Resumo: O Brasil tem dificuldade para armazenar excedentes de produção de grãos visando um melhor momento de comercialização. O uso intensivo da mecanização nos processos de produção diminuiu a duração da operação de colheita e aumentou a produtividade, porém, apenas cerca de 9% das propriedades rurais possuem capacidade de armazenagem. Para evitar uma crise ainda maior no setor, o governo federal na gestão 2003- 2006 implementou uma nova política de investimentos para a armazenagem de produtos agropecuários incentivando as atividades armazenadoras, principalmente dentro das propriedades, permitindo assim, a exploração de um novo mercado formado por pequenos e médios produtores com unidades de armazenamento próprias. Desta forma, o presente trabalho tem por objetivo desenvolver um sistema automático de baixo custo para aeração de grãos de milho, utilizando o modelo matemático baseado na Teoria Fuzzy, visando atender as necessidades de pequenos e médios agricultores, tendo em vista critérios técnicos, energéticos e econômicos. Para tanto, foi desenvolvido um equipamento eletrônico responsável pela aquisição dos dados ambientais necessários ao controle do processo de aeração de grãos de milho e um programa de computador responsável pelo processamento, controle e armazenamento dos dados coletados pelo sistema de aquisição de dados criado. O sistema como um todo tem por finalidade conduzir a aeração de forma racional, determinando o tempo de aeração necessário, com a conseqüente redução do consumo de energia elétrica. Os resultados obtidos mostraram que o sistema desenvolvido baseado na Teoria Fuzzy mostrou-se eficiente e confiável na tarefa de controle da aeração. Também foi possível verificar que em relação aos sistemas de aeração já existentes no mercado, a nova proposta de desenvolvimento mostrou-se adequada às condições... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Brazil has difficulty to store production excesses waiting for a better moment for commercialization. The intensive use of mechanization, in the processes of grains production, reduces the harvest duration and increases the productivity, however, about only 9% of the farms have storage capacity. To prevent a bigger crisis in the sector, the government implemented a new politics of investments for the farming products storage stimulating the storing activities, mainly inside of the farms, allowing the exploration of a new market formed by the small and mediums producers with storage units in their own farms. In this way, the present work has the objective to develop a low cost automatic system for maize grains aeration, using the mathematical model based in the Fuzzy Theory, aiming at to fill small and mediums producers necessities, observing technician, energetic and economic criteria. In this way, was developed an electronic equipment for the data acquisition to collect the ambient data to the control of the maize grains aeration process and a computer program for processing and control the data collected for the acquisition system. The system will be able to lead the aeration of rational form determining the necessary aeration period allowing the reduction of the electric energy consumption. The results had shown the model of the aeration control based on the Fuzzy Theory revealed efficient and trustworthy in the task of aeration control. Also, it was possible to observe that in relation to the existing aeration systems already in the market the new proposal of development revealed adequate to the conditions preset of to create... (Complete abstract click electronic access below) / Orientador: Marco Antonio Martin Biaggioni / Coorientador: Luiz Francisco da Cruz / Banca: Angelo Cataneo / Banca: Célia Regina Lopes Zimback / Banca: Altair Justino / Banca: Marcelo Giovanetti Canteri / Doutor

Problems of land use and occupation in urban areas may prevent the infiltration of water, thus increasing runoff. Bioretention techniques are solutions, which are emerging from the hydrology field to mitigate the consequences of increasing urbanization, including, flooding and contamination of rivers. The general objective of this research is to study the general efficiency of combined Compensatory Techniques (CT) with detention and bioretention control of diffuse pollutants from an urban drainage system. Specific objectives are defined in each chapter and relates to sizing and to the bioretention systems of modeling and monitoring, located in southeastern Brazil, São Paulo – São Carlos. The first chapter presents the general introduction of the thesis, the objectives and research hypotheses, as well as, the description of the general methodology for the thesis construction and the goals related to each chapter. The second chapter discusses the scope and some limitations of the classifications of terms frequently used in the theme of sustainable urban drainage. This chapter, in a way, approaches the other chapters, which composes this thesis, by providing them comprehensive database of references. The third chapter presents the design criteria used for the construction of experimental bioretention system and compares the design with the model HEC – HMS - Hydrologic Engineering Center - Hydrologic Modeling System. The fourth chapter talks about some criteria to identify areas for building bioretention systems and presents the GIS - Geographic Information System and ecohydrology indicators, in this characterization, considering the quantity and quality aspects in the urban drainage. The fifth chapter shows the use of PCSWMM model (Personal Computer Stormwater Management Model) to simulate future scenarios, assuming progressive modular expansion of CTs, modeling efficiency in qualitative and quantitative aspects diffuse pollution for scenarios 2015, 2025, 2050, 2100. The conclusion of this research is that compensatory techniques can be used not only to assess the impacts of diffuse pollution stemmed from urban drainage system, but as a contribution to the sustainability of watersheds and to mitigation of extremes risks derived by increased urban drainage demand. / Problemas decorrentes do uso e ocupação do solo em áreas urbanas podem dificultar a infiltração da água, aumentando o escoamento superficial. Técnicas de bioretenção são soluções decorrentes do campo da hidrologia para mitigar as consequências resultantes da crescente urbanização, entre elas, enchentes e contaminação de rios. O objetivo geral da pesquisa é estudar a eficiência generalizada de Técnicas Compensatórias (TCs) experimentais, adaptáveis combinadas de detenção e bioretenção para controle da poluição difusa da drenagem urbana. Objetivos específicos são definidos em cada capítulo e relacionam-se com o dimensionamento e monitoramento de modelagem de sistema de bioretenção, localizado no Sudeste do Brasil, São Paulo – São Carlos. O Primeiro capítulo apresenta a introdução geral da tese, objetivos e hipóteses, bem como, descreve a metodologia geral para construção da tese e relação dos objetivos com os respectivos capítulos. O Segundo capítulo discute os alcances e limitações de nomenclaturas sobre termos frequentemente utilizados na temática drenagem urbana sustentável. Este capítulo de certa forma aporta os demais capítulos que compõe esta tese, por propiciar vasto banco de dados referenciais. O Terceiro capítulo apresenta os critérios de dimensionamento utilizados para a construção de um sistema de bioretenção experimental e uma comparação com o dimensionamento com o modelo HEC – HMS - Hydrologic Engineering Center - Hydrologic Modeling System. O Quarto capítulo discorre sobre critérios de escolha de áreas propicias para a construção de sistemas de bioretenção usando Sistemas de Informações Geográficas para a caracterização de áreas, utilizando indicadores ecohidrológicos, considerando os aspectos de quantidade e de qualidade na drenagem urbana. O Quinto capítulo demonstra o uso do modelo PCSWMM – Personal Computer Stormwater Management Model, na simulação de cenários futuros assumindo expansões modulares progressivas da TC, modelando a eficiência para os aspectos qualitativos e quantitativos da poluição difusa para os 2015, 2025, 2050, 2100. Conclui-se com esta pesquisa que técnicas compensatórias podem ser empregadas não só para avaliação dos impactos da poluição difusa provindos da drenagem urbana, mas como forma de contribuir com a sustentabilidade de bacias hidrográficas e para mitigação de riscos de extremos advindos do aumento da demanda de drenagem urbana.

Made available in DSpace on 2017-07-10T19:24:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Natassia Jersak Cosmann.pdf: 1751670 bytes, checksum: 9227e1c71c90dd314d88b186172f5937 (MD5) Previous issue date: 2010-07-12 / The swine activity is a characteristic of the south region of Brazil, and in the State of Parana it has been of outstanding economical and social importance. However, this activity presents low environmental quality due to the generation of great volumes of liquid residues with elevated pollutant power due to his physical, chemical and microbiological characteristics. The destination of the swine wastewater (SW) is an important factor for the survival and expansion of this activity. The application of the SW in the ground it is an alternative destination the residues, however, it is necessary that studies be carried out considering the rates which must be applied in each regional situation so that this practice does not damage the environment, especially affecting water resources and public health through the addition of pathogens in surface waters. Accordingly, the objective was to evaluate the potential for diffuse pollution of the provision of ARS in a loamy soil without a cover. In order to achieve this goal, we used five doses of SW (0, 25, 50, 75 and 100 m3.ha-1) and simulated rainfall of 60 mm.h-1 to promote runoff. Fractions disposed on the surface of the plots allocated in the Experimental Center of Agricultural Engineering (NEEA) of Western Paraná State University (UNIOESTE), Cascavel, PR, were collected in five volumes sold during the duration of simulated rain and evaluated the pH, electrical conductivity (EC), series of solids, total nitrogen (N), ammonia nitrogen (NH4 +), nitrate + nitrite (NH3 -+NH2 -), phosphate (P), copper (Cu+2), zinc (Zn+2), potassium (K+), calcium (Ca+2), magnesium (Mg+2), sodium (Na+) and micro-environmental indicator organisms (total coliforms (TC) faecal coliforms (EC) and enterococci (ENT)) according to the methods described by Standards Methods for the Examination of Water and Wastewater (APHA, 1998). Proceeded to analyze the data through regression analysis, in which the model potential was shown for all parameters. It was observed that concentrations of N, N-NH4 +, NO3 -+NO2 -, P, K+, Na+, Ca+2, Mg+2, TC, EC and ENT disposed in the fractions were dependent on the applied doses of ARS, and may influence quality of soil and surface water. There was also the possibility of applying a single model to predict the behavior of N and its forms as well as the biological parameters analyzed. Since the exponents of the potential equations was proposed a matrix of potential polluter diffuse (MPPD), which allows display and compares their potential polluters among all parameters. The MPPD indicated that the chemical outweighs the biological parameters in the following order: CT> EC> ENT> N-NH4+> K+> Mg+2> NO3-+NO2-> P> N. / suinocultura é uma atividade econômica característica da região Sul do Brasil, e no estado do Paraná tem relevada importância econômica e social. Entretanto, esta atividade pode apresentar baixa qualidade ambiental, pois promove a geração de grandes volumes de resíduos líquidos com elevado poder poluente devido às suas características físicas, químicas e microbiológicas. A destinação da água residuária da suinocultura (ARS) é um fator importante frente à sobrevivência e expansão desta atividade. A disposição da ARS no solo é uma alternativa para o destino dos resíduos, porém são necessários estudos para que se considerem as doses que devem ser aplicadas em cada situação regional para que esta prática não prejudique o meio ambiente, principalmente comprometendo os recursos hídricos e a sanidade pública através do aporte de patógenos e nutrientes em águas superficiais. Nesse sentido, o objetivo deste trabalho foi avaliar o potencial de poluição difusa da disposição de ARS em um Latossolo Vermelho Distroférrico sem cobertura vegetal. Visando contribuir com tal objetivo, utilizaram-se cinco doses de ARS (0, 25, 50, 75 e 100 m3.ha-1) e chuva simulada de 60 mm.h-1 para promover o escoamento superficial. As frações escoadas superficialmente das parcelas experimentais alocadas no Núcleo Experimental de Engenharia Agrícola (NEEA) da UNIOESTE de Cascavel, PR, foram coletadas em cinco volumes escoados durante a duração da chuva simulada, e avaliaramse os parâmetros: série de sólidos, pH, condutividade elétrica (CE), nitrogênio total (N), nitrogênio amoniacal (N-NH4 +), nitrato+nitrito (NO3 -+NO2 -), fósforo (P), cobre (Cu+2), zinco (Zn+2), potássio (K+), cálcio (Ca+2), magnésio (Mg+2), sódio (Na+) e micro-organismos indicadores ambientais (coliformes totais (CT), temotolerantes (EC) e enterococos (ENT)) segundo as metodologias descritas no Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater (APHA, 1998). Procedeu-se a análise dos dados mediante análises de regressão em que o modelo potencial foi indicado para todos os parâmetros avaliados. Observou-se que as concentrações de N, N-NH4 +, NO3 -+NO2 -, P, K+, Na+, Ca+2, Mg+2, CT, EC e ENT nas frações escoadas foram dependentes das doses de ARS aplicadas e podem influenciar na qualidade do solo e das águas superficiais. Também se verificou a possibilidade de aplicação de um único modelo para predizer o comportamento do N e suas formas, bem como dos parâmetros biológicos analisados. A partir dos expoentes das equações potenciais foi proposta uma matriz de potencial de poluidor difuso (MPPD), a qual permite indicar e comparar os respectivos potenciais poluidores entre todos os parâmetros avaliados. A MPPD indicou que os parâmetros biológicos superam os químicos na seguinte ordem: CT > EC > ENT > N-NH4 + > K+ > Mg+2 > NO3 -+NO2 - > P > N.

Made available in DSpace on 2017-05-12T14:48:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Natassia Jersak Cosmann.pdf: 1751670 bytes, checksum: 9227e1c71c90dd314d88b186172f5937 (MD5) Previous issue date: 2010-07-12 / The swine activity is a characteristic of the south region of Brazil, and in the State of Parana it has been of outstanding economical and social importance. However, this activity presents low environmental quality due to the generation of great volumes of liquid residues with elevated pollutant power due to his physical, chemical and microbiological characteristics. The destination of the swine wastewater (SW) is an important factor for the survival and expansion of this activity. The application of the SW in the ground it is an alternative destination the residues, however, it is necessary that studies be carried out considering the rates which must be applied in each regional situation so that this practice does not damage the environment, especially affecting water resources and public health through the addition of pathogens in surface waters. Accordingly, the objective was to evaluate the potential for diffuse pollution of the provision of ARS in a loamy soil without a cover. In order to achieve this goal, we used five doses of SW (0, 25, 50, 75 and 100 m3.ha-1) and simulated rainfall of 60 mm.h-1 to promote runoff. Fractions disposed on the surface of the plots allocated in the Experimental Center of Agricultural Engineering (NEEA) of Western Paraná State University (UNIOESTE), Cascavel, PR, were collected in five volumes sold during the duration of simulated rain and evaluated the pH, electrical conductivity (EC), series of solids, total nitrogen (N), ammonia nitrogen (NH4 +), nitrate + nitrite (NH3 -+NH2 -), phosphate (P), copper (Cu+2), zinc (Zn+2), potassium (K+), calcium (Ca+2), magnesium (Mg+2), sodium (Na+) and micro-environmental indicator organisms (total coliforms (TC) faecal coliforms (EC) and enterococci (ENT)) according to the methods described by Standards Methods for the Examination of Water and Wastewater (APHA, 1998). Proceeded to analyze the data through regression analysis, in which the model potential was shown for all parameters. It was observed that concentrations of N, N-NH4 +, NO3 -+NO2 -, P, K+, Na+, Ca+2, Mg+2, TC, EC and ENT disposed in the fractions were dependent on the applied doses of ARS, and may influence quality of soil and surface water. There was also the possibility of applying a single model to predict the behavior of N and its forms as well as the biological parameters analyzed. Since the exponents of the potential equations was proposed a matrix of potential polluter diffuse (MPPD), which allows display and compares their potential polluters among all parameters. The MPPD indicated that the chemical outweighs the biological parameters in the following order: CT> EC> ENT> N-NH4+> K+> Mg+2> NO3-+NO2-> P> N. / suinocultura é uma atividade econômica característica da região Sul do Brasil, e no estado do Paraná tem relevada importância econômica e social. Entretanto, esta atividade pode apresentar baixa qualidade ambiental, pois promove a geração de grandes volumes de resíduos líquidos com elevado poder poluente devido às suas características físicas, químicas e microbiológicas. A destinação da água residuária da suinocultura (ARS) é um fator importante frente à sobrevivência e expansão desta atividade. A disposição da ARS no solo é uma alternativa para o destino dos resíduos, porém são necessários estudos para que se considerem as doses que devem ser aplicadas em cada situação regional para que esta prática não prejudique o meio ambiente, principalmente comprometendo os recursos hídricos e a sanidade pública através do aporte de patógenos e nutrientes em águas superficiais. Nesse sentido, o objetivo deste trabalho foi avaliar o potencial de poluição difusa da disposição de ARS em um Latossolo Vermelho Distroférrico sem cobertura vegetal. Visando contribuir com tal objetivo, utilizaram-se cinco doses de ARS (0, 25, 50, 75 e 100 m3.ha-1) e chuva simulada de 60 mm.h-1 para promover o escoamento superficial. As frações escoadas superficialmente das parcelas experimentais alocadas no Núcleo Experimental de Engenharia Agrícola (NEEA) da UNIOESTE de Cascavel, PR, foram coletadas em cinco volumes escoados durante a duração da chuva simulada, e avaliaramse os parâmetros: série de sólidos, pH, condutividade elétrica (CE), nitrogênio total (N), nitrogênio amoniacal (N-NH4 +), nitrato+nitrito (NO3 -+NO2 -), fósforo (P), cobre (Cu+2), zinco (Zn+2), potássio (K+), cálcio (Ca+2), magnésio (Mg+2), sódio (Na+) e micro-organismos indicadores ambientais (coliformes totais (CT), temotolerantes (EC) e enterococos (ENT)) segundo as metodologias descritas no Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater (APHA, 1998). Procedeu-se a análise dos dados mediante análises de regressão em que o modelo potencial foi indicado para todos os parâmetros avaliados. Observou-se que as concentrações de N, N-NH4 +, NO3 -+NO2 -, P, K+, Na+, Ca+2, Mg+2, CT, EC e ENT nas frações escoadas foram dependentes das doses de ARS aplicadas e podem influenciar na qualidade do solo e das águas superficiais. Também se verificou a possibilidade de aplicação de um único modelo para predizer o comportamento do N e suas formas, bem como dos parâmetros biológicos analisados. A partir dos expoentes das equações potenciais foi proposta uma matriz de potencial de poluidor difuso (MPPD), a qual permite indicar e comparar os respectivos potenciais poluidores entre todos os parâmetros avaliados. A MPPD indicou que os parâmetros biológicos superam os químicos na seguinte ordem: CT > EC > ENT > N-NH4 + > K+ > Mg+2 > NO3 -+NO2 - > P > N.

Problems of land use and occupation in urban areas may prevent the infiltration of water, thus increasing runoff. Bioretention techniques are solutions, which are emerging from the hydrology field to mitigate the consequences of increasing urbanization, including, flooding and contamination of rivers. The general objective of this research is to study the general efficiency of combined Compensatory Techniques (CT) with detention and bioretention control of diffuse pollutants from an urban drainage system. Specific objectives are defined in each chapter and relates to sizing and to the bioretention systems of modeling and monitoring, located in southeastern Brazil, São Paulo – São Carlos. The first chapter presents the general introduction of the thesis, the objectives and research hypotheses, as well as, the description of the general methodology for the thesis construction and the goals related to each chapter. The second chapter discusses the scope and some limitations of the classifications of terms frequently used in the theme of sustainable urban drainage. This chapter, in a way, approaches the other chapters, which composes this thesis, by providing them comprehensive database of references. The third chapter presents the design criteria used for the construction of experimental bioretention system and compares the design with the model HEC – HMS - Hydrologic Engineering Center - Hydrologic Modeling System. The fourth chapter talks about some criteria to identify areas for building bioretention systems and presents the GIS - Geographic Information System and ecohydrology indicators, in this characterization, considering the quantity and quality aspects in the urban drainage. The fifth chapter shows the use of PCSWMM model (Personal Computer Stormwater Management Model) to simulate future scenarios, assuming progressive modular expansion of CTs, modeling efficiency in qualitative and quantitative aspects diffuse pollution for scenarios 2015, 2025, 2050, 2100. The conclusion of this research is that compensatory techniques can be used not only to assess the impacts of diffuse pollution stemmed from urban drainage system, but as a contribution to the sustainability of watersheds and to mitigation of extremes risks derived by increased urban drainage demand. / Problemas decorrentes do uso e ocupação do solo em áreas urbanas podem dificultar a infiltração da água, aumentando o escoamento superficial. Técnicas de bioretenção são soluções decorrentes do campo da hidrologia para mitigar as consequências resultantes da crescente urbanização, entre elas, enchentes e contaminação de rios. O objetivo geral da pesquisa é estudar a eficiência generalizada de Técnicas Compensatórias (TCs) experimentais, adaptáveis combinadas de detenção e bioretenção para controle da poluição difusa da drenagem urbana. Objetivos específicos são definidos em cada capítulo e relacionam-se com o dimensionamento e monitoramento de modelagem de sistema de bioretenção, localizado no Sudeste do Brasil, São Paulo – São Carlos. O Primeiro capítulo apresenta a introdução geral da tese, objetivos e hipóteses, bem como, descreve a metodologia geral para construção da tese e relação dos objetivos com os respectivos capítulos. O Segundo capítulo discute os alcances e limitações de nomenclaturas sobre termos frequentemente utilizados na temática drenagem urbana sustentável. Este capítulo de certa forma aporta os demais capítulos que compõe esta tese, por propiciar vasto banco de dados referenciais. O Terceiro capítulo apresenta os critérios de dimensionamento utilizados para a construção de um sistema de bioretenção experimental e uma comparação com o dimensionamento com o modelo HEC – HMS - Hydrologic Engineering Center - Hydrologic Modeling System. O Quarto capítulo discorre sobre critérios de escolha de áreas propicias para a construção de sistemas de bioretenção usando Sistemas de Informações Geográficas para a caracterização de áreas, utilizando indicadores ecohidrológicos, considerando os aspectos de quantidade e de qualidade na drenagem urbana. O Quinto capítulo demonstra o uso do modelo PCSWMM – Personal Computer Stormwater Management Model, na simulação de cenários futuros assumindo expansões modulares progressivas da TC, modelando a eficiência para os aspectos qualitativos e quantitativos da poluição difusa para os 2015, 2025, 2050, 2100. Conclui-se com esta pesquisa que técnicas compensatórias podem ser empregadas não só para avaliação dos impactos da poluição difusa provindos da drenagem urbana, mas como forma de contribuir com a sustentabilidade de bacias hidrográficas e para mitigação de riscos de extremos advindos do aumento da demanda de drenagem urbana.

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Orientador: Renata Zotin Gomes de Oliveira / Resumo: Neste trabalho apresentamos um estudo introdutório à Teoria de Conjuntos Fuzzy e Lógica Fuzzy, mostrando o seu potencial de aplicação através do aperfeiçoamento do cálculo da estimativa do tempo de vida de um transformador de energia elétrica, informação de grande importância para a equipe de qualidade de uma empresa conseguir prever o melhor momento de manutenção. Foi desenvolvido um sistema computacional que consulta uma base de dados já existente e aplica o cálculo do tempo de vida utilizando três métodos diferentes, permitindo ao usuário comparar e selecionar o resultado mais próximo ao real, com base em fatores externos. Como energia elétrica é um tema amplo que aparece em diversos componentes curriculares, facilitando a construção de projetos interdisciplinares, apresentamos uma proposta de projeto onde será criada uma maquete de uma turbina hidrelétrica utilizando conceitos da construção geométrica e a modelagem matemática da tensão gerada por esta turbina, em função da altura. A proposta de projeto foi aplicada no 8◦ ano do Ensino Fundamental e os resultados estão presentes no trabalho. / Abstract: In this work we present an introductory study of Fuzzy Sets Theory and Fuzzy Logic, showing its potential for application through the improvement of the calculation of the life span estimation of an electrical power transformer, information of great importance for the company's quality team to predict the best moment of maintenance. It was developed a computational system that consults the existing database and applies the calculation of the life span using three di erent methods, allowing the user to compare and select the result closest to the actual based on external factors. Since electric energy is a broad theme that appears in several curricular components, facilitating the construction of interdisciplinary projects, we present a project proposal where a model of a hydroelectric turbine will be created using concepts of geometric construction and the mathematical modelling of the tension generated by this turbine, as a function of height. The project proposal was applied in the 8◦ year of elementary school and the results are present at work. / Mestre

Tot i que en les últimes dècades la reducció del soroll emès pels avions ha estat substancial, el seu impacte a la població ubicada a prop dels aeroports és un problema que encara persisteix. Contenir el soroll generat per les operacions d'aeronaus, tot assumint al mateix temps la creixent demanda de vols, és un dels principals desafiaments a que s'enfronten les autoritats aeroportuàries, els proveïdors de serveis per a la navegació aèria i els operadors de les aeronaus. A part de millorar l'aerodinàmica o les emissions sonores de les aeronaus, l'impacte acústic de les seves operacions es pot reduir també gràcies a la definició de nous procediments de vol més òptims. Aquests procediments s'anomenen generalment Procediments d'Atenuació de Soroll (PAS) i poden incloure rutes preferencials de vol (a fi d'evitar les zones poblades) i també perfils de vol verticals optimitzats. Els procediments actuals per a la reducció de soroll estan molt lluny de ser els òptims. En general, la seva optimització no és possible a causa de les limitacions d'avui en dia en els mètodes de navegació, els equips d'aviònica i la complexitat present en alguns espais aeris. D'altra banda, molts PAS s'han dissenyat de forma manual per un grup d'experts i amb l'ajuda de diverses iteracions. Tot i això, en els propers anys s'esperen nous sistemes d'aviònica i conceptes de gestió del trànsit aeri que permetin millorar el disseny d'aquests procediments, fent que siguin més flexibles. En els pocs casos on s'optimitzen PAS, se sol utilitzar una mètrica acústica en l'elaboració de les diferents funcions objectiu i per tant, no es tenen en compte les molèsties sonores reals. La molèstia és un concepte subjectiu, complexe i que depèn del context en que s'usa i la seva integració en l'optimització de trajectòries segueix essent un aspecte a estudiar.La present tesi doctoral es basa en el fet que en el futur serà possible definir trajectòries més flexibles i precises. D'aquesta manera es permetrà la definició de procediments de vol òptims des d'un punt de vista de molèsties acústiques. Així doncs, es considera una situació en que aquest tipus de procediments poden ser dissenyats de forma automàtica o semi-automàtica per un sistema expert basat en tècniques d'optimització i de raonament aproximat. Això serviria com una eina de presa de decisions per planificadors de l'espai aeri i dissenyadors de procediments. En aquest treball es desenvolupa una eina completa pel càlcul de PAS òptims. Això inclou un conjunt de models no lineals que tinguin en compte la dinàmica de les aeronaus, les limitacions de la trajectòria i les funcions objectiu. La molèstia del soroll es modela utilitzant tècniques de lògica difusa en funció del nivell màxim de so percebut, l'hora del dia i el tipus de zona a sobrevolar. Llavors, s'identifica i es formula formalment el problema com a un problema de control òptim multi-criteri. Per resoldre'l es proposa un mètode de transcripció directa per tal de transformar-lo en un problema de programació no lineal. A continuació s'avaluen una sèrie de tècniques d'optimització multi-objectiu i entre elles es destaca el mètode d'escalarització, el més utilitzat en la literatura. No obstant això, s'exploren diverses tècniques alternatives que permeten superar certs inconvenients que l'escalarització presenta. En aquest context, es presenten i proven tècniques d'optimització lexicogràfica, jeràrquica, igualitària (o min-max) i per objectius. D'aquest anàlisi es desprenen certes conclusions que permeten aprofitar les millors característiques de cada tècnica i formar finalment una tècnica composta d'optimització multi-objectiu. Aquesta última estratègia s'aplica amb èxit a un escenari real i complex, on s'optimitzen les sortides cap a l'Est de la pista 02 de l'aeroport de Girona. En aquest exemple, dos tipus diferents d'aeronaus volant a diferents períodes del dia són simulats obtenint, conseqüentment, diferents trajectòries òptimes. / Aunque en las últimas décadas la reducción del ruido emitido por los aviones ha sido sustancial, su impacto en la población ubicada cerca de los aeropuertos es un problema persistente. Contener este ruido, asumiendo al mismo tiempo la creciente demanda de vuelos, es uno de los principales desafíos a que se enfrentan las autoridades aeroportuarias, los proveedores de servicios para la navegación y los operadores. Aparte de mejorar la aerodinámica o las emisiones sonoras de las aeronaves, su impacto acústico se puede reducir también gracias a la definición de nuevos procedimientos de vuelo optimizados. Éstos, se denominan generalmente Procedimientos de Atenuación de Ruido (PAR) y pueden incluir rutas preferenciales de vuelo (a fin de evitar las zonas pobladas) y también perfiles de vuelo optimizados.Los procedimientos actuales para la reducción de ruido están muy lejos de ser los óptimos. En general, su optimización no es posible debido a las limitaciones de hoy en día en los métodos de navegación, los equipos de aviónica y la complejidad presente en algunos espacios aéreos. Por otra parte, muchos PAR se han diseñado de forma manual por un grupo de expertos y con la ayuda de varias iteraciones. Sin embargo, en los próximos años se esperan nuevos sistemas de aviónica y conceptos de gestión del tráfico aéreo que permitan mejorar el diseño de estos procedimientos, haciendo que sean más flexibles. En los pocos casos donde se optimizan PAR, se suele utilizar una métrica acústica en la elaboración de las diferentes funciones objetivo y por lo tanto, no se tienen en cuenta las molestias sonoras reales. La molestia es un concepto subjetivo, complejo y que depende del contexto en que se usa y su integración en la optimización de trayectorias sigue siendo un aspecto a estudiar. La presente tesis doctoral se basa en el hecho de que en el futuro será posible definir trayectorias más flexibles y precisas. De esta manera se permitirá la definición de procedimientos de vuelo óptimos desde un punto de vista de molestias acústicas. Se considera una situación en que este tipo de procedimientos pueden ser diseñados de forma automática o semi-automática por un sistema experto basado en técnicas de optimización y de razonamiento aproximado. Esto serviría como una herramienta de toma de decisiones para planificadores del espacio aéreo y diseñadores de procedimientos.En este trabajo se desarrolla una herramienta completa para el cálculo de PAR óptimos. Esto incluye un conjunto de modelos no lineales que tengan en cuenta la dinámica de las aeronaves, las limitaciones de la trayectoria y las funciones objetivo. La molestia del ruido se modela utilizando técnicas de lógica difusa en función del nivel máximo de sonido percibido, la hora del día y el tipo de zona a sobrevolar. Entonces, se identifica y se formula formalmente el problema como un problema de control óptimo multi-criterio. Para resolverlo se propone un método de transcripción directa para transformarlo en un problema de programación no lineal. A continuación se evalúan una serie de técnicas de optimización multi-objetivo y entre ellas se destaca el método de escalarización, el más utilizado en la literatura. Sin embargo, se exploran diversas técnicas alternativas que permiten superar ciertos inconvenientes que la escalarización presenta. En este contexto, se presentan y prueban técnicas de optimización lexicográfica, jerárquica, igualitaria (o min-max) y por objetivos. De este análisis se desprenden ciertas conclusiones que permiten aprovechar las mejores características de cada técnica y formar finalmente una técnica compuesta de optimización multi-objetivo. Esta última estrategia se aplica con éxito en un escenario real y complejo, donde se optimizan las salidas hacia el Este de la pista 02 del aeropuerto de Girona. En este ejemplo, dos tipos diferentes de aeronaves volando a diferentes periodos del día son simulados obteniendo, consecuentemente, diferentes trayectorias óptimas. / Despite the substantial reduction of the emitted aircraft noise in the last decades, the noise impact on communities located near airports is a problem that still lingers. Containing the sound generated by aircraft operations, while meeting the increasing demand for aircraft transportation, is one of the major challenges that airport authorities, air traffic service providers and aircraft operators may deal with. Aircraft noise can be reduced by improving the aerodynamics of the aircraft, the engine noise emissions but also in designing new optimised flight procedures. These procedures, are generally called Noise Abatement Procedures (NAP) and may include preferential routings (in order to avoid populated areas) and also schedule optimised vertical flight path profiles. Present noise abatement procedures are far from being optimal in regards to minimising noise nuisances. In general, their optimisation is not possible due to the limitations of navigation methods, current avionic equipments and the complexity present at some terminal airspaces. Moreover, NAP are often designed manually by a group of experts and several iterations are needed. However, in the forthcoming years, new avionic systems and new Air Traffic Management concepts are expected to significantly improve the design of flight procedures. This will make them more flexible, and therefore will allow them to be more environmental friendly. Furthermore, in the few cases where NAP are optimised, an acoustical metric is usually used when building up the different optimisation functions. Therefore, the actual noise annoyance is not taken into account in the optimisation process. The annoyance is a subjective, complex and context-dependent concept. Even if sophisticated noise annoyance models are already available today, their integration into an trajectory optimisation framework is still something to be further explored. This dissertation is mainly focused on the fact that those precise and more flexible trajectories will enable the definition of optimal flight procedures regarding the noise annoyance impact, especially in the arrival and departure phases of flights. In addition, one can conceive a situation where these kinds of procedures can be designed automatically or semi-automatically by an expert system, based on optimisation techniques and approximate reasoning. This would serve as a decision making tool for airspace planners and procedure designers.A complete framework for computing optimal NAP is developed in this work. This includes a set of nonlinear models which take into account aircraft dynamics, trajectory constraints and objective functions. The noise annoyance is modelled by using fuzzy logic techniques in function of the perceived maximum sound level, the hour of the day and the type of over-flown zone. The problem tackled, formally identified and formulated as a multi-criteria optimal control problem, uses a direct transcription method to transform it into a Non Linear Programming problem. Then, an assessment of different multi-objective optimisation techniques is presented. Among these techniques, scalarisation methods are identified as the most widely used methodologies in the present day literature. Yet, in this dissertation several alternative techniques are explored in order to overcome some known drawbacks of this technique. In this context, lexicographic, hierarchical, egalitarian (or min-max) and goal optimisation strategies are presented and tested. From this analysis some conclusions arise allowing us to take advantage of the best features of each optimisation technique aimed at building a final compound multi-objective optimisation strategy. Finally, this strategy is applied successfully to a complex and real scenario, where the East departures of runway 02 at the airport of Girona (Catalonia, Spain) are optimised. Two aircraft types are simulated at different periods of the day obtaining different optimal trajectories.

Esta tesis se enmarca en el ámbito de las técnicas de mejora de la eficiencia de ejecución (disminución del consumo y aumento de la velocidad) en el diseño de procesadores orientados a la ejecución de aplicaciones multimedia. En los últimos años la proliferación de los sistemas de baja potencia (móviles, PDAs, etc.) ha generado una enorme demanda de capacidad de cálculo en estos dispositivos. Estos sistemas han de enfrentarse al difícil reto de mejorar sus prestaciones manteniendo limitado su consumo.Se puede ver claramente que la evolución seguida por las arquitecturas de bajo consumo se aparta de la tendencia marcada años atrás por los procesadores de alto rendimiento. En el segmento de alta velocidad los aumentos significativos del rendimiento se han obtenido habitualmente a cambio de ejecutar más instrucciones por unidad de tiempo, muchas de ellas de forma especulativa.En esta tesis se propone un novedoso sistema de cálculo para contenidos multimedia: el cálculo difuso. Este sistema permite aprovechar, por un lado, la redundancia de los contenidos multimedia y, por otro, la tolerancia respecto a los errores exhibida por los destinatarios de los contenidos (los sentidos humanos) para obtener grandes ahorros de tiempo y energía en el procesado.Para conseguir estos objetivos, el cálculo difuso se basa en un principio muy simple: para obtener un resultado correcto para una operación no es necesario realizar un cálculo exacto. O dicho de otro modo, no importa cometer errores si no hay nadie que pueda distinguirlos. Este principio, que aplicado a otros ámbitos (bases de datos, por ejemplo) puede parecer una aberración, cobra pleno sentido cuando se aplica a los contenidos multimedia. De hecho, hace muchos años que este principio se está empleando asiduamente, solo que a otro nivel: Los algoritmos de compresión más usuales (mp3 y jpeg por ejemplo) se basan en obtener resultados inexactos para lograr reducir la cantidad de información que es necesario almacenar o transmitir. En esta tesis proponemos hacer exactamente lo mismo pero para conseguir aumentar la velocidad de los procesadores y reducir la energí¬a que consumen.La implementación de un sistema de cálculo difuso se ha abordado desde dos perspectivas distintas: el cálculo difuso de instrucciones y el cálculo difuso de regiones. El cálculo difuso de instrucciones, como su mismo nombre indica, consiste en la substitución de una instrucción determinista (como una multiplicación) por otra instrucción que de lugar a un resultado aproximado. Esto se ha realizado, o bien mediante unidades funcionales que operan sobre un número menor de bits, o bien mediante un sistema de memorización tolerante.El cálculo difuso de regiones, por su parte, consiste en la substitución de un fragmento de código completo por un mecanismo hardware-software que es capaz de generar un resultado aproximado para las mismas entradas que el código original.Los resultados obtenidos muestran que las ideas propuestas en esta tesis dan lugar a importantes ahorros de energí¬a y tiempo en el procesado de contenidos multimedia sin modificar sustancialmente (es decir, de forma apreciable) la salida de dicho procesado. Se han obtenido ahorros del 15% en tiempo y del 25% en energía para un conjunto de programas multimedia con calidades de salida muy buenas.En resumen, a lo largo de la tesis se han realizado las siguientes aportaciones:- Se ha propuesto una nueva forma de procesar datos: el cálculo difuso}, que permite ahorrar tiempo y energía en el procesado de archivos multimedia.- Se han propuesto diferentes implementaciones de cálculo difuso: la memorización tolerante de regiones, la memorización tolerante de instrucciones y el uso de unidades funcionales reducidas. Todos ellos, sistemas que pueden integrarse en un procesador actual.

Aquesta memòria s'ha escrit amb l'ànim d'exposar els punts de vista i els resultats nous que l'autor ha pogut obtenir. No s'hi troba, per tant, una descripció detallada de tots els temes que conformen la teoria dels operadors de T-indistingibilitat, el Raonament Aproximat ni, per descomptat, la Lògica Difusa. S'ha glossat només els aspectes necessaris per fer la memòria autocontinguda, i s'ha reforçat l'exposició amb un conjunt ampli de referències bibliogràfiques. L'excel·lència de moltes d'elles fa absolutament innecesari i pretenciós l'intent de l'autor de reescriure sobre els mateixos temes amb l'ànim de fer-los entenedors.La memòria està dividida en dues parts: 1) Operadors de T-indistingibilitat (Capítols 1, 2 i 3)2) Aplicacions al Raonament Aproximat (Capítols 4 i 5)En la primera part s'estudia qüestions relatives a l'estructura dels operadors de T-indistingibilitat.El Capítol 1 tracta dels aspectes previs: les t-normes i, sobre tot, les seves quasi-inverses. Són les operacions bàsiques sobre les que es construeixen els operadors de T-indistingibilitat.En el Capítol 2 s'estudia l'estructura del conjunt HE dels generadors d'una T-indistingibilitat E, des del punt de vista reticular i dimensional. Finalment, el Capítol 3 està dedicat als morfismes entre operadors de T-indistingibilitat i a l'estructura dual.A la segona part es proposa un principi general de Raonament Aproximat que es basa en els operadors de T-indistingibilitat. En el Capítol 4, s'analitza les diferents formes de CRI a través d'aquest principi, i es proposa nous mecanismes d'inferència diferents de CRI (Operador Natural d'Inferència), mentre que en el Capítol 5 s'estudia l'estructura dels nous mecanismes introduïts i el seu comportament en interpolació, en presència de múltiples regles.Cada capítol s'encapçala amb una introducció en forma de sumari i amb un llistat de les aportacions de la memòria (resultats nous).