Currently emergencies coming from different reasons and are caused by various factors. In my diploma thesis is focusing on the causes of emergencies coming from quantum and relativistic physics. Among such emergencies are the ligting and the radiation accident. Lightning causes fires in the landscape and its light identification can be explained by the quantum mechanics of the photon, the wave-particle duality of the photon. In the case of a radiation accident occur radioactivity and ionizing radiation. This leakage can be described using the special theory of theory of relativity. On the basis of this informationwas created an educational text that was adapted to the capabilities of students of Civil crisis preparedness.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The classrooms are the more permanent environments at schools; therefore their thermal, visual and acoustic characteristics must be carefully considered. Visual comfort can be achieved only with daylighting; artificial lighting is necessary when the daylighting is insufficient. The artificial lighting is responsible for high energy consumption in buildings. According to Klüsener (2009), who analysed a building of UFSM in accordance with Brazilian energy efficiency standards (RTQ-C), the artificial lighting systems reached the level E (on a A-E scale). In general, simple actions could be improving the energy efficiency of the building lighting system. Considering that the university buildings have a similar performance, the adaptation of lighting systems is important for low-energy consumption. This study aims to define classrooms guidelines for visual comfort in accordance with illuminance levels available and their distribution on the work surface where tasks are performed, as well as the energy efficiency of the classrooms lighting systems. The classrooms were selected to represent the existing universe buildings. The classrooms were characterized with regard to dimensions, surface light reflections, opening systems, solar orientation, sun shading systems, external obstructions and artificial electrical lighting systems. The illuminance levels were measured in two classrooms simultaneously with Instrutherm luximeters, model LDR 225. The measurements were in accordance with the Brazilian standards (NBR 15215) and were carried out at six points on an orthogonal grid. A comparative analysis was made for the classrooms that were simultaneously measured. Additionally the partial RTQ-C lighting criteria were applied on the classrooms lighting systems and the theoretical external illuminance levels were calculated in order to generate the daylight factor (DF). The results pointed that the internal daylight distribution is affected by external obstructions that reduce the portion of visible sky and these are not considered in the windows design. For simultaneous daylighting and artificial lighting, the illuminance levels are excessive and poorly distributed; consequently they cause high energy consumption. The existence of unnecessary sun shading systems, for southern solar orientations and for windows with complete sky obstructions, contributes for the insufficient classrooms illuminance levels. The RTQ-C criteria analysis point levels E and C for the classrooms. In general, the DF do not correspond to expected values indicated by international recommendations. / As salas de aula, por serem ambientes de maior permanência dos alunos, devem possuir condições de conforto térmico, visual e acústico adequadas. O conforto visual pode ser obtido com a iluminação natural ou com auxilio da artificial quando a natural não é suficiente. Quando se utiliza a iluminação artificial, existe a preocupação com o consumo energético da edificação. Segundo estudos realizados por Klüsener (2009), que aplicou o Regulamento Técnico da Qualidade para Etiquetagem do Nível de Eficiência Energética de Edifícios (RTQ-C) em uma edificação do campus da UFSM em Camobi, o sistema de iluminação é de baixa eficiência energética, tendo atingido o nível E. No entanto, segundo o mesmo estudo, existe um potencial para a melhoria da eficiência energética a partir de ações simples. Partindo-se do pressuposto que as outras edificações da universidade possuem um desempenho semelhante, percebe-se a importância de adequar os seus sistemas de iluminação a fim de reduzir o consumo de energia. Esse trabalho tem como objetivo apontar diretrizes que visem o conforto visual no que diz respeito aos níveis de iluminância disponíveis e sua distribuição no ambiente, bem como à eficiência energética de sistemas de iluminação de salas de aula. Para isso, foram selecionadas salas de aula que fossem representativas do universo existente no campus. Após, foram feitos os levantamentos de suas características físicas (dimensões, cores das superfícies, tipos de aberturas, orientação solar, tipos de proteções solares, presença de obstruções externas, tipos e distribuição de luminárias e lâmpadas) e foram realizadas medições in loco com luxímetros digitais da marca Instrutherm, modelo LDR 225 e segundo recomendações da NBR 15215 (ABNT, 2005d). Também foi feita uma análise parcial segundo os Requisitos Técnicos da Qualidade para o Nível de Eficiência Energética de Edifícios Comerciais, de Serviços e Públicos (RTQ-C) e uma análise comparativa entre os níveis de iluminância medidos e os coeficientes de contribuição de iluminação natural (CIN) estimados. Com os resultados obtidos, verificou-se que a distribuição da iluminação natural é afetada por condições do entorno que causam obstruções do céu visível, não sendo consideradas no projeto das aberturas. Nas medições com iluminação natural mais artificial, os níveis são excessivos e mal distribuídos, causando consumo desnecessário de energia. As proteções solares presentes nas orientações a norte desconsideram as condições do entorno. A avaliação parcial através da aplicação dos requisitos específicos do RTQ-C para os sistemas de iluminação resultou em nível E para as salas do CE e em nível C para as outras. Os CIN calculados em grande parte do tempo não corresponderam aos valores teóricos esperados para salas de aula, conforme literatura.

abstract: An acute and crucial societal problem is the energy consumed in existing commercial buildings. There are 1.5 million commercial buildings in the U.S. with only about 3% being built each year. Hence, existing buildings need to be properly operated and maintained for several decades. Application of integrated centralized control systems in buildings could lead to more than 50% energy savings. This research work demonstrates an innovative adaptive integrated lighting control approach which could achieve significant energy savings and increase indoor comfort in high performance office buildings. In the first phase of the study, a predictive algorithm was developed and validated through experiments in an actual test room. The objective was to regulate daylight on a specified work plane by controlling the blind slat angles. Furthermore, a sensor-based integrated adaptive lighting controller was designed in Simulink which included an innovative sensor optimization approach based on genetic algorithm to minimize the number of sensors and efficiently place them in the office. The controller was designed based on simple integral controllers. The objective of developed control algorithm was to improve the illuminance situation in the office through controlling the daylight and electrical lighting. To evaluate the performance of the system, the controller was applied on experimental office model in Lee et al.’s research study in 1998. The result of the developed control approach indicate a significantly improvement in lighting situation and 1-23% and 50-78% monthly electrical energy savings in the office model, compared to two static strategies when the blinds were left open and closed during the whole year respectively. / Dissertation/Thesis / Doctoral Dissertation Architecture 2015

abstract: Lighting systems and air-conditioning systems are two of the largest energy consuming end-uses in buildings. Lighting control in smart buildings and homes can be automated by having computer controlled lights and window blinds along with illumination sensors that are distributed in the building, while temperature control can be automated by having computer controlled air-conditioning systems. However, programming actuators in a large-scale environment for buildings and homes can be time consuming and expensive. This dissertation presents an approach that algorithmically sets up the control system that can automate any building without requiring custom programming. This is achieved by imbibing the system self calibrating and self learning abilities. For lighting control, the dissertation describes how the problem is non-deterministic polynomial-time hard(NP-Hard) but can be resolved by heuristics. The resulting system controls blinds to ensure uniform lighting and also adds artificial illumination to ensure light coverage remains adequate at all times of the day, while adjusting for weather and seasons. In the absence of daylight, the system resorts to artificial lighting. For temperature control, the dissertation describes how the temperature control problem is modeled using convex quadratic programming. The impact of every air conditioner on each sensor at a particular time is learnt using a linear regression model. The resulting system controls air-conditioning equipments to ensure the maintenance of user comfort and low cost of energy consumptions. The system can be deployed in large scale environments. It can accept multiple target setpoints at a time, which improves the flexibility and efficiency of cooling systems requiring temperature control. The methods proposed work as generic control algorithms and are not preprogrammed for a particular place or building. The feasibility, adaptivity and scalability features of the system have been validated through various actual and simulated experiments. / Dissertation/Thesis / Doctoral Dissertation Computer Science 2015

abstract: White organic light emitting diodes (WOLEDs) are currently being developed as the next generation of solid state lighting sources. Although, there has been considerable improvements in device efficiency from the early days up until now, there are still major drawbacks for the implementation of WOLEDs to commercial markets. These drawbacks include short lifetimes associated with highly efficient and easier to fabricate device structures. Platinum (II) complexes are been explored as emitters for single emissive layer WOLEDs, due to their higher efficiencies and stability in device configurations. These properties have been attributed to their square planar nature. Tetradentate platinum (II) complexes in particular have been shown to be more rigid and thus more stable than their other multidentate counterparts. This thesis aims to explore the different pathways via molecular design of tetradentate platinum II complexes and in particular the percipient engineering of a highly efficient and stable device structure. Previous works have been able to obtain either highly efficient devices or stable devices in different device configurations. In this work, we demonstrate a device structure employing Pt2O2 as the emitter using mCBP as a host with EQE of above 20% and lifetime values (LT80) exceeding 6000hours at practical luminance of 100cd/m2. These results open up the pathway towards the commercialization of white organic light emitting diodes as a solid state lighting source. / Dissertation/Thesis / Masters Thesis Materials Science and Engineering 2016

Made available in DSpace on 2016-12-08T16:24:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PGCA14MA139.pdf: 23015 bytes, checksum: 79359edb3078879f5ca9aa0338da2c45 (MD5) Previous issue date: 2013-03-01 / With the objective of evaluate the effect of continuous and intermittent lighting programs on the production and quality egg of laying hens in the early lay pullets rearing in open poultry house, a trial was conducted at Aviculture Section of Santa Catarina State University, Lages, SC, Brazil. Were used 420 laying hens with 21 weeks during seven periods of 28 days, they were submitted to three different lighting programs in a completely randomized design with 10 replications. The continuous program with 16 hour photoperiod (daylight + artificial light) and escotoperiod eight hours. The intermitente lighting program of 30 minutes had two photophases of 30 min between natural light and main night eight hours and two escotofases and intermitente lighting of 15 minutes, this program is similar to the previous program, with two photophases 15 min between natural light, a main night eight hours and two escotofases. The avaliation was based on the feed intake (g/bird/day), egg production (%/bird/day), egg weight (g), feed conversion (g/g), egg mass (g), specific gravity (g/cm³), albumen height (mm), Haugh unit, egg componente yield (%), organ index (%) and the means compared by Tukey test (5%). The results presented for feed conversion, specific gravity, weight of fresh egg and stored for 14 and 28 days, egg yield componentes and organs index showed no difference (P>0.05). The intermitente lighting programs 30 minutes and 15 minutes showed significant differences (P<0.05) for feed intake in the second, sixth and seventh trial period, but no significant differences (P>0.05) in egg production. The egg weight, egg mass, showed no significant difference (P>0.05) as well as albumen height and Haugh unit showed no significant difference (P>0.05) for continuous and intermitente lighting programs 30 min and 15 min. Intermittent lighting programs applied in laying hens in the early lay pullets rearing in open poultry house not adversely affect the production performance, egg quality and internal organs of birds, as well as shorten the use of artificial lighting, reducing energy consumption / Com o objetivo de avaliar o efeito de programas de iluminação contínuo e intermitentes sobre produção e qualidade de ovos de poedeiras comerciais semipesadas em início de postura criadas em galpão aberto, realizou-se um trabalho no Setor de Avicultura da Universidade do Estado de Santa Catarina, Lages - SC. Utilizou-se 420 galinhas de 21 semanas de idade durante sete períodos de 28 dias, as quais foram submetidas a três diferentes programas de iluminação em um delineamento inteiramente ao acaso com 10 repetições. O programa contínuo contou com fotoperíodo de 16 horas (luz natural + luz artificial) e escotoperíodo de oito horas. O programa de iluminação intermitente 30 minutos teve duas fotofases de30min entre a luz natural e uma noite principal de oito horas e duas escotofases e o programa de iluminação intermitente 15 minutos, semelhante ao programa anterior, com duas fotofases de 15min entre a luz natural, uma noite principal de oito horas e duas escotofases. Avaliou-se o consumo de ração (g/ave/dia), produção de ovos (%/ave/dia), peso dos ovos (g), conversão alimentar (g/g), massa de ovos (g), gravidade específica (g/cm³), altura de albúmen (mm), unidade Haugh, rendimento dos componentes do ovo (%), índice de órgãos (%) sendo as médias comparadas pelo teste Tukey (5%). Os resultados apresentados para conversão alimentar, gravidade específica, peso de ovo fresco e armazenado por 14 e 28 dias, rendimento dos componentes do ovo e índices de órgãos não apresentaram diferença (P>0,05). Os programas de iluminação intermitente 30 min e intermitente 15 min apresentaram diferenças significativas (P<0,05) para consumo de ração no segundo, sexto e sétimo período experimental, porém não apresentaram diferenças significativas (P>0,05) na produção de ovos. O peso de ovo, massa do ovo, não apresentou diferença significativa (P>0,05), assim como altura de albúmen e unidade Haugh não apresentaram diferença significativa (P>0,05) para os programas de iluminação contínuo e intermitentes 30min e 15min. Programas de iluminação intermitentes aplicados em poedeiras semipesadas ao início da postura criadas em galpões abertos não afetam negativamente o desempenho zootécnico, a qualidade de ovos e órgãos internos das aves, além de diminuir o tempo de uso de iluminação artificial, reduzindo o consumo de energia elétrica

Este trabalho propõe um sistema eletrônico de único estágio para acionar LEDs de potência empregando os conceitos Charge-Pump e Valley-Fill. Ambos conceitos estão relacionados a configurações topológicas baseadas na integração de um retificador boost de entrada com um inversor meia onda de saída, caracterizando o sistema de único estágio. A configuração Charge-Pump é utilizada para diminuir a ondulação de corrente dos LEDs. A configuração Valley-Fill é empregada para grampear a tensão de barramento CC em níveis inferiores ao valor de pico da tensão da fonte de entrada durante um longo intervalo de tempo no período da rede de alimentação, mantendo o sistema com elevado fator de potência. Desta forma é possível utilizar capacitores de barramento com valores reduzidos. O princípio de funcionamento do conversor proposto, que em regime permanente inclui três modos de operação, será apresentado e analisado. Uma metodologia de projeto, bem como resultados de simulação também serão apresentados para que se possa verificar as características operacionais do sistema. Neste trabalho será utilizado o comando simétrico em uma frequência de comutação de 67 kHz e 90 kHz. A tensão de alimentação é de 220 V e a carga é composta por 18 LEDs conectados em série com potência total de 47 W. / This work proposes a single stage electronic system to drive power LEDs employing Charge-Pump and Valley-Fill concepts. Both concepts are related to topological configurations based on the integration of an input boost rectifier with an output halfbridge inverter, characterizing the single stage system. The Charge-Pump configuration is used to decrease LEDs' current ripple. The Valley-Fill configuration is used to restrict the DC bus voltage at levels lower than the input source voltage peak value over a long period of time in the source period, keeping a high power-factor system. Thus, it is possible to use bus capacitors with reduced values. The proposed converter operation principle, which in steady-state includes three operation modes, that will be presented and analyzed. A design methodology as well as simulation results will also be presented so that the system operational characteristics can be verified. In this paperwork, the symmetric command will be used at a switching frequency of 67 KHz. The supply voltage is 220 V and the load is composed of 18 LEDs series connected with total power of 47 W.

CAPES / Este trabalho apresenta um sistema eletrônico com entrada universal utilizando um retificador SEPIC não isolado para fornecer e controlar a corrente de LEDs de potência. Um Snubber regenerativo que reduz as perdas de comutação e melhora a eficiência do sistema é proposto. Para realizar a dimerização, bem como reduzir a ondulação da corrente nos LEDs, um regulador linear de corrente é conectado na saída do conversor SEPIC. A utilização do regulador linear também permite que o conversor opere com entrada universal sem a utilização de circuitos adicionais. Para evitar perdas excessivas, o regulador é configurado para operar na região limiar da regulação. O ponto de perda mínimo do regulador é ajustado através de um circuito detector de mínimo com o sistema operando em malha fechada. As etapas de operação, as formas de onda e as principais equações do snubber regenerativo aplicado ao SEPIC são descritas no trabalho. Para verificar e validar a análise teórica são apresentados dois protótipos com potências de saída de 42 W e 145 W, variando de 15% a 100%, para o conversor operando com tensão de entrada de 90 a 240 V e alimentado 35 LEDs conectados em série. / This paper presents a universal-input AC electronic lighting system using a non-isolated SEPIC PFC rectifier to drive and control power LEDs currents. One energy regenerative snubber for reducing the converter switching losses and improve the system efficiency is proposed. The dimmable flicker-free current in the LEDs array is obtained through a linear current regulator placed in the SEPIC’s output terminals. In order to reduce the efficiency impairment, the conditions for achieving minimum energy loss in the current regulator are also detailed. Point of minimum energy loss in the linear regulator is adjusted through valley detector circuit in closed loop system operation. The operation stages as well as the theoretical waveforms and main equations at steady state of the proposed SEPIC rectifier using the regenerative snubber are described. To verify the theoretical analysis carried out, experimental results of two prototypes (42 W and 145 W) operating from 90 to 240 V and output power from 15 to 100% for 35 LEDs are also presented.

Este trabalho propõe um sistema eletrônico de único estágio para acionar LEDs de potência empregando os conceitos Charge-Pump e Valley-Fill. Ambos conceitos estão relacionados a configurações topológicas baseadas na integração de um retificador boost de entrada com um inversor meia onda de saída, caracterizando o sistema de único estágio. A configuração Charge-Pump é utilizada para diminuir a ondulação de corrente dos LEDs. A configuração Valley-Fill é empregada para grampear a tensão de barramento CC em níveis inferiores ao valor de pico da tensão da fonte de entrada durante um longo intervalo de tempo no período da rede de alimentação, mantendo o sistema com elevado fator de potência. Desta forma é possível utilizar capacitores de barramento com valores reduzidos. O princípio de funcionamento do conversor proposto, que em regime permanente inclui três modos de operação, será apresentado e analisado. Uma metodologia de projeto, bem como resultados de simulação também serão apresentados para que se possa verificar as características operacionais do sistema. Neste trabalho será utilizado o comando simétrico em uma frequência de comutação de 67 kHz e 90 kHz. A tensão de alimentação é de 220 V e a carga é composta por 18 LEDs conectados em série com potência total de 47 W. / This work proposes a single stage electronic system to drive power LEDs employing Charge-Pump and Valley-Fill concepts. Both concepts are related to topological configurations based on the integration of an input boost rectifier with an output halfbridge inverter, characterizing the single stage system. The Charge-Pump configuration is used to decrease LEDs' current ripple. The Valley-Fill configuration is used to restrict the DC bus voltage at levels lower than the input source voltage peak value over a long period of time in the source period, keeping a high power-factor system. Thus, it is possible to use bus capacitors with reduced values. The proposed converter operation principle, which in steady-state includes three operation modes, that will be presented and analyzed. A design methodology as well as simulation results will also be presented so that the system operational characteristics can be verified. In this paperwork, the symmetric command will be used at a switching frequency of 67 KHz. The supply voltage is 220 V and the load is composed of 18 LEDs series connected with total power of 47 W.

CAPES / Este trabalho apresenta um sistema eletrônico com entrada universal utilizando um retificador SEPIC não isolado para fornecer e controlar a corrente de LEDs de potência. Um Snubber regenerativo que reduz as perdas de comutação e melhora a eficiência do sistema é proposto. Para realizar a dimerização, bem como reduzir a ondulação da corrente nos LEDs, um regulador linear de corrente é conectado na saída do conversor SEPIC. A utilização do regulador linear também permite que o conversor opere com entrada universal sem a utilização de circuitos adicionais. Para evitar perdas excessivas, o regulador é configurado para operar na região limiar da regulação. O ponto de perda mínimo do regulador é ajustado através de um circuito detector de mínimo com o sistema operando em malha fechada. As etapas de operação, as formas de onda e as principais equações do snubber regenerativo aplicado ao SEPIC são descritas no trabalho. Para verificar e validar a análise teórica são apresentados dois protótipos com potências de saída de 42 W e 145 W, variando de 15% a 100%, para o conversor operando com tensão de entrada de 90 a 240 V e alimentado 35 LEDs conectados em série. / This paper presents a universal-input AC electronic lighting system using a non-isolated SEPIC PFC rectifier to drive and control power LEDs currents. One energy regenerative snubber for reducing the converter switching losses and improve the system efficiency is proposed. The dimmable flicker-free current in the LEDs array is obtained through a linear current regulator placed in the SEPIC’s output terminals. In order to reduce the efficiency impairment, the conditions for achieving minimum energy loss in the current regulator are also detailed. Point of minimum energy loss in the linear regulator is adjusted through valley detector circuit in closed loop system operation. The operation stages as well as the theoretical waveforms and main equations at steady state of the proposed SEPIC rectifier using the regenerative snubber are described. To verify the theoretical analysis carried out, experimental results of two prototypes (42 W and 145 W) operating from 90 to 240 V and output power from 15 to 100% for 35 LEDs are also presented.