Submitted by camilla martins (camillasmmartins@gmail.com) on 2017-04-27T15:02:11Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_SimuladorAvaliacaoInfluencia.pdf: 4428419 bytes, checksum: 9bccb005dec84f96b80a6c9b28ba39b1 (MD5) / Approved for entry into archive by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2017-05-04T13:12:07Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_SimuladorAvaliacaoInfluencia.pdf: 4428419 bytes, checksum: 9bccb005dec84f96b80a6c9b28ba39b1 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-04T13:12:07Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_SimuladorAvaliacaoInfluencia.pdf: 4428419 bytes, checksum: 9bccb005dec84f96b80a6c9b28ba39b1 (MD5) Previous issue date: 2017-01-10 / O monitoramento do fenômeno das descargas atmosféricas tem sido fundamental para prevenção de incidentes na infraestrutura das empresas que atuam em grandes áreas, como as de energia, telecomunicações e informática. Além disso, fornece dados para o planejamento de sistemas de proteção contra descargas elétricas, evitando assim maiores danos à vida na Terra, e mais recentemente fornecendo informações para sistemas de alertas meteorológicos como os de previsão de tempestades em curto prazo. Portanto, não se trata mais de questão de opção, mas sim de necessidade a instalação e manutenção de sistemas que façam a supervisão destes eventos em escala local, regional e até nacional. Dentre os tipos possíveis, os Sistemas de Detecção Indireta de Descargas Atmosféricas são os que proveem informações mais precisas nas escalas citadas, devido trabalharem com a percepção do impulso eletromagnético gerado pela descarga. Este sinal tem a propriedade de se propagar a médias e longas distâncias em determinadas faixas de frequência, mantendo boa a qualidade da informação do fenômeno que o originou. Porém, a característica fenomenológica dos raios é intrínseca à área monitorada, tornando fundamental o entendimento dessas especificidades para melhor proveito dos sistemas citados. Este trabalho apresenta uma ferramenta computacional para simular a influência das características locais na propagação de ondas eletromagnéticas originadas por descargas atmosféricas nuvem-solo. A metodologia foi utilizada para simular a propagação dessas ondas através do programa MATLAB®, usando como modelo de corrente de retorno no canal de descarga o modelo do tipo de engenharia Linha de Transmissão (TL) para representar o fenômeno elétrico gerado pelo raio. / The monitoring of the phenomenon of atmospheric discharges has been fundamental to prevent incidents in the infrastructure of companies that operate in large areas, such as energy, telecommunications and information technology. In addition, it provides data for the planning of lightning protection systems, thus avoiding further damage to life on Earth, and more recently providing information for weather warning systems such as short-term storm forecasting. Therefore, it is no longer a matter of choice, but rather the need to install and maintain systems that supervise these events on a local, regional and even national scale. Among the possible types, the Lightning Location Systems are the ones that provide more accurate information in the mentioned scales, because they work with the perception of the electromagnetic impulse generated by the lightning. This signal has the property of propagating at medium and long distances in certain frequency bands, maintaining good the information quality of the phenomenon that originated it. However, the phenomenological characteristic of the lightning is intrinsic to the monitored area, making fundamental the understanding of these specificities to better benefit the mentioned systems. This work presents a computational tool to simulate the influence of local characteristics on the propagation of electromagnetic waves caused by cloud-to-ground lightning. The methodology was used to simulate the propagation of these waves through the MATLAB® program, using as model of return current in the discharge channel the model of engineering type the Transmission Line (TL) to represent the electric phenomenon generated by thelightning.

Submitted by Hellen Luz (hellencrisluz@gmail.com) on 2017-07-06T16:23:20Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_SimulacaoEnsaioImpulso.pdf: 5924771 bytes, checksum: 7420628a7fe3900e2a3cbdb8f35bcca7 (MD5) / Approved for entry into archive by Irvana Coutinho (irvana@ufpa.br) on 2017-08-18T14:23:55Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_SimulacaoEnsaioImpulso.pdf: 5924771 bytes, checksum: 7420628a7fe3900e2a3cbdb8f35bcca7 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-18T14:23:55Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_SimulacaoEnsaioImpulso.pdf: 5924771 bytes, checksum: 7420628a7fe3900e2a3cbdb8f35bcca7 (MD5) Previous issue date: 2017-03-31 / CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Uma das maiores dificuldades observadas em laboratórios de alta tensão é o ajuste da forma de onda do impulso de tensão a ser utilizado nos ensaios. Esta dificuldade deve-se ao fato de que, na maioria das vezes, não se conhece a capacitância do objeto sob ensaio, não sendo possível realizar um cálculo exato dos parâmetros a serem utilizados no gerador de impulsos. Nos casos de ensaios em transformadores, estas dificuldades aumentam visto que, além da capacitância inerente da sua isolação, há também uma contribuição de indutância ao circuito de ensaio, proveniente de seus enrolamentos. Isto dificulta ainda mais a obtenção de uma forma de onda normalizada, de acordo com a norma NBR IEC 60060-1. Nesta Dissertação de Mestrado apresenta-se e avalia-se metodologias que permitem a realização de ensaios normatizados de impulso de tensão em transformadores com baixas indutâncias, comuns nos sistemas de distribuição de energia elétrica. Serão destacados os resultados obtidos com a inserção de um circuito Glaninger, comparado com a metodologia baseada no aumento da resistência paralela total do circuito em teste. As simulações computacionais são realizadas com o auxílio do programa ATP (Alternative Trasient Program), utilizando valores nominais de parâmetros físicos dos equipamentos de alta tensão do Laboratório de Extra Alta tensão da Universidade Federal do Pará (LEAT). Através de uma modelagem inicial do gerador de impulsos de tensão do LEAT no programa ATP, valida-se os resultados simulados com a realização de um ensaio real no LEAT. Após validação, uma simulação de ensaio em um transformador de distribuição de baixa indutância é realizada no intuito de apresentar as deformações na forma de onda do impulso que ocorrem, provenientes das baixas indutâncias dos enrolamentos do transformador. Através da introdução de um circuito Glaninger devidamente adaptado, apresenta-se a solução para o problema citado, portando, permitindo que ensaios em transformadores com baixa indutâncias sejam realizados de acordo com critérios estabelecidos pelas normas vigentes. / One of the major difficulties observed in high voltage laboratories is the adjustment of the atmospheric (voltage) impulse waveform during the tests. This difficulty is due to the fact that, most of the time, the capacitance of the object under test is not known, and it is not possible to make an exact calculation of the parameters to be used in the impulse generator. In the case of transformer tests, these difficulties increase because, in addition to the inherent capacitance of their insulation, there is also an inductance contribution to the test circuit from their windings. This fact makes it even more difficult to obtain a normalized waveform according to the NBR IEC 60060-1 standard. The present Master's Dissertation presents and evaluates methodologies that allow the performance of standardized voltage impulse tests in transformers with low inductances, common in electric power distribution systems. It will be highlighted in the results obtained with the insertion of a Glaninger circuit, compared to the methodology based on the increase of the total parallel resistance of the circuit under test. The computational simulations are performed in the ATP (Alternative Trasient Program) program, using rated values of physical parameters of the high voltage equipment of the Extra High Voltage Laboratory of the Federal University of Pará (LEAT). Through an initial modeling of the voltage impulse generator of the LEAT in the ATP program, the simulated results are validated by performing a real test in the LEAT. After validation, a test simulation in a low inductance distribution transformer is performed in order to present the deformations in the waveform of the impulse that occur, due to the low inductances of the transformer windings. Through the introduction of a suitably adapted Glaninger circuit, the solution to the above problem is presented, permitting tests on transformers with low inductances to be performed according to criteria established by current standards.

CAPES / Estudos realizados com cães apontam que dos grupos tumorais analisados, os de mama representam cerca de 25% a 50% dos tipos de tumores. Deste total, metade é considerado maligno. Apesar de representar um valor considerável de malignidade, estudos nesta área são poucos representativos e escassos na literatura. É de conhecimento que os tumores são causados por mudanças químicas e bioquímicas que ocorrem na célula. Atualmente, pesquisas são realizadas para entender o comportamento dessas alterações e por este motivo é de grande valia conhecer os elementos traço presentes nestes tecidos. Para esta finalidade a técnica mais empregada é a de ED-XRF (Fluorescência de Raios X de Dispersão de Energia), uma vez que é uma técnica analítica não destrutiva que permite determinar e quantificar a composição elementar das amostras, porém não identifica elementos com baixos números atômicos (menor que Z=10). Foram analisadas 56 amostras de tecido mamário canino benignas e malignas, fixadas em formalina a 10% tamponada e mantida à temperatura ambiente. Primeiramente para a quantificação dos elementos traço Ca, Fe, Cu e Zn foram determinadas as curvas de calibração de padrões diluídos em água, com concentrações de Ca, Fe, Cu e Zn, variando de 400 mg/kg a 35 mg/kg, de 20 mg/kg a 2 mg/kg, de 10 mg/kg a 1 mg/kg e de 100 mg/kg a 9 mg/kg, respectivamente. As medições foram submetidas à técnica de ED-XRF utilizando um tubo de raios X com ânodo de prata e técnica de exposição de 30 kV e 100uA e um tempo de exposição de 1000 segundos (incerteza ≤ 3%). O código XRMC (X-Ray Monte Carlo) foi utilizado para validação do método experimental, que tem o objetivo de simular computacionalmente as respostas esperadas para os ensaios experimentais validando assim a eficácia da metodologia. As concentrações dos elementos traço obtidas foram analisadas estatisticamente onde verificou-se uma variação significativa do elemento Zn, estando este presente em maior concentração no tecido mamário maligno do que no benigno. Este resultado pode estar relacionado à presença deste elemento nas matrizes de metaloproteinases, e em neoplasias malignas estão mais concentradas porque há característica de invasão tumoral neste tipo de neoplasia. Em outra comparação estatística pode-se verificar que os elementos traços Fe, Cu e Zn tem concentração equivalente tanto na região central do tumor tanto quanto na periferia, com exceção do Ca, este concentrando-se mais na região tumoral o que pode se dever às calcificações. Estudos nessa área são de grande potencial por permitir um melhor entendimento do processo patológico em tumores mamários caninos. / Studies with dogs show that the breast cancer represent about 25% to 50% of tumor types. Of this total, half is considered malignant. Despite representing a considerable amount of malignancy, studies in this area are few representative and scarce in the literature. It is known that tumors are caused by chemical and biochemical changes that occur in the cell. Currently, surveys are conducted to understand the behavior of these changes and for this reason, it is of great value to know the trace elements present in these tissues. For this purpose, the most common technique is to ED-XRF (X-Ray Fluorescence Energy Dispersion) since it is a non-destructive analytical technique to determine and quantify the elemental composition of the samples, although it doesn’t identify elements with low atomic numbers (less than Z= 10). Were analyzed 56 samples of canine breast tissue benign and malignant, fixed in 10% buffered formalin and kept at ambient temperature. First, for the measurement of trace elements Ca, Fe, Cu and Zn were determined standards for calibration curves diluted in water to concentrations of Ca, Fe, Cu and Zn, ranging from 400 mg/kg to 35 mg/kg, from 20 mg/kg to 2 mg/kg, from 10 mg/kg to 1 mg/kg and from 100 mg/kg to 9 mg/kg, respectively. Measurements were subjected to ED-XRF technique using an X-ray tube with silver anode and exposure technique of 30 kV and 100 uA and exposure time of 1000 seconds (uncertainty ≤ 3%). The XRMC code (X-Ray Monte Carlo) was used for validation of experimental method, which is intended to simulate by computer the expected responses for experimental tests, therefore validating the methodology efficiency. The concentrations of trace elements obtained were analyzed statistically where there was a significant variation of Zn element, the latter being present in higher concentration in malignant breast tissue than benign. This result may be related to the presence of this element in the matrix metalloproteinases, and malignant neoplasms are more concentrated because there are characteristic of tumor invasion in this type of neoplasm. In another statistical comparison it can be seen that the trace elements Fe, Cu and Zn is equivalent concentration both in the central region of the tumor as well as in the periphery, with the exception of Ca, this focusing more on the tumor region may be due to calcifications. Studies in this area are of great potential for allowing a better understanding of the disease process in canine mammary tumors.

Este trabalho apresenta modelos baseados em PLIM (Programação Linear Inteira Mista) com representação contínua do tempo com o objetivo de realizar o scheduling (programação ou agendamento) no parque de tanques de produtos finais em um órgão do tipo refinaria. O modelo é uma contribuição para uma solução integrada que envolve outros elementos presentes na cadeia de suprimentos (CS) da indústria do petróleo. Deste modo, um ponto relevante na fundamentação teórica deste trabalho é a descrição do sistema integrado de refino. Este sistema pode ser dividido em quatro estágios (subsystems) que envolvem a movimentação de produtos dentro e fora da refinaria. O scheduling de tanques finais é parte de um desses estágios e solucioná-lo contribui para a operacionalização das atividades de transporte de produtos dentro da refinaria envolvendo a produção interna, a demanda local e as movimentações de recebimento e envio por poliduto. Neste trabalho, o scheduling dos eventos de carga e descarga nos tanques finais da refinaria é determinado considerando dados de problemas reais obtidos a partir da solução apresentada por Boschetto (2011). O scheduling determinado por Boschetto (2011) gera os parâmetros do modelo PLIM aqui proposto. Tais parâmetros consistem em informações sobre volumes, tempos e vazões das movimentações que devem ocorrer entre órgãos (refinarias, portos e terminais) da cadeia de suprimentos através da rede de polidutos. Essas informações juntamente com as informações de planejamento da refinaria sobre demanda e produção e ainda com os valores de estoque e capacidade volumétrica dos tanques fornecem os dados necessários para a realização do scheduling de tanques finais. O modelo PLIM aqui proposto busca minimizar o número de movimentações internas no parque de tanques da refinaria respeitando as condições estruturais, operacionais e os valores das movimentações impostas pelo scheduler dos polidutos de Boschetto (2011). Então, com o objetivo de encontrar soluções adequadas em um menor tempo computacional, uma abordagem PLIM combinada com um algoritmo iterativo e com a inserção de restrições de corte é proposta, no que foi chamado de modelo PLIM-AI. Os resultados permitem melhorar o desempenho de tempo computacional do modelo bem como analisar as violações de tempo e capacidade em tanques para cenários mensais. A proposta permitiu encontrar soluções em tempos computacionais relativamente reduzidos, respeitando as condições estruturais e operacionais da refinaria. As soluções obtidas contribuem para as atividades de transferência e estocagem (TE) da refinaria em dois pontos: (i) minimizam o número de movimentações internas, o que contribui para a operacionalização da busca por rotas disponíveis (atividade operacional do programador da refinaria); e (ii) permitem o feedback para o scheduler de polidutos, possibilitando verificar a factibilidade das movimentações que ocorrem na rede de polidutos. / This work presents a Mixed-Integer Linear Programming (MILP) model with continuous time representation to address the tank farm scheduling of finished products in refineries. The model is part of a larger solution process that involves other elements from oil industry supply chain (SC), where strategic, tactical, and operational decisions must be taken. In this context, the standard refinery system can be divided into four subsystems involving the flow of products among refinery internal (tank farm, production units) and external (vessels, pipelines, final costumers, other refineries) entities. The tank farm scheduling is part of one of these subsystems and its solution contributes to the operational activities of the refinery tank farm, enabling the integration that occurs between domestic production, domestic demand, and product transport by pipelines. In this work the scheduling of loading and unloading operations in the tank farm of finished products at each network node (refinery) is determined. Real scenarios are considered, which were obtained from the planning of refineries and external pipeline network scheduling, proposed by Boschetto (2011). The scenarios present volumes and values of stored product inventories, maximum capacity tanks, and start and end times to product movements at the refinery interfaces (production, demand, and pipelines). Thus, the pipeline scheduling determined by Boschetto (2011) is an input parameter to the considered approach. The proposed MILP model searches a scheduling that minimizes the movements within the refinery tank farm in order to respect the imposed operational and structural constraints. Further, for making feasible the scheduling in a smaller computational time, an iterative algorithm is developed and cutting restrictions are inserted in a new model approach, named MILP-IA. The results allow us to analyze the model computational time, the temporal and structural violations, and the number of product movements for each scenario. For the studied cases, we can also check for attending to time and monthly volume constraints to each interface. Finally, the results also indicate that the proposed MILP-IA approach finds solutions in computational times in the order of minutes. The obtained solutions contribute to improve the transfer and storage activities (TS) on two main points: (i) they minimize the number of movements, facilitating the plant operational tasks (searching for routes); and, (ii) they provide feedback to the pipeline scheduling.

CAPES; CNPq; Fundação Araucária / Este trabalho teve por objetivo o desenvolvimento de um sistema de monitoramento de sinais de ECG e temperatura, com o propósito de dar mobilidade a pessoas que necessitam de monitoramento contínuo de alguns sinais fisiológicos, tais como pessoas idosas e/ou pessoas com deficiências cardíacas ou até mesmo para atletas que desejam melhorar seu desempenho através do monitoramento de seu condicionamento físico. Foram realizadas pesquisas dos equipamentos similares que existem atualmente no mercado e que estão sendo desenvolvidos para um embasamento técnico do protótipo desenvolvido. O sistema foi desenvolvido utilizando um microcontrolador de baixo custo e consumo para aquisição dos sinais fisiológicos e um módulo Bluetooth para comunicação com um dispositivo móvel que apresenta grande capacidade de processamento e recursos para realizar o armazenamento de dados e a interface com um sistema de monitoramento para avaliação médica remota, garantindo a mobilidade, segurança e melhoria na qualidade de vida de idosos e pacientes. Os principais sinais fisiológicos são os sinais vitais, que são as funções mais básicas do corpo, tais como, temperatura corporal, frequência cardíaca, frequência respiratória e pressão arterial. No protótipo proposto, foi incorporado o monitoramento da temperatura corporal e do eletrocardiograma (ECG) completo com as 12 derivações. A frequência respiratória e pressão arterial não foram contempladas no protótipo devido à complexidade de implementação de muitos sinais fisiológicos em um único equipamento. Para definição do hardware e minimizar o risco de futuros problemas, foram também realizados testes com ferramentas de desenvolvimentos disponibilizados pelos fabricantes dos principais componentes e que também são expostos neste trabalho. Pode-se concluir que os objetivos iniciais foram alcançados pois foi desenvolvido um protótipo para monitoramento remoto de sinais de ECG e temperatura utilizando um aplicativo Android. O protótipo foi testado utilizando-se sinais de um simulador de ECG e um sensor de temperatura, atendendo às principais funcionalidades requeridas para o sistema. / This work aims to develop a system for monitoring ECG and temperature signals with the purpose of giving mobility to people requiring continuous monitoring of some physiological signals, such as the elderly and/or individuals with heart failure or even for athletes who wish to improve their performance by monitoring their fitness. Research of similar equipment that there are currently on the market and that are being developed was made for a technical base of the prototype to be developed. The system was developed using a low cost and low consumption microcontroller for the acquisition of physiological signals and a Bluetooth module for communication with a mobile device having large capacity and processing resources to perform data storage and interface with a monitoring system for remote medical evaluation, ensuring mobility, safety and improved quality of life of elderly and patients. The main physiological signals are vital signals, which are the most basic body functions such as body temperature, heart rate, respiratory rate and blood pressure. In the proposed prototype, monitoring body temperature and complete 12-lead electrocardiogram (ECG) was incorporated. The respiratory rate and blood pressure were not included in the prototype due to the complexity of implementation of many physiological signals in a single equipment. For the hardware definition and to minimize the risk of future problems, tests have also been done with development tools available from manufacturers of the main components and which are also presented in this work. It is possible to conclude that the initials objectives were achieved bacause a prototype was developed for remote monitoring of ECG and temperature signals using an Android application. The prototype was tested using an ECG simulator and a temperature sensor, attending the main required features for the system.

Um dos desafios na operação de uma cadeia de suprimentos é a definição de uma política de controle dos estoques de forma a manter a estabilidade dos estoques, evitando a amplificação da demanda ao longo da cadeia e atendendo adequadamente o cliente. A política de controle do estoque determina o momento (ponto de pedido) e a quantidade (tamanho do lote) adequada de reposição dos estoques nos diferentes elos da cadeia. Esta tese propõe um novo procedimento de atualização do ponto de pedido e do lote de reposição para uma política Order-Up-To-Level (OUTL) de controle dinâmico de estoques em sistemas de revisão contínua. Este procedimento altera a política OUTL clássica ao introduzir o conceito de estoque de absorção, caracterizado pela demanda de mercado e pelo lead time de cada elo da cadeia, que ajusta o ponto de pedido e o tamanho do lote a partir da ocorrência de eventos. Para tanto, uma cadeia de suprimentos mono-produto composta de três níveis produtivos (varejista, distribuidor e manufatura) é simulada por eventos discretos considerando incerteza na demanda. O desempenho da cadeia de suprimentos é avaliado por métricas para o efeito chicote, nível de serviço ao cliente, responsividade, nível e ruptura do estoque, tamanho do lote e ponto de reposição. Os resultados mostram redução do efeito chicote, melhora no nível de serviço, redução da variabilidade dos lotes e melhor estabilidade dos estoques quando comparados com a política OUTL clássica. / The inventory control policy is a challenge in supply chain operation. It has to maintain inventory stability by avoiding amplification of the market demand in the supply chain levels while keeping good custom service. The inventory control policy determines the correct time (reorder point) and quantity (lot size) to fill inventories of the supply chain levels. This thesis proposes a new procedure to update both reorder points and lot sizes for an inventory control policy Order-Up-To-Level (OUTL) in continuous review systems. The new procedure modifies the classical OUTL policy by introducing the concept of absorption inventory characterized by the market demand and lead time in each chain level. This procedure updates order points and lot sizes when particular events have occurred. A mono-product supply chain composed by three levels (retailer, distribution, and manufacturing) is simulated by a discrete event simulation considering uncertainty in demand. The supply chain performance is evaluated by several metrics taking into account the bullwhip effect, customer service level, responsiveness, inventory level and stock out, and lot sizes and reorder points. The results show that the bullwhip effect and lot size variability are reduced, service level is improved, and inventories are stable when compared with the classical OUTL policy.

CAPES; CNPq / In the activated sludge process, problems of foaming and filamentous bulking can occur due to overgrowth of certain filamentous bacteria. Nowadays, these microorganisms are typically monitored by means of light microscopy combined with staining techniques. As drawbacks, these methods are susceptible to human errors, subjectivity and limited by the use of discontinuous microscopy. The present project aims the application of an in situ microscope (ISM) for continuous monitoring of filamentous bacteria, providing real-time examination, automated analysis and elimination of sampling, preparation and transport of samples. The ISM previously developed at the Hochschule Mannheim required adaptations for use within wastewater environment, specially in terms of impermeability and development of a cleaning mechanism. With a new objective lens design, the system was simplified to a single tubus and an externally activated cleaning system based on magnetism was created. A proper image processing algorithm was designed for automated recognition and measurement of filamentous objects, allowing real-time evaluation of images without any staining, phase-contrast or dilution techniques. Three main operations are performed: preprocessing and binarization; recognition of filaments using distance-maps and shape descriptors; measurement and display of total extended filament length. A 3D-printed prototype was used for experiments with respect to the new ISM’s design, providing images with resolution very close to the ones acquired with the previous microscope. The designed cleaning system has shown to be effective, removing dirt settled above the lens during tests. For evaluation of the image processing algorithm, samples from an industrial activated sludge plant were collected weekly for a period of twelve months and imaged without any prior conditioning, replicating real environment conditions. Experiments have shown that the developed algorithm correctly identifies trends of filament growth rate, which is the most important parameter for decision making. For reference images whose filaments were marked by specialists, the algorithm correctly recognized 72% of the filaments pixels, with a false positive rate of at most 14%. An average execution time of 0.7 second per image was achieved, demonstrating the algorithm suitability for real-time monitoring. / Em processos de lodo ativado, problemas de foaming e filamentous bulking podem ocorrer devido ao crescimento exagerado de bactérias filamentosas. Atualmente, o monitoramento de tais micro-organismos é feito por meio de métodos baseados em microscopia ótica combinada com técnicas de marcadores, os quais apresentam limitações intrínsecas da microscopia descontínua, são subjetivos e suscetíveis a erro humano. O presente projeto visa a aplicação de um microscópio in situ (ISM) para monitoramento contínuo de bactérias filamentosas, de forma a possibilitar análise instantânea, computadorizada, sem necessidades de recolher, preparar e transportar amostras. O ISM previamente desenvolvido na Hochschule Mannheim teve que ser adaptado para análise de águas residuais, especialmente em termos de impermeabilidade e a criação de um mecanismo de limpeza. Com a utilização de uma nova objetiva, o novo ISM foi simplificado para um tubo único e um sistema de limpeza ativado externamente baseado em magnetismo foi criado. Um algoritmo de processamento de imagens foi elaborado para reconhecimento e medição de comprimento de estruturas filamentosas, permitindo avaliação em tempo real de imagens sem qualquer técnica de marcadores, contraste de fase ou diluição. O mesmo consiste em três operações principais: pré-processamento e binarização; reconhecimento de filamentos por meio de mapeamento de dis- tâncias e descritores de forma; e, finalmente, medição e visualização do comprimento de cada filamento. Um protótipo construído via impressão 3D foi utilizado para avaliação o novo design do microscópio, fornecendo imagens com resolução bastante próxima das adquiridas com a versão anterior do sistema. O mecanismo de limpeza desenvolvido mostrou-se efetivo, capaz de remover partículas sedimentadas acima das lentes durante os testes. Para avaliação do algoritmo de processamento de imagens, amostras de uma planta industrial de lodo ativado foram coletadas semanalmente por um período de doze meses e imageadas sem qualquer condicionamento prévio, replicando condições reais de ambiente. Experimentos demonstraram que o algoritmo desenvolvido identifica corretamente tendências de aumento/decréscimo da concentração de filamentos, o que constitui o principal parâmetro para tomadas de decisão. Para imagens de referência cujos filamentos foram marcados por especialistas, o algoritmo reconheceu corretamente 80% dos pixels atribuídos a filamentos, com uma taxa de falso positivos de até 24%. Um tempo de execução médio de 0,7 segundo por imagem foi obtido, provando sua aptidão para formar uma ferramenta de monitoramento em tempo real.

CAPES; CNPq; Fundação Araucária / Esta tese de doutorado apresenta um sistema de monitoração heterogêneo para a caracterização do processo de secagem e cura de filmes poliméricos e resina odontológica. Essa caracterização é de suma importância para aperfeiçoar o processo de fabricação e a escolha das matérias-primas dos mesmos, uma vez que parâmetros como a variação da espessura e a deformação mecânica no material estão diretamente ligadas à sua qualidade e durabilidade. O sensor heterogêneo emprega técnicas complementares para a quantificação de múltiplos parâmetros físicos, visando a compreensão das etapas que acontecem durante o processo de secagem e cura. Os ensaios se deram em períodos de 24 horas analisando amostras de tinta e verniz acrílicos e resina dentária. Foram quantificadas deformações longitudinais, variação de massa, espessura e índice de refração médio. Nas amostras de tinta e verniz acrílicos, obteve-se redução entre 60% e 70% no valor inicial da espessura, enquanto o comportamento do índice de refração do verniz foi associado às diferentes etapas do processo de secagem. As amostras de resina odontológica apresentaram redução da espessura menor que 5% em todos os ensaios realizados, percentual semelhante à variação do índice de refração. Todavia, as redes de Bragg identificaram um aumento de temperatura da resina odontológica de aproximadamente 20°C durante a fotoativação. A flexibilidade do sistema sensor heterogêneo demonstrado permite a análise do processo de secagem ou cura de uma ampla gama de filmes poliméricos e resinas, sem a necessidade de adaptações significativas no arranjo experimental. Com uma caracterização correta das etapas envolvidas na secagem ou cura, todo o processo que vai desde a formulação do produto à aplicação final pode ser otimizado, levando à melhoria da relação custo-benefício para cada aplicação pretendida. / This thesis presents a heterogeneous system to characterize the drying and curing process of polymer films and dental resin. This characterization is important to improve the manufacturing process and the choice of the raw materials, since parameters such as thickness variation and the mechanical deformation in the material are directly related to their quality and durability. The sensor employs heterogeneous complementary techniques for the quantification of multiple physical parameters, aimed to understand the steps that occur during drying and curing. The tests took place in periods of 24 hours analyzing samples of both acrylic paint and varnish, as well as dental resin. Longitudinal deformation, mass variation, thickness and mean refractive index were quantified. In samples of acrylic paint and varnish, a reduction between 60% and 70% in the initial value of the thickness was obtained, while the behavior of the refractive index of the varnish was associated with the different stages of the drying process. Samples of dental resin presented thickness decreasing less than 5% in all tests, percentage similar to the variation of the refractive index. However, fiber Bragg gratings have identified a temperature increase of the dental resin about 20 ° C during the polymerization. The flexibility of the heterogeneous sensor system demonstrated allows the analysis of drying or cure processes of a great variety of polymer films and resins, without the need for important changes in the experimental setup. With the correct characterization of the stages involved in the drying or cure, the whole process from the product formulation to the final application may result in an optimized and cost effective product for any intended application.

CNPQ / O presente trabalho tem como objetivo o desenvolvimento de um biosensor, utilizando redes de Bragg em fibras óticas, capaz de mensurar deformações em tecido ósseo. Inicialmente foram realizados testes de esterilização e desinfecção com sensores, após o processo completo, os sensores foram testados quanto a sua sensibilidade. Com isso os métodos de esterilização e desinfecção autoclave, óxido etileno, hipoclorito de sódio, cloramina T e ácido peracético, foram eficazes para eliminação e ou inativação dos microrganismos, sem que haja alterações no comportamento das FBGs. Com isso definem-se métodos aplicáveis para possíveis estudos, onde fibras óticas foram implantadas em animais in vivo para estudos de comportamento metabólico com a presença de materiais inorgânicos. Na continuidade dos trabalhos foram realizados testes de compatibilidade de fibras óticas inseridas no tecido subcutâneo de ratos. Baseado na análise descritiva dos cortes histológicos pode-se concluir que as fibras ópticas sem revestimento e com revestimento foram biocompatíveis quando implantadas em subcutâneo de ratos. Sendo assim, foi possível contemplar o desenvolvimento de um sensor baseado em redes de Bragg em fibras óticas para implantação direta no tecido ósseo. Posteriormente foram realizados testes-piloto para o desenvolvimento da metodologia de construção e implante no desenvolvimento de biosensores. Com todo o trabalho feito até à data, o desenvolvimento e construção de um biosensor que foi implantado in vivo foi possível. O biossensor foi fixado na região mandibular de um bovino quatro meses de idade. Uma semana após a implantação, os animais receberam diferentes tipos de alimentos e foi monitorizada durante a ingestão de alimentos. Com as deformações medidas foi possível a análise dos diferentes padrões mastigatórios e diferentes magnitudes de força e frequência mastigatória que o animal desempenhada durante o processo de mastigação. / This study aims to develop a biosensor using Bragg gratings in optical fibers, capable of measuring deformation in bone tissue for this took a lot of work. Initially sterilization and disinfection with sensors tests were performed after the entire process, the sensors were tested for their sensitivity. In the same study methods of sterilization and disinfection have been tested to assess its efficiency. Thus methods of sterilization and disinfection autoclave, ethylene oxide, sodium hypochlorite, chloramine T and peracetic acid were effective for removing or inactivating microorganisms and, without changes in the behavior of the FBGs. With this set up methods applicable for possible studies, where optical fibers are implanted in in vivo animal studies metabolic behavior in the presence of inorganic materials. Continuing the work was carried out optical fiber compatibility tests inserted in the subcutaneous tissue of rats. Based on the descriptive analysis of histological sections can be concluded that the optical fiber uncoated and coated were biocompatible when implanted in rat subcutaneous tissue. Thus it is possible to contemplate the development of a sensor based on Bragg gratings in optical fibers for direct implantation into the bone tissue. Following on from the work were carried out pilot tests for development of construction methodology and implant in biosensor development. With all the work done to date, the development and construction of a biosensor that was implanted in vivo was possible. The biosensor was fixed in the mandibular region of a bull four months old. A week after implantation, the animal received different types of food and was monitored during the intake of foods. With the deformations measured parse the different masticatory patterns and different magnitudes of force and masticatory frequency that the animal developed during the chewing process completing the objectives of this study.

CAPES / A detecção de defeitos de soldagem em imagens radiográficas visa garantir a segurança das estruturas em análise com o objetivo de evitar perdas financeiras e prevenir contra danos ambientais. Atualmente, a inspeção de juntas soldadas é uma atividade essencialmente humana e, portanto, está sujeita a erros relacionados à acuidade visual, à experiência, à fadiga e às distrações do inspetor, afetando a repetitividade e reprodutibilidade deste processo. Nesse sentido, este trabalho apresenta um método para auxiliar na detecção de defeitos em juntas soldadas de tubulações de petróleo, utilizando radiografias computadorizadas adquiridas pela técnica de exposição Parede Dupla Vista Dupla (PDVD). O método desenvolvido compreendeu a aplicação do realce das imagens tratadas, a segmentação de descontinuidades e a redução do espaço de busca pela eliminação da região central da junta soldada PDVD. Dessa maneira, os referidos procedimentos contribuíram para que as descontinuidades segmentadas que correspondiam a regiões de defeito em potencial fossem classificadas por Redes Neurais Artificiais (RNA) Multilayer Perceptron (MLP), realizando a detecção de defeitos de soldagem. / Detection of weld defects in radiographic images aims to ensure the safety of analyzed structures in order to avoiding financial losses and prevent against environmental damage. Nowadays, the inspection of welded joints is essentially a human activity and, therefore, it is subject to errors related to the inspector visual acuity, experience, fatigue and distractions, affecting the repeatability and reproducibility of this process. In this sense, this work presents a method to assist the detection of weld defects in welded joints of petroleum pipelines in computed radiography acquired by Double Wall Double Image (DWDI) technique. The developed method involved the application of contrast enhancement of treated images, segmentation of discontinuities and, the search space reduction by eliminating the central region of the DWDI weld. Thus, these procedures contributed to that segmented discontinuities which correspond to potential weld defects regions were classified by Multilayer Perceptron Neural Networks, performing the detection of weld defects.