Made available in DSpace on 2016-08-29T15:33:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_5953_.pdf: 1630992 bytes, checksum: 8109a638255628096e2d5858d93042b3 (MD5) Previous issue date: 2012-08-31 / Assim como as redes de computadores convencionais, as Redes de Sensores Sem Fio (RSSF) estão sujeito aos mais diversos ataques, como negação de serviço, falsificação de endereços, comprometimento de nós, e outros ataques específicos para redes de sensores. Num cenário de emprego das RSSF em Cidades Inteligentes, a preocupação com a segurança toma uma dimensão ainda maior, considerando que dados críticos passarão a circular a todo o instante pela infra-estrutura de comunicação provida pelas redes. Neste sentido, a realização de pesquisas em segurança em RSSF se reveste de grande importância, e abre espaço para o desenvolvimento de trabalhos voltados para a criação de novos algoritmos, protocolos, ferramentas e ambientes específicos de Redes de Sensores sem Fio que contribuam para o aumento da segurança da rede. Este trabalho propõe um ambiente de experimentação para RSSF que permite simular redes mistas, interagir com as mesmas e avaliá-las no que diz respeito ao consumo de energia, topologia estabelecida, pacotes enviados/recebidos, etc. O ambiente desenvolvido é capaz de simular redes 6LoWPAN, sendo possível acessar os nós sensores através de seus respectivos endereços IPv6. A abordagem proposta permite que aplicações possam, remotamente, através da Internet, comunicar-se com a rede 6LoPAN, abstraindo-se do fato do ambiente ser completamente simulado. Como prova de conceito, foi simulada uma rede 6LoWPAN e, como método de avaliação de ataques, foi implementado um nó sybil, que foi injetado na topologia da rede, sendo posteriormente avaliada a organização topológica da rede com e sem o nó sybil em execução. Uma característica interessante da arquitetura proposta é que ela possibilita o teste remoto de aplicações; assim, uma máquina com maior capacidade de processamento pode ficar encarregada de gerar e simular a rede de sensores, enquanto as aplicações que coletam e tratam os dados são localizadas em outra máquina com menor capacidade de processamento. Como contribuição adicional o trabalho propõe uma metologia de associação à rede que baseada em chaves pré-compartilhadas. Essa metodologia visa mitigar ataques onde nós maléficos assumem diversas identidades na rede a fim de prejudicar a visão topológica da mesma. Além disto, é apresentado um mecanismo de proteção da chave pré-compartilhada através do processo de armazenamento somente em memória volátil, o que dificulta a descoberta da chave no caso do comprometimento de um nó, ou possibilita a destruição da chave junto com a morte do sensor ao término de sua energia.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Automação e Sistemas, Florianópolis, 2015. / Made available in DSpace on 2016-02-09T03:18:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 337434.pdf: 8808660 bytes, checksum: db92fd4d88bdff75cc29659a153dbf4f (MD5) Previous issue date: 2015 / Redes de Sensores Sem Fio (RSSF) vêm sido amplamente pesquisadas havendo uma grande evolução ao longo dos anos. As RSSFs estão rapidamente se tornando uma ferramenta necessária em diferentes áreas de aplicação, tais como monitoramento ambiental, saúde, segurança e outras. A heterogeneidade de hardware é grande, por isso existe diversos ambientes que suportam programação de RSSF, podendo ser aplicados em diversos tipos de cenários. No entanto, a grande maioria de tais ambientes visa apenas direcionar a programação de sensores, esquecendo-se de sua verdadeira intenção: a aplicação. Modelar uma RSSF para o uso eficaz é uma tarefa árdua, sendo necessários conhecimentos em linguagens de programação com baixo nível de abstração, dependente do sistema operacional, dos domínios aos quais será implementada e das plataformas que se adéquam melhor à aplicação. Neste trabalho, propomos uma abordagem para satisfazer a necessidade de métodos de desenvolvimento de alto nível em aplicações de RSSF, com o objetivo de fornecer uma ligação clara entre as restrições de RSSF modelados e as entidades de programação. Uma parte importante desta proposta é a criação do Perfil e do framework chamados WiSeN. O Perfil WiSeN é perfil de UML dedicado para o projeto de aplicações de RSSF, enquanto o framework apresenta ferramentas que auxiliam a implantação de aplicações para RSSFs desde a geração do código-fonte até o processamento dos dados coletados. No trabalho é discutido o uso do Perfil WiSeN em conjunto com o framework seguindo o paradigma de Desenvolvimento Dirigido por Modelos (DDM) que contribuem com um conjunto significativo de recursos para gerar aplicações de RSSFs em diferentes plataformas durante a implantação de novas aplicações.<br> / Abstract : Wireless Sensor Networks (WSNs) have been widely researched and its evolution is increasing over the years. Wireless Sensor Networks (WSNs) are rapidly becoming a necessary tool in many different application areas, such as environmental monitoring, health, safety, and so on. The heterogeneity of hardware is large, so there exists several different environments that support WSN programming, they may be applied to various types of scenarios. However, the great majority of such environments only target the sensors programming, forgetting about their real intent: the application. Model a WSN for an effective use is an arduous task, it is necessary some knowledge in programming languages with a low level of abstraction, depending on the operating system, the domains in which will be implemented and the platforms that best suits the application. We propose an approach to satisfy the need of high level development methods in WSN applications, aiming to provide a clear link between the modeled WSN constraints and the programming entities. An important part of this proposal is the profile and framework so-called WiSeN. The WiSeN Profile is a UML profile devoted for WSN applications design, while the framework has tools to assist the deploy of applications for WSNs from the generation of source codes to the processing of the data collected. In this work is discussed the use of the WiSeN Profile together with the framework following the Model-Drivel Development (MDD) paradigm providing a significant set of resources to generate WSN applications on different platforms during the implementation of the new applications.

Submitted by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br) on 2018-05-21T18:37:24Z No. of bitstreams: 1 2017_NatáliaCarolinaSilvaGomes.pdf: 9561189 bytes, checksum: d87ab7da650ee2d05e692043b292d4fd (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br) on 2018-05-21T18:37:53Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2017_NatáliaCarolinaSilvaGomes.pdf: 9561189 bytes, checksum: d87ab7da650ee2d05e692043b292d4fd (MD5) / Made available in DSpace on 2018-05-21T18:37:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017_NatáliaCarolinaSilvaGomes.pdf: 9561189 bytes, checksum: d87ab7da650ee2d05e692043b292d4fd (MD5) Previous issue date: 2018-05-21 / O gás natural é um hidrocarboneto proveniente da decomposição da matéria orgânica pela ação de bactérias anaeróbicas a grandes profundidades e altas temperaturas. É responsável por 20% da geração de energia mundial atualmente, o que prova a sua importância para o setor energético. O gás metano é o principal constituinte do gás natural, podendo chegar a representar até 97% da sua composição. Por ser um grande poluente e um dos gases que mais contribuem para o efeito estufa no planeta, o gás metano tem sido o assunto de muitos debates que envolvem riscos ao meio ambiente. Muitos desses riscos são relacionados às emissões fugitivas em gasodutos, os quais são tubulações que realizam o transporte de gás natural que parte da indústria petrolífera e chega aos clientes residenciais e industriais finais. Tais emissões caracterizam o principal tipo de emissão de gás natural gerada pela indústria petrolífera. Como o metano é um gás altamente inflamável, as emissões fugitivas de gás natural colocam em risco a vida das pessoas que trabalham na indústria do petróleo e que moram em regiões atravessadas pelos gasodutos. Por isso, nos últimos anos, a demanda por sensores de gás que consigam operar de forma mais eficiente, confiável e com menos custos para detectar emissões fugitivas de gás natural em gasodutos aumentou significativamente. Óxidos semicondutores de estanho atuam como uma importante e atraente base para classes de sensores de gás. Com isso, muitas pesquisas recentes têm abordado temas relacionados à melhoria de desempenho de sensores desse tipo, tais como: propriedades dos óxidos semicondutores, redução ao tamanho nanométrico dos óxidos semicondutores, dopagem de óxidos semicondutores com elementos químicos específicos, entres outros. A partir disso, neste trabalho, foram confeccionados cinco filmes finos de dióxido de estanho dopados com o elemento ferro em cinco diferentes concentrações estequiométricas e um filme fino de dióxido de estanho sem dopagem. O objetivo da confecção dos filmes finos foi aplicá-los como nanosensores do gás metano. Todos esses filmes finos foram depositados durante duas horas sobre substratos de vidro através do uso da técnica de pulverização catódica. Para a produção de cada um desses filmes, primeiramente, foram feitas seis ligas metálicas de Sn e Sn/Fe, usando um forno de arco. A liga composta somente por estanho foi utilizada para a fabricação do filme de SnO2 não dopado, enquanto que as outras cinco ligas compostas por estanho e ferro foram usadas para a produção dos filmes de SnO2 dopados com ferro. Além disso, foram realizadas caracterizações estruturais, óticas, morfológicas e magnéticas dos filmes através dos métodos de Difratometria de Raios-X, Espetrofotometria no Ultravioleta e Visível, Microscopia Eletrônica de Varredura, Microscopia de Força Atômica e Medições Magnéticas. Tais métodos possibilitaram o estudo das propriedades dos filmes finos. Em seguida, foram feitos testes de sensores para o gás metano no interior de uma câmara fechada a uma temperatura de 200°C. Tais testes permitiram a medição da resistência elétrica de cada filme aplicado como nanosensor em função do tempo, na presença de uma mistura gasosa contendo gás metano e na presença do ar atmosférico. As caracterizações morfológicas evidenciaram a presença dos filmes finos depositados sobre os substratos de vidro. As caracterizações estruturais mostraram a formação de uma única fase correspondente à estrutura cristalina do dióxido de estanho. As caracterizações óticas permitiram encontrar o valor do gap de energia de cada filme fino, sendo que cada valor encontrado se aproximou do respectivo valor encontrado na literatura para o sólido cristalino de dióxido de estanho. As medições magnéticas mostraram a coexistência dos comportamentos paramagnéticos e ferromagnéticos nos filmes finos com dopagem de ferro. Os testes de sensores de gás permitiram verificar a influência da dopagem do ferro no desempenho dos nanosensores de dióxido de estanho. Os resultados dos testes indicaram que o filme fino de SnO2 dopado com 5% de ferro teve uma melhora significativa na resposta como nanosensor do gás metano, em comparação aos outros filmes finos de SnO2 produzidos, não dopados e dopados com ferro. Logo, é possível concluir que a dopagem com ferro a partir dessa concentração tem importante influência na melhoria do desempenho dos filmes finos de SnO2 como nanosensores do gás metano. / Natural gas is a hydrocarbon derived from the decomposition of organic matter by the action of anaerobic bacteria at great depths and high temperatures. It accounts for 20% of the global energy generation nowadays, a fact which proves its importance to the world's energy sector. Methane gas is the main constituent of natural gas and accounts for up to 97% of its composition. It has been the subject of many debates that involve risks to the environment because it is a major pollutant and one of the gases that most contribute to the greenhouse effect on the planet. Many of those risks are related to fugitive emissions from gas pipelines. These pipelines transport natural gas from the oil industry to residential and industrial final customers. Fugitive emissions of natural gas endanger the people’s life who work in the oil industry and people who live in the regions crossed by pipelines. That is why the demand for gas sensors that can operate efficiently, reliably and with less cost to detect fugitive emissions from gas pipelines has significantly increased in the last years. Tin oxide semiconductors act as an important and attractive base for gas sensors. Then, many recent researches has been devoted to topics related to the performance improvement of this type of sensors such as: the semiconducting oxides properties, size reduction of semiconducting oxide to a nanometric scale, doping of semiconducting oxides with specific chemical elements, etc. In this work, six thin films of tin dioxide were deposited to test the methane gas sensing response. Five of these films were doped with iron at five different stoichiometric concentrations. The sixth film was an undoped sample. All these thin films were deposited on glass substrates during two hours using the sputtering technique. The purpose of making thin films was to apply them as methane gas nanosensors. The targets used for the films deposition were alloys of Sn/Fe with specific stoichiometry previously fabricated in an arc furnace. Pure tin was used for the fabrication of the undoped SnO2 (intrinsic) film while the other five Sn/Fe alloys were used for the production of iron doped SnO2 film. In addition, the structural, optical, morphological and magnetic characterization of the films were carried out using the following methods: X-ray Diffraction, Ultraviolet and Visible Spectrophotometry, Scanning Electron Microscopy, Atomic Force Microscopy and Magnetic Measurements. The study of thin films properties was based on the results of these methods. Subsequently, tests were performed using methane gas and thin films inside a closed chamber at a temperature of 200°C. These tests consist in measuring the electrical resistance of each film as a function of time in the presence of atmospheric air and the methane gas. The morphological characterization evidenced the presence of the films deposited on the glass substrates. The structural characterization showed the formation of a single phase corresponding to the tin dioxide crystalline structure. The optical characterization indicated the energy gap value of each thin film. These values found experimentally are close to the theoretical values for the tin dioxide crystalline solid. Magnetic measurements showed the coexistence of paramagnetic and ferromagnetic behavior in iron doped films. The gas sensor tests verified the influence of iron doping on tin dioxide nanosensors performance. The general results indicated the SnO2 film doped with 5% iron had a significant improvement in the response to the methane gas in comparison to films with other Fe concentration (0% to 4%). Therefore, it is possible to conclude the 5% iron doping has an important influence on the performance of SnO2 thin films as methane gas nanosensors.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2017. / Submitted by Raquel Almeida (raquel.df13@gmail.com) on 2017-10-27T18:48:30Z No. of bitstreams: 1 2017_TiagoRomeirodeJesus.pdf: 8561559 bytes, checksum: 6ac0cb37c4b510941803dc783f1457d4 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br) on 2018-01-05T21:01:13Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2017_TiagoRomeirodeJesus.pdf: 8561559 bytes, checksum: 6ac0cb37c4b510941803dc783f1457d4 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-01-05T21:01:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017_TiagoRomeirodeJesus.pdf: 8561559 bytes, checksum: 6ac0cb37c4b510941803dc783f1457d4 (MD5) Previous issue date: 2018-01-05 / Este trabalho apresenta um sistema de auxílio à locomoção de deficientes visuais em ambientes fechados em formato de óculos, denominado Bleye (blind people eyes) onde são utilizados sensores de medição de distância para o desenvolvimento de um controlador fuzzy para desvio de obstáculos, chamado FLOA (fuzzy logic-based obstacle avoidance). Inicialmente o sistema foi desenvolvido usando código estruturado, para servir como referência e, posteriormente, foi explorado o paralelismo intrínseco dos algoritmos envolvidos usando arquiteturas de hardware mapeadas em dispositivos FPGAs (Field Programmable Gate Array) utilizando representação numérica em ponto flutuante. Um ambiente de co-simulação usando o MatlabR e o QuestasimR foi utilizado para realizar comparações numéricas com um código desenvolvido em texto estruturado que serviu como modelo de referência. A regularidade das arquiteturas em hardware desenvolvidas para o FLOA permitiu a criação de um gerador automático de código VHDL (Very high speed integrated circuits Hardware Description Language) a partir de um modelo de alto nível de controladores fuzzy Takagi-Sugeno genéricos. Com essa ferramenta de geração de código VHDL, denominada fis2hdl, foi possível comparar o impacto no consumo de recursos em relação: (a) tamanho da palavra, (b) número de entradas e (c) número de saídas. Os testes realizados com a implementação das arquiteturas de hardware propostas mostram que: (a) o sistema possui um tempo de execução de 17.5 _s, em contraste com implementações em software usando um Desktop Intel core i7 operando a 2.4 GHz e um Arduino Mega operando a 16 MHz, os quais tem um que teve um tempo de execução de 1 ms e 752 ms, respectivamente; (b) a escolha da representação numérica de 27 bits se mostrou eficiente em relação ao consumo de recursos. No pior cenário foram consumidos 8256 LUTs, 2759 FFs e 10 DSPs atingindo uma precisão de 4.89_105 se comparado com uma implementação de 64 bits e uma frequência de operação de 50 MHz; (c) No pior caso o consumo estimado de energia foi de 189 mW, sendo 92 mW de potência dinâmica. Os resultados mostram que o sistema Bleye/FLOA é eficaz quanto ao tempo de execução e o menor consumo de recursos quando comparados com uma solução de 64 bits. Finalmente, uma analise de escalabilidade realizada com auxílio da ferramenta fis2hdl permitiu verificar que o consumo de recursos de hardware aumenta mais significativamente com a variação do número de entradas do sistema, pois este parâmetro afeta diretamente o número de elementos da base de regras. / This work presents a locomotion aid system for the visually impaired in indoor environments, called Bleye (blind people eyes), where distance measuring sensors were used to develop a fuzzy system for obstacle avoidance, called FLOA (fuzzy logic-based obstacle avoidance). Initially the system was developed using structured code to serve as a reference, and later the intrinsic parallelism of the involved algorithms was explored using hardware architectures mapped on FPGAs (Field Programmable Gate Arrays) and custom floating-point numerical representations. A co-simulation environment using MatlabR and QuestasimR was used to perform numerical comparisons against the code developed in structured text that served as reference model. The regularity of the proposed hardware architectures for the FLOA allowed the creation of an automatic VHDL (Very high speed integrated circuits Hardware Description Language) code generator, called fis2hdl, from a high-level representation of generic Takagi-Sugeno fuzzy controllers. This generator tool enables to compare the impact on resource consumption in relation to: (a) word size, (b) number of inputs and (c) number of outputs. The tests performed with the implementation of the proposed hardware architectures show that: (a) the system has a execution time of 17:5_s, in contrast to software implementations based on an Desktop Intel core i7 operating at 2.4 GHz and an Arduino Mega at 16 MHZ, which achieved an execution time of 1 ms and 752 ms, respectively; (b) the choice of the 27-bit numerical representation was efficient in relation to resources consumption. In the worst case scenario, 8256 LUTs, 2759 FFs and 10 DSPs were consumed achieving an accuracy of 4.89_105 compared to a 64-bit implementation and an operational frequency of 50 MHz; (c) In the worst case, the estimated energy consumption was 189 mW (92 mW of dynamic power). The results show that the Bleye/FLOA system is efficient in terms of runtime and resource consumption if compared to a 64-bit solution. Finally, a scalability analysis was performed using the fis2hdl tool, verifying that the number of inputs notably affects the increment on the hardware resources consumption since this parameter increases the number of elements of the rule base.

O presente estudo investigou a potencialidade, bem como as limitações da preparação de sensores químicos pelo encapsulamento de indicadores de pH dotados de características estruturais distintas em matrizes de sílica, obtidas via método sol-gel por diferentes rotas sintéticas, para aplicação como sensor sólido em meios diversos. Um conjunto de nove sensores foi sintetizado, combinando três diferentes rotas sol-gel, a saber, rota hidrolítica ácida (RA), hidrolítica básica (RB) e não-hidrolítica (RNH) com três indicadores: vermelho de alizarina (VA), o amarelo brilhante (AB) e a acridina (AC), dotados de diferentes efeitos estéricos e grupos funcionais no ambiente de síntese. Características estruturais, texturais e morfológicas dos materiais obtidos, decorrentes das variações das rotas de síntese e a natureza dos indicadores, foram correlacionadas com os teores de indicador encapsulados e a performance dos materiais no emprego como sensores. Para fins de comparação foram preparadas sílicas, sem a presença dos indicadores, através das mesmas três rotas escolhidas, para as quais os mesmos parâmetros relacionados aos sensores foram avaliados. Os sensores e sílicas obtidas foram caracterizados através de um conjunto de técnicas complementares que englobaram a espectroscopia molecular no ultravioleta-visível por reflectância difusa (UV-DRS), espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), voltametria cíclica (VC), voltametria de pulso diferencial (VPD), porosimetria de nitrogênio (BET), espalhamento de raios X em baixo ângulo (SAXS), espalhamento de raios X em alto ângulo (WAXS), microscopia eletrônica de varredura (SEM) e microscopia eletrônica de transmissão (TEM). Além disso, os resultados obtidos foram correlacionados e o conjunto de materiais obtidos foi separado em grupos empregando análises estatísticas. Os tempos de resposta ao gás amônia e o desempenho como sensor de pH foram avaliados. Os conjuntos de dados obtidos mostraram que o desempenho dos sensores depende da rota empregada na síntese, uma vez que ela afeta as propriedades dos materiais obtidos. Os melhores resultados foram alcançados para os sensores obtidos por rota ácida com os indicadores vermelho de alizarina e amarelo brilhante. Esses materiais mostraram áreas específicas elevadas: 698 e 807 m2 g-1, para VA e AB, respectivamente; os tempos mais curtos de reposta, 59 s para VA e 98 s para AB; e as maiores variações nas intensidades de cor, ΔEab* de 41,19 para VA e 37,23 para AB. Foi possível mostrar a influência da área específica do material na difusão do gás amônia através dos tempos de resposta, além da influência da mudança de coloração durante a reação. / The present study investigated the potentialities and drawbacks of chemical sensors preparation by the encapsulation of pH indicators, bearing different structural characteristics, within silica matrices obtained by the sol-gel method by different synthetic routes. A set of nine sensors were synthesized, combining three different sol-gel routes: the hydrolytic acid route (RA), the hydrolytic basic route (RB) and the non-hydrolytic route (RNH) with three different indicators: the alizarin red (VA), the brilliant yellow (AB) and the acridine (AC). These indicators have different steric effects and functional groups modifying the synthesis environment. The structural, textural and morphological characteristics of the resulting materials, in function of the synthesis route and indicators nature, were correlated with the encapsulated indicator contents and their performance as sensors. For comparative reasons, silicas without the indicators were also prepared by the same three chosen routes The same parameters related to the sensors were evaluated for these materials. The obtained sensors and silicas were characterized by a set of complementary techniques: ultraviolet-visible molecular spectroscopy by diffuse reflectance (UV-DRS), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), cyclic voltammetry (VC), differential pulse voltammetry (VPD), nitrogen porosimetry (BET), small angle X-ray scattering (SAXS), wide angle X-ray scattering (WAXS), scanning electronic microscopy (SEM) and transmission electronic microscopy (TEM). Furthermore, the results were correlated and the obtained materials set were classified in groups by statistics analysis. The response times to ammonia gas and their behavior as pH sensor were also evaluated. The results have shown that sensors performance was dependent on the synthesis route since these can affect materials’ properties. The best results were reached by the acid route sensors with the alizarin red and brilliant yellow as indicators. These materials exhibited elevated surface areas: 698 and 807 m2 g-1, respectively; the shortest response times: 59 s to VA and 98 s to AB; and the largest color deltas: ΔEab* of 41,19 to VA and 37,23 to AB. Results demonstrated that the material surface area may affect the ammonia gas diffusion taking into account both the measured response times, and the color change intensity during the reaction.

Na era de sistemas embarcados complexos, a interface direta de dispositivos e sistemas integrados para o mundo real demanda o uso de sensores e seus circuitos analógicos de suporte. Desde que a maioria das características físicas de um sensor requer algum tipo de calibração, este trabalho compara e discute quatro técnicas digitais de calibração adaptadas para aplicação em sistemas embarcados. Para fins de comparação, estes métodos de calibração foram implementados em Matlab5.3, e em um DSP (Digital Signal Processor) . Através das medidas realizadas durante a operação em regime do DSP, pode-se determinar parâmetros importantes de projeto, como potência dissipada e tempo de processamento. Outros critérios de comparação, como área consumida, tempo de processamento, facilidade de automação e taxa de crescimento do custo área e do custo velocidade com o aumento de resolução também foram analisados. Os resultados das implementações são apresentados e discutidos com o objetivo de descobrir qual o melhor método de calibração para aplicações em sistemas embarcados.

O presente trabalho objetiva disponibilizar informações claras e ordenadas aos leitores em língua portuguesa acerca do vasto campo que é o monitoramento de espécies gasosas tóxicas ou perigosas em distintos ambientes. Também esclarece alguns termos técnicos comumente usados nesta área e tece comentários sobre a legislação e as normas brasileiras relativas ao assunto monitoramento de gases tóxicos ou perigosos, sempre buscando um paralelo com publicações técnicas de organizações internacionais de amplo conhecimento dos profissionais da área. Segue com uma elucidação dos princípios de funcionamento dos sensores de gases, componentes básicos das tecnologias mais extensivamente usadas, bem como as vantagens e desvantagens dos equipamentos deles decorrentes com vistas a permitir uma escolha acertada de tecnologias e equipamentos para uma resposta otimizada e eficiente envolvendo monitoramento de gases em situações rotineiras e especiais. Objetiva também prover uma exemplificação prática envolvendo o uso de equipamento de sensoriamento. Para tanto, finaliza com um exemplo de monitoramento de emissões poluentes, avalia comparativamente a performance de queima e tira conclusões acerca das emissões poluentes decorrentes da queima de gás liquefeito de petróleo (GLP) e gás natural (GN) comerciais em um forno.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2016. / Submitted by Marianna Gomes (mariannasouza@bce.unb.br) on 2016-12-08T17:07:19Z No. of bitstreams: 1 2016_FilipeFragaPaulaSilva.pdf: 3377150 bytes, checksum: f86e878fba37db866811f53f5230c51a (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br) on 2017-01-30T19:24:41Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_FilipeFragaPaulaSilva.pdf: 3377150 bytes, checksum: f86e878fba37db866811f53f5230c51a (MD5) / Made available in DSpace on 2017-01-30T19:24:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_FilipeFragaPaulaSilva.pdf: 3377150 bytes, checksum: f86e878fba37db866811f53f5230c51a (MD5) / Este trabalho apresenta o desenvolvimento de um sensor para monitoramento geométrico da poça de fusão em um processo GTAW pulsado utilizando uma câmera de alta velocidade CMOS para aquisição das imagens. A configuração da câmera é tal que o seu eixo óptico é paralelo ao eixo longitudinal da tocha e a imagem da poça de solda é transmitida por meio de um conjunto de espelhos planos. Afim de reduzir o efeito da luz causada pela emissão do arco, um filtro passa alta com corte na região do infravermelho é utilizado de tal modo que a emissão do arco no espectro visível e ultravioleta são eliminados. A configuração do sensor permite a redução do tamanho da estrutura de fixação do conjunto óptico, pois utiliza as leis da reflexão para direcionar a imagem desejada até a câmera. A estrutura de sustentação dos aparatos ópticos foi projetada com a finalidade de minimizar o efeito de vibração na câmera ocasionada pelo movimento robótico e na perda de graus de orientação da tocha no processo de soldagem robotizado. Com a configuração proposta, é possível obter imagens consistentes e de qualidade da poça de fusão permitindo extrair seus dados geométricos. Neste trabalho a principal característica geométrica desejada é a largura da poça de fusão, uma vez que é fortemente correlacionada à largura do cordão resultante. Por se tratar de um processo no qual o arco está constantemente aberto, um software para sincronização das imagens baseado na análise do brilho do arco foi proposto, mostrando eficiência na seleção das imagens com menor interferência luminosa. A integração da estrutura óptica com os softwares proporcionou imagens consistentes para análise de parâmetros que futuramente podem ser usadas nos métodos de controle. / This work presents the development of a sensor for monitoring weld pool geometry in a pulsed GTAW process using a high-speed CMOS camera for image acquisition. The configuration of the camera is such that its optical axis is parallel to the longitudinal axis of the torch and the weld pool image is transmitted through a set of plane mirrors. In order to reduce the effect caused by the emission of light from the arc, a long wave pass filter with cutoff in the infrared region is used such that the emission of the arc in the UV and visible spectra are eliminated. The proposed sensor configuration enabled the reduction in size of the optical assembly structure because it uses the laws of reflection to direct the desired image to the camera. The bearing structure of the optical apparatus is designed in order to minimize the effect of camera vibration caused by robotic movement and loss of degrees orientation of the robot torch at the welding process. With the proposed configuration, it is possible to obtain consistent quality images of the weld pool, allowing extract their geometric data. At this work, the main geometrical feature desired is the weld pool width, once it is strongly correlated the resulting bead width. Because it is a process in which the arch is constantly open, one software for synchronization based on the analysis of the arc brightness was proposed showing efficiency in the selection of images with less light interference. The integration of optical structure with the proposed software provided consistent images for analysis of parameters that can be used in future control methods.

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Instituto de Química, Programa de Pós-Graduação em Química, 2016. / Submitted by Fernanda Percia França (fernandafranca@bce.unb.br) on 2017-02-15T15:11:06Z No. of bitstreams: 1 2016_JoãoGuilhermeMouraSantos.pdf: 2593381 bytes, checksum: b12718f2764f2d4b6be05f2d5572900a (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br) on 2017-03-13T18:45:09Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_JoãoGuilhermeMouraSantos.pdf: 2593381 bytes, checksum: b12718f2764f2d4b6be05f2d5572900a (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-13T18:45:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_JoãoGuilhermeMouraSantos.pdf: 2593381 bytes, checksum: b12718f2764f2d4b6be05f2d5572900a (MD5) / Neste trabalho propomos um sensor preparado com ITO quimicamente modificado com filmes ultrafinos de nanopartículas de óxidos de ferro (ION) fabricados pela técnica de LBL. O crescimento do filme de ION foi realizado ex situ com sucesso através da espectrometria UV-Vis indicando um crescimento linear relativamente ao número de bicamadas. Adicionalmente, espectros Raman do filme ultrafino de ION mostraram bandas de absorção características da magnetita e imagens de Microscopia de Força Atômica (AFM) mostraram uma camada de np-Fe3O4 altamente empacotada. A presença de np-Fe3O4 nos nanofilmes influenciaram o comportamento eletroquímico dos eletrodos de ION. O efeito do número de bicamadas de np-Fe3O4/PSS no desempenho dos eletrodos de ION foi um leve aumento das correntes anódicas e catódicas produzidas pela oxidação-redução do par redox Fe(CN)63-/4-. O par redox Fe(CN)63-/4- exibiu um comportamento quase- reversível sobre o eletrodo ION como já observado com outros eletrodos de trabalho. A detecção de Cu2+ foi realizada utilizando eletrodos com ION (np-Fe3O4/PSS)3 por voltametria de redissolução anódica. Os parâmetros amplitude de pulso, velocidade de varredura, pH, eletrólito suporte, potencial de deposição, tempo de deposição e velocidade de agitação foram estudados. A faixa de pH ideal ficou entre 4 e 5 e o eletrólito de trabalho escolhido foi o tampão Britton-Robinson pH 3. Os limites de detecção e quantificação foram estimados em 0,32 e 1,1 μg L-1 respectivamente. A faixa linear é bastante ampla e vai de 1,10 a 400 μg L-1. Os eletrodos de ION também apresentaram boa seletividade frente a íons comuns. Amostras de café em pó comercial foram utilizadas para quantificação de Cu2+ com eletrodos ION e também por FAAS. Os resultados mostraram se estatisticamente equivalentes para um nível de confiança de 95 %. A precisão também foi avaliada através de estudos de repetitividade ficando em torno de 2,9 %. Os sensores contendo ION mostraram-se bastante promissores para detecção de íons Cu2+ em amostras de café. As superfícies dos eletrodos são facilmente regeneradas sem etapas adicionais. Os sensores propostos neste trabalho abrem uma nova perspectiva de sensores Enzyme-less para detecção de íons metálicos em matrizes complexas. / In this work, we developed a Indium Tin Oxide coated glass (ITO) sensor modified with iron oxides nanoparticles (ION) ultrathin films made by Layer by Layer. The growing of the nanoparticles film was successful accompanied ex situ by Ultra Violet- visible spectrometry. The growing process was linear in relation to the number of bilayer deposited on ITO surface. Additionally, Raman spectrums of the films showed absorption bands of magnetite. Moreover, images of Atomic Force Microscopy presented a Fe3O4 nanoparticles highly packed. Fe3O4 nanoparticles influenced the electrochemical behavior of the ION electrodes. The process of adding new bilayers Fe3O4 nanoparticles on ITO surface increased anodic and cathode currents from redox couple Fe(CN)63-/4-. The redox couple Fe(CN)63-/4- had a quasi-reversible behavior on ITO electrodes which was observed on others work electrodes. The Cu2+ detection was carry out into electrochemical cell of three electrodes on a sensor surface with three 3 bilayers of Fe3O4 nanoparticles by anodic stripping voltammetry (ASV). We studied the influence of the pulse amplitude, scan rate, pH, support electrolytes, deposition potential, deposition time and stirring rate parameters at ASV Cu2+ response. The ideal pH range was from 4 to 5 and the support electrolyte chosen was pH 3 Britton-Robinson buffer. The detection and quantification limits estimates to Cu2+ response were 0.32 and 1.10 μg.L-1 respectively. The linear range went from 1.10 to 400 μg.L-1. The ION electrodes presented a good selectivity relatively the common ions. Powder coffee samples purchased at local commerce were utilized to copper quantification by Differential Pulse Anodic Striping Voltammetry on ION electrodes and also by Flame Atomic Absorption Spectrometry. The results showed a good agreement at 95 % at confidence level. The accuracy was available by repetitive studies and the relative standard deviation was 2.9 %. ION sensors showed promising to Cu2+ ions detection at coffee samples. Electrodes surfaces were easily regenerated without additional steps. Finally, ION electrodes opened a new Enzyme-less perspective to metals detection at complex matrices.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade Gama, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Biomédica, 2015. / Submitted by Fernanda Percia França (fernandafranca@bce.unb.br) on 2016-03-11T17:01:16Z No. of bitstreams: 1 2015_MarcosAurelioLimaNeves.pdf: 17636415 bytes, checksum: b7051ad1c0ae495203ef04a403f60337 (MD5) / Approved for entry into archive by Patrícia Nunes da Silva(patricia@bce.unb.br) on 2016-06-06T11:55:48Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2015_MarcosAurelioLimaNeves.pdf: 17636415 bytes, checksum: b7051ad1c0ae495203ef04a403f60337 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-06-06T11:55:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2015_MarcosAurelioLimaNeves.pdf: 17636415 bytes, checksum: b7051ad1c0ae495203ef04a403f60337 (MD5) / O oxímétro é um equipamento médico não invasivo que extrai dados percentuais de oxigenação (SpO2) é frequência cardíaca (FC) do ser humano. O processo fisiológico se manifesta por meio do fluxo respiratório é sanguíneo. A troca gasosa que ocorre nos alvéolos dos pulmões faz com que a corrente sanguínea transporte o oxigénio através das moléculas de hemoglobina oxigenada (HbO2) que estão presentes no sangue arterial. Com isso, a maior parte do oxigénio é absorvido pelos tecidos corporais é um pequeno percentual retorna como uma parcela de impurezas por meio das moléculas de hemoglobinas desoxigenadas, presentes no sangue venoso. A periodicidade em que se repete tal processo permite aferir o ritmo cardíaco. Atualmente, os oximoros existentes no mercado nacional não disponibilizam, ao paciente ou a equipe médica, as informações de frequência cardíaca é percentual de oxigenação por meio de um serviço de telecomunicação. No mercado internacional, em particular nos países desenvolvidos, este cenário já é uma realidade. Com a inserção do conceito de Telemedicina, dispositivos eletrônicos de comunicação sem fio foram inseridos em equipamentos da área de Engenharia Biomédica, possibilitando o envio dos dados coletados para a equipe médica por meio de terminais portáteis (celulares, tabletes é notebooks). Com isso, o objetivo dessa dissertação é apresentar a descrição analítica de um projeto, em nível de hardware é software, na área da oxímetria direcionando seus resultados para o campo da Telemedicina. O envio das informações coletadas pelo oxímétro foi realizada via comunicação bluetooth. Um servidor móvel foi inserido para registro e gerenciamento dos dados enviados pelo equipamento, facilitando assim, o monitoramento e reduzindo as fronteiras existentes no acompanhamento de sinais biomédicos. Esse trabalho pode contribuir para a melhoria no tratamento dos pacientes reduzindo a distância entre o monitoramento de seus sinais vitais e o envio dos dados para a equipe médica. / The oximeter is a noninvasive medical device that extracts data percentage oxygenation (SpO2) and heart rate (HR) from human being. The physiological process happens by the respiratory and blood flow. Gas exchange occurring in the alveoli of the lungs causes the blood oxygen transport through the oxygenated hemoglobin molecule (HbO 2) present in the arterial blood. Thus, oxygen is absorbed by body tis-sues resulting in a portion of impurities that returns through deoxygenated hemoglobin molecules existing in venous blood. The periodicity, which this process is, repeated al-lows to extract the heart rate. Nowadays, Brazilian market oximeters do not provide the heart rate information nor percentage of oxygenation through telecommunications service. In developed countries this scenario is already a reality, concepts of telemedicine and wireless communication devices has been inserted on Biomedical Engineering equipment allowing to send patient’s data to medical staff over portable terminals as mobile phone, tablets and notebooks. Thereby, this dissertation presents an analytical description of a project about hardware and software on oximetry field concentrated its results on telemedicine area. Bluetooth technology was chose to transmit the data collected by the oximeter and a mobile server was inserted to manage and record all data received by the portable device. This work may contribute to improve patients’ treatment reducing the distance between monitoring their signals and the information to medical staff.