Orientador: Eugênio Spanó Rosa / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-18T00:21:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Flora_BrunoFagundes_M.pdf: 2971179 bytes, checksum: 98fc79d21db40bfb0bbe58d6d20ec80e (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: É proposta uma metodologia de projeto e de calibração de um medidor de fração de vazio para escoamento de gás e líquido operando com o princípio de impedâncias elétricas baseado em simulação numérica. O desenvolvimento do sensor é feito utilizando-se de um software de volumes finitos para a otimização heurística da geometria dos eletrodos e também para a criação de uma curva de mapeamento do sinal para fração de vazio de acordo com as características elétricas do fluido em questão, ou seja, características capacitivas (óleo, gás), resistivas (água) ou ambas. Utilizando o conceito de similaridade entre modelo e protótipo foi possível reduzir os resultados computacionais a simples expressões algébricas que relacionam diretamente a fração de vazio com a voltagem do circuito e estender este resultado para tubulações de quaisquer diâmetros. Testes estáticos e dinâmicos são feitos com o propósito de validar o estudo computacional e verificar o desempenho do sensor operando com diferentes padrões de escoamento / Abstract: A methodology for design and calibration of a void fraction meter for gas and liquid flow operating on the principle of electrical impedance is developed based on numerical simulation. The sensor development is done using a finite volume software. The numerical analysis allowed a heuristic geometry optimization of the electrodes and also created a mapping curve for the void fraction signal according to the electrical characteristics of the fluid in consideration, ie, capacitive (oil, gas), resistive (water) or both. Using the concept of similarity between model and prototype it was possible to reduce the computational results to simple algebraic expressions that relate directly the void fraction with the voltage output and extend this result to pipes of any diameter. Static and dynamic tests were done in order to validate the computational study and verify the performance of the sensor operating with different flow patterns / Mestrado / Termica e Fluidos / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador: Luiz Felipe Mendes de Moura / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-18T04:18:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Barros_TiagoRodriguesde_M.pdf: 8532346 bytes, checksum: 17a941d128ad1bcad0846f1722bc6270 (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: Este trabalho tem como objetivo a simulação numérica de um sensor de tomografia capacitiva elétrica, em função da permissividade elétrica relativa das fases presentes dentro da tubulação, com a finalidade de determinar a melhor geometria do sensor para a geração de imagem de escoamentos numa mistura bifásica ar-água, levando em consideração fluidos com efeito da condutividade nula. A simulação numérica do sensor de tomografia capacitiva é de crucial importância para o desenvolvimento de um tomógrafo capacitivo usado em aplicações específicas, como é o caso do monitoramento de escoamentos bifásicos. A tomografia capacitiva elétrica é uma tecnologia recente que vem se desenvolvendo desde o início de 1980, quando começou a ser utilizada para análise de processos industriais, principalmente em escoamentos multifásicos. Ela é utilizada para gerar uma imagem do interior da tubulação de acordo com a permissividade relativa das fases ali presentes, sendo atualmente o tipo de tomografia de processos mais utilizada. Após a determinação de algumas premissas do projeto como, o diâmetro da tubulação que foi simulada na horizontal, o comprimento dos eletrodos que seriam montados do lado externo da tubulação, as simulações bidimensionais foram realizadas para se obter o melhor espaçamento entre os doze eletrodos do sensor e a distância ideal da blindagem externa. Com as simulações tridimensionais, foi investigada a necessidade de utilização dos eletrodos de guarda, assim como, foi realizada a simulação da geometria final do sensor numa mudança dos componentes de ar para água no interior da tubulação. Os resultados obtidos neste trabalho permitiram determinar a geometria mais adequada do sensor para a situação proposta, assim como, obter o valor das capacitâncias para diferentes condições de escoamento. Os resultados das simulações tridimensionais apontaram as principais limitações de uma análise bidimensional / Abstract: This study was aimed to realize numerical simulations of a capacitive electrical tomography sensor, depending on the relative permittivity of the phases inside the pipe, in order to determine the best geometry of the sensor to generate the image of the flow in the air-water two-phase flow, taking into account the effect of conductivity zero in the fluids. Numerical simulation of the ECT sensor is of crucial importance to develop a capacitive tomograph used in specific applications such as monitoring biphasic flow. Electrical capacitance tomography is a new technology that has been developed since early 1980, when it began to be used in industrial processes, mainly in multiphase flows. It is used to generate an image from inside the pipe according to the relative permittivity of the phases present there, and is currently the type of process tomography procedures most commonly used. After the determination of some assumptions of the project as the diameter of the pipe that was simulated in the horizontal, the length of the electrodes that must be assembled outside the pipe, the two-dimensional simulations were performed to obtain the best spacing between the twelve electrodes of the sensor and the ideal distance of the outer shield. With the three-dimensional simulations, we investigated the necessity of use guard electrodes, as well as, it was realized the simulation of the final geometry of the sensor components in a change of air to water inside the pipe. The results of this study allow us to determine the most suitable sensor geometry for the proposed situation, as well as obtaining the value of capacitance for different flow conditions. The results of three-dimensional simulations showed the main limitations of a two dimensional analysis / Mestrado / Termica e Fluidos / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador: Carlos Ourivio Escobar / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-05T00:48:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Gomes_RicardoAvelino_D.pdf: 22856845 bytes, checksum: ff49da476ee952e261dde1c21ce27f56 (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: Apresentamos uma investigação sobre o decaimento semileptônico ?0??+µ - ?µ. Observamos este decaimento pela primeira vez com nove eventos identificados, utilizando para tal a linha de feixe e os detectores do experimento KTeV no Fermilab. O decaimento é normalizado pelo modo ?0??+e- ?e, resultando em uma razão das taxas de decaimento G(?0??+µ - ?µ)/G(?0??+e- ?e) igual a ( 1,8+0,7-0,5(estat.) ± 0,2(sist.) ) x 10-2 com 68,27% C.L., que se tomou a medida oficial da colaboração KTeV: Em uma análise independente, também utilizamos o decaimento dominante ?0? ?p0(???p-) como modo de normalização, o que corroborou o resultado principal. Realizamos ainda, uma nova medida da razão de ramificação do modo ?0??+e- ?e com base em 1139 eventos e normalizada pelo decaimento ?0??p0(???p-). Os resultados estão em pleno acordo com o modelo a quarks com simetria SU(3) de sabor / Abstract: We report an investigation of the semileptonic decay ?0??+µ - ?µ. This decay was observed for the first time with nine identified events using the KTeV beam line and detector at Fermilab. The decay is normalized to the ?0 beta decay mode and yields a value for the ratio of decayrates G(?0??+µ - ?µ)/G(?0??+e- ?e) igual a ( 1,8+0,7-0,5(stat.) ± 0,2(syst.) ) x 10-2 at the 68,27% confidence level, being the official measurement of KTeV Collaboration. We also used the dominant decay ?0? ?p0(???p-) as normalization mode in an independent analysis which corroborated with the main result. In addition, a new measurement of the ?0??+e- ?e branching ratio is presented, based on 1139 events and normalized to the ?0??p0(???p-) decay mode. The results are in agreement with the SU(3) flavor symmetric quark model / Doutorado / Física das Particulas Elementares e Campos / Doutor em Ciências

Orientador: Marcelo Moraes Guzzo / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-07T11:07:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MouraJunior_CelioAdregade_D.pdf: 3776986 bytes, checksum: 07c139c8c30b32426082bda432e718e0 (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: Fazemos uma estimativa do número de Chuveiros Atmosféricos Extensos originados por neutrinos do tau em Detetores de Fluorescência como os do Observatório Pierre Auger. Consideramos modelos de produção de neutrinos do elétron e do múon de altíssimas energias em objetos extra galácticos e Defeitos Topológicos, assim como mudança de sabor na propagação dos neutrinos da fonte até a Terra. Para a seção de choque dos neutrinos utilizamos um modelo que extrapola os parâmetros do Modelo Padrão até energias da ordem de 1021 e V. Porém esses parâmetros foram comprovados até a ordem de 1012 e V. gerando incertezas nos números obtidos para altíssimas energias. Concluímos que, dependendo da relação entre fluxo e seção de choque, existe uma região restrita de energia dos neutrinos do tau que pode gerar eventos com chuveiros atmosféricos duplos detectáveis em Detetores de Fluorescência. A energia dos neutrinos do tau deve ser de aproximadamente 1018 e V e o número de eventos pode variar algumas ordens de magnitude em torno de um evento por ano, dependendo dos modelos propostos e das caracteristicas do detetor / Abstract: We calculate the possible number of Extensive Air Showers originated by tau neutrinos in Fluorescence Detectors like the ones of the Pierre Auger Observatory. We consider models of production of electron and muon neutrinos in extra galactic objects and Topological Defects, as well as the possibility of neutrino flavor change in the propagation of the neutrinos between the source and the Earth. The neutrino cross section was calculated by the extrapolation of the standard model parton distribution functions until energies of the order of 1021 e V. However, due to uncertainties in the extrapolation for energies higher than 1012 e V the results are not robust. We conclude that, depending on the relation between flux and cross section, there is a strict range of energy for the tau neutrinos to generate double extensive air showers detectable in Fluorescence Detectors. The tau neutrino energy must be approximately 1018 e V and the event rate can vary some orders of magnitude around one event per year , depending on the flux-cross section relation and detector characteristics / Doutorado / Física das Particulas Elementares e Campos / Doutor em Ciências

Orientador: Elnatan Chagas Ferreira / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-13T16:12:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Fernandes_AlecioPontes_M.pdf: 6269465 bytes, checksum: 0d2b04f6049ffb1685b947932894c75d (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: Giroscópios são dispositivos usados para medir rotação angular, sendo extensivamente empregados em sistemas de guiamento, navegação e estabilização. Entre os diversos tipos de giroscópios, o IFOG (Giroscópio Interferométrico a Fibra Óptica) baseado no efeito de Sagnac é uma das soluções mais interessante, dada sua alta sensibilidade, resolução, ausência de partes móveis, confiabilidade, tamanho compacto e imunidade a interferências eletromagnéticas. Este trabalho descreve a implementação de um circuito digital de demodulação para IFOGs operando em malha aberta utilizando a técnica de zero-crossing (cruzamento em zero). A técnica implementada no circuito eletrônico descrito neste trabalho emprega um clock quase-síncrono para processamento, o que leva a um esquema de demodulação digital preciso, simples e de baixo custo. O circuito de demodulação proposto foi testado em laboratório, utilizando um sinal de giroscópio emulado. Os resultados experimentais medidos no protótipo mostraram que a resolução final do circuito de detecção é 1000 vezes melhor que a resolução possível de se alcançar em um demodulador zero-crossing digital convencional com clock síncrono / Abstract: Gyroscopes are devices used to measure angular orientation, being extensively employed for guidance, navigation and stabilization. Among the many types of gyroscopes, IFOG (Interferometer Fiber Optic Gyroscope), based on Sagnac effect, is the most interesting solution due to its high sensitivity, resolution, reliability, small size and EMI immunity. The present work describes a digital electronic circuit implementation for open-loop IFOGs using zero-crossing demodulation techniques. The technique used in the electronic circuit described in this work employs a quasi-synchronous clock for signal processing which leads to an accurate, simple and low cost digital demodulation scheme. The experimental results of the prototype showed that the final detection resolution is 1000 times better than one achieved by the conventional synchronous clock zero-crossing digital demodulator / Mestrado / Eletrônica, Microeletrônica e Optoeletrônica / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Sandra Lucia da Cruz / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-08T04:57:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Sousa_ElisangelaOrlandide_M.pdf: 2598884 bytes, checksum: 7421959dcef02a5096290563b5f4500e (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: Redes de tubulação são sistemas complexos de dutos utilizados no transporte de fluidos a longas distâncias. Um pequeno vazamento em uma tubulação pode provocar grandes perdas de produtos e sérios danos ao meio ambiente até serem detectados. Com o propósito de prevenir vazamentos em tubulações, várias técnicas são relatadas na literatura. Este trabalho descreve o desenvolvimento e teste de uma técnica de detecção de vazamento de gás em tubulação baseada no método acústico e na análise de transientes de pressão gerados a partir do vazamento. Transientes de pressão e o ruído sonoro gerado pelo vazamento foram detectados e analisados em uma tubulação operando sem e com escoamento contínuo de gás (ar) em várias condições de operação. O trabalho experimental utilizou um vazo de pressão de 34,5 litros e uma tubulação com 60 m de comprimento e ½¿ de diâmetro. A pressão de operação variou de 2 a 7 kgf/cm2. Vazamentos de várias magnitudes foram simulados através de um orifício localizado na tubulação cujo diâmetro variou entre 0,4 mm a 5 mm. O microfone e o transdutor de pressão foram instalados no vaso de pressão ou na tubulação para detectar a ocorrência de vazamento, ambos conectados a um computador PC através de um conversor ADA. O sinal gerado pelo microfone foi amplificado e passou por um banco de filtros passa faixa sendo transformado em três sinais com amplitudes independentes, cada uma com uma faixa de freqüência específica de 1kHz, 5kHz e 9kHz. O programa de aquisição de dados foi escrito em linguagem C para ler e processar os dados. Os resultados experimentais mostraram que é possível detectar vazamentos em tubulações através do método acústico. A análise dos sinais de amplitude para freqüências diferentes mostrou que o ruído sonoro gerado pelo vazamento depende da magnitude do vazamento e da pressão na tubulação. Em todos os experimentos a ocorrência de vazamento foi prontamente detectada pelo microfone enquanto as mudanças nos perfis de transientes de pressão não eram sempre significativas para detectar o vazamento / Abstract: Pipeline networks are complex systems of ducts used in the fluid transportation through long distances. Even small leaks in a pipeline can lead to great losses of product and serious damages to the environment before it could be detected. With the purpose of preventing leakage in pipelines, various techniques have been reported in the literature. This work describes the development and test of a gas leak detection technique in pipelines based on an acoustic method and on the analysis of pressure transients generated by the leak. Pressure transients and the noise generated by leakage have been detected and analysed in a pipeline operating with and without continuous flow of gas (air) under various operation conditions. The experimental setup made use of a 34,5 liters pressure vessel and a 60 m long, ½¿ in diameter pipeline. The operational pressure varied from 2 to 7 kgf/cm². Leakages of various magnitudes were simulated through an orifice located in pipeline whose diameter varied from 0,4 mm to 5,0 mm. A microphone and a pressure transducer were installed either in the pressure vessel or in the pipeline to detect leak occurrence, both being connected to a PC computer through an ADA converter. The signal generated by the microphone was amplified and also passed through a bank of band pass filters being transformed into three signals with independent amplitude, each one with a band of specific frequency of 1 kHz, 5 kHz and 9 kHz. The data acquisition software was written in C language to read and process all data. The experimental results showed that it is possible to detect leaks in pipelines based on acoustic method. The analysis of the signal amplitude for different frequencies showed that the noise signal generated by leakage depend on both leak magnitude and pressure in the pipeline. In all experiments leak occurrence was readily detected by the microphone while the changes in pressure transient profiles were not always significant to detect the leak / Mestrado / Sistemas de Processos Quimicos e Informatica / Mestre em Engenharia Química

Orientador: Marco Aurelio Cremasco / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-09T06:13:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Castilho_GuilhermeJosede_M.pdf: 55720465 bytes, checksum: ff5e31cd4371ec0283beb9eec7df3f35 (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: Regimes gás-sólido têm inúmeras aplicações industriais, sendo empregados, por exemplo, em sistemas de transporte pneumático das partículas e em leito fluidizado. Nas últimas duas décadas notou-se a aplicação crescente do leito fluidizado circulante, principalmente para facilidades de geração de energia, como caldeira e reações catalíticas. No processo de craqueamento catalítico fluidizado (FCC), dentre os vários equipamentos que compõem uma unidade conversora, é no riser onde praticamente ocorrem todas as reações de craqueamento. Medidas de grandezas como concentração de sólidos são fundamentais para a compreensão da fluidodinâmica nestes reatores e é pré-requisito para o projeto técnico bem sucedido de sistemas de transporte pneumático. Dentre as várias técnicas utilizadas para medidas de grandezas básicas em sistemas particulados, a sonda de fibra óptica é relativamente simples, de alta precisão e utilizada em várias situações que envolvem o sistema fluido-partícula. Nesta Dissertação, a oncentração volumétrica dos sólidos é medida por meio de uma sonda de fibra óptica. A concentração volumétrica dos sólidos é tomada radialmente e em diversas posições axiais ao longo do riser sob diferentes condições de operação, na Unidade Multipropósito do Laboratório de Processos em Meios Porosos da Faculdade de Engenharia Química da Universidade Estadual de Campinas. Resultados mostram que a concentração volumétrica de sólidos é maior na parede em comparação ao centro do riser, para todas posições axiais, exceto para o ponto mais alto do reator, onde há a influência da região de saída do escoamento. Sobre a distribuição axial de de concentração, verificou-se que o escoamento é mais concentrado na parte inferior do equipamento e tende a ficar menos concentrado ao longo do reator. Através dos espectros de sinais obtidos pela sonda, pôde-se analisar as flutuações através da distribuição de probabilidade dos sinais e da distribuição do desvio padrão do sinal médio. Distribuições de probabilidade permitem identificar a presença de clusters em determinados pontos radiais, revelando que para as condições de mais concentradas, as flutuações são as maiores. As distribuições de desvio padrão apresentam picos, onde sugere maior interação entre as partículas / Abstract: Gas-solid systems have innumerable industrial applications, being used, for example, in the pneumatic conveying of particles and in fluidized bed. In the last two decades it was noticed increasing application of the circulating fluidized bed, mainly for easinesses of energy generation, as boilers and catalytic reactions. In the process of fluidized catalytic cracking (FCC), amongst some equipment that composes a converting unit, it is in riser where the cracking reactions practically occur at all. Measures as solid concentration are basic for the understanding of the fluidodynamic in these reactors and are prerequisite for the successful design of pneumatic transport systems. Amongst the several techniques used for measures in particulates systems, the optical-fiber probe is relatively simple, of high precision and used in some situations that involve fluid-particle system. In this Dissertation, the volumetric concentration of solids is measured by means of an optical-fiber probe. The volumetric concentration of solids is taken radially and in diverse axial positions throughout riser under different operation conditions, in the Multipurpose Unit of the Laboratory of Processes in Porous Means of the College of Chemical Engineering of the State University of Campinas. Results show that the volumetric solid concentration is bigger in the wall in comparison to the center of the riser, for all axial positions, except forthe highest point of the reactor, where it has the influence of the exit region of the flow. On the axial distribution of concentration, it was verified that the flow is more concentrated in the inferior part of the equipment. Through the electrical signs specters gotten by the probe, it could be analyzed the fluctuations through the distribution of probability of the signals and the distribution of the standard deviation of the average signal. The distribution of probability allows identifying the presence of clusters in determined radial points, disclosing that for the most concentrated conditions, the fluctuations are the greater. The distributions of the standard deviation present peaks, where it suggests greater interaction between particles / Mestrado / Engenharia de Processos / Mestre em Engenharia Química

Orientadores: Leonardo Goldstein Junior, Emerson dos Reis / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-15T08:49:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Galdiano_EderdosSantos_M.pdf: 3731509 bytes, checksum: 5415460955079bfdf8773ebcc4ee6500 (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: Esse trabalho é uma contribuição ao estudo de uma sonda não-intrusiva para medição da espessura da camada anular de escoamentos bifásicos óleo-água - core-flow. É discutida a construção do sensor capacitivo da sonda. Dela são avaliados o desempenho estático, numa bancada construída para este fim, e o dinâmico na presença de escoamento numa bancada existente no Laboratório de Petróleo (LabPetro). Através dos testes estáticos, foram obtidas informações sobre a resposta da sonda: formato da curva de resposta, sensibilidade, faixa de medição, e estudou-se o efeito da condutividade da água. Os dados experimentais foram comparados com resultados de simulação numérica obtidos por outro autor. Nos testes dinâmicos, foi utilizada uma técnica de medição da espessura da camada de água através de imagens de filmagens registradas do escoamento, sendo que estes dados foram comparados com os obtidos com a sonda capacitiva, assim permitindo a avaliação do seu desempenho no escoamento. Os resultados demonstram potencial do sistema proposto, mas também apontam para a necessidade de novos estudos e aperfeiçoamentos / Abstract: This work is a contribution to the study of a non-intrusive probe for measurement of the thickness of the water layer of a core-annular flow. A capacitive probe was built and its static performance was evaluated from tests executed in a specially designed bench-scale apparatus. In addition, evaluation of the dynamic performance was made possible from fluid-flow tests in a multiphase flow loop. From the static tests information was obtained about the probe output: shape of the produced response, sensitivity, range and the water electrical conductivity effect. The experimental data were compared with results of a numerical simulation available from a different author. In the dynamic tests the measurement technique used to obtain the thickness of the annular water layer consisted of a sequence of photographic images from a fast camera. The results were compared with those from the capacitive probe, allowing the evaluation of its performance in the presence of fluid flow. The results demonstrate the potential of the considered system, but they also point out to the necessity of new studies and development / Mestrado / Termica e Fluidos / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador: Leonardo de Souza Mendes / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-16T02:53:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Pires_FelipeMarques_M.pdf: 6804848 bytes, checksum: 1b9ecab60b98ed0975059c3aa99c84b1 (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: Os avanços nas áreas de comunicação sem fio e microeletrônica têm motivado o desenvolvimento de aplicações utilizando equipamentos sem fio, especialmente dispositivos sensores e atuadores, permitindo assim, a criação de uma ponte tecnológica para conectar o mundo físico com o mundo digital. Com essa interação surge uma demanda crescente por sistemas de monitoramento e controle em ambientes industriais, residenciais e também municipais. Algumas tecnologias já se encontram no mercado, destinadas a este tipo de aplicação e dentre elas destaca-se a especificação ZigBee. Entretanto, aplicações em cenários metropolitanos exigem um paradigma de comunicação com alta capacidade e de larga escala. Este trabalho apresenta uma arquitetura híbrida e hierárquica de rede de sensores/atuadores para aplicação em cenários metropolitanos. A arquitetura proposta faz uso do potencial da especificação ZigBee e da capacidade das Redes Metropolitanas de Acesso Aberto. Baseado em tal arquitetura, um estudo de caso foi desenvolvido na cidade de Pedreira, interior do estado de São Paulo, onde foi implementado um sistema para supervisão do fluxo de pessoas, monitoramento do ambiente e controle de dispositivos em um prédio do setor público. / Abstract: The advances in wireless communication technology and microelectronics have enable interesting new application for wireless devices, especially sensor and actuator devices, allowing to have an interaction between digital and physical worlds. With this interaction appeared an increasing demand for remote monitoring and control systems in industrial, residential and also municipal environments. Some technologies are already met in the market, destined to this type of application and amongst them the ZigBee specification is distinguished. However, these application applied in metropolitan scenarios require a large scale communication paradigm with high capacity. This work presents a hybrid hierarchical architecture to design a sensor and actuator network to operate in metropolitan scenarios. The architecture combines ZigBee specification with Open Access Metropolitan Area Networks. Based on the proposed architecture a case study was developed in the city of Pedreira-SP, where a people-counting system and an environmental monitoring and control prototype were designed in a public building. / Mestrado / Telecomunicações e Telemática / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Jose Antonio Siqueira Dias / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-11T13:05:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Roque_Wellington_M.pdf: 6339203 bytes, checksum: 18872eccdf7c33ab07b778e59d8d3d08 (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: A utilização de sensores é indispensável para a coleta de dados na Agricultura de Precisão, pois possibilita um estudo mais aprofundado e preciso do solo. A proposta deste trabalho é o desenvolvimento de um multi-sensor (MS) para realizar a medida do valor da condutividade elétrica do solo usando um dispositivo composto por quatro hastes paralelas tipo ¿Wenner array¿, e aproveitando a sua geometria de fabricação, realizar a medida da umidade volumétrica do solo por intermédio de um método indireto, que usa a variação da condutividade térmica do solo em função da quantidade de água nele presente. Foi também desenvolvido um sistema de medida e aquisição de dados que permite a caracterização e a calibração de sensores de umidade através de um programa em LabView e uma placa de aquisição de dados, desenvolvida a partir de uma célula de carga. Os resultados obtidos mostram que o medidor de quatro pontas tipo ¿Wenner array¿ é uma ferramenta útil e precisa para medida da condutividade elétrica do solo e a técnica de medir as variações da temperatura no solo causadas por pulsos de calor fornece dados úteis para estimar, com precisão necessária para usos agrícolas, a umidade do solo. Palavras-chave: Sensores, agricultura de precisão, condutividade elétrica do solo, condutividade térmica do solo, umidade do solo / Abstract: The implementation of precision agriculture techniques requires the use of sensors which can measure the characteristics of the soil. In this work it was designed and fabricated a multi-sensor probe, capable of measuring the electrical conductivity, the volumetric humidity, and the temperature of the soil, using a four probes device. The electrical conductivity of the soil is measured using the conventionalWenner array method, where a self-calibration circuit was designed to avoid the usually necessary initial calibration of the Wenner array. The volumetric humidity is obtained by an indirect measurement, where the thermal conductivity of the soil is evaluated by applying heat pulses in one probe of the sensor, and measuring the resulting temperature increase in an adjacent probe. It was also developed an automatic measurement and data acquisition system that allows the characterization and calibration of the sensors. The obtained results show that the Wenner array is an useful tool for measuring the electric conductivity of the soil, and that the evaluation of the thermal conductivity of the soil using heat pulses and measuring the variation of temperature can accurately determine the humidity of the soil. Keywords: Sensors, precision agriculture, electrical conductivity, thermal conductivity, soil moisture / Mestrado / Eletrônica, Microeletrônica e Optoeletrônica / Mestre em Engenharia Elétrica