CAPES / Esse trabalho tem como objetivo geral o estudo e integração de vários sensores na caracterização de depósitos sedimentares. As técnicas correntes de análise sedimentar são tipicamente caracterizadas por análises descritivas in situ e por técnicas laboratoriais \textit{a posteriori}. Em alguns casos, algumas respostas obtidas em laboratório não podem ser explicadas pela descrição realizada in situ, resultando em falsos positivos e até na necessidade de novas coletas. Um sistema que integre sensores e técnicas para análises sedimentares in situ serve como uma ferramenta de auxílio, onde a resposta fornecida pelo analisador sedimentológico independe do pesquisador que utilizará o equipamento. Além disso, os resultados serão fornecidos no momento da coleta e qualquer resultado fora da normalidade poderá ser comparado com uma nova análise no mesmo instante. O sistema de aquisição desenvolvido integra as respostas de sensores acústicos, elétricos e térmicos. Os sensores são montados numa placa de fibra de vidro e as placas são inseridas no depósito sedimentar. Uma primeira análise consiste em avaliar a resposta acústica. Nessa técnica duas placas sensoras separadas por uma determinada distância são utilizadas, onde um sinal elétrico é utilizado para geração do sinal acústico numa placa e é realizada a leitura do sinal acústico na outra placa sensora. A mesma proposta foi replicada para um sistema de eletrodos para avaliar a impedância elétrica do depósito sedimentar. Além disso, são utilizados sensores capacitivos para avaliar a variação da impedância em função das características do depósito sedimentar. Uma outra técnica empregada avalia a resposta térmica. Nesse caso, um conjunto de resistores são utilizados para aquecer o depósito sedimentar e um conjunto de termistores são utilizados para avaliar a variação térmica nas próximidades dos sensores. Nesse trabalho foram realizados testes para verificar a variação dos sensores utilizados nas situações limites de baixo e elevado grau de saturação de água nos depósitos sedimentares. Com base nos testes realizados, o sistema permite medir o grau de saturação de água em função das respostas elétrica e térmica. Nos ensaios de laboratório foram observadas grandes variações para diferentes tipos de solo, podendo ser utilizado na classificação de solos. Além disso, o sistema desenvolvido apresentou mostrou aplicabilidade no monitoramento ambiental, podendo ser utilizado na avaliação espaço-temporal da irradiação solar, temperatura e umidade do solo. / This work describes overall integration of various sensors and geotechnical characterization of sediments. The techniques of analysis are typically characterized by in situ descriptions and laboratory techniques. Sometimes, laboratory responses cannot be explained by descriptions performed in situ, resulting in false positives and the necessity of new measurements. The proposal of a system that integrates sensors and geotechnical analysis in situ provides a better response due to results independent of researcher. Furthermore, the results will be provided in real time and some measurements errors can be easily detected. In this work, the developed system integrates responses of acoustic, electrical, and thermal sensors. The sensors were built in a plate of fiberglass and they are inserted into sediments. A first proposal is the evaluation of acoustic response. In this situation, two sensing plates separated by a given distance is used, where an electric signal is used to generates an acoustic signal and a piezoelectric crystal in the other sensor plate is used to detected received signal. The same setup was employed in a set of electrodes, where an electrical signal is applied into two electrodes arranged in two separate plates and the electrical impedance response is evaluated . Besides that, capacitive sensors are inserted into sediments to measure electrical impedance as a function of the characteristics of sedimentary deposit. Other developed system evaluates the thermal response. In this sensor, a set of resistors is used to heat the sediments and a set of thermistors is used to measure temperature variation. In this work, some tests were performed to evaluate the varition of sensors in situations of low and high degree of water saturation. In addition, it is presented the developed instrumentation. Based on the tests performed, developed system allows the measurement of water saturation based on the electrical and thermal responses. Besides that, laboratory tests show variations for different types of soil, where it can be used for soil classification. Furthermore, the system can be used in environmental monitoring, where solar irradiation, temperature, and soil moisture data can be evaluated.

CAPES / Um sistema monitor de consumo de energia elétrica para setores internos de unidades consumidoras foi desenvolvido para um projeto de P&D (Pesquisa e Desenvolvimento) ANEEL (Agência Nacional de Energia Elétrica). O sistema utiliza Redes de Sensores sem Fios (RSSF) alocadas em pontos estratégicos da rede de energia elétrica e conectadas por radioenlace a um banco de dados remoto. Os sensores fornecem dados que são registrados e posteriormente acessados por um aplicativo que apresenta informativos ao usuários por meio de alertas, relatórios e interfaces gráficas. As RSSF são empregadas em sistemas de aquisição de sinais de múltiplos sensores dispersos em grandes áreas, em redes escalonáveis quanto ao número de dispositivos e flexíveis quanto a topologias, que podem ser formadas automaticamente em função das melhores rotas ou das rotas disponíveis em um dado momento. As RSSF também têm sido úteis em sistemas relacionados ao conceito da Smart Grid, oferecendo uma ferramenta “inteligente”, que permite integrar informações colhidas a partir de cargas elétricas nas unidades consumidoras ao sistema de geração e distribuição de energia, com o objetivo de melhorar o desempenho do sistema nos picos de demanda. Apesar da disponibilidade tecnológicas, dispositivos comerciais ainda são escassos no mercado, resultando em custos finais elevados para sistemas de monitoramento de consumo. Assim, para preencher esta lacuna foi desenvolvida uma configuração de infraestrutura de baixo custo, com módulos sensores interligados por barramentos I2C com uma memória compartilhada, formando um cluster que é ligado em RSSF capaz de formar redes em malha por meio do protocolo Miwi P2P (Peer to Peer). Como múltiplos sensores ocupam uma única antena para enviar dados, os custos são minimizados. Outro diferencial do método é dar acesso a sensores concentrados dentro de armários e gabinetes metálicos, que de outra forma não poderiam ser conectados em uma RSSF. / An electric power consumption monitoring system for indoor sectors of costumers was developed to an ANEELR&D project. The system uses wireless sensor networks (WSN) placed at strategic points of the power grid and connected by radio link to a remote database. The sensor provide data, that are recorded and later accessed by a software presenting information to end users through alerts, reports and graphical interfaces. The WSN systems are used to acquire signals from multiple sensors scattered over large areas, with number of devices scalable in networks and flexible topologies, which can be formed automatically choosing the best routes or available routes. The WSNs have been useful in systems related with smart grid, offering a "smart" tool that allows collect information from electric loads in consumer units to the system of generation and distribution of energy, with the aim of improving system performance at peak demand by an electric utility. Despite the availability of technological, commercial devices are still scarce in the Brazilian market, resulting in high costs for final consumption monitoring systems. Therefore, to fill a gap a new configuration was developed presenting an infrastructure affordably with sensor modules connected by I2C bus with a shared memory forming clusters that are connected in WSN but can work in mesh networks through miwi P2P (Peer to Peer) protocol. With multiple sensors sharing a single antenna to send data, costs are reduced. Another exclusive feature of this method is to give access to sensors inside of cabinets and enclosures, which otherwise would not connected to a WSN.

Os glicosímetros permitem que a medição da glicemia seja realizada pelo próprio usuário sem alterar a sua rotina de vida. Dois princípios são utilizados para mensurar o nível de glicemia no sangue: o fotométrico e o amperométrico. No princípio fotométrico, após reações bioquímicas com a amostra de sangue venoso capilar, a glicemia é avaliada pela mudança de comprimento de onda de um feixe de luz padrão. No princípio amperométrico, após reações bioquímicas com a amostra de sangue venoso capilar, é avaliada a intensidade de corrente elétrica que circula pela amostra, sendo proporcional a glicemia. Os glicosímetros disponíveis no mercado utilizam um dos dois princípios. O equipamento utilizado pelos laboratórios de análises bioquímicas utiliza o princípio fotométrico com amostras de sangue venoso coletadas do antebraço do paciente. Este trabalho foi aprovado pelo comitê de ética e avalia de forma pareada um conjunto de medidas de glicemia realizadas com vários glicosímetros disponíveis no mercado e um equipamento laboratorial. Os resultados apresentaram forte correlação entre as medições dos glicosímetros e o equipamento laboratorial, mas com erros sistemáticos e aleatórios elevados. Com os resultados obtidos confirma-se que o glicosímetro pode ser utilizado para monitoramento individual de glicemia, mas não pode ser utilizado para fins de diagnóstico / The glucometer allows the measurement of glycemia to be performed by the user without hindering his daily routine. Two principles are used to measure the level of blood glycemia: photometric and amperometric. On the photometric principle, after biochemical reactions with the sample obtained from capillary venous blood, the glycemia is measured by changing the wavelength of a light beam pattern. On the amperometric principle, after the biochemical reactions with the capillary venous blood sample, intensity of eletric current flowing through the sample can be measured and evaluated, where the intensity of the electric current is proportional to the blood glycemia level. The glucometers available on the market use one of the mentioned principles. Equipment used by biochemical analysis laboratories do make use of the photometric principle with venous blood samples collected from the patient's forearm. This work, approved by the ethics committee, evaluates a set of glycemia measures made by multiple glucometers and laboratory measuring equipment used by clinical laboratories. Presented results demonstrated a strong correlation between glycemia measures obtained from glucometer and equipment used on biochemical analysis laboratories, but with a high rate of systematic and random errors. With the results, the usage of glucometers can be assured for personal and individual measurement of glycemia, whereas this kind of device cannot be used for diagnosis.