As doenças crônicas mostram-se como um desafio para o epidemiologista pela dificuldade de se conhecer a sua história natural, os agentes etiológicos, os suscetíveis e outras informações importantes para a sua prevenção, controle e tratamento. Dentre as doenças crônicas interessa, particularmente, o câncer devido à sua importância no obituário geral e pelos altos custos requeridos no seu tratamento. Porém as estatísticas oficiais rotineiras dão pouca ou nenhuma informação sobre a sua incidência e/ou prevalência. Neste sentido, tendo em vista a parcialidade e a precariedade das estatísticas de morbidade, muitos estudos têm sido realizados com o objetivo de elaborar medidas indiretas de estimativas de incidência e prevalência. O presente trabalho verifica a adequação de dois modelos matemáticos existentes na literatura que utilizam dados de população, mortalidade e sobrevivência para estimar a incidência de câncer de estômago, pulmão e mama feminina, utilizando dados do Município de São Paulo, para o ano de 1978. Além disso apresenta um modelo probabilístico que utiliza as mesmas informações dos modelos de literatura para estimar a incidência de doenças de caráter irreversível, com incidência, mortalidade e taxas de sobrevivência constantes por, pelo menos, um ano. Os resultados mostraram que o modelo proposto por este trabalho apresentou as melhores estimativas dos coeficientes de incidência de câncer de estômago, pulmão e mama feminina, quando comparado com os modelos de literatura. Os bons resultados obtidos incentivam a que se continue o aprimoramento de modelos matemáticos que utilizem dados de mortalidade para estimar a incidência de câncer. / Cronic diseases seem like a challenge for the epidemiologists, because it is difficult to know their natural history, etiologic agents, susceptibles and other importante information for their prevention, control and treatment. Among cronic diseàses, there is a special interest in cancer, because it is an important cause of death and the costs for its treatment are high. However, the routine official statistics give little or no information at all about its incidence and/or prevalence. In relation to these lines, having in mind the partiality and the precariousness of the morbidity statistics, many studies have been carried out with the objective of elaborating indirect measures of estimations of incidence and prevalence. This study checks the application of two mathematical models from the current literature that use population, mortality and survival data to estimate the incidence of stomach, lung and female breast cancer, using date from São Paulo City, for 1978. It was created a probabilistic model which uses the same informations of the literature models to forecast the incidence of the irreversible diseases, supposing that the rates of incidence, mortality and also survival are constants for at least one year. The results have demonstrated that the proposed model of this study showed the best estimative for the cancer incidence rate for stomach, lung and female breast when compared to the literature models. The good results obtained by this proposed model encourage the continuation of the development of mathematical models using mortality date to forecast cancer incidence rates.

A configuration is a finite set of points in the plane. Two configurations have the same order type if there exists a bijection between them that preserves the orientation of every ordered triple. A configuration A contains a copy of a configuration B if some subset of A has the same order type of B and we denote this by B \\subset A. For a configuration B and a integer N, the extremal number ex(N,B)=max{|A|: B ot \\subset A \\subset [N]^2} is the maximum size of a subset of [N]^2 without a copy of B. We give an upper bound for general and convex cases. A random N-set is a set obtained by randomly choosing N points uniformly and independently in the unit square. A configuration is n-universal if contains all order types in general position of size n. We obtain the threshold for the n-universal property up to a log log factor, that is, we obtain integers N_0 and N_1 with log log N_1=O(log log N_0) such that if N >> N_1 (N << N_0), then a random N-set is n-universal with probability tending to 1 (tending to 0). We also determine a bound for the probability of obtaining a random set without a copy of a fixed configuration. / Uma configuração é um conjunto finito de pontos no plano. Duas configurações possuem o mesmo o-tipo se existe uma bijeção entre elas que preserva a orientação de toda tripla orientada. Uma configuração A contém uma cópia da configuração B se algum subconjunto de A possui o mesmo o-tipo que B e denotamos este fato por B \\subset A. Para uma configuração B e um inteiro N, o número extremal ex(N,B)=max{|A|: B ot \\subset A \\subset [N]^2} é o maior tamanho de um subconjunto de [N]^2 sem uma cópia de B. Neste trabalho, determinamos cotas superiores para o caso geral e para o caso convexo. Um N-conjunto aleatório é um conjunto obtido escolhendo N pontos uniformemente e independentemente ao acaso do quadrado unitário. Uma configuração é n-universal se contém todos os o-tipos de tamanho n. Determinamos o limiar da propriedade de um N-conjunto aleatório ser n-universal a menos de erros da ordem de log log, isto é, determinamos inteiros N_0 e N_1 com log log N_0=O(log log N_1) tais que se N >> N_1 (N << N_0), então o N-conjunto aleatório é n-universal com probabilidade tendendo a 1 (tendendo a 0). Também obtivemos cotas para a probabilidade de um conjunto aleatório não possuir determinado o-tipo.

As doenças crônicas mostram-se como um desafio para o epidemiologista pela dificuldade de se conhecer a sua história natural, os agentes etiológicos, os suscetíveis e outras informações importantes para a sua prevenção, controle e tratamento. Dentre as doenças crônicas interessa, particularmente, o câncer devido à sua importância no obituário geral e pelos altos custos requeridos no seu tratamento. Porém as estatísticas oficiais rotineiras dão pouca ou nenhuma informação sobre a sua incidência e/ou prevalência. Neste sentido, tendo em vista a parcialidade e a precariedade das estatísticas de morbidade, muitos estudos têm sido realizados com o objetivo de elaborar medidas indiretas de estimativas de incidência e prevalência. O presente trabalho verifica a adequação de dois modelos matemáticos existentes na literatura que utilizam dados de população, mortalidade e sobrevivência para estimar a incidência de câncer de estômago, pulmão e mama feminina, utilizando dados do Município de São Paulo, para o ano de 1978. Além disso apresenta um modelo probabilístico que utiliza as mesmas informações dos modelos de literatura para estimar a incidência de doenças de caráter irreversível, com incidência, mortalidade e taxas de sobrevivência constantes por, pelo menos, um ano. Os resultados mostraram que o modelo proposto por este trabalho apresentou as melhores estimativas dos coeficientes de incidência de câncer de estômago, pulmão e mama feminina, quando comparado com os modelos de literatura. Os bons resultados obtidos incentivam a que se continue o aprimoramento de modelos matemáticos que utilizem dados de mortalidade para estimar a incidência de câncer. / Cronic diseases seem like a challenge for the epidemiologists, because it is difficult to know their natural history, etiologic agents, susceptibles and other importante information for their prevention, control and treatment. Among cronic diseàses, there is a special interest in cancer, because it is an important cause of death and the costs for its treatment are high. However, the routine official statistics give little or no information at all about its incidence and/or prevalence. In relation to these lines, having in mind the partiality and the precariousness of the morbidity statistics, many studies have been carried out with the objective of elaborating indirect measures of estimations of incidence and prevalence. This study checks the application of two mathematical models from the current literature that use population, mortality and survival data to estimate the incidence of stomach, lung and female breast cancer, using date from São Paulo City, for 1978. It was created a probabilistic model which uses the same informations of the literature models to forecast the incidence of the irreversible diseases, supposing that the rates of incidence, mortality and also survival are constants for at least one year. The results have demonstrated that the proposed model of this study showed the best estimative for the cancer incidence rate for stomach, lung and female breast when compared to the literature models. The good results obtained by this proposed model encourage the continuation of the development of mathematical models using mortality date to forecast cancer incidence rates.

La presente investigación tuvo como objetivo principal, determinar el riesgo geotécnico de excavaciones profundas utilizando anclajes post-tensados en edificaciones de Lima Metropolitana, aplicando métodos probabilísticos a partir de un abordaje estadístico simple, basado en la hipótesis fundamental de la distribución normal gaussiana de las variables envueltas.En primer lugar, se utilizó el parámetro fundamental de los anclajes post-tensados, la capacidad última de adherencia en la interacción suelo-lechada de cemento τult, (resistencia en la ruptura). Este parámetro se obtuvo de dieciséis (16) ensayos de arrancamiento a escala natural de anclajes post-tensados cimentados en el conglomerado de Lima Metropolitana, obtenidos de la tesis de maestría de Puelles (2011). En segundo lugar, se realizó un diseño de anclajes post-tensados de edificaciones en Lima Metropolitana de 3, 4 y 5 anillos de 10.50, 13.50 y 16.50 m de profundidad respectivamente. Para ello, se utilizó la metodología FHWA con el objetivo de obtener la capacidad de carga de diseño (TD) de anclajes post-tensados. Además, se ejecutó modelos y modelamientos en el software Slide v6.0 (método equilibrio límite), para realizar el análisis de estabilidad de los mismos. Para ello, se tuvo en cuenta las siguientes variables: los parámetros geotécnicos representativos de Lima Metropolitana, la profundidad de estudio (10.50 a 16.50 m.) y la sobrecarga de edificaciones colindantes. Por último, con los parámetros obtenidos (τult y TD) se definió las curvas estadísticas de distribución de solicitación y resistencia. Luego, se aplicó los métodos probabilísticos e interpretación respectiva, determinado así el riesgo geotécnico para cada caso de estudio. / The main objective of this research was to determine the geotechnical risk of deep excavations using post-tensioned anchors in buildings in Metropolitan Lima, applying probabilistic methods based on a simple statistical approach, based on the fundamental hypothesis of the Gaussian normal distribution of the variables wrapped. Firstly, the fundamental parameter of the post-tensioned anchors was used, the ultimate capacity of adhesion in the soil-cement grout interaction τult, (resistance to rupture). This parameter was obtained from sixteen (16) natural scale pull-out tests of post-tensioned anchorages cemented in the conglomerate of Metropolitan Lima, obtained from the master's thesis of Puelles (2011). Secondly, a design of post-tensioned anchorages of buildings in Metropolitan Lima of 3, 4 and 5 rings of 10.50, 13.50 and 16.50 m depth, respectively, was carried out. For this, the FHWA methodology was used with the objective of obtaining the design load capacity (TD) of post-tensioned anchors. In addition, models and modeling were executed in the Slide v6.0 software (limit equilibrium method), to perform their stability analysis. For this, the following variables were taken into account: the representative geotechnical parameters of Metropolitan Lima, the study depth (10.50 to 16.50 m.) And the overload of neighboring buildings. Finally, with the obtained parameters (τult and TD) the statistical curves of the distribution of stress and resistance were defined. Then, the probabilistic methods and respective interpretation were applied, thus determining the geotechnical risk for each case study. / Tesis

Nowadays, the pedestrian footbridges present greater slenderness and have been constructed with increasingly daring structures. This fact have generated very slender footbridges and consequently changed the serviceability and ultimate limit states associated to their design. Therefore, in this investigation, the walking loading was modelled based on a probabilistic approach, in order to describe the walking force in a given pedestrian population, aiming a human comfort analysis. The pedestrian walking dynamic action is modelled considering the random nature of the following parameters: pedestrian weight, step frequency and dynamic coefficients. The mathematical model is then applied to calculate the probability of having the structure dynamic response in a particular acceleration range. The investigated structural model is associated to a steel-concrete composite footbridge, built in the campus of the Institute of Traumatology and Orthopaedics (INTO), at the city of Rio de Janeiro, Brazil. Based on the use of probabilistic methods, it was possible to determine whether the footbridge peak accelerations exceed or not the human comfort criteria established in the design standards and recommendations. The results have indicated that the peak accelerations calculated based on the deterministic methods may be overestimated in some design situations / Passarelas de pedestres com arquitetura moderna, esbeltas e leves são uma constante nos dias atuais, apresentando grandes vãos e novos materiais. Este arrojo arquitetônico tem gerado inúmeros problemas de vibrações excessivas, especialmente sobre passarelas mistas (aço-concreto). As normas e recomendações de projeto consideram, ainda, que as forças induzidas pelo caminhar humano são determinísticas. Todavia, o caminhar humano e as respectivas forças dinâmicas geradas apresentam comportamento randômico. Deste modo, o presente trabalho de pesquisa objetiva contribuir com os projetistas estruturais, a partir do emprego de uma abordagem probabilística para avaliação do estado limite de utilização deste tipo de estrutura, associado a vibrações excessivas que podem vir a causar desconforto humano. Para tal, utiliza-se como modelo estrutural uma passarela de pedestres mista (aço-concreto) construída no campus do Instituto de Traumatologia e Ortopedia (INTO), na cidade do Rio de Janeiro. Com base na utilização dos métodos probabilísticos, torna-se possível determinar a probabilidade dos valores das acelerações de pico da estrutura ultrapassarem ou não os critérios de conforto humano estabelecidos em normas e recomendações de projeto. Os resultados apontam para o fato de que os valores das acelerações de pico calculadas com base exclusivamente nos métodos determinísticos podem ser superestimados em algumas situações de projeto.

Nowadays, the pedestrian footbridges present greater slenderness and have been constructed with increasingly daring structures. This fact have generated very slender footbridges and consequently changed the serviceability and ultimate limit states associated to their design. Therefore, in this investigation, the walking loading was modelled based on a probabilistic approach, in order to describe the walking force in a given pedestrian population, aiming a human comfort analysis. The pedestrian walking dynamic action is modelled considering the random nature of the following parameters: pedestrian weight, step frequency and dynamic coefficients. The mathematical model is then applied to calculate the probability of having the structure dynamic response in a particular acceleration range. The investigated structural model is associated to a steel-concrete composite footbridge, built in the campus of the Institute of Traumatology and Orthopaedics (INTO), at the city of Rio de Janeiro, Brazil. Based on the use of probabilistic methods, it was possible to determine whether the footbridge peak accelerations exceed or not the human comfort criteria established in the design standards and recommendations. The results have indicated that the peak accelerations calculated based on the deterministic methods may be overestimated in some design situations / Passarelas de pedestres com arquitetura moderna, esbeltas e leves são uma constante nos dias atuais, apresentando grandes vãos e novos materiais. Este arrojo arquitetônico tem gerado inúmeros problemas de vibrações excessivas, especialmente sobre passarelas mistas (aço-concreto). As normas e recomendações de projeto consideram, ainda, que as forças induzidas pelo caminhar humano são determinísticas. Todavia, o caminhar humano e as respectivas forças dinâmicas geradas apresentam comportamento randômico. Deste modo, o presente trabalho de pesquisa objetiva contribuir com os projetistas estruturais, a partir do emprego de uma abordagem probabilística para avaliação do estado limite de utilização deste tipo de estrutura, associado a vibrações excessivas que podem vir a causar desconforto humano. Para tal, utiliza-se como modelo estrutural uma passarela de pedestres mista (aço-concreto) construída no campus do Instituto de Traumatologia e Ortopedia (INTO), na cidade do Rio de Janeiro. Com base na utilização dos métodos probabilísticos, torna-se possível determinar a probabilidade dos valores das acelerações de pico da estrutura ultrapassarem ou não os critérios de conforto humano estabelecidos em normas e recomendações de projeto. Os resultados apontam para o fato de que os valores das acelerações de pico calculadas com base exclusivamente nos métodos determinísticos podem ser superestimados em algumas situações de projeto.

Submitted by Maria Aparecida (cidazen@gmail.com) on 2017-08-24T15:21:43Z No. of bitstreams: 1 Carlos Henrique.pdf: 3192728 bytes, checksum: b409baf77eae63d413fff22f89c2f1d9 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-24T15:21:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Carlos Henrique.pdf: 3192728 bytes, checksum: b409baf77eae63d413fff22f89c2f1d9 (MD5) Previous issue date: 2012-11-09 / FAPEMA / Currently, there is growing concern about the Power Quality (PQ) problems due to: introduction of automation in industrial processes, presence of personal computers and electronically controlled devices, load equipments with low capacity to withstand small PQ disturbances and increased perception of residential and industrial consumers with regard to PQ disturbances. In this context, an important issue with relation to PQ is the voltage conformity. That is, the adequacy of service voltage to the limits specified by regulatory agencies. The concern about compliance is due to the following problems caused by sustained undervoltages and overvoltages: improper or less-efficient equipment operation, tripping of sensitive loads, overheating of induction motors due to undervoltages, equipment damage or failure due to overvoltages and higher no-load losses in transformers caused by sustained overvoltages. Furthermore, there have been various incentives for connection of Distributed Generation (DG) in distribution networks due to: incentives for the using of electricity generation based on renewable energy sources and free access of independent energy producers to transmission and distribution networks owing to deregulation of the electric sector. In principle, the voltage profile of a distribution network can be improved with connection of DG. However, it is possible to notice severe deteriorations in the voltage profile of distribution networks in DG post-failure scenarios. These failures are caused by problems in the DG components, such as: cooling system, gears, turbines, etc. During the time period in which the DG is under repair, active and reactive power supports to correct the voltage profile are unavailable. Consequently, the voltage profile tends to deteriorate while the DG is disconnected. In this way, it is important to carry out studies to assess the impact of the DG installation on the voltage conformity indices considering the following issues: DG unavailability after an intrinsic failure and load curve. These aspects are subject to uncertainties due its random nature. Due to this, the most suitable approaches to assess the impact of uncertainties associated with load fluctuations and DG failures on the voltage conformity indices are the probabilistic methods. The main advantage of these methods is its capability to combine severity and probability to truly express the system risk. The main objective of this dissertation is the development of a method that models the random behavior of the distribution network in the voltage conformity indices estimation through the probabilistic methods. Models and techniques to incorporate stochastic variations in the demand and DG unavailability in voltage conformity indices estimation are proposed. The technique proposed in this dissertation to carry a Predictive Assessment of Voltage Conformity (PAVC) is based on the combination of the following techniques: power flow for radial distribution networks via current summation method, Quasi-Sequential Monte Carlo Simulation and Fourier analysis of time series. The PAVC model proposed in this dissertation was tested in 32 buses system. The results obtained with this system demonstrated that the DG has a great potential to improve the voltage conformity indices in the distribution network. However, the most significant improvements in the voltage conformity indices are associated with load points distant from the substation. Furthermore, it can be observed that the uncertainties associated with DG failures cause significant variations in the voltage conformity indices. Additionally, a sensitivity study demonstrated that the voltage conformity indices are worse (better) for systems where the load is modeled as constant power (impedance). / Atualmente há um interesse crescente com relação a problemas de Qualidade de Energia Elétrica (QEE) devido a: introdução de automação em processos industriais; presença de computadores pessoais e dispositivos controlados eletronicamente em instalações residenciais; equipamentos de carga com baixa capacidade para suportar pequenos distúrbios de qualidade de energia; e aumento da percepção dos consumidores industriais e residenciais com relação a distúrbios de QEE. Neste contexto, um aspecto importante com relação a QEE é a conformidade de tensão da rede de distribuição. Ou seja, a adequação da tensão de atendimento aos limites especificados pelos órgãos reguladores. A preocupação com a conformidade de tensão é devido aos seguintes problemas causados por subtensões e sobretensões sustentadas: operação indevida ou com baixa eficiência dos equipamentos elétricos dos consumidores; desligamento de cargas sensíveis; aquecimento de motores de indução devido à subtensões; danos ou falhas em equipamentos devido à sobretensões e aumento nas perdas em vazio nos transformadores causado pela presença de sobretensões sustentadas. Além disso, tem havido diversos incentivos para conexão de Geração Distribuída (GD) na rede de distribuição devido a: incentivo para utilização de sistemas de geração de energia elétrica baseados em fontes de energia renováveis; e livre acesso dos produtores independentes de energia às redes de transmissão e distribuição devido a desregulamentação do setor elétrico. Em princípio, o perfil de tensão de uma rede de distribuição pode ser melhorado com a conexão da GD. Contudo é possível observar deteriorações severas no perfil de tensão de redes de distribuição em cenários pós-falha da GD. Estas falhas são causadas por problemas nos componentes da GD, tais como: sistema de refrigeração, engrenagens, turbina, etc. Durante o período de tempo em que a GD está em reparo, o suporte de potência ativa e reativa da GD, para corrigir o perfil de tensão, está indisponível. Consequentemente, o perfil de tensão tende a se deteriorar enquanto a GD estiver desconectada. Desta forma, é importante realizar estudos para avaliar o impacto da instalação da GD nos índices de conformidade de tensão considerando os seguintes aspectos: indisponibilidade da GD após uma falha intrínseca e a curva de carga. Estes aspectos estão sujeitos a incertezas devido a sua natureza aleatória. Devido a isto, as técnicas mais adequadas para avaliar o impacto de incertezas associadas com flutuações de carga e falhas na GD nos índices de conformidade de tensão são os métodos probabilísticos. A principal vantagem destes métodos é a sua capacidade para combinar severidade e probabilidade para expressar verdadeiramente o risco do sistema. O principal objetivo desta dissertação é o desenvolvimento de um método que modele o comportamento aleatório da rede de distribuição na estimação dos índices de conformidade de tensão através de métodos probabilísticos. Modelos e técnicas para incorporar variações estocásticas na demanda e a indisponibilidade da GD na estimação dos índices de conformidade de tensão são propostos. A técnica proposta nesta dissertação para realizar uma Avaliação Preditiva da Conformidade de Tensão (APCT) se baseia na combinação das seguintes técnicas: fluxo de potência para redes de distribuição radiais via método de soma de correntes; simulação Monte Carlo Quasi-Sequencial e análise de Fourier de séries temporais. O modelo de APCT proposto neste artigo foi testado em um sistema de 32 barras. Os resultados obtidos neste sistema demonstraram que a GD tem um grande potencial para melhorar os índices de conformidade de tensão na rede de distribuição. Contudo, as melhorias mais significativas nos índices de conformidade estão associadas com os pontos de carga mais distantes da subestação. Além disso, pode-se observar que as incertezas associadas com as falhas na GD causam variações significativas nos índices de conformidade de tensão. Adicionalmente, um estudo de sensibilidade demonstrou que os índices de conformidade de tensão são piores (melhores) para sistemas onde a carga é modelada como potência (impedância) constante.

Submitted by Maria Aparecida (cidazen@gmail.com) on 2017-08-29T13:12:16Z No. of bitstreams: 1 Tiago Silva.pdf: 3175763 bytes, checksum: 8eba0f17a1a1f6fa2606a5235969987e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-29T13:12:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tiago Silva.pdf: 3175763 bytes, checksum: 8eba0f17a1a1f6fa2606a5235969987e (MD5) Previous issue date: 2012-11-09 / CNPQ / The Distributed Generation (DG) can improve the power quality indices associated with Short Duration Voltage Variations (SDVV) due to the reduction in the electric network loading, which in turn causes an improvement in the pre-fault voltage profile. On the other hand, the DG can also deteriorates the power quality indices related to SDVV due to the increasing in the fault currents, which in turns reduce the post-fault voltages. Furthermore, the assessment of the DG impact on SDVV is more difficult with the presence of renewable energy resources. This complexity is due to fluctuations in output power caused by stochastic variations in the primary energy source (sun, wind, tide levels, etc.). Additionally, the bibliographical review on Predictive Assessment of Short Duration Voltage Variations (PAVV) revealed that none of the existing methodology considered the impact of fluctuations in the output power of a wind DG on power quality indices related to SDVV. It was also noticed that the load variations during the study period are ignored in the papers on SDVV. The existence of these deficiencies and the governmental incentives for the use of wind generation motivated this research. The main aim of this dissertation is the development of a methodology for the PAVV capable of recognizing uncertainties associated with wind DG and load fluctuations. The modeling of these uncertainties was carried out using NonSequential Monte Carlo Simulation (MCS). The nodal voltages in the fault scenarios generated by MCS were evaluated using the Admittance Summation Method (ASM) in phase coordinates. The combination of the MCS with the ASM allowed estimating the following indices related to SDVV: the expected value of the SARFI (“System Average RMS – Variation – Frequency Index”) and expected nodal frequency of SDVV. Furthermore, the probability distributions and box plots of the SARFI index have been obtained. The proposed method for the PAVV was tested and validated in a test system with 32 buses. The tests results demonstrated that the DG insertion causes an improvement in the power quality indices associated with SDVV. Additionally, the substitution of conventional DG by wind DG cause a small deterioration in the power quality indices related to SDVV due to fluctuations in the output power of the wind DG. Finally, it was observed that the load fluctuations during the study period cause significant variations in the SARFI index. / A Geração Distribuída (GD) pode melhorar os índices de qualidade de energia associados com as Variações de Tensão de Curta Duração (VTCD) devido a redução no carregamento da rede elétrica, que por sua vez causa uma melhoria no perfil de tensão pré- falta. Por outro lado, a GD também pode degradar os índices de qualidade de energia associados com VTCD devido ao aumento nas correntes de falta, que por sua vez reduzem as tensões pós-falta. Além disso, a avaliação do impacto da DG sobre VTCD é mais difícil com a presença de fontes de energia renováveis. Esta complexidade se deve as flutuações na potência de saída causadas pelas variações estocásticas na fonte de energia primária (sol, vento, níveis de maré, etc.). Adicionalmente, a revisão bibliográfica realizada sobre Avaliação Preditiva de VTCD (APVT) revelou que nenhuma metodologia existente considerou o impacto de flutuações na potência de saída de geradores eólicos nos índices de qualidade referentes às VTCD. Também foi observado que flutuações de carga ao longo do período de estudo são desconsideradas nos artigos sobre APVT. A existência destas deficiências nos métodos de APVT e os incentivos governamentais para o uso de geração eólica motivaram esta pesquisa. O principal objetivo desta dissertação é o desenvolvimento de uma metodologia para a APVT capaz de reconhecer as incertezas associadas com a GD eólica e flutuações de carga. A modelagem destas incertezas na APVT foi realizada através do uso da Simulação Monte Carlo (SMC) não-sequencial. As tensões nodais nos cenários de falta gerados pela Simulação Monte Carlo (SMC) foram calculadas usando-se o Método de Soma de Admitância (MSA) em coordenadas de fase. A combinação da SMC com o MSA permitiu estimar os seguintes índices probabilísticos relacionados com as VTCD: valor esperado do SARFI (“System Average RMS – Variation – Frequency Index”) e frequência nodal esperada de VTCD. Além disso, foram obtidas distribuições de probabilidade e diagramas de caixa associados com o SARFI. O método proposto nesta dissertação para a APVT foi testado em uma rede de distribuição de 32 barras. Os resultados dos testes mostram que a inserção de GD causa uma melhoria nos índices de qualidade associados com as VTCD. Adicionalmente, a substituição de GD convencional por GD eólica causa uma pequena deterioração nos índices de qualidade referentes às VTCD devido as flutuações na potência de saída da GD eólica. Finalmente, também foi observado que as flutuações na carga ao longo do período de estudo causam variações significativas no índice SARFI.

La present tesi proposa una metodología per a la simulació probabilística de la fallada de la matriu en materials compòsits reforçats amb fibres de carboni, basant-se en l'anàlisi de la distribució aleatòria de les fibres. En els primers capítols es revisa l'estat de l'art sobre modelització matemàtica de materials aleatoris, càlcul de propietats efectives i criteris de fallada transversal en materials compòsits.El primer pas en la metodologia proposada és la definició de la determinació del tamany mínim d'un Element de Volum Representatiu Estadístic (SRVE) . Aquesta determinació es du a terme analitzant el volum de fibra, les propietats elàstiques efectives, la condició de Hill, els estadístics de les components de tensió i defromació, la funció de densitat de probabilitat i les funcions estadístiques de distància entre fibres de models d'elements de la microestructura, de diferent tamany. Un cop s'ha determinat aquest tamany mínim, es comparen un model periòdic i un model aleatori, per constatar la magnitud de les diferències que s'hi observen.Es defineix, també, una metodologia per a l'anàlisi estadístic de la distribució de la fibra en el compòsit, a partir d'imatges digitals de la secció transversal. Aquest anàlisi s'aplica a quatre materials diferents.Finalment, es proposa un mètode computacional de dues escales per a simular la fallada transversal de làmines unidireccionals, que permet obtenir funcions de densitat de probabilitat per a les variables mecàniques. Es descriuen algunes aplicacions i possibilitats d'aquest mètode i es comparen els resultats obtinguts de la simulació amb valors experimentals. / This thesis proposes a methodology for the probabilistic simulation of the transverse failure of Carbon Fibre Reinforced Polymers (CFRP) by analyzing the random distribution of the fibres within the composite. First chapters are devoted to the State-of-the-art review on the modelization of random materials, the computation of effective properties and the transverse failure of fibre reinforced polymers.The first step in the proposed methodology is the definition of a Statistical Representative Volume Element (SRVE). This SRVE has to satisfy criteria based on the analysis of the volume fraction, the effective properties, the Hill Condition, the statistics of the stress and strain components, the probability density function of the stress and strain components and the inter-fibre distance statistical distributions. Once this SRVE has been achieved, a comparison between a periodic model and a random model is performed to quantitatively analyze the differences between the results they provide.Also a methodology for the statistical analysis of the distribution of the fibre within the composite from digital images of the transverse section. This analysis is performed for four different materials.Finally, a two-scale computational method for the transverse failure of unidirectional laminae is proposed. This method is able to provide probability density functions of the mechanical variables in the composite. Some applications and possibilities of the method are given and the simulation results are compared with experimental tests.

Made available in DSpace on 2016-08-17T14:52:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao-JoaoEduardoRibeiroBaptista.pdf: 2670437 bytes, checksum: 709f4ff36e9da086fee6d4ce44374bb1 (MD5) Previous issue date: 2016-03-15 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Driven by the high indices of solar irradiation in Brazil, the increasing reduction on the price of the photovoltaic solar panels and the high tariffs charged by the utility companies, the photovoltaic distributed generation (PVDG) shall considerably increase its participation percentage in the Brazilian energy matrix in the next years. Due to this tendency, it is important to know the technical impacts of the connection of PVDG to electric grid. It is known that the insertion of DG affects the short circuit levels. One of the most important power quality disturbances in sensitive loads are the short duration voltage variations (SDVV) caused mainly by short circuits (faults) in the electric network. Thus, the insertion of PVDG has the potential to affect quality indices associated with SDVV. However, the power output of the PVDG depends on the stochastic environmental conditions, i.e., the solar irradiance and the environmental temperature. Due to this, a precise assessment of the impact of PVDG on the indices associated with SDVV must be carried out considering uncertainties related to these environmental conditions. This work assessed the impact of PVDG in the SDVV indices of the secondary distribution system proposed by the CIGRÈ using a probabilistic approach. For this purpose, it was developed a model based on the following techniques: network representation in phase coordinates, admittance summation method, failure rate model based on loading condition, state enumeration method and data clustering. Uncertainties in the fault scenario (for example, fault location, type and resistance) and in the output power variation of the PVDG due to random variations of the solar irradiance and the environmental temperature were considered. The fault scenario uncertainties were modeled according to their known probability distributions, while the one related to the input parameters of the PVDG were modeled using data clustering techniques. The state enumeration method based on fault position was chosen to perform the probabilistic prediction of the SDVV indices after a careful comparison between this method and the Monte Carlo simulation method considering both precision and computational effort. The admittance summation method was used to obtain the pre-fault and the post-fault states of the network. It was proposed an improvement of this method in order to reduce the CPU time of the short-circuit states evaluation. It was also proposed a model to obtain the failure rate of a feeder section according to the loading condition of its conductors. This model intended to investigate the variation on SDVV indices due to changing in the reliability data of the feeders caused by the variation on their loading which is caused by the insertion of PVDG in the system. Tests carried on the CIGRÈ low voltage system showed that the insertion of PVDG has little direct effect in the SDVV indices, but it can significantly reduce the indices by the indirect effect of the failure rate reduction caused by the decrease in the distribution network loading. / Impulsionada pelos altos índices de irradiação solar no Brasil, pela crescente redução do preço dos painéis fotovoltaicos e pelas altas tarifas praticadas pelas concessionárias, a geração distribuída fotovoltaica (GDFV) deve aumentar consideravelmente seu percentual de participação na matriz energética brasileira dos próximos anos. Devido a esta tendência, é importante que se conheçam os impactos técnicos da conexão da GDFV à rede elétrica. Sabe-se que a inserção de GD afeta os níveis de curto-circuito. Um dos distúrbios de qualidade de energia mais impactantes em cargas sensíveis são as variações de tensão de curta-duração (VTCD), cuja principal causa são os curtos-circuitos (faltas) na rede elétrica. Desta forma, a inserção de GDFV tem potencial para afetar índices de qualidade associados com as VTCD. No entanto, a potência de saída da GDFV depende de fatores ambientais estocásticos, i.e., a irradiância solar e a temperatura ambiente. Devido a isto, uma determinação precisa do impacto da GDFV nos índices associados com VTCD deve ser realizada considerando as incertezas relacionadas a tais fatores ambientais. Este trabalho avaliou o impacto da GDFV nos índices de VTCD do sistema de distribuição secundário proposto pelo CIGRÈ a partir de um enfoque probabilístico. Para tanto, desenvolveu-se um modelo baseado nas técnicas: representação da rede em coordenadas de fase, método de soma de admitâncias, modelo de taxa de falha baseado na condição de carregamento, método de enumeração de estados e agrupamentos de dados. Foram consideras as incertezas nos cenários de falta (por exemplo, local, tipo e resistência de falta) e na potência de saída da GDFV devido às variações estocásticas na irradiância solar e na temperatura ambiente. As incertezas do cenário de faltas foram modeladas de acordo com suas distribuições de probabilidade conhecidas, enquanto as relacionadas aos parâmetros de entrada da GDFV foram modeladas utilizando-se técnicas de agrupamentos de dados. O método de enumeração de estados baseado nas posições de falta foi escolhido para efetuar a predição probabilística dos índices de VTCD, após criteriosa comparação deste com o método de simulação Monte Carlo em termos de precisão e esforço computacional. O método de soma de admitâncias foi utilizado para obtenção dos estados pré-falta e pós-falta da rede. Foi proposto um aprimoramento desse método, de forma a reduzir o tempo de execução da avaliação dos estados de curto-circuito. Também foi proposto um modelo de obtenção da taxa de falha de uma seção de alimentador de acordo com a condição de carregamento dos seus condutores. Este modelo buscou investigar a variação nos índices de VTCD resultante da alteração dos dados de confiabilidade dos alimentadores provocada pela variação no carregamento dos mesmos, causada, por sua vez, pela inserção de GDFV no sistema. Os resultados dos testes no sistema de baixa tensão do CIGRÈ mostraram que a inserção de GDFV pouco afeta os índices de VTCD de forma direta, mas pode reduzir os índices significativamente de forma indireta devido à redução das taxas de falha anuais dos alimentadores causada pela diminuição no carregamento da rede de distribuição.