Orientadores: Celio Pasquini, Mario Cesar Ugulino de Araujo / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-09T13:24:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DantasFilho_HeronidesAdonias_D.pdf: 2337564 bytes, checksum: b5a44bf3eec3ce95ab683c5b2621b012 (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: Neste trabalho foram desenvolvidas e aplicadas técnicas de seleção de amostras e de variáveis espectrais para calibração multivariada a partir do Algoritmo das Projeções Sucessivas (APS). Também foi utilizada a transformada wavelet para resolver problemas de redução de ruído associado a dados de espectroscopia NIR (Infravermelho Próximo), na construção de modelos de calibração multivariada baseados em Regressão Linear Múltipla (MLR) para estimativa de parâmetros de qualidade de óleo diesel combustível e também de madeira de eucalipto. Os espectros NIR de transmitância para óleo diesel e de reflectância para madeira de eucalipto foram registrados empregando-se um equipamento NIR-Bomem com detector de Arseneto de Gálio e Índio. Para a aplicação em óleo diesel, foram estudadas as regiões espectrais: 850 - 1.100 nm, 1.100 - 1.570 nm e 1.570 - 2.500 nm. Para as amostras de madeira de eucalipto foi empregada a região de 1.100 - 2.500 nm. Os resultados do uso de técnicas de seleção de variáveis e amostras por MLR comprovaram sua simplicidade frente os modelos de regressão por mínimos quadrados parciais (PLS) que empregam toda a região espectral e transformação em variáveis latentes e são mais complexos de interpretar. O emprego de seleção de amostras demonstrou ainda a possibilidade de procedimentos de recalibrações e transferência de calibração que utilizam um número reduzido de amostras, sem a perda significativa da capacidade preditiva dos modelos MLR. O uso de filtragem wavelet também teve sua eficiência comprovada tanto no contexto da calibração multivariada quanto na filtragem de espectros NIR a partir de varreduras individuais. Na maioria dos casos de que trata esta tese e por conseqüência das técnicas quimiométricas empregadas, melhorias quanto à minimização do erro (RMSEP) associado à quantificação dos parâmetros de qualidade, bem como redução do tempo empregado na aquisição de varreduras de espectros NIR foram as principais contribuições fornecidas / Abstract: This work describes two techniques for spectral variable and sample selection based on the Successive Projections Algorithm (SPA), aiming the construction of multivariate regression models. Also, the wavelet transform was employed to solve problems related to noise reduction associated with spectroscopic data in the near infrared spectral region (NIR), and employed in the construction of multivariate calibration models based in Linear Multiple Regression (LMR) to estimate the quality parameters of diesel fuel and eucalyptus wood. The NIR transmission spectra for diesel samples and the reflectance spectra obtained for wood samples were acquired by using a NIR-Bomen equipment with AsGaIn detector. For application in diesel, the following spectral regions have been investigated: 850 - 1100 nm, 1100 - 1570 nm and 1570 - 2500 nm. For wood samples the spectral region employed was from 1100 - 2500 nm. The results obtained by using the variable selection techniques and LMR demonstrate their simplicity when compared with its counterpart Partial Least Square (PLS) which employs full spectral region and latent variables, being, therefore, more difficult to be interpreted. The use of wavelet filtering also demonstrates its efficiency both for multivariate calibration and NIR spectral data filtering. In most of the cases approached in this work, and inconsequence for the chemometric techniques employed, improvements in the error (RMSEP) associated with the quality parameters as well a decrease in the analysis time were the main achievements of this work / Doutorado / Quimica Analitica / Doutor em Ciências

Orientador: Stelamaris Rolla Bertoli / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo / Made available in DSpace on 2018-08-25T10:59:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Barbosa_AdrianoAurelioRibeiro_D.pdf: 5486627 bytes, checksum: fd9ac7f13185126d6aabd57ae00f989b (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: A poluição sonora e sua influência sobre o meio ambiente e a qualidade de vida das pessoas têm sido focos de várias pesquisas em diversas partes do mundo. Estudos apontam a construção civil como fator gerador de ruídos que incomodam a sociedade. A contribuição das máquinas e das ferramentas utilizadas nas obras tem influência direta neste processo. Os usos frequentes destes facilitadores estão entre as vertentes de melhoria de qualidade, racionalização dos processos e aplicação de inovações tecnológicas no setor. O estudo do comportamento e a caracterização dos ruídos ambientais nos canteiros de obras da construção civil, devido às operações com equipamentos elétricos, apresentam importância para o setor. A determinação do ruído gerado por máquinas, quando em contato com as superfícies de corte dos materiais de construção, contribui com as ações de controle do ruído em atividades desta natureza para fins ocupacionais e de conforto ambiental. A serra-mármore é uma máquina elétrica manual, portátil, largamente utilizada, na construção civil, para executar pequenos cortes e acabamentos em pisos, azulejos, telhas, tijolos e madeiras e destaca-se pela sua versatilidade, praticidade, leveza e ergonomia. O objetivo deste trabalho é propor um material de condição de carga padrão para implementação de método de determinação de potência sonora do ruído gerado por serra-mármore e estabelecer a incerteza de medição associada às operações. A metodologia utilizada para o estudo considerou os níveis de ruído gerados nas operações de corte em relação ao ruído do equipamento sem carga em concordância com a ISO 3744:2010, que especifica a determinação de níveis de potência sonora de ruído transmitido através do ar, por um método de engenharia, num campo livre sobre um plano refletor. Os resultados indicaram elevados níveis de ruído com a carga padrão proposta e diferentes materiais de construção em relação às atividades da serra-mármore sem carga. Os níveis globais de potência sonora obtidos nas operações chegaram a 110,1dB. A relação da condição do equipamento vazio e com carga apontam diferenças de até 10,0dB. Os resultados revelaram similaridade nas incertezas de medição nas operações de serra em diferentes condições de carga. Foi possível avaliar quantitativamente o nível de ruído gerado nas operações de corte, bem como propor um material de carga padrão para a determinação de níveis de potência sonora. Resultou em 4,3dB a incerteza de medição expandida nas operações da serra-mármore em campo aberto sobre um plano refletor. O estudo representa ainda uma contribuição na análise de ruído nas obras, considerando as dificuldades na obtenção de valores dos espectros sonoros nas operações de máquinas portáteis de construção civil na literatura, como a serra-mármore / Abstract: Worldwide, noise pollution and its influence on environment and quality of life have been studied. And so, such researches have pointed out the building construction as the main responsible for disturbing sounds today. In this sector, machinery and tools have direct influence on this process. Thus, the regular use of such tools are the main concern aiming quality improvement, streamlining processes and application of technological innovations in the industry. For this reason, the study and characterization of environmental noise behavior at construction sites (due to electrical equipment) is relevant for the sector, in order to contribute to noise control actions in construction activities aiming occupational purposes and environmental comfort. The masonry saw (circular saw for granite stone) is an electrical device, regularly used on building construction for cutting and shaping floors, tiles, bricks and woods and stands out for its versatility, practicality, lightness and ergonomics. Thus, the aim of our study is to design material of proper standard condition and measurement uncertainty associated with operations and measurements to implement the method for determining sound power of noise generated by masonry saw. The method applied in this study was comparing noise levels - generated by cutting operations - and the noise of the equipment without charge, according the ISO 3744:2010 (which specifies sound levels transmitted through the air, by a method of engineering, in a free field over a reflecting plane. Results have indicated high levels of noise with the proposed standard charge and different building materials in relation to the activities of the unloaded masonry saw. The overall sound power levels obtained from operations reached 110.1 dB. The ratio of unloaded and loaded device points to differences of up to 10.0 dB. Also, results have revealed a similarity in the measurement uncertainties in masonry saw operations on different load conditions. It was possible to quantitatively assess the noise level generated during cutting operations, so proposing a standard charge for determining sound power levels. Finally, the expanded measurement uncertainty has resulted in 4.3 dB of the masonry saw in an open field over a reflecting plane. Moreover, the study represents a great contribution for analyzing noise levels from the use of portable machinery on building construction, considering the difficulties in obtaining values of sound spectra in the literature / Doutorado / Arquitetura e Construção / Doutor em Engenharia Civil

Orientadores: Sandra Lúcia da Cruz, Ana Maria Frattini Fileti / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química / Made available in DSpace on 2018-08-20T02:02:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Sousa_ElisangelaOrlandide_D.pdf: 7481778 bytes, checksum: c6a75eef8a6e332ab1da367733280fd8 (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: Redes de tubulação são conhecidas como sistemas complexos de dutos deste a antiguidade e são utilizadas no transporte de líquidos e gases a longas distâncias. Um pequeno vazamento em uma tubulação pode provocar grandes perdas de produtos e sérios danos ao meio ambiente até serem detectados. Com o propósito de rastrear estes tipos de vazamentos, este trabalho tem como objetivo propor metodologias para a detecção de vazamentos em uma tubulação, de natureza rígida ou flexível, baseando-se no método acústico e na análise de transientes de pressão gerados a partir do vazamento, visando à localização e a determinação da magnitude dos vazamentos através da utilização de redes neurais artificiais. As metodologias propostas se destacam por não apresentarem impactos prejudiciais ao meio ambiente. Variações de transientes de pressão e o ruído sonoro gerados pela ocorrência de vazamentos foram detectados e analisados a partir de experimentos realizados em uma tubulação de ferro galvanizado de 60 m e uma tubulação flexível de 100 m de comprimento operando com escoamento contínuo de gás (ar), em várias condições de operação. O vazamento foi provocado em mais que uma posição ao longo das duas tubulações e utilizaram-se orifícios de diâmetros diferentes. Os transientes de pressão e os ruídos sonoros foram captados por um transdutor de pressão e um microfone, respectivamente, ambos instalados em um vaso de pressão, localizado no início da tubulação e acoplados a uma placa de aquisição de dados em um microcomputador. O sinal gerado pelo microfone foi amplificado e passou por um banco de filtros passa faixa sendo transformado em três sinais com amplitudes independentes, cada uma com uma faixa de freqüência específica de 1kHz, 5kHz e 9kHz. O programa de aquisição de dados foi escrito em linguagem C para ler e processar os dados. Os dados resultantes dos experimentos mostraram que foi possível detectar vazamentos, para todos os orifícios utilizados, baseado nos transientes de pressão e no método acústico. A dinâmica desses dados foi utilizada como entrada para o modelo neural para localizar e determinar a magnitude dos vazamentos, simultaneamente. O método de Levenberg-Marquardt com Regularização Bayesiana foi utilizado no treinamento dos modelos neurais. Os resultados apresentados pelo modelo neural desenvolvido indicaram com sucesso ao mesmo tempo a localização e a magnitude dos vazamentos / Abstract: Pipeline networks are complex systems of ducts used nowadays for gas and chemical products transporting through long distances. They frequently cross highly populated regions, water supplies or natural reserves. Even small leaks in pipelines can lead to great losses of products and serious damages to the environment before it could be detected. With the purpose to track these leaks, this work developed a technique to detection of leaks in pipelines, of rigid or flexible nature, based on acoustic method and on analysis of pressure transients generated by leak occurrence, in order to localization and determination the magnitude of leaks by using neural artificial networks. The methodologies proposed are notated for not having impacts on the environment. Variations of pressure transients and the noise generated by leakage will be detected and analyzed in a 60m-galvanized iron pipe and in a 100m-flexible pipe operating with continuous flow of gas (air) under various operating conditions. Leakages were provoked in many positions along the two pipes and used hole of distinct magnitudes. The pressure transients and the audible noise was captured by the pressure transducer and the microphone, respective, both installed inside the pressure vessel connected to a data acquisition system at a computer. The signal generated by the microphone was amplified and also passed through a bank of band pass filters being transformed into three signals with independent amplitude, each one with a band of specific frequency of 1 kHz, 5 kHz and 9 kHz. The data acquisition software was written in C language to read and process all data. The experimental results showed that it is possible to detect leaks in pipelines, for all holes, based on a pressure transient and on acoustic methods. The dynamics of these data in time is used as input to the neural model to location and determine of the leaks magnitude, simultaneously. The method chosen for training the neural networks was the Levenberg-Marquardt with Bayesian Regularization. The results of neural models indicated successfully in the same time the location and the magnitude of the leaks / Doutorado / Sistemas de Processos Quimicos e Informatica / Doutor em Engenharia Química

Esta Tesis se centra en el desarrollo e implementación de métodos eficaces para el diseño y modelado acústico de la línea de escape de motores de combustión, y en concreto, de dos de sus componentes más relevantes desde el punto de vista de control de emisiones sonoras, como son los silenciadores y los catalizadores. Por ello, se realiza una revisión bibliográfica de los modelos unidimensionales y la representación matricial asociada. También se lleva a cabo una revisión de la literatura existente en cuanto a la caracterización de elementos perforados, materiales absorbentes y monolitos. Las limitaciones y deficiencias encontradas en los modelos de onda plana evidencian la necesidad de disponer de herramientas de modelado multidimensional, válidas a altas frecuencias y para geometrías de silenciadores y catalizadores sin dimensiones predominantes. Se aplica el método de elementos finitos a la resolución de la ecuación de ondas convectiva, mediante la formulación en presión, en el interior de silenciadores con material absorbente. Se estudia detalladamente el acoplamiento entre subdominios conectados mediante elementos perforados en el interior del silenciador. También se analiza el efecto del flujo medio en la impedancia acústica, prestando especial atención a las diferentes condiciones a satisfacer por el campo acústico. Por ello, se aplican las condiciones de continuidad de velocidad y desplazamiento y se comparan los resultados proporcionados por ambas con medidas experimentales. La capacidad que posee el método de elementos finitos para abordar geometrías arbitrarias es el motivo por el que también se aplica dicho método en el modelado acústico de catalizadores comerciales de automoción. / Antebas -, A. (2010). Contribución al modelado acústico de la línea de escape en motores de combustión. Aplicación a silenciadores y catalizadores [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/8409 / Palancia

El objetivo de este trabajo de investigación es validar el proyecto de negocio de instalación y comercialización de ventanas que reducen el ruido, Easy Windows dirigido a los hogares de Lima Metropolitana pertenecientes a los segmentos A y B que presentan el problema de ruidos externos en su hogares. Para ello, se realizaron diferentes metodologías cualitativas y cuantitativas como entrevistas a profundidad, encuestas y la creación de un producto mínimo viable para confirmar la existencia del problema y confirmar la hipótesis. Así también se comprobaron algunos objetivos específicos como la disposición del mercado objetivo a invertir en una solución a los ruidos externos. Además de comprobar cuales son los principales factores en los que se ven afectados los hogares a causa de este problema. El problema de contaminación sonora existe varias décadas atrás pero se ha agudizado a raíz del confinamiento producto de la pandemia Covid 19, ya que se han generado nuevos hábitos y por ende nuevas necesidades. Es así que existe una gran oportunidad de negocio al solucionar este problema a través de la comercialización de ventanas de aluminio y vidrio que reducen el ruido. Finalmente, nuestro plan de negocios arroja resultados financieros óptimos con una TIR de 141.54%y un VAN de $ 598,609. Por lo tanto, podemos concluir que, de acuerdo al análisis realizado en el presente proyecto, el desarrollo de la empresa Easy Windows es viable económicamente. / The objective of this research work is to validate the business project for the installation and sell of windows that reduce noise, Easy Windows, aimed at homes in Metropolitan Lima belonging to segments A and B that present the problem of external noise in their homes. For this, different qualitative and quantitative methodologies were carried out, such as in-depth interviews, surveys, and the creation of a minimum viable product to confirm the existence of the problem and confirm the hypothesis. Thus, some specific objectives were also verified, such as the willingness of the target market to invest in a solution to external noise. In addition to verifying which are the main factors in which homes are affected because of this problem. The noise pollution problem has existed for several decades but has worsened as a result of the confinement caused by the Covid 19 pandemic since new habits and therefore new needs have been generated. Thus, there is a great business opportunity to solve this problem through the commercialization of aluminum and glass windows that reduce noise. Finally, our business plan produces optimal financial results with an IRR of 141.54% and an NPV of $ 598,609. Therefore, we can conclude that, according to the analysis carried out in this project, the development of the Easy Windows company is economically viable. / Trabajo de investigación

[pt] O fenômeno da urbanização traz consigo o problema de mobilidade urbana nos grandes centros. A necessidade de vencer médias distâncias em um curto espaço de tempo resultou em um aumento na frota mundial de helicópteros. De acordo com os dados coletados na Agência Nacional de Aviação Civil (ANAC, 2019), a frota brasileira de helicópteros, com registro ativo, aumentou substancialmente nos últimos 40 anos, gerando grandes impactos na implantação de helipontos em áreas urbanas já consolidadas. Um desses impactos diz respeito à poluição sonora e consequentemente os efeitos decorrentes do ruído nas comunidades vizinhas aos locais de pouso e decolagem dessas aeronaves. O objetivo desta pesquisa consiste em discutir como compatibilizar os ruídos gerados com a implantação de helipontos em áreas urbanas já consolidadas por meio de modelagem de projeto baseada em marco teórico legal contemporâneo. A metodologia tem início com a revisão de literatura do planejamento urbano e ambiental, com vistas a acrescentar subsídios teóricos aos debates sobre a legislação que orienta e disciplina o licenciamento de helipontos em grandes metrópoles, análise dos pedidos de licenciamento ambiental e urbanístico, tendo como estudo de caso o licenciamento urbano e ambiental de helipontos no município do Rio de Janeiro e as evoluções tecnológicas para mitigação do ruído. / [en] The use of helicopter aircraft has increased dramatically in recent decades. Following countries like Japan, Australia, United Kingdom, France, Canada and the United States, Brazil has the seventh worldwide helicopter fleet. The city of São Paulo in 2005 was considered in the international ranking, as the second city in number of helicopters in operation (Alves, 2018). The survey of the number of helicopters in 2013 indicated 2076 registered helicopters, with 70 percent of the fleet concentrated in the states of São Paulo (723), Rio de Janeiro (467) and Minas Gerais (246). The Brazilian helicopter fleet has 1398 aircrafts with active registration in May 2018 (reference year: 2017), which corresponds to 14.79 percent of the total of this type of aircraft, which adds up to 9,452 helicopters. Of the total fleet of registered aircraft, the state of São Paulo has 33 percent of the fleet, followed by Rio de Janeiro with 20 percent and Minas Gerais with 11 percent. (ANAC, 2017) Despite the slight drop in the number of aircraft registered since 2016, the trend line continues to increase.Brazil has a large territorial area, occupying the fifth place in the world in countries in this category. Since 1927 the air transport sector has evolved with the economy. The 1994 economic stabilization plan leveraged the sector with significant growth in Brazilian tourism, generating an increase in employment and income, mainly after being chosen to host important sporting events on a global scale, such as the World Cup in 2014 and the 2016 Olympic Games, which significantly boosted the Brazilian air transport sector (Santos, 2015). All this increase in the aeronautical sector brought positive impacts to the economy, mainly in the area of tourism. However, it had a negative impact with regard to noise pollution in the communities surrounding these areas. Following the same path, the implementation of helipads has caused many disturbances to the neighborhood. Noise pollution from overflights, landings and takeoffs, in addition to the risk of accidents, brought up the issue of urban and environmental licensing of helipads. Noise pollution is anthropic pollution and is directly related to urbanization processes, which have been exacerbated with industrialization. In addition, it has a specificity, noise leaves no residue, environmental damage concerns the harm that causes health. It is noted that the concern with urban noise has been increasing in the same proportion as industrial development and population concentration. Consolidated urban areas find it difficult to reconcile activities and enterprises that have high noise levels with the permanence of the population around these areas. The emergence of new environmental technologies for noise reduction, especially in the airport sector and more specifically for helipads inserted in urban areas, as the case in the city of Rio de Janeiro, has mitigated the discomfort in the surrounding communities in the implementation of these projects, which encouraged research in this sector.

[pt] À medida que o processo de digitalização avança em diversos setores, a criação de modelos digitais 3D torna-se cada vez mais necessária. Normalmente, esses modelos são construídos por designers 3D, exigindo um esforço manual considerável quando o objeto modelado é complexo. Além disso, como o designer não tem uma referência precisa na maioria dos casos, o modelo resultante está sujeito a erros de medição. No entanto, é possível minimizar o esforço de construção e o erro de medição usando técnicas de aquisição 3D e modelos CAD previamente construídos. A saída típica de uma técnica de aquisição 3D é uma nuvem de pontos 3D bruta, que precisa de processamento para reduzir o ruído inerente e a falta de informações topológicas. Os modelos CAD são normalmente usados para documentar um processo de projeto de engenharia, apresentando alta complexidade e muitos detalhes irrelevantes para muitos processos de visualização. Portanto, dependendo da aplicação, devemos simplificar bastante o modelo CAD para atender aos seus requisitos. Nesta tese, nos concentramos na construção de modelos digitais 3D a partir dessas fontes. Mais precisamente, apresentamos um conjunto de algoritmos de processamento de geometria para automatizar diferentes etapas de um fluxo de trabalho típico usado para esta construção. Primeiro, apresentamos um algoritmo de redução de ruído de nuvem de pontos que visa preservar as feições nítidas da superfície subjacente. Este algoritmo inclui soluções para a estimativa normal e problemas de detecção de feições nítidas. Em segundo lugar, apresentamos uma extensão do algoritmo de redução de ruído de nuvem de pontos para processar malhas triangulares, onde tiramos proveito da topologia explícita definida pela malha. Por fim, apresentamos um algoritmo para a simplificação extrema de modelos CAD complexos, que tendem a se aproximar da superfície externa do objeto modelado. Os algoritmos propostos são comparados com métodos de última geração, apresentando resultados competitivos e superando-os na maioria dos casos de teste. / [en] As the digitalization process advances in several industries, the creation of 3D digital models is becoming more and more required. Commonly, these models are constructed by 3D designers, requiring considerable manual effort when the modeled object is complex. In addition, since the designer does not have an accurate reference in most cases, the resulting model is prone to measurement errors. However, it is possible to minimize the construction effort and the measurement error by using 3D acquisition techniques and previously constructed CAD models. The typical output of a 3D acquisition technique is a raw 3D point cloud, which needs processing to reduce the inherent noise and lack of topological information. CAD models are typically used to document an engineering design process, presenting high complexity and too many details irrelevant to many visualization processes. So, depending on the application, we must severely simplify the CAD model to meet its requirements. In this thesis, we focus on the construction of 3D digital models from these sources. More precisely, we present a set of geometry processing algorithms to automatize different stages of a typical workflow used for this construction. First, we present a point cloud denoising algorithm that seeks to preserve the sharp features of the underlying surface. This algorithm includes solutions for the normal estimation and sharp feature detection problems. Second, we present an extension of the point cloud denoising algorithm to process triangle meshes, where we take advantage of the explicit topology defined by the mesh. Finally, we present an algorithm for the extreme simplification of complex CAD models, which tends to approximate the outer surface of the modeled object. The proposed algorithms are compared with state-of-the-art methods, showing competitive results and outperforming them in most test cases.

[pt] Os sistemas dinâmicos desempenham um papel crucial no que diz respeito à compreensão de fenômenos inerentes a diversos campos da ciência. Desde a última década, todo aporte tecnológico alcançado ao longo de anos de investigação deram origem a uma estratégia orientada a dados, permitindo a inferência de modelos capazes de representar sistemas dinâmicos. Além disso, independentemente dos tipos de sensores adotados a fim de realizar o procedimento de aquisição de dados, é natural verificar a existência de uma certa corrupção ruidosa nos referidos dados. Genericamente, a tarefa de identificação é diretamente afetada pelo cenário ruidoso previamente descrito, implicando na falsa descoberta de um modelo generalizável. Em outras palavras, a corrupção ao ruído pode ser responsável pela geração de uma representação matemática infiel de um determinado sistema. Nesta tese, no que diz respeito à tarefa de identificação, é demonstrado como a robustez ao ruído pode ser melhorada a partir da hibridização de técnicas de aprendizado de máquina, como aumento de dados, regressão esparsa, seleção de características, extração de características, critério de informação, pesquisa em grade e validação cruzada. Especificamente, sob as perspectivas de classificação e regressão, o sucesso da estratégia proposta é apresentado a partir de exemplos numéricos, como o crescimento logístico, oscilador Duffing, modelo FitzHugh-Nagumo, atrator de Lorenz e uma modelagem Suscetível-Infeccioso-Recuperado (SIR) do Severe Acute Respiratory Syndrome Coronavirus 2 (SARS-CoV-2). / [en] The dynamical systems play a fundamental role related to the understanding of the phenomena inherent to several fields of science. Since the last decade, all technological advances achieved throughout years of research have given rise to a data oriented strategy, enabling the inference of dynamical systems. Moreover, regardless the sensor types adopted to perform the data acquisition procedure, it is natural to verify the existence of a certain noise corruption in such data. Generically, the identification task is directly affected by the noisy scenario previously described, which entails in the false discovery of a generalizable model. In other words, the noise corruption might be responsible to give rise to a worthless mathematical representation of a given system. In this thesis, with respect to the identification assignment, it is demonstrated how the robustness to noise may be improved from the hybridization of machine learning techniques, such as data augmentation, sparse regression, feature selection, feature extraction, information criteria, grid search and cross validation. Specifically, through classification and regression perspectives, the success of the proposed strategy is presented from numerical examples, such as the logistic growth, Duffing oscillator, FitzHugh–Nagumo model, Lorenz attractor and a Susceptible-Infectious-Recovered (SIR) modeling of Severe Acute Respiratory Syndrome Coronavirus 2 (SARS-CoV-2).

[pt] O som e o silêncio, como elementos constitutivos do cinema, têm sido atravessados por diferentes mudanças tecnológicas no decorrer de sua história. Cada modificação alterou de certa forma os seus modos de realização e de escuta, transformando também as próprias estruturas da indústria cinematográfica. Atualmente, devido à passagem da tecnologia analógica para a digital, características como: o considerável aumento de faixas de áudio para captura e edição simultânea, maior facilidade na manipulação das ondas sonoras capturadas, o desenvolvimento eletroacústico das salas de cinema e sistemas de produção particular, entre outros, sugerem a impressão de um incremento sensitivo nas produções cinematográficas recentes, revelando uma notoriedade acentuada nos ruídos e, principalmente, no silêncio e em seu potencial efeito dramático. O objetivo desta pesquisa é, portanto, analisar as diferentes propriedades que pode presentar o silêncio como efeito sonoro dentro do cinema contemporâneo brasileiro e colombiano. O estudo deste fenômeno acústico, como elemento da linguagem cinematográfica, estará baseado em pesquisas anteriores sobre o som e o silêncio no audiovisual e em produções realizadas principalmente no século XXI, procurando reflexionar sobre o silêncio no cinema dentro da era digital. / [en] Sound and silence, as constituent elements of cinema, have been crossed by diferent technological changes throughout its history. Each modification has altered its ways of realization and listening to some extent, also transforming the very structures of the film industry. Currently, due to the transition from analogue to digital technology, features such as: the considerable increase in audio tracks for simultaneous capture and editing, greater ease in handling captures sound waves, the electroacoustic development of movie theaters and private productions systems, among others, they suggest the impression of a sensory increase in recent cinematographic productions, revealing a marked notoriety in noise and, mainly, in silence and its potential dramatic effect. The objective of this research is, therefore, to analyze the different properties that silence can present as a sound effect within contemporary Brazilian and Colombian cinema. The study of this acoustic phenomenon, as an element of cinematographic language, will be based on previous research on sound and silence in audiovisual and on productions executed mainly in the 21st century, seeking to reflect on silence in cinema within the digital age.

[pt] O objetivo desta tese é fornecer ferramentas para a análise global de sistemas dinâmicos não determinísticos com atratores coexiostentes considerando incerteza paramétrica ou ruído e aplicá-las a problemas de engenharia. Para isso, é proposta uma estratégia de discretização adaptativa no espaço de fase baseada no método clássico de Ulam. Inicialmente, apresenta-se uma revisão das definições matemáticas de sistemas dinâmicos, incerteza paramétrica e ruído, destacando-se o efeito da aleatoriedade nas estruturas dinâmicas globais. Operadores de transferência discretos são derivados com as modificações necessárias devido à incerteza dos parâmetros. Bacias de atração estocásticas e distribuição dos atratores substituem o conceito usual de bacia e atrator. Para casos de incerteza paramétrica, o espaço de fase é aumentado com o espaço de probabilidade correspondente, resultando em uma coleção de operadores de transferência dos quais médias são obtidas. São propostas duas estratégias de discretização adaptativa no espaço de fase, uma que considera apenas a distribuição dos atratores e bacias estocásticas, e outra que discretiza as variedades estáveis e instáveis. O primeiro método é aplicado inicialmente aos osciladores de Helmholtz e Duffing sob excitação harmônica ou paramétrica com parâmetros incertos ou ruído adicionado ao carregamento determinístico. Eles demonstram as capacidades adaptativas dos métodos propostos, aumentando a qualidade sem aumentar demasiadamente o custo computacional. A dependência do tempo das respostas estocásticas é demonstrada, com longos transientes influenciando o comportamento global. Por fim, discute-se o efeito das incertezas e ruídos nas áreas das bacias, distribuições de atratores e limites das bacias, que podem ser usados para avaliar a integridade dinâmica de sistemas com bacias coexistentes. Em seguida, dois Sistemas Micro-Eletro-Mecânicos (MEMS) atuados eletricamente, uma microviga em balanço e um microarco imperfeitos, são investigados. O efeito do ruído adicionado e da incerteza paramétrica em ambas as estruturas é demonstrado. Os resultados destacam a importância da aleatoriedade na dinâmica global de sistemas dinâmicos com atratores coexistentes. / [en] The aim of this thesis is to provide tools for the global analysis of nondeterministic dynamical systems with competing attractors considering parameter uncertainty and noise and apply them to real-world engineering problems. For this, an adaptative phase-space discretization strategy based on the classical Ulam method is proposed. Initially, a review of the mathematical definitions of dynamical systems, parametric uncertainty, and noise is presented, and the effect of randomness on the global dynamical structures is highlighted. Discretized transfer operators with the necessary modifications due to parameter uncertainty are derived. The stochastic basin of attraction and attractors’ distributions replace the usual basin and attractor concept. For parameter uncertainty cases, the phase-space is augmented with the corresponding probability space, resulting in a collection of transfer operators for which mean results are obtained. Two adaptative phase-space discretization strategies are proposed, one which only considers the attractors’ distribution and stochastic basins, and another that discretizes the stable and unstable manifolds. The first method is initially applied to the Helmholtz and Duffing oscillators under harmonic or parametric excitation with uncertain parameters or added load noise. They demonstrate the adaptive capabilities of the proposed methods, increasing the quality without overly increasing the computational cost. The time-dependency of stochastic responses is demonstrated, with long-transients influencing the global behavior. Finally, the effect of uncertainties and noise on the basins areas, attractors distributions, and basin boundaries are discussed, which can be used to evaluate the dynamic integrity of the competing basins. Then, two electrically actuated Microelectromechanical Systems (MEMS), an imperfect microcantilever and microarch, are investigated. The effect of added noise and parametric uncertainty on both structures is demonstrated. The results highlight the importance of randomness on the global dynamics of dynamical systems with competing attractors.