A elevada quantidade e variedade de informações adquirida e armazenada em meio eletrônico e a incapacidade humana de analizá-las, têm motivado o desenvolvimento da área de Mineracão de Dados - MD - que busca, de maneira semi-automática, extrair conhecimento novo e útil de grandes bases de dados. Uma das fases do processo de MD é o pré-processamento dessas bases de dados. O pré-processamento de dados tem como alguns de seus principais objetivos possibilitar que o usuário do processo obtenha maior compreensão dos dados utilizados, bem como tornar os dados mais adequados para as próximas fases do processo de MD. Uma técnica que busca auxiliar no primeiro objetivo citado é a geracão de gráficos de dados, a qual consiste na representação gráfica dos registros (exemplos) de uma base de dados. Existem diversos métodos de geracão de gráficos, cada qual com suas características e objetivos. Ainda na fase de pré-processamento, de modo a tornar os dados brutos mais adequados para as demais fases do processo de MD, diversas técnicas podem ser aplicadas, promovendo transformações nesses dados. Uma delas é a discretização de dados, que transforma um atributo contínuo da base de dados em um atributo discreto. Neste trabalho são abordados alguns métodos de geração de gráficos e de discretização de dados freqüentemente utilizados pela comunidade. Com relação aos métodos de geração de gráficos, foi projetado e implementado o sistema DISCOVERGRAPHICS que provê interfaces para a geração de gráficos de dados. As diferentes interfaces criadas permitem a utilização do sistema por usuários avançados, leigos e por outros sistemas computacionais. Com relação ao segundo assunto abordado neste trabalho, discretização de dados, foram considerados diversos métodos de discretização supervisionados e não-supervisionados, freqüentemente utilizados pela comunidade, e foi proposto um novo método não-supervisionado denominado K-MeansR. Esses métodos foram comparados entre sí por meio da realização de experimentos e analise estatística dos resultados, considerando-se diversas medidas para realizar a avaliação. Os resultados obtidos indicam que o método proposto supera vários dos métodos de discretização considerados / The great quantity and variety of information acquired and stored electronically and the lack of human capacity to analyze it, have motivated the development of Data Mining - DM - a process that attempts to extract new and useful knowledge from databases. One of the steps of the DM process is data preprocessing. The main goals of the data preprocessing step are to enable the user to have a better understanding of the data being used and to transform the data so it is appropriate for the next step of the DM process related to pattern extraction. A technique concerning the first goal consists of the graphic representation of records (examples) of databases. There are various methods to generate these graphic representations, each one with its own characteristics and objectives. Furthermore, still in the preprocessing step, and in order to transform the raw data into a more suitable form for the next step of the DM process, various data discretization technique methods which transform continuous database attribute values into discrete ones can be applied. This work presents some frequently used methods of graph generation and data discretization. Related to the graph generation methods, we have developed a system called DISCOVERGRAPHICS, which offers different interfaces for graph generation. These interfaces allow both advanced and beginner users, as well as other systems, to access the DISCOVERGRAPHICS system facilities. Regarding the second subject of this work, data discretization, we considered various supervised and unsupervised methods and proposed a new unsupervised data discretization method called K-MeansR. Using different evaluation measures and databases, all these methods were experimentally compared to each other and statistical tests were run to analyze the experimental results. These results showed that the proposed method performed better than many of the other data discretization methods considered in this work

O mundo está passando por uma transformação profunda no setor energético. Ao que tudo indica estamos rumando para uma economia baseada em energias renováveis e de baixa emissão de carbono. O programa de bionenergia do Estado de São Paulo é o maior programa de bioenergia do mundo. Dentro desse programa produz-se etanol a partir da cana-de-açúcar, precisamente dos açúcares simples da cana-de-açúcar. O etanol produzido a partir dos açúcares simples da planta é denominado etanol de primeira geração. Entretanto, existe uma nova tecnologia para se produzir etanol a partir da celulose da cana-de-açúcar o etanol de segunda geração que possibilitará aumentar a eficiência energética do processo e fortalecer a competitividade do setor bioenergético nacional. O objetivo desse trabalho é prospectar cenários para o futuro do setor produtivo de etanol em São Paulo tendo em vista o etanol de segunda geração como elemento produtivo adjacente à produção atual de primeira geração. Para isso utilizou-se um modelo de construção de cenários que pressupõe uma detalhada consulta a especialistas, qualificação de variáveis quanto à sua importância e incerteza e identificação de variáveis-chaves. Por fim, foram criadas matrizes e roteiros para os cenários a partir das variáveis-chaves identificadas. Concluiu-se que dos quatro cenários construídos dois são favoráveis, um é desfavorável e um é pouco plausível. A metodologia de geração de variáveis-chaves foi aplicada com sucesso no setor produtivo de etanol. Os cenários criados podem lançar alguma luz possíveis futuros do setor estudado em relação ao etanol de segunda geração. / Nowadays the worlds energy sector is in a process of deep transformation. Apparently the world is going to a renewable energy based matrix, with low carbon emissions. The Sao Paulos bioenergetical program is the biggest renewable energy program in the world. In addition to that, it is also produced in that program ethanol from sugar cane. The ethanol that is produced in that program is made from the simple sugars of sugar cane. This ethanol is named first generation ethanol. However, there is a new technology to produce ethanol from sugar canes cellulose, named second generation ethanol. This important new technology could increase the energetic efficiency of process and make the Brazilians energetic production competitiveness stronger. The objective of this work was to prospect scenarios for the ethanols future in Sao Paulo looking at the second generation ethanol. For that it was used a model of scenario construction that presupposed an exhaustive inquire applied to specialists, qualifying trends related to their importance and uncertainty, and identifying the key parameters. At last, extracting the key parameters, matrices were made, and scripts too, both related to these scenarios. The conclusion was that the methodology for scenarios generation was applied with success on the ethanol industry, and those scenarios were able to illuminate with some light under plausible futures about the second generation ethanol.

Este trabalho trata do desenvolvimento de um simulador simplificado para auxiliar no estudo da geração de ondas regulares em tanques de provas dotados de geradores segmentados, com foco em estudos sobre o Calibrador Hidrodinâmico, tanque de provas inaugurado na Universidade de São Paulo no ano de 2010. Este simulador simplificado utiliza fontes de onda pontuais para representar cada gerador e tem como sua principal vantagem, a economia de tempo em comparação a análises do problema de contorno potencial realizadas no domínio da freqüência utilizando, por exemplo, o método dos elementos de contorno. A verificação da validade da ferramenta desenvolvida foi feita através de comparações do caso bidimensional com ensaios realizados em um canal de ondas e, no caso tridimensional, com resultados fornecidos pelo programa Wamit, o qual resolve o problema de contorno potencial. Nestas comparações, o simulador demonstrou seu potencial, atingindo bons resultados. Uma vez validada, a ferramenta foi utilizada para analisar três diferentes configurações de operação do Calibrador Hidrodinâmico que podem vir a ser implementadas no futuro. As análises mostram que nenhuma das configurações é a melhor para todas as combinações de períodos e direções de propagação nas quais o tanque pode operar e podem servir como base para a definição de um procedimento de operação que vise garantir maior flexibilidade na utilização do tanque de provas mantendo a qualidade do campo de ondas gerado para os ensaios. / This work aims the development of a simplified simulator to assist the study about regular waves generation in test tanks equipped with segmented type wavemakers, focusing on the study about the Calibrador Hidrodinâmico (Hydrodynamics Calibrator), test tank inaugurated in 2010 at University of São Paulo. This simplified simulator uses punctual wave sources to represents each wavemaker end its main advantage is the computational time economy in comparison with analysis of the potential boundary problem made on frequency domain using, as example, the boundary elements method (BEM). To verify the developed tool validity, comparisons with bi-dimensional wave generation tests carried out on a flume were made. In three dimensional case, the comparisons were made with results provided by the program Wamit, which one solves the potential boundary problem. In all comparisons the results achieved were very good. Once proved the validity of simulator results, it was applied to analyze three different operational configurations of the Calibrador Hidrodinâmico, which can be implemented in future. The analysis showed that there is not a configuration with best results for all periods and propagation angles inside the tank operational limits and these results can be used to define a operation procedure that aims to ensure more flexibility on wavemakers operation to obtain the best possible wave field quality for all periods and propagation angles.

Este trabalho tem como objetivo avaliar a viabilidade da aplicação de técnicas de otimização robusta (OR) no planejamento da operação de reservatórios para geração de energia hidrelétrica. A OR é uma técnica de otimização que visa encontrar resultados que sejam menos sensíveis às incertezas nas variáveis do modelo através da minimização da variância da função objetivo para diferentes cenários. Desta forma foi desenvolvido um modelo de otimização robusta aplicado à operação de reservatórios para a geração de energia hidrelétrica, chamado HIDRO-OR, utilizando o software General Algebraic Modeling System (GAMS). Para estudo de caso foram utilizados os dados da UHE Sinop, a ser instalada no rio Teles Pires MT. Inicialmente foi realizada uma análise de sensibilidade utilizando diferentes combinações dos coeficientes de ponderação da função objetivo e três conjuntos de cenários. Nesta abordagem, o modelo resultou em vertimentos indesejados para realizar a diminuição do desvio padrão dos resultados entre os diferentes cenários. Uma solução encontrada para o problema foi realizar a otimização em duas etapas. Na primeira etapa ocorre a otimização robusta propriamente dita e são fixados os resultados para o primeiro mês de operação. Na segunda etapa, apenas a função objetivo principal é otimizada e, assim, são corrigidos os vertimentos indesejados. No entanto, com a otimização em duas etapas, não ocorreram mudanças na operação do reservatório para os diferentes coeficientes de ponderação. Ao final do trabalho conclui-se que, apesar dos resultados da análise de sensibilidade terem sido praticamente iguais com a otimização em duas etapas, estes podem ser considerados robustos pois são factíveis para todos os cenários. Por fim, são realizadas sugestões para a continuidade das pesquisas utilizando as técnicas de OR para a operação de usinas hidrelétricas. / This work aims to evaluate the feasibility of robust optimization techniques (OR) for reservoir management for hydropower production. The OR is an optimization technique which aims to find results that are less sensitive to the randomness of variables in the model by minimizing the variance of the objective function for different scenarios. One OR model was developed to the operation of reservoirs for hydropower production, called HYDRO-OR, using the software General Algebraic Modeling System (GAMS). As study case, data from the Sinop hydropower plant were used, which will be constructed in the Teles Pires river - MT. First, a sensitivity analysis was performed using different combinations of weigh coefficients of the objective function with three sets of scenarios. Preliminary results in this approach showed that the model resulted in unwanted spills to force the reduction of the standard deviation of the results from different scenarios. To correct this, the model was reconfigured to perform the optimization in two stages, the first one being the OR itself in which the results were obtained for the first month of planning. In the second step, the model was optimized again for subsequent months. In this case the model corrected the unnecessary spills but the results were quite similar for the three combinations of the weight coefficients. However the results can be considered robust because it is feasible for all scenarios. Finally, suggestions are made for further studies using the techniques of OR for the operation of hydropower plants.

Nos dias de hoje, o aumento na demanda de energia no Brasil, associado a fatores econômicos e ambientais, tem dificultado a criação de novas usinas hidrelétricas, necessárias para suprir essa demanda adicional e aumentar a confiabilidade do sistema. Nesse contexto, a geração distribuída se destaca como uma solução adequada, pois economiza investimentos em redes de transmissão e distribuição, reduz perdas e diversifica a matriz energética do sistema elétrico, tornando-o mais robusto e eficiente. Dentre as fontes de energia utilizadas em sistemas de geração distribuída, a microturbina apresenta algumas vantagens em relação a outros modelos de GD, como por exemplo, a possibilidade da utilização de vários tipos de combustíveis. Para verificar as características de operação das microturbinas, foram realizadas simulações baseadas em modelos matemáticos presentes na literatura técnica. Porém, devido às altas velocidades de rotação das turbinas a gás, a energia gerada possui frequências muito altas para ser aproveitada diretamente pelos consumidores, sendo necessária uma interface eletrônica para adequação da energia elétrica. Neste trabalho é abordado o estudo, simulação e implementação da primeira etapa desta interface, um retificador trifásico com correção de fator de potência, para a geração de um barramento de corrente contínua com tensão estável, mantendo as correntes de entrada do retificador com formato senoidal e em fase com a tensão. / Nowadays, the increase in energy demand in Brazil, associated with economic and environmental factors, has hindered the creation of new power plants needed to provide this additional demand and improve system reliability. In this context, distributed generation stands out as an appropriate solution because it saves investments in transmission and distribution, reduces losses and diversify the energy matrix of the electrical system, making it more robust and efficient. Among the energy sources used in distributed generation systems, the microturbine has some advantages over other models of GD, such as the possibility of using various types of fuel. To verify the operating characteristics of microturbines, simulations were performed based on mathematical models present in literature. However, due to high rotation speeds of gas turbines, the energy generated has very high frequencies to be used directly by consumers, which requires an electronic interface to adequate the electricity. This work describe the study, simulation and implementation of the first stage of this interface, a three-phase rectifier with power factor correction, to generate a DC bus voltage stable, keeping the rectifier input current format sinusoidal and in phase with the voltage generated by the microturbine.

Técnicas para geração de malhas volumétricas não estruturadas podem ser divididas em três categorias principais: técnicas baseadas em Octree, técnica de avanço de fronteira e técnicas Delaunay. Este trabalho faz uso de uma proposta para geração de malhas volumétricas não estruturadas baseada em uma técnica que utiliza uma triangulação adaptativa que contém similaridades com os métodos de geração de malhas baseados em Octree. Esta triangulação, além de decompor o domínio, oferece suporte para a construção de funções implícitas que aproximam a superfície do objeto de interesse. As funções implícitas são obtidas a partir de nuvens de pontos pelo método de Partição da Unidade Implícita - PUI. Um processo de poligonalização discretiza a isosuperfície fornecida pela função implícita gerando uma malha de triângulos superficial. Uma malha volumétrica é gerada a partir da malha superficial utilizando os tetraedros que decompõem o domínio criados pela triangulação. Apresentamos nesta tese um método original para a poligonalização de isosuperfícies obtidas através de nuvens de pontos. Apresentamos também uma abordagem para o melhoramento de malhas volumétricas baseadas na aplicação do conceito de molas virtuais. O foco principal é gerar malhas de qualidade para serem usadas em simulações de fluidos em artérias do corpo humano / Techniques for generation of three-dimensional unstructured meshes can be divided into three main categories: Octree-based techniques, advancing front techniques and Delaunay techniques. In the present study it is used a three-dimensional unstructured mesh generation approach based on a technique which uses an adaptive triangulation which contains similarities with Octree-based mesh generation techniques. This triangulation decomposes the domain and supports the construction of implicit functions that approximates the surface of an object of interest. The implicit functions are derived from point clouds by the Partition of Unity Implicits - PUI method. A polygonization process discretizes the isosurface provided by the implicit function generating a triangular mesh surface. A three-dimensional mesh is generated from the surface mesh using the tetrahedra that decomposes the domain created by the triangulation. In this tesis, we present an original polygonization method of isosurfaces obtained from point clouds. We also present an approach to improve tetrahedral meshes based on the application of the concept of virtual springs. The main focus is to generate quality meshes for fluid flow simulations in human arteries

A tecnologia de sequenciamento de nova geração (next-generation sequencing – NGS) e suas aplicações tem sido cada vez mais utilizada na prática médica para elucidar a base molecular de doenças Mendelianas. Embora seja uma poderosa ferramenta de pesquisa, ainda existe uma importante transição quanto à análise dos dados entre as tecnologias tradicionais de sequenciamento e o NGS. A primeira parte deste trabalho aborda aspectos analíticos envolvidos nesta mudança, com foco na plataforma Ion Torrent Personal Genome Machine. Esta é uma plataforma amplamente utilizada para sequenciar painéis de genes, já que esta aplicação requer menor rendimento de dados. Este trabalho demonstra indicadores adequados para avaliar a qualidade de corridas de sequenciamento e também uma estratégia baseada em valores de profundidade de cobertura para avaliar a performance de amplicons em diferentes cenários. Por outro lado, o NGS permitiu a realização de estudos populacionais em larga escala que estão mudando nossa compreensão sobre as variações genéticas humanas. Um desses exemplos são as mutações até então chamadas de silenciosas, que estão sendo implicadas como causadoras de doenças humanas. A segunda parte deste trabalho investiga a patogenicidade de polimorfismos de núcleotídeo único sinônimos (synonymous single nucleotide polymorphisms – sSNP) baseado em dados públicos obtidos do Exome Aggregation Consortium (ExAC) (exac.broadinstitute.org/) utilizando o software Silent Variant Analysis (SilVA) (compbio.cs.toronto.edu/silva/) e outros recursos para reunir informações adicionais sobre consequências funcionais visando fornecer um panorama dos efeitos patogênicos de sSNP em mais de 60.000 exomas humanos. Nós demonstramos que de 1,691,045 variantes sinônimas, um total de 26,034 foram classificadas como patogênicas pelo SilVA, com frequência alélica menor que 0,05. Análises funcionais in silico revelaram que as variantes sinônimas patogênicas estão envolvidas em processos biológicos importantes, como regulação celular, metabolismo e transporte. Ao expor um cenário de variações sinônimas patogênicas em exomas humanos, nós concluímos que filtrar sSNP em workflows de priorização é razoável, no entanto em situações específicas os sSNP podem ser considerados. Pesquisas futuras neste campo poderão fornecer uma imagem clara do papel de tais variações em doenças genéticas. / Next-generation sequencing (NGS) technologies and its applications are increasingly used in medicine to elucidate the molecular basis of Mendelian diseases. Although it is a powerful research tool, there is still an important transition regarding data analysis between traditional sequencing techniques and NGS. The first part of this work addresses analytical aspects involved on this switch-over, focusing on the Ion Torrent Personal Genome Machine platform. This is a widely used platform for sequencing gene panels, as this application demands lower throughput of data. We present indicators suitable to evaluate quality of sequencing runs and also a strategy based on depth of coverage values to evaluate amplicon performance on different scenarios. On the other hand, NGS enabled large-scale population studies that are changing our understanding about human genetic variations. One of these examples are the so-called silent mutations, that are being implied as causative of human diseases. The second part of this work investigates the pathogenicity of synonymous single nucleotide polymorphisms (sSNP) based on public data obtained from the Exome Aggregation Consortium (ExAC) (exac.broadinstitute.org/) using the software Silent Variant Analysis (SilVA) (compbio.cs.toronto.edu/silva/) and other sources to gather additional information about affected protein domains, mRNA folding and functional consequences aiming to provide a landscape of harmfulness of sSNP on more than 60,000 human exomes. We show that from 1,691,045 synonymous variants a total of 26,034 were classified as pathogenic and by SilVA, with allele frequency lower than 0.05. In silico functional analysis revealed that pathogenic synonymous variants found are involved in important biological process, such as cellular regulation, metabolism and transport. By exposing a scenario of pathogenic synonymous variants on human exomes we conclude that filtering out sSNP on prioritization workflows is reasonable, although in some specific cases sSNP should be considered. Future research on this field will provide a clear picture of such variations on genetic diseases.

Made available in DSpace on 2014-06-12T17:37:49Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo5358_1.pdf: 2371419 bytes, checksum: 9e35f2575d714f7e248df41f035db1da (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2008 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Vários estudos já comprovaram que o potencial eólico brasileiro, principalmente no nordeste, onde os ventos têm uma importante característica de complementaridade em relação às vazões do rio São Francisco, pode contribuir significativamente para o suprimento de energia elétrica. O aproveitamento deste potencial eólico aumentaria a capacidade de geração e a diversificação da matriz energética nacional e, consequentemente, diminuiria os riscos de desabastecimento de energia elétrica. Entretanto, o uso das forças dos ventos para produção de energia produz alguns inconvenientes, tais como, a incertezas na geração e a dificuldade no planejamento e operação do sistema elétrico. Portanto, é imprescindível à aplicação de ferramentas ou técnicas capazes de predizer a energia a ser fornecida por estas fontes. No Brasil, os investimentos em fontes alternativas iniciaram-se de forma tímida e tardia, inclusive em geração eólica. Do ponto de vista de modelos de previsões de ventos e geração eólica, isto não é diferente. Sendo assim, este trabalho propõe e desenvolve vários modelos de previsões a partir de técnicas de Redes Neurais Artificiais; Análise de Multiresolução de sinais usando Transformada Wavelet; e Modelos Estatísticos. Os modelos aqui propostos foram ajustados para realizar previsões com horizontes variáveis de até vinte e quatro horas. Estes serviram para uma análise comparativa através dos resultados encontrados durante os testes dos mesmos, que ajudou a identificar as vantagens e desvantagens de cada técnica. Além disto, estes poderão ser implementados e desenvolvidos para operação, mitigando alguns dos inconvenientes da geração eólica de energia

Made available in DSpace on 2014-06-12T17:37:50Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo5359_1.pdf: 2762932 bytes, checksum: 0ca3cda75d19c5289f1914aaa550bbc1 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2008 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / O uso de conversores de freqüência CC/CA para integrar a energia renovável como uma fonte de geração distribuída tem se tornado cada vez mais comum. Em tais aplicações, a sincronização com o vetor tensão da rede é fundamental para o controle do conversor, particularmente considerando os novos requisitos de suportabilidade a afundamentos de tensão demandados das gerações distribuídas atualmente. Este trabalho propõe um novo método de sincronização aplicado ao controle de conversores de freqüência apresentado-se imune a condições anormais de operação da rede. Quatro outros métodos de sincronização encontrados na literatura são apresentados enfatizando-se suas capacidades de fornecerem respostas corretas diante de tensões desequilibradas e distorcidas. O método proposto é simulado computacionalmente e comparado às demais técnicas. Os resultados experimentais também são mostrados, com o qual o novo método consegue eliminar a influência de desequilíbrios e harmônicos na estimação da fase, da freqüência e da magnitude do vetor tensão da rede. O método proposto é modelado como aplicado ao controle do conversor de uma turbina eólica conectada ao sistema elétrico. São implementadas duas estratégias de controle do conversor do lado da rede para avaliar a independência dos resultados em relação a técnica de controle de corrente. Afundamentos momentâneos de tensão no ponto de conexão são simulados e os resultados obtidos com o método proposto mostraram que a turbina eólica não perdeu a estabilidade

Made available in DSpace on 2014-06-12T17:40:02Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo599_1.pdf: 1468603 bytes, checksum: 553df672770494e8a03d8eb75014d99c (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2010 / Análises recentes sobre desenvolvimento industrial do Brasil têm colocado em evidência o tema Arranjo Produtivo Local - APL. O tema passou a fazer parte dos estudos de desenvolvimento regional. As aglomerações produtivas começaram a ser objeto de pesquisa em função, principalmente, de sua capacidade efetiva ou em potencial de gerar emprego, renda e inclusão social. O setor privado que é composto por unidades produtivas, incentivadores e pesquisadores privados, atualmente investe na estruturação do setor, em busca principalmente, de promover ações capazes gerar inclusão social e geração de renda. O segmento econômico pesquisado contém indicadores fortes de competitividade, como: inovação; estratégias comerciais adequadas; produto de alto valor agregado; fornecimento de matéria-prima suficiente e capacitação estruturada da mão-de-obra jovem. Políticas Públicas frágeis e falta de tradição no cooperativismo ainda aparecem como elementos que podem retardar a consolidação de um APL no setor. Políticas Públicas adequadas poderiam contribuir para o adensamento de toda cadeia produtiva, alavancar o Arranjo produtivo no médio prazo, inclusive obter retornos provenientes do setor em forma de geração de emprego, renda e aumento de divisas