Submitted by Raphael Melo de Amorim (amorimba@gmail.com) on 2017-04-13T12:53:04Z No. of bitstreams: 1 Mestrado_Raphael_Amorim.pdf: 2690231 bytes, checksum: 9ea7596a3935c315bd08e0727f64747c (MD5) / Approved for entry into archive by Escola Politécnica Biblioteca (biengproc@ufba.br) on 2017-05-10T15:22:12Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Mestrado_Raphael_Amorim.pdf: 2690231 bytes, checksum: 9ea7596a3935c315bd08e0727f64747c (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-10T15:22:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Mestrado_Raphael_Amorim.pdf: 2690231 bytes, checksum: 9ea7596a3935c315bd08e0727f64747c (MD5) / Instituto de Pesquisas da Marinha (IPqM); Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (Capes) / A tecnologia e as estratégias aplicadas nas operações de submarinos vêm sendo cada vez mais estudadas pela comunidade científica ao longo das últimas décadas. Para detectar e identificar alvos desconhecidos, o submarino é equipado com sistemas de sonar passivo que captam ondas sonoras propagadas no meio ambiente marinho. Esses sistemas encontram dificuldades em identificar múltiplos alvos quando estão próximos e também quando o ruído ambiente é elevado. Por isso, é necessário o uso de softwares e hardwares sofisticados para identificação e classificaçõo. O problema da identificação de múltiplos alvos já foi abordado previamente na literatura através do uso da separação cega de fontes. Este método é capaz de reduzir o efeito da interferência cruzada nos hidrofones adjacentes. No entanto, é conhecido que o desempenho de métodos de separação cega é severamente influenciado pelo ruído aditivo do meio ambiente. Este trabalho testa a robustez de um método de separação cega de fontes, a análise de componentes independentes (ICA - Independent Component Analysis), aplicado em sistemas de sonar passivo para reduzir a interferência do ruído ambiente. O algoritmos JADE, FastICA e GI-ICA foram utilizados para avaliação do desempenho de separação de sinais considerando diferentes valores da relação sinal-ruído. / Abstract The technology and the strategies applied in submarine operations have been increasingly studied by the scientific community over the last decades. To detect and identify unknown targets, the submarine is equipped with passive sonar systems that capture sound waves propagated in the marine environment. These systems have difficulty to identify multiple nearby targets and also when the ambient noise is significant. Therefore it’s necessary the use of sophisticated softwares and hardwares for identification and classification. The problem of multiple target identification has been previously discussed in the literature through the use of Blind Signal Separation. This method is capable of eliminating interference between adjacent hydrophones. However, it is known that the performance of blind separation methods is severely affected by noise environment. This paper tests the robustness of a blind signal separation method, the independent component analysis (ICA), when it is applied in passive sonars to reduce interference from ambient noise. ICA algorithms JADE, FastICA an GI-ICA were used to evaluate the signal separation performance considering different values of signal-to-noise ratio.

GARCIA, Fernando Parente. EPMOSt: um sistema de monitoramento passivo energeticamente eficiente para redes de sensores sem fio. 2014. 115 f. Tese (Doutorado em ciência da computação)- Universidade Federal do Ceará, Fortaleza-CE, 2014. / Submitted by Elineudson Ribeiro (elineudsonr@gmail.com) on 2016-07-19T19:35:08Z No. of bitstreams: 1 2014_tese_fpgarcia.pdf: 3632932 bytes, checksum: c2ab75ac7a41921760c110a2d98e4c5b (MD5) / Approved for entry into archive by Rocilda Sales (rocilda@ufc.br) on 2016-07-25T11:41:57Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_tese_fpgarcia.pdf: 3632932 bytes, checksum: c2ab75ac7a41921760c110a2d98e4c5b (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-25T11:41:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_tese_fpgarcia.pdf: 3632932 bytes, checksum: c2ab75ac7a41921760c110a2d98e4c5b (MD5) Previous issue date: 2014 / Monitoring systems are important for debugging and analyzing Wireless Sensor Networks (WSN). In passive monitoring, a monitoring network needs to be deployed in addition to the network to be monitored, called target network. The monitoring network captures and analyzes packets sent by the target network. An energy-efficient passive monitoring system is necessary when there is a need to monitor a WSN in a real scenario because the lifetime of the monitoring network is extended and, consequently, the target network benefits from the monitoring for a longer time. In this thesis, initially, the main passive monitoring systems proposed for WSN have been identified, analyzed and compared. During the literature review, no passive monitoring system for WSN that aims to reduce the energy consumption of the monitoring network has been identified. Therefore, this thesis proposes an Energy-efficient Passive MOnitoring System for WSN (EPMOSt) that extends the lifetime of the monitoring network. EPMOSt uses two mechanisms to reduce the energy consumption of the monitoring network: sniffer election and aggregation of headers. By using the sniffer election, in general only one sniffer (a node of the monitoring network) captures packets sent by a given node of the target network, thereby reducing the transmission of packets captured by the monitoring network and, thus, considerably reducing the energy consumption of this network. By using aggregation of headers, only the information present in the headers of captured packets is sent through the monitoring network. Thus, the headers of several packets may be sent in the same monitoring message, hence reducing the overhead of transmission and consequently reducing the energy consumption of the monitoring network. Experiments performed with real sensors and with a WSN simulator in various scenarios are conducted to evaluate the proposed monitoring system. The obtained results show the energy efficiency of the EPMOSt and the viability of using it to monitor WSN in real scenarios. / Sistemas de monitoramento permitem depurar e analisar o funcionamento de uma Rede de Sensores Sem Fio (RSSF). No monitoramento passivo, uma rede de monitoramento adicional é implantada com o intuito de capturar e analisar os pacotes transmitidos pela rede a ser monitorada, denominada rede alvo. Quando se deseja monitorar uma RSSF em um ambiente real, um sistema de monitoramento passivo energeticamente eficiente é necessário, pois, caso contrário, a rede de monitoramento pode ter um tempo de vida bem menor do que a rede alvo. Nesta tese, inicialmente, os principais sistemas de monitoramento passivo propostos para RSSF foram identificados, analisados e comparados. Durante as pesquisas realizadas na literatura, não foi identificado nenhum sistema de monitoramento passivo que se preocupasse em reduzir o consumo de energia da rede de monitoramento. Sendo assim, esta tese propõe um sistema de monitoramento passivo energeticamente eficiente para RSSF, denominado EPMOSt (Energy-efficient Passive MOnitoring System), que prolonga o tempo de vida da rede de monitoramento. O EPMOSt utiliza dois mecanismos para reduzir o consumo de energia da rede de monitoramento: eleição de sniffers (nós da rede de monitoramento) e agregação de cabeçalhos. A eleição de sniffers garante que durante a maior parte do tempo apenas um sniffer captura os pacotes transmitidos por um determinado nó da rede alvo, reduzindo assim a transmissão de pacotes capturados redundantes através da rede de monitoramento e, consequentemente, reduzindo consideravelmente o consumo de energia desta rede. Com a agregação de cabeçalhos, apenas as informações presentes nos cabeçalhos dos pacotes capturados são enviadas através da rede de monitoramento. Assim, os cabeçalhos de vários pacotes podem ser enviados na mesma mensagem de monitoramento, reduzindo assim o overhead de transmissão e, consequentemente, reduzindo também o consumo de energia da rede de monitoramento. Experimentos com sensores reais e com um simulador de RSSF são realizados em vários cenários para avaliar o sistema de monitoramento proposto. Os resultados obtidos mostram a eficiência energética do EPMOSt e a viabilidade de utilizá-lo para monitorar RSSF em ambientes reais.

Submitted by Jordan (jordanbiblio@gmail.com) on 2017-03-18T14:08:53Z No. of bitstreams: 1 DISS_2015_ Suzy Darley de Lima.pdf: 2045410 bytes, checksum: 8cfe92b2773538f714b8fb98ccefcc13 (MD5) / Approved for entry into archive by Jordan (jordanbiblio@gmail.com) on 2017-03-18T15:14:37Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DISS_2015_ Suzy Darley de Lima.pdf: 2045410 bytes, checksum: 8cfe92b2773538f714b8fb98ccefcc13 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-18T15:14:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DISS_2015_ Suzy Darley de Lima.pdf: 2045410 bytes, checksum: 8cfe92b2773538f714b8fb98ccefcc13 (MD5) Previous issue date: 2015-11-27 / CAPES / A avaliação dos riscos à contaminação dos aquíferos, tem sido uma ferramenta de gestão muito estudada nos dias atuais, devido principalmente, à escassez hídrica, fazendo com que o homem recorra, cada vez mais, ao uso das águas subterrâneas para consumo humano. Um dos contaminantes dessas águas, que tem levantado diversas discussões, são os hidrocarbonetos pouco solúveis em água. O objetivo desta pesquisa foi apontar a necessidade da implantação de políticas públicas direcionadas ao processo de gestão das áreas contaminadas por postos de combustíveis no Estado de Mato Grosso, visto que estes contaminantes são fortemente danosos ao meio ambiente e à saúde humana. A pesquisa foi dividida em três etapas, onde a primeira abordou o levantamento das áreas contaminadas por postos de combustíveis no município de Cuiabá, Mato Grosso, a fim de discutir a importância do inventário para a gestão dessas áreas. A segunda etapa avaliou o risco de contaminação do aquífero, no município de Alta Floresta, Mato Grosso, com intuito de contribuir para definição de áreas que necessitam receber um tratamento prioritário, quanto à sua proteção ou a possíveis investigações adicionais, bem como a escolha do melhor local para instalações dos poços de abastecimento ou instalação de uma rede de monitoramento de qualidade das águas subterrâneas. A terceira e última etapa, foi o isolamento e caracterização de bactérias degradadoras de Diesel, encontradas em amostras de água subterrânea coletadas em um posto de combustível no município de Alta Floresta, com intuito de aplicar a técnica de biorremediação em áreas contaminadas por combustíveis derivados de petróleo. / The risk assessment to the contamination of water supplies has been a management tool widely studied today, mainly due to water shortages, causing the man resorted increasingly to the use of groundwater for human consumption. A contaminant of groundwater, which has raised several discussions, are poorly soluble hydrocarbons in water. The aim of this study was to point out the need to implement public policies directed to the process of management of areas contaminated by gas stations in the state of Mato Grosso, as these contaminants are highly damaging to the environment and human health. The research was divided into three stages, where the first addressed survey the areas contaminated by gas stations in the city of Cuiabá, Mato Grosso, to discuss the importance of inventory for the management of these areas. The second step assessed the risk of aquifer contamination in the municipality of Alta Floresta, Mato Grosso, aiming to contribute to defining areas in need receive priority treatment for their protection or possible additional investigations, as well as the choice of best place for installations of supply wells or installation of a network monitoring groundwater quality. The third and final step was the isolation and characterization of degrading bacteria Diesel, found in groundwater samples collected at a gas station in the municipality of Alta Floresta, aiming to apply the bioremediation technique in contaminated areas derived fuel oil.

RESUMO Este trabalho trata do passivo com enfoque no passivo contingente e tem como objetivo contribuir com os estudos sobre a sua divulgação nas Demonstrações Contábeis visando ao aprimoramento das informações contábeis geradas pelas empresas. O estudo inicia-se com uma revisão da literatura para identificar as principais recomendações dos órgãos normativos nacionais e internacionais de Contabilidade. Nesse sentido, alguns importantes conceitos foram discutidos, como os tipos de passivos: normal e contingente, oneroso e não-oneroso, monetário e não-monetário. O fato gerador dos passivos foi amplamente tratado, a natureza das obrigações: legais e construtivas; os critérios de reconhecimento, mensuração e divulgação das obrigações. Em seguida, desenvolve-se uma pesquisa nos balanços publicados no período de 1999 a 2001 para verificar se as empresas do setor Químico e Petroquímico sediadas no Brasil estão divulgando aquilo que as normas recomendam. A pesquisa foi feita com base nas 50 empresas mais bem classificadas no ranking anual realizado pela revista Exame Melhores e Maiores, que publicaram suas demonstrações contábeis. Os resultados indicam o seguinte: é grande o número de empresas que reconheceram o passivo contingente nos seus balanços; as contingências mais encontradas decorreram de questões trabalhistas e tributárias e as menos encontradas foram as decorrentes de questões ambientais; em algumas empresas o passivo contingente foi expressivo, representando entre 10% a 28% do total das obrigações; nem todas as empresas elaboraram nota explicativa sobre o passivo contingente; muitas notas explicativas não informaram sobre vários aspectos recomendados, como os critérios de avaliação das contingências, sua natureza, a probabilidade de ocorrência, o valor contábil no início e no final do período, as provisões feitas e o valor baixado ou revertido no exercício. Ressalte-se que tais conclusões se referem, exclusivamente, às empresas pesquisadas e no período indicado anteriormente.

Máquinas manuais são utilizadas em diversos processos, como na usinagem mecânica. Apesar da existência de máquinas automatizadas, com boa precisão e conformidade, as máquinas manuais de usinagem possuem baixo custo inicial e alta flexibilidade de produção, sendo empregadas para produção de lotes pequenos ou peças únicas, como protótipos ou peças empregadas em pesquisas científicas. O operador humano possui mais flexibilidade que qualquer sistema automatizado por ter a capacidade de tomar decisões. O posicionamento da ferramenta de usinagem através de uma mesa linear com parafuso e porca, acionada manualmente com um manípulo, exige perícia do operador e impacta no custo final das peças produzidas. Um dispositivo robótico acoplado ao mecanismo de posicionamento poderia trabalhar em cooperação com o operador humano, sendo utilizado como um recurso optativo para auxiliá-lo na tarefa de posicionamento. Atuadores passivos do tipo freio são seguros para a manipulação humana direta e naturalmente estáveis ao manter uma posição estática, além de baratos e simples. Sendo controlado por computador e com a posição desejada facilmente programável, o freio eliminaria a preocupação do operador com o posicionamento crítico, permitindo concentrar-se em outros detalhes do trabalho de usinagem ao delegar a tarefa de posicionamento ao freio. Literatura ou índices de desempenho escassos e iniciais foram encontrados sobre a utilização de freios neste contexto. Desta forma, este trabalho estuda os mecanismos típicos de máquinas manuais de usinagem e de freios por atrito, propondo então algoritmos de controle e avaliando seu desempenho. Desenvolveu-se dois tipos de controladores para lidar com as fortes não linearidades do atrito e fatores estocásticos do mesmo: um primeiro que utiliza pré-alimentação de um modelo do atuador e um segundo que tenta diminuir a influência de perturbações no posicionamento final diminuindo a velocidade do sistema nas imediações da posição desejada de frenagem. Um protótipo foi montado e permitiu avaliar experimentalmente os algoritmos, que apresentaram bons índices de desempenho que confirmam seu potencial de utilização, baseados em trabalhos anteriores e normas técnicas de tolerâncias gerais. / Manual machines are those with minimum or non-existent automation, being employed in many processes, like in the mechanical machining, where the operator have the task to position a machining tool to manufacture pieces. Despite the existence of automated machines, with good precision and production regularity in its produced pieces, the manual machines has low initial cost and high production flexibility, being used for the production of small or unique batches, like prototypes or pieces for scientific research. The human operator has greater flexibility than any automated system as it has the ability to make decisions. The positioning of the machining tool, thru a linear work table with screw and nut, manually operated by a hand wheel, requires operator skills which impacts the final cost of the manufactured pieces. A robotic device coupled to the positioning mechanism would work in cooperation with the human operator, being used as a resource to help with the task of positioning. Passive actuators, like brakes, are safe for human direct manipulation and naturally stable to maintain a position, despite being simple and cheap. Being computer-controlled, with the desired position easily programmable, the brake would eliminate the operators worry with the positioning task, leaving it to the brake. This work studies typical machine mechanisms of manual machines and friction brakes, leading to the development and evaluation of control algorithms. Two main types of feedback controllers were developed to deal with the brakes hard nonlinearities of friction and stochastic factors: one that uses a feedforward model to compensate for modeled disturbances and a second that tries to lower the disturbances influence by lowering the velocity nearby the desired position. A prototype were built and allowed to experimentally evaluate the proposed algorithms, which presented good performance in relation to early works and tolerance standards.

Estiramento muscular e outras desordens músculo esqueléticas são as principais causas de afastamento do trabalho e estão entre as lesões mais comuns que desabilitam os atletas. O objetivo do presente estudo foi de investigar os efeitos da Terapia Laser de Baixa Intensidade (infravermelha, 810nm) no estiramento do músculo esquelético induzido em ratos. Métodos: Ratos wistar machos foram anestesiados para a indução do estiramento muscular. O animal foi posicionado, em decúbito dorsal, sobre cortiça acoplada ao sistema de alongamento. O membro posterior direito foi firmemente preso com linha, que passa por uma roldana e se prende a um peso correspondente a 150% do peso corporal do animal. Esta linha foi fixada sobre o dorso da pata do animal, realizando uma flexão plantar, alongando o músculo tibial anterior da pata posterior direita do animal. O protocolo foi realizado uma única vez sendo que o animal recebeu a tração durante 20 minutos, descansou por 3 minutos e recebeu mais uma tração durante 20 minutos Os grupos tratados receberam a irradiação do Laser no local da indução, 1 horas após a lesão, para analisar o índice funcional, estudo eletrofisiológico, a proteína C reativa, o extravasamento plasmático, expressão gênica por real time RT-PCR e protéica por Western-Blott de COX-1 e COX-2, TNF-, IL 1, IL 6, IL 10 e histologia. Resultados e Discussão: A utilização da Terapia Laser de Baixa potência reduziu a inflamação e o dano muscular após o estiramento experimental, conduzindo a uma melhora significativa da atividade de caminhar. / Muscle strains and other musculoskeletal disorders are a leading cause of work absenteeism and are among the most common and often disabling injuries in athletes. The main objetive of this study was to investigate the effects of low level laser therapy (infrared, 810nm) on controlled muscle strain in rats. Method: Male wistar rats were anesthetized for controlled muscle strain induction. After one hour the rats were treated with low level laser therapy to analize the functional index, eletrofisiologic study, reactive c protein, plasmatic extravasation, real time RT-PCR gene expression and western blott analisis of COX-1, COX-2, TNF-, IL-1, IL-6, IL-10 and histology. Results and Discussion: After experimental induction of muscle strech, Low Level Laser Therapy was effective reducing inflammation and muscle damage, conducting a better walking activity.

O uso de materiais inteligentes em problemas de controle de vibração tem sido investigado em diversas pesquisas ao longo dos últimos anos. Apesar de que diferentes materiais inteligentes estão disponíveis, o piezelétrico tem recebido grande atenção devido à facilidade de uso como sensores, atuadores, ou ambos simultaneamente. As principais técnicas de controle usando materiais piezoelétricos são os ativos e passivos. Circuitos piezelétricos passivos são ajustados para uma frequência específica e, portanto, a largura de banda efetiva é pequena. Embora os sistemas ativos possam apresentar um bom desempenho no controle de vibração, a quantidade de energia externa e hardware adicionado são questões importantes. As técnicas SSD (Synchronized Switch Damping) foram desenvolvidas como uma alternativa aos controladores passivos e controladores ativos de vibração. Elas podem ser técnicas semi-ativas ou semi-passivas que introduzem um tratamento não linear na tensão elétrica proveniente do material piezelétrico e induz um aumento na conversão de energia mecânica para energia elétrica e, consequentemente, um aumento no efeito de amortecimento. Neste trabalho, o controle piezoelétrico semi-passivo de uma pá piezelétrica engastada é apresentado e comparado com outros controladores. O modelo não linear electromecânico de uma pá com piezocerâmicas incorporados é determinado com base no método variacional-assintótico (VAM). O sistema rotativo acoplado não linear é resolvido no domínio do tempo, utilizando um método de integração alfa-generalizado afim de garantir a estabilidade numérica. As simulações são realizadas para uma vasta gama de velocidades de rotação. Em primeiro lugar, um conjunto de resistências (variando desde a condição de curto-circuito para a condição de circuito aberto) é considerada. O efeito da resistência ótima (que resulta em máximo amortecimento) sobre o comportamento do sistema é investigado para o aumento da velocidade de rotação. Mais tarde, a técnica SSDS é utilizada para amortecer as oscilações da pá com o aumento da velocidade de rotação. Os resultados mostram que a técnica SSDS pode ser um método útil para o controle de vibrações de vigas rotativas não lineares, tais como pás de helicóptero. / The use of smart materials in vibration control problems has been investigated in several researches over the last years. Although dierent smart materials are available, the piezoelectric one has received great attention due to ease of use as sensors, actuators, or both. The main control techniques using piezoelectric materials are the active and passive ones. Passive piezoelectric networks are adjusted for specic target frequencies and, therefore, the eective bandwidth of such systems is small. Although active systems can achieve good vibration control performance, the amount of external power and added hardware are important issues. The synchronized switch damping (SSD) technique was developed in order to address the issues of passive damping methodologies as well as the issues of active control systems. The SSD can be classied as semi-passive technique or semi-active technique that introduce the nonlinear treatment of the piezoelectric element voltage output and induce an increase in mechanical to electrical energy conversion and, consequently, the shunt damping eect. In this work, the semi-passive piezoelectric control of a rotating cantilever beam response is presented and compared with other controllers. The nonlinear electromechanical model of a rotating beam with embedded piezoceramics is derived based on the variational-asymptotic method (VAM). The coupled non-linear rotary system is solved in the time-domain by using a generalized-alpha integration method in order to guarantee numerical stability. The simulations are performed for a wide range of rotating speeds. First, a set of load resistances (ranging from short circuit condition to open circuit condition) is considered. The eect of optimum load resistance (for maximum damping) on the elastic behavior of the beam is investigated for increasing rotating speed. Later, the synchronized switch damping on short (SSDS) technique is employed to damp the nonlinear oscillations of the rotating beam with increasing rotating speed. Results show that the SSDS technique can be a useful method of control for nonlinear rotating beams such as helicopter blades.

Os materiais inteligentes têm sido utilizados em problemas de controle de vibrações e conversão de energia mecânica em energia elétrica. Apesar das diferentes opções existentes, os piezelétricos têm recebido grande atenção devido a facilidade de instalação, além de possibilidade de uso como sensores ou atuadores. Em termos de sistemas de controle utilizando materiais piezelétricos, dois grandes grupos podem ser encontrados: os controladores passivos e os ativos. Os controladores ativos utilizam o efeito piezelétrico inverso e apresentam bom desempenho na redução de vibrações. Entretanto, apresentam desvantagens relacionadas à complexidades de uma lei de controle, necessidade de equipamentos externos e, potencialmente, exigem elevada potência de atuação. Por outro lado, os controladores passivos utilizam circuitos elétricos simples, compostos somente por elementos elétricos passivos. Apesar de serem de fácil implementação prática, apresentam bom desempenho em faixas restritas de frequências. Os controladores semi-passivos, surgiram como uma alternativa aos pontos negativos dos controladores passivos e ativos. Nestes novos sistemas, o material piezelétrico instalado na estrutura a ser controlada é conectado e desconectado a um circuito shunt de forma sincronizada com as vibrações mecânicas. Em geral, a conversão eletromecânica de energia é amplificada, assim como o efeito shunt damping. Dessa forma, os circuitos chaveados têm sido utilizados tanto como controladores semi-passivos quanto em problemas de coleta piezelétrica de energia. Neste trabalho, o controle piezelétrico semi-passivo de oscilações aeroelásticas lineares e não lineares, assim como a coleta piezelétrica de energia a partir das mesmas condições, são investigados experimentalmente. Uma seção típica com dois graus de liberdade e acoplamento eletromecânico é utilizada nos experimentos. Dois tratamentos não lineares do sinal elétrico proveniente dos piezelétricos são utilizados. Primeiro, o chaveamento a partir da condição de circuito aberto para uma resistência muito baixa, próxima ao curto circuito, e posteriormente, o chaveamento da condição de circuito aberto para um indutor. Um circuito chaveador autônomo (que não depende de fontes externas de energia) é apresentado. O desempenho dos dois sistemas no controle de flutter, e também de oscilações em ciclo limite, são discutidos. Os resultados mostraram um aumento na velocidade de flutter de até 8,8% e 11,5%, com chaveamento em uma resistência e em um indutor, respectivamente. No caso de coleta de energia a partir de oscilações aeroelásticas lineares e não lineares, o desempenho dos circuitos chaveados são comparados entre si, e com o caso em que uma resistência é considerada no domínio elétrico, resultando em um aumento da potência elétrica de até 101%, para chaveamentos em resistência, e 227%, para chaveamentos em um indutor. / Smart materials have been used in vibration control and also in energy harvesting problems. Although different materials are available, piezoelectric one has received most attention due to ease of installation and possibility of use as sensors or actuators. In general, there are two large categories of vibration control techniques using piezoelectric materials: passive and active control. In active control the reverse piezoelectric effect is used. In general, they present good performance in vibration reduction over a range of frequencies. However, active control has the disadvantages of additional complexities of a control law, additional hardware and the potentially large amount of power required. On the other hand, piezoelectric passive controllers use simple electric circuits composed by passive electrical elements. Although they are simple to implement, the performance of the controlled system is sensitive to the exciting frequency. The semi-passive controllers are a recent alternative to the drawbacks of passive and active controllers. In semi-passive systems, the piezoelectric element is switched in and out of a shunt impedance, in a synchronous way with mechanical vibrations. In general, the electromechanical energy conversion is enhanced as well as the shunt effect damping. Therefore, the switching techniques have been used both in semi-passive control problems and in piezoelectric energy harvesting problems. In this work, semi-passive techniques are experimentally investigated in aeroelastic control and piezoaeroelastic energy harvesting cases. An electromechanically coupled aeroelastic typical section is used in the experiments. Two techniques are investigated, the synchronized switching damping on short and the synchronized switching damping on inductor. An autonomous switching circuit (that does not requires external source of energy) is presented resulting in a self-powered flutter controller. The performance of the two semi-passive techniques is discussed for the linear case, flutter control, as well as limit cycle oscillations control. The linear flutter speed is increased by 8.8% and 11.5% when the SSDS and SSDI techniques are used, respectively. In the case of energy harvesting from linear and nonlinear aeroelastic oscillations, the performance of switching techniques is investigated and compared to the case of simple load resistance in the electrical domain. The power output is increased by 101% for the SSDS case and 227% for SSDI case.

Orientador: Edson Rosa Pimentel / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-10T19:16:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Aro_AndreaAparecidade_M.pdf: 2216863 bytes, checksum: ab5348a9628ee1b1c771905a93337915 (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: Músculos, tendões e ligamentos constituem a maioria das estruturas afetadas durante a realização de atividades desportivas, assim um melhor conhecimento sobre essas estruturas é de grande interesse para profissionais que tratam da reabilitação. Pouco se sabe sobre os efeitos do alongamento sobre aspectos bioquímicos e estruturais de tendões, quando usado como modalidade terapêutica após longo período de imobilização. No presente estudo, com o objetivo de avaliar a resposta do tecido frente a procedimentos de alongamento após imobilização, ratos wistar foram divididos em cinco grupos experimentais: controle do grupo Imobilizado (ratos não imobilizados), grupo Imobilizado (ratos imobilizados por 4 semanas), controle do grupo Imobilizado Alongado e Imobilizado Livre (ratos sem imobilização e alongamento), grupo Imobilizado e Alongado (imobilizados por 4 semanas e alongados durante 3 semanas) e grupo Imobilizado e Livre (imobilizados por 4 semanas e livres na gaiola por 3 semanas). Os tendões foram retirados e separados em regiões proximal (tensão) e distal (compressão) para serem analisados. Para as análises bioquímicas as regiões distal e proximal foram extraídas com cloreto de guanidina e os extratos analisados por SDS-PAGE, dosagem de proteínas não colagênicas e glicosaminoglicanos (GAGs) sulfatados. Para quantificação de hidroxiprolina os tendões foram hidrolisados em HCl. Para as análises morfológicas os cortes de tendões foram corados com Hematoxilina-eosina (HE), Azul de Toluidina (AT) e Ponceau SS (PSS). A análise em SDS-PAGE não mostrou diferenças marcantes entre os grupos, mas uma banda de colágeno mais proeminente foi observada no grupo IL em relação ao IA e ao grupo controle na região de compressão. A dosagem de hidroxiprolina mostrou maior concentração no grupo I na região de compressão. Nenhuma diferença foi observada na região de tensão. Com relação à concentração de proteínas não colagênicas, foram detectadas diferenças apenas na região de tensão, com maiores concentrações no grupo I. Quando comparados os grupos IA e IL, valores mais altos foram encontrados no grupo IA. Foi observado presença abundante de GAGs sulfatados, especialmente de condroitim sulfato, na região de compressão do grupo IA. A presença de dermatam sulfato foi marcante nas regiões de compressão e tensão dos grupos I e IL. A análise em microscopia de polarização de cortes corados com PSS indicou maior desorganização dos feixes de colágeno no grupo I, com parcial recuperação após alongamento ou apenas remobilização. Uma revisão no procedimento de alongamento deveria ser considerada em experimentos futuros, considerando a duração e periodicidade das sessões, visando melhorar sua eficiência em casos de tendões previamente imobilizados / Abstract: Muscles, tendons and ligaments are present in most of structures that may be injured during sportive activities, so a better knowledge on these structures is very important for professionals who work with rehabilitation. Little is known about the stretching effects on the biochemical and morphological features of the tendons, specially when tendons are submitted to a long period of immobilization. In the present work our purpose was evaluate the response of the tissue to the procedures of stretching followed of immobilization, rats wistar were divided into five experimental groups: control Immobilized (rats not immobilized), Immobilized (immobilized for 4 weeks), control Immobilized and Stretched / Immobilized and Free (rats without immobilization and stretching), Immobilized and Stretched (immobilized for 4 weeks and stretched during 3 weeks) and Immobilized and Free (immobilized for 4 weeks and free in the cages for 3 weeks). The tendons were removed and the proximal (tension) and distal (compression) regions were separated to be analyzed. For biochemical analysis the proximal and distal regions were extracted with guanidinium chloride and the extract analyzed for SDS-PAGE, non-collagenous proteins, and sulfated glycosaminoglycan (GAGs sulfated). For quantitation of hydroxyproline the tendons were hydrolysed in HCl. For morphological analysis the sections of the tendons were stained with Haematoxylin-eosin (HE), Toluidine Blue (AT) and Ponceau SS (PSS). Observations were with polarization microscopy. Analysis in SDS-PAGE showed no remarkable differences amongst the groups, but a more prominent band of collagen was observed in the IF in relation to IA and control groups in the compression region. Analysis of the quantity of hydroxyproline showed more concentration in the I group in the compression region. No differences were observed in tension region. With respect to the concentration of non-collagenous proteins, differences were detected only in the tension region, where larger concentrations were found in the I Group. When IS and IF were compared, highest values were found in the IS group. A more abundant presence of sulfated GAGs, especially chondroitin sulfate, was found in the compression region of the IS group. The presence of dermatan sulfate was remarkable in the compression and tension regions of I and IF groups. Analysis of sections stained with Ponceau SS, under polarization microscopy, indicated that the I group exhibits a larger disorganization of the collagen bundles, partially recovered after stretching or with only remobilization. A revision in the stretching procedure should be considered in future experiments, in terms of duration and periodicity of the sessions to try improving the efficiency of the stretching in cases of previous immobilization of tendons / Mestrado / Biologia Celular / Mestre em Biologia Celular e Estrutural

O chatter é o principal problema de instabilidade nos processos de usinagem, e é causado pelas ondulações deixadas na superfície durante cortes sucessivos, ou chamado processo de regeneração, e é caracterizado pelo ruído e qualidade superficial ruim nas superfícies usinadas. Portanto, a comunidade científica tem se preocupado em desenvolver ações, tanto para a predição do fenômeno, como para desenvolver estratégias para sua redução. Neste trabalho avalia-se numérica e experimentalmente, a utilização de pastilhas piezelétricas acopladas no suporte da ferramenta, e aplicando estratégias de controle passivo e ativo, procurando a redução do chatter em processos de torneamento. A solução passiva consiste em conectar os terminais das pastilhas piezelétricas a um circuito elétrico dissipador de energia. A solução ativa propõe usar uma das pastilhas como sensor e a outra como atuador para aplicar leis de controle de realimentação. Na avaliação numérica foi considerado um modelo eletromecânico de parâmetros distribuídos usando a teoria de viga engastada de Euler-Bernoulli, e as equações constitutivas elétricas e mecânicas do material piezelétrico. A comparação das funções de resposta em frequência (FRFs) do sistema, obtidas numericamente, mostra uma adição de amortecimento ao sistema quando é usado um circuito de dissipação com uma resistência e uma indutância como solução passiva. A avaliação numérica da solução ativa indica que o controle de realimentação de velocidade adiciona amortecimento do sistema. A melhora da estabilidade no processo de torneamento destas duas estratégias é comprovada num diagrama de lóbulos de estabilidade. Na parte experimental foram obtidas as funções de resposta em frequência do sistema suporte da ferramenta, usando um sistema de aquisição de dados, com o fim de comparar as magnitudes da resposta, e foram feitos testes de torneamento com o fim de comparar qualitativamente as qualidades superficiais obtidas nas peças usinadas. A medição das FRFs com circuitos de dissipação indicou uma atenuação da resposta para um sistema com circuito em série, estratégia que foi avaliada em testes de torneamento, e mostrando uma melhora no acabamento superficial. / Chatter is the main problem of instability in machining processes, caused by the modulations left on the surface during the successive cuts, called regeneration process, and is characterized by violent vibrations, noise and poor surface quality on machined surfaces. Thus, the scientific community has been concerned with developing actions for both the phenomenom prediction, and developing strategies to reduce them. This work evaluates numerically and experimentally the use of piezoelectric layers embedded to the tool-holder, and applying active and passive strategies trying to reduce the chatter in turning processes. For the passive case, the conductive electrode pairs of the piezoelectric layers are connected to a shunt circuit which modifies the system dynamics. The active solution proposes to use one of the piezoelectric layers as sensor an the other one as actuator, in order to apply feedback control laws. A numerical evaluation considers an electromechanical distributed parameter model based on Euler- Bernoulli cantilever beam theory, and the electrical and mechanical constitutive equations of the piezoelectric material. A comparison of the system frequency response functions (FRFs), numerically obtained, shows an increase of system damping when a resistive-inductive shunt circuit is used as a passive solution. The numerical evaluation of the active solution shows that the velocity feedback control increases the system damping. The turning process stability improvement using both strategies, is shown in a stability lobe diagram. Frequency response functions of the tool-holder system were obtained experimentally using a data acquisition system, in order to compare the response amplitudes. Turning tests were performed in order to compare surface qualities obtained of machined parts. Measurement of FRFs using series resistive-inductive shunt circuits shows a system response attenuation, later this strategy was evaluated in turning tests, showing an improvement in surface finish.