinas. Vários métodos de análises têm sido empregados no sentido de diagnosticar falhas em componentes de máquinas tais como engrenagens, rolamentos, dentre outros. Este trabalho apresenta uma análise sobre detecção de falhas em rolamentos de máquinas rotativas, e para esta apreciação utilizou-se os bancos de dados da CASE WESTERN RESERV UNIVERSITY e o banco de dados da FEG/UNESP. O objetivo principal deste trabalho foi a implementação de técnicas avançadas para identificar e caracterizar as falhas que são geradas em rolamentos, vislumbrando o aprimoramento da manutenção baseada na condição. Inicialmente, realizou-se a implementação e simulação no banco de dados da (CWRU), utilizando o software MATLAB e por meio da técnica de ressonância de alta frequência (HFRT), obteve-se resultados satisfatórios, entretanto esta metodologia é limitada uma vez que ela é empregada apenas para regime estacionário. A implementação da técnica HFRT não identificou em alguns casos a frequências para caracterização dos defeitos nas pistas dos rolamentos. Em seguida, utilizou-se a técnica Short Time Fourier Transform-STFT. A implementação proporcionou uma análise bem mais sensível aos impactos gerados nas pistas, pois, com a utilização da STFT, foi possível identificar as frequências características de defeitos. Para efeito de comparação optou-se por utilizar a técnica Wavelet combinada com a técnica do envelope. Esta análise foi aplicada usando a Wavelet Daubechies de ordem 4 (db4), em cuja implementação, realizou-se a decomposição do sinal de um rolamento com defeito e verificou-se qual destes apresentou o maior nível RMS e selecionou-se este sinal, pois o mesmo é o nível ideal para aplicação do método. Realizou-se a mesma apreciação ao banco de dados da FEG/UNESP. A análise realizada da técnica de Wavelet combinada com a técnica HFRT foi a que demonstrou melhor capacidade em relação às técnicas HFRT e STFT. Em seguida realizou-se a implementação da técnica de curtose espectral associada à técnica do envelope foi a que proporcionou os resultados mais precisos e satisfatórios, pois com a aplicação dessa metodologia foi possível a determinação de forma automática da região de ressonância e consequentemente uma melhora na caracterização das frequências de defeitos observadas nos rolamentos dos experimentos realizados em máquinas rotativas. / The vibration signals from rotating machines provide a set of dynamic information, which are very important for continuous condition monitoring of machinery. Several analytical methods have been employed in order to diagnose faults in machines components such as gears, bearings and others. This paper presents a fault detection analysis of rotating machinery bearings, using data from CASE WESTERN UNIVERSITY RESERVOIR and the FEG / UNESP database. The main objective of this work is the implementation of advanced techniques to identify and characterize bearing failures, with the purpose to improve maintenance under working conditions. At first, the implementation and simulation were done with data extracted from the database of (CWRU) using MATLAB software and high-frequency resonance technique (HFRT), which led to satisfactory results. However, this technique is limited since it is used only in a stationary regime. In some cases, the implementation of HFRT technique was not able to identify the defect frequencies of the bearing’s races. Next the STFT Short-Time Fourier Transform technique was used. Its implementation provided a much more sensitive analysis of the impacts on the slopes; using STFT allowed to identify the characteristic defect frequencies. For comparison purposes, the wavelet technique combined with the envelope technique were used. This analysis was applied using Daubechies Wavelet of order 4 (DB4). In its implementation, a defective bearing signal was decomposed into various parts. The signal part with the highest RMS level was selected, because it provides best conditions for applying the method. Analogously, data from the FEG / UNESP database were treated. The Wavelet analysis technique combined with HFRT technique demonstrated better capability with respect to the HFRT and STFT techniques. The implementation of the spectral kurtosis technique associated with the envelope technique provided the most accurate and satisfactory results, since with the application of this methodology it was possible to determine the resonance region automatically. Consequently, this is an improvement regarding the characterization of the defect frequencies of the bearings observed in experiments with rotating machinery.

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:09:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MarceloSTS_TESE.pdf: 2868959 bytes, checksum: f60bedf5f558e2aafe77046674684c88 (MD5) Previous issue date: 2011-07-08 / The general objective of this thesis has been seasonal monitoring (quarterly time scale) of coastal and estuarine areas of a section of the Northern Coast of Rio Grande do Norte, Brazil, environmentally sensitive and with intense sediment erosion in the oil activities to underpin the implementation of projects for containment of erosion and mitigate the impacts of coastal dynamics. In order to achieve the general objective, the work was done systematically in three stages which consisted the specific objectives. The first stage was the implementation of geodetic reference infrastructure for carrying out the geodetic survey of the study area. This process included the implementation of RGLS (Northern Coast of the RN GPS Network), consisting of stations with geodetic coordinates and orthometric heights of precision; positioning of Benchmarks and evaluation of the gravimetric geoid available, for use in GPS altimetry of precision; and development of software for GPS altimetry of precision. The second stage was the development and improvement of methodologies for collection, processing, representation, integration and analysis of CoastLine (CL) and Digital Elevation Models (DEM) obtained by geodetic positioning techniques. As part of this stage have been made since, the choice of equipment and positioning methods to be used, depending on the required precision and structure implanted, and the definition of the LC indicator and of the geodesic references best suited, to coastal monitoring of precision. The third step was the seasonal geodesic monitoring of the study area. It was defined the execution times of the geodetic surveys by analyzing the pattern of sediment dynamics of the study area; the performing of surveys in order to calculate and locate areas and volumes of erosion and accretion (sandy and volumetric sedimentary balance) occurred on CL and on the beaches and islands surfaces throughout the year, and study of correlations between the measured variations (in area and volume) between each survey and the action of the coastal dynamic agents. The results allowed an integrated study of spatial and temporal interrelationships of the causes and consequences of intensive coastal processes operating in the area, especially to the measurement of variability of erosion, transport, balance and supply sedimentary over the annual cycle of construction and destruction of beaches. In the analysis of the results, it was possible to identify the causes and consequences of severe coastal erosion occurred on beaches exposed, to analyze the recovery of beaches and the accretion occurring in tidal inlets and estuaries. From the optics of seasonal variations in the CL, human interventions to erosion contention have been proposed with the aim of restoring the previous situation of the beaches in the process of erosion. / O objetivo geral desta Tese de Doutorado foi o monitoramento costeiro sazonal (em escala temporal trimestral) de ?reas costeiras e estuarinas de um trecho do Litoral Setentrional do Estado do Rio Grande do Norte, Brasil, sens?vel ambientalmente e de intensa eros?o sedimentar sob as atividades petrol?feras, para servir de base na implanta??o de projetos de conten??o da eros?o e na mitiga??o dos impactos causados pela din?mica costeira. Para atingir o objetivo geral, o trabalho foi desenvolvido de maneira sistem?tica em tr?s etapas, as quais consistiram os objetivos espec?ficos. A primeira etapa foi da implanta??o da infraestrutura geod?sica de refer?ncia para a realiza??o dos levantamentos geod?sicos da ?rea de estudo. Compreendeu a implanta??o da Rede GPS do Litoral Setentrional do RN (RGLS), constitu?da de esta??es com coordenadas geod?sicas e altitudes ortom?tricas de precis?o; posicionamento de Refer?ncias de N?vel (RN) e avalia??o do modelo geoidal gravim?trico dispon?vel, para serem utilizados na altimetria por GPS de precis?o; e desenvolvimento de aplicativos para a altimetria por GPS de precis?o. A segunda etapa foi do desenvolvimento e aperfei?oamento de metodologias para o levantamento, processamento, representa??o, integra??o e an?lises de Linhas de Costa (LC) e Modelos Digitais de Eleva??o (MDE) obtidos por t?cnicas geod?sicas de posicionamento. Incluiu desde a escolha dos equipamentos e m?todos de posicionamento a serem utilizados, em fun??o da precis?o requerida e da estrutura implantada, at? a defini??o do indicador de LC e dos referenciais geod?sicos mais adequados ao monitoramento costeiro de precis?o. A terceira etapa foi do monitoramento geod?sico sazonal da ?rea de estudo. Definiu as ?pocas de execu??o dos levantamentos geod?sicos, a partir da an?lise do padr?o de din?mica sedimentar da ?rea de estudo; execu??o dos levantamentos, com os objetivos de calcular e localizar ?reas e volumes de eros?o e acres??o (balan?os sedimentares areal e volum?trico) ocorridas nas LC e nas superf?cies das praias e ilhas ao longo do ano, e estudo das correla??es entre as varia??es mensuradas (em ?rea e volume) entre os levantamentos e a atua??o dos agentes din?micos costeiros. Os resultados permitiram um estudo integrado das rela??es espaciais e temporais das causas e consequ?ncias dos intensos processos costeiros atuantes na ?rea, especialmente com a mensura??o da variabilidade da eros?o, transporte, balan?o e suprimento sedimentares ao longo do ciclo anual de constru??o e destrui??o das praias. Nas an?lises dos resultados, foi poss?vel identificar as causas e consequ?ncias da intensa eros?o costeira nas praias expostas, analisar a recupera??o sedimentar das praias e a acres??o nos canais de mar? e nos estu?rios. A partir da ?tica das varia??es sazonais das linhas de costa, interven??es antr?picas de conten??o de eros?o foram propostas com o objetivo de recuperar a situa??o anterior das praias em processo de eros?o.

A utilização de materiais piezoelétricos, na função de sensores e atuadores distribuídos, para o controle e monitoramento de vibrações estruturais tem um enorme potencial de aplicação nas indústrias aeronáutica, aeroespacial, automobilística e eletroeletrônica. O uso de sensores piezoelétricos integrados para monitoramento de integridade estrutural (ou detecção de falhas), em particular, tem evoluído bastante na última década. Por conseguinte, o número de técnicas utilizadas para esse fim são as mais variadas possíveis. Dentre elas estão às técnicas que avaliam o efeito dos danos em baixa freqüência usando parâmetros modais, em especial freqüências naturais e modos, ou em média-alta freqüência medindo-se a impedância/admitância eletromecânica. O objetivo dessa dissertação é desenvolver, com auxílio de um modelo 2D ANSYS em elementos finitos, uma análise de diferentes técnicas para detecção da posição e tamanho da delaminação em estruturas compósitas utilizando pastilhas piezoelétricas. Várias métricas e técnicas são avaliadas em termos de sua capacidade de identificar, com relativa acurácia, a presença, localização e severidade do dano. Os resultados mostram que ambas as técnicas modal e baseada na impedância são capazes de identificar a presença de danos do tipo delaminação, desde que as pastilhas piezoelétricas estejam próximas do dano. Também é mostrado que as técnicas baseadas na impedância parecem ser mais eficientes do que as modais para detecção da posição e tamanho da delaminação. / The use of piezoelectric materials in the function of distributed sensors and actuators for the control and monitoring of structural vibrations has enormous potential for application in the aeronautical, aerospace, automotive and electronics. The use of integrated piezoelectric sensors for structural health monitoring (or damage detection), in particular, has evolved greatly over the last decade. Consequently, the numbers of techniques used for this purpose are highly diverse. Among them are techniques that evaluate the effect of damages on low frequency modal parameters, especially natural frequencies and mode shapes, or on medium-high frequency measurements of electromechanical impedance/admittance. The objective of this dissertation is to perform, with the aid of a 2D ANSYS finite element model, an analysis of different techniques for the detection of position and size of a delamination in a composite structure using piezoelectric patches. Several metrics and techniques are evaluated in terms of their capability of identifying, with relative accuracy, the presence, location and severity of the damage. Results show that both modal and impedance-based techniques are able to identify the presence of the delamination-type damages, provided the piezoelectric patches are close enough to the damage. It is also shown that impedance-based techniques seem more effective than modal ones for the detection of delamination position and size.

A busca por alternativas à prisão é antiga, e a vigilância eletrônica surgiu como uma solução tecnológica. O contexto cultural dos Estados Unidos no fim do século XX propiciou o surgimento do monitoramento eletrônico, influenciado também pelo utilitarismo e pela cultura do controle do delito. O monitoramento deve respeitar os princípios do Estado Democrático de Direito (dignidade humana) e estar vinculado aos fins preventivos da pena (prevenção especial positiva). Por si só não reduz a população carcerária e não diminui a reincidência, mas as vantagens econômicas e os bons resultados obtidos por outros países não podem ser desprezados. Assim, a experiência estrangeira revela bons resultados no uso da vigilância junto a programas de acompanhamento social. No Brasil, o monitoramento eletrônico foi introduzido por lei na execução penal e como medida cautelar. Interessante seria que fosse estabelecido como modo de execução da prisão (alternativa aos estabelecimentos penitenciários). Poderia ser previsto ainda para a execução das penas restritivas de direitos que demandam fiscalização, consolidando um sistema alternativo de penas capaz de promover a prevenção e substituir o cárcere para delitos menores. O monitoramento eletrônico restringe direitos fundamentais e, assim, deve ser previsto em lei, limitado à restrição imposta, aplicado se necessário e com a menor visibilidade possível. / The search for alternatives to prison is old, and electronic surveillance has emerged as a technological solution. The cultural context of the United States at the end of the twentieth century has propitiated the emergence of electronic monitoring, also influenced by utilitarism and by the culture of offense control. Monitoring should respect the principles of Democratic Rule of Law (human dignity) and to be linked to the preventive purposes of sentence (positive special prevention). By itself it does not decrease the prison population and it does not reduce recidivism, but the economic gains and the good results obtained by other countries can not be ignored. Thus, foreign experience shows good results in the use of surveillance along with programs of social support. In Brazil, the electronic monitoring was introduced by law in criminal enforcement and as a precautionary measure. It would be interesting if it could be established as a way of prison enforcement (alternative to prisons). It could be also expected to enforce restrictive penalties of rights that require monitoring, consolidating an alternative system of penalties that can promote prevention and replace the prison for minor offenses. The electronic monitoring restricts fundamental rights and thus it should be provided by law, limited to the restriction, applied when it is necessary with the least visibility.

Internet das Coisas é um conceito novo que define a forma que os dispositivos se comunicam entre si sem a necessidade de interferência humana, possibilitando tomadas de decisão mais inteligentes, baseadas em dados coletados de sensores, tags e outros dispositivos. O objetivo do trabalho é a criação e validação de um sistema usando elementos de Internet das Coisas com mineração de dados para detectar padrões de comportamentos de animais, possibilitando o proprietário tomar decisões para segurança e saúde dos animais. Para tanto, foi feito um estudo da arte das soluções atuais de monitoramento animal e das tecnologias disponíveis para aplicação no sistema. Dois hardwares foram desenvolvidos para coleta dos dados, e foram integrados a uma ferramenta de mineração chamada Damicore. Apesar de algumas dificuldades envolvendo cobertura com a internet, foram realizados dois experimentos com êxito e seus dados foram processados pela ferramenta de mineração, produzindo clusters hierárquicos que possibilitam destacar determinados comportamentos animais através dos clusters encontrados. Finalmente, foram sugeridos alguns pontos de melhoria do sistema, para aumentar ainda mais a abrangência da solução. / Internet of Things is a new concept that defines the way devices communicate with each other without the need for human interference, enabling smarter decision-making based on data collected from sensors, tags and other devices. The goal of this project is to create and validate a system using Internet of Things features with data mining to detect patterns of animal behavior, enabling the owner to make decisions for animal safety and health. For this purpose, current animal monitoring solutions and technologies were reviewed. Based on that, two hardware devices were developed for data collection and integrated with a data mining tool, called Damicore. Despite some difficulties involving internet coverage, two experiments were successfully carried out and their data were processed by the data mining tool, producing hierarchical clusterings that enable to highlight certain animal behaviors by means of the found clusters. Finally, some factors that can benefit the evolution of the system were suggested to further increase the scope of the solution.

Orientador: Daniel Marcos Bonotto / Banca: Dejanira Franceschi de Angelis / Banca: Veridiana Teixeira de Souza Martins / Banca: Wanilson Luiz Silva / Banca: Vania Silvia Rosolen / Resumo: O carvão mineral representa a maior fonte de combustível não renovável no Brasil para geração de energia elétrica. Em Figueira, Paraná, o carvão extraído pela Companhia Carbonífera do Cambuí abastece a termelétrica do município e faz parte da maior reserva ainda em exploração no estado, tendo sido lá registrada a ocorrência anômala de urânio. Para a avaliação de impactos radiológicos associados às atividades de extração, beneficiamento e queima do carvão mineral na área, foi realizada uma avaliação da composição das águas e solos amostrados na área em termos químicos e radiométricos, além do uso de organismos como biomonitores para a verificação dos níveis de contaminação atmosférica e dos solos. Por meio das análises, realizadas no Laboratório de Isótopos e Hidroquímica - Unesp, Rio Claro, Brasil, e no Laboratório de Física Nuclear Aplicada - Universidade de Sevilha, Sevilha, Espanha, foi observado que efluentes ácidos são originados a partir da oxidação de minerais de sulfeto e resultam em um acréscimo da taxa de solubilização de radionuclídeos nas águas subterrâneas e superficiais da região. À jusante da área da mineração, o pH nas águas dos rios foi mais ácido e o teor de algumas espécies químicas mais elevado, o que pode ser devido à descarga de efluentes ácidos provenientes da mineração. O mesmo comportamento foi verificado para os solos. Nas águas subterrâneas, as concentrações de atividade dos radionuclídeos foram notavelmente mais elevadas nas áreas de processamento do carvão, de disposição dos rejeitos e à jusante da planta da mina. Por meio do biomonitoramento, a eficácia de algumas espécies de líquens e musgos como bioindicadores da qualidade do ar em áreas afetadas por mina de carvão e termelétrica foi testada e comprovada, ... (Resumo completo clicaracesso eletrônico abaixo) / Abstract: Coal represents the largest source of non-renewable fuels in Brazil for electric power generation. In the city of Figueira, Paraná State, the coal extracted by Cambuí Company supplies the thermal power plant in the city and is part of the largest reserve that is nowadays being exploited in the area, where it was registered anomalous occurrence of uranium. For the evaluation of radiological impacts associated with the extraction, processing and burning of coal in the area, it was carried out an investigation of the water and soil chemical and radiological composition and some organisms were evaluated as biomonitors for the investigation of the air and soil pollution. Through the analysis, carried out in the Laboratório de Isótopos e Hidroquímica - Unesp, Rio Claro, Brazil, and Laboratorio de Física Nuclear Aplicada - Universidad de Sevilla, Spain, it was observed that acid effluents are generated from the oxidation of sulfide minerals and can result in an increase in the solubilization rate of radionuclides, enhancing the possibility of groundwater and soil contamination at levels of difficult treatment and recovery. Downstream of the mining area, the pH in the rivers waters was more acidic and the content of some chemical species was higher, probably due to the discharge of acid effluent from the mine. The same behavior was observed for the soils. In groundwater, the radionuclides activity concentrations were significantly higher in the areas of the coal industrial processing and in the tailings pile and downstream of the mine. Through the biomonitoring, the efficiency of some species of lichens and mosses as bioindicators of the air quality in areas affected by coal mine and thermal power plant has been tested and proven. 210Po was the radionuclide that showed the highest activity concentration in the investigated species. Through the 234U/ 238U rates it was observed ... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Orientador: Fabricio Guimarães Baptista / Banca: Luiz Gonçalves Junior / Banca: Mário Anderson de Oliveira / Resumo: A técnica da impedância eletromecânica (E/M) tem sido amplamente estudada nas últimas décadas como um método não destrutivo para detectar danos estruturais em aplicações de monitoramento de integridade estrutural (SHM - structural health monitoring) usando transdutores piezelétricos de baixo custo. Esses transdutores operam simultaneamente como sensor e atuador e são fixados à estrutura monitorada utilizando um adesivo a base de cianoacrilato. Embora muitos estudos tenham relatado a eficácia desse método de detecção, inúmeros problemas práticos têm sido reportados, como os efeitos de ruído e vibração, que precisam ser considerados para permitir o uso eficaz desse método em aplicações reais. Portanto, esta dissertação de mestrado apresenta uma análise experimental dos efeitos do ruído e das vibrações na detecção de danos estruturais em sistemas de SHM baseados na técnica da impedância eletromecânica. Os experimentos foram realizados em uma barra de alumínio usando dois diafragmas piezelétricos, sendo que um deles foi usado para obter as assinaturas de impedância elétrica e o outro foi usado como atuador para introduzir ruído e vibração controlada. Para a simulação de dano foi utilizada uma pequena massa metálica fixada na estrutura com uso de adesivo a base de cianoacrilato. Os efeitos do ruído e da vibração sobre as assinaturas de impedância foram avaliados por meio do cálculo da função de coerência e de índices básicos de dano. Os resultados indicam que a vibração e o ruído ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The electromechanical impedance (EMI) technique has been extensively studied in recent decades as a non-destructive method for detecting structural damage in structural health monitoring (SHM) applications using low-cost piezoelectric transducers. These transducers operate simultaneously as actuator and sensor and they are fixed to the structure using cyanoacrylate-based glue. Although many studies have reported the effectiveness of this detection method, a lot of practical problems shown up, such as the noise effects and vibration, that need to be addressed to enable this method's effective use in real applications. Therefore, this master's thesis presents an experimental analysis of noise and vibration effects on the structural damage detection in impedance-based SHM systems. The experiments were performed on an aluminum bar using two piezoelectric diaphragms, where one was used to measure the electrical impedance signatures and the other was used as an actuator to introduce noise and controlled vibration. To simulate damage, a small metal mass was fixed to the structure using cyanoacrylate glue. The effects of noise and vibration on the impedance signatures were evaluated by computing the coherence function and basic damage indices. The results indicate that vibration and noise significantly affect the threshold of the lowest detectable damage, which can be compensated by increasing the excitation signal of the piezoelectric transducer that measure the electrical impedance... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre