Na sociedade atual as estruturas de linhas de transmissão são consideradas componentes essenciais do sistema de infraestrutura urbana. Sua função é a de transmitir a eletricidade gerada nas fontes de produção até o consumidor através de uma rede de distribuição. Este tipo de estruturas por sua extensão, exposição e variações topográficas, se mostram vulneráveis ao carregamento dinâmico de ventos originados a partir tormentas elétricas, tais como downbursts e tornados. No Brasil tem-se observado nos últimos tempos um aumento de acidentes neste tipo de estrutura, principalmente devido à incidência de fortes ventos. No presente trabalho estuda-se o comportamento dinâmico de um trecho de linha de transmissão da empresa Eletrobrás FURNAS quando submetido à ação de ventos provenientes de downburst. Na pesquisa foram identificados os principais modelos analíticos disponíveis na literatura que oferecem o campo de velocidades horizontais e verticais médias e a componente flutuante. Com base e alguns dos modelos identificados na revisão bibliográfica, implementou-se um programa computacional capaz de simular todas as componentes do campo de velocidades de um downburst em movimento. A partir do programa implementado foi realizado um estudo paramétrico onde identificou-se a combinação de variáveis do evento que provoca a maior energia cinética armazenada. Finalmente é apresentada uma revisão estrutural dos montantes da torre central da linha modelada, através da análise da relação demanda/capacidade na altura da coluna. Dos resultados obtidos, pode-se concluir que a combinação de variáveis que provoca os resultados de forças internas mais críticos varia em relação a cada componente da linha considerado. O estudo de sensibilidade das variáveis envolvidas nos modelos implementados revelou que existe um incremento monotônico crescente da energia cinética armazenada com o aumento dos parâmetros e para a maioria dos casos, exceto quando =500 . Da flutuação e sua influência no comportamento dinâmico na linha analisada, conclui-se que a consideração das flutuações na resposta dinâmica dos cabos condutores e para-raios pode ser desprezada, fato que foi comprovado através dos valores obtidos na inclinação das linhas de tendência realizadas. / Transmission Lines (TL) are considered one of the essential components of the urban infrastructure. Their role is to transmit electricity from sources of production to the distribution system and then to consumers. This type of structure for its length, exposure and topographical variations, show themselves vulnerable to dynamic loading winds originated from electrical storms such as tornadoes and downbursts. In Brazil, it has been observed recently, an increase in the accidents of this type of structure, primarily due to incidence of strong winds. In the present research, is analyzed the dynamic behavior of a transmission line system of Eletrobras Furnas Company when subjected to downburst. In the investigation, the main analytical models available in the literature that offer the wind field of horizontal and vertical speeds and the fluctuating component were identified. Based on some of the models identified in the literature review, was implemented a computer program capable of simulating all components of the velocity of a moving downburst. Based on the implemented program was conducted a parametric study in order to identify the combination of variables that causes the greatest kinetic stored energy. Finally is presented a structural review of the columns of the central tower of the system, by examining the demand/capacity relationship. Regarding to the parametric study, it was found that the combination of variables which causes the most critical internal forces varies for each component of the line considered. The sensibility study of the variables involved the models used in this study revealed that there is a growing monotonic increase in the stored energy with the accretion of and 1.parameters for most of the cases, except when 0=500 . Analyses conducted using the fluctuations in the mean wind field reveal that the resonant response of the conductor and ground wire cables can be neglected, a fact that was confirmed by the values obtained from the slope of the trend lines held.

As forças devido aos efeitos do vento são, em geral, as solicitações predominantes em projeto de estruturas de linhas de transmissão. Apesar de ventos convectivos de alta intensidade serem frequentemente relacionados a falhas estruturais, as recomendações normativas mais utilizadas contemplam apenas ventos sinóticos, sem fazer considerações a carregamentos devido a ventos convectivos. É importante ressaltar que, devido às grandes dimensões lineares das linhas de transmissão, estes projetos são mais suscetíveis a danos causados por ventos de efeito localizado do que estruturas com localização pontual. Para complementar estudos anteriores a respeito do efeito de tormentas locais em linhas de transmissão, este trabalho tem como objetivo analisar as forças induzidas em cabos ocasionadas por uma combinação de tormentas descendentes e ventos sinóticos. Através de uma rotina computacional na plataforma MATLAB, os eventos a serem analisados foram simulados. Foram considerados diversos comprimentos de vãos, combinações e orientações de ventos nas simulações. Dos resultados obtidos, pode-se concluir que, para a mesma velocidade de vento a uma altura de 10 m acima do solo, um evento sinótico induz carregamentos mais severos nos cabos, quando sua direção é perpendicular aos cabos. Em outros casos analisados, observa-se que, pelo caráter axissimétrico do campo de velocidades de vento gerado, o caso composto por uma tormenta descendente poder ser o que induz carregamentos mais severos. / The forces due to wind effects cause, in general, the most severe loading in the design of overhead transmission lines structures. Although high intensity winds are often related to structural failure, the most widely used standard recommendations include only synoptic winds, without regards to loadings due to convective winds. It is noteworthy that, due to the large linear dimensions of transmission lines, they are more susceptible to damages from localized winds than punctual structures. In order to complemente previous studies on the effect of localized high intensity localized winds on transmission lines, this research seeks to analyse cable tensions induced by a combination of both synoptic and high intensity localized winds.Through a computational routine in MATLAB, the events to be analysed were simulated. Several span lenghts, orientations and combinations of winds were considered on the simulations.From the results obtained, it is possible to conclude that, from the same wind speed at a height of 10 m above the ground, a synoptic event with its direction perpendicular to the cables induced more severe loads. In other cases analysed, it was observed that due to the axisymmetric wind field generated, the more severe load case may be composed by a localized wind event.

O Problema de Balanceamento e Sequenciamento de Linhas de Montagem com Tempos de Setup dependentes da Sequência (SUALBSP, em inglês Setup Assembly Line Balancing and Scheduling) envolve a atribuição de tarefas às estações de trabalho e o sequenciamento destas tarefas dentro da estação à qual foi atribuída. Trabalhos anteriores propuseram soluções heurísticas com excelentes resultados, porém o uso de métodos exatos, por meio de algum resolvedor de Programação Inteira Mista, tem apresentado desempenhos decepcionantes, pois contém um subproblema NP-hard em todas as estações. Enquanto o modelo de Scholl, Boysen e Fliedner (2013) minimiza prioritariamente o número de estações, o modelo proposto neste trabalho parte da premissa que este é um dado definido. A partir de uma estimativa inicial de número de estações, processa-se o modelo com o objetivo de distribuir as tarefas e minimizar o tempo total de estação, que é o segundo objetivo do modelo original. Se este processamento for infactível, incrementa-se o número de estações em uma unidade e reprocessa-se o modelo até se encontrar um resultado factível. Experimentos computacionais em 101 instâncias de dados confirmam o bom desempenho da abordagem proposta, sem qualquer prejuízo à qualidade da solução. Portanto, os resultados apresentados demonstram que há espaço para estudos futuros a partir do uso de matheurísticas. / The Setup Assembly Line Balancing and Scheduling Problem (SUALBSP) involves the assigning of tasks to workstations and the sequencing of these tasks within the station to which they are assigned. Previous work has proposed heuristic solutions with excellent results, but the use of exact methods, by some Mixed-Integer Programming solver, has shown disappointing performance, because it contains an NP-hard sub problems in every station. While the model proposed by Scholl, Boysen and Fliedner (2013) primarily minimizes the numbers of stations, our model assumes it as a parameter. From an initial estimate of the number of stations, we process the model for allocating tasks and minimize station times, which is the second objective of the original model. If this processing is infeasible, we increase the number of stations by one unit and we reprocess the model to find a feasible result. Computational experiments in 101 instances of data set confirm the good performance of the proposed approach, without harming the quality of the solution. Therefore, the results show that there are opportunities for future studies based on the use of matheuristics.

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / Muitos fenÃmenos fÃsicos tÃm forte dependÃncia da desordem do meio no qual ocorrem. A teoria de localizaÃÃo de Anderson, por exemplo, estabelece que a introduÃÃo de desordem em sistemas eletrÃnicos pode promover a transiÃÃo metal-isolante, tambÃm conhecida como transiÃÃo de Anderson. Contudo, para sistemas de baixa dimensionalidade, segundo essa mesma teoria, qualquer grau finito de desordem pode promover a localizaÃÃo exponencial de todas as funÃÃes eletrÃnicas. No entanto, foi mostrado que a teoria geral de localizaÃÃo de Anderson à violada quando correlaÃÃes e interaÃÃes de longo alcance sÃo utilizadas. Nesse cenÃrio, a transiÃÃo metal-isolante ocorre tambÃm para sistemas de baixa dimensionalidade. Nos problemas relacionados com redes, as ligaÃÃes de longo alcance sÃo responsÃveis pela pequena distÃncia mÃdia entre indivÃduos pertencentes à mesma rede social. Esse fenÃmeno à popularmente conhecido como os seis graus de separaÃÃo. AlÃm disso, Kleinberg mostrou que a introduÃÃo de uma distribuiÃÃo em lei de potÃncia de ligaÃÃes de longo alcance em uma rede substrato gera um mÃnimo no tempo de envio de uma informaÃÃo de um sÃtio fonte a um sÃtio alvo da rede. Nesta tese, investigamos como a desordem de longo alcance altera a classe de universalidade de dois modelos matemÃticos que representam os seguintes problemas fÃsicos: o processo de erosÃo na costa de paisagens correlacionadas e a transiÃÃo deslocalizaÃÃo-localizaÃÃo dos modos normais de vibraÃÃo de uma cadeia harmÃnica com ligaÃÃes de longo alcance restritas por uma funÃÃo custo. No primeiro modelo, mostramos que correlaÃÃes espaciais de longo alcance nas propriedades geolÃgicas da costa, no regime crÃtico do nosso modelo, gera um espectro de linhas costeiras fractais cujas dimensÃes fractais variam entre D=1.33 e 1.00 quando variamos o expoente de Hurst no intervalo 0<H<1. AlÃm disso, quando utilizamos superfÃcies nÃo correlacionadas, as linha costeiras, para erosÃes marÃtimas muito intensas, sÃo autoafins e pertencem à mesma classe de universalidade das interfaces descritas pela equaÃÃo de Kardar-Parisi-Zhang (KPZ). No segundo modelo, mostramos que ligaÃÃes de longo alcance inseridas em uma cadeia harmÃnica com uma probabilidade decaindo com o tamanho da ligaÃÃo, p ~ r -&#945;, restritas por uma funÃÃo custo proporcional ao tamanho da cadeia, promovem uma transiÃÃo deslocalizaÃÃo-localizaÃÃo dos modos normais de vibraÃÃo para o expoente &#945; &#8776; 1.25. / Many physical phenomena have strong dependence on the disorder of the medium in which they occur. The {it Anderson} theory localization, for example, states that the introduction of disorder in electronic systems can promote the metal-insulator transition, also known as {it Anderson} transition. However, for low dimensional systems, according to the same theory, any finite degree of uncorrelated disorder is able to promote the exponential localization of all electronic functions. The general {it Anderson} theory localization is violated when long-range correlations and long-range interactions are used. In this scenario, the metal-insulator transition also occurs for low dimensional systems. In network problems, the long-range connections are responsible for the short average distance between individuals belonging to the same social network. This phenomenon is popularly known as six degrees of separation. Furthermore, {it Kleinberg} showed that the introduction of a power-law distribution of long-range links in a network produces a minimum in the transmission time information from a source site to a target site network . In this thesis, we investigate how the long-range disorder changes the universality class of two mathematical models that represent the following physical problems: the erosion process in correlated landscapes and the delocalization-localization transition of the normal modes of a harmonic chain with long range connections restricted by a cost function. In the first model, we show that long-range spatial correlations in the geological properties of the coast, in the critical regime of our model, generates a spectrum of fractals shorelines whose fractal dimensions vary between {it D} = 1.33 and 1.00 when we vary the {it Hurst} exponent in the range $0< H <1$. Furthermore, when we use uncorrelated surfaces, the shoreline, for very intense sea erosion, are self-affine and belong to the same universality class of the interfaces described by the equation of {it Kardar-Parisi-Zhang} ({it KPZ}). In the second model, we show that long-range links in a chain harmonic inserted with a probability with decreasing size of the bond, $p sim r^{-alpha}$, restricted by a cost function proportional to chain length, promotes a delocalization-localization transition of the normal modes for the exponent $ alpha simeq 1.25$.

Propõe-se neste trabalho a determinação dos padrões de corte em estruturas de membrana por meio de linhas geodésicas, sendo as membranas obrigatoriamente discretizadas em facetas triangulares (elementos finitos de membrana triangulares). Com base em procedimentos geometricamente simples, formulou-se o caminhamento das linhas geodésicas sobre malhas de facetas triangulares, indicando-se um vértice inicial, uma direção inicial de busca e um vértice final (vértice que se quer alcançar). Contudo, na grande maioria dos casos, o vértice de busca não é alcançado em uma primeira tentativa, tendo-se que introduzir correções para a direção inicial. Depois de alcançado o vértice de busca, tem-se uma malha composta por novas facetas triangulares e outras quadrangulares que devem ser reformuladas, a fim de se ter uma malha formada apenas por triângulos. Por conseqüência das linhas geodésicas traçadas na malha, deve-se proceder da planificação das faixas encontradas; desta forma, necessita-se transferir/transformar as tensões das facetas originais para as facetas resultantes do corte por linhas geodésicas. Em seguida, faz-se a planificação das faixas determinadas, onde se podem comparar faixas cortadas a partir das arestas das facetas com aquelas resultantes do traçado das linhas geodésicas. / This work proposes the determination of the cutting patterns in membrane structures with geodesic lines, being the membranes obligatorily divided in triangular facets (triangular finite elements of membrane). For this, basing on procedures geometrically simple, the progress of the geodesic lines was formulated in meshes of triangular facets, being indicated an initial vertex, an initial direction of search and a final vertex (vertex that one want to reach). However, in the great majority of the cases the search vertex is not reached in a first attempt, so we need to introduce corrections for the initial direction. After having reached the search vertex, a mesh is had composed by new triangular facets and other square ones that should be reformulated, with the purpose to have a mesh just formed by triangle. For consequence of the geodesic lines drawn in the mesh, it should be come from the planning of the found strips, for this it is needed to transfer (to transform) the stresses of the original facets for the resulting facets of the cut for geodesic lines. Soon afterwards is done to the planning of the certain strips, to compare cut strips on the edges of the facets with resulting strips of the geodesic lines

Localizadores de faltas são dispositivos designados para determinar a localização do ponto de incidência de faltas em linhas de transmissão dos sistemas elétricos de potência. Esta localização possibilita uma restauração mais rápida da operação de um sistema elétrico, contribuindo assim para um alto grau de continuidade no fornecimento de energia. Este trabalho apresenta um estudo comparativo entre duas abordagens distintas para localização digital de faltas. Os métodos se distinguem quanto à natureza dos dados de entrada. Um dos métodos utiliza dados disponíveis apenas em um único terminal, enquanto que o outro, utiliza dados provenientes dos dois terminais da linha de transmissão. As teorias fundamentais de ambas as técnicas são estudadas e simulações computacionais das mesmas são extensivamente testadas utilizando-se dados provenientes de uma simulação das linhas de transmissão sob falta. / Fault locators are devices designed to pinpoint the location of the fault on transmission lines of electric power systems. This location allows a fast restoration of the power system operation, contributing to a high level of continuity on power delivery. This work shows a comparative study between two digital fault locator approaches. The methods differ on the nature of input data. One of the methods uses data available from only one end, while the other uses data from the both ends of the transmission line. The fundamental theories of the two techniques will be studied, and computacional simulations are extensively tested with data obtained from simulation of faulted transmission lines.

Trata-se uma análise elastoplástica de tensões planas nos métodos de conformação em forjamentos com matriz aberta ou fechada e trefilação. Emprega-se o método das linhas de fluência, desenvolvido por Hencky e Prager. O estudo visa a determinação das tensões na região plástica e do campo de velocidades na região deformada, utilizando o método de Prager aplicado a um processo analítico. / An elastoplastic analysis of plane strain in axisymmetric flat and closed punch die and wiredrawing was made using the slip lines method, developed by Hencky and Prager. Studies were made to determine the strains in the plastic zone and the velocities in deformed zone using the Prager\'s method applyed in an analytical process.

As linhas flexíveis utilizadas em sistemas flutuantes para produção de petróleo são solicitadas por esforços ambientais de natureza aleatória durante toda sua vida útil. Sua resposta dinâmica de longo prazo as solicitações do ambiente, embora não estacionaria pode ser vista como sendo uma sucessão de processos aleatórios estacionários, associados a probabilidades de ocorrência de condições ambientais de curto prazo. Através de simulações da resposta não linear as solicitações de curto prazo, uma descrição probabilística de segunda ordem da resposta das linhas flexíveis pode ser obtida por analise biespectral. A resposta estacionaria não gaussiana fica então sendo caracterizada no domínio da frequência pela identificação de suas energias linear e não linear. A energia linear define um processo gaussiano, e a energia não linear corresponde à parcela não gaussiana da resposta. Uma regressão quadrática da resposta no domínio da frequência permite obter sua função característica, que e a transformada de Fourier da função de densidade de probabilidade. Desta forma, a resposta estacionaria e representada pela soma de parcelas lineares e quadráticas de variáveis aleatórias gaussianas independentes, e a obtenção da função característica faz-se através da solução de um problema de autovalores e autovetores de uma matriz real e simétrica. / Sem resumo em inglês.

Diversas pesquisas e estudos científicos mostram que uma grande porcentagem das pessoas com deficiência é excluída do mercado de trabalho, sobretudo em países em desenvolvimento. Com o intuito de alterar essa realidade, destacam-se, entre outras medidas, a criação de Centros de Trabalho para Deficientes (CTDs). Tais organizações empregam trabalhadores com deficiência em vários setores empresariais, dando-lhes oportunidades iniciais e preparando-os para que possam, mais tarde, ser inseridos no mercado de trabalho convencional. Vários destes centros operam linhas de produção, principal objeto de estudo desta tese. Nosso estudo é situado em uma etapa idealmente posterior aos CTDs, referente à inserção de trabalhadores com deficiência em linhas de produção convencionais. A demanda por estudos neste contexto tem crescido nos últimos anos, devido sobretudo a políticas corporativas de responsabilidade social e exigências legislativas, como a \"Lei das Cotas\", presentes em diversos países. O planejamento da operação de linhas de produção na presença de trabalhadores com deficiência envolve uma série de desafios, devido à heterogeneidade entre trabalhadores, que faz com que o tempo de execução das tarefas seja dependente de cada indivíduo. Nos deparamos, assim, com um problema de dupla alocação, em que as variáveis de decisão determinam as tarefas a serem inseridas em estações e a alocação de trabalhadores para as mesmas, de modo a otimizar alguma medida de eficiência. O balanceamento de linhas de produção convencionais com uma parcela de trabalhadores com deficiência é denominado problema de balanceamento de linhas de produção e integração de trabalhadores (ALWIBP, do inglês: assembly line worker integration and balancing problem), sendo um caso particular do problema de balanceamento de linhas de produção e designação de trabalhadores (ALWABP, do inglês: assembly line worker assignment and balancing problem), cuja ocorrência é mais comum em linhas de CTDs. Nosso objetivo consiste em estudar formas eficientes de proporcionar a integração de trabalhadores com deficiência em linhas convencionais. Para tanto, abordamos variações do ALWIBP que consideram: (i) minimização de diferentes funções objetivo (número de estações ou tempo de ciclo); (ii) linha de produção com leiautes distintos (simples ou em U); (iii) incertezas quanto ao tempo de execução de cada tarefa (abordagem robusta); (iv) estratégias de rotação de tarefas ou alocação de trabalhadores com deficiência na linha com espaçamento regular. Para cada uma destas extensões, foram desenvolvidos formulações matemáticas, métodos de resolução e novos conjuntos de instâncias teste. Experimentos computacionais indicam possibilidades de adaptação de linhas de produção convencionais à inserção de trabalhadores com deficiência, a custos adicionais baixos ou quase nulos. Portanto, este trabalho oferece alternativas para uma maior flexibilidade na integração de pessoas com deficiência, tornando-os tão eficientes quanto qualquer outro trabalhador denominado \"convencional\". / A number of studies show that a large percentage of disabled people are excluded from the labor market, in particular in developing countries. In order to deal with this problem, one can highlight the importance of Sheltered Work Centers for Disabled (SWDs). These organizations employ disabled workers in various corporate sectors, giving them initial opportunities and preparing them so that they can be later integrated into the conventional labor market. Many of these centers operate assembly lines, the main object of study of this thesis. Our study considers an ideally later stage of SWDs, related with the insertion of disabled workers in conventional assembly lines. The demand for studies in this field has grown over the years, due to corporate social responsibility policies and legal requirements such as \"quotas legislations\", present in many countries. Planning the operation of assembly lines with disabled workers involves a series of challenges due to the heterogeneity among workers, which are reflected in task times being worker dependent. This results in a double allocation problem, where decisions must determine both the tasks and the workers to be assigned to the stations, in order to optimize some efficiency measure. The conventional assembly line balancing with a parcel of disabled workers is known as the assembly line worker integration and balancing problem (ALWIBP), being a particular case of the assembly line worker assignment and balancing problem (ALWABP), which occurance is more common in SWDs. Our goal consists in studying efficient ways to promote the integration of people with disabilities in conventional assembly lines. For that, we address ALWIBP variants that consider: (i) minimization of different objective functions (number of stations or cycle time); (ii) different assembly line layouts (simple or U-shaped); (iii) uncertainties on task execution times (robust approach); (iv) job rotation strategies or allocation of disabled workers in the line with regular spacing. For each of these extensions, we develop mathematical formulations, solution methods and new sets of benchmark instances. Computational experiments indicate possibilities for adapting conventional assembly lines to the insertion of disabled workers, at low or close to null additional costs. Therefore, this study offers alternatives ways of increasing exibility in the integration of people with disabilities, making them as efficient as any other conventional worker.

Os métodos mais utilizados para manutenção e inspeção em linhas de transmissão são caros, perigosos e pouco precisos. Este trabalho propõe um método de manutenção preventiva mais eficiente, autônomo, para um trabalho rápido e que não ofereça riscos aos trabalhadores envolvidos. O método visa a utilização de um dispositivo móvel que se locomover-se-a ao longo das linhas de transmissão e fará a inspeção. Foi utilizada uma câmera infravermelha e desenvolvido um método que processa os dados gerados pela câmera para assim permitir a automatização desejada desta manutenção preventiva. Esta câmera, ao invés de formar imagens utilizando as frequências eletromagnéticas na faixa do visível, que são reetidas pelos objetos, utiliza as frequências na faixa infravermelho, que são emitidas pelo próprio objeto que está sendo inspecionado. O objetivo é encontrar regiões das linhas de transmissão com elevada temperatura e acusar a falha, se for o caso, tão logo ela tenha sido detectada pela câmera e assim sendo possível saber a localização aproximada da falha e a melhor providência a ser tomada. / The methods used for maintenance and inspection of transmission lines are expensive, dangerous and inaccurate. This work proposes a method for preventive maintenance where is more e cient, autonomous, faster and that o ers no risk to workers. The method aims to use a mobile device that travels along the transmission lines andperforms the inspection. An infrared camera is used to develop a method that processes the generated data in order to enable the automation of preventive maintenance. This camera, instead of forming images by using the electromagnetic frequencies in the visible range, which are re ected from objects, uses frequencies in the infrared, which are emitted by the object under inspected. The goal is to nd regions of transmission lines with high temperatures and detect the fault, if any, the position of the fault and determine the best action to be taken.