05.1 - Graduação (UACSA)
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Item Análise numérica de placas finas via método dos elementos finitos(2024-10-04) Jailson Teixeira do Nascimento; Felipi Pablo Damasceno Fernandes; Jordlly Reydson de Barros Silva; http://lattes.cnpq.br/4382584044561547; http://lattes.cnpq.br/8435729776082963; http://lattes.cnpq.br/3346913870727970Um dos grandes desafios do engenheiro civil em projetos de estruturas de concreto armado, é elaborar um modelo estrutural adequado para a estimar os esforços solicitantes atuantes e, com isso, ter condições de prever o comportamento da estrutura e dimensioná-la para suportar os seus esforços. Em lajes de concreto armado, por exemplo, existem métodos analíticos que podem ser utilizados. Porém, quando se tratam de lajes com geometrias mais gerais, há uma dificuldade de obtenção dos esforços solicitantes de forma precisa. O mesmo se aplica a soluções que levam em consideração o comportamento integrado entre as lajes de um pavimento. Neste trabalho, optou-se pela implementação em python de um elemento de placa utilizado para modelar placas finas baseado na teoria de Kirchhoff que se ajustasse a essa diversidade de geometrias. Com isso, foi implementado um elemento inicialmente aplicado em malhas de elementos retangulares. O elemento foi adaptado para ser usado em malhas de elementos retangulares distorcidos, porém foi verificado que, nesse caso, apresenta uma convergência pior dos resultados com o refinamento da malha. No entanto, mesmo com essa adaptação, o elemento obteve um ótimo desempenho na obtenção dos deslocamentos e esforços solicitantes em lajes analisadas separadamente. Além disso, foi estudado, ainda, o desempenho do elemento em pavimentos de edificações, em que a análise é feita de maneira conjunta. Nesse caso, partiu-se de problemas cujos esforços internos já haviam sido estimados pelo método das tabelas e utilizou-se esses resultados como referência das análises por elementos finitos. Sendo assim, observou-se que os esforços internos e deslocamentos obtidos apresentaram resultados razoáveis, se aproximando dos resultados da literatura, evidenciando-se a viabilidade da ferramenta criada.Item Análise de sistemas de visão computacional para inspeção automática de linhas de produção(2024-10-02) Daíres Macedo Félix de Menezes; Felipe Alberto Barbosa Simão Ferreira; http://lattes.cnpq.br/9939255113143786; http://lattes.cnpq.br/8485755067358122O uso de sensores inteligentes se aplica em diversas áreas, como o controle de nível, para evitar transbordamentos de líquidos, e no monitoramento de vibrações, para indicar quando máquinas precisam de manutenção. Na visão computacional, os problemas da indústria que são solucionados giram em torno da inspeção de qualidade e classificação. Por exemplo, a indústria de embalagens precisa garantir uniformidade de tamanhos e formatos, a indústria automotiva busca garantir a uniformidade de pneus, enquanto a eletrônica enfrenta desafios com soldas, que podem ser inspecionadas com sistemas de visão. No setor logístico, a leitura de códigos de barras permite uma separação de itens mais rápida e automática. Este trabalho aborda o uso de sistemas de visão computacional para a inspeção automática de linhas de produção, com foco na aplicação no ramo alimentício. Foi explorado um vasto material bibliográfico sobre os conceitos fundamentais de processamento de imagem, destacando as diferenças entre análise de imagem e visão computacional. Elementos como cores, texturas, iluminação, contraste e brilho foram analisados por sua importância na qualidade das imagens digitais. Foram discutidas também as principais técnicas de análise de imagem, operações lógicas e aritméticas, além da presença de ruídos e métodos eficazes para sua remoção ou redução por meio de filtros. O estudo comparou as tecnologias 2D e 3D existentes, explicando seus princípios ópticos e funcionais. Além disso, foi apresentado o software da SICK Sensor Intelligence, utilizado no estudo de caso de inspeção 3D de caixas empacotadoras de 50 pacotes do produto lámen. O sistema foi aplicado para garantir a conformidade na quantidade e organização dos pacotes na linha de produção, com o objetivo de automatizar o processo e reduzir as reclamações dos clientes, que impactavam negativamente tanto a credibilidade da empresa quanto suas métricas de satisfação. Nesse estudo, o uso da triangulação a laser foi aplicado, devido à sua baixa interferência causada por diferentes cores (refletividade) do material inspecionado e pela necessidade de analisar as discrepâncias em três dimensões, já que as ocorrências de erro no empacotamento exigiam uma análise precisa. O estudo demonstrou que o uso da tecnologia 3D para inspeção foi extremamente eficaz, atingindo uma eficiência superior a 95%, mostrando-se uma solução bem-sucedida para o controle de qualidade e automação industrial.Item Análise e otimização dos processos de aplicação de gelcoat na produção de pás eólicas(2024-09-16) Maria Júlia Dias Ramalho; Verônica Cristhina de Souza Diniz; http://lattes.cnpq.br/9239037374332331; http://lattes.cnpq.br/9654826211690773A crescente demanda por fontes de energia renovável tem impulsionado o desenvolvimento e a otimização de tecnologias eólicas. Nesse contexto, a durabilidade e a eficiência das pás eólicas são essenciais para assegurar a viabilidade econômica e operacional dos parques eólicos. Este trabalho tem como objetivo analisar e otimizar a aplicação de gelcoat nas pás eólicas, investigando as formas mais eficientes de aplicação para reduzir defeitos de superfície e, consequentemente, diminuir o retrabalho, aumentando a durabilidade e a eficiência no processo de produção. A avaliação do desempenho foi realizada por meio de testes e análises na área produtiva, considerando aspectos como tempo de cura, aderência, defeitos e capacidade de proteção contra os elementos naturais, a fim de identificar as melhores práticas e materiais. Os resultados indicam que a escolha adequada dos parâmetros de aplicação de gelcoat pode prolongar a vida útil das pás eólicas, reduzindo a necessidade de manutenção e substituição, além de melhorar a eficiência aerodinâmica das pás ao manter uma superfície lisa e uniforme. A pesquisa também ressaltou os desafios na utilização de gelcoat, como espessura irregular, tempo de cura inadequado, adesão insuficiente, aplicação inadequada e defeitos de superfície, sugerindo soluções que incluem treinamentos operacionais e ajustes nos parâmetros das máquinas. Os resultados demonstraram que a adoção de melhores práticas na aplicação de gelcoat melhora a uniformidade da superfície, reduzindo defeitos como rachaduras, porosidade e espessura irregular. Além disso, a implementação de treinamentos operacionais e ajustes nos parâmetros de aplicação levou a uma redução significativa na necessidade de retrabalho, contribuindo para maior eficiência produtiva e aumento da vida útil das pás.Item Pavimento permeável como meio de captação de águas pluviais para reuso em fins não potáveis em um condomínio residencial(2024-09-26) Marina Almondes Teixeira; Martônio José Marques Francelino; http://lattes.cnpq.br/5457079260891955; http://lattes.cnpq.br/4997084105942866Os principais problemas ambientais urbanos estão associados principalmente a poluição, ilhas de calor, inversão térmica, enchentes e deslizamentos de terra. A carência de água já é uma realidade em muitas regiões e um fator agravante desse problema está relacionado à distribuição populacional. Nesse contexto, outro fator agravante é a impermeabilização do solo decorrente da desordenada ocupação urbana, que provoca impactos no meio ambiente, muitos relacionados às modificações do ciclo hidrológico. Uma alternativa que tem se mostrado bastante interessante é a utilização dos pavimentos permeáveis, uma vez que é capaz de reduzir o volume e a velocidade dos escoamentos superficiais de águas pluviais, além de reabastecer o lençol freático. Nesse sistema construtivo, a água infiltra através das camadas do pavimento e depois é armazenada temporariamente e pode ser aproveitada para diversos fins, ou infiltrar no solo, ou ser escoada de forma controlada. Dessa forma, o presente estudo teve por objetivo realizar um estudo preliminar da utilização de pavimento permeável de concreto, como método de captação de águas pluviais, para armazenamento e posterior uso em fins não potáveis dentro de um condomínio residencial fictício, localizado na cidade de Cabo de Santo Agostinho – PE. São abordados também, tópicos referentes a composição, classificação, vantagens e desvantagens, manutenção e análise de viabilidade dos pavimentos permeáveis. Os resultados encontrados a partir desse sistema de captação de água pluvial, visando o aproveitando para fins não potáveis, resultou em uma captação mensal de 682,4 m³, com investimento em torno de R$ 281.758,068 para sua implantação e payback de aproximadamente 13 meses. Por fim, espera-se que este trabalho contribua para futuros estudos que venham a ser desenvolvidos sobre o tema.Item Ferramentas LEAN Para Empreendimentos Com Sistema de Parede de Concreto Armado Moldada In Loco(2022-04-13) Nunes, Samuel Hesli de Almeida; Galvão, Simone Perruci; http://lattes.cnpq.br/1523292800241605; http://lattes.cnpq.br/1529726349055934The constructive system of cast-in-place concrete walls is a method in which industrialized forms are used, embedded in the work itself, applied directly with concrete. This is a practically entirely industrialized system. Its great differential compared to traditional constructive models is mainly linked to the leaner cost due to its shorter execution time. With the application of new production methodologies to this system, it is possible to achieve not only the efficiency that the constructive method already promises, but also to propose a continuous improvement to the sector, increasing productivity, eliminating waste and adding value to the product. Within this aspect comes Lean Construction, a philosophy that carries tools and principles that, when properly applied, result in the optimization of processes and deliveries of a quality final product. This work is a study of the bibliographic review in order to investigate, select and propose the application of some tools that follow the principles of the Lean Construction philosophy, to the constructive system of concrete walls, with the intention of cooperating with the improvement of the sector performance. It was found that it is possible to apply Lean tools to the construction method of reinforced concrete walls cast "in loco" and this application brings several benefits to the system, such as: continuous improvement to the construction process; increased transparency of processes; cycle time reduction; increasing the value of products and reducing activities that do not add value. These results can be achieved through the use of tools such as: 5s Program, Andon, Kanban, PDCA Cycle, Physical Arrangement, Last Planner System (LPS), Line of Balance and Value Stream Mapping.Item Desenvolvimento e Avaliação de Desempenho de um Sistema de Posicionamento automático de Placas Fotovoltaicas(2024-03-05) Santos, Marcos Paulo Jerônimo dos; Aguedo, Reinel Beltrán; http://lattes.cnpq.br/2770313428458626; http://lattes.cnpq.br/7884920585085694The growing demand for renewable energy has driven the development of more efficient and accessible technologies, highlighting photovoltaic energy as one of the main sources of clean energy. However, the efficiency of current solar panels is still insufficient to meet the high energy demand, as it directly depends on the alignment of the solar panels relative to the sun. This research aims to develop a solar tracker prototype and evaluate solar tracking methods as strategies to increase the efficiency of photovoltaic panels. Through a comparative analysis, different approaches to automate the positioning of solar panels were explored, including single-axis and dual-axis tracking systems, with and without the use of PID controllers. For this purpose, atesting platform was developed to simulate the sun’s position throughout the day, allowing the prototype to accurately follow the path of the sunlight. Data were collected using a SCADA supervisory system, enabling a detailed and controlled analysis of the efficiency of the different tracking methods, highlighting the superiority of the dual-axis tracker. The results confirm that the use of PID controllers can provide significant gains in energy efficiency.Item Previsão de consumo de energia elétrica no brasil: uma comparação entre métodos(2023-09-22) Fortes, Bruna Lavínia Santos; Ferreira, Felipe Alberto Barbosa Simão; http://lattes.cnpq.br/9939255113143786; https://lattes.cnpq.br/9302922458814221The prediction of electricity consumption plays a crucial role in the effective management of energy resources. This study investigates electricity consumption forecasting methods applied in the Brazilian context. Four widely recognized forecasting techniques were explored: Exponential Smoothing, ARIMA (Autoregressive Integrated Moving Average), Support Vector Machines (SVM), and Artificial Neural Networks (ANN). The analysis began with the decomposition of the time series, allowing for the identification of trends, seasonality, and random variations in the data. The Holt-Winters Exponential Smoothing and the ARIMA model were used to model the underlying temporal aspects. The Support Vector Machines (SVM) technique was enhanced through parameter optimization, resulting in highly accurate and reliable forecasts. Although it required significant computational efforts, SVM demonstrated remarkable capability in capturing complex relationships. ANN was investigated and emerged as the most effective approach, providing exceptionally precise and robust predictions. This method stood out in capturing complex and sequential patterns, making it the preferred choice for forecasting electricity consumption in Brazil. However, the final choice of the model should consider not only evaluation metrics such as MSE (Mean Squared Error), MAE (Mean Absolute Error), and RMSE (Root Mean-Squared Error) but also adaptation to specific data and computational demands.Item Controle vetorial de velocidade em motor de indução trifásico para aplicações em mobilidade elétrica(2024-03-08) Souza, Guilherme Henrique de Carvalho; Méllo, João Paulo Ramos Agra; http://lattes.cnpq.br/2430890141645755; https://lattes.cnpq.br/6351499728705848The replacement of combustion engines with electric motors is already a reality in Brazil. Hybrid and electric vehicles are gaining more market share every day. This is due to their high efficiency, low cost and, above all, the fact that they do not emit polluting gases into the environment. The study of induction motors for vehicle traction has become a challenge for researchers, who are looking for methods and strategies to maximize their market entry. Speed control of electric motors can be carried out in various ways, such as changing the number of poles, vector control, changing the frequency and supply voltage. Vector control is based on the odq variable transform, which is a good representation of the three-phase induction machine in the vector domain. Through this control, it is possible to decouple the machine's conjugate and magnetic flux, allowing each of them to be explored in isolation. The aim of this work is therefore to develop a closed-loop quadrature vector control system for the electric motor used in the Evolt Racing extension project. This study begins by validating the machine model and the open-loop controls, and then closing the control loop. Finally, the motor is driven via PWM inverter and the braking profiles and methods are compared. The simulations were carried out using PSIM and MATLAB software, and the controllers were tuned using the geometric root locus method. It was possible to validate the machine model, tune the controllers to improve the dynamic response and control the motor speed for the permanent regime.Item ESTUDO COMPARATIVO DAS PROPRIEDADES TÉRMICAS, MORFOLÓGICAS E MECÂNICAS DE PA E PLA NA IMPRESSÃO 3D(2024-11-30) Silva, Rafael Aldreem Alves da; Ghislandi, Marcos Gomes; http://lattes.cnpq.br/3409757365313853; http://lattes.cnpq.br/1915012203419619This study conducted a comprehensive characterization of the thermal, morphological, and mechanical properties of poly(lactic acid) (PLA) and polyamide (PA) filaments used in 3D printing, including their carbon fiber (CF) and glass fiber (GF) reinforced variants, as well as specialized versions for high-strength (PRO) and high-temperature (PAHT) applications. Using Differential Scanning Calorimetry (DSC), tensile tests, and Scanning Electron Microscopy (SEM), the thermal behavior, mechanical strength, and internal morphology of the filaments were investigated. The results indicate that PAHT CF15, reinforced with 15% carbon fiber, exhibits the best thermal and mechanical resistance, making it suitable for high-temperature applications. PA6 GF30, with 30% glass fiber, offers a good balance between stiffness and strength. In contrast, PLA White and PLA Pro materials are more suited for moderate- temperature applications. The analysis of different infill patterns (40% and 100%) reveals that the choice of configuration depends on cost-effectiveness, considering the specific application and desired strength. The study suggests that improvements in matrix-fiber adhesion could optimize the performance of the composites, particularly for PAHT CF15.Item ESTUDOS DE PERDAS NOS SEMICONDUTORES E DA DISTORÇÃO HARMÔNICA EM TOPOLOGIAS DE CONVERSORES MULTINÍVEIS(2024-10-03) Silva, João Gonçalves Antunes da; Silva Júnior, Guilherme Penha da; Méllo, João Paulo Ramos Agra; http://lattes.cnpq.br/0439625337029616; http://lattes.cnpq.br/4952843275256497This article presents a study of semiconductor losses and harmonic distortion in multilevel converter topologies. Switching, conduction, and total losses will be analyzed for two-level topologies as well as three- and four-level Neutral-Point Clamped (NPC) topologies at varying frequencies. Additionally, the Total Harmonic Distortion (THD) of the voltage and phase current waveforms will be evaluated. The results include the values of losses and THD for six distinct cases, with variations in standard active and reactive power values, as well as voltage, resistance, and inductance values obtained through simulation. The study also highlights which topology performs better in each case, analyzing scenarios with different voltages and frequencies. The results show that multilevel systems exhibit superior performance at high voltages and elevated frequencies, whereas two-level converters perform better at lower frequencies.