This dissertation presents a method for space system mission analysis. It is based on a new systems engineering approach namely "Enhanced Total View Framework (ETVF)", which seeks the concurrent development of the product and organizations involved. ETVF is also described in this dissertation and as the name suggests it is an enhancement of the "Total View Framework". The proposed method for space system mission analysis is called "Total Mission Analysis for Space System (TMASS)". It takes into account all space system life cycle, from the time the space system is qualified for use or operation to the time it is decommissioned or disposed of. Indeed, TMASS encompasses all the high-level procedures before, during and after the space system launching and operational phases. It includes space system non-operational and operational processes, comprising the development of the whole system where the space system is inserted. TMASS is applied to the Mission Analysis of the SARA Suborbital System. The results obtained by using the traditional approach are briefly compared with the results obtained by using the proposed method. TMASS is supposed to be applied in the earlier phase of a space system development. In addition, ETVF and TMASS intents are also to revive the logic behind the systems engineering activity which with time has become only a formality.

O processo de engenharia de sistemas tem sido tradicionalmente utilizado no desenvolvimento de sistemas complexos. No entanto, esse não possui uma abordagem focada nos processos. Essa tendência tem sido seguida pelas organizações internacionais ESA, NASA e USAF que, apesar de, por meio dos diagramas FFBD, temporais e N2, desenvolverem os modelos de estrutura e de comportamento dos processos do ciclo de vida de seus produtos espaciais, não detalham como integrar esses modelos aos requisitos técnicos relacionados. Dessa maneira, é primeiramente proposto nessa dissertação utilizar, em vez dos diagramas mencionados anteriormente, os modelos gerados pelos métodos IDEF e IDEF3 para, respectivamente, desenvolverem os modelos de estrutura e de comportamento dos processos. Posteriormente, é também proposto utilizar esses métodos para desenvolver os modelos de estrutura e de comportamento da abordagem do processo de engenharia de sistemas orientada aos processos do ciclo de vida, aqui denominada engenharia dos processos do ciclo de vida. Uma vez modelada essa engenharia, essa dissertação propõe utilizar esses métodos para desenvolver os modelos de estrutura e de comportamento dos processos do ciclo de vida de produtos complexos e, por meio da folha de alocação de requisitos, integrar esses modelos aos requisitos técnicos relacionados. A conclusão obtida nessa dissertação é que é possível utilizar os métodos IDEF e IDEF3 para desenvolver os modelos de estrutura e de comportamento da abordagem do processo de engenharia de sistemas orientada aos processos do ciclo de vida e, ao utilizar esses métodos em conjunto com a folha de alocação de requisitos, é possível desenvolver os modelos de estrutura e de comportamento dos processos do ciclo de vida de produtos complexos, integrados aos seus requisitos técnicos relacionados.

A mantenabilidade tem como objetivo a redução de custos de operação e manutenção de uma aeronave, o que agrega valor ao mesmo ao elevar sua produtividade e reduzir os custos do seu ciclo de vida. Porém, para que seus objetivos sejam atingidos, é necessária a implantação formal e estruturada de um processo de mantenabilidade dentro da organização em questão que assegure o atendimento aos requisitos impostos pelo mercado. O presente trabalho teve como objetivo a adaptação de um modelo organizacional para a implantação de processo de mantenabilidade em fabricantes de aeronaves de transporte civil. Passos e etapas determinadas são sugeridas de forma a garantir o cumprimento dos objetivos da organização em relação à mantenabilidade durante todo o ciclo de desenvolvimento da aeronave. As atividades abordadas incluem a alocação de recursos, ferramentas e pessoas, apoio de lideranças executivas, mudanças em padrões culturais e comportamentais e a criação de um banco de dados de mantenabilidade. Além disso, a estruturação de programas de mantenabilidade tanto em nível corporativo quanto em cada um dos projetos da organização contribui para prover a visibilidade necessária à causa da mantenabilidade. Este trabalho teve como foco práticas organizacionais em prol da mantenabilidade, sendo que análises detalhadas de atividades técnicas são recomendadas para trabalhos futuros.

Diferentes estudos abordam a durabilidade das estruturas de concreto, fundamentados em modelos que simulam os mecanismos de penetração dos cloretos no concreto. Apesar de grande parte desses modelos ser baseada na determinação de um coeficiente de difusão dos cloretos, a Resistividade Elétrica Superficial (RES) do concreto também pode ser considerada como importante para o mecanismo de penetração desses íons. Diferentemente do coeficiente de difusão, a RES do concreto pode ser monitorada com o tempo através de um método de ensaio não destrutivo, por meio de uma técnica de baixo custo e fácil execução. A utilização da RES como parâmetro de modelo de vida útil é um tema ainda em discussão na comunidade científica, com destaque para o modelo de Andrade (2004). No entanto, o modelo citado apresenta parâmetros que ainda não foram completamente gerados para as características do concreto utilizado no Brasil. Dessa forma, o objetivo principal do presente estudo é ajustar tal modelo para a realidade de dimensionamento de concreto encontrada no Brasil, determinando as variáveis relativas ao fator de reação dos cloretos (rCl) e ao fator de idade do concreto (q) para diferentes amostras. Para tal, foram moldados corpos de prova de concreto com diferentes dosagens, que posteriormente foram submetidos a ensaios de laboratório. Os resultados mostraram que rCl varia entre 1,3 a 4,0; e q varia entre 0,297 a 0,785, dependendo principalmente do tipo de cimento utilizado. O estudo também permitiu propor dados de RES mínimos necessários para alcançar determinada vida útil (50 ou 100 anos, por exemplo), dependendo do cobrimento escolhido e da classe de exposição ao qual a estrutura de concreto armado estará sujeita, contribuindo, dessa forma, para o estudo do dimensionamento do concreto a partir de dados de RES.

O conceito de sustentabilidade representa uma estratégia de desenvolvimento para a indústria e sociedade como um todo. Para tanto, faz-se necessário considerar determinados quesitos para valorização de questões ambientais, econômicas, tecnológicas e sociais em todo este contexto. Integrar dimensões de sustentabilidade no desenvolvimento de produtos permite a antecipação da análise do ciclo de vida do produto e dos impactos que ele pode gerar. Existem diversas ferramentas para este processo, mas, de maneira geral, as pessoas estabelecem suas definições e estratégias, atribuem características preliminares de sustentabilidade e aplicam métodos próprios para realizar esta ação. Esta pesquisa visa realizar uma análise do método tácito de ideação realizado pelos atores no processo de desenvolvimento de produto sustentável, considerando hipóteses iniciais que direcionam o processo. Com esta finalidade, o estudo de caso é realizado com grupos de alunos do ITA, fazendo uso de metodologias ativas de aprendizagem, por meio de problematização para ativar a geração de ideias de produtos sustentáveis. Observações e dados são gerados no processo de acompanhamento das atividades de ideação para desenvolvimento de produtos sustentáveis e estas informações são base para realizar uma comparação visando identificar a compatibilidade do método adotado tacitamente pelos participantes com os métodos já estruturados e conhecidos. Verificou-se que os atores envolvidos no desenvolvimento de uma solução sustentável adotam conceitos adaptados de sustentabilidade e estabelecem suposições iniciais utilizadas como referência, critérios e características fundamentais da inovação, definindo os limites e pontos de controle do desenvolvimento. Dentre os métodos comparados, o Design for Sustainability apresentou melhores resultados, indicando que possui maior compatibilidade com as etapas do que foi realizado, de forma tácita, pelos participantes. Verificam-se oportunidades de melhoria considerando os aspectos de criatividade, flexibilidade, integração, colaboração, sistematização e representação dos métodos, de modo a promover modelos mais intuitivos e com uma abordagem mais generalizada. Desta forma, é possível promover o uso de técnicas e estratégias para que a inovação orientada à sustentabilidade seja determinante no desenvolvimento de produtos de uma maneira geral.

Este trabalho visa avaliar os resultados das diferentes medidas decorrentes das mudanças de posicionamento de sensores em ensaios vibroacústicos automotivos e sugestões de melhorias no processo de desenvolvimento do produto. De maneira a aperfeiçoar, padronizar, facilitar, evitar problemas nas instrumentações vibroacústicas e acompanhar os testes do produto durante seu ciclo de vida. Os testes vibroacústicos nos produtos são muitas vezes realizados por fabricantes e/ou fornecedores de forma independente, não havendo relação dos ensaios e dos pontos medidos entre as partes envolvidas no projeto. Desta forma, podem existir diferenças entre as medidas que afetarão o veículo em sua integração final ou em seu ciclo de vida. Com isso, o presente trabalho analisou e comparou estatisticamente as diferenças de medidas ocasionadas por diferentes posicionamentos utilizados na indústria, e propõem soluções de melhoria baseadas em boas práticas de instrumentações automotivas aliadas ao desenvolvimento integrado de produtos, para que essas práticas possam ser utilizadas desde a concepção do produto até as fases de pós-desenvolvimento como o acompanhamento, manutenção e a retirada do produto do mercado. As medições foram analisadas pela função resposta em frequência (FRFs) da estrutura, no qual foram avaliadas como variáveis de saída o movimento angular (aceleração) do corpo quando o mesmo é excitado por entradas transientes e aleatórias. As FRFs obtidas pelas entradas transientes foram realizadas por meio de martelo de impacto e as entradas randômicas causadas pelas excitações de pista. Uma das técnicas usadas para a análise das diferenças entre as FRFs em ensaios acústicos e vibratórios com entradas aleatórias consistiu em inserir acelerômetros piezelétricos e/ou microfones de precisão em pontos estimados pelos fabricantes das peças e pontos selecionados pelas montadoras de veículos. Desta forma, por meio de uma excitação não linear causada pela pista, foram obtidas duas respostas em frequências em função das acelerações. Os resultados obtidos por esta técnica foram comparados e suas diferenças analisadas. Para entradas transientes a técnica utilizada consistiu em posicionar os acelerômetros nos mesmos pontos definidos pelo fabricante e mudar o sinal de entrada como a variação da força e/ou posição do impacto. Os resultados obtidos a partir dessas duas técnicas foram analisados e comparados estatisticamente. Dentre as diversas constatações, destacaram-se os resultados no qual as FRFs resultantes podem sofrer alterações significativas dependendo dos pontos escolhidos para análise. Para aperfeiçoamento e padronização dos ensaios no processo de desenvolvimento de produtos foi sugerida a maior integração entre fornecedores e montadoras e processos definidos nas fases iniciais do projeto.

Esta tese propõe a utilização do termo suficiente em vez de completo para o conjunto de requisitos e cria um método para a obtenção desse conjunto, para ser utilizado no início do desenvolvimento de sistemas de aeronaves. Na indústria aeronáutica civil, um conjunto suficiente de requisitos é crucial para o sucesso do desenvolvimento da aeronave, uma vez que um requisito ausente significa um atributo faltante. A fim de melhorar o processo de captura de requisitos, proporcionando oportunidade para que todos os requisitos recebam o mesmo nível de atenção, este trabalho propõe um modelo que considera todo o ciclo de vida do sistema, todos os processos e pessoas envolvidas. O modelo proposto foi aplicado na fase do ciclo de vida de operação para o cenário de operação normal, e na fase de manutenção para dois cenários: a manutenção programada e a não programada. A importância do modelo proposto na geração de um conjunto suficiente de requisitos foi avaliada por meio da aplicação do modelo, por meio de estudo de campo (painel de especialistas) e por meio da comparação com um conjunto de requisitos atual.

Neste trabalho foi constatado que o descarte de aeronaves em fim de vida é um desafio crescente com o qual a indústria aeronáutica tem deparado na atualidade. A gestão dos resíduos sólidos e a logística reversa são assuntos complexos e de grande importância, que não podem ser tratados apenas por um segmento da sociedade, requerendo a definição das atribuições e responsabilidades de forma compartilhadas, sempre correlatas ao ciclo de vida dos produtos junto aos fabricantes, importadores, distribuidores, comerciantes, consumidores e serviços públicos de limpeza urbana e manejo de resíduos sólidos. Ficou claro que disposição inadequada dos materiais de aeronaves em fim de vida e o respectivo impacto provocado ao meio ambiente, estão sendo objetos de atenção de vários segmentos da sociedade e abordados de forma globalizada, pois em várias partes do mundo podem-se encontrar partes de aeronaves largadas em aeroportos e outras áreas sem a menor preocupação ambiental ou sanitária, ocupando áreas nobres que deveriam ser utilizadas na otimização dos processos relacionados ao transporte aéreo. Este trabalho engloba entre outros temas: aeronaves em fim de vida, preservação do meio ambiente, destinação final de materiais, reciclagem, reuso, remanufatura, processo de desenvolvimento do produto. Apresenta ainda uma analise de alguns aspectos que foram observados, a saber: custo, comercialização, complexidade, competitividade e impacto ao meio ambiente. Para melhor entendimento, foi efetuada uma análise de uma aeronave genérica, de forma a prover uma visão do que pode ser feito com os materiais ao fim do ciclo de vida. Este trabalho conclui que o modelo permite estruturar um sistema de gestão para monitoramento do processo de desmantelamento e que: 1) Grandes componentes tem grande favorabilidade para reuso. 2) Itens de miscelâneas de sistemas apresentam grande desfavorabilidade para reuso. 3) Itens de interiores apresentam grande desfavorabilidade para reciclagem. 4) Itens de equipamentos tem grande favorabilidade para reuso. 5) Itens de metálicas apresentam grande desfavorabilidade para reuso. 6) Materiais compósitos apresentam grande desafio para adoção de estratégias de fim de vida. 7) Itens de estruturas principais apresentam grande favorabilidade para reciclagem. 8) Miscelâneas de interiores apresentam grande desfavorabilidade para reciclagem.

As cochonilhas farinhentas (Hemiptera: Pseudococcidae) têm se tornado pragas importantes em diversas culturas. Na videira, são responsáveis por causar danos diretos, resultando em perdas na produção e danos indiretos como vetoras de vírus. Entretanto, poucas informações estão disponíveis sobre a biologia das espécies na cultura. Neste trabalho, foi estudado em laboratório, o efeito de diferentes estruturas vegetativas, cultivares e porta-enxertos de videira no desenvolvimento, sobrevivência e reprodução de Dysmicoccus brevipes (Cockerell, 1893) e Pseudococcus viburni (Signoret, 1875). As exigências térmicas de D. brevipes foram determinadas, sendo estimado o número anual de gerações da espécie nas principais regiões produtoras de uvas de mesa do Brasil. A biologia de D. brevipes foi estudada em folhas de videira das cultivares de uva de mesa Itália (Vitis vinifera) e Niágara Rosada (Vitis labrusca) e em raízes dos porta-enxertos Paulsen 1103 (Vitis berlandieri X Vitis rupestris) e IAC 572 (Vitis caribaea X 101-14 Mgt). As exigências térmicas foram estimadas com base nos dados de biologia obtidos em cinco temperaturas constantes (15, 20, 25, 28 e 30°C) em folhas de videira da cultivar Itália. A biologia de P. viburni foi estudada em folhas de videira das cultivares de uva de mesa Itália e Niágara Rosada. D. brevipes se desenvolveu em diferentes estruturas vegetativas da planta, bem como em diferentes cultivares e porta-enxertos de videira; no entanto, folhas da cultivar Itália foram as mais adequadas ao desenvolvimento da espécie, considerando-se a menor duração do período ninfa-adulto. A taxa líquida de reprodução (Ro) de D. brevipes foi maior em folhas da cultivar Itália (19,82) em relação à cultivar Niágara Rosada (13,78). As ninfas de D. brevipes que sobreviveram nas raízes do porta-enxerto Paulsen 1103, se desenvolveram melhor do que em folhas. Raízes do porta-enxerto IAC 572 foram inadequadas para o desenvolvimento de D. brevipes, originando fêmeas que não se reproduziram. A velocidade de desenvolvimento de D. brevipes aumentou com a elevação da temperatura, sendo a faixa de temperatura entre 20ºC e 30ºC a mais adequada para a espécie. O limiar térmico inferior e superior de desenvolvimento e a constante térmica para o período ninfa-adulto de D. brevipes em folhas de videira da cultivar Itália, foram de 8,2ºC, 34,5°C e 678,42 graus-dia, respectivamente. De acordo com as exigências térmicas de D. brevipes foi possível estimar a ocorrência de 3,4 gerações anuais em Bento Gonçalves (RS), 3,1 em Caxias do Sul (RS), 4,4 em Marialva (PR), 4,8 em Jales (SP) e 5,2 em Petrolina (PE). Através dos dados de longevidade dos adultos e de viabilidade das diferentes fases do ciclo biológico (ninfa-adulto) de fêmeas de P. viburni, verificou-se que a cultivar Niágara Rosada foi mais adequada para o desenvolvimento da espécie. Os resultados deste estudo demonstraram que a planta hospedeira afeta o desenvolvimento e a sobrevivência de D. brevipes e P. viburni e que a escolha da cultivar ou do porta-enxerto a ser utilizado na implantação do vinhedo, pode auxiliar na redução da infestação destas pragas, sendo um componente adicional a ser utilizado em programas de Manejo Integrado na cultura. / Mealybugs (Hemiptera: Pseudococcidae) have become increasingly important pests in many crops. In vineyards, they cause direct damage resulting in production losses and also indirect damages through virus transmission. However, little information is available about the species biology. The effects of different vegetative structures, cultivars and vine rootstocks on the development, survival and reproduction of Dysmicoccus brevipes (Cockerell, 1893) and Pseudococcus viburni (Signoret, 1875) were studied under laboratory conditions. The thermal requirements of D. brevipes were determined and the annual number of generations was estimated for the principal grape-growing regions of Brazil. Biological aspects of D. brevipes were studied using table grape leaves (Itália: Vitis vinifera and Niágara Rosada: Vitis labrusca) and grapevine rootstocks (Paulsen 1103: Vitis berlandieri X Vitis rupestris and IAC 572: Vitis caribaea X 101-14 Mgt). The thermal requirements were estimated using five constant temperatures (15, 20, 25, 28 and 30°C) on Itália table grape leaves. The biology of P. viburni was studied on Itália and Niágara Rosada table grape leaves. D. brevipes developed on different vegetative structures, cultivars and vine rootstocks. However, table grape leaves of V. vinifera Itália were the most suitable for D. brevipes development, considering the shortest developmental period. The net reproductive rate (Ro) of D. brevipes was higher on Itália table grape leaves (19.82) than on Niágara Rosada (13.78). D. brevipes nymphs that survived on Paulsen 1103 roots developed better than on the leaves. Roots of IAC 572 were unsuitable for the development of D. brevipes, resulting in non-reproductive females. The developmental rate of D. brevipes increased with increasing temperature and the range between 20 to 30°C was the most suitable for this species. The predicted upper lethal temperature was 34,5°C, with a minimum threshold for total development at 8,2°C. D. brevipes required 678,42 degree-days to complete development from first instar nymph to the adult stage. According to the thermal requirements, D. brevipes can complete 3.4 annual generations per year in Bento Gonçalves (RS), 3.1 in Caxias do Sul (RS), 4.4 in Marialva (PR), 4.8 in Jales (SP) and 5.,2 in Petrolina (PE). From the the data on adult longevity and the viability of the different female life stages of P. viburni, table grape leaves of V. labrusca Niágara Rosada were the most suitable for development of this species. We conclude that the host plant can affect the development and survival of D. brevipes and P. viburni and that the right choice of the cultivar or vine rootstock to be used in the vineyard can help to reduce pest infestation and is, therefore, an additional component to be included in the integrated pest management of the crop.

A Avaliação do Ciclo de Vida (ACV) é uma ferramenta da gestão ambiental que identifica aspectos ambientais e avalia os impactos ambientais de um produto ao longo de todo o seu ciclo de vida. O ciclo de vida considera todas as atividades que vão desde a extração e processamento das matérias-primas, manufatura, transporte, distribuição, uso, reuso, manutenção e disposição final. Através da ACV são obtidas todas as entradas de massa e energia e as respectivas saídas na forma de emissões atmosféricas, efluentes líquidos e resíduos sólidos para cada atividade que compõe o ciclo de vida do produto estudado. No desenvolvimento da ACV, durante a fase de coleta de dados existe uma enorme quantidade de informações que necessita ser coletada. Para sanar essa dificuldade, vêm sendo desenvolvidos bancos de dados de insumos de grande importância os quais possuem características regionais, tornando o estudo mais completo e confiável. A utilização de bancos de dados tem caráter apenas regional, visto que as condições técnicas e ambientais podem variar de uma região para outra. Dependendo da região, a utilização de bancos de dados internacionais tende a distorcer os resultados dos estudos de ACV, conduzindo a resultados não adequados, os quais não representam a realidade da região em estudo. Neste contexto, o Grupo de Prevenção da Poluição do Departamento de Engenharia Química da Escola Politécnica da USP tem desenvolvido estudos que visam à obtenção de Inventários do Ciclo de Vida (ICVs) para auxiliar na construção de um banco de dados brasileiro. O presente estudo, inserido nessa linha de pesquisa, visa à construção do inventário do ciclo de vida do biodiesel etílico do óleo de girassol produzido no Brasil. O biodiesel é um combustível renovável constituído de uma mistura de monoalquilésteres de ácidos graxos de cadeia longa, derivados de óleos vegetais, gorduras animais ou óleos residuais. Neste estudo, definiu-se o sistema de produto para o biodiesel, o qual dividiu-se em subsistemas para facilitar a coleta de dados. Os dados coletados para cada um dos subsistemas foram predominantemente secundários, isto é, obtidos de publicações científicas e bases de dados estrangeiras. No entanto, os dados secundários foram adaptados à realidade brasileira, por meio de informações e considerações que consideraram as condições tecnológicas e de mercado existentes no Brasil. Como resultado verificou-se que 8 dentre todas as etapas do ciclo de vida do biodiesel, a produção dos grãos de girassol é a que demanda mais recursos materiais e energéticos e que provoca a maior quantidade de emissões para o meio ambiente. Deste modo, na produção do biodiesel deve ser dada atenção especial para a produção da oleaginosa, buscando soluções quanto ao seu alto consumo de recursos e emissões para o meio ambiente. / The Life Cycle Assessment (LCA) is a tool of the environmental management which identifies environmental aspects and evaluates environmental impacts of products during its whole life cycle. The life cycle considers all the activities since the extraction and manufacture of the raw materials, transport, distribuction, use, reuse, maintenance and final disposal. Through the LCA are obtained all the inputs of mass and energy and the respective outputs of atmospheric emissions, liquid effluents and solid wastes for every activity of the product life cycle studied. In the development of the LCA, during the phase of data collection there is a vast quantity of information to be collected. To avoid this difficulty, have been in development databases of important inputs, who has regional characteristics, becoming the study more complete and reliable. The database utilization has only a regional character, since the technical and environmental conditions can change in different regions. Depending of the region, the utilization of international database tends to distort the results of an LCA study, leading non adequate results, which don´t represent the reality of the region in study. In this context, de Pollution Prevention Group (GP2) of the Chemical Engineering Department of Polytechnic School of USP have developed studies that aims to obtain Life Cycle Inventories (LCI) to assist the construction of a Brazilian database. The present study is inserted in such line of research and aims to the construction of the sunflower oil ethylic biodiesel LCI made in Brazil. The biodiesel is a renewable fuel, it is constituted of a mix of mono alkyl esters of long chain fatty acids derived of vegetable oils, animal fats or residual oils. In this study was defined the product system to biodiesel, which was divided in subsystems to assist the data collection. The data were collected for each one of the subsystems were in the majority secondary, obtained of scientific publications and foreign databases. However, the secondary data were adapted to the brazilian reality through informations and considerations that take into account the actual brazilian technological and market conditions. As a result it was verified that among all the steps of the biodiesel life cycle, the agricultural production of the sunflower is that one who demands more energetic and materials inputs and is responsible for the majority of the emissions to the environment. In this way, in the biodiesel production should 10 be given special attention to the agricultural production of the oilseed, searching for solutions to its high consumption of inputs and environmental emissions.