[pt] A Internet das Coisas (IoT) se propõe a interligar o mundo físico e a Internet, o que abre a possibilidade de desenvolvimento de diversas aplicações, principalmente na área da saúde. Essas aplicações requerem um grande número de sensores para coletar informações continuamente, gerando grandes fluxos de dados, muitas vezes excessivos, redundantes ou sem significado para as operações do sistema. Essa geração massiva de dados de sensores desperdiça recursos computacionais para adquirir, transmitir, armazenar e processar informações, levando à perda de eficiência desses sistemas ao longo do tempo. Além disso, os dispositivos IoT são projetados para serem pequenos e portáteis, alimentados por baterias, para maior mobilidade e interferência minimizada no ambiente monitorado. No entanto, esse design também resulta em restrições de consumo de energia, tornando a vida útil da bateria um desafio significativo que precisa ser enfrentado. Além disso, esses sistemas geralmente operam em ambientes imprevisíveis, o que pode gerar alarmes redundantes e insignificantes, tornando-os ineficazes. No entanto, um sistema auto-adaptativo que identifica e prevê riscos iminentes através de um sistema de pontuação de alertas antecipados (EWS) pode lidar com esses problemas. Devido ao seu baixo custo de processamento, a referência EWS pode ser incorporada em dispositivos vestíveis e sensores, permitindo um melhor gerenciamento das taxas de amostragem, transmissões, produção de alarmes e consumo de energia. Seguindo a ideia acima, esta tese apresenta uma solução que combina um sistema EWS com um algoritmo auto-adaptativo em aplicações IoT de monitoramento de pacientes. Desta forma, promovendo uma redução na aquisição e transmissão de dados , diminuindo alarmes não acionáveis e proporcionando economia de energia para esses dispositivos. Além disso, projetamos e desenvolvemos um protótipo de hardware capaz de embarcar nossa proposta, evidenciando a sua viabilidade técnica. Além disso, usando nosso protótipo, coletamos dados reais de consumo de energia dos componentes de hardware que foram usados durante nossas simulações com dados reais de pacientes provenientes de banco de dados públicos. Nossos experimentos demonstraram grandes benefícios com essa abordagem, reduzindo em 87 por cento os dados amostrados, em 99 por cento a carga total das mensagens transmitidas do dispositivo de monitoramento, 78 por cento dos alarmes e uma economia de energia de quase 82 por cento. No entanto, a fidelidade do monitoramento do estado clínico dos pacientes apresentou um erro absoluto total médio de 6,8 por cento (mais ou menos 5,5 por cento), mas minimizado para 3,8 por cento (mais ou menos 2,8 por cento) em uma configuração com menores ganhos na redução de dados. A perda de detecção total dos alarmes dependendo da configuração de frequências e janelas de tempo analisadas ficou entre 0,5 por cento e 9,5 por cento, com exatidão do tipo de alarme entre 89 por cento e 94 por cento. Concluindo, este trabalho apresenta uma abordagem para o uso mais eficiente de recursos computacionais, de comunicação e de energia para implementar aplicativos de monitoramento de pacientes baseados em IoT. / [en] The Internet of Things (IoT) proposes to connect the physical world to the Internet, which opens up the possibility of developing various applications, especially in healthcare. These applications require a huge number of sensors to collect information continuously, generating large data flows, often excessive, redundant, or without meaning for the system s operations. This massive generation of sensor data wastes computational resources to acquire, transmit, store, and process information, leading to the loss of efficiency of these systems over time. In addition, IoT devices are designed to be small and portable, powered by batteries, for increased mobility and minimized interference with the monitored environment. However, this design also results in energy consumption restrictions, making battery lifetime a significant challenge that needs to be addressed. Furthermore, these systems often operate in unpredictable environments, which can generate redundant and negligible alarms, rendering them ineffective. However, a self-adaptive system that identifies and predicts imminent risks using early-warning scores (EWS) can cope with these issues. Due to its low processing cost, EWS guidelines can be embedded in wearable and sensor devices, allowing better management of sampling rates, transmissions, alarm production, and energy consumption. Following the aforementioned idea, this thesis presents a solution combining EWS with a self-adaptive algorithm for IoT patient monitoring applications. Thus, promoting a reduction in data acquisition and transmission, decreasing non-actionable alarms, and providing energy savings for these devices. In addition, we designed and developed a hardware prototype capable of embedding our proposal, which attested to its technical feasibility. Moreover, using our wearable prototype, we collected the energy consumption data of hardware components and used them during our simulations with real patient data from public datasets. Our experiments demonstrated great benefits of our approach, reducing by 87 percent the sampled data, 99 percent the total payload of the transmitted messages from the monitoring device, 78 percent of the alarms, and an energy saving of almost 82 percent. However, the fidelity of monitoring the clinical status of patients showed a mean total absolute error of 6.8 percent (plus-minus 5.5 percent) but minimized to 3.8 percent (plus-minus 2.8 percent) in a configuration with lower data reduction gains. The total loss of alarm detection depends on the configuration of frequencies and time windows, remaining between 0.5 percent and 9.5 percent, with an accuracy of the type of alarm between 89 percent and 94 percent. In conclusion, this work presents an approach for more efficient use of computational, communication, and energy resources to implement IoT-based patient monitoring applications.

[pt] A demanda global por soluções sustentáveis para geração de energia elétrica cresceu rapidamente nas últimas décadas, sendo impulsionada por incentivos fiscais dos governos e investimentos em pesquisa e desenvolvimento de tecnologias. Isso provocou uma crescente inserção de fontes renováveis nas redes elétricas ao redor do mundo, criando novos desafios críticos para as avaliações de desempenho dos sistemas que são potencializados pela intermitência desses recursos energéticos combinada às falhas dos equipamentos de rede. Motivado por esse cenário, esta dissertação aborda a estimativa de risco de inadequação de grandezas elétricas, como ocorrências de sobrecarga em ramos elétricos ou subtensão em barramentos, através do uso do fluxo de potência probabilístico, baseado na simulação Monte Carlo e no método de entropia cruzada. O objetivo é determinar o risco do sistema não atender a critérios operativos, de forma precisa e com eficiência computacional, considerando as incertezas de carga, geração e transmissão. O método é aplicado aos sistemas testes IEEE RTS 79 e IEEE 118 barras, considerando também versões modificadas com a inclusão de uma usina eólica, e os resultados são amplamente discutidos. / [en] The global demand for sustainable solutions for electricity generation has grown rapidly in recent decades, driven by government tax incentives and investments in technology research and development. This caused a growing insertion of renewable sources in power networks around the world, creating new critical challenges for systems performance assessments that are enhanced by the intermittency of these energy resources combined with the failures of network equipment. Motivated by this scenario, this dissertation addresses the estimation of risk of inadequacy of electrical quantities, such as overload occurrences in electrical branches or undervoltage in buses, through the use of probabilistic power flow, based on Monte Carlo simulation and the cross-entropy method. The objective is to determine the risk of the system not meeting operational criteria, precisely and with computational efficiency, considering load, generation and transmission uncertainties. The method is applied to IEEE RTS 79 and IEEE 118 bus test systems, also considering modified versions with the inclusion of a wind power plant, and the results are widely discussed.

[pt] As jazidas mundiais de minérios de ferro tendem ao empobrecimento dos teores de ferro, aumento das gangas (sílica, alumina, fósforo, etc.) e maiores ocorrências de minérios hidratados. Esta mudança vem gerando um esforço no sentido de aprimorar as técnicas de extração e beneficiamento. O fósforo é um contaminante que em certos teores provoca a fragilização dos aços, sendo, portanto, restritivo ao aproveitamento de importantes jazidas minerais, principalmente as ricas em minérios de origens intempéricas ou supergênicas. Vários trabalhos foram e estão sendo conduzidos visando desenvolver tecnologias capazes de reduzir o teor de P durante o processo de beneficiamento. Porém, até o momento não têm mostrado viabilidade econômica, face à escala de produção e a efeitos danosos ao ambiente. No caso da Samarco, os minérios foram gerados principalmente por processos de enriquecimento supergênico, nos quais é comum a presença de considerável goethita, que é apontada como principal mineral portador do fósforo. O objetivo deste trabalho foi, de forma original, a formulação de uma pelota para redução direta de forma que o fósforo se encontrasse fluxado em fases escorificadas. Essas fases, produzidas através de um adequado ciclo térmico de endurecimento e com composição química otimizada, resultaria em pelotas onde este elemento se mantivesse estável, tanto na produção do DRI quanto na fusão e refino oxidante deste no FEA. Para tanto foram realizados, além de uma ampla revisão bibliográfica, concebido um procedimento analítico original para quantificação apenas do fósforo liberado; planejado experimentos para: a avaliação cinética da migração deste fósforo em pellet feed, nas pelotas e no DRI quando submetido a diferentes aportes térmicos e auto-fluxagens; analise da influência das variáveis do processo de endurecimento sobre a liberação do fósforo e sua escorificação; e comprovação da estabilidade das fases escorificadas durante a redução, em escala de laboratório, e durante a fusão e refino conduzido em um FEA semi-industrial. Os resultados obtidos mostraram ser viável a produção de pelotas para redução direta com o fósforo auto-fluxado em fases estáveis. / [en] Actually the iron ore deposits in the world have the tendency to decrease the iron content, increasing the gangue (silica, alumina, phosphorus, etc.) and to further occurrence of hydrated ores. This change demands improvements in concentration processing techniques for feasible mining operations. The phosphorus is a contaminant that, in some contents, causes the embrittlement of steels, been, wherefore, a limitative to the use of important ore deposits, mostly regarding the weathered iron ores or supergene origins. Several studies were and have been conducted aiming to develop technologies capable of decreasing the P content during the beneficiation process. However, until now, the economic viability of such studies has not been feasible, considering the production scale and the harmful effects to the environment. In Samarco’s case, the mine geological formation is mostly supergene, which is responsible for the presence of the goethite ores, pointed as the main phosphorus carrier. The main point of this work was, with an innovating approach, formulate a new type of pellet addressed to direct reduction processes in a manner that the P could be fluxed into the slag phases. These phases, produced through an adequate thermal cycle of induration and with an optimized chemical composition, resulted in pellets with stable slags containing, as well as in the produced DRI and in the melted bath generated during the primary refining performed in the EAF. For this purpose, it was done, further to a wide bibliographic review, an original analytical procedure to quantify the released phosphorus and a series of planned experiments, such as: the kinetic evaluation of the phosphorus migration from the mineral phases of the pellet feed when subjected to different thermal treatments; analysis of the induration process variables which could affect the phosphorus release and its fluxing into the slag ; Finally, the stability of the fluxing phases during the reduction in a laboratory scale and the melting and refining process in a semi-industrial EAF, were performed. The obtained results showed the feasibility of this new approach produce DR pellets with self-fluxed phosphorus trapped in stable phases.

[pt] A indústria offshore vive atualmente a quarta revolução industrial que traz novos desafios para a cadeia de suprimentos e exige a implementação de paradigmas clássicos como a filosofia Lean, a fim de aumentar a eficiência e aprimorar processos, obtendo vantagens competitivas sustentáveis que são requisitos base para a transformação digital. Entretanto, ainda é limitada a aplicação do Lean no setor de transporte rodoviário e há escassez de estudos práticos sobre como o Lean Transportation (LT) pode apoiar a melhoria das operações offshore. Dessa forma, objetiva-se aplicar técnicas do LT para reduzir desperdícios no processo de transporte dedicado destinados à cadeia de suprimentos offshore de uma empresa de grande porte do setor de óleo e gás. Para isso utilizou-se uma pesquisa-ação com abordagem multimétodo por meio de scoping review, grupos focais e observação participante e aplicação de ferramentas Lean como o Value Stream Mapping (VSM) para identificar desperdícios presentes no processo e possibilidades de melhoria competitiva para a área interna de logística da empresa em análise, permitindo uma logística de transporte planejada com nível de serviço adequado às necessidades do cliente. Como produto, observou-se a redução de desperdícios principalmente nas etapas de espera de carregamento e descarregamento em transporte rodoviário dedicado por meio de um caso de intervenção real, resultando na implementação de ações de controle, automatização e aprimoramento das atividades com redução expressiva do tempo de inatividade do processo, ganho monetário de 6.300.000,00 reais por ano para a operação e produtos como questionário de benchmarking, protocolo de pesquisa-ação e ciclo PDCA que podem ser aplicados em outras empresas do mesmo segmento. Também foram identificados, qualitativamente, desperdícios associados a esforço humano e recursos digitais mal-empregados ou não implementados. / [en] The offshore industry is currently experiencing the fourth industrial revolution that brings new challenges to the supply chain and requires the implementation of classical paradigms such as Lean philosophy in order to increase efficiency and improve processes, obtaining sustainable competitive advantages that are basic requirements for digital transformation. However, the application of Lean in the trucking industry is still limited and there is a dearth of practical studies on how Lean Transportation (LT) can support the improvement of offshore operations. Thus, the objective is to apply LT techniques to reduce waste in the dedicated transportation process for the offshore supply chain of a large oil and gas company. To do so, it was used action research with a multi-method approach through scoping review, focus groups and participant observation and application of Lean tools such as Value Stream Mapping (VSM) to identify waste present in the process and possibilities of competitive improvement for the internal logistics area of the company under analysis, allowing a planned transport logistics with a level of service appropriate to customer needs. As a result, there was a reduction in waste mainly in the waiting stages of loading and unloading in dedicated road transport through a real intervention case, resulting in the implementation of control actions, automation and improvement of activities with a significant reduction in downtime of the process, monetary gain of BRL 6,300,000.00 per year for the operation and products such as a benchmarking questionnaire, action research protocol and PDCA cycle that can be applied to other companies in the same segment. We also identified, qualitatively, waste associated with human effort and digital resources misused or not implemented.

[pt] Para simular, prever e controlar os sistemas de energia elétrica, engenheiros precisam de ferramentas computacionais para modelar os componentes dessa rede interconectada altamente complexa. Muitos esforços ao longo do século passado foram dedicados a desenvolver modelos matemáticos para geradores, linhas de transmissão, compensadores de potência reativa, transformadores e assim por diante. Os principais componentes dos sistemas de potência são representados precisamente através de modelos matemáticos, mas as cargas ainda são uma fonte de incerteza nas simulações, devido à sua característica de aleatoriedade. Modelos de carga conservadores superestimam a resposta de potência a desvios de tensão, enquanto modelos de carga excessivamente otimistas podem subestimar as margens de estabilidade, deixando o sistema muito próximo do seu limite operacional. É preciso estabelecer representações de cargas tão próximas da realidade quanto possível, a fim de explorar os recursos de rede de modo mais eficiente. Este trabalho fornece uma metodologia para modelagem de carga, investigando e resumindo as etapas do processo, que podem ser implementadas de diversas maneiras. O tratamento de dados, a escolha de uma representação matemática do modelo de carga e sua estimação de parâmetros são apresentados através de estudos de caso reais, tanto para uma aplicação focada na dinâmica do sistema elétrica, quanto para uma aplicação em regime permanente. Discute-se como otimização e conceitos de inferência estatística podem ser ferramentas efetivas para alcançar melhores aproximações sobre como a carga responderá a perturbações causadas por variações de tensão, sejam estas variações espontâneas, ou devido a ações de controle, ou causadas por curtos-circuitos. / [en] To simulate, predict and control Electric Power Systems (EPS), engineers need tools to model the components of this highly complex interconnected network. Many efforts over the past century were dedicated to develop mathematical models for generators, transmission lines, reactive power compensators, transformers and so on. The main components of the power systems are precisely represented by mathematical models, but the loads are still a source of uncertainty in the simulations, due to their random characteristics. It is well known that conservative load models super estimate power response to voltage deviations, and, on the other hand, over-optimistic load models may underestimate stability margins, leading a system to operate too close to its limit. It is necessary to stablish load representations as close to reality as possible, in order to fully exploit grid resources. This work provides a methodology for load modeling, investigating and summarizing the steps of the process, whose can be implemented in a wide variety of ways. Data treatment, the choice of a load model representation and their parameters estimation are presented through real case studies, both for dynamic simulation and a steady state application. It is discussed how optimization and statistical inference concepts can be effective tools to reach better approximations on how load will respond to disturbances caused by voltage variations, whether these were spontaneous, due to control actions, or caused by short-circuits.

[pt] Processamento em arranjos de sensores é uma área com vasta aplicação, tanto civil quanto militar, por exemplo em sonar, radar, sismologia e comunicações sem fio. Por meio de processamento espacial e espácio-temporal é possível melhorar suas funcionalidades e explorar novas possibilidades. Esta área vem atraindo cada vez mais a atenção e os esfor¸cos da comunidade científica, especialmente agora, em que antenas phased-array se estabeleceram como uma tecnologia comercial e madura. Neste contexto, nós tratamos o problema de processamento com posto reduzido em processamento espacial (beamforming) e espácio-temporal de sinais radar e a nova área de radares com função dual de radar e comunicações (dualfunction radar-communications, DFRC), que pode ser resumida na incorporação de mensagens de comunicações nas transmissıes radar como uma tarefa secundária. Nesta tese, nós investigamos a aplicação de um novo esquema de reduções de posto baseado em interpolação e decimação em duas áreas distintas: processamento espacial e processamento espácio-temporal de sinais radar. Este algoritmo para redução de posto nunca havia sido testado nestes ambientes antes e apresentou resultados bastante expressivos. Nós também propomos simplificações para reduzir a complexidade computacional do algoritmo em bemforming. Quanto ao tópico de DFRC, nós propomos dois métodos originais para incorporar modulação de amplitude/fase aos lóbulos laterais do diagrama de irradiação do radar de forma robusta. Os métodos propostos são muito mais simples do que o estado-da-arte e apresentam desempenho superior em termos de robustez e aplicabilidade em operações de tempo-real. Nós ainda provemos várias outras análises, comparações e contribuições a esta nova área. / [en] Array processing is an area with many civilian and military applications, e.g. sonar, radar, seismology and wireless communications. By means of space and space-time processing it is possible to enhance their features and explore new possibilities. This area has been attracting increasingly more attention and gathering more efforts of the science community, especially now, that phased array antennas are established as a commercial and mature technology. Within this context, we address the problem of reduced rank processing in space and space-time radar signal processing and the new area of dual-function radar-communications (DFRC), which may be summarized as embedding communication messages into radar emissions as a secondary task for the radar. In this thesis, we investigate the application of a new joint interpolation and decimation rank reducing scheme in two different areas: beamforming and space-time radar processing. This rank reducing algorithm was never tested within these contexts before and shows impressive results. We also propose simplifications for decreasing the computational complexity of the algorithm in beamforming. In the topic of DFRC, we propose two original robust radar-embedded sidelobe phase/amplitude modulation methods which have simple closed form equations. The proposed methods are much simpler than the state of the art and have superior performance in terms of robustness and real-time applicability.

[pt] As mudanças climáticas têm sido consideradas por grande parte da comunidade científica como o problema ambiental mais grave já enfrentado pela humanidade. Os estudos conduzidos, ainda que com incertezas, indicam uma forte relação entre as ações antrópicas, o aquecimento global e a consequente alteração climática. Verões mais quentes, invernos mais rigorosos, secas, enchentes, tornados, desertificação, escassez de água, alimentos, perda da biodiversidade são alguns exemplos dos impactos causados por este desequilíbrio. A mitigação ou controle de um problema desta magnitude merece, sem dúvida, atenção dos governos e de empresas responsáveis por grandes emissões de gases de efeito estufa, considerados como responsáveis pela alteração no clima. Entretanto, outros setores também podem e devem contribuir para o alcance das metas globais estabelecidas nos acordos internacionais. O presente trabalho apresenta o resultado de um inventário de emissões de gases de efeito estufa elaborado para o Campus Gávea da PUC-Rio, utilizando-se da metodologia validada pelo Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas (IPCC), como ponto de partida para uma proposta de gerenciamento e mitigação das emissões diretas e indiretas do Campus. O estudo ainda indica ações para melhorar a qualidade de inventários futuros e medidas para a redução das emissões. / [en] Climate change has been considered by the scientific community as the most serious environmental problem ever faced by humanity. The studies performed, even with uncertainties, indicate a strong relationship between human actions, global warming and consequent climate change. Hotter summers, colder winters, severe droughts and floods, tornadoes, desertification, water and food scarcity and biodiversity loss are some examples of the impacts caused by this imbalance. The mitigation or control of a problem with this magnitude deserves undoubtedly attention of governments and companies responsible for the large emissions of greenhouse gases, considered as responsible for the climate change. However, other sectors can and should contribute to the achievement of the global targets set by international agreements. Regarding the uncertainties and expectations on climate change, in 1988 the Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC), consisted of scientists from around the world, was created to provide information related to the causes of climate change, its consequences and possible actions to reduce the impact on the earth. IPCC reports are published regularly and become a reference for the formulation of public policies and for use by experts and students. The IPCC in its 4th Assessment Report, indicates a 70 percent increase in anthropogenic emissions of greenhouse gases in the period 1970-2004, where the carbon dioxide (CO2) is the largest contributor. For the same period, CO2 annual emissions increased 80 percent and represented 77 percent of total anthropogenic emissions in 2004. This increase is mainly due to the consumption of fossil fuels and changes in land use. Once established the relationship between greenhouse gases and global warming, it became evident the need for measurement and quantification of emissions for achieving any progress in the management of the problem. For that, a common, standardized, transparent and reliable methodology was desired. Developed in the United States by the World Resource Institute (WRI) in 2001, the GHG Protocol seeks to understand, quantify and manage GHG emissions of companies and nowadays is the most frequently method used worldwide for performing GHG inventories. It is also compatible with standard ISO 14064: 2007 - Greenhouse Gases and the methodologies for quantification issued by the Intergovernmental Panel on Climate Change.

[pt] Na primeira parte desta tese, são desenvolvidos dois esquemas de detecção por listas para sistemas MIMO multiusuário. As técnicas propostas usam uma única transformação de redução de reticulado (LR) para modificar a matriz de canal entre os usuários e a estação base (BS). Após a transformação LR, um candidato confiável do sinal transmitido é obtido usando um detector de cancelamento sucessivo de interferências (SIC). No detector em múltiplos ramos com redução de reticulado e cancelamento sucessivo de interferências (MB-LR-SIC) proposto, um número fixo de diferentes ordenamentos para o detector SIC gera uma lista de possíveis candidatos para a informação transmitida. O melhor candidato é escolhido usando o critério maximum likelihood (ML). No detector por listas de tamanho variável (VLD) proposto, um algoritmo que decide se o candidato atual tem uma boa qualidade ou se é necessário continuar procurando por um candidato melhor nos ordenamentos restantes é utilizado. Os resultados numéricos mostram que os esquemas propostos têm um desempenho quase ótimo com uma complexidade computacional bem abaixo do detector ML. Um esquema de detecção e decodificação iterativa (IDD) baseado no algoritmo VLD é também desenvolvido, produzindo um desempenho próximo a um sistema mono usuário (SU) livre de interferências. Na segunda parte desta tese, uma técnica de detecção desacoplada de sinais (DSD) para sistemas MIMO massivo é proposta. Esta técnica permite que o sinal composto recebido na BS seja separado em sinais independentes, correspondentes a diferentes classes de usuários, viabilizando assim o uso dos procedimentos de detecção propostos na primeira parte desta tese em sistemas MIMO massivos. Um modelo de sinais para sistemas MIMO massivo com antenas centralizadas e/ou antenas distribuídas operando em redes heterogêneas de quinta geração é proposto. Uma análise baseada na soma das taxas e um estudo de custo computacional para DSD são apresentados. Os resultados numéricos ilustram o excelente compromisso desempenho versus complexidade obtido com a técnica DSD quando comparada com o esquema de detecção conjunta tradicional. / [en] In the first part of this thesis, we introduce two list detection schemes for the uplink scenario of multiuser multiple-input multiple-output (MUMIMO) systems. The proposed techniques employ a single lattice reduction (LR) transformation to modify the channel matrix between the users and the base station (BS). After the LR transformation, a reliable candidate for the transmitted signal vector, provided by successive interference cancellation (SIC) detection is obtained. In the proposed multi-branch lattice reduction SIC (MB-LR-SIC) detector, a fixed number of different orderings, generates a list of SIC detection candidates. The best candidate is chosen according to the maximum likelihood (ML) selection criterion. For the proposed variable list detection (VLD) scheme, an algorithm to decide if the current candidate has good quality or if it is necessary to further explore different orderings to improve the detection performance is employed. Simulation results indicate that the proposed schemes have a near-optimal performance while keeping its computational complexity well below that of the ML detector. An iterative detection and decoding (IDD) scheme based on the VLD algorithm is also developed, producing an excellent performance that approaches the single user (SU) scenario. In the second part of this thesis, a decoupled signal detection (DSD) technique which allows the separation of uplink signals, for each user class, at the base station (BS) for massive MIMO systems is proposed. The proposed DSD allows to implement the detection procedures proposed in the first part of this thesis in massive MIMO scenarios. A mathematical signal model for massive MIMO systems with centralized and distributed antennas in the future fifth generation (5G) heterogeneous cellular networks is also developed. A sum-rate analysis and a study of computational cost for DSD are also presented. Simulation results show excellent performance of the proposed DSD algorithm when combined with linear and SIC-based detectors.

[pt] O presente trabalho visa dar complemento à ferramenta gráfica interativa previamente criada com a finalidade de modelar e dimensionar vigas e pilares em concreto armado, inserindo no dimensionamento a não linearidade física. A ferramenta existente tem como base o programa FTOOL, que de maneira didática permite modelar e realiza análise estrutural em duas dimensões, resultando em deslocamentos, reações e esforços internos. Com base nos esforços e dados iniciais da estrutura tais como materiais, seções e cobrimento, a nova ferramenta altera a rigidez das seções para que se considere os efeitos de fissuração e fluência do concreto, além da relação não linear entre tensão e deformação. É necessário inserir uma análise da rigidez das seções, que após a fissuração da peça, na transição do Estádio I para o Estádio II, têm sua rigidez reduzida, cálculo este feito pela rigidez secante obtida pelos diagramas momento-curvatura. Desta forma, é necessário reavaliar a rigidez das diversas seções de maneira iterativa, fazendo-se a redistribuição de esforços de acordo com a variação das rijezas nas seções dos elementos estruturais. Propõe-se a comparação entre a recomendação da NBR 6118:2014, item 15.7.3, para consideração aproximada da não linearidade física e a rigidez secante obtida pelas relações momento-curvatura, tanto para os pilares como para as vigas. Para isso são estudados três exemplos de estruturas onde compara-se os resultados obtidos para os esforços internos, armadura e deslocamento. / [en] The present work aims to complement the graphic-interactive tool previously created for modeling and designing reinforced concrete beams and columns, introducing the material nonlinearity in the design. The existant tool is based on the FTOOL program, which didactically allows to model and performs structural analysis in two dimensions, resulting in deflections, reactions ans internal forces. Based on the forces and initial data of the structure such as materials, cross sections and concrete covering, the new tool changes the cross sections stiffnesses to consider the effects of concrete cracking and creep, besides the nonlinear relationships between tensions and deformations. It is necessary to introduce an analysis of the section stiffnesses, which after cracking, in the transition between stages I and II, presents a reduction in its stiffiness, that is evaluated by the secant stiffness from the moment-curvature diagrams. Thus, it is necessary to reevaluate the stiffness of the several sections iteratively, performing the redistribuition of the forces according to the vaiation of stiffness on the structural elements. It is proposed the comparison between the recommendation of NBR 6118 (ABNT, 2014), in its topic 15.7.3, for the approximate consideration of material nonlinearity and the secant stiffness obtained by the moment-curvature relationships, both for columns and beams. So three examples of structures are studied, in which the results obtained for internal forces, reinforcement and displacement are compared.