xvi encontro de iniciação científica 2015 livro de resumos

Transcrição

INSTITUTO MILITAR DE ENGENHARIA
- IME -
XVI ENCONTRO DE INICIAÇÃO CIENTÍFICA
2015
LIVRO DE RESUMOS
20 a 22 de Outubro de 2015
Rio de Janeiro - RJ
1
INSTITUTO MILITAR DE ENGENHARIA
- IME -
Comandante
Gen Div Waldemar Barroso Magno Neto
Subcomandante
Cel QEM Paulo Cesar Salgado Vidal
Chefe da Divisão de Ensino e Pesquisa
Cel QEM Ricardo Eiji Hamaoka
Chefe da Subdivisão de Pesquisa e Extensão
Cel QEM Alberto Gaspar Guimarães
Adjuntos da Subdivisão de Pesquisa e Extensão
TC QEM Luiz Augusto Cavalcante Moniz de Aragão Filho
Cap QEM Cristiane de Oliveira Castilho
2º Ten Wilson Custódio da Silva
SC Marcos Quintanilha Santos
Coordenador Institucional PIBITI e PBIP
Cel QEM Alberto Gaspar Guimarães
Comitê Institucional PIBITI e PBIP
Prof. Valéria Saldanha Motta
Prof. José Carlos Cesar Amorim
Cap QEM Vitor Gouvea Andrezo Carneiro
Prof. Luis Henrique Leme Louro
Prof. Luiz Eduardo Pizarro Borges
Prof. Luiz Felipe Coutinho Ferreira da Silva
Cap QEM Gladson Silva Fontes
Cap QEM Humberto Henriques de Arruda
2
CONSELHO NACIONAL DE DESENVOLVIMENTO
CIENTÍFICO E TECNOLÓGICO
- CNPq -
Presidente
Prof. Hernan Chaimovich Guralnik
Diretor de Cooperação Institucional
Profa. Glenda Mezarobba
Coordenadora de Programas Acadêmicos
Profª Lucimar Batista de Almeida
FUNDAÇÃO RICARDO FRANCO
- FRF -
Presidente
Gen Bda R/1 Waldemir Cristino Rômulo
3
4
Sumário
T01 SE1 ............................................................................................................ 8 T02 SE1 ............................................................................................................ 9 T03 SE1 .......................................................................................................... 10 T04 SE1 .......................................................................................................... 11 T05 SE1 .......................................................................................................... 12 T06 SE1 .......................................................................................................... 13 T07 SE1 .......................................................................................................... 14 T08 SE1 .......................................................................................................... 15 T09 SE/1 ......................................................................................................... 16 T10 SE1 .......................................................................................................... 17 T01 SE2 .......................................................................................................... 18 T02 SE2 .......................................................................................................... 19 T03 SE2 .......................................................................................................... 20 T04 SE2 .......................................................................................................... 21 T05 SE2 .......................................................................................................... 23 T06 SE2 .......................................................................................................... 24 T07 SE2 .......................................................................................................... 25 T08 SE2 .......................................................................................................... 26 T09 SE2 .......................................................................................................... 27 T10 SE2 .......................................................................................................... 28 T11 SE2 .......................................................................................................... 29 T12 SE2 .......................................................................................................... 30 T13 SE2 .......................................................................................................... 31 T14 SE2 .......................................................................................................... 32 T01 SE3 .......................................................................................................... 33 T02 SE3 .......................................................................................................... 34 T03 SE3 .......................................................................................................... 35 T04 SE3 .......................................................................................................... 36 T05 SE3 .......................................................................................................... 37 T06 SE3 .......................................................................................................... 39 T07 SE3 .......................................................................................................... 41 T08 SE3 .......................................................................................................... 42 T09 SE3 .......................................................................................................... 43 T10 SE3 .......................................................................................................... 45 T11 SE3 .......................................................................................................... 46 T01 SE4 .......................................................................................................... 47 5
T02 SE/4 ......................................................................................................... 48 T03 SE/4 ......................................................................................................... 49 T04 SE4 .......................................................................................................... 50 T05 SE4 .......................................................................................................... 51 T06 SE4 .......................................................................................................... 52 T07 SE4 .......................................................................................................... 53 T08 SE4 .......................................................................................................... 54 T09 SE4 .......................................................................................................... 55 T10 SE4 .......................................................................................................... 56 T11 SE4 .......................................................................................................... 57 T12 SE4 .......................................................................................................... 58 T13 SE4 .......................................................................................................... 59 T14 SE4 .......................................................................................................... 60 T15 SE4 .......................................................................................................... 61 T16 SE4 .......................................................................................................... 62 T17 SE4 .......................................................................................................... 63 T01 SE5 .......................................................................................................... 64 T02 SE5 .......................................................................................................... 65 T03 SE5 .......................................................................................................... 66 T04 SE5 .......................................................................................................... 67 T05 SE5 .......................................................................................................... 68 T06 SE5 .......................................................................................................... 69 T07 SE5 .......................................................................................................... 70 T08 SE5 .......................................................................................................... 71 T09 SE5 .......................................................................................................... 72 T10 SE5 .......................................................................................................... 73 T11 SE5 .......................................................................................................... 74 T12 SE5 .......................................................................................................... 75 T13 SE5 .......................................................................................................... 76 T14 SE5 .......................................................................................................... 77 T15 SE5 .......................................................................................................... 78 T16 SE5 .......................................................................................................... 79 T01 SE6 .......................................................................................................... 80 T02 SE6 .......................................................................................................... 81 T03 SE/6 ......................................................................................................... 83 T04 SE/6 ......................................................................................................... 84 T05 SE6 .......................................................................................................... 85 T06 SE6 .......................................................................................................... 86 T01 SE7 .......................................................................................................... 87 6
T02 SE7 .......................................................................................................... 88 T03 SE7 .......................................................................................................... 89 T04 SE7 .......................................................................................................... 90 T05 SE7 .......................................................................................................... 91 T06 SE7 .......................................................................................................... 92 T07 SE7 .......................................................................................................... 93 T08 SE7 .......................................................................................................... 94 T09 SE7 .......................................................................................................... 97 T10 SE7 ........................................................................................................ 100 T11 SE7 ........................................................................................................ 102 T12 SE7 ........................................................................................................ 103 T13 SE7 ........................................................................................................ 104 T01 SE8 ........................................................................................................ 105 T02 SE8 ........................................................................................................ 106 T03 SE8 ........................................................................................................ 107 T04 SE8 ........................................................................................................ 108 T05 SE8 ........................................................................................................ 109 T06 SE8 ........................................................................................................ 110 T07 SE8 ........................................................................................................ 111 T08 SE8 ........................................................................................................ 112 T09 SE8 ........................................................................................................ 113 7
T01 SE1
COMPARAÇÃO ENTRE AS FERRITAS MN0,5ZN0,5FE2O4 E MNFE2O4
PARA A REMOÇÃO DE MANCHAS DE ÓLEO COM MATRIZ DE
PARAFINA
Autor: Fernando Alves Almeida Silva (Bolsista PIBITI-CNPq/IME) (SE/3)
E-mail: [email protected]
Orientador: André Ben-Hur da Silva Figueiredo (SE/1)
SEÇÃO DE ENSINO BÁSICO
Este estudo tem como finalidade comparar a velocidade de arraste entre os
compósitos de ferrita de Mn0,5Zn0,5Fe2O4 e MnFe2O4 com parafina, nas concentrações
de 1% e 5% em massa de ferrita, utilizado na remoção de manchas de óleo em meio
aquoso.
Para tal avaliação, determinou-se a velocidade de arraste do bloco, consistindo
da união do compósito de parafina e ferrita, derramado sobre a mancha de óleo.
O resultado mostrou que o bloco com ferrita de Mn0,5Zn0,5Fe2O4 tem velocidade
média de arraste maior que o da ferrita de MnFe2O4.
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T02 SE1
UTILIZACÃO DE COMPÓSITOS MAGNÉTICOS NA REMOÇÃO DE
MANCHAS DE ÓLEO
Autor: Maike Miranda Muzitano (Bolsista PIBITI-CNPq/IME) (SE/1)
Orientador: André Ben-Hur da Silva Figueiredo (SE/1)
A aplicação de compósitos magnéticos para resolver problemas ambientais tem
recebido considerável atenção nos últimos anos. Compósitos magnéticos podem ser
usados para adsorver contaminantes e, após a adsorção, podem ser separados por
um simples processo magnético.
Este estudo tem-se como objetivo preparar nanopartículas de ferrita Ni-Zn
através do método de combustão, misturar as nanopartículas com parafina e aplicar
esse compósito em uma mancha de óleo adsorvida por dois tipos de perlita: pura e
hidrofobizada.
Foi avaliado a capacidade de adsorção dos dois tipos de perlita e a velocidade
de arraste da mancha de óleo aderida a perlita e ao compósito, sob a ação de um
campo magnético.
Foi observado a grande capacidade de adsorção da perlita pura, conseguindo
adsorver aproximadamente de 3 a 4 vezes a sua massa em óleo.
9
T03 SE1
CONDENSAÇÃO DE BOSE-EINSTEIN, SUPERCONDUTIVIDADE E
CROSSOVER BCS-BEC
Autor: André do Nascimento Barbosa (Bolsista PIBITI-CNPq/IME) (SE/1)
Orientador: Daniel Lorenzo Reyes Lopez(SE/1)
O objetivo deste trabalho é estudar a transição de regimes supercondutores,
levando em consideração o acoplamento forte de elétrons (regime de condensação de
Bose-Einstein) e o acoplamento fraco (Regime BCS).
Nós estudamos as técnicas
operacionais para a obtenção das funções de Green que caracterizam o fenômeno e os
valores esperados para os termos do Hamiltoniano característico do sistema. Também,
estudamos a física estatística para gases quânticos ideais e a dedução das
distribuições de Fermi-Dirac e Bose-Einstein, que são usadas para determinar as
funções termodinâmicas usadas para estudar as diversas propriedades dos materiais
supercondutores. O fenômeno de condensação de Bose-Einstein foi estudado de
maneira profunda, devido a importância deste regime em função do potencial químico
e a transição do regime BEC para BCS. Finalmente, realizamos simulações
computacionais onde foram estudadas as diversas propriedades que envolvem o
fenômeno de Crossover BCS-BEC.
10
T04 SE1
ANÁLISE, APLICAÇÕES E FORMAS DE APROVEITAMENTO DE
PAINÉIS SOLARES FOTOVOLTAICOS
Autor: Mayara Magalhães Carvalho (Bolsista PIBIT/IME)
Orientador: Gerson Bazo Costamilan D.C. (SE/1)
Com intenção de melhorar o entendimento e aproveitamento da geração de
energia através de células fotovoltaicas, foram realizadas pesquisas voltadas aos
diversos usos da energia solar. Foram explicados o funcionamento do coletor solar
plano, do coletor solar parabólico, da torre de energia solar, da usina de geração no
espaço e da microgeração. Além disso, foram realizados experimentos que ratificam o
funcionamento segundo a lei de Ohm das células, além de conferir uma parcial de
cálculo da potência das placas encaminhando para uma busca da melhor eficiência de
captação da energia solar. O processo consistiu em duas etapas que em conjunto
comparam a potência gerada pelo sol com a gerada por uma lâmpada incandescente.
Em ambos os processos, foram acoplados dos multímetros, em que um foi ligado em
paralelo com a placa solar, funcionando como voltímetro, e o segundo foi acoplado em
série entre o reostado e a placa, funcionando como amperímetro. Em seguida fixandose, alternadamente, a resistência no reostado e a ddp, possibilitou o cálculo da
potência. Os resultados obtidos comparados com a utilização em escala comercial,
mostraram a grande aplicabilidade da energia solar, ainda inexplorada.
11
T05 SE1
CARACTERIZAÇÃO DE UM COLETOR FOTOVOLTAICO,
APLICAÇÕES DA ENERGIA SOLAR E MICROGERÇÃO DE
ENERGIA.
Autor: Michell Porfírio Caldas Ramos (Bolsista PBITI/IME)
Email:[email protected]
Orientador: Gerson Bazo Costamilan (SE/1)
Email: [email protected]
Fez-se, inicialmente, uma breve descrição da energia solar, destacando as
vantagens sócio-econômicas de aproveitar essa excelente forma sustentável de
energia. O trabalho está dividido em três principais partes referentes à energia solar:
análise da eficiência energética de uma placa solar, abordagem de microgeração de
energia e exemplificações de aplicações práticas do uso dessa forma de energia.
Quanto à parte analítica, realizaram-se experimentos com uma pequena placa solar a
fim de verificar a sua eficiência na geração de energia. Para isso, estudos gráficos de
corrente e tensão gerados pela placa foram obtidos e comparados com dados obtidos
teoricamente. Em relação à microgeração de energia, discutiram-se os meios e
procedimentos legais, baseados em legislações, que devem ser satisfeitos para que
essa prática seja utilizada de maneira adequada e de forma sustentável. Finalmente,
com relação às aplicações práticas da energia solar, fez-se a exposição dessas formas
de uso, tais como: coletor solar plano, coletor solar parabólico, torre de energia solar,
usina de energia no espaço e formador de vapor solar (spongelike), analisando as
suas pecualiridades, vantagens e limitações, e,em alguns deles, descreveram-se os
seus mecanismos de funcionamento.
12
T06 SE1
LIGAS DE MEMÓRIA DE FORMA DE CU-AL-ZN
Autor: Gustavo de Oliveira Menezes (Bolsista PIBITI-CNPq/IME) (SE/5)
Orientador: Nelson Antônio Borges Garcia (SE/1)
Co-orientador: Julio Cesar Soares de Oliveira (SE/4)
[email protected]
O trabalho tem por finalidade apresentar visões gerais e explanar as principais
propriedades das ligas de Cu-Al-Zn, as ligas de memória de forma. Além de
apresentar as propriedades da liga, também será mostrada uma análise quantitativa,
revelando dados teóricos e práticos que auxiliem no procedimento de fundição.
O direcionamento teórico a que o trabalho foi orientado leva a explicar o porquê
dessas ligas serem formadas, quais são as características que elas apresentam, por
quais transformações passam e quais são as geometrias envolvidas no processo,
identificando a estabilidade da transformação.
As ligas de memória de forma têm grande aplicabilidade nas mais variadas
áreas, como na medicina ou até mesmo na indústria aeronáutica. Em contrapartida,
essas ligas possuem baixa resistência à fadiga mecânica, e por isso têm aplicação
limitada em alguns casos do contexto da engenharia.
13
T07 SE1
MÉTODO DOS MÍNIMOS QUADRADOS EM AUDIÇÃO HUMANA
Autor: Thomas Rincon Reis (Bolsista PIBITI-IME)
Orientador: Nelson Antônio Borges Garcia, D. Sc. ECL
E-mail:[email protected]
O Método dos Mínimos Quadrados é amplamente usado na resolução de
problemas da Engenharia onde, na impossibilidade de encontrar solução para os
mesmos, procura-se uma solução que melhor se aproxima no sentido dos Mínimos
Quadrados.
O Modelo da Audição Humana baseia-se no estudo das vibrações sonoras, uma
vez que as mesmas entram no ouvido externo e são canalizadas para o tímpano
causando vibração. O Método dos Mínimos Quadrados em Audição Humana consiste
em encontrar a energia da diferença entre duas ondas sonoras p(t) e q(t), que
determina se um ouvido percebe alguma diferença entre estas. Se a energia for tão
pequena quanto possível, então as duas ondas produzem as mesmas sensações de
som.
Neste trabalho apresentamos o desenvolvimento teórico do Modelo da Audição
Humana e também os resultados do Modelo em laboratório.
14
T08 SE1
SISTEMAS LINEARES DE GRANDE PORTE: ESTUDO E APLICAÇÃO
DE MÉTODOS DE RESOLUÇÃO
Autor: João Pedro Dutra do Nascimento (Bolsista PIBITI-CNPq/IME) (SE/2)
Orientadora: Valéria Saldanha Motta (SE/1)
Frequentemente, as engenharias lidam com sistemas lineares de grande porte
como resultado da adequação de diversos problemas encontrados. E a Ciência da
Computação estuda métodos para solucionar tais sistemas.
Enfatizou-se nesse estudo o método básico das interações, o subespaço de
Krylov e alguns dos mais importantes métodos iterativos para a resolução de sistemas
lineares, sem deixar de abordar as teorias necessárias para esse fim. Para o caso das
matrizes positivas definidas e simétricas, o método do Gradiente Conjugado (CG) é
considerado o mais importante, pois reduz significativamente o tempo, complexidade
e o número de iterações comparado a outros métodos. O objetivo final é justamente a
compreensão e implementação do Gradiente Conjugado (CG).
15
T09 SE/1
MÉTODOS DE RESOLUÇÃO DE SISTEMAS LINEARES DE GRANDE
PORTE
Autor: Paulo Lui ( Bolsista PIBITI-CNPq/IME)(SE/4)
Orientadora: Valéria Saldanha Motta (SE/1)
Ao modelar problemas de engenharia, muitas vezes depara-se com a
necessidade de resolver um sistema linear. Quando esses sistemas envolvem uma
quantidade pequena de variáveis, os métodos mais utilizados são os chamados
métodos diretos, como a eliminação de Gauss. No entanto, existem problemas que
levam a sistemas com um grande número de variáveis e onde a matriz do sistema
apresenta muitas entradas nulas. Esse grupo de matrizes é chamado matrizes
esparsas e métodos diretos não são tão eficientes nessa classe de matrizes. Para esse
tipo de problema, utilizam-se métodos iterativos baseados em projeções e em
subespaços de Krylov.
Dentro da classe de matrizes esparsas, foram abordados os métodos: Passo
Descendente e o Gradiente Conjugado (CG). Esses dois algoritmos tem como foco
problemas que envolvem matrizes simétricas positivas definida (SPD). Possuem uma
interessante interpretação geométrica e são baseados em projeções ortogonais.
Utilizando os fundamentos do CG, foi também apresentado o método do
Gradiente Biconjugado (BiCG), que não é restrito a matrizes SPD, podendo ser
aplicado em matrizes quaisquer. O método utiliza projeções em dois subespaços ao
mesmo tempo. Uma variação do BiCG foi brevemente abordada, o algoritmo do
gradiente conjugado quadrado (CGS). Este último método trabalha apenas com um
dos subespaços que são utilizados no BiCG. Por fim, foi apresentado o método do
Gradiente Biconjugado Estabilizado (BICGStab), que se baseia em princípios do BiCG
e do CGS. As mudanças introduzidas no BICGStab lhe garantem uma convergência
mais suave quando comparado ao CGS, tornando uma boa opção para resolver
sistemas lineares com matrizes quaisquer.
16
T10 SE1
MÉTODOS ESTATÍSTICOS APLICADOS À INFORMAÇÃO
QUÂNTICA
Autor: João Marcos Gris
(Bolsista PIBITI-CNPq/IME) (SE/8)
Orientador: Rômulo Ferreira Abreu (SE/1)
Apresentaremos um conjunto de resultados relacionados às características
genéricas da dinâmica de sistemas quânticos abertos complexos com simetria de
reversão temporal.
Obtivemos expressões analíticas para uma classe de funções expressas como
integrais sobre elementos de matrizes do ensemble GOE (modelando hamiltonianos) e
COE (modelando operadores de evolução). Para mostrar a aplicabilidade de nossos
resultados apresentaremos alguns exemplos relacionados à área de sistemas
quânticos abertos, especialmente a média de mapas dinâmicos quânticos.
17
T01 SE2
MAPEAMENTO GEOTÉCNICO DAS ARGILAS MOLES DA REGIÃO
DE GUARATIBA
Autor: Windson Bezerra de Aguiar (Bolsista PIBITI-CNPq/IME) (SE/2)
Orientadora: Maria Esther Soares Marques (SE/2)
SEÇÃO DE ENGENHARIA DE FORTIFICAÇÃO E CONSTRUÇÃO
Para o planejamento adequado de uma obra é necessário ter um conhecimento
prévio do seu meio físico, isto é, rochas, água, relevo e condições climáticas. Nesta
pesquisa foram estudados os solos moles da região de Guaratiba a partir de
resultados de sondagem à percussão (SPT), com a obtenção de dados tais como:
profundidade e o tipo do solo mole, nível de água e coordenadas de execução da
sondagem, bem como o perfil de umidade. Com estes dados foi possível mapear a
área de Guaratiba utilizando o software Surfer 9, baseando-se nos pontos do terreno
na qual foram feitas as sondagens. O estudo dos solos dessa região é fundamental
para o cálculo de custos e prazos de obras realizadas no local e para a escolha da
solução mais adequada para a construção sobre estes terrenos. Da importância do
mapeamento geotécnico, pode-se destacar: a possibilidade de avaliar e projetar o
aterro de conquista (verificando se é necessário utilizar reforço para a execução
do aterro), detalhamento das soluções de aterros sobre solos moles e o subsídio
para as investigações de campo complementares que serão utilizadas (amostragem,
ensaio de palheta e piezocone) e investigações de laboratório. Com os dados
obtidos das sondagens realizadas, também foi possível gerar curvas de isoespessuras de solos moles e os perfis de umidade para cada área em estudo. Os
perfis de umidade dão uma ideia, de maneira geral, da região na qual estão
localizados os solos muito moles e a estimativa de sua resistência. Após essa
análise, cria-se o mapa geotécnico da região para ter uma localização mais exata
das áreas dos solos moles e assim permitir o planejamento da ocupação da área.
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T02 SE2
TRANSPORTE PÚBLICO EM COMUNIDADES CARENTES:
TELEFÉRICO DO COMPLEXO DO ALEMÃO
Autor: Carolina Gomes Rodrigues
Orientador: CAP. Renata Albergaria de Mello Bandeira
O
desenvolvimento
populacional
desordenado
gera
grandes
dificuldades
infraestruturais, sendo o transporte público uma das áreas mais afetadas. De 2000 a 2010, a
população mundial que vive em favelas passou de 777, 6 para 826,7 milhões e, até 2020,
esse número deve aumentar para 889 milhões de habitantes (ONU, 2010). O relevo
acidentado, encontrado em diversas das favelas brasileiras, especialmente nas situadas no
Rio de Janeiro, dificulta os deslocamentos nestes locais. Esta dificuldade, aliada à carência de
oferta de serviços de transporte público convencional, propicia o surgimento de iniciativas de
transporte informais a exemplo de serviços de vans e moto-táxi não regularizados. Com o
objetivo de reduzir o impacto deste tipo de serviço de transporte e melhorar a mobilidade e
acessibilidade, tecnologias alternativas de transporte público, tais como teleféricos, planos
inclinados, elevadores e escadas rolantes urbanas, têm sido usadas em favelas do Rio ao
longo dos últimos anos: plano inclinado no Dona Marta (2006), elevador público no
Cantagalo (2010) e teleféricos no Complexo do Alemão (2011) e Providência (2014).
No caso do sistema do teleférico em atividade no Complexo do Alemão uma particularidade
pode ser observada: a baixa acessibilidade quando comparada ao volume de pessoas que
circulam na região. Sendo assim, este trabalho tem como objetivo analisar as características
dos usuários do Teleférico do Alemão com base em uma pesquisa realizada com 140
residentes do Complexo (100 usuários e 40 não usuários do serviço de teleférico). A análise
das respostas apresentadas teve o objetivo de comparar as percepções dos passageiros e
dos não usuários do sistema. Os resultados finais indicam que, segundo os entrevistados, os
principais motivos para a baixa demanda pelo transporte se deve a falta de infraestrutura
local e a não integração com os serviços de transporte complementar existentes na região.
Palavras-chave: teleférico, demanda, entrevistados.
19
T03 SE2
ESTUDO DE VIABILIDADE TÉCNICA, ECONÔMICA E AMBIENTAL
DE HIDROVIA BRASILEIRA
Autor: Guilherme Matheus de Oliveira Aragão (Bolsista PIBITI-CNPq/IME) (SE/2)
Orientador: José Carlos Cesar Amorim (SE/2)
O
Estudo
de
Viabilidade
Técnica,,
Econômica
e
Ambiental
(EVTEA)
é
imprescindível para a instalação de empreendimentos do setor logístico-portuário. Em
um setor nos quais obras estruturais impactam fortemente o meio ambiente e
ecossistema ao redor, o detalhamento do estudo vem sendo cada vez mais exigido. O
documento final compreende diversos estudos de engenharia, socioeconômicos e
ambientais. O EVTEA também tem grande importância ao garantir subsídio ao
desenvolvimento do projeto de instalação e para as operações do empreendimento,
afinal esta identifica a alternativa mais viável para a sociedade dentre as possíveis
soluções apresentadas preliminarmente. Um EVTEA precisa ter abrangência suficiente
para assegurar a compatibilidade com todos os investimentos previstos a serem
implantados nas áreas de influência por todos os atores e agentes públicos e/ou
privados que planejam ou executam obras que necessitarão de demandas no local de
instalação do empreendimento. Neste trabalho foram avaliadas as etapas de um
EVTEA, bem como a simulação de um sistema eclusa utilizando um software
computacional ARENA, na simulação do seu funcionamento. As eclusas de navegação
são mecanismos com a função de promover, de forma segura, a transposição de
desníveis gerados por barreiras pontuais, naturais ou de ação antrópica (barramentos),
sendo de fundamental importância a realização de um estudo de forma a identificar
suas características, os problemas associados e soluções possíveis a fim de evitar
danos ao meio ambiente e às obras hidráulicas.
20
T04 SE2
ANÁLISE DE FADIGA NA FLEXÃO DE PERFIS PULTRUDADOS
DE FIBRA DE VIDRO E RESINA
Autor: Cláudio José Soares Quitete Filho (Bolsista PIBITI-CNPq/IME) (SE/2)
Orientador: Maj Ana Maria Abreu Jorge Teixeira, D. Sc. (SE/2)
Este trabalho tem por objetivo analisar o comportamento à fadiga na flexão de
perfis compósitos pultrudados de fibra de vidro de vidro e resina de poliéster. Os
perfis
serão
utilizados
como
vigas
transversais
do
tabuleiro
de
uma
ponte
desmontável.
A motivação para o estudo deve-se ao crescente interesse pela aplicação de
materiais compósitos na engenharia civil, devido à necessidade de projeto de
estruturas mais leves e mais resistentes, e à falta de dados experimentais disponíveis
na literatura sobre o comportamento destes materiais à fadiga, quando submetidos à
flexão.
Os materiais compósitos de fibra de vidro e resina de poliéster (GFRP)
apresentam baixo custo, quando comparados ao aço e aos materiais compósitos
fabricados com fibra de carbono (CFRP). Estes materiais estão disponíveis no mercado
brasileiro, apresentam elevadas resistências mecânicas, baixo peso específico e não
sofrem corrosão. Os GFRP apresentam resistências mecânicas semelhantes às do aço,
porém, aproximadamente, um quarto da sua densidade.
Foram realizados ensaios de flexão a quatro pontos, estáticos e dinâmicos, em
perfis com seção transversal tubular quadrada de 50 mm x 50 mm x 6 mm de
espessura. Nos ensaios estáticos foram analisados perfis com vãos de 26,5
centímetros, 44,0 centímetros e 57,0 centímetros de comprimento. Os modos de
ruptura variaram em função do comprimento do vão ensaiado, tendo prevalecido a
ruptura por cisalhamento. Os ensaios estáticos foram necessários para avaliar o modo
de ruptura dos perfis e para a obtenção da força de ruptura à flexão dos mesmos. Os
ensaios de fadiga foram realizados em perfis com vãos de 57,0 metros de
comprimento. A frequência foi definida em 2 Hz, a força máxima aplicada foi de 80%
21
da força média de ruptura do material, obtida nos ensaios estáticos, e a razão entre
as forças mínima e máxima aplicadas foi de 0,1.
Os resultados obtidos nos ensaios de fadiga contribuirão para o traçado da
curva
S-N
do
material
ensaiado,
proporcionando
maior
entendimento
do
comportamento do mesmo, imprescindível no projeto de estruturas submetidas a
cargas dinâmicas, tais como pontes e passarelas.
22
T05 SE2
ESTUDO DO COMPORTAMENTO DO CONCRETO SUBMETIDO A
CARGAS CÍCLICAS
Autor: Felipe Pessoa Aires (Bolsista PIBITI-CNPq/IME) (SE/2)
Orientador: TC Luiz Antonio Vieira Carneiro (SE/2)
A fadiga é um processo causado por modificações progressivas e permanentes
na estrutura interna do material, devido a cargas cíclicas aplicadas sobre esta. No
caso de concretos, este processo está associado ao crescimento progressivo de
microfissuras no seu interior e consequente perda de sua resistência, quando
solicitado por uma tensão de magnitude inferior à tensão de ruptura estática, podendo
levar à ruptura da estrutura. Este trabalho abordou o tema sobre o comportamento de
concretos simples e com fibras. Descreveram-se os principais tipos de fadiga e seu
parâmetros influentes (tráfego, condições climáticas, níveis e formas de aplicações de
tensões, frequência de aplicação de cargas), além de alguns trabalhos encontrados
na literatura sobre a resistência à fadiga de concretos sem ou com fibras. Faz-se
necessário o estudo da resistência à fadiga de concretos, devido à necessidade de se
conhecer este parâmetro para dimensionar, por exemplo, pavimentos rígidos de
concreto para rodovias. Além disso, há uma relevância deste estudo para o
comportamento de estruturas submetidas a cargas dinâmicas.
23
T06 SE2
ESTUDO DO EFEITO ESCALA EM ESTRUTURAS DE CONCRETO
Autor: Laura Rabelo (Bolsista PIBITI-CNPq/IME) (SE/2)
Orientador: TC Luiz Antonio Vieira Carneiro (SE/2)
O comportamento de estruturas de tamanhos diversos é previsto através de
ensaios realizados em corpos de prova de tamanhos pré-determinados em ensaios em
laboratório. Portanto, as dimensões dos modelos são, por vezes, dezenas de vezes
menores que as de estruturas em escala real. Existem na literatura modelos
matemáticos e computacionais que levam em conta o efeito escala no comportamento
de estruturas de concreto, como a teoria estatística de resistência aleatória de Weibull
e a Mecânica Linear da Fratura. Porém, desses, são poucos os que se aplicam ao caso
de materiais frágeis e não homogêneos, como o concreto. Daí, então, a importância
em se estudar o efeito que as dimensões de pilares de concreto têm em seu
comportamento final. Este trabalho apresenta os resultados médios preliminares
obtidos para a resistência à compressão (fcm), índice esclerométrico (I.E.m) e
velocidade de propagação das ondas ultrassônicas (vm) em corpos de prova
cilíndricos de concreto convencional (fcm = 25 MPa), cujas dimensões (5cm x 10cm,
7,5cm x 15cm, 10cm x 20cm, 15cm x 30cm e 25cm x 50cm) foram variadas. Os
resultados mostraram que o tamanho dos corpos de prova influencia fcm, I.E.m e vm.
Em comparação com os resultados do corpo de prova cilíndrico padrão 15 cm x 30 cm,
houve variações de até 3%, 15% e 10% nos resultados de fcm, I.E.m e vm,
respectivamente.
24
T07 SE2
TRAFEGABILIDADE DE SOLOS TROPICAIS
Autor: Gabriel DoriaPares Brunelli (Bolsista PIBITI-CNPq/IME) (SE/1)
Orientador: Maria Esther Soares Marques (SE/2)
O estudo da trafegabilidade dos solos tem como objetivo avaliar as condições de uso
do terreno e a capacidade de suportar o deslocamento de viaturas, tratores e até mesmo
tropas. Mais especificamente, o tema aborda o emprego do solo na mobilidade, levando em
consideração a sua consistência e a manifestação de suas propriedades como variantes
meteorológicas, temporais e humanas.
Foi realizada uma investigação dos métodos e parâmetros utilizados no estudo da
trafegabilidade dos solos de zonas tropicais. Em particular, foram feitas medições da
resistência do solo com a utilização de dois tipos diferentes de penetrômetro, um analógico e
outro eletrônico, com o objetivo de comparar os resultados apresentados por penetrômetros
que são empregados em diferentes situações: a militar e a agrícola. De maneira que a
mensuração seja feita, um cone com 30º de abertura e 5 pol² de base é acoplado junto ao
penetrômetro, para que a cravação em solo seja feita e, assim a resistência ao cisalhamento
possa ser aferida. Além disso, o resultado obtido é o dominado Índice de Cone (IC), que é o
parâmetro principal adotado para que a análise de trafegabilidade seja feita.
Como local dos ensaios, a Praia de Fora (Forte de São José) foi escolhida para que um
número suficiente de resultados fosse coletado para permitir a comparação. Dessa forma, foi
feita uma discussão sobre a possível compatibilidade entre os equipamentos e se a
substituição do aparelho analógico pelo eletrônico seria viável frente aos inúmeros dados já
coletados com o aparelho analógico.
Em complementação, um estudo superficial foi feito para que os dados fossem
devidamente estruturados e criticados. Como exemplo, notou-se a profunda correlação
apresentada entre a umidade e a resistência oferecida pelo solo. Além disso, o estudo da
classificação do solo e dos parâmetros utilizados serviu como embasamento para a
realização da pesquisa e seu entendimento. Observa-se que a classificação convencional dos
solos não é suficiente para correlação com a trafegabilidade, assim, o tema necessita ser
aprofundado de forma a atingir sua plenitude.
25
T08 SE2
AVALIAÇÃO DE DESEMPENHO DE AREIA-ASFALTO CONTENDO
AGREGADO DE RESÍDUO DA MINERAÇÃO DO FERRO
Autor: Dayanna Rodrigues da Cunha Nunes (Bolsista PIBITI-CNPq/IME) (SE/2)
Orientador: Antonio Carlos Rodrigues Guimarães (SE/2)
E-mail: guimarã[email protected]
A grande quantidade de resíduos gerados no processo de mineração do ferro e
os custos com barragens de rejeitos motivaram pesquisas que envolvam aplicações
para esse material. Dentro da engenharia, uma utilização que tem sido bastante
explorada é em pavimentação asfáltica. Basicamente, os revestimentos asfálticos são
concreto asfáltico e areia-asfalto. O objetivo deste trabalho é determinar uma
dosagem de um pavimento areia-asfalto contendo o resíduo da mineração do ferro,
determinando o teor ótimo de ligante, e tentar prever o seu comportamento por meio
de ensaios mecânicos.
26
T09 SE2
CONCRETO ASFÁLTICO CONTENDO AGREGADOS DE RESÍDUOS
DE MINERAÇÃO DO FERRO
Autor: Breno Pontes Pimentel (Bolsista PIBITI-CNPq/IME) (SE/2)
Orientador: Antônio Carlos Rodrigues Guimarães (SE/2)
A crescente produção mundial de Aço tem aumentado o acúmulo de resíduos de
mineração no ambiente. Alguns desses resíduos têm características que favorecem o
seu uso em pavimentação asfáltica. Tendo em vista a enorme demanda de agregados
para construção de revestimentos asfálticos, em especial no Brasil, usar esses
resíduos como fase constituinte da mistura asfáltica seria algo bastante desejável. No
trabalho realizado no PIBITI/IME 2014-2015, foram desenvolvidos traços de mistura
asfáltica tipo Concreto Asfáltico a Quente (CAQ) contendo diferentes teores de ligante
asfáltico, resíduo arenoso de ferro e um agregado local. O objetivo foi de produzir
uma mistura asfáltica com maior porcentagem de resíduo possível, atendendo a
norma técnica do DNIT. Foram executados 3 traços de mistura asfáltica, com teores
de ligante CAP 50/70 de 4,5%, 5,5% e 6,5%. Os teores de cada componente na
mistura
asfáltica
foram
determinados
por
tentativas,
sempre
que
possível
maximizando o uso de resíduo, e atendendo as normas do DNIT ao mesmo tempo.
Fez-se o ensaio para obter estabilidade e fadiga e determinou-se o teor ótimo de
ligante a ser usado de 5,2%
0,3% pelo método Marshall. Com o teor ótimo,
fizeram-se os ensaios de Módulo de Resiliência, Resistência à Tração e Vida à Fadiga
dos corpos de prova nesse teor a fim de se ter dados de comparação entre a mistura
determinada com agregado alternativo de resíduo e outra mistura convencional de
resultados já consolidados em meio acadêmico. Sugere-se que a próxima etapa do
projeto seja essa comparação com a mistura convencional para que se verifique o
desempenho da mistura com agregado alternativo.
27
T10 SE2
USO EFICIENTE E REUSO DE RESÍDUOS DE ESTAÇÕES DE
TRATAMENTO DE ESGOTO – OTIMIZAÇÃO DA PRODUÇÃO DE
BIOGÁS EM DIGESTORES ANAERÓBIOS DE ETE COM O USO DE
RESÍDUOS COMO ADITIVO AO LODO.
Autor: Fernando Vianna Brasil Medeiros (Bolsista PIBITI-CNPq/IME) (SE/2)
Orientador: TC Marcelo de Miranda Reis (SE/2)
SEÇÃO DE ENGENHARIA DE FORTIFICAÇAO E CONSTRUÇÃO
Este relatório final contém a introdução, o processo e a finalização do
Projeto de Iniciação Científica apoiado pelo CNPq. Os resíduos gerados pela sociedade
são frequentemente considerados como sem valor e, de maneira geral, associados a
doenças e outros inconvenientes causados pela dificuldade de sua eliminação. Com
esta premissa, e na tentativa de agregar valor ao lodo das estações de tratamento
de esgotos, desenvolveu-se estudos quanto à produção de biogás destes dejetos,
que
poderiam
ser
queimados
para
produção
energética.
O subprojeto aqui
apresentado trata da otimização do processo de geração de energia por meio do
metano liberado pelo lodo nos biodigestores em estações de tratamento de esgoto.
E para agregar valor ao glicerol, que é resíduo da indústria de biodiesel e sem
nenhum valor comercial, foram realizados ensaios que demonstrem a influência
da adição do glicerol ao lodo produzido em ETEs na produção de biogás. Os
resultados mostraram-se de acordo com a literatura para lodos de ETEs, com
produção de metano (CH4) próximo dos 67%.
28
T11 SE2
ESTUDO DE PROPAGAÇÃO DE ONDA DE RUPTURA DE
BARRAGEM (DAM-BREAK)
Autor: Renato Arruda (Bolsista PIBITI-CNPq/IME) (SE/2)
Orientador: Marcelo de Miranda Reis (SE/2)
As barragens são estruturas capazes de reter água, rejeitos, detritos ou
qualquer outro líquido e tem finalidades diversas como abastecimento de água,
irrigação de terras agrícolas, controle de cheias e até recreação. No entanto no
planejamento, construção e operação de uma barragem devem ser levados em
consideração os riscos de colapso bem como as consequências de sua ruptura. A
avaliação
desses
potenciais
impactos
e a
gestão
de
riscos é
um
processo
preventivo necessário, sendo assim, uma modelagem computacional de propagação
das cheias decorrentes da ruptura de barragens pode servir como instrumento para
esse planejamento e a execução de medidas preventivas para a segurança de
barragens. Através do software HEC-RAS desenvolvido pelo corpo de engenheiros do
exército americano focou-se na previsão de cheia gerada esperando oferecer mais
uma ferramenta útil no tratamento de uma situação complexa como o rompimento de
barragens.
29
T12 SE2
ESTUDO DA GEOMETRIA DEFORMADA DE SISTEMAS ESTRUTURAIS
A PARTIR DO MONITORAMENTO POR SÉRIES DE
EXTENSÔMETROS ÓTICOS
Autor: Rodrigo Fonseca de Araújo (Bolsista PIBITI-CNPq/IME) (SE/2)
Orientador: Luiz Augusto C. Moniz de Aragão Filho (SE/2)
Este projeto teve por objetivo a aplicação prática da extensometria ótica e
elétrica para a identificação estrutural de sistemas estruturais em operação. Foram
realizados
ensaios
em
uma
viga
engastada
e
livre,
medindo-se
através
de
extensômetros elétricos de resistência (strain-gages) e de um extensômetro de fibra
óptica (FBG) as deformações observadas nos bordos da viga próximos ao engaste ao
aplicarem-se cargas entre 50g e 300g. Com a geometria da barra foi possível inferir
as
deformações
teóricas
esperadas,
comparando-as
com
aquelas
observadas
experimentalmente pelos dois tipos de extensômetros. Foi realizado também a
medição das deformações dos fios de uma tela de aço em ensaio de tração, em apoio
à Dissertação de Mestrado intitulada “Estudo do comportamento à tração de malhas
de aço utilizadas na estabilização de taludes para infraestrutura de transportes”. Os
resultados encontrados encorajam a utilização dos extensômetros de fibra ótica em
substituição aos extensômetros elétricos de resistência.
30
T13 SE2
IDENTIFICAÇÃO ESTRUTURAL DE TRILHOS FERROVIÁRIOS
Autor: Geyssyane Felix Macedo (Bolsista PIBITI-CNPq/IME) (SE/2)
Orientador: Luiz Augusto C. Moniz de Aragão Filho (SE/2)
Identificação Estrutural pode ser definida como o desenvolvimento e a aplicação
de metodologias que buscam inferir quantitativamente a aptidão operacional de um
sistema estrutural. Este trabalho visa contribuir com a identificação estrutural de
trilhos e aparelhos de mudança de via ferroviária (AMVs) através da revisão
bibliográfica de técnicas de extensometria elétrica e ótica e da verificação teóricaexperimental da medição de cargas verticais (eixos) aplicadas sobre os trilhos. Com
esse fim, foram conduzidos em laboratório ensaios estáticos de flexão por quatro
pontos em um segmento de trilho de 120cm de comprimento onde a carga aplicada
foi correlacionada às deformações aquisitadas por extensômetros elétricos e óticos
dispostos em sua alma, junto a um dos apoios. Os resultados encontrados poderão
subsidiar metodologias para a inferência de cargas de eixos ferroviários em campo.
31
T14 SE2
MODELAGEM NUMÉRICA DA EFICIÊNCIA TERMO-ENERGÉTICA
DE EDIFICAÇÕES POR MEIO DO PROGRAMA ENERGYPLUS
Autor: Victor Hugo de Oliveira da Silva (Bolsista PIBITI-CNPq/IME) (SE/2)
Orientador: Maj QEM Carlos Alexandre Bastos de Vasconcellos (SE/2)
A partir da década de 70, com o aumento do número de computadores pessoais
e com a crise do petróleo, começaram a ser mais difundidos programas para
simulação termo-energética, cujo principal objetivo era servir como ferramenta e
permitir a arquitetos e engenheiros estudar fenômenos bem complexos, como a
transferência de calor que ocorre nas edificações. Normalmente, esses problemas
envolvem muitas iterações e cálculos matriciais que dificultam a resolução manual.
Dessa forma, esses programas se mostraram como um alternativa à resolução mais
rápida desses problemas.
Esses programas executam simulações do desempenho de edificações as quais
correspondem a um modelo matemático computacional de algum aspecto de
desempenho da edificação, sendo baseado nos princípios físicos fundamentais e
modelos de engenharia. A principal diferença entre uma simulação computacional e
outros cálculos de engenharia é a complexidade. Os modelos tradicionais da
engenharia podem, por exemplo, ter dez variáveis, enquanto uma simulação
computacional pode atingir facilmente dez mil variáveis. Dessa forma, a simulação
mostra-se um meio muito mais rápido de se resolver problemas bem mais complexos.
Estudar o funcionamento do programa EnergyPlus e por meio dele ser capaz de
efetuar simulações da eficiência térmica de edificações, com o objetivo de realizar um
estudo de caso a um projeto, avaliando o gasto energético da edificação e propondo
soluções para diminuir os gastos, como, por exemplo, a utilização de novos materiais,
sistemas de ventilação ou ar condicionado.
Para atingir este objetivo, foi feito um estudo de caso simulando a utilização de
um container habitável em Manaus, aos mesmos moldes dos containers usados pelo
Exército Brasileiro no Haiti.
32
T01 SE3
PROTOCOLOS DE ROTEAMENTO UNICAST PARA REDES MÓVEIS
AD-HOC
Autor: Jéssica Aires Saraiva Oliveira (Bolsista PIBITI-CNPq/IME) (SE/3)
Orientador: Vítor Gouvêa Andrezo Carneiro(SE/3)
SEÇÃO DE ENGENHARIA ELÉTRICA
A comunicação entre dispositivos em rede é um poderoso mecanismo, contudo,
é também muito complexa, o que limita sua flexibilidade. Nos últimos anos, muitas
tecnologias emergiram, a fim de tornar a conexão entre os dispositivos menos
complexa e mais flexível, dentre elas a tecnologia de redes móveis ad-hoc que, não
necessitando de infraestrutura prévia ou nó central para troca de dados, possui a
flexibilidade como sua característica principal. Algumas aplicações das redes ad- hoc
são redes em casas, empresas, comunidades, veículos, entre outros; sensores de rede;
estabelecimento de comunicações eficientes e dinâmicas em resgates e operações
militares.
Este trabalho tem como objetivo estudar o funcionamento das redes ad-hoc e
seu desenvolvimento, bem como as métricas de avaliação das mesmas. Pretende-se
também, com ele, detalhar o funcionamento do protocolo de roteamento DSDV
(Destination-Sequenced Distance-Vector).
Para cumprir com esse objetivo, foram realizadas diversas pesquisas sobre
redes wireless, protocolos de roteamento e outros protocolos de manutenção de
informações de redes, como o ICMP (Internet Control Message Protocol). Além disso,
foram realizados testes com implementações de redes ad-hoc e implementação de um
dos protocolos de roteamento estudados.
33
T02 SE3
ANÁLISE DE DIPOSITIVOS E ARQUITETURAS PARA CHIPS
NANOELETRÔNICOS
Autor: Rafhael Josino Lima (Bolsista PIBITI-CNPq/IME) (SE/3)
Orientador: Vítor Gouvêa Andrezo Carneiro (SE/3)
Com o avanço da tecnologia nos últimos anos, o número de componentes por
chip vem aumentando de forma considerável, ao mesmo tempo em que a escala dos
circuitos vai diminuindo, chegando à ordem de grandeza nanométrica. Deste modo,
estão
sendo
desenvolvidos
novos
projetos de
dispositivos
e
arquiteturas
de
nanocircuitos a fim de poder-se aplicar esse novo campo da ciência na prática, isto é,
na engenharia.
Este trabalho tem como objetivo estudar possíveis dispositivos para integrar em
processadores nanoeletrônicos, tais como os transistores mono-elétron. O estudo
consiste, principalmente, na verificação do funcionamento desses dispositivos, quando
usados em arquiteturas de circuitos maiores, como o circuito combinado formado por
somador e inversor e a rede neural WTA (Winner Take All), de forma a analisar seu
desempenho, por meio dos softwares SIMON 2.0 e MatLab.
Para atingir estes objetivos, o software SIMON 2.0 foi usado para simular os
circuitos estudados e utilizou-se um programa feito em MatLab para analisar os
resultados. A análise do circuito somador-inversor deu-se de forma mais qualitativa,
comparando-se os resultados obtidos com os esperados em uma situação ideal. Já
para as diferentes arquiteturas da rede neural WTA, foram calculadas as frequências
de funcionamento de cada situação e, em seguida, seus valores foram comparados
entre si.
34
T03 SE3
PROTOCOLOS DE ROTEAMENTO COM GEOLOCALIZAÇÃO
PARA REDES MÓVEIS AD-HOC
Autor: Rebeca Calazans de Brito (Bolsista PIBITI-CNPq/IME) (SE/3)
Orientador: Vítor Gouvêa Andrezo Carneiro(SE/3)
A comunicação entre dispositivos em rede é um poderoso mecanismo, contudo,
é também muito complexa, o que limita sua flexibilidade. Nos últimos anos, muitas
tecnologias emergiram, a fim de tornar a conexão entre os dispositivos menos
complexa e mais flexível, dentre elas a tecnologia de redes móveis ad-hoc que, não
necessitando de infraestrutura prévia ou nó central para troca de dados, possui a
flexibilidade como sua característica principal.
Este trabalho tem como objetivo estudar o funcionamento das redes ad-hoc e
seu desenvolvimento, bem como as métricas de avaliação das mesmas. Pretende-se
também, com ele, detalhar o funcionamento do protocolo de roteamento DSR
(Dynamic Source Routing), para que seja possível a implementação do mesmo, de
forma eficiente, utilizando os protocolos estudados e dentro das métricas de qualidade
exigidas.
Para cumprir com esse objetivo, foram realizadas diversas pesquisas sobre
redes wireless, protocolos de roteamento e outros protocolos de manutenção. Além
disso,
foram
realizados
testes
com
implementações
de
redes
ad-hoc
e
da
implementação de um dos protocolos de roteamento estudados.
35
T04 SE3
ANÁLISE DE INTERCONEXÕES E SUAS INFLUÊNCIAS SOBRE CHIPS
NANOELETRÔNICOS
Autor: Paulo Henrique Salgueiro Costa (Bolsista PIBITI-CNPq/IME) (SE/3)
Orientador: Vítor Gouvêa Andrezo Carneiro (SE/3)
A evolução da velocidade dos processadores foi prevista em 1965 por Gordon
Moore, autor da lei de Moore. Tal lei enuncia que a cada 18 meses, o número de
componentes em circuitos integrados dobra. Até os tempos atuais tal previsão era
mantida, principalmente, à custa da miniaturização dos componentes de um chip.
Porém, esta solução está chegando ao seu limite, sendo assim, os limites físicos das
interconexões ameaçam, potencialmente, desacelerar ou até parar o progresso que
vem sendo alcançado pela indústria de semicondutores nos últimos anos, crescendo
assim a importância do estudo da análise das interconexões.
Este projeto tem como objetivo o estudo da influência de interconexões não
ideais
em
circuitos
nanoeletrônicos,
utilizando
transistores
mono-elétron
com
realização de simulações computacionais. As simulações foram realizadas através dos
softwares SIMON 2.0 e MatLab, com o foco em diferentes tipos de materiais para as
interconexões e usando uma modelagem que as tornem mais próximas da realidade.
A influência dos tipos e comprimentos das interconexões não ideais sobre o
desempenho dos circuitos foi analisada como um todo. Para isto foram utilizadas dois
tipos de arquiteturas: os circuitos combinados formados por somador e inversor e as
redes neurais WTA (Winner Take All).
36
T05 SE3
INTELIGIBILIDADE DE SINAIS DE VOZ COM VARIAÇÕES
ACÚSTICAS EMOCIONAIS MULTIPLAS E SEU EFEITO NA
IDENTIFICAÇÃO DE INDIVÍDUOS
Autor: Guilherme Zucatelli Nossa
Orientadora: Rosângela Fernandes Coelho – Docteur ENST – IME
A voz é um dos mais importantes meios de comunicação do homem. O sinal
acústico resultante do sistema de produção da fala, é portador de informações de
identidade, sexo, idioma, além das condições físicas e emocionais, dos seres humanos.
Um importante objetivo da área de processamento de sinais acústicos é propor
soluções para sistemas de classificação que sejam robustos a interferências ou
distorções acústicas ambientais (avião, carro, trem, toque de celular) e variações
emocionais (felicidade, medo, raiva, tristeza) . Estes efeitos acústicos (ruídos e
emoções) são um grande desafio para a área de pesquisa pois podem acarretar em
degradação da qualidade e inteligibilidade do sinal. Os estados emocionais resultam
em mudança no batimento cardíaco, na respiração e na tensão muscular das cordas
vocais provocando variações no sinal acústico. A inteligibilidade de uma locução é
definida como a capacidade de um indivíduo compreender o que é pronunciado. O
principal objetivo deste trabalho é o estudo da inteligibilidade de sinais com variações
acústicas e suas influências em sistemas de identificação de locutor. Para tanto,
utilizou-se a base de emoções acústicas em língua alemã EMO-DB como fonte para os
experimentos. O enfoque da pesquisa foi concentrado para as emoções consideradas
fundamentais: felicidade, medo, raiva e tristeza. A inteligibilidade sonora foi analisada
pelos resultados da medida STOI (short-time objective intelligibility). Esta medida
emprega a correlação entre envoltórias espectrais de sinais de voz em estado neutro
(sinal sem emoção) e com presença de variação emocional. No experimento de
identificação de indivíduos ou locutores, usou-se 16 coeficientes do atributo MFCC
(mel-frequency cepstrum coefficients). A modelagem dos locutores foi efetuada com o
modelo estocástico GMM (gaussian mixture model) com ordem de 16 gaussianas. O
37
estudo
revela
que
variações
acústicas
degradam,
de
forma
significativa,
a
inteligibilidade acústica. Isto é também demonstrado pela taxa de acertos de
identificação de indivíduos que decresce de 95,83% para 24,29%, respectivamente,
para o sinal neutro e para o sinal com a emoção raiva. Além disso, o estudo evidencia
a necessidade de novas funções de mapeamento para a medida STOI, bem como
novas medidas de inteligibilidade, capazes de prever, de forma objetiva, a percepção
humana de locuções com variações acústicas emocionais.
38
T06 SE3
DESENVOLVIMENTO E SIMULAÇÃO DE ENLACE FSO EM ALTAS
TAXAS DE TRANSMISSÃO
Autor: Rafael Bessoni (Bolsista PIBITI-CNPq/IME) (SE/3)
Orientador: Maria Thereza M. Rocco Giraldi (SE/3)
Coorientador: Vítor Gouvêa Andrezo Carneiro
A comunicação óptica em espaço livre (Free Space Optics - FSO) é uma das
formas
mais
demonstraram
antigas
ser
de
uma
telecomunicações.
alternativa
a
Recentemente,
sistemas
de
fibra
os
sistemas
óptica
para
FSO
prover
conectividade de alta velocidade. Entre as demandas na comunicação óptica destacase a de acesso à última milha, objeto de interesse deste trabalho. Estudos mostram
que menos de 5% dos prédios têm uma conexão direta com o backbone de fibra
óptica, enquanto 75% desses prédios estão localizados a menos de uma milha de
distância dos backbones, indicando um enorme mercado potencial para a tecnologia
FSO.
Contudo, a implantação de um enlace FSO exige um projeto criterioso, devido
às elevadas perdas experimentadas pelo feixe óptico durante a propagação na
atmosfera. Estas perdas são originadas por uma série de fenômenos distintos, como
absorção, espalhamento, turbulência e perdas por desalinhamento, o que torna
complexa a estimação das condições do canal de transmissão.
Este trabalho tem como objetivo estudar a transmissão de dados via FSO a
partir de simulações em computador, com vistas a confirmar seu potencial para uso
como conexão de última milha. As simulações foram realizadas no software
OptiSystem. Foram desenvolvidos programas em MATLAB para analisar os dados
obtidos nas simulações, calculando sua BER e buscando identificar os erros
ocasionados na transmissão, bem como suas fontes. Foram também desenvolvidos
scripts em MATLAB para ampliar as possibilidades de simulação além das atualmente
disponíveis no software OptiSystem, incluindo uma modelagem para translação e
rotação do transmissor e do receptor, modelando o desalinhamento entre os mesmos.
39
O estudo indica que os erros na transmissão via FSO podem ser identificados e
mitigados, e que dentro de certos limites, imprecisões no alinhamento dos
transceptores não impedem a transmissão.
40
T07 SE3
ESTUDO DE SENSORES ÓPTICOS EM DIFERENTES APLICAÇÕES
Autor: Tharles Franklim Conegundes (Bolsista PIBITI-CNPq/IME) (SE/2)
Orientador: Maria Thereza Miranda Rocco Giraldi (SE/3)
Os sensores a fibra óptica tem se tornado cada vez mais comuns em
substituição aos sensores tradicionais, sendo a redução no preço dos componentes e
a melhoria de sua qualidade fatores fundamentais para expansão dessa tecnologia.
Consideráveis
avanços
da
indústria
de
telecomunicações
e
da
optoeletrônica
propiciaram o desenvolvimento e o aumento dos sensores a fibra óptica.
A crescente preocupação com as questões ambientais torna cada vez mais
importante o monitoramento de parâmetros ambientais, dessa forma medidas de
índice de refração, temperatura, entre outros permite a detecção de fatores
prejudiciais ao meio ambiente.
O presente trabalho tem como objetivo o estudo de diferentes sensores a fibra
óptica, principalmente, os sensores de grade de Bragg em fibra (FBG - Fiber Bragg
Grating), de grade de período longo (LPG - Long Period Grating) e de afunilamento de
fibra (Taper). Foram estudadas aplicações tais como medidas de índice de refração,
de temperatura e de tração, sendo realizada a modelagem matemática e sua
respectiva interpretação por meio do ambiente de desenvolvimento Matlab. O estudo
dos sensores FBG e LPG foi realizado para os parâmetros de temperatura e tração, a
fim de se verificar qual se faz mais adequado as diferentes condições de aplicação. O
sensor baseado em Taper foi analisado para o parâmetro índice de refração devido,
principalmente, ao fato de que o deslocamento do espectro de interferência apresenta
uma boa sensibilidade à variação do índice de refração externo. Por fim, foi analisada
uma aplicação de FBG como sensor de inclinação em um sistema de pêndulo baseado
na variação da tração em que a fibra é submetida para diferentes posições do pêndulo.
41
T08 SE3
CONTROLE DE PRÓTESE DE MÃO SIMPLIFICADA UTILIZANDO
REALIMENTAÇÃO HÁPTICA
IMPLEMENTAÇÃO DO CONTROLE DO SISTEMA
Autor: Renato Brigido Santiago Melo
Orientador: Thiago Henrique Sanches Bossa
O projeto a ser desenvolvido é baseado em uma prótese de mão humana
simplificada já desenvolvida anteriormente, tendo possibilidade de movimentação em
um grau de liberdade para o polegar do operador, de modo que os sinais captados por
eletromiógrafos situados na musculatura do usuário, após serem devidamente
tratados, são os responsáveis por tal movimento. Porém, devido ao fato de que
objetos diferentes possuem diferentes características, é necessário um maior controle
da prótese, possibilitando que o usuário dessa tenha noção da força a ser aplicada no
objeto, podendo decidir se quer simplesmente segurá-lo ou, até mesmo, pressioná-lo,
sendo esse controle da força aplicada pela prótese o objetivo principal desse projeto.
Foi elaborado, portanto, o sistema de controle dos sinais de entrada da prótese,pois,
de acordo com o sinal obtido através da realimentação háptica do sistema, deve-se
promover a redução ou o aumento do sinal a ser passado pelo servo, somente assim o
usuário da prótese conseguirá ter controle dos movimentos e forças aplicados no
objeto.
Palavras Chave: Controle, Prótese de Mão Simplificada, Realimentação Háptica
42
T09 SE3
CONTROLE DE PRÓTESE DE MÃO SIMPLIFICADA UTILIZANDO
REALIMENTAÇÃO HÁPTICA
(DESENVOLVIMENTO DO MODELO LTI DO SISTEMA)
Autor: Rodolfo Almeida Sixel Juliani (Bolsista PBIP-FRF/IME)
Orientador: Thiago Henrique Sanches Bossa
O projeto a desenvolvido foi baseado em uma prótese de mão humana
simplificada já desenvolvida anteriormente, tendo possibilidade de movimentação em
um grau de liberdade para o polegar do operador, de modo que os sinais captados por
eletromiógrafos situados na musculatura do usuário, após serem devidamente
tratados, são os responsáveis por tal movimento. Este subprojeto é necessário para
alcançar o objetivo global do projeto: limitar o movimento de uma prótese já
existente, permitindo ao usuário saber a força que está sendo aplicada pela mesma
que, por conseguinte, proporciona a capacidade de segurar objetos de diferentes
características sem danificá-los.
Para atingir tal objetivo, foram realizadas simulações em MATLAB utilizando a
ferramenta Simulink de modo que foi aplicado um degrau de corrente de 0,05A, que
seria equivalente à rotação completa da mão de 180º. Pelos gráficos obtidos de
acordo com as simulações feitas pode-se perceber que o coeficiente de elasticidade da
carga (Kdedo) impacta no sistema de modo a aumentar a frequência de oscilação e
também o tempo de regime transiente do ângulo de saída. Pode-se perceber que o
valor do ângulo em regime estacionário é menor de acordo com o aumento do
coeficiente já que a constante modela a rigidez do objeto a ser seguro e quando maior
rigidez, mais difícil é de se deformar o objeto.
Quando analisamos a variação da corrente de acordo com o coeficiente de
perturbação,
vemos
que
o
módulo
de
regime
permanente
é
inversamente
proporcional ao coeficiente de perturbação, de modo que a frequência e tempo de
oscilação sejam menores de acordo com o aumento de tal coeficiente. Tal fato pode
ser explicado devido à maior flexibilidade do material em caso de coeficientes baixos,
o que permite maior variação da corrente em menor espaço de tempo, fazendo com
43
que os valores oscilem mais para conseguir um tempo de acomodação menor.
A saturação da saída do controlador faz com que o ângulo varie em amplitude e
tempo de acomodação, já que a limitação do valor que entra no controlador faz com
que o valor desejado seja atingido mais rápido e com menor overshooting.
Analisando a corrente, podemos perceber que a saturação do controlador faz
com que corrente também altere significativamente em módulo, apresentando
diferentes coeficientes de amortecimento que impactam tanto na forma das curvas
quanto na frequência, tempo de acomodação e overshooting.
Analisando o diagrama de polos e zeros do sistema de malha aberta possui
grande variação de acordo com a perturbação modelada pelo parâmetro Kdedo. De
acordo com o diagrama, percebe-se que os polos da função se aproximam do eixo
imaginário de acordo com a diminuição do parâmetro, o que nos faz concluir que a
diminuição de Kdedo faz com que o sistema fique cada vez mais próximo da
instabilidade e de controle mais complexo já que qualquer modificação no sistema
pode fazer com que os polos se desloquem para o eixo real positivo e façam com que
o sistema fique instável. Como o Kdedo representa a rigidez da perturbação, podemos
concluir que a menor da rigidez do material faz com que o sistema fique mais próximo
da instabilidade, o que pode ser explicado devido à maior flexibilidade que o sistema
deve assumir.
Além disso, a diminuição do coeficiente de perturbação faz com que a resposta
possua maior frequência de oscilação já que os polos dominantes do sistema
aumentam o módulo da sua parte complexa de acordo com a diminuição de Kdedo.
Portanto, a resposta transitória possui mais oscilações quanto menor for Kdedo.
Analisando a resposta do sistema no tempo, podemos concluir que a resposta no
tempo possui melhores parâmetros como tempo de acomodação, tempo de subida e
overshooting de acordo com o aumento da rigidez do objeto, ou seja, com o aumento
do parâmetro Kdedo.
Palavras Chave: Controle, Modelo LTI, Prótese de Mão Simplificada, Realimentação
Háptica
44
T10 SE3
COMPARAÇÃO DO MODELO MATEMÁTICO COM OS RESULTADOS
OBTIDOS ATRAVÉS DE ENSAIOS REALIZADOS COM O MOTOR DC
DO LABORATÓRIO DE MÁQUINAS ELÉTRICAS DO IME.
Autor: Isaac Silva Correa (Bolsista PBIP – FRF/IME (SE/3)
Orientador: Sandro Santos de Lima (SE/3)
As máquinas de corrente contínua apresentam grandes aplicações como
elementos de conversão de energia elétrica e mecânica. Tais máquinas apresentam
uma ampla variedade nas características de tensão e de corrente tanto em regime
transitório como em regime permanente.
Durante sua operação, as máquinas são submetidas a diferentes condições de
funcionamento, e o estudo de seu comportamento dinâmico é de extrema importância
para determinar sua faixa de operação, dimensionar proteções e prever respostas às
diversas variações.
Este projeto tem como principal objetivo desenvolver, por meio de um software
matemático, um modelo que represente uma máquina elétrica de corrente contínua
com excitação tipo série. Dentro deste, serão realizados dois subprojetos. O primeiro
terá a finalidade de desenvolver o modelo e o segundo terá como finalidade levantar a
curva da resposta real do motor DC e comparar o modelo desenvolvido com a
resposta obtida nos ensaios laboratoriais.
Este subprojeto trata-se do referente à realização dos ensaios e comparação
dos resultados afim de validar o modelo teórico.
45
T11 SE3
COMPORTAMENTO DINÂMICO DA MÁQUINA DE CORRENTE
CONTINUA.
Autor: Vinícius Jardim Gomes Santos (Bolsista PBIP – FRF/IME (SE/3)
Orientador: Sandro Santos de Lima (SE/3)
As máquinas de corrente contínua apresentam grandes aplicações como
elementos de conversão de energia elétrica e mecânica. Tais máquinas apresentam
uma ampla variedade nas características de tensão e de corrente tanto em regime
transitório como em regime permanente.
Durante sua operação, as máquinas são submetidas a diferentes condições de
funcionamento, e o estudo de seu comportamento dinâmico é de extrema importância
para determinar sua faixa de operação, dimensionar proteções e prever respostas às
diversas variações.
O projeto possibilitou grande avanço teórico no estudo das maquinas elétricas
de corrente continua, especificamente de motores e suas diversas formas de excitação,
além do domínio das técnicas de modelagem computacional.
O modelo de motor com excitação em série resultante, desenvolvido no
software MATLAB, apresentou bons resultados quando comparado com a teoria, visto
que para tal desenvolvimento foram adotadas hipóteses simplificadoras para um
motor com comportamento ideal. Assim, os resultados obtidos através da simulação
matemática, são muito similares aos resultados teóricos.
Como próxima etapa do projeto, tal modelo será testado e comparado com
experimentos e ensaios de laboratório, para se concluir sobre a confiabilida.
46
T01 SE4
MODELAGEM MATEMÁTICA E ESTRATÉGIAS DE
CARACTERIZAÇÃO DE UM MICROPROPULSOR
Autor: Julia Feldhaus (Bolsista PIBITI-CNPq) (SE/4)
Orientador: Aldélio Bueno Caldeira (SE/4)
SEÇÃO DE ENGENHARIA MECÂNICA E DE MATERIAIS
Este trabalho tem por objetivo estudar e implementar um modelo matemático
para a balística interna de um micropropulsor à propelente sólido. Este microporpulsor
é constituído de uma câmara de combustão e um bocal convergente-divergente,
denominado tubeira, que se destina a acelerar o gás gerado pela combustão do
propelente. O modelo matemático se baseia nas equações de conservação de massa e
de energia, bem como na equação de estado de gás ideal, em uma abordagem de
parâmetros concentrados. As variáveis dependentes do problema são a massa de gás,
a temperatura do gás e a pressão na câmara de combustão. A partir destas variáveis
é calculada a força de empuxo em função do tempo. O sistema de equações é
resolvido por meio de rotina ODE45 do MatLab, empregando o método de RungeKutta de 4ª ordem. A partir do estudo realizado foi constatado que, frente às
características transientes de funcionamento do micropropulsor analisado, os ganhos
com relação à eficiência do divergente não são relevantes, sendo simulada a tubeira
com apenas a região convergente.
47
T02 SE/4
CARACTERIZAÇÃO ELÉTRICA DE FILMES FINOS TRANSPARENTES
PARA CONTATOS EM CÉLULAS SOLARES
Autor: Luane Isquerdo Ferreira
Orientadora: Leila Rosa de Oliveira Cruz
A energia solar tem se mostrado cada vez mais promissora no cenário atual,
em que se buscam fontes de energias renováveis e mais "limpas" em relação aos
combustíveis fósseis, mais amplamente utilizados. Com isso, faz-se importante o
estudo de células solares, bem como a procura por melhor desempenho dos filmes
que as compõem, como os TCOs (óxidos condutores e transparentes). Por serem
utilizados como contatos frontais dessas células, é desejável que se escolham
parâmetros de deposição tais que se obtenham filmes finos com os menores valores
de resistividade possíveis, bem como máxima transmitância na faixa do visível. O
objetivo do trabalho foi medir e comparar as características elétricas e ópticas de
filmes finos TCOs para utilização em contatos frontais em células solares. Foram
medidas as propriedades de filmes finos de ZnO:Al (AZO), In2O3 e Cd2SnO4. As
melhores propriedades elétricas foram relativas aos filmes de In2O3, sendo sua
resistividade da ordem de 10-4 Ω.cm e resistência de folha de 23 a 24 Ω/□. Já os
filmes ZnO:Al apresentaram alta transmitância (80-85%), apesar de suas espessuras
serem maiores em relação aos outros filmes.
Palavras-chave: filmes finos, TCO, transmitância, resistividade, resistência de folha.
48
T03 SE/4
ESTUDO E DESENVOLVIMENTO DE PLATAFORMA DE STEWART ATUADA
POR CABOS
Autor: Marina Martins de Lima (Bolsista PIBITI-CNPq/IME)
Orientador: Maj Jorge Audrin Morgado de Gois
Este trabalho apresenta uma breve revisão bibliográfica sobre manipuladores
paralelos. Essa revisão tem por objetivo apresentar os conceitos básicos necessários
para realizar a análise cinemática e dinâmica do movimento de uma plataforma
Stewart acionada por cabos.
Uma vez realizadas as análises supracitadas, utiliza-se o software MATLAB de
modo a implementar dois programas que retornam o movimento do centro de massa
da plataforma ao longo do tempo e a variação das forças nos cabos durante tal
movimento, permitindo a construção de um protótipo virtual da plataforma de Stewart.
Os resultados obtidos nas simulações são apresentados na forma de gráficos de
modo a melhor comparar os dados retornados pela simulação.
Aluna: Marina Martins de Lima
Orientador: Prof. Jorge Audrin Morgado de Gois
49
T04 SE4
PRODUÇÃO DE PLACAS BALÍSTICAS
Autor: Priscila Palmeira Lacerda da Silva (Bolsista PIBITI-CNPq/IME) (SE/5)
Orientador: Cel Eduardo de Sousa Lima (SE/4)
Este trabalho faz parte de um projeto que visa produzir placas balísticas a partir
da sinterização de SiC aditivado com Al2O3 e Y2O3 e reforçado com grafeno. As
qualidades do carbeto de silício como material cerâmico, tais como resistência
mecânica e térmica, já são conhecidas e valorizadas pelo mercado. Entretanto, o
grande atrativo desta pesquisa é o reforço do SiC com grafeno.
O grafeno foi obtido por esfoliação micromecânica de grafite em flocos, que
consiste em descamar cristais de grafite em uma fita adesiva do tipo Scotch tape.
Foram obtidas 3 diferentes soluções em solvente orgânico com SiC, grafite e grafeno.
Essas soluções serão, em pesquisas futuras, fonte de mistura pós que serão
prensados, sinterizados e caracterizados.
Os resultados alcançados podem certamente contribuir com as futuras
pesquisas do IME na área de blindagem, e, consecutivamente, para o conhecimento
cientifico sobre as propriedades mecânicas e balísticas do SiC resultantes do reforço
por grafeno.
50
T05 SE4
COMPORTAMENTO BALÍSTICO DA FIBRA NATURAL DE RAMI
Autor: Daniel Viana Guimarães (Bolsista PIBITI-CNPq/IME)
Orientador: Prof Marcelo Henrique Prado da Silva (SE/4)
Neste trabalho investigou-se o comportamento dinâmico do compósito epóxi-30%
em peso de fibra de rami, como placa utilizada em um sistema de blindagem balística
multicamada. Esta placa compósita foi sanduichada entre uma placa cerâmica de
alumina (a primeira a receber o impacto de um projétil) e uma placa de alumínio da
retaguarda. O sistema de blindagem multicamada foi submetido a ensaios de impacto
balístico por um projétil 7.62 mm disparado por um fuzil. O objetivo deste trabalho foi
estimar a pressão gerada pela onda de choque produzida por impacto nas interfaces
projétil de chumbo – alumina e alumina-compósito epóxi reforçada com a fibra de
rami. Para isso foram levantadas as curvas Hugoniot para os diferentes materiais
utilizados na blindagem multicamada e empregou-se a técnica do casamento de
impedâncias de choque para estimar as pressões produzidas nas interfaces. As
pressões obtidas nessas interfaces foram de 27 GPa e 3 GPa, respectivamente.
51
T06 SE4
ESTUDO DA EFICÁCIA DAS TÉCNICAS DE MONITORAMENTO DA
PROPAGAÇÃO DE ERROS EM PROCESSOS INDUSTRIAIS EM
ESTÁGIOS
Autor: Danilo de Souza Gabriel (Bolsista PIBITI-CNPq/IME) (SE/4)
Orientador: Paulo Henrique Coelho Maranhão (SE/4)
A maioria dos processos industriais é constituída de um número grande de
estágios. Assim, modelar e monitorar a variação das características de qualidade de
produtos é uma estratégia fundamental para reduzir variação na produção e, por
conseguinte redução nos custos da empresa responsável pelo processo.
A ideia do estudo da propagação da variação em processos multi-estágios é
identificar as fontes de variação em cada estágio no intuito de agir preventivamente
em casos de erros no processo, ou seja, dado que o processo apresentou problemas,
como identificar exatamente em qual estágio ocorreu.
Nesse sentido, este estudo pode se mostrar relevante visto que busca resolver
problemas relacionados à propagação de erros em processos mecânicos em estágios,
podendo ser uma ferramenta importante para o tratamento de problemas dessa
natureza.
52
T07 SE4
CARACTERIZAÇÃO E PROPRIEDADES DE COMPÓSITOS
POLIMÉRICOS REFORÇADOS COM FIBRAS DE BAGAÇO DE
CANA DE AÇUCAR
Autor: Felipe Medeiros Pessoa da Silva (Bolsista PIBITI-CNPq/IME) (SE/4)
Orientador: Prof. Sérgio Neves Monteiro (SE/4)
Tendo em vista a relevância que os materiais naturais estão tendo na moderna
tecnologia, pesquisas estão sendo realizadas com fibras lignocelulósicas como reforço
de compósitos poliméricos. Fibras extraídas do bagaço de cana de açúcar possuem
potencial para aplicação dinâmica, em blindagem balística, por serem leve e de baixo
custo. Assim, o presente trabalho caracterizou compósitos poliméricos reforçados com
bagaço de cana de açúcar, como elemento constituinte de uma blindagem
multicamada. Os resultados obtidos para esses compósitos de matriz epoxídica foram
comparados com com epóxi puro e aramida. Os resultados demonstraram que o
referido compósito reforçado com bagaço de cana não é indicado para proteção
balística. Embora tenham resultado em uma profundidade de penetração na plastilina
inferior a 44 mm (limite de letalidade ao ser humano), pela NIJ 0101.06, seu
desempenho foi aquém daquele obtido ao epóxi puro, nos ensaios balísticos realizados.
Palavras chave: blindagem multicamada, compósito, bagaço de cana de açúcar,
53
T08 SE4
COMPORTAMENTO BALÍSTICO DA FIBRA NATURAL DE BAMBU
Autor: Guilherme Guirado Tavares (Bolsista PIBITI-CNPq/IME) (SE/4)
Orientador: Prof Marcelo Henrique Prado da Silva (SE/4)
em peso de fibra de bambu, como placa utilizada em um sistema de blindagem
balística multicamada. Esta placa compósita foi sanduichada entre uma placa cerâmica
de alumina (a primeira a receber o impacto de um projétil) e uma placa de alumínio
da retaguarda. O sistema de blindagem multicamada foi submetido a ensaios de
impacto balístico por um projétil 7.62 mm disparado por um fuzil. O objetivo deste
trabalho foi estimar a pressão gerada pela onda de choque produzida por impacto nas
interfaces projétil de chumbo – alumina e alumina-compósito epóxi reforçada com a
fibra de bambu. Para isso foram levantadas as curvas Hugoniot para os diferentes
materiais utilizados na blindagem multicamada e empregou-se a técnica do
casamento de impedâncias de choque para estimar as pressões produzidas nas
interfaces. As pressões obtidas nessas interfaces foram de 27 GPa e 3,21 GPa,
respectivamente.
54
T09 SE4
UTILIZAÇÃO DE MÓDULOS PELTIER NO RESFRIAMENTO DE
COMPONENTES ELETRÔNICOS
Autor: João Pedro Silva Oliveira (Bolsista PIBITI-CNPq/IME) (SE/1)
Orientador: Rodrigo Otávio de castro Guedes (SE/4)
A refrigeração termoelétrica é uma forma de transformação de energia limpa e
totalmente controlada que não possui partes móveis sendo, por isso, isenta de
manutenção e com durabilidade ilimitada, pois trabalha com semicondutores em
estado
sólido.
Um
resfriador
termoelétrico
(TEC),
também
chamado
módulo
termoelétrico ou módulo de Peltier, funciona como uma pequena bomba de calor,
sendo constituído de duas placas cerâmicas (alumina) com material semicondutor tipo
P e N (telureto de bismuto) entre essas. Quando uma corrente elétrica passa pelo
circuito, uma placa esfria enquanto a outra se aquece, ocorrendo transferência de
calor de uma placa para outra.
Dessa
forma,
um
resfriador
termoelétrico
pode
ser
usado
tanto
para
resfriamento quanto para aquecimento, dependendo do sentido da corrente aplicada.
Essa tecnologia desenvolveu-se a partir do final dos anos 1960 e tem sido
amplamente utilizada na indústria militar (resfriamento de eletrônica embarcada em
cabeças de guerra, VANTs e equipamentos de visão termal), biomédica e de
refrigeração (pequenas geladeiras portáteis acionadas por corrente contínua).
O objetivo deste trabalho é realizar uma análise teórica e experimental da
transferência de calor de materiais através de resfriadores termoelétricos, tendo como
aplicação a construção de uma geladeira termoelétrica que poderá ser utilizada como
plataforma de estudo para casos de resfriamento de vacinas em regiões remotas e de
componentes eletrônicos dispostos no interior de gabinetes ou chassis, como no caso
de centrais telefônicas militares de pequeno porte. 55
T10 SE4
PRODUÇÃO DE PLACAS BALÍSTICAS
Autor: MARCO AURÉLIO de Castro Costa (Bolsista PIBITI-CNPq/IME) (SE/6)
Orientador: Cel Eduardo de Sousa Lima (SE/4)
Este trabalho faz parte de um projeto que visa produzir placas balísticas a partir
da sinterização de SiC aditivado com Al2O3 e Y2O3 e reforçado com grafeno. As
qualidades do carbeto de silício como material cerâmico, tais como resistência
mecânica e térmica, já são conhecidas e valorizadas pelo mercado. Entretanto, o
grande atrativo desta pesquisa é o reforço do SiC com grafeno.
A sua produção, caráter mais limitante no seu uso, é complexa. O grafeno foi
obtido por esfoliação micromecânica de grafite em flocos, que consiste em descamar
cristais de grafite em uma fita adesiva do tipo Scotch tape.
Os resultados alcançados podem certamente contribuir com as futuras
pesquisas do IME na área de blindagem, e, consecutivamente, contribuir para o
conhecimento cientifico sobre as propriedades mecânicas e balísticas do SiC
resultantes do reforço por grafeno.
56
T11 SE4
MODELAGEM SIMPLIFICADA DA
CINEMÁTICA DIRETA DO CORPO HUMANO
Autor: Mateus Medeiros de Oliveira (Bolsista PIBITI-CNPq/IME) (SE/1)
E mail: [email protected]
Orientador: Luiz Paulo Gomes Ribeiro (SE/4)
Este trabalho tem como objetivo obter um modelo tridimensional simplificado
do corpo humano e utilizar o software MoRoG, para obter um modelo simplificado de
sua cinemática direta. Foram utilizados conceitos de antropometria estática e
funcional, de modo que os movimentos corporais do modelo pudessem ser
adequadamente visualizados em cenários de Realidade Virtual, simultaneamente com
outros modelos previamente desenvolvidos, tais como: robôs, blindados e cenários. O
modelo foi obtido utilizando os recursos físicos instalados e as ferramentas
computacionais disponíveis no Laboratório de Robótica Industrial e de Defesa (IDR
LAB) do Instituto Militar de Engenharia, e passa a compor o banco de dados de
modelos 3D, passo inicial para futuros trabalhos para representação de um soldado
virtual no simulador de eventos discretos que será produto do Projeto de Pesquisa
Básica (PPB) “Cooperação de múltiplos robôs industriais seriais atuando em
plataformas de simuladores de VBC (Viatura Blindada de Combate)”, que faz parte do
Grupo Finalístico em Pesquisa Básica (GPB) do PBCT-EB.
57
T12 SE4
OTIMIZAÇÃO DA CARGA DE PROJEÇÃO A PARTIR
DA BALÍSTICA INTERNA DE UM FUZIL 7.62 MM
Autor: Tiago Lopes Barboza Cury (Bolsista PBITI-CNPq) (SE/4)
Este trabalho apresenta a otimização da carga de projeção de uma munição a
partir da balística interna de um fuzil 7,62 mm, empregando um modelo de
parâmetros concentrados. Os resultados deste modelo são comparados com os
resultados obtidos com o software PRODAS. O modelo utiliza uma formulação
matemática envolvendo a geometria da arma e as propriedades químicas e físicas do
grão propelente e do ignitor. É empregada a lei queima de Baer-Frankel. O sistema de
equações é resolvido pelo método de Runge-Kutta de 4ª ordem. A pressão no interior
da arma, bem como a velocidade e a posição do projétil são apresentadas em função
do tempo, permitindo a avaliação da balística interna do armamento. Ademais, a
partir do modelo da balística interna é possível determinar a velocidade de boca. Em
uma segunda etapa, o modelo proposto é modificado de forma a contemplar cargas
de
projeção
constituídas
por
grãos
propelentes
com
diferentes
geometrias
(heptaperfurado, monoperfurado e esférico), porém considerando que todos os grâos
possuem o mesmo comprimento balístico. O métodos Particle Swarm optimization
(PSO) e Random Restricted Window (R2W) são empregados na solução de um
problema de otimização com restrição, onde as variáveis de projeto são as
quantidades de cada um dos tipos de grãos de propelente da carga propulsiva. Neste
problema, a função objetivo é composta por duas parcelas, a primeira é o inverso da
velocidade de boca, enquanto a segunda contempla uma penalidade para a pressão
máxima. Portanto, a pressão máxima é uma restrição do problema de otimização. Os
resultados
da
otimização
indicaram
que
100%
dos
grãos
deveriam
ser
heptaperfurados. Outras funções objetivo também foram estudadas e os métodos de
otimização PSO e R2W foram comparados.
58
T13 SE4
COMPÓSITOS DE ELEVADO DESEMPENHO REFORÇADOS COM
FIBRAS NATURAIS PARA PROPRIEDADES SUPERIORES
Autor: Gabriel Dias Fonseca (Bolsista PBITI-CNPq) (SE/4)
em peso de fibra de rami, como placa utilizada em um sistema de blindagem balística
multicamada. Esta placa compósita foi sanduichada entre uma placa cerâmica de
alumina (a primeira a receber o impacto de um projétil) e uma placa de alumínio da
retaguarda. O sistema de blindagem multicamada foi submetido a ensaios de impacto
balístico por um projétil 7.62 mm disparado por um fuzil. O objetivo deste trabalho foi
estimar a pressão gerada pela onda de choque produzida por impacto nas interfaces
projétil de chumbo – alumina e alumina-compósito epóxi reforçada com a fibra de
rami. Para isso foram levantadas as curvas Hugoniot para os diferentes materiais
utilizados na blindagem multicamada e empregou-se a técnica do casamento de
impedâncias de choque para estimar as pressões produzidas nas interfaces. As
pressões obtidas nessas interfaces foram de 14 GPa e 3 GPa, respectivamente.
59
T14 SE4
ESTUDO INICIAL DA PROPULSÃO ELETROMAGNÉTICA
Autor: Eduardo Cândido Borges (Bolsista PBIP-CNPq) (SE/4)
Orientador: Cel Carlos Augusto Vieira Carneiro (SE/4)
Há vários tipos de propulsão existentes para deslocar um material sólido a
outra região do espaço. Observa-se que em armas tradicionais utiliza-se propelentes
químicos para disparar a munição, e uma nova tecnologia utiliza o fenômeno do
eletromagnetismo,
acelerando-a
em
sistemas
direcionais
que
são
carregados
eletricamente. Além de conseguir alvos muito longes, o uso de armas com propulsão
eletromagnética reduziria a quantidade de explosivos no interior de veículos. Neste
trabalho pretende-se realizar um experimento simples, passando uma determinada
corrente em um solenoide, gerando um campo magnético, com intuito de propulsionar
um material sólido ferromagnético.
60
T15 SE4
ESTUDO INICIAL DA PROPULSÃO ELETROMAGNÉTICA
Autor: Marcos Henrique Diógenes de Oliveira (Bolsista PBIP-CNPq) (SE/4)
E-mail:
Orientador: Cel Carlos Augusto Vieira Carneiro (SE/4)
Há vários tipos de propulsão existentes para deslocar um material sólido a
outra região no espaço. Observa-se que em armas tradicionais utilizam propelentes
químicos para disparar a munição, e uma nova tecnologia utiliza o fenômeno do
eletromagnetismo,
acelerando-a
em
sistemas
direcionais
que
são
carregados
eletricamente. Além de conseguir atingir alvos muito longes, o uso das armas com
propulsão eletromagnética reduziria a quantidade de explosivos no interior de veículos.
Neste trabalho, pretende-se realizar um estudo inicial fenomenológico da propulsão
magnética vislumbrando um experimento simples, identificando os parâmetros
essenciais para a realização de arma com solenoide, que consistem na passagem de
uma determinada corrente elétrica
em um solenoide, gerando um campo magnético, com intuito de propulsionar um
material sólido ferromagnético.
61
T16 SE4
ESTUDO DA TRANSFORMAÇÃO AUSTENITA MARTENSITA
Autor: Mario Ritter (Bolsista PIBITI-CNPq/IME) (SE/2)
Orientador: Julio Cesar Soares de Oliveira (SE/4)
Os materiais, em geral, apresentam deformação plástica permanente, mas os
materiais com Efeito de Memória de Forma (EMF) conseguem restabelecer o estado
original após terem se deformado além do limite elástico. Tal fenômeno ocorre devido
a capacidade desses materiais de lembrarem a forma na qual foram treinados.
Este trabalho analisa de modo aprofundado o EMF. Avaliou-se a transformação
martensítica cristalograficamente reversível (CFC)
(HC), fenômeno físico resultado
da recuperação do estado inicial com o aquecimento de materiais submetidos a
deformação plástica. Através dela, o material no estado inicial com estrutura Cúbica
de Face Centrada (CFC) é parcialmente transformado para estrutura Hexagonal
Compacta (HC). Considera-se que a interface formada entre as estruturas CFC e HC é
móvel no aquecimento e que o movimento reverso das discordâncias parciais de
Shockley gera reversão para fase cúbica, a resultar na recuperação da forma.
Outros princípios termodinâmicos estão envolvidos no EMF. Aqui, apresenta-se
alguns destes mecanismos, bem como a termodinâmica básica envolvida, processos
de memorização de forma e algumas aplicações práticas.
Destaca-se, por fim, a existência de trabalhos que são publicados visando
entender os mecanismos que acarretam essa recuperação de forma em função da
composição química, limite de escoamento, fração volumétrica das fases, ciclos de
treinamento e tamanho de grão. As informações a respeito desses mecanismos
acarretam contribuições tanto tecnológicas como cientificas.
62
T17 SE4
ESTUDO DA TRANSFORMAÇÃO AUSTENITA MARTENSITA
Autor: Rodrigo dos Santos Morgado(Bolsista PIBITI-CNPq/IME) (SE/2)
Orientador: Julio Cesar Soares de Oliveira (SE/4)
Os materiais, em geral, apresentam deformação plástica permanente, mas os
materiais com Efeito de Memória de Forma (EMF) conseguem restabelecer o estado
original após terem se deformado além do limite elástico. Tal fenômeno ocorre devido
a capacidade desses materiais de lembrarem a forma na qual foram treinados.
Este trabalho analisa de modo aprofundado o EMF. Avaliou-se a transformação
martensítica cristalograficamente reversível
(CFC)
(HC), fenômeno físico resultado
da recuperação do estado inicial com o aquecimento de materiais submetidos a
deformação plástica. Através dela, o material no estado inicial com estrutura Cúbica
de Face Centrada (CFC) é parcialmente transformado para estrutura Hexagonal
Compacta (HC). Considera-se que a interface formada entre as estruturas CFC e HC é
móvel no aquecimento e que o movimento reverso das discordâncias parciais de
Shockley gera reversão para fase cúbica, a resultar na recuperação da forma.
Outros princípios termodinâmicos estão envolvidos no EMF. Aqui, apresenta-se
alguns destes mecanismos, bem como a termodinâmica básica envolvida, processos
de memorização de forma e algumas aplicações práticas.
Destaca-se, por fim, a existência de trabalhos que são publicados visando
entender os mecanismos que acarretam essa recuperação de forma em função da
composição química, limite de escoamento, fração volumétrica das fases, ciclos de
treinamento e tamanho de grão. As informações a respeito desses mecanismos
acarretam contribuições tanto tecnológicas como cientificas.
63
T01 SE5
SÍNTESE E AVALIAÇÃO DA ATIVIDADE ANTIMICROBIANA DE
DERIVADOS DE 3-(2-CLORO-FENIL)-4,5-DIIDROISOXAZOL
Autor: Pedro Augusto Gomes Buitrago (Bolsista PIBITI-CNPq/IME) (SE/5)
Orientador: Alcino Palermo de Aguiar (SE/5)
SEÇÃO DE ENGENHARIA QUÍMICA
Este
trabalho
descreve
a
síntese
do
derivado
de
3-(2-cloro-fenil)-4,5-
diidroisoxazol, o qual foi obtido a partir da reação de cicloadição 1,3–dipolar do óxido
de 2-cloro-benzonitrila ao eugenol. O tratamento de 2-clorobenzaldeído com cloridrato
de hidroxilamina produziu a respectiva aldoxima com rendimento de 69 %, a qual
reagiu com ácido tricloro-isocianúrico para formar o cloreto de imidoíla, o qual em
uma reação com trietilamina produziu o óxido de nitrila. O dipolo em presença de
eugenol produziu o heterociclo em rendimento global de 17 %. As reações foram
monitoradas por cromatografia em camada delgada e o produto isolado por
cromatografia flash, o qual foi caracterizado por IV, RMN
13
C e RMN 1H.
64
T02 SE5
SÍNTESE E AVALIAÇÃO DA ATIVIDADE ANTIMICROBIANA DE
DERIVADOS 3-ETÓXI-CARBONIL 4,5-DIIDROISOXAZOL
Autor: Taynara Carvalho Silva (Bolsista PIBITI-CNPq/IME) (SE/5)
Orientador: Alcino Palermo de Aguiar (SE/5)
A resistência a fármacos é a capacidade herdada ou adquirida que permite que
um micro-organismo sobreviva na presença de determinado medicamento. O uso
abusivo e errôneo de quimioterápicos no tratamento e na profilaxia de várias doenças
tem favorecido o aumento do número de micro-organismos resistentes a esses
medicamentos.
A
pesquisa
e
desenvolvimento
(P&D)
de
novos
agentes
antimicrobianos mais eficientes vem sendo o foco de diferentes pesquisadores.
A estratégia de síntese de novas moléculas bioativas emprega o conceito de
bioisosterismo, o qual envolve a substituição de fragmentos moleculares em um
protótipo por grupos que apresentem propriedades físico-químicas similares. Desta
forma, este trabalho teve como objetivo sintetizar derivados de 4,5-diidroisoxazóis
com potencial atividade antimicrobiana obtidos a partir da reação ciclo-adição 1,3
dipolar de óxido de carbetóxi-formonitrila a eugenol.
Inicialmente, a glicina (26,6 mmol) tratada com etanol forneceu o respectivo
éster com rendimento de 36 %. Em seguida, a reação deste derivado com ácido
clorídrico e nitrito de sódio forneceu o respectivo cloreto de imidoíla (10 mmol), que
em presença de eugenol em excesso (16 mmol) e trietilamina produziu o heterociclo.
Devido a instabilidade dos intermediários produzidos as reações foram conduzidas on
pot. A reação de cicloadição foi mantida em agitação por 24 h a 27 ºC. O
monitoramento da reação foi realizado por cromatografia em camada delgada onde foi
observada a presença de uma nova mancha com Rf = 0,89. O produto foi purificado
empregando cromatografia em coluna flash usando uma mistura n-hexano/ acetato
de etila em proporção 2:1 como eluente. A reação global apresentou um rendimento
de 2 % (0,107 g) sendo o produto caracterizado por FTIR, RMN
13
C e 1H. Em virtude
das diferentes tentativas de otimizar o rendimento da reação, fato que comprometeu
o cronograma de trabalho, a avaliação biológica não foi realizada.
65
T03 SE5
SÍNTESE DA ISONITROSOACETANILIDA A PARTIR DE ANILINAS
SUBSTITUIDAS
Autor: Gabriel Pires Makhoul (Bolsista PIBITI-CNPq/IME) (SE/5)
Orientador: Ângelo da Cunha Pinto (SE/5)
As oximas são compostos orgânicos derivados de iminas e possuem interesse
de pesquisa, pois, mesmo não sendo específicas, são utilizadas como antídoto para
organofosforados (OP), que são gases de guerra utilizados por terroristas por seu
baixo custo. A isonitrosoacetanilida é sintetizada neste trabalho por uma adaptação do
método de Sandmeyer para síntese de isatinas, e é a oxima de escolha por ser um
produto fácil de isolar, e por seu material de partida ser anilinas, que por sua vez
podem possuir substituintes no anel, e gerar produtos com variados aspectos físicos e
propriedades. O trabalho visa síntese de oximas para testes farmacológicos, a fim de
obter um antídoto global para organofosforados.
66
T04 SE5
EXTRAÇÃO DO ALCALOIDE PIRROLIZIDÍNICO
MONOCROTALINA E OBTENÇÃO DA RETRONECINA A PARTIR DE
PLANTAS DO GÊNERO CROTALARIA
Autor: Jean Marcell Marcelino Pena (Bolsista PIBITI-CNPq/IME) (SE/5)
Orientador: Ângelo da Cunha Pinto (SE/5)
E-mail: [email protected];
Sabrina Martinez (SE/5)
A Monocrotalina e a Retronecina são alcaloides pirrolizidinicos de alto valor de
mercado e com diversas atividades químicas e biológicas. A monocrotalina é extraída
de plantas do gênero Crotalária e a hidrólise alcalina desta é uma das maneiras de se
obter o alcaloide Retronecina, que, por sua vez, pode ser extraído diretamente de
plantas do gênero Senecio. O trabalho tem como objetivo a extração do Alcaloide
Monocrotalina a partir de sementes de plantas do gênero Crotalária previamente
moídas. É confeccionado sistemas de soxhlet para a obtenção do extrato dessas
sementes e, com a realização de extração ácido-base, obtemos a Monocrotalina.
Posteriormente foi aplicado um método de hidrolise alcalina em reator de micro-ondas
para a obtenção do Alcaloide Retronecina.
67
T05 SE5
SÍNTESE E CARACTERIZAÇÃO DE DERIVADOS DE
FENANTRENOQUINONA COM DISULFETO DE CARBONO COM
POTENCIAL AGENTE ANTI-CANCÊR
Autor: Júlia de Cássia Lopes Zimmermann (Bolsista PIBITI-CNPq/IME) (SE/1)
Orientador: José Daniel Figueroa Villar (SE/5)
E-mail: [email protected];
Sirlene Oliveira Francisco de Azeredo (SE/5)
O câncer é uma das doenças que mais levam a óbito hoje em dia. Sua cura
ainda não foi encontrada.É um conjunto de mais de 100 doenças que tem o
crescimento de células desordenado, invadindo tecidos e orgãos, podendo espalhar-se
para outras partes do corpo. Existem diversas formas de tratamento, dependendo do
estágio e gravidade, como cirurgia, terapias biológicas, quimioterapia e radioterapia.
Esse último método é utilizado para tumores localizados, porém apresenta efeitos
colaterias, como alesão de tecidos próximos e a longo prazo podelevar a fibrose, um
sobrecrescimento de células saudáveis que tentam repararexcessivamenteos danos da
radioterapia. Para a redução de doses de radioterapia e a consequente diminuição dos
riscos de fibrose, estuda-se a possibilidade de compostos funcionarem como
intercalante de DNA. A intercalação envolve a inserção de uma molécula planar entre
os pares de bases do DNA, resultando na diminuição da torção helicoidal e
alongamento do DNA, alterando sua replicação e transcrição, esperando-se que tenha
um efeito benéfico.
68
T06 SE5
CARACTERIZAÇÃO DE ÓLEOS RESIDUAIS PROCEDENTES DE
COCÇÃO E OBTENÇÃO DE BIODIESEL
Autor: Matheus Leal de Souza (Bolsista PIBITI-CNPq/IME) (SE/1)
Orientador: Kátia R. de Souza (SE/5)
E-mail: [email protected]; [email protected]
O objetivo deste estudo é determinar as características dos óleos residuais
provenientes de cocção para adequá-los à produção de biodiesel. Em uma segunda
etapa, obter biodiesel a partir do óleo residual por catálise heterogênea.
Para tal foram analisadas três amostras de óleo de diferentes procedências, quais
sejam: óleo de soja armazenado por mais de cinco anos no laboratório; óleo de soja
refinado, marca Soya e óleo residual proveniente de cocção domiciliar. As análises
realizadas nesta primeira fase do projeto foram: determinação do índice de acidez,
viscosidade cinemática e densidade.
Os resultados encontrados foram coerentes com a procedência dos óleos. Nas
três caracterizações a ordem crescente de valores segue a ordem: óleo refinado
(amostra B) < óleo proveniente de cocção doméstico (amostra C) < óleo de soja
procedência desconhecida (amostra A). Vale destacar que esta última, a amostra A, é
o resultado de uma mistura de vários óleos de soja encontrados no laboratório, todos
com mais de 5 anos.
De posse destes resultados verificou-se que a cocção degrada o óleo, porém o
armazenamento longo e incorreto provoca uma maior deterioração do mesmo.
A partir dos resultados obtidos, fica evidente que é possível explorar, para as
amostras B e C, a rota básica na obtenção de biodiesel.
69
T07 SE5
ANÁLISE MULTIVARIÁVEL E EXTRAÇÃO DE ÓLEOS ESSENCIAIS
Autor: Curty Delfino Alvarenga Pinheiro Junior (Bolsista PIBITI-CNPq/IME) (SE/5)
Orientador: Keila dos Santos Cople Lima (SE/5)
A análise multivariável de dados permite estudar o comportamento de um
conjunto de variáveis conjuntas combinadas visando a simplificação de modelos pela
eliminação de variáveis menos representativas e ou permitindo a compreensão dos
resultados em uma tomada de decisão. Óleos essenciais têm sido estudados a fim de
compreender seus métodos de extração, rendimento e formas de utilização para
fabricação de remédios, dentre os óleos bastante estudados está o da noz moscada,
Myristica fragans,em seu óleo, pode-se encontrar os três principais precursores de
anfetaminas, a miristicina, a elemicina e o safrol, amplamente usados pela indústria
farmacológica. A fim de identificar outras fontes destes compostos, buscou-se
similares na botânica, sendo escolhidas três opções para estudo: a cânfora, a salsa e
a canela. A cânfora foi descartada devido à dificuldade de obtenção de uma amostra
in natura para extração, apenas se encontrou em fontes industriais e já misturada à
outros componentes. A salsa foi descartada após várias tentativas de extração de óleo
essencial mal sucedidas, nada se pode obter de suas extrações pelos métodos
tentados. Por fim, optou-se pela canela, pela facilidade de obtenção da amostra e pelo
alto rendimento da extração realizada. Nas práticas laboratoriais,o processo de
extração foi realizado por SOXLET, utilizando 50g de canela em casca moída,
utilizando como solvente o Etanol P.A., além da extração por coluna de vapor, que foi
realizada
com
100g
do
mesmo
matéria,
ambos
os
métodos
realizados
simultaneamente por 5 horas.Os óleos essenciais extraídos destes diferentes métodos
apresentaram não só quantidades, como também características diferentes, como cor,
textura e viscosidade, indicando uma diferença significativa em suas composições.
Esses óleos foram analisados utilizando espectrometria de massas e cromatografia
gasosa, de forma a gerar dados para aplicação de análise multivariável.
70
T08 SE5
MODELAGEM DE OPERAÇÕES UNITÁRIAS DA INDÚSTRIA
QUÍMICA - DESTILAÇÃO EM COLUNAS DE RECHEIO
Autor: Diego Augusto Ferreira Prestes (Bolsista PIBITI-CNPq/IME) (SE/5)
Orientador: Luiz Eduardo Pizarro Borges (SE/5)
A destilação é uma das operações mais utilizada nas indústrias químicas, o que
é refletido na importância dos produtos dessa técnica como os derivados de petróleo
(diesel, querosene, gasolina etc.) e o seu papel de destaque no desenvolvimento das
indústrias. A técnica se baseia na separação de componentes de uma mistura através
da diferença de volatilidade dos seus componentes, tendo como mecanismo
subjacente o equilíbrio líquido-vapor. Neste trabalho, será estudada a separação de
um sistema binário formado por n-heptano e um solvente parafínico C13. Três tipos de
colunas de laboratório foram estudadas: colunas Vigreaux sem isolamento e com
isolamento, e uma coluna recheada isolada à vácuo. Foram determinadas as
composições dos produtos de topo e de fundo, assim como a temperatura do produto
do topo. A análise realizada valeu-se de dados experimentais, teóricos e do simulador
ChemSep, usado na modelagem de processos. Os resultados confirmaram que o
isolamento influi no rendimento da operação, assim como na temperatura e pureza do
produto de topo. O melhor resultado foi obtido com a coluna recheada / isolada. Os
valores obtidos encontraram próximos aos da literatura e aos calculados pelo
programa ChemSep. O software utilizado se mostrou de grande importância no
cálculo da eficiência das colunas de laboratório e auxiliou na previsão da escolha de
uma coluna recheada que alcançasse um percentual de pureza de produto de topo de
99%.
71
T09 SE5
MODELAGEM DE OPERAÇÕES UNITÁRIAS DA INDÚSTRIA
QUÍMICA - DESTILAÇÃO EM COLUNAS DE PRATOS
Autor: Vitor Souza Aguiar (Bolsista PIBITI-CNPq/IME) (SE/5)
Orientador: Luiz Eduardo Pizarro Borges(SE/5)
A destilação é uma das operações mais utilizada nas indústrias químicas, o que
é refletido na importância dos produtos dessa técnica como os derivados de petróleo
(diesel, querosene, gasolina etc.) e o seu papel de destaque no desenvolvimento das
indústrias. A técnica se baseia na separação de componentes de uma mistura através
da diferença de volatilidade dos seus componentes, tendo como mecanismo
subjacente o equilíbrio líquido-vapor. Neste trabalho, será estudada a separação de
um sistema binário formado por n-heptano e um solvente parafínico C13. Três tipos de
colunas de laboratório foram estudadas: colunas Vigreaux sem isolamento e com
isolamento, e uma coluna recheada isolada à vácuo. Foram determinadas as
composições dos produtos de topo e de fundo, assim como a temperatura do produto
do topo. A análise realizada valeu-se de dados experimentais, teóricos e do simulador
ChemSep, usado na modelagem de processos. Os resultados confirmaram que o
isolamento influi no rendimento da operação, assim como na temperatura e pureza do
produto de topo. O melhor resultado foi obtido com a coluna recheada / isolada. Os
valores obtidos encontraram próximos aos da literatura e aos calculados pelo
programa ChemSep. O software utilizado se mostrou de grande importância no
cálculo da eficiência das colunas de laboratório e auxiliou na previsão da escolha de
uma coluna recheada que alcançasse um percentual de pureza de produto de topo de
99%.
72
T10 SE5
DISPOSITIVOS DE RECONHECIMENTO MOLEULAR E
SENSORIAMENTO
Autor: Rafaela de Araújo Farias (Bolsista PIBITI-CNPq/IME) (SE/5)
Orientador: Robson Pacheco Pereira (SE/5)
O sensoriamento é uma parte fundamental da primeira etapa no combate a
ameaças
químicas
e
biológicas.
Há,
atualmente,
diversas
metodologias
para
determinações analíticas de agentes de guerra química e biológica, dentre as quais os
métodos espectrofotométricos e cromatográficos, particularmente a cromatografia
gasosa com ionização em chama ou acoplada à espectrometria de massas; ou ainda a
cromatografia líquida de alta eficiência. Em comparação às técnicas frequentemente
empregadas, a utilização de métodos eletroquímicos na determinação de analitos de
origem química ou biológica pode apresentar vantagens em relação à velocidade e ao
custo de execução da determinação. No panorama geopolítico atual, há uma
necessidade crescente de ações preventivas a eventos causados por agentes internos
e
externos.
Particularmente
no
tocante
à
tecnologia
química,
destaca-se
o
desenvolvimento de sensores para agentes de guerra químicos e/ou biológicos como
uma ferramenta indispensável na estratégia de Defesa.
73
T11 SE5
NANOMATERIAIS PARA PROTEÇÃO BALÍSTICA
Autor: Rafael Tedeschi Eugênio Pontes (Bolsista PIBITI-CNPq/IME) (SE/1)
Orientador: Robson Pacheco Pereira (SE/5)
Partículas metálicas ou de óxidos metálicos apresentam propriedades físicoquímicas fortemente dependentes de sua dimensão, exibindo, inclusive, efeitos de
confinamento
quântico
confinamento
é
quando
interpretado
em
por
dimensões
alguns
nanométricas.
autores
como
o
Este
efeito
responsável
de
pelas
propriedades não usuais observadas nestes sistemas, o que os torna potenciais
candidatos para aplicação em diferentes dispositivos e aplicações. Visando suprir as
demandas por materiais de alta resistência mecânica, diferentes sistemas têm sido
apresentados na literatura, com ênfase em materiais cerâmicos. Alguns trabalhos têm
descrito
as propriedades
de
nanopartículas e
materiais
nanocompósitos
para
aplicações em revestimentos de alta resistência ao impacto, notadamente com intuito
de aplicação como proteção balística. A aplicação final a que o material se destina
impõe a necessidade de otimização de algumas propriedades, como transparência,
densidade, flexibilidade, condutividade ou resistividade elétrica elevada. Para alcançar
esta combinação de características, a fabricação de nanocompósitos é apontada como
uma alternativa promissora, na qual, a partir da escolha de sistemas adequados,
possa-se obter materiais com propriedades únicas. Apesar disso, poucos trabalhos são
encontrados na literatura relacionados ao estudo de nanocompósitos como materiais
para proteção balística.
74
T12 SE5
ANÁLISE MULTIVARIÁVEL DE ÓLEOS ESSENCIAIS
Autor: Eduardo Nogueira de Igreja (Bolsista PIBITI-CNPq/IME) (SE/5)
Orientador: Antônio Luís dos Santos Lima (SE/5)
A análise multivariável permite estudar o comportamento de um conjunto de
variáveis conjuntas combinadas visando a simplificação de modelos pela eliminação de
variáveis menos representativas e ou permitindo a compreensão dos resultados em
uma tomada de decisão. Nesse sentido, a análise de componentes principais pode
revelar quais substâncias, ou conjuntos de substâncias, são responsáveis pelas
propriedades observadas em óleos essenciais. Os óleos essenciais têm sido estudados
através de variados métodos de extração, cujos rendimentos em sua maioria se
destinam
à
fabricação
de
medicamentos.
Os
três
principais
precursores
de
anfetaminas são a miristicina, a elemicina e o safrol, que são amplamente usados pela
indústria farmacológica. A fim de identificar fontes destes compostos na botânica
foram escolhidas três opções para estudo: a cânfora, a salsa e a canela. A cânfora foi
descartada nos meses iniciais devido à dificuldade de obtenção de uma amostra in
natura para extração. A salsa foi descartada após várias tentativas de extração de
óleo essencial mal sucedidas, já que nada se pode obter de suas extrações pelos
métodos tentados no laboratório. No entanto, utilizando-se das mesmas metodologias
as amostras foram Nessatisfatórias para a canela. Nessas práticas laboratoriais, o
processo de extração foi realizado por SOXLET, utilizando 50g de canela em casca
moída com etanol como solvente e extração por coluna de vapor, que foi realizada
com 100 g do mesmo material; sendo ambos os métodos realizados simultaneamente
por cerca de 5 horas. Os óleos essenciais extraídos destes diferentes métodos
apresentaram
quantidades
e
características
diferentes,
como
cor,
textura
e
viscosidade – indicando uma diferença significativa em suas composições. Esses óleos
serão analisados utilizando espectrometria de massas e cromatografia gasosa, de
forma a gerar dados para aplicação de análise multivariável e análise de componentes
principais, assuntos que foram estudados em paralelo com a pesquisa e as práticas
laboratoriais.
75
T13 SE5
APROVEITAMENTO DE BIOMASSA RESIDUAL SÓLIDA
Autor: Paulo Vinícius Pelegrini (Bolsista PIBITI-CNPq/IME) (SE/5)
Orientador: Wilma de Araújo Gonzalez (SE/5)
O presente resumo versa sobre o trabalho de utilização de biomassa para a
produção biocombustíveis visando uma melhora no aproveitamento desses resíduos.
Foi analisada estruturalmente a biomassa da cana de açúcar e do dendê, entretanto,
como primeira fase do trabalho foi usado o bagaço de cana de açúcar como matéria
prima de referência. Resaltamos a importância do uso de biomassas na produção de
biocombustível, principalmente os materiais lignocelulósicos. Foi feita a hidrolise
dessas biomassas a fim de quebrar a estrutura da lignocelulose. Os resultados da
quebra da estrutura lignocelulose foram analisadas por microscopia eletrônica de
varredura e espectrometria de infravermelho. A foi feita hidrolise com a presença do
catalisador NbOPO4 (Fornecido pelo Companhia Brasileira de Mineração e Metalurgia
CBMM). com diferentes concentrações desse catalisador e tabelado em diferentes
intervalos de tempo. Utilizando 5% de NbOPO4 o aproveitamento dos subprodutos da
hidrolise foi maior. O caminho da reação foi acompanhado até 60 minutos de hidrolise.
76
T14 SE5
PRODUÇÃO DE BIODIESEL A PARTIR DO ÓLEO DE DENDÊ
Autor: Victor Ferreira de Paula (Bolsista PIBITI-CNPq/IME) (SE/1)
O objetivo desse subprojeto é preparar o biodiesel aditivado de óleo de dendê
por catálise básica. Neste processo há necessidade que a matéria prima possua índice
de acidez menor que 1. Entretanto, o óleo oriundo do Campo experimental da
Embrapa de Rio Urubu, município de Rio Preto da Eva, Amazonas (CERU/CPAA),
possuía índice de acidez em torno de 22, devido ao processo de hidrólise ocorrido
durante o longo tempo de transporte e armazenamento. Assim, foram utilizadas
várias metodologias para diminuir esta acidez, para se obter um biodiesel de
qualidade, que obedecesse às normas da ANP. No entanto, em todas elas houve
grande formação de sabão. Convém ressaltar que o sabão de metal alcalino ou metal
alcalino terroso pode ser usado como fonte de matéria-prima de baixo custo para
produção de novos combustíveis renováveis pelo processo de craqueamento catalítico.
Como material de referência foi usado o óleo de soja, matéria prima de baixa acidez,
para obtenção do biodiesel. Para tal, foi usada a reação de transesterificação deste
óleo, de índice de acidez igual a 0,17, com o metanol. Uma segunda carga de óleo de
dendê, de menor acidez, foi enviada pela Embrapa, para continuidade dos testes,
tanto de neutralização, como de diluição com óleo de soja e como para produção do
biodiesel.
77
T15 SE5
ESTUDO DE MÉTODOS DE TRATAMENTO DE EFLUENTES
INDUSTRIAIS CONTAMINADOS COM SAIS DE CHUMBO
Autor: Laís de Lima Pinto (Bolsista PBIP/IME) (SE/5)
Orientador: Erick Braga Ferrão Galante (SE/5)
O presente trabalho objetiva investigar metodologias para tratar efluentes
industriais derivados de processos que utilizam sais de chumbo. Esperou-se
caracterizar os efluentes líquidos gerados na fabricação de azida de chumbo, seguido
pela determinação de um precipitante e uma resina que possam ser aplicados no
tratamento deste efluentes. Entretanto, devido a problemas de disponibilidade dos
laboratórios, a parte prática não pode ser realizada, sendo portanto o trabalho focado
na revisão da literatura e construção de um artigo de review submetido para
publicação na Revista Virtual de Química.
78
T16 SE5
ANÁLISE QUÍMICA DOS CAHOS VAZIOS DO DENDÊ
Autor: Jéssica Viamonte (Bolsista PBIP/IME) (SE/4)
Nídia Maria Ribeiro Pastura
Devido a crescente preocupação com a redução dos recursos naturais
disponíveis para o uso do homem, considerando ainda, que a maior parte da energia
consumida no mundo provém de recursos limitados que agridem o meio ambiente
como os combustíveis fósseis, o desenvolvimento de fontes renováveis de energia,
que se encaixem nas atuais politicas de sustentabilidade como os biocombustíveis,
vem sendo alvo de crescentes estudos. A biomassa do Dendê, como componente na
formação do biodiesel, é um setor promissor na produção de energia do Brasil, pois o
dendezeiro pode restaurar o balanço hídrico e liberar oxigênio, ser cultivado em solos
ácidos
e
pobres
para
reflorestar
áreas
desmatadas,
sendo
produtivo
por
aproximadamente 25 anos. Entretanto, como toda fonte de energia, o processo de
produção de biocombustíveis gera resíduo (cachos vazios, cascas e fibras). O
aproveitamento desses resíduos, em outros processos que agregam valor, tornou essa
fonte de energia o foco de pesquisas de desenvolvimento. Porém, com o intuito de
desenvolver uma aplicação para esses resíduos é necessário, primeiramente, analisar
os mesmos de forma a determinar suas propriedades e composição. Diante dessa
necessidade, neste trabalho tenta-se estudar os produtos de extrações da fibra dos
cachos vazios de dendê e suas características após o processo de extração buscando
novas aplicações para o material. As fibras de dendê submetidas ao processo de
extração apresentaram resultados promissores, pois foi verificada a diferença de
morfologia das fibras pela solubilização de pectinas causando alargamento das fibras.
79
T01 SE6
SIMBOLIZAÇÃO EM DISPOSITIVOS DE PEQUENO FORMATO
Autor: Thalles Oliveira Barros de Aquino (Bolsista PIBITI-CNPq/IME) (SE/6)
Orientador: Luiz Felipe Coutinho Ferreira da Silva (SE/6)
SEÇÃO DE ENGENHARIA CARTOGRÁFICA
Este trabalho faz parte de um projeto de percepção cartográfica que visa
analisar os símbolos utilizados em dispositivos de telas pequenas, entre 4 e 10
polegadas diagonais. O objetivo do presente estudo visa adaptar e verificar a
utilização
da
metodologia
de brainstorming
visual no
desenvolvimento
dessa
simbolização cartográfica. Baseado nas teorias de semiologia gráfica de Bertin, e no
trabalho sobre a construção de símbolos de acordo com o método do brainstorming
visual utilizado por Granha no seu trabalho em 2001. Em paralelo à pesquisa
bibliográfica, foi feita uma análise sobre o grau de acerto da simbologia utilizada no
trabalho entitulado IMElândia. Os símbolos que não tiveram um grau mínimo de 4,
numa escala de 0 a 5 de compreensão, foram reformulados. Esse grau foi atribuído
por meio de uma enquete com 39 estudantes de engenharia (20 homens e 19
mulheres) com idades entre 19 e 25 anos. Uma quantidade de 5 símbolos foram
enquadrados nessa situação e foram reformulados. Outra pesquisa foi feita com as
mesmas pessoas e conclui-se que apenas o símbolo do “cinema” não teve um novo
grau de compreensão satisfatório.
80
T02 SE6
USO DE REDES NEURAIS ARTIFICIAIS NA PREVISÃO DE
PRECIPITAÇÃO E METEOROLOGIA
Autor: Juliandro Lopes Trugilho (Bolsita PIBITI CNPq/IME) (SE/8)
Orientador: Raquel A A Costa e Oliveira (SE/6)
O trabalho teve como objetivo desenvolver e treinar redes neurais, que fossem
capazes de prever a ocorrência de precipitações. Utilizando os recursos do MATLAB,
foi possível treinar essas redes através da análise de imagens do canal infravermelho.
As imagens infravermelhas utilizadas foram capturadas pelo satélite GOES-13. De
posse de tais imagens, foram analisadas as cores de cada pixel. As cores da imagem
estão associadas com a temperatura em determinada região do mapa. Para o
treinamento de uma rede neural, é preciso que se tenha entradas e saídas na rede.
Na entrada foram utilizadas as três cores de cada pixel. A respectiva saída de cada
entrada é um valor que determina se ocorrerá precipitação ou não, (1 no caso de
ocorrência de chuva, e 0 se não houver).
Para determinar as saídas de cada pixel, foi preciso fazer uma análise da
temperatura de um ponto, e relacioná-la com as cores no mesmo pixel. Foi realizado
uma estimativa das temperaturas onde a possibilidade de chuva fosse real, porém
mínima. Os códigos foram gerados a partir desse valor de temperatura, que associado
a sua respectiva cor, foram capazes de encontrar todos os pontos onde a temperatura
fosse menor ou igual que a mínima, atribuindo a esses pontos o valor de 1 na saída
da rede, pois pela estimativa, seria grande a possibilidade de chuva nesses pontos. No
caso, o valor escolhido para a temperatura, onde ocorreria chuva com chance mínima
foi de-15°C. Os valores das cores correspondente a esse ponto, serviram como base
para
encontrar
os
consequentemente
treinadas
seis
pontos
onde
a
temperatura
fosse
menor
que
essa,
encontrando os pontos onde ocorreria precipitação. Foram
redes
neurais,
utilizando
seis
setores
de
diferentes
imagens
infravermelhas. Os resultados nos testes se mostraram coerentes com o esperado,
pois ao simular a rede com determinados pontos, as saídas foram próximas do
81
esperado. Por exemplo, pontos muito azuis, onde a temperatura está muito abaixo
dos-15°C, obtiveram saídas próximas de um, o que mostra que a rede é eficiente ao
encontrar pontos onde é provável a ocorrência de chuva.
O
estudo
das
redes
neurais,
no
campo
da
meteorologia,
possibilitará
futuramente a previsão mais segura e eficiente da ocorrência de chuvas, podendo
evitar maiores perdas socioeconômicas, no caso de tempestades e furacões. E de
modo geral, o desenvolvimento de redes neurais mais eficientes é de fundamental
importância para o desenvolvimento tecnológico e científico, podendo ser empregada
em
vários
campos
científicos,
influenciando
diretamente
nas
questões
socioeconômicas de um país.
82
T03 SE/6
PROCESSAMENTO DIGITAL DE IMAGENS VANT DO IME
Autor: Rafael Domingos de Mello da Hora (Bolsista PIBITI-CNPq/IME) (SE/6)
Orientador: Carlos Frederico de Sá Volotão (SE/6)
A atualização de planos de voo depende do conhecimento da superfície
tridimensional da região próxima ao aeródromo, pois a existência de obstáculos
naturais em torno dos aeródromos interfere nos procedimentos de pouso e decolagem,
aumentando a dificuldade da operação das aeronaves. Para ser possível criar um
gabarito das regiões que circundam os aeródromos são feitos voos fotogramétricos,
tripulados ou não, para a obtenção de imagens atualizadas dessas áreas e,
posteriormente, gera-se um modelo matemático tridimensional, explicitados no
trabalho. O principal objetivo deste trabalho foi o estudo de aspectos importantes
relacionados à reconstrução tridimensional de um terreno a partir de imagens obtidas
com o uso de um VANT pertencente ao IME, isto é, de imagens tiradas de uma
câmara presente num aeromodelo. Uma pesquisa bibliográfica foi necessária para que
os métodos existentes para a criação de um MDT a partir de um par de imagens
estereoscópicas fossem identificados. Ao longo do estudo foi verificado que, à luz dos
métodos clássicos estudados, o equipamento existente no IME não é adequado para a
obtenção de imagens para a criação de um MDT. Ao longo do trabalho, a escolha do
modelo que se adequasse às situações reais resultaram na identificação da
necessidade de uma câmara fotogramétrica, o que não está disponível para os mini
VANTs utilizados no IME. Assim, o trabalho passou a ter um viés teórico-bibliográfico
a respeito do assunto, uma vez que as imagens disponíveis não atendiam ao mínimo
requerido, conforme as condições impostas pelo modelo fotogramétrico identificado.
83
T04 SE/6
ANÁLISE DE FORMAS E TEXTURAS
Autor: Bruno Vieira Costa (Bolsista PIBITI-CNPq/IME) (SE/1)
Orientador: Carlos Frederico de Sá Volotão (SE/6)
Neste projeto foram estudadas diversas técnicas de visão computacional com a
finalidade de fazer identificação de numerais manuscritos fotografados com auxílio de
uma câmera genérica.
Foram pesquisadas as etapas de captura, processamento,
segmentação e análise de imagens. Posteriormente, essas técnicas foram empregadas
em uma aplicação de reconhecimentos de caracteres conexos manuscritos. O trabalho
foi dividido em duas fases distintas: o estudo das técnicas de visão computacional; e a
implementação, incluindo o estudo de ferramentas e técnicas mais avançadas. Foi
utilizada uma imagem matriz com 200 numerais manuscritos todos conexos para
comparação, satisfazendo as limitações do algoritmo implementado. Foram extraídas
as bordas e armazenadas em um vetor para futura comparação e decisão. Com as
distâncias computadas, aplicou-se o algoritmo dos K vizinhos mais próximos na
decisão de associação de símbolo a curva, contando os símbolos mais prováveis. O
experimento utilizado considerou 12 vizinhos (K=12) e um peso inserido em cada
posição na escala de distância de modo que elementos mais próximos ao símbolo em
análise passam a ter mais influência em sua classificação. Os resultados foram
avaliados quantitativamente por testes manuais. Foram realizados 120 mil testes. Foi
obtido sucesso em 84% dos casos, levando 66 minutos e 47 segundos para processar
todas as respostas. A taxa de acerto foi considerada satisfatória em comparação a
outros métodos e à qualidade visual dos exemplos, mas o desempenho em tempo de
execução é baixo. É provavel que a escolha das ferramentas tenha sido a principal
responsável pela baixa performace devido ao alto nível de abstração da linguagem
utilizada. Foi utilizada a biblioteca OpenCV sobre a linguagem de programação Python.
A conclusão foi que o uso de momentos de imagem com classificação KNN após
segmentação por limiarização adaptativa é eficiente.
84
T05 SE6
DESENVOLVIMENTO E ANÁLISE DE APLICAÇÕES
METODOLÓGICAS DAS TÉCNICAS DE ANÁLISE DE IMAGENS
ÓPTICAS E DE RADARES DE ABERTURA SINTÉTICA (SAR)
UTILIZANDO MEDIDAS PROVENIENTES DA TEORIA ESTATÍSTICA
DA INFORMAÇÃO.
Autor: Marcus Vinicius Lima Sena (Bolsista PIBITI-CNPq/IME) (SE/6)
Orientador: Wagner Barreto da Silva (SE/6)
A classificação de imagens polarimétricas obtidas por radar de abertura sintética
(PolSAR)
constitui
uma
das
principais
aplicações
do
radar
polarimétrico
em
sensoriamento remoto. Pesquisas recentes mostram que os dados PolSAR tem
contribuído bastante no processo de classificação de imagens permitindo identificar
diferentes tipos de solos e coberturas de terra. A proposta desse trabalho é
desenvolver uma estratégia de classificação de imagens PolSAR por meio de
distâncias estocásticas entre grupos de dados que seguem uma modelagem de
Wishart complexa. A distribuição de Wishart complexa é uma distribuição multivariada
que modela eficientemente os dados dos pixels das imagens PolSAR e existem
algumas expressões analíticas de distâncias estocásticas entre modelos de Wishart
complexos, como Kullback-Leibler, Bhattacharayya, Hellinger e Chi-quadrado. Esse
trabalho se reservou-se à utilização da distância de Bhattacharayya ao efetuar o
cálculo de distâncias entre amostras de regiões de uma imagem óptica proveniente do
LandSat 8.
Foi implementada uma rotina no ambiente computacional MatLab para o cálculo da
distância de Bhattacharyya entre dois modelos gaussianos, o que se mostrou bastante
eficiente nas imagens ópticas utilizadas, pois seus dados podem ser modelados pela
distribuição gaussiana. Os resultados mostraram que a distância de Bhattacharyya é
eficiente em diferenciar regiões pelos valores de contraste.
85
T06 SE6
INTERPOLADOR DE HERMITE APLICADO À ESTIMAÇÃO DOS
ERROS DOS RELÓGIOS DOS SATÉLITES GPS
Autor: Suzane Gaertner Martins (Bolsista PIBITI-CNPq/IME) (SE/6)
Orientador: Leonardo Castro de Oliveira (SE/6)
O sistema de tempo dos satélites é obtido com base em relógios atômicos, com
determinados padrões de frequência. Apesar da precisão conhecida, os mesmos não
acompanham o sistema de tempo associados a eles. Para tanto, é necessário procurar
uma forma de correção para os mesmos.
Na Geodésia, em muitos casos não se conhece a função que modela certos
fenômenos, nem se conhece um conjunto de amostras suficiente e adequado para
atingir determinado objetivo. Por isso, faz-se necessário tratar sobre um método no
qual se possa obter uma modelagem que represente o fenômeno de interesse.
O presente trabalho tem como objetivo propor uma solução alternativa, através
dos polinômios de Hermite, para problemas geodésicos unidimensionais (1D). O
trabalho consiste em analisar dois métodos de resolução para os polinômios de
Hermite, o método de Lagrange e o método de Newton por diferenças divididas.
O trabalho também se propôs em desenvolver códigos no ambiente
computacional MatLab para os métodos propostos a fim de atingir o objetivo,
tendo resultados muito satisfatórios.
86
T01 SE7
PRODUÇÃO EM PROVETA DE MICROESFERAS DE ÓXIDO DE
ALUMÍNIO
Autor: Glauber Albino Vianna
Orientador: João M. de M. Mattos (SE/7)
SEÇÃO DE ENGENHARIA NUCLEAR
A tecnologia relacionada à esferoidização de dispersões coloidais é da maior
importância para o domínio da fabricação de óxidos combustíveis utilizados em
reatores térmicos nucleares avançados, como também para a produção de leitos de
catalisadores mais eficientes com aplicação em vários processos químicos.
Entre os diversos processos utilizados para esferoidizar dispersões coloidais, destacase o Processamento Sol-gel de Gelificação Externa, que consiste basicamente em
gelificar gotículas esféricas de dispersões coloidais, através do contato com um agente
gelificante que se difunde através do volume da gotícula até o seu centro.
As principais questões envolvendo a produção de partículas esferoidais de
óxidos cerâmicos estão relacionadas com a manutenção da integridade das mesmas
durante todo o processamento de consolidação da forma esférica, a resistência
mecânica desses esferóides já na sua forma e fase cristalográfica consolidadas e a
esfericidade dos esferóides.
Neste trabalho, foram estudadas a relação entre pH da dispersão coloidal
utilizada e a esfericidades obtidas.
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T02 SE7
PRODUÇÃO EM PROVETA DE MICROESFERAS DE ÓXIDO DE
ZIRCÔNIO
Autor: Yvan Jacques Salah Tourinho
Orientador: João Marques de Moraes Mattos (SE/7)
O método sol-gel de produção de óxidos esféricos foi primeiramente utilizado
em 1957, em projetos de grupos ligados a United Kingdom Atomic Energy Authority
(UKAEA). Esse método consiste em esferoidizar uma dispersão coloidal de material
físsil/fértil e promover a geleificação da mesma na forma esferoidal, o que pode
ocorrer a partir do exterior (geleificação externa) ou a partir do interior do esferóide
(gelificação interna). Após a gelificação, o material passa por diversos tratamentos
térmicos para originar o cerâmico a ser utilizado como combustível. O método sol-gel
possibilitou a fabricação de combustíveis na forma de esferas de 0,5 mm de UO2,
(U,Th)O2 e UC2 utilizadas em reatores nucleares avançados de última geração, como
os HTGR (Reatores a Altas Temperaturas Refrigerados a Gás).
Geralmente, são utilizados materiais inertes para o controle do método de
produção, tais como zircônia ou alumina, antes de se tentar implementar
Neste trabalho, foi avaliado o desempenho da dispersão coloidal utilizada na produção
de esferóides de zircônia.
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T03 SE7
PROJETO DE UM GERADOR DE ENERGIA ELÉTRICA (GTR)
UTILIZANDO RADIOISÓTOPO
Autor: Guilherme Nagatoshi Asakawa
E-mail: guiasakawa @gmail.com
Orientador: Sergio de Oliveira Vellozo (SE/7)
Um módulo interativo e com tela amigável foi desenvolvido utilizando a
plataforma MAPLE, para calcular a potência e a eficiência elétrica de um Gerador
Termoelétrico de Radioisótopos (GTR). O usuário tem a oportunidade de definir os
parâmetros básicos do projeto tais como: fonte de calor de radioisótopos, tipo e
quantidade de termopares, e etc. O módulo determina todos os parâmetros de
interesse do usuário. Além disso, “botões” gráficos são disponibilizados para permitir
ao usuário modular alguns dos valores de interesse do projeto e, em tempo real,
verificar a influência sobre os dados de saída do GTR. Isso é de grande ajuda no
estudo da sensibilidade e otimização do projeto.
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T04 SE7
ESTUDO DE COMPUTAÇÃO DE ALTO DESEMPENHO PARA
UTILIZAÇÃO EM CÓDIGOS RADIOLÓGICOS E NUCLEARES
Autor: Eduardo Cesar Nogueira Coutinho
Orientador: TC Walter Guimarães (SE/7)
O projeto desenvolvido teve como objetivo estudar a respeito dos Clusters, que
são agregados de computadores que trabalham paralelamente para processar uma
determinada tarefa, bem como implementar um modelo através do software Rocks
Cluster de código aberto distribuído de forma livre. Após a etapa de estudo acerca da
bibliografia pertinente ao tema, conectou-se fisicamente dois computadores mestreescravo do tipo Beowulf. A verificação da conexão entre os computadores foi
confirmada a partir do software de monitoramento Ganglia, que permite observar os
dados trocados no Cluster em tempo real, fornecendo gráficos de desempenho e
mostrando os recursos disponíveis na rede formada. Feito isso, iniciou-se mais uma
etapa de estudo, que consistia em tomar nota dos diversos procedimentos para a
instalação do framework MATLAB para a computação paralela. A ferramenta foi
instalada com a correta sincronia entre as máquinas. Com posse do Cluster e das
ferramentas instaladas, podem-se executar algoritmos que requerem alta capacidade
de processamento. Além disso, o sistema tem a possibilidade ser facilmente ampliado
com a inserção de novos escravos (dependo da necessidade), o que aumenta a
capacidade de processamento do conjunto.
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T05 SE7
ESTUDO DE COMPUTAÇÃO DE ALTO DESEMPENHO PARA
UTILIZAÇÃO EM CÓDIGOS RADIOLÓGICOS E NUCLEARES
Autor: Victor Feitosa de Carvalho Souza
E-mail [email protected]
O objetivo da pesquisa foi a montagem de um agregado de computadores,
denominado cluster, e a análise de sua performance através do software de código
aberto
Ganglia.
Clusters
são
sistemas
em
que
dois
ou
mais
computadores
(denominados nós) trabalham juntos para a realização de determinadas tarefas.
Operam no dito sistema operacional distribuído, como se todos os nós formassem
uma única máquina de dimensão maior. Esses sistemas são utilizados quando os
serviços têm que estar prontos o mais rápido possível, sem interrupções ou que
envolvam um grande poder de processamento. Como exemplos do uso desses
sistemas, há os provedores de internet, a computação gráfica usada em gravações de
altíssima qualidade e os cálculos em engenharia, estatística, economia, entre outros.
O cluster montado neste trabalho foi o da classe Beowulf, que consiste de vários
computadores pessoais operados por uma só máquina (o mestre). Depois de montado
o cluster, a ferramenta de monitoramento Ganglia pôde verificar a real conexão
estabelecida entre as máquinas componentes e fornecer diversas estatísticas de uso,
como os picos de atividade nas diversas CPU’s no decorrer do tempo. Através do êxito
da montagem do sistema, é possível a sua utilização nos processos nucleares e
radiológicos que exigem grande capacidade de processamento computacional.
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T06 SE7
PROGRAMAÇÃO DE SIMULAÇÃO COM O CÓDIGO NUCLEAR
DE AÇÕES DQBRN ANALISANDO OS RESULTADO COM
METODOLOGIA DE MODELAGEM DE CONSEQUÊNCIAS
BIOLÓGICAS UTILIZANDO AS EQUAÇÕES BEIR V E VII
Autor: Bruno Monteiro Rocha Lima
Orientador: Edson Ramos de Andrade (SE/7)
E-mail: fí[email protected]
O trabalho teve como objetivo desenvolver uma simulação, em programação
com o uso de código nuclear MCNPx, de uma fonte radioativa lançada em uma
arquibancada esportiva, avaliando a dose de radiação no público exposto. De posse da
geometria de uma arquibancada com capacidade para 160 de pessoas posicionou-se
de forma central uma fonte radioativa de Co-60 na arquibancada. Para fins de
simplificação, representou-se por uma esfera ICRU o corpo humano. As doses foram
avaliadas segundo metodologia de modelagem de consequências biológicas utilizando
as equações BEIR V E VII da Agência Internacional de Energia Atômica. O código
MCNPx simulou as doses depositadas nas esferas ICRU. As equações do BEIR V (altas
doses de radiação ionizante) e BEIR VII (baixas doses de radiação ionizante) tratam,
dentre diversos fatores, de funções referentes à análise de risco para cânceres
humanos induzidos pela exposição à radiação ionizante, assim como sua probabilidade
de causa (PC). Estas equações tomam como princípio o Life Span Study (LSS), ou
seja, a estatística obtida de estudo a partir de um grupo de sobreviventes da bomba
atômica. O trabalho aborda tais riscos às doenças a partir dos resultados de doses
calculados pela modelagem computacional com o uso do código MCNPX. Constatou-se
com este estudo que tomando como referência: (a) idade de 10 anos, 5 pessoas têm
probabilidade de mais de 85% de sofrer a morbidade; (b) idade de 15 anos, 3
pessoas têm probabilidade de mais de 75% e (c) idade de 20 anos, 2 pessoas tem
probabilidade de mais de 90%, ficando as demais sujeitas a valores intermediários
que se somarão de forma importante à linha de base de ocorrência da morbidade na
população em geral.
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T07 SE7
RADIOGRAFIA COM NÊUTRONS RÁPIDOS PARA DETECÇÃO DE
EXPLOSIVOS E ENTORPECENTES
Autor: Guilherme Tassolo Polisel
Orientador: Julio José da Silva Estrada – D.C. (SE/7)
Atualmente existem diversos métodos para detecção de ilícitos em bagagens
em portos, aeroportos e terminais de carga. Frequentemente, criminosos utilizam-se
de materiais variados para ocultar entorpecentes e/ou explosivos das autoridades
fiscalizadoras. Aparelhos de raios-X e cães farejadores, comumente usados nos postos
alfandegários, possuem limitações em suas aplicações relacionadas, por exemplo, à
dificuldade de penetração da radiação eletromagnética em materiais densos, como o
chumbo, e ao uso de odores fortes como o fumo ou café para enganar o faro dos cães.
Nesse contexto, o uso da radiação de nêutrons é proposto como uma técnica
alternativa e complementar aos métodos já existentes à detecção de materiais
hidrogenados (como drogas e explosivos), devido ao seu superior poder de
penetração e à sua afinidade com o hidrogênio. Neste trabalho foi criado um modelo
computacional de um aparato simples para demonstração do conceito, composto de
uma fonte de nêutrons, um corpo de prova envolto por materiais ocultantes diversos e
um anteparo de concreto. Utilizou-se o código computacional MCNPX para simular a
exposição do corpo de provas ao campo de radiação e os resultados foram expressos
através
da
“impressão”
causada
pelos
nêutrons
no
anteparo.
Os
materiais
hidrogenados simulados absorveram ou espalharam a radiação com muito maior
probabilidade, propiciando o contraste entre as regiões com maior presença de
hidrogênio, conforme esperado. Os resultados obtidos, qualitativos e quantitativos,
cumpriram os objetivos propostos e o modelo computacional será aperfeiçoado
futuramente para dar continuidade ao projeto.
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T08 SE7
SEGURANÇA NUCLEAR – ÁREA NÃO-REGULATÓRIA
Autor: Bruna Salomão Cabral
Orientador: João Claudio Batista Fiel (SE/7)
O terrorismo nos conduz a uma ameaça à estabilidade e à segurança
internacional.
Eventos
internacionais
e
nacionais
de
grande
público
ocorrem
regularmente, capturando um elevado número de pessoas e recebendo uma intensa
cobertura da imprensa. É amplamente reconhecido que há atualmente uma ameaça
substancial de um ataque terrorista em eventos de grande público, como por exemplo
em reuniões de cúpula de alto perfil político ou econômico ou em grandes competições
desportivas. A ameaça do terrorismo nuclear e radiológico permanece na agenda
internacional de segurança. No entanto, para reduzir este risco, a comunidade
internacional tem feito grandes progressos na segurança de materiais radioativos ou
nucleares e de outros que de algum modo poderia ser usado em um ato terrorista .
Esse progresso depende de esforços de todos os Estados a adotar fortes sistemas e
medidas de segurança nuclear. Os atentados às torres gêmeas em Nova Iorque no
fatídico onze de setembro mudaram as estratégias, planejamentos e ações de
segurança em todo o mundo, principalmente em grandes eventos internacionais,
como a Copa do Mundo e as Olímpiadas.
Assim como nos aeroportos, a revista e o uso de detectores de metais se
tornaram padrão em pontos turísticos, estádios e arenas esportivas em vários lugares
do mundo. O monitoramento por câmeras foi intensificado com a instalação de
reconhecimento facial e diversos equipamentos de segurança foram criados. Houve
também uma verdadeira revolução na preparação, no treinamento e na inteligência
das autoridades responsáveis pelos eventos esportivos.
Em 2009, após a detecção de uma ameaça terrorista do grupo Al Qaeda pelo
Serviço de Inteligência dos Estados Unidos (https://www.cia.gov), o presidente
estadunidense Barak Obama, afirmou que os terroristas dessa rede estariam à
procura de materiais para fabricação de uma bomba atômica e de bombas sujas
radiológicas. Com o ocorrido, esforços de um trabalho cooperativo com todos os
94
países membros da Agência Internacional de Energia Atômica (https://www.iaea.org/)
foram feitos, no intuito de se criar grupos de trabalhos em Segurança Nuclear,
reforçando a vigilância e o controle de materiais radioativos não só dentro dos EUA,
mas em todos os países membros. Como resultado, trinta e cinco países se
comprometeram a reforçar a segurança nuclear, principalmente por meio da aplicação
mais rigorosa das regras internacionais para impedir organizações terroristas de
fabricarem bombas nucleares. E com esse acordo ficou estabelecido como objetivo a
construção de uma “arquitetura” mundial de segurança nuclear, especialmente por
meio de uma maior transparência, da troca de informações e do estabelecimento de
boas práticas.
Em declaração conjunta, divulgada durante a Cúpula de Segurança Nuclear de
Haia, na Holanda, os países se dispuseram a trabalhar mais em conjunto e aceitaram
submeter-se a revisões periódicas dos seus sistemas de segurança de materiais
nucleares sensíveis. Alguns países, dentre os quais Israel, Japão e Turquia,
prometeram “concretizar ou exceder” os padrões definidos em uma série de
orientações sobre segurança de materiais nucleares da Agência Internacional de
Energia Atômica (AIEA).
Com o exposto acima, a segurança nuclear continua a ser uma responsabilidade
nacional, mas que é fundamental reforçá-la em nível internacional, aprendendo com a
experiência dos outros e aplicando as linhas de orientação da AIEA.
Percebe-se então que passadas duas décadas após o fim da Guerra Fria, o
mundo se encontra diante de uma ironia da história: o risco de um confronto nuclear
entre países diminuiu, mas o risco de um ataque nuclear aumentou.
Sabe-se que o Terrorismo Nuclear é um perigo capaz de gerar danos
incalculáveis às nações e que o aumento de grupos e ameaças terroristas é uma
realidade no momento. Assim, o estudo desse tema se apresenta de forma relevante,
uma vez que nosso país é sede de grandes eventos internacionais, como a Copa do
Mundo e as Olímpiadas.
Contudo, é importante saber que a prevenção e o combate ao terrorismo
nuclear, assim como as inspeções em aeroportos, rodoviárias, pontos turísticos e a
segurança de projeto e funcionamento das usinas nucleares fazem parte de um tema
mais abrangente, que é a Segurança Nuclear.
O propósito desse trabalho se relacionou com dois objetivos principais. O
primeiro deles foi aprimorar o conhecimento sobre os eventos que envolvem a
Segurança Nuclear definindo todas as suas áreas e suas potenciais abrangências, tais
como o terrorismo nuclear, alertando a sociedade aos riscos e orientando às ações de
prevenção e detecção aos diversos tipos de ameaças. Além disso, foi importante
95
descreve o segundo objetivo, o qual relata que é importante realçar a Segurança
Nuclear Global pelo desenvolvimento, compartilhamento e promoção da educação em
Segurança Nuclear entre os países membros da INSEN com a orientação da IAEA.
A área não regulatória trata de ações criminosas tais como: sabotagens,
roubo, terrorismo, dentre outros. Neste trabalho foi estudado e descrito o terrorismo
nuclear, como o objetivo de aprimorar o conhecimento sobre os eventos que
envolvem esse tema e as suas potenciais consequências, com a finalidade de alertar a
sociedade aos riscos e às ações de prevenção e detecção a esse tipo de ameaça. O
Exército possui, para formação de seus profissionais na área de defesa nuclear, as
seguintes unidades:
a) Instituto Militar de Engenharia: responsável pela formação acadêmica e técnica de
oficiais e civis por meio do curso de pós-graduação em Engenharia Nuclear em nível
de mestrado. Neste programa existem duas linhas de pesquisa (reatores nucleares e
controle ambiental) pertencentes a uma mesma área de concentração (instalações
nucleares).
b) CTEx: a divisão de defesa química, biológica, radiológica e nuclear do CTEx tem
como objetivo formar o especialista QBRN da força terrestre tornando o militar, oficial
ou sargento, profundo conhecedor da atividade, permitindo que a tropa esteja
protegida contra ameaças da guerra química, biológica, radiológica ou nuclear.
c) Primeiro Batalhão de Defesa Química Biológica Radiológica e Nuclear: nesta
unidade, os integrantes são treinados para combater em guerras químicas, biológicas
e nucleares, principalmente em controle e descontaminação de armas, locais e
equipamentos militares.
A importância e abrangência da segurança nuclear têm sido veiculadas na
comunidade internacional como o futuro da área nuclear. Ao longo do trabalho foi
possível conhecer um pouco mais sobre Segurança Nuclear, envolvendo os possíveis
riscos. Nessa trajetória, foi abordado desde o conceito de terrorismo até as causas de
um provável ataque contra o Brasil.
Além disso, várias instituições e agências foram reconhecidas não só auxiliando
na segurança de eventos, mas também em um estudo técnico sobre o tema,
compartilhando e promovendo a educação em Segurança Nuclear.
96
T09 SE7
SEGURANÇA NUCLEAR – ÁREA NÃO-REGULATÓRIA
Autor: Ivan Tharcio Santos Rios
Com o aumento das ameaças de ataques terroristas no mundo atual, há a
necessidade de um reforço no plano de segurança nuclear de instalações nucleares
principalmente quando o país sedia eventos internacionais e nacionais de grande
público.
A organização de um evento de grande público, como uma competição
esportiva ou uma reunião de alto nível político, apresenta desafios de segurança
exclusivos para os responsáveis por ela. Materiais de natureza radioativa e/ou nuclear
ou outros podem ser utilizados como parte de um plano de intenção terrorista,
durante a realização de tais eventos, representando uma séria ameaça. Estas
ameaças poderiam levar a graves danos a saúde,
ao social, ao psicológico, a
econômica, a política e a consequências ambientais incluindo: a dispersão de material
radioactivo nuclear e outro em locais públicos, tais como um dispositivo de dispersão
radiológica (RDD); a colocação de material radioativo perigoso em lugares públicos
tais como um dispositivo de exposição radiológica (RED), com a intenção deliberada
de irradiar pessoas em ou perto de uma fonte de ponto fixo; a produção de
rendimento nuclear, tal como um dispositivo nuclear improvisado (IND); um ataque
de sabotagem em uma instalação nuclear, com a intenção de causar uma liberação de
material radioativo e um ato deliberado para contaminar alimentos ou água com
radioativo material.
O risco de que o material radioactivo nucleares e outros poderiam ser utilizados
numa ato criminoso ou um ato não autorizado com implicações de segurança nuclear
continua a ser elevada e é considerado como uma séria ameaça à paz e segurança
internacionais. Portanto, É vital que cada Estado estabelece uma segurança nuclear
adequada e eficaz regime1 para reforçar o Estado de, e, desse modo global, os
esforços para combater nuclear o terrorismo. Um regime eficaz de segurança nuclear
97
deve proteger as pessoas, a sociedade, propriedade e meio ambiente a partir de um
ato criminoso ou não autorizada com as nucleares implicações de segurança
envolvendo material radioativo nuclear e outros e outros atos determinados pelo
Estado a ter um impacto negativo sobre a segurança nuclear.
Fatos recentes mudaram as estratégias, planejamentos e ações de segurança em todo
o mundo, principalmente em grandes eventos internacionais, como a Copa do Mundo
e as Olímpiadas. Assim como nos aeroportos, a revista e o uso de detectores de
metais se tornaram padrão em pontos turísticos, estádios e arenas esportivas em
vários lugares do mundo. O monitoramento por câmeras foi intensificado com a
instalação de reconhecimento facial e diversos equipamentos de segurança foram
criados. Houve também uma verdadeira revolução na preparação, no treinamento e
na inteligência das autoridades responsáveis pelos eventos esportivos.
Com o exposto acima, a segurança nuclear continua a ser uma responsabilidade
nacional, mas que é fundamental reforçá-la em nível internacional, aprendendo com a
experiência dos outros e aplicando as linhas de orientação da AIEA.
Percebe-se então que passadas duas décadas após o fim da Guerra Fria, o
mundo se encontra diante de uma ironia da história: o risco de um confronto nuclear
entre países diminuiu, mas o risco de um ataque nuclear aumentou.
Sabe-se que o Terrorismo Nuclear é um perigo capaz de gerar danos
incalculáveis às nações e que o aumento de grupos e ameaças terroristas é uma
realidade no momento. Assim, o estudo desse tema se apresenta de forma relevante,
uma vez que nosso país é sede de grandes eventos internacionais, como a Copa do
Mundo e as Olímpiadas.
Contudo, é importante saber que a prevenção e o combate ao terrorismo nuclear,
assim como as inspeções em aeroportos, rodoviárias, pontos turísticos e a segurança
de projeto e funcionamento das usinas nucleares fazem parte de um tema mais
abrangente, que é a Segurança Nuclear.
O objetivo deste trabalho foi aprimorar o conhecimento sobre os eventos que
envolvem a Segurança Nuclear, definindo todas as suas áreas e suas potenciais
abrangências tais como: o plano de segurança física, salvaguarda de materiais
nucleares, terrorismo nuclear, plano para transporte de materiais nucleares e
radioativos, controle de acesso; alertando a sociedade dos riscos e orientando as
ações de prevenção e detecção aos diversos tipos de ameaças;
Busca-se
também
realçar a
Segurança
Nuclear global pelo
desenvolvimento,
compartilhamento e promoção da educação em Segurança Nuclear entre os países
membros da INSEN (International Nuclear Security Education Network) com a
orientação da IAEA (International Atomic Energy Agency).
98
Neste trabalho, a metodologia e os fundamentos abordados são baseados nas
orientações disponibilizadas pela Agência Internacional de Energia Atômica, durante
as pautas de reuniões da “International Nuclear Security Education Network”, na qual
o IME participa pela Seção de Engenharia Nuclear, representando o Brasil.
Como contribuição à sociedade, foi elaborado um planejamento de prevenção e
ação de resposta a um hipotético acidente radioativo e a um hipotético ataque
terrorista nas Olimpíadas Rio 2016.
Para descrevermos o alcance da segurança nuclear proporcionando uma visão
abrangente das potencialidades das áreas que a compõe, foi realizado um estudo
bibliográfico de recentes publicações científicas e de normas disponibilizadas pela
Agência Internacional de Energia Atômica, iniciando-se a descrição das áreas que
fazem parte da segurança nuclear, suas potenciais aplicações e a adequação dessas
definições na realidade de nosso país.
Numa definição geral, o termo Segurança Nuclear consiste nas formas de
prevenção, detecção e resposta a sabotagem, ação de ataque, roubo e acesso não
permitido ou transferência ilegal de materiais nucleares ou radioativos, bem como
suas instalações e práticas associadas. A luta contra a ameaça terrorista nuclear está
no centro do legado político gerenciado por chefes de estado por meio de reuniões de
segurança que ocorrem de dois em dois anos. A importância e abrangência da
segurança nuclear têm sido veiculadas na comunidade internacional como o futuro da
área nuclear. Portanto, para uma maior clareza de observação de sua estrutura, a
segurança nuclear foi dividida em três grandes áreas: Regulatória, não-regulatória e
cooperação institucional.
Constituiu-se como objetivo deste trabalho dar maior enfoque
a área
regulatória, enfatizando as diversas situações onde está presente e os desafios
inerentes a países como o Brasil em proporcionar a manutenção de atividades dessa
natureza com segurança e confiabilidade.
99
T10 SE7
REATORES NUCLEARES
Autor: Monique Vital de Lima
A fusão nuclear teve suas pesquisas iniciada durante a Segunda Guerra Mundial
na Alemanha. Mas, foi o Projeto Manhattan, desenvolvido pelo Estados Unidos da
América, o primeiro a conseguir criar um disposto nuclear. E em 1945 a primeira
bomba atômica foi lançada em Hiroshima e Nagasaki no Japão. E na década de 50 foi
inaugurada a primeira usina nuclear no mundo.
A energia elétrica é um fator determinante para o desenvolvimento econômico
de um país. O aumento de consumo de energia e a necessidade de conter o
aquecimento global são fatores decisivos para utilização de uma matriz energética
limpa e segura. As usinas hidroelétricas, eólicas e solares não são suficientes para
suprimir a demanda de energia e dependem das condições climáticas e ambientais, já
que as Hidroelétricas provem da vazão dos rios, as usinas eólicas dependem da
intensidade dos ventos e as solares necessitam do céu limpo, sem nuvens. Devido a
isso faz-se importante a utilização de centrais nucleares.
Os Reatores Nucleares se destacam no senário dos grandes empreendimentos
nacionais pelo fornecimento de serviços e possibilidades que estão intrinsicamente
ligados
ao
desenvolvimento
econômico
e
humano
que
fazem
parte
de
um
determinado país. Seja por meio da utilização desses reatores para suprir a rede
energética desse país, seja pela produção de radioisótopos para atender a demanda
de necessidade médica da população. Demostrando desta forma nossa capacitação
em um potencial de indústria e de saúde. Os reatores são instalações seguras de
caráter multipropósito que atendem a sociedade desde o fornecimento de água
dessalinizada até a área de defesa nacional.
No Brasil, a energia nuclear corresponde a cerca de 3% da matriz energética do
Brasil, sendo produzida por dois reatores de água pressurizada na Central Nuclear
Almirante Álvaro Alberto, em Angra dos Reis. A construção de um terceiro reator teve
100
início na década de 90, e o mesmo está previsto para entrar em funcionamento em
maio de 2018. A empresa brasileira encarregada de produzir energia nuclear é
a Eletronuclear.
Os reatores de pequeno porte são vistos pela indústria nuclear como a
tendência tecnológica do futuro. As vantagens dessa nova tecnologia é que ela pode
ser construída em fábricas e enviados por via férrea, barcaças ou caminhões até os
locais onde deverão funcionar, e depois montadas como “bloquinhos de Lego”. As
pequenas dimensões permitem construção mais rápida e com um custo menor. Entre
as principais aplicações para os reatores classificados como de pequeno porte, sendo
estes de característica modular ou não, relacionam-se, a geração de energia elétrica,
a produção de calor, a dessalinização e a propulsão naval.
Na atualidade, o aumento das possibilidades de aplicação de reatores definidos
como de Pequeno Porte faz-se propor a possibilidade de também aplica-los as
plataformas de petróleo destinadas à exploração do pré-sal. Em plataformas de
petróleo, esses reatores poderiam ser usados para fornecer energia elétrica com o
propósito de alimentar toda a plataforma e ajudar nas etapas da prospecção de
petróleo.
Com uma tecnologia similar a utilizada nos submarinos nucleares é possível
adaptarmos uma infraestrutura própria para o atendimento a uma plataforma de
petróleo com todas as garantias de segurança e confiabilidade.
Na atualidade o estudo de reatores de pequeno porte tem se destacado na área
de engenharia nuclear como o futuro de projetos para o suprimento de energia nas
suas mais variadas modalidades. Atualmente nações nuclearmente desenvolvidas tem
adotado esse tipo de reator em projetos de aeronaves, navios, subestações portáteis,
subestações embarcadas, dentre outras.
Para o Exército Brasileiro esse tipo de tecnologia poderia ser empregada em
diversas aplicações. Umas das aplicações poderia ser a utilização de reatores de
pequeno porte no suprimento de energia de comunidades e aquartelamentos no
interior da região Amazônica, evitando a necessidade da transmissão de energia
elétrica às regiões muito distantes e de difícil acesso.
101
T11 SE7
MONTAGEM DE UM CLUSTER BEOWULF
Autor: Breno Lourenço Macedo
(Bolsista PBIP-FRF/IME) (SE/8)
O objetivo deste trabalho é apresentar de forma detalhada os procedimentos
envolvidos neste projeto. A primeira parte do projeto foi construir um agregado real
de computadores, conhecido como cluster, através do software Rocks Cluster de
código aberto e distribuído de forma livre. O produto disso foi um conjunto de dois
computadores mestre-escravo do tipo Beowulf, cuja conexão foi comprovada através
do sistema de monitoramento de alta performance Ganglia, distribuído também de
forma livre. Tal agregado pode ser aplicado em processos que exijam alta capacidade
de processamento, como nos cálculos complexos da engenharia. A segunda parte do
projeto foi estudar a bibliografia relativa aos procedimentos necessários para viabilizar
a instalação do framework MATLAB®. O resultado foi a instalação do programa
corretamente ambos os computadores (mestre e escravo). Com posse dessa
ferramenta, pretende-se executar procedimentos pertinentes à área da Engenharia
Nuclear, em alto desempenho.
102
T12 SE7
MONTAGEM DE UM CLUSTER BEOWULF: INSTALAÇÃO E
CONFIGURAÇÃO DE COMPUTADORES PESSOAIS PARA
PARALELIZAÇÃO DE CÓDIGOS
Autor: Caio Marcus Oliveira de Almeida
Para a montagem de um cluster beowulf, é necessário dispor de pelo menos 2
computadores pessoais. Utilizou-se 2 computadores da DELL modelo DH61CR com
processadores Pentium® Dual Core E5700 3GHz e placa de rede Ethernet Intel®
82579V. Todavia, o computador mestre possui apenas 2 processadores, enquanto que
o escravo possui 4. A conexão entre os computadores foi estabelecida por meio de um
cabo de rede PC-CBETH3001 com ponta RJ45. O sistema operacional utilizado tanto
no mestre quanto no escravo foi o CentOS 6.5 versão Rocks Cluster Sand Boa 6.11,
lembrando que os procedimentos envolvidos na instalação de cada são diferentes. O
login a ser feito no escravo tem que estar cadastrado no mestre (pelo terminal,
escrevendo #useradd). Para verificar a funcionabilidade do cluster após sua
montagem, instalou-se também o GANGLIA e o MATLAB®. O GANGLIA possibilita
avaliar o transito de dados pela placa de rede, gerando relatórios estatísticos; então
ao executar comandos no terminal do mestre como #rocks run host ‘shutdown –k
now [MENSAGEM]’ ocorre registro. O MATLAB® também implica em registro do
GANGLIA, se executar comandos do MATLAB Parallel Computing Toolbox®. Por fim, a
montagem de um cluster beowulf foi um sucesso, permitindo executar procedimentos
pertinentes à área da Engenharia Nuclear, em alto desempenho.
103
T13 SE7
DESENVOLVIMENTO DA ARQUITETURA DO SOFTWARE
APLICATIVO DE PROTEÇÃO RADIOLÓGICA E CÁLCULOS DA
RADIAÇÃO IONIZANTE
Autor: Pedro Lucas Porto Almeida
Orientador: Renato Guedes Gomes (SE/7)
Com o uso da linguagem de programação orientada a objeto (Visual C#), o
objetivo do trabalho foi aprimorar o software aplicativo de Proteção Radiológica, com
base no livro texto Introduction to Radiological Physics and Radiation Dosimetry de F.
H. Attix (1986). O trabalho consistiu no desenvolvimento das rotinas referentes à
Radiação Ionizante, como os cálculos de Energia, Fluência, Taxa de Fluência, Fluência
em Energia e de Taxa de Fluência em Energia. Da parte referente à Interação da
Radiação Ionizante com a matéria, foram realizadas rotinas de cálculos de Kerma,
Kerma de Colisão, Taxa de Kerma, Dose Absorvida, Taxa de Dose Absorvida,
Exposição, Relação de Exposição, Fluência em Energia, Taxa de Exposição e de Dose
Equivalente. Finalmente, da parte do assunto referente à Atenuação Exponencial,
foram realizadas rotinas de cálculos de Atenuação Exponencial Simples e Composta,
relacionados aos raios gama. Nesta versão do aplicativo desenvolvido, foram
implementados as rotinas de visualização de imagens e de reprodução de vídeos de
assuntos na área de Proteção Radiológica, como forma de emprego de recursos
adicionais em busca de um melhor aprendizado dos conceitos empregados no trabalho
por parte dos usuários (alunos). O intuito do programa é em servir de meio auxiliar de
instrução e para as aulas da disciplina de Proteção Radiológica 1, pertencentes ao
curso de Mestrado em Engenharia Nuclear.
104
T01 SE8
ALGORITMOS EM COMPUTAÇÃO QUÂNTICA
Autor: Igor Cesar Torres de Oliveira (Bolsista PIBITI-CNPq/IME) (SE/8)
Orientador: Alex Garcia (SE/3)
SEÇÃO DE ENGENHARIA DE COMPUTAÇÃO
Usando a computação clássica, baseada em registradores binários e lógica
determinística, uma série de problemas computacionais não possuem solução eficiente.
Tais problemas são de grande interesse para a humanidade, pois estão relacionados
com criptografia, inteligência artificial e problemas NP de modo geral. A computação
quântica surge como uma possibilidade para a resolução de tais problemas,
principalmente pelos algoritmos quânticos utilizarem processamento simultâneo ao
invés de sequencial. Nesse trabalho foram estudados os primeiros algoritmos
quânticos
de
Deutsch,
Deutsch-Jozsa,
Simon,
Grover
e
Shor,
bem
como
a
fundamentação matemática para tal, e implementadas simulações dos algoritmos de
Deutsch e Deutsh-Jozsa.
Com a implementação dos algoritmos de Deutsch e Deutsch-Jozsa pode-se
perceber que tais algoritmos quânticos podem resolver problemas com complexidade
muito inferior aos clássicos. Entretanto todos os casos vistos, a simulação de um
computador quântico é mais complexa que o problema original resolvido pelos
algoritmos quânticos. Portanto as simulações são úteis em caráter de prova de
conceito e demonstração, porém é necessário a implementação em hardware
específico para um real ganho computacional.
105
T02 SE8
PROBLEMAS E APLICAÇÕES EM COMPUTAÇÃO QUÂNTICA
Autor: Victor Villas Bôas Chaves (Bolsista PIBITI-CNPq/IME) (SE/8)
Orientador: Alex Garcia (SE/3)
A computação quântica abre caminhos para novos paradigmas de problemas
computacionais como criptografia e recuperação de informação. Os algoritmos
quânticos podem ser modelados em computadores clássicos através de modelos de
portas lógicas quânticas. As portas lógicas quânticas são análogas às portas lógicas
clássicas, agindo porém como endomorfismos no espaço dos estados quânticos. As
portas lógicas podem ser colocadas em série fazendo a composição dos operadores ou
em paralelo através do produto tensorial.
Em circuitos quânticos assim como em computação paralela feita em FPGAs,
um aumento na complexidade do problema pode significar um aumento da
complexidade de hardware ao invés de complexidade de tempo de execução. Neste
trabalho foram feitas simulações do circuito de Deutsc-Jozsa, demonstrando como o
aumento da complexidade de hardware gera uma redução na complexidade de tempo.
106
T03 SE8
PARÂMETROS ESPECTRAIS EM GRAFOS ALEATÓRIOS
Autor: Bianca Lodoli (Bolsista PIBITI-CNPq/IME) (SE/8)
E-mail [email protected]
Orientador: Claudia Justel (SE/8)
Neste trabalho foram realizados experimentos para avaliar o comportamento da
conectividade algébrica, segundo menor autovalor da matriz Laplaciana de um grafo,
com respeito ao grau mínimo do grafo, em grafos aleatórios. Para tal fim, foram
realizados experimentos com grafos aleatórios dos modelos clássicos Erdös-Rényi,
Small World Watts-Strogatz. Também foram criados modelos a partir do modelo
Watts-Strogatz, alterando o grafo inicial.
Os testes realizados consistiram na geração de 1000 grafos com 10 vértices
para cada modelo utilizado (5 modelos no total) fixando o número de vértices e
variando o valor da probabilidade. Os resultados obtidos mostram que a conectividade
algébrica teve um comportamento diferente, ao respeito do grau mínimo, nos 5 tipos
de grafos usados nos testes realizados. A conectividade algébrica sempre resultou
limitada pelo grau mínimo, mas os valores atingidos pela primeira variam de
experimento a experimento. No caso do modelo Watts-Strogatz modificado, usando o
grafo bipartido completo a esquerda, independente do aumento da probabilidade p, o
valor da conectividade algébrica sempre se mantém muito próximo do grau mínimo.
Para o mesmo modelo Watts-Strogatz usando os outros 4 tipos de grafos iniciais, o
valor da conectividade algébrica foi menor que o grau mínimo, mas a diferencia entre
estes dois parâmetros foi muito maior, em todos os casos analisados.
107
T04 SE8
PESQUISA E IMPLEMENTAÇÃO DE UMA
ABORDAGEM DE COMITÊS NO FAMA
Autor: Rafael de Paula Paiva (Bolsista PIBITI-CNPq/IME) (SE/8)
Orientador: Julio Cesar Duarte (SE/8)
Com o crescimento da tecnologia e do poder computacional, novos horizontes
puderam
ser
alcançados.
Seguindo
a
ideia
da
integração
à
sociedade
dos
computadores e dispositivos computacionais, surge o conceito de Aprendizado de
Máquina (AM), que visa proporcionar às maquinas a realização de tarefas antes
exclusivas do intelecto humano. Dentre os algoritmos de AM, destacam-se os métodos
de comitê, que aprimoram outros algoritmos de aprendizado mais simples.
Este trabalho realiza um estudo de métodos de comitê, com ênfase no Boosting,
que consiste na criação de um aprendizado mais eficiente baseando-se nos erros
cometidos por um conjunto de aprendizados simples (e, portanto, menos eficientes).
Também é realizado um aprendizado do Framework de Aprendizado de Máquina
(FAMA), para conhecimento da sua utilização.
Com este trabalho, pretende-se absorver conhecimento sobre Aprendizado de
Máquina, e de métodos de comitê, além de ampliar a capacidade do FAMA,
implementando algoritmos de Boosting, como o AdaBoost e o AdaBoost.M1.
108
T05 SE8
REDES SOCIAIS E COMUNIDADES
Autor: Heitor Matos Magnani (Bolsista PIBITI-CNPq/IME) (SE/8)
Orientador: Claudia Marcela Justel (SE/8)
A detecção de comunidades em redes criadas a partir de dados reais, é um
assunto de grande interesse na área de análise de redes sociais. Uma comunidade
numa rede é formada por um conjunto de nós que apresenta uma maior interação
entre seus membros do que entre outros membros da mesma rede. O problema de
determinar comunidades pela maximização da modularidade é um problema NPCompleto. Para determinar comunidades podem ser usados algoritmos aproximados
ou heurísticos, como por exemplo os algoritmos desenvolvidos por Girvan e Newman
e por Clauset, Newman e Moore. Esses dois algoritmos trabalham de maneira
aproximada para produzir as comunidades. O algoritmo de Clause, Newman e Moore
maximiza o valor da modularidade, para produzir as comunidades.
O objetivo principal deste trabalho é estudar algoritmos para detectar
comunidades em redes sociais. Será apresentado um estudo de caso numa rede de
co-autorias baseada em dados reais da plataforma Lattes do CNPq. O código da
biblioteca SNAP da Universidade de Stanford será usado para determinar as
comunidades com os dois algoritmos antes mencionados e a ferramenta de
visualização de grafos, GraphViz, permitirá obter os desenhos que ilustram os
resultados obtidos. Nesse estudo de caso, será usada uma rede criada anteriormente
por alunos da graduação de nossa seção de ensino. Também será feita uma
atualização dessa rede de co-autorias com dados até outubro de 2014.
109
T06 SE8
PROJETO DE IMPLEMENTAÇÃO E QUEBRA DE UM CÓDIGO DE
CRIPTOGRAFIA DES
Autor: Bruno Lerner (Bolsista PIBITI-CNPq/IME) (SE/1)
Orientador: José Antônio Xexéo (SE/8)
A criptografia é a arte de modificar uma mensagem a fim de que ela seja
inteligível apenas para aqueles que conhecem seu protocolo de cifragem. Seu
desenvolvimento se deve à necessidade de os governos manterem suas comunicações
em sigilo. Nesse contexto a construção e a difusão desse conhecimento e a formação
de pesquisadores nessa área são de interesse militar.
Este relatório apresenta os resultados obtidos com as experiências de quebra
parcial do DES por força bruta. O projeto começou com a adaptação de um código
DES padrão, com entrada de 64 bits para uma entrada de 32 bits. Cada função do
algoritmo foi estudada e algumas foram adaptadas para compatibilizá-las com a
reduções da entrada e da chave. Essa parte do projeto serviu para se ganhar uma
intimidade com o DES e sua melhor compreensão. Porém, na etapa final do projeto, o
código utilizado foi o de 64 bits.
Logo em seguida, foram estudados e implantados programas com recursos de
paralelização para uso no supercomputador Cray recém instalado no IME com o uso
da biblioteca MPI com o objetivo de estudar a possibilidade de quebra parcial de um
DES completo.
110
T07 SE8
DESENVOLVIMENTO DE FERRAMENTA PARA GERAÇÃO DE
INSTÂNCIAS DE PROJETOS
Autor: André Luiz de Mesquita Melo(Bolsista PIBITI-CNPq/IME) (SE/8)
Orientador: Humberto Henriques de Arruda (SE/8)
O gerenciamento de projetos é essencial para que estes sejam entregues
dentro do prazo e do orçamento. Ao longo do tempo foram feitos diversos modelos e
algoritmos que atendem a diferentes tipos de projetos. O teste de novos algoritmos
depende de grandes quantidades de testes, mas a disponibilidade de instâncias do
problema é pequena.
O presente trabalho tem como objetivo o desenvolvimento de uma ferramenta
que crie grafos que representem projetos e possam ser usados nos testes de
algoritmos de gerenciamento de projetos. Os parâmetros escolhidos para a criação
dos grafos foram o número de vértices, que representam atividades/etapas de um
projeto, e vértice-conectividade. Os custos podem ser inseridos a partir de um arquivo
texto ou gerados aleatoriamente dentro de um intervalo escolhido pelo usuário. A
ferramenta também permite que o usuário escolha o número de vértices criados com
os mesmos parâmetros. A linguagem de programação escolhida foi Java.
111
T08 SE8
PESQUISA E IMPLEMENTAÇÃO DO MÉTODO DE APOIO À
DECISÃO TODIM-FSE
Autor: Brunelli Gabriel Cupello (Bolsista PIBITI-CNPq/IME) (SE/8)
Orientador: Aderson Campos Passos (SE/8)
A teoria da decisão tem como objetivo contribuir para o aprimoramento do
processo decisório analisando o comportamento daqueles que tomam as decisões, a
identificação de valores, incertezas e outras questões relevantes ao processo decisório.
Este projeto tem duas finalidades básicas. A primeira é estudar conceitos básicos da
teoria da decisão, com foco nos métodos de apoio à decisão multicritério. A segunda é
o desenvolvimento de um protótipo de software que implementa o método TODIM. Tal
método tem como finalidade ordenar alternativas considerando critérios, avaliações e
pesos. A linguagem utilizada foi C#.
112
T09 SE8
PESQUISA E IMPLEMENTAÇÃO DO MÉTODO DE APOIO À
DECISÃO TODIM-FSE
Autor: Lucas Cawai Julião Pereira (Bolsista PIBITI-CNPq/IME) (SE/8)
Orientador: Aderson Campos Passos (SE/8)
A teoria da decisão tem como objetivo contribuir para o aprimoramento do
processo decisório analisando o comportamento daqueles que tomam as decisões, a
identificação de valores, incertezas e outras questões relevantes ao processo decisório.
Este projeto tem duas finalidades básicas. A primeira é estudar conceitos básicos da
teoria da decisão, com foco nos métodos de apoio à decisão multicritério. A segunda é
o desenvolvimento de um protótipo de software que implementa o método TODIMFSE.
Tal
método
tem
como
finalidade
classificar
alternativas
em
categorias
considerando critérios, avaliações e pesos. A linguagem utilizada foi C#.
113

xvi encontro de iniciação científica 2015 livro de resumos

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