ANP; FINEP; MCT; / Cursos educacionais voltados para área de Automação Industrial e Controle de Processos geralmente abordam conteúdos teóricos sobre técnicas de modelagem e estratégias de controle, porém o mercado atual se encontra com deficiência de profissionais que saibam utilizar esses conceitos na prática. Com os avanços tecnológicos é possível reestruturar a metodologia de ensino desses cursos, implementando em sua grade curricular aulas práticas para complementar as aulas teóricas. As práticas pedagógicas têm por objetivo transformar o aluno receptor de informações em executor das atividades, as quais devem ser dinâmicas e simular situações reais, servindo de guia para ações a serem tomadas. Atualmente, são várias as ferramentas disponíveis que podem ser utilizadas na metodologia de ensino, servindo como facilitadoras da aprendizagem auxiliando os alunos nos testes e realizações práticas das teorias. Utilizando algumas dessas ferramentas, este trabalho tem como propósito a estruturação de um ambiente educacional integrado (laboratório), para realização de cursos e treinamentos com aulas práticas em automação e controle de processos. / Educational courses in the field of Industrial Automation and Process Control generally approach theoretical content about modeling techniques and control strategies, but the current market needs in fact of professionals who know how to use these concepts in practice. With new technologies, it is possible to restructure the teaching methodology of these courses in their curriculum, by implementing practical classes to complement the lectures. Pedagogical practices aim to turn the student, receiver of information, into a performer of the activities, which should be dynamic and simulate real situations, serving as a guide for actions to be taken. Currently, there are several tools available that can be used in teaching methodology, serving as facilitators of learning, helping students in tests and in practical realization of the theories. Using some of these tools, this academic dissertation aims at organizing an educational environment (laboratory), for conducting courses and training with practical lessons in Automation and Process Control.

Este trabalho estuda o impacto energético da otimização do tamanho do payload de códigos convolucionais em um enlace sem fio ponto-a-ponto dentro de uma rede de sensores. Consideram-se dois modelos de canal, AWGN e Rayleigh, visando representar cenários com diferentes características quanto à severidade de enlace. Nesse contexto, faz-se o estudo da otimização da relação sinal-ruído, da taxa de código empregada, bem como a otimização do tamanho do payload para diferentes condições de transmissão. Os dados numéricos obtidos através de simulação demonstram que existe um ponto ótimo para o tamanho do payload, que varia com a distância de transmissão e que proporciona ganhos em termos de eficiência energética, especialmente em enlaces de curta distância. / This paper studies the impact of the payload size in the energy efficiency in a point-to-point link in a wireless sensor network using convolutional codes. Two channel models are considered, AWGN and Rayleigh, representing distinct conditions with respect to the severity of the link. In this context, signal-to-noise ratio, code rate and payload size are optimized. The numeric results obtained through simulations show that there is an optimal point for the payload size, which depends on the transmission distance, and which provides gains in the overall energy efficiency, especially in short range links.

Este trabalho avalia a distribuição de dose recebida por trabalhadores envolvidos nos procedimentos de radiologia veterinária portátil digital e verifica a redução da dose obtida com a utilização de equipamentos de proteção individual. Para esta avaliação foram feitas medições utilizando dosímetros termoluminescentes tipo TLD-100, posicionados em sete diferentes pontos do corpo dos assistentes: mãos, tórax (por fora do avental), tireoide (por dentro do avental), cantos dos olhos esquerdo e direito e centro dos olhos e em cinco pontos diferente no médico veterinário: tórax (por fora do avental), tireoide (por dentro do avental), cantos dos olhos esquerdo e direito e centro dos olhos. As doses ocupacionais foram avaliadas em 63 procedimentos radiográficos de cães realizados com 49 assistentes e um médico veterinário na região metropolitana de Curitiba, PR. Os resultados mostram a importância do uso do protetor de tireoide e avental de chumbo para a redução da dose recebida pelos profissionais. As doses dos assistentes que seguraram os animais foram mais altas na região das mãos. Este estudo mostra a necessidade de medidas adicionais de proteção e a implementação de mecanismos de treinamento em proteção radiológica para os médicos e assistentes que trabalham com radiologia portátil digital. / This study evaluates the distribution of the dose received by work-people involved in portable digital veterinary radiology procedures and checks the dose reduction obtained with the use of individual protection equipments. For this evaluation measurements were made using TLD-100 thermoluminescent dosimeters,positioned at seven different spots on the body of the assistants: hands, chest (outside the apron), thyroid (inside the apron), left and right eye corners and at the forehead, and in five different spots in the veterinarian: chest (outside the apron), thyroid (inside the apron), left and right eye corners and the center of the eyes. The dosage was evaluated through the 63 procedures performed with 49 assistants and a veterinarian in the metropolitan region of Curitiba, PR. The results show the importance of using thyroid protection and lead aprons to reduce the dosage received by the veterinarian and assistants. The dosages of the assistants who held the animals were higher in the areas of the hands. This study shows the need for additional protective measurements and the implementation of training mechanisms in radiation protection for physicians and assistants who work with portable digital radiology.

Os processos de desenvolvimento de software atuais carecem de técnicas para a concepção, produtiva e com qualidade, de software que faça uso eficiente do potencial de execução paralelo disponibilizado pelo hardware dos sistemas computacionais modernos. Dentro deste contexto desenvolveu-se recentemente o Paradigma Orientado a Notificações (PON). A essência deste paradigma é uma nova organização da lógica do software baseada na notificação direta entre entidades lógico-causais. Um dos maiores efeitos deste paradigma é permitir um menor acoplamento na estrutura do software. Como consequência, o PON permite explorar a questão de paralelização e/ou distribuição de forma mais simples e eficiente do que paradigmas de computação mais usuais como o Paradigma Imperativo e o Paradigma Declarativo. No entanto, a dinâmica de execução do PON, baseada em notificações, não é eficientemente realizada pelo hardware dos sistemas computacionais atuais, fundamentalmente baseado no modelo de von Neumann/Turing (e similares) de execução sequencial. De forma a abordar esta deficiência, esta tese apresenta uma contribuição para o desenvolvimento de uma arquitetura de computação, denominada ARQPON, que é própria para a execução de software desenvolvido segundo o modelo computacional do PON. A ARQPON foi concebida a partir de princípios de generalidade, flexibilidade e escalabilidade, permitindo-a executar software PON de qualquer nível de complexidade a partir de uma memória de programa, sem depender de reconfiguração do hardware que implementa a ARQPON em si. A arquitetura desenvolvida é organizada como um multiprocessador de granularidade fina que executa instruções de forma hierárquica por meio de conjuntos de núcleos especializados. Experimentos realizados sobre um protótipo desta arquitetura demonstram que a ARQPON apresenta ganhos efetivos em avaliações comparativas de desempenho, dadas determinadas condições. Além disso, demonstra-se que alguns aspectos conceituais e de implementação da ARQPON, tais como o modelo de acesso à memória e a escala de paralelização, podem ser melhorados de maneira a favorecer a ARQPON em relação a implementações von Neumann e torná-la uma alternativa ainda mais atrativa para aplicações envolvendo computação paralela. / Current software development processes lack techniques for the productive and quality design of software that makes efficient use of the parallel execution capabilities provided by the hardware of the modern computing systems. In this context, the Notification Oriented Paradigm (NOP) has been recently developed. The essence of this paradigm is a new organization for software logic based on precise notifications among causal-logical entities. One of the main effects of this paradigm is to enable smaller coupling in the software structure. As a consequence, NOP allows the exploitation of parallelization and/or distribution in a simpler and more efficient way than more commonly used programming paradigms, such as the Imperative Paradigm and the Declarative Paradigm. However, the dynamics of execution under NOP, based on notifications, is not efficiently performed by the hardware of current computing systems, which are fundamentally based on the von Neumann/Turing (and similar) model of sequential execution. In order to address this drawback, this thesis presents a contribution to development of a computing architecture, named ARQPON, which is suitable for execution of software developed according to NOP computing model. ARQPON was designed based on principles of generality, flexibility and scalability, which allow it to execute NOP software of any level of complexity by fetching it from a program memory, without the need for reconfiguration of the hardware that implements the ARQPON itself. The developed architecture is organized as a fine grain multiprocessor that executes instruction hierarchically into sets of specialized processor cores. Experiments performed on this architecture show that ARQPON presents effective performance improvements in comparative evaluations, under some conditions. In addition, it is demonstrated that some conceptual and implementation aspects of ARQPON, such as the memory access model and the scale of paralelization, can be further improved in order to favor ARQPON in relation to von Neumann implementations and make it an even more attractive alternative for parallel computing applications.

CAPES / Os paradigmas de programação tradicionais carecem de técnicas para concepção de softwares de forma produtiva e de qualidade para uso eficiente das tecnologias de execução paralela, fornecidas pelos hardwares dos sistemas computacionais modernos. O Paradigma Orientado a Notificações (PON) apresenta uma nova abordagem no tocante ao processamento lógico-causal, primeiramente para o desenvolvimento de software, a qual se baseia em pequenas entidades colaborativas e pontualmente notificantes. Essa abordagem é mais eficiente e desacoplada quando comparado com os paradigmas de programação tradicionais, como o Paradigma Declarativo (PD) e o Paradigma Imperativo (PI). Ela permite a exploração de processamento, inclusive do paralelo e/ou distribuído, de maneira mais simples e eficiente do que em PI/PD. O PON inicialmente teve sua origem como uma solução de software, destacando a recente linguagem e compilador LingPON. No entanto outras pesquisas também o exploraram como uma solução de hardware em lógica reconfigurável, o qual apresenta um modelo de execução mais próximo ao modelo do PON. De fato, no tocante ao processamento paralelo, a execução de aplicações PON nem sempre pode ser feita da forma mais eficiente pelas arquiteturas de computadores tradicionais,baseados em conjunto de núcleos com modelos de execução sequencial. Neste âmbito, foi proposta uma nova arquitetura de computador orientada a notificações chamada NOCA (Notification Oriented Computer Architecture), a qual fornece uma dinâmica de execução segundo o modelo do PON, sendo composta por múltiplas unidades de processamento, a fim de permitir explorar de maneira mais adequada o paralelismo. Os experimentos realizados sobre um protótipo desta arquitetura demonstraram que a NOCA apresenta ganhos em avaliações comparativas de desempenho, dadas determinadas condições. No entanto, alguns aspectos foram desvantajosos ao protótipo da NOCA, em particular a baixa escala de paralelização obtida em função de limitação de palco de experimentação. Neste sentido, esta dissertação de mestrado apresenta o desenvolvimento de um simulador para a arquitetura NOCA, o qual é denominado de NOCASim. A implementação da NOCA na forma de software tem como objetivo simular o funcionamento dela com a quantidade de processadores simulados na mesma proporção do que o número de elementos PON que compõem uma aplicação. Isto permitiria obter dados de desempenho para validação do seu modelo funcional. Como estratégia de desenvolvimento, primeiramente este trabalho adaptou a LingPON para gerar assembly da NOCA facilitando o desenvolvimento de aplicações. Subsequentmente e principalmente, fez-se uso dos artefatos de projeto próprios da NOCA sendo que seu funcionamento consiste em simular em software a atualização dos estados internos da NOCA de forma semelhante a cada mudança do ciclo de clock. Experimentos realizados por meio do NOCASim com diferentes configurações demostraram que a NOCA apresenta melhora de desempenho a medida que o número de unidades de processamento aumenta. Além disso, verificaram-se possibilidades de melhorias conceituais a NOCA, que tendem a fortalecê-la como uma alternativa de execução paralela. / Traditional programming paradigms lack techniques for the productive and quality software’s design that makes efficient use of the parallel execution capabilities provided by the modern computing systems hardware. The Notification Oriented Paradigm (NOP) presents a new approach to develop more efficient and decoupled software when compared to the traditional programming paradigms, such as the Imperative Paradigm and the Declarative Paradigm. The NOP allows the exploitation of parallelization and/or distribution in a simpler and more efficient way than more commonly used programming paradigms. Initially, the NOP was conceived as an alternative software paradigm, highlighting the recent NOP language and compiler. However, other research was focused on hardware development using reconfigurable logic, which enables an execution model closer to the NOP model. Indeed, in parallel processing, the NOP applications cannot always be executed efficiently by the traditional computer architectures hardware based on set of cores with sequential execution model. Aiming at more efficient execution of NOP applications, a new Notification Oriented Computer Architecture (NOCA) has been developed. NOCA is based on multiple processing units, where each unit corresponds to specific elements of the NOP model. This way, parallelism is adequately exploited. Experiments were performed on a prototype of this architecture. When compared with Imperative Paradigm, execution time was improved under certain conditions, in particular, the low scale of parallelization obtained as a function of stage limitation of experimentation. In this sense, this Master of Science dissertation presents the development of a simulator for the NOCA architecture, which is called NOCASim. The NOCA implementation over software approach aims to simulate NOCA behavior with amount of simulated processors in the same proportions as the amount of NOP elements of an application. This allows obtain data for validation of NOCA functional model. As a development strategy, firstly this work adapted a NOP language to generate NOCA assembly facilitating the development of applications for this architecture. In the sequence, the own NOCA's design artifacts were used for the NOCASim development. The NOCASim operation consists of simulating in software to update the NOCA internal states in a similar way to each change in the clock cycle. The experiments results using NOCASim with different configurations have demonstrated that the NOCA performance improve when the number of processing units increases. In addition, were observed new possibilities for conceptual improvements to NOCA, which tend to strengthen it as a parallel execution alternative.

Os inversores multiníveis podem se beneficiar de filtros de saída reduzidos devido ao menor conteúdo harmônico do sinal sintetizado, dado que suas saídas possuem menores diferenças de tensão durante seu chaveamento. Sua desvantagem é causada pelo elevado número de chaves controladas normalmente necessário para seu funcionamento, e seus circuitos auxiliares. No objetivo de reduzir o número de chaves utilizadas em um inversor de sete níveis, uma nova topologia para um inversor de sete níveis de tensão é apresentada, construída a partir de duas fontes de tensão assimétricas conectadas em série e seis chaves semicondutoras. Este trabalho analisa os princípios de operação desta topologia e a lógica de chaveamento necessária para seu funcionamento. O arranjo proposto não oferece a possibilidade de redução de tensão sobre as chaves, conforme apresentado nas topologias clássicas de inversores com ponto neutro grampeado a diodo ou capacitor e de células em série, mas reduz a quantidade dos componentes necessários para a composição dos sete níveis, sendo possível utilizá-lo em inversores de baixa tensão, devido à seu menor tamanho e complexidade. O estudo apresenta a estrutura resultante em forma de um inversor monofásico por modulação de largura de pulso com disposição das portadoras em oposição de fase, com sete níveis igualmente espaçados, utilizando apenas seis chaves e duas fontes de tensão com alimentação assimétrica, em que a principal fonte tem o dobro da tensão da outra fonte. O funcionamento da topologia é verificado em simulação e implementação de protótipo de 860W. Uma outra versão também é apresentada analiticamente, com melhor grampeamento da tensão, utilizando oito chaves comandadas com uma lógica mais simplificada. Por fim, algumas propostas são sugeridas para a geração dos dois barramentos de tensão necessários. / Multilevel inverters can benefit from reduced output filters due to the lower harmonic content of the synthesized signal, since their outputs have lower voltage differences during their switching. Its disadvantage is caused by the high number of controlled switches and its auxiliary circuits normally required for its operation. In order to reduce the number of switches used in a seven-level inverter, a new topology for a seven level and its auxiliary circuits inverter is presented, constructed from two asymmetrical voltage sources connected in series and six semiconductor switches. This work analyzes the principles of operation of this topology and the switching logic required for its operation. The proposed arrangement does not offer the possibility of voltage reduction on the switches, as presented in the classical inverters topologies with diode or capacitor clamping or the series connected cells, but it reduces the amount of components necessary for the composition of the seven levels, being possible to use it in low voltages inverters, due to its smaller size and complexity. The study presents the resulting structure in the form of a single-phase inverter, using the pulse-width modulation with phase-contrast carriers technique, with seven equally spaced levels, using only six switches and two voltage sources with asymmetrical voltages, in which the main source has double the voltage of the other. The operation of the topology is checked with simulation and an implementation of a 860W prototype. Another version is also presented analytically, with better voltage clamping, using eight keys controlled with a more simplified logic. Finally, some proposals are suggested for the generation of the two necessary voltage rails.

Pesquisas relacionadas ao radônio são necessárias devido ao potencial carcinogênico dessde gás, e os limites de referência são objeto de recomendações. Neste estudo, foram medidas concentrações de radônio no interior e no exterior de duas casas pré-fabricadas, contruídas em um ambiente experimental, na UTFPR/Ecoville. Uma das casas foi construída com materiais da República Tcheca (1) e a outra (2) com materiais do Brasil. Para tal, detectores CR-39 foram usados. A concentração média para a casa (1) foi de 10,1±1,3 Bq/m³, para a casa (2) foi de 7,8±1,1 Bq/m³ e para o exterior foi de 11,5±2,9 Bq/m³. Os valores ficaram abaixo de 300 Bq/m³, então, nenhuma medida mitigadora se fez necessária. Além disso, foram feitas medidas do número de traços de partículas alfa advindas de corpos de prova de pasta de cimento comum e com adição de areia com alta atividade de radônio, com o intuito de identificar o valor da camada emissora. Para os corpos de prova de pasta de cimento comum, de espessuras de 1,5, 2,6, 3,8 e 4,6 cm, o número de traços foi de 762±25, 799±51, 814±31, 791±45 e 798±27, respectivamente. A análise mostrou que não há diferença estatística entre os dados, o que indica que a espessura de 1,5 cm já se configura como um limite para a exalação de radônio. Já para os corpos de prova de areia ativa, de espessuras 1,4, 2,3, 2,9, 3,5 e 4,2 cm, o número de traços doi de 380±18, 322±15, 298±5, 548±25 e 446±83, respectivamente. Em uma análise geral, concluiu-se que não há aumento expressivo da exalação com o aumento da espessura, de maneira que a espessura de 1,4 cm já se configura como um limite para a exalação de radônio. Com o objetivo de se determinar a concentração de radônio exalada pelos corpos de prova feitos de pasta de cimento comum e de areia ativa, foram analisados corpos de prova em frascos nos quais o equilíbrio secular já havia ocorrido. Os resultados mostraram que, para os corpos de prova de pasta de cimento comum, os valores não configuram um crescimento expressivo. Já para os corpos de prova com alta atividade de radônio, verificou-se um aumento na exalação com aumento da espessura. Para determinar qual a contribuição das concentrações indoor, foi realizada a medição do fluxo de exalação de radônio. Os resultados extrapolados para um cômodo padrão variaram de 15 a 60 Bq/m³. Essa contribuição pode ser considerada expressiva, mas não preocupante, de forma que os resultados foram considerados próximos da normalidade. / Radon-related research is required because of the carcinogenic potential of this gas, and the reference limits are subject of recommendations. For this research, radon concentrations were measured inside and outside of two prefabricated houses, built in an experimental environment, in UTFPR/Ecoville. One of these houses was built with building materials from the Czech Republic (1) and the other (2) with materials from Brazil. Whith this proposal, 40 CR-39 detectors were used. The average concentration for house (1) was 10,1±1,3 Bq/m³, for house (2) was 7,8±1,1 Bq/m³ and for the exterior was 11,5±2,9 Bq/m³. The values obtained were below 300 Bq/m³, thus, no mitigating measures were necessary. Besides, measurements were made of the number of thacks of alpha particles coming from common cement paste samples and from sand with high radon activity samples in order to identify the value of the emitting layer. For common cement paste samples of 1.5, 2.6, 3.8 and 4.6 cm of thickness, the number os tracks was 762±25, 799±51, 814±31, 791±45 e 798±27, respectively. The analysis showed that there ir no statistical difference between the data, which indicates that the thickness of 1.5 cm is already configured as a limit for a randon exhalation. For the active sand samples of 1.4, 2.3, 2.9, 3.5 and 4.2 cm, the number of tracks was 380±18, 322±15, 298±5, 548±25 e 446±83, respectively. In a general analysis, it was concluded that there is no expressive increase of the exhalation with the increase of the thickness, só that the thickness of 1.4 cm is already configured as a limit for the exhalation of radon. In order to determine the concentration of radon exhaled by the samples made of common cement past and active sand, were analyzed samples in flasks where the secular equilibrium had already occured. The results showed that, for common cement past samples, the values do not represent and expressive growth. However, for the test samples with high radon activity and increase in the concentration with increasing the thickness was observed. To determine the contribution of the concentrations in an indoor environment, radon exhalation flux measurement was performed. These results were extrapolated to the standard room and varies from 15 to 60 Bq/m³. This contribution can be considered expressive, but not of concern, só the results were considered close to normality.

CAPES / Um dos aspectos fundamentais da inteligência natural é sua aptidão no processamento de informações temporais. O grande desafio proposto é o de desenvolver sistemas inteligentes que mapeiem essa aptidão do comportamento humano. Neste contexto, aportam as Máquinas de Estado Líquido (LSMs), uma arquitetura neural pulsada (meio líquido) que projeta os dados de entrada em um espaço dinâmico de alta dimensão e, por conseguinte, realiza a análise do conjunto de dados de entrada através de uma rede neural clássica (unidade de leitura). Desta maneira, esta tese apresenta uma solução inovadora para a previsão de séries temporais contínuas através das LSMs com mecanismo de reinicialização e entradas analógicas, contemplando a área da demanda de energia elétrica. A metodologia desenvolvida foi aplicada no horizonte de previsão a curto prazo e a longo prazo. Os resultados obtidos são promissores, considerando o alto erro estabelecido para parada do treinamento da unidade de leitura, o baixo número de iterações do treinamento da unidade de leitura e que nenhuma estratégia de ajustamento sazonal, ou pré-processamento, sob os dados de entrada foi realizado. Até o momento, percebe-se que as LSMs têm despontado como uma nova e promissora abordagem dentro do paradigma conexionista, emergente da ciência cognitiva. / Among of several aspects of the natural intelligence is its ability to process temporal information. One of major challenges to be addresses is how to efficiently develop intelligent systems that integrate the complexities of human behavior. In this context, appear the Liquid State Machines (LSMs), a pulsed neural architecture (liquid) that projects the input data in a high-dimensional dynamical space and therefore makes the analysis of input data all through a classical neural network (readout). Thus, this thesis presents an innovative solution for forecasting continuous time series through LSMs with reset mechanism and analog inputs, applied to the electric energy demand. The methodology was applied in the short-term and long-term forecasting of electrical energy demand. Results are promising, considering the high error to stop training the readout, the low number of iterations of training of the readout, and that no strategy of seasonal adjustment or preprocessing of input data was achieved. So far, it can be notice that the LSMs have been studied as a new and promising approach in the Artificial Neural Networks paradigm, emergent from cognitive science.

IBP; FINEP / Técnicas de medição de velocidade baseadas em ultrassom vem sendo muito utilizadas atualmente para o estudo de escoamentos de fluidos devido ao seu caráter não intrusivo. Em escoamentos bifásicos ar-água, a grande dificuldade na aplicação dessa metodologia é resolver a que fase pertence a velocidade medida. Esse problema envolve a tarefa de determinar a posição da interface líquido-gás. O algoritmo de estimação de velocidade denominado de Velocity Matched Spectrum (VMS) se diferencia dos demais por apresentar como resultado um espectro de velocidades para cada volume amostral interrogado. Neste trabalho um método baseado no formato dessa curva espectral da velocidade é utilizado para gerar um mapeamento espaço-temporal, o qual, após aplicação de filtros espaciais, resulta na detecção acurada da posição da interface água-ar. Para isso, um sistema de medição que utiliza o estimador VMS foi desenvolvido e validado através de um experimento de escoamento em cilindro girante e de um escoamento horizontal monofásico turbulento. A ascensão de bolhas em líquido estagnado apresenta dificuldades na detecção da fronteira água-ar devido às mudanças abruptas na inclinação da interface da bolha no seu movimento de subida. É mostrado que a técnica proposta apresenta um erro RMS entre 1,71 a 3,39 e uma probabilidade de falha na detecção e de falsa detecção entre 0,89% a 11,9% na determinação da posição espaço-temporal da interface água-ar de um escoamento externo de ascensão de bolhas em líquido estagnado. Mostra-se que a exatidão na determinação é mantida mesmo no caso de um transdutor obstruído por uma chapa metálica, ou então, emitindo externamente a uma tubulação de acrílico. / Ultrasonic measurement techniques for velocity estimation are currently widely used in flow study due to its non-intrusive nature. The difficulty on the application of this methodology to a two-phase air-water flow is in deciding from which phase the velocity data measured comes from. This problem involves the task of evaluating gas-liquid interface position. The algorithm known as Velocity Matched Spectrum (VMS) is a velocity estimator that stands out from other methods by returning a spectrum of velocities for each interrogated volume sample. In this work a method based on velocity spectrum curve shape is used to generate a spatial-temporal mapping, which, after spatial filtering, yields an accurate contour of the air-water interface. Therefore, a measurement system that implements VMS estimator was developed and validated through a rotating cylinder and a horizontal single-phase pipe turbulent flow experiments. Interface detection of free-rising bubbles in quiescent liquid presents some difficulties for interface detection due to abrupt changes in interface inclination. It is showed that the proposed technique yields a RMS error between 1.71 to 3.39 and a probability of detection failure or false detection between 0.89% to 11.9% in determining the spatial-temporal gas-liquid interface position in the flow of free rising bubbles in stagnant liquid. This result is valid for both free path and with transducer emitting through a metallic plate or a Plexiglas pipe.

PETROBRAS / Este trabalho apresenta uma abordagem para otimização do scheduling de uma rede dutoviária real com uma origem e múltiplos destinos, a rede OSBRA. A rede é composta por uma refinaria que abastece cinco órgãos ligados por um único poliduto. Decisões sobre bateladas (volumes operacionais) de diferentes produtos a serem enviados pela refinaria e recebidos nos órgãos de consumo ao longo de um horizonte de tempo devem ser tomadas de modo otimizado de forma a controlar os níveis de estocagem, respeitando limites operacionais da rede de dutos. Propõe-se uma abordagem de solução por decomposição que utiliza Programação Linear Inteira Mista (PLIM) em conjunto com algoritmos heurísticos. A abordagem está dividida em 2 etapas: (i) alocação e sequenciamento e (ii) programação das entregas. A etapa de alocação e sequenciamento é responsável por determinar a ordem, o volume e a vazão de cada batelada que deverá ser bombeada da refinaria para os órgãos. Esta etapa é composta por um modelo PLIM que é executado iterativamente em uma abordagem com horizonte com tempo rolante. Em seguida, a etapa de programação de entregas detalha como ocorrem as entregas das bateladas em cada órgão, considerando a operação de rebombeio no último trecho de duto. Para o rebombeio, executa-se um modelo matemático iterativamente também utilizando o conceito de horizonte rolante, definindo uma nova sequência de bateladas que deverão ser bombeadas pelo órgão de Goiânia para Brasília, ou seja, no trecho de duto mais distante da refinaria. Consideram-se características próximas da realidade de operação da rede OSBRA, como controle de inventário, limites de vazão, variação diária de demanda, manutenção de tanque, manutenção de duto (total ou parcial). Dois estudos de caso são apresentados considerando cenários baseados em dados reais com horizontes de programação de 30 dias, no qual o segundo foi submetido a diversas modificações com o intuito de evidenciar funcionalidades da abordagem proposta. A análise dos resultados permite concluir que a abordagem de solução apresenta resultados adequados para a operação dos especialistas da rede, dessa forma podendo auxiliar no processo de decisão do scheduling da rede OSBRA. / This work presents an approach to optimize the scheduling of a real pipeline network with one source and multiple destinations, the OSBRA network. The network consists of a refinery that supplies five terminals, which are connected by a single pipeline. Batches of different products are sent from refinery and received by terminals during a time horizon. Optimized scheduling decisions must be taken to attend inventory issues at the same time that operational constraints are respected. This work proposes a decomposition approach solution using Mixed Integer Linear Programming (MILP) combined with heuristic algorithms. The solution approach is divided into two phases: (i) allocation and sequencing and (ii) scheduling of deliveries. The allocation and sequencing phase is responsible for determining the order, volume, and flow rate of each batch to be pumped from the refinery to the terminals. This phase is composed of an MILP model that runs iteratively in a rolling horizon approach. In a following step, the scheduling of deliveries phase details how the batches' deliver will occur in each terminal, considering the repumping operation in the last pipeline segment. For the repumping, a mathematical model is executed iteratively, also using the concept of rolling horizon, setting a new sequence of batches to be pumped from Goiânia to Brasília, the farthest pipeline segment from the refinery. Similar characteristics of the real OSBRA network are considered, such as inventory control, flow limits, daily demand, tank maintenance, total or partial pipeline maintenance. Two study cases considering scenarios based on real data with a 30-day programming horizon are presented, in which the second case was subjected to a series of modifications in order to evidence the proposed approach functionalities. The result's analysis supports the conclusion that the solution approach provides adequate results for the operation of the network experts. Thus, the obtained results can aid the operational scheduling decision of OSBRA network.