Departamento de Engenharia Elétrica
ID: 9529
Resumo
A quinta geração de comunicações móveis (5G) visa permitir uma ótima conexão entre centenas de diferentes dispositivos. Uma das técnicas que permite um uso eficiente do espectro de radiofrequência é o acesso múltiplo não ortogonal, o NOMA. O consumo energético é fundamental visto que os dispositivos são limitados em energia. Uma tecnologia importante é a coleta e armazenamento de energia (EH). O EH permite a coleta e armazenamento de energia a partir de fontes renováveis. Devido a imprevisibilidade da natureza, sistemas alimentados por EH de fontes como o sol ou vento podem não garantir a prestação de serviços confiáveis e ininterruptos. Deste modo, a tecnologia mais atrativa é a chamada transferência de energia sem fio (WET). Sendo assim, através de técnicas como a transferência de potência e informação simultâneas (SWIPT) é possível prover de autonomia energética a um número massivo de dispositivos. O presente resumo tem como objetivo demonstrar o desempenho de um sistema NOMA que utiliza a técnica SWIPT para carregar o usuário em melhores condições que atua como retransmissor. Além da alocação de potência que minimiza probabilidade de outage e maximiza a vazão de dados. O sistema possui uma estação base(BS) e dois usuários, um perto B (com melhores condições) e um longe A (com piores condições). O usuário B operou como retransmissor e utilizou EH. O fator de Power Splitting pode ser alterado para que toda a potência seja destinada ao EH ou a decodificação da informação. O usuário A combinou as informações que vem de B e da base por meio do MRC. No primeiro intervalo de tempo a base transmitiu simultaneamente informação dos usuários misturada. Se a informação de A foi decodificada com sucesso, então o SIC foi aplicado no usuário B, e após, no segundo intervalo de tempo, o usuário B encaminhou a informação de A para o usuário A utilizando a energia do EH. Após isto, o usuário A combinou as informações por MRC. O usuário B esteve em outage se ele não conseguiu decodificar a informação de A ou se ele conseguiu decodificar, porém não conseguiu decodificar a própria informação. Já o usuário A esteve em outage se ele não conseguiu decodificar as informações combinadas. Deste modo, observou-se que no caso em que o fator de Power Splitting é menor, a probabilidade de Outage tanto no usuário A quanto no B é maior em relação à quando tende ao número 1. Isto pois o usuário utilizará maior parte da energia para decodificar o sinal e não para a utilização do EH. Entretanto, para aplicações em que a taxa de codificação seja desprezível, e aplicações nas quais necessitem de energia, o EH é vantajoso para prolongar a vida útil da energia. Notou-se que nem sempre o EH é benéfico para o sistema, visto que no caso de a taxa de energia para decodificar a informação não for desprezível, o EH faz com que o sistema tenha maior probabilidade de outage quando não prioriza a decodificação.
Apresentação
ID: 8925
Resumo
1. Introdução
Alguns solventes chegam ao Departamento de Gestão de Resíduos (DeGR) passíveis de recuperação. Um exemplo é a mistura hexano/acetato de etila utilizada em colunas de cromatografia contaminado com produtos orgânicos diversos não voláteis. O processo de purificação, apesar de simples, é trabalhoso, pois requer que um técnico acompanhe o processo a todo momento.
Inicialmente, o solvente passa por uma pré-purificação no rotaevaporador. Em seguida, são feitas lavagens com água e soluções ácidas e básicas diluídas. Posteriormente, o solvente passa por uma secagem e destilação para total purificação.
De acordo com esse contexto, pensou-se em automatizar a lavagem e a secagem do solvente, a fim de liberar tempo ao técnico do laboratório.
2. Objetivo
Este projeto sucedeu um trabalho que se dedicou a desenvolver o sistema de automação do processo utilizando Arduino. Após alguns meses com o processo automatizado, o sistema apresentou problemas. Então, o objetivo desse projeto foi, em laboratório, avaliar a condição do sistema e reparar os erros.
3. Metodologia
Primeiramente, analisou-se a fonte de alimentação principal, que é responsável pela alimentação dos atuadores do sistema, e a fonte de alimentação do Arduino. Em seguida, o funcionamento dos sensores e válvulas de entrada e saída de água do tanque foi checado. Visto que não estavam danificados, os relés responsáveis por acionar as válvulas e as bombas de adição de soluções ácidas e básicas foram analisados.
Identificado um curto-circuito na entrada da placa de relés, substituiu-se a placa por uma nova. A protoboard e os jumpers, responsáveis pelas ligações dos elementos do sistema foram trocados. A alimentação do Arduino foi substituída, agora sendo feita diretamente. Os resistores do condutivímetro foram substituídos por novos e todas as soldas foram refeitas (a fim de evitar novos curtos circuitos no sistema).
4. Resultados
Com o sistema recondicionado, foram feitas diversas lavagens para avaliar o desempenho do sistema, que voltou a funcionar corretamente.
5. Conclusão
Dessa forma, com o sistema funcionando da maneira esperada, a lavagem de hexano/acetato de etila pôde ser realizada novamente.
Apesar da automação do processo de lavagem e secagem, utilizando o arduíno, ter sido aprovada, julgou-se necessário a implementação do processo utilizando um Controlador Lógico Programável (CLP). Uma vez que um ambiente como um laboratório de química carece de uma solução mais robusta.
Estes são resultados parciais referentes ao edital vigente nos anos 2020-2021 (EDITAL PROPQ 001/2020). A segunda fase do projeto está sendo desenvolvida e será apresentado na próxima edição do evento.
Apresentação
ID: 9290
Resumo
1. Introdução
O estudo do comportamento dinâmico de rotores é um grande desafio na indústria, visto que cada vez mais as máquinas têm trabalhado com rotações mais altas e com estruturas mais leves, acentuando os problemas dinâmicos e vibratórios. O entendimento das variáveis e dos fenômenos envolvidos nesse estudo acaba sendo cada vez mais desejado.
A instrumentação de sistemas vibratórios e a análise do comportamento dinâmico permite estudar como as vibrações interferem no funcionamento de equipamentos.
2. Objetivo
Sabendo da importância do estudo e análise de vibrações, o projeto objetivou a construção de uma instrumentação eletrônica para uma bancada de testes, onde seria analisado o comportamento dinâmico de um sistema rotativo, composto por um motor elétrico, eixo flexível, discos sólidos acoplados ao eixo, mancais de rolamento e suportes flexíveis.
3. Metodologia
A partir do sistema mecânico já descrito seriam realizadas as medições de vibração, seriam utilizados uma placa Arduino, programada pelo software open-source Arduino.ide, juntamente com sensores para realizar às medições. Seriam utilizados um sensor para medir a rotação do eixo e dois sensores acelerômetros para captar a vibração dos suportes flexíveis. A placa e os sensores foram adquiridos com recursos do próprio orientador. O sistema mecânico está disponível nos laboratórios da Universidade.
Em seguida, seria utilizado o software Labview, do qual a Universidade possui licença em seus laboratórios. O Labview interpretaria as medições do Arduino e as transformaria em gráficos para análise vibracional. Para ganhar familiaridade com o software, foi realizado um curso intitulado Labview & Arduino na plataforma de cursos on-line, Udemy.
Durante um bom período do projeto, um empecilho grande colou-se a frente do projeto, a pandemia causada pela COVID-19. Por esse motivo, os laboratórios da Universidade foram fechados, impossibilitando o uso do sistema mecânico e também do software Labview.
Para contornar os desafios impostos pela situação sanitária, procurou-se por softwares open-source. Optou-se por utilizar em conjunto dois programas:
- Processing, que capta os dados gerados pelos sensores do Arduino, e os armazena juntamente com uma base de tempo;
- Python, responsável por interpretar os dados armazenados e gerar gráficos para análise.
Em uma tentativa de substituir o sistema mecânico onde seriam feitas as medições, utilizou-se uma caixa de som JBLCharge , onde foram feitas medições da vibração.
4. Resultados
Apesar das dificuldades impostas pela pandemia, foi possível realizar medições coerentes de vibração, utilizando a caixa de som como sistema vibrante. Para isso, foi empregado o acelerômetro MPU-6050. Infelizmente não foi possível realizar testes com o sensor encoder.
Além dos resultados práticos, houve um grande aprendizado da parte teórica. Além disso, foi possível exercitar habilidades de programação e utilização de diferentes softwares.
5. Conclusão
Dessa forma, observa-se que o projeto cumpriu seu objetivo de gerar conhecimento e estudo, mas não foi possível realiza-lo da forma como prevista inicialmente. Apesar disso, foi um exercício importante de resiliência e criatividade para lidar com as adversidades impostas pelo momento.
Apresentação
ID: 9284
Resumo
1. Introdução
A aquicultura é uma prática tradicional enraizada em várias culturas pelo mundo, sendo um exercício multidisciplinar e relativamente complexo.
Para o desenvolvimento condicionado de uma determinada espécie, fatores físico-químicos e biológicos devem ser observados, pois interferem diretamente nas atividades fisiológicas dos peixes.
Portanto, o bom monitoramento desses fatores são essenciais e ditam o resultado da produção com eficiência das espécies na atividade de aquicultura.
2. Objetivo
Com base nos requisitos necessários para o estudo e monitoramento de ambientes aquícolas, foi pensado, em parceria com a Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária (EMBRAPA) e o Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE), teve-se como objetivo desenvolver, programar e instalar um sistema eletrônico de baixo custo capaz de realizar a transmissão de dados físico-químicos e biológicos provindos da sonda multiparamétrica YSI 6600 V2, instalada em uma plataforma flutuante, até uma base fixa em terra onde esses dados serão enviados para a nuvem (internet).
3. Metodologia
O projeto teve duração de dois anos e contou com dois bolsistas distintos. Aqui, será apresentado todas as atividades realizadas durante o projeto.
O primeiro passo foi a definição dos equipamentos utilizados para a transmissão de dados da sonda até a base fixa em terra, apresentados a seguir.
- Microcontrolador: ESP 32 LorRa, da Heltec
- Bateria: Lithium recarregáveis de 3.7 V, da MakerFocus
- Interface de desenvolvimento: IDE Arduino
Houve indisponibilidade da sonda nos primeiros momentos do projeto, então utilizou-se três sensores de temperatura DS18B20 para validar o sistema de transmissão de dados.
Com o sistema programado, foram realizados testes na UFSCar e na cidade de Fartura – SP, local onde sistema será instalado.
A partir desse momento, o bolsista atual assumiu o projeto e realizou uma revisão do que já tinha sido feito. Com a disponibilidade da sonda, também foi realizado estudos sobre o seu protocolo de comunicação, além da elaboração de tutoriais de uso do sistema.
Durante o processo de programação da comunicação da sonda com o ESP 32 LoRa, sobreveio a pandemia do Coronavírus no Brasil, obrigando os laboratórios fecharem, impedindo a continuidade do projeto.
4. Resultados
Os resultados dos testes na UFSCar e em Fartura foram excelentes, os dados dos sensores foram transmitidos integralmente nas mesmas situações operacionais, validando os equipamentos escolhidos.
Em relação aos estudos, houve um sólido aprendizado e boa base teórica para realizar a comunicação entre a sonda e o microcontrolador.
Os tutoriais feitos estão claros e transmitem os conhecimentos adquiridos durante a execução do projeto.
5. Conclusão
Nota-se que o projeto foi parcialmente concluído. Há uma adequada bagagem teórica, tanto de conhecimento dos elementos do projeto, como da programação necessária para o funcionamento adequado do sistema.
A pandemia realmente atrapalhou a finalização do projeto, que tem muitas partes praticas, inviabilizando sua entrega na data pré-definida.
Apesar disso, pelo fato de já ter sido diversos testes, acredita-se que a finalização e operação do sistema se dará em pouco tempo após ser retomado.
Apresentação
ID: 9118
Resumo
Introdução:
A análise de um sistema elétrico de potência demanda informações precisas sobre seu comportamento dinâmico, pois são essenciais para garantir uma operação segura da rede elétrica e o seu controle efetivo. Na avaliação da segurança dinâmica a pequenas perturbações, estudar e monitorar o comportamento de determinadas variáveis do gerador síncrono, tal como a velocidade angular do rotor, se faz importante para mitigar um tipo específico de oscilação, as eletromecânicas, quando mal amortecidas [1].
Objetivos:
Este trabalho propõe uma estrutura para obter o sinal de velocidade angular do rotor de geradores síncronos a partir da estimação dos coeficientes da equação diferencial que descreve o comportamento dinâmico dessa variável no modelo linearizado, a equação swing. Com essa finalidade, o método proposto utiliza medidas de tensão e corrente na barra de alta tensão da subestação que o gerador está conectado e um método de otimização, fundamentado na técnica de sensibilidade de trajetória (ST) e nos algoritmos genéticos (AG’s).
Metodologia:
O método proposto estima os coeficientes da equação swing (simbolizados por K1, ..., K5), os quais são formados, principalmente, pela constante de inércia da máquina H e pelo ponto de operação da rede elétrica [2]. Para estimação dos coeficientes de interesse, inicialmente, a técnica de ST é adotada para identificar quais os coeficientes que possuem maior influência no sinal medido, sendo possível adequar as estratégias do AG. Em sequência, o AG é aplicado para minimizar o erro entre os sinais de corrente terminal medido e o simulado pelo modelo, por meio da estimação dos coeficientes da equação swing.
Em conjunto com os coeficientes da equação swing, a constante H do gerador em estudo também é estimado. Na composição do AG implementado, é utilizada uma função penalidade, responsável por penalizar os indivíduos (soluções candidatas) que correspondam a um erro na estimação da constante H maior do que 5%, com relação ao respectivo valor nominal.
Resultados:
Para induzir a resposta transitória do sistema, é inserida uma perturbação no sistema teste utilizado, o de 3 Máquinas versus Barramento Infinito; sendo o registro realizado pelo software ANATEM.
Com relação aos valores nominais, a estimação dos coeficientes H, K1 e K4 se mostrou satisfatória, sendo os erros menores que 4%; já a estimação de K2, K3 e K5 apresentou resultados com erros em torno de 6% e 8%. Quanto à estimação do sinal de velocidade angular pelo método proposto, pode-se afirmar que foi muito próxima do esperado, ou seja, dos valores medidos (simulados no ANATEM), resultando em um erro quadrático médio de 5,79E-06 para os melhores indivíduos.
Conclusões:
Os resultados obtidos demonstram a potencialidade dos AG’s para a estimação da velocidade angular a partir dos coeficientes da equação swing, em um método que utiliza a constante de inércia como um dos parâmetros a ser estimado. A aplicação de uma função penalidade trouxe melhora para a estrutura proposta, garantindo que a constante de inércia tenha uma estimação exata, independente do ponto de operação da rede em estudo.
Apresentação
ID: 9345
Resumo
Estimativa do estado de carga de baterias aplicados em sistemas de integração de fontes CC para geração distribuída
Introdução
Atualmente o interesse em fontes de energia alternativas vem crescendo, já que há uma tendência mundial visando por utilizar recursos ambientalmente sustentáveis. Além disso, as fontes alternativas se mostraram uma solução importante para o suprimento da energia para a rede elétrica, visto que a demanda de energia elétrica está crescendo devido ao aumento da população e a maior utilização de aparelhos eletrônicos, bem como a diminuição das reservas naturais de combustíveis fósseis, que são as principais fontes para a geração de energia no mundo (AKTAS et al., 2017; BAYRAK; CEBECI, 2014; DAWOUD; LIN; OKBA, 2018).
Algumas fontes de energia alternativas, como os sistemas de energia eólica e a energia fotovoltaica, dependem de fatores externos dos quais não é possível controlar, portanto a geração de energia por essas fontes é intermitente e instável, causando flutuações de energia. Por isso, convém o uso de unidades de armazenamento de energia, como bancos de baterias, para fornecer o excedente armazenado a rede quando as fontes não estão produzindo energia (DAWOUD; LIN; OKBA, 2018).
Objetivos
Este projeto visa o estudo e a análise de um estimador de carga de bateria aplicado a um sistema que gerencia os processos de carga e descarga de um banco de baterias conectado a um barramento CC em que se encontram fontes alternativas. O banco de baterias tem como objetivo armazenar o excedente de energia gerado pelas fontes e de posteriormente fornecer a energia para a rede quando há uma grande demanda, como nos horários de pico ou funcionando como fonte de alimentação ininterrupta.
Metodologia
O sistema de gerenciamento de carga e descarga do banco de baterias precisa de um conversor que permita o fluxo de potência em ambas direções, de forma que seja capaz tanto de carregar como de descarregar o banco de baterias. Portanto foi escolhido um conversor CC-CC buck-boost bidirecional.
O estimador de carga utilizado foi o de Contagem de Coulomb, que mede a corrente da bateria e integra esta corrente no tempo para obter a carga total carregada. Para este método é necessário saber o valor da carga inicial para que se possa determinar o estado de carga a qualquer momento (DONG et al., 2011; MOMESSO, 2018).
Resultados
Foi simulado um sistema composto por uma fonte ideal de 200 V no lado de alta tensão e no lado de baixa tensão um banco de baterias de 72 V.
Ao iniciar o carregamento o sistema apresentou uma oscilação na corrente, ocasionando também uma oscilação no erro entre a carga real e a estimada, durante 0,1 s, antes que o controlador comece a atuar de forma efetiva.
Já durante a descarga observou-se novamente a oscilação por 0,1 s e após o controlador começar a atuar de forma efetiva o erro estabilizou em 0,0002%.
Conclusão
O desempenho do estimador de carga mostrou-se satisfatório e de acordo com o esperado tanto no processo de carga e descarga, já que foi utilizando dentro de condições conhecidas e estáveis. Portanto, constata-se que o estimador de carga pode atuar efetivamente nesse sistema.
Referências
AKTAS, A. et al. Experimental investigation of a new smart energy management algorithm for a hybrid energy storage system in smart grid applications. Electric Power Systems Research, v. 144, p. 185 – 196, 2017. Disponível em:〈 http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0378779616305107〉.
BAYRAK, G.; CEBECI, M. Grid connected fuel cell and pv hybrid power generating system design with matlab simulink. International Journal of Hydrogen Energy, v. 39, n. 16, p. 8803 – 8812, 2014. Disponível em: 〈http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0360319913029625〉.
DAWOUD, S. M.; LIN, X.; OKBA, M. I. Hybrid renewable microgrid optimization techniques: A review. Renewable and Sustainable Energy Reviews, v. 82, p. 2039 – 2052, 2018. Disponível em: 〈http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1364032117311383〉
DONG, T. et al. Analysis on the influence of measurement error on state of charge estimation of lifepo4 power battery. In: 2011 International Conference on Materials for Renewable Energy Environment. [S.l.: s.n.], 2011. v. 1, p. 644–649.
MOMESSO, G. A. Estimativa do estado de carga de baterias de íon-lítio com aplicação em sistemas de geração de energia solar isolados (off-grid). 2018. 43p. Monografia (Trabalho de Conclusão de Curso) - Escola de Engenharia de São Carlos, Universidade de São Paulo, São Carlos, 2018.
Apresentação
ID: 9348
Resumo
A geração distribuída (GD) refere-se às unidades independentes de geração de energia elétrica, que podem ser consideradas próximas dos consumidores finais e de grande vantagem por utilizarem fontes alternativas de energia, tais como os painéis fotovoltaicos. Uma das técnicas de controle autônomo de inversores fonte de tensão (VSI) mais utilizadas, a fim de assegurar o compartilhamento de energia entre as unidades da GD, é o método droop. Este trabalho visa apresentar uma análise da influência da inserção da impedância virtual na malha de controle VSI para melhorar a resposta do controlador Droop.
Apresentação
ID: 9307
Resumo
A utilização de fontes alternativas de geração de energia elétrica, como solar, busca maior sustentabilidade entre as etapas de geração e consumo, sendo capacitado por meio da utilização de conversores CC/CA (como o VSC), convertendo a energia gerada para ser disponibilizada em rede.
A implementação do conversor VSC é um grande avanço na tecnologia de conversão, podendo ser utilizado em instalações industriais, comerciais e residenciais como fonte de tensão, quando ocorrer desligamento na rede principal por motivos técnicos ou por falhas no sistema (devido às oscilações presentes). Porém, o VSC está por muitas vezes submetido a distúrbios de tensões, causados por desequilíbrio de cargas predominantemente monofásicas na rede e harmônicos presentes no ponto de conexão comum (PCC), levando à perda de eficiência na conversão, bem como a diminuição da vida útil de capacitores do lado CC do conversor, em função da tensão oscilante (ripple) indesejável.
Diante do presente cenário, torna-se clara a importância do estudo analítico dos componentes de tensão, potência e corrente instantâneos para dimensionamento de capacitores do VSC a quatro conexões.
Apresentação
ID: 9342
Resumo
Alguns dos métodos convencionais de geração de eletricidade são baseados na queima de combustíveis fósseis, prática que agrava a poluição do meio ambiente. Além disso, hoje em dia a forma de distribuição de energia se dá de forma concentrada, gerando gastos e perdas pela transmissão em longas redes de distribuição.Um possível meio de contornar esse problema é o estabelecimento de uma geração distribuída de energia. Esta consiste na utilização de pequenas fontes alternativas (como o painel solar fotovoltaico) localizadas perto ou junto das cargas principais, constituindo uma Microgrid e tornando possível um aumento na integração da geração aos centros consumidores, utilizando conversores CC/CC e micro inversores CC/CA. Teve-se por objetivo geral do projeto, o estudo, modelagem e simulação de um microinversor e de um conversor, tendo por finalidade, injetar em uma rede CA a energia fotovoltaica previamente controlada por um conversor CC/CC de alto ganho.
Apresentação
ID: 9609
Resumo
Introdução
As condições climáticas, sejam elas mais gerais, como valores médios de temperatura e umidade de uma região, ou mais específicas, como o aparecimento de frentes frias ou períodos de baixa umidade devido às massas de ar continentais, impactam diretamente ou indiretamente na saúde respiratória das pessoas. Diretamente, o impacto pode ser no desconforto térmico, que pode diminuir a imunidade e causar doenças de diversos tipos, e indiretamente pode criar condições que favorecem o crescimento de ácaros e outros seres que podem se instalar nas vias aéreas, causando problemas que podem variar de simples alergias a graves doenças.
Objetivo
O objetivo era do projeto foi implementar um controlador fuzzy com duas variáveis de entrada (temperatura e umidade), com o intuito de manter ambientes pequenos dentro de uma região denomina “zona de conforto térmico”. O sistema, também, seria controlado remotamente (via IoT).
Metodologia
Foi realizada uma pesquisa bibliográfica sobre o tema, para melhor conhecer os problemas e algumas das soluções já proposta na literatura. Foram feitos estudos para escolhas dos sensores para a temperatura e a umidade, bem como dos atuadores. Para o controlador foi escolhido o kit NodeMCU (microcontrolador ESP8266), isto porque esse kit possibilita o acesso a IoT. Foram feitas simulações entre o controlador PID e o controlador fuzzy para o controle de temperatura no Scilab. Estava previsto, também, o controle do sistema via IoT.
Resultados
Nos testes dos sensores de entrada foram levantadas as curvas dos três componentes (LM35, DHT11 e DHT22) para análise do comportamento na medição de valores de temperatura. No estudo a temperatura variou 27ºC até 80º C, sendo medido o tempo de resposta do sensor bem como o valor lido da temperatura. No caso da temperatura, o LM35 foi mais preciso e de menor custo. Para o sensor de umidade, optou-se pelo DHT22, que apresentou uma precisão maior nos testes.
Na simulação entre o controlador PID e o controlador fuzzy para temperatura, notou-se que o controlador fuzzy respondeu de forma mais rápida (10s contra 25s) e com menos sobressinal (5% contra 15%) comparado com o controlador PID.
Conclusão
Foi realizada uma pesquisa bibliográfica, e a partir desta foi possível concluir que existe uma relação entre as condições climáticas de uma região e a saúde respiratória das pessoas, e a importância de se encontrar em uma zona de conforto térmico. Outra conclusão foi de que as crianças, em especial os recém-nascidos, são mais sensíveis a variações climáticas, confirmando assim a necessidade de projetar um sistema automatizado de controle de temperatura e umidade.
A partir dos dados obtidos através de simulações, é razoável afirmar que a utilização da lógica fuzzy seria propícia para oferecer uma resposta mais rápida, eficiente e com menor sobressinal.
Este trabalho pode ser um ponto de partida para um projeto de monografia, pois parte da pesquisa bibliográfica já foi realizada, os problemas de controle foram simulados e o projeto contém o passo a passo do que precisaria ser feito na parte prática. Por causa da pandemia o trabalho não pode ser finalizado.
Apresentação
ID: 8951
Resumo
O setor elétrico constitui um dos pilares da economia nacional, uma vez que o funcionamento de qualquer outro setor é diretamente dependente da energia elétrica. E com essa dependência direta, conforma a economia crescia, a demanda por energia elétrica também crescia, o que, por sua vez, exigiu também um crescimento por parte das empresas geradoras e distribuidoras de energia elétrica.
Esse crescimento fez com que empresas nacionais inseridas no setor elétrico passassem a chamar atenção de investidores. Entretanto, prever a alta ou queda de uma ação não é algo simples, já que a volatilidade da cotação possui um caráter não linear e dependente de outros fatores humanos que não só de questões da própria empresa. Por isso, métodos para a previsão da tendência do preço de ações têm sido empregados junto ao mercado financeiro.
Pelos motivos supracitados, esta pesquisa foi desenvolvida com o objetivo de criação de uma abordagem de mineração de dados integrada a seletores de atributos e técnicas de aprendizado de máquina, com o intuito de realizar a previsão de tendência dos preços de ações das seguintes concessionárias: EDP Brasil, CMIG, CPFL, CPLE e Light S.A..
Assim, iniciou-se o projeto com o processo de “mineração” para a obtenção de uma base de dados significativa. A base consistia em cerca de 10 anos de dados de cada uma das empresas, assim como dados dos índices (Bovespa e IEE) e de moedas (dólar americano e euro).
Com todos os dados coletados, teve início o processo de pré-processamento dos dados. Este consistiu na normalização dos mesmos e na extração de atributos econômicos. Em seguida, utilizou-se de uma etapa de seleção de atributos, fazendo-se uso do algoritmo Relief contido no software Weka, que possibilitou selecionar os atributos mais relevantes para cada ação analisada.
Uma vez que fora realizada a seleção de atributos, os datasets foram utilizados como entradas para as Redes Neurais Artificiais, que foram as responsáveis pela realização das predições de tendência. A RNA utilizada no projeto foi do tipo Perceptron de Múltiplas Camadas (PMC). Para o treinamento da RNA, foi utilizado o método de Levenberg-Marquardt, algoritmo que reduz o tempo de convergência da RNA e é muito eficaz em redes do tipo feedforward de proporções medianas.
Após a realização de todos os processos, os resultados obtidos foram analisados em função de sua precisão e também por meio da área abaixo da curva (AUV). Foram obtidas precisões de 62% para a ENBR3, 57% para CMIG4, 56% para CPFE3, 53% para CPLE3 e 59% para LIGT3.
Apresentação
ID: 9581
Resumo
Dispositivos optoeletrônicos e materiais fotônicos atingem maior importância na sociedade a cada dia. Para suprir essa demanda, é importante desenvolver nanoestruturas semicondutoras. Os materiais semicondutores III-V são utilizados, neste campo, com finalidade a fabricação de LEDs, células solares e lasers. O projeto teve intenção de analisar e caracterizar as propriedades estruturais dos nanofios em amostras de Arseneto de Gálio (GaAs) intrínseco obtidas pelo processo de fabricação vapor-líquido-sólido. O projeto focou investigar as propriedades estruturais de nanofios de GaAs crescidos sobre camadas de óxido de silício livres de padrões de litografia. As amostras foram caracterizadas por suas propriedades estruturais com auxílio da microscopia de transmissão de alta resolução (HR-TEM). Também foram caracterizados por espectroscopia de fotoluminescência (PL) para identificar as energias de transição relacionadas ao gap de banda das fases cristalinas. Para realização do projeto, atuou-se em três frentes complementares. A primeira consistiu em estudar as etapas de produção e determinar as amostras de nanofios. A segunda compôs-se na compreensão e aplicação dos aparatos de caracterização das propriedades ópticas e estruturais. A última baseou-se na análise gráfica dos resultados, que consistiu na análise de quatro amostras de nanofios diferenciados no seu processo de fabricação. Nelas destacam-se, a partir da análise com HR-TEM, o tamanho de estruturas cristalinas zinc-blend (ZB) nas amostras e uma maior concentração de wurtzita em uma amostra específica onde, durante a fabricação, o fluxo de As manteve-se aberto no processo de resfriamento, fazendo-o ligar-se às moléculas presentes nas gotas. Observa-se também, a partir dos resultados da PL, o aumento do pico banda-banda do gráfico conforme aumenta-se a potência, devido ao preenchimento de estados menos energéticos. Com o aumentou da temperatura, a energia recombinação banda-banda, que está próxima de 1,511eV, diminuiu para 1,484eV à 160K., devido à redução do gap de banda. A grande extensão de ZB nas amostras, com valor de 2µm de estrutura, pode ser utilizada em dispositivos como células solares de alta eficiência e lasers de estado sólido, assim como a análise em diferentes valores de potência e temperatura auxilia na compreensão do comportamento do nanofio para fabricação desses materiais.
Apresentação
ID: 9585
Resumo
Com o desenvolvimento de novos dispositivos, a busca por novos materiais mais eficientes do ponto de vista energético e de componentes de tamanho reduzido mostra-se importante, portanto o estudo acerca de nanofios é essencial. Apesar do Si ser bastante empregado em componentes eletrônicos, este não possui uma boa eficiência óptica, então é optado pelo uso da liga de GaAs que se mostra interessante. Dessa maneira, neste estudo o objetivo é investigar as propriedades ópticas e estruturais de nanofios semicondutores de GaAs tipo-p, dopados com Be, em função da concentração de dopantes. Foi observado, a partir da imagem obtida da microscopia de alta-resolução, que a incorporação de Be foi benéfica, já que este suprime a formação de segmentos de WZ durante a cristalização da gotícula de Ga, além de diminuir a formação de twin planes. Com relação às propriedades ópticas obteve-se que a energia de emissão é menor para ambos os nanofios dopados, quando comparados ao não dopado. Além disso, na análise da PL a influência da
Apresentação
ID: 9300
Resumo
Materiais semicondutores são utilizados na construção de dispositivos eletrônicos. No geral, a fabricação de dispositivos como transistores utiliza silício (Si), porém existem diversos materiais que podem substituílo, com diferentes propriedades físicas que podem ser interessantes para aplicações de potência.
Dentre estes, os principais que surgiram foram o nitreto de gálio (GaN) e o carbeto de silício(SiC). Estes, no geral, apresentam, maior gap de energia, campo de colapso e condutividade térmica, parâmetros que indicam um melhor funcionamento em altas tensões e corrente.
Apesar de ambas as tecnologias serem promissoras, há um destaque no mercado para os dispositivos baseados em SiC, que é utilizado na fabricação de MOSFETs (Metaloxidesemiconductor fieldeffect transistor) e diodos para aplicações de alta potência. Estes se tornam cada vez mais importantes por conta do crescimento da necessidade de inversores de potência de alta eficiência para aplicações como geração fotovoltaica distribuída e veículos elétricos ou híbridos.
Apesar dos benefícios alegados pelas fabricantes, a adoção destes dispositivos ainda é baixa, principalmente por conta do elevado custo de fabricação e na maior complexidade de design para aplicação em produtos.
Apresentação
ID: 9605
Resumo
1. Introdução
A pesquisa sobre sensores óticos baseados em microcavidades integradas, tais como microanéis e microdiscos, tem experimentado enormes avanços nos últimos anos e são promessas para contribuir para soluções de diversas demandas. Nesse sentido, nesse trabalho é apresentado o estudo e projeto de Moléculas Fotônicas (Photonic Molecules - PMs) compactas, que garantem uma resposta espectral suficiente para gerar luz espalhada quando bombeadas em um determinado comprimento de onda. Nessas condições, as PMs deverão permitir a detecção pela análise da correlação das distribuições de intensidade de campo dos modos “pixelados”, distribuídos nas cavidades que compõem as PMs. Esse novo método de detecção deverá garantir uma redução na complexidade dos aparatos de medidas exigidos junto com os sensores óticos baseados em microcavidades, tais como laser sintonizável e fotodetector de alta resolução.
2. Objetivo
Esse trabalho de iniciação científica propõe projetar e estudar PMs compactas, baseado em uma PM sobre uma plataforma de SOI ou de Nitreto de Silício, que garantam uma resposta espectral suficiente para gerar luz espalhada quando bombeadas em um determinado comprimento de onda fixo e estudar a distribuição das intensidades nas cavidades, a partir de tratamentos de imagens, e associar a mudança entre as distribuições. Essa PM proposta possui uma cavidade principal acoplada a um guia de onda, com duas cavidades menores acopladas na cavidade maior.Ademais, realizou-se uma pesquisa bibliográfica dos principais trabalhos nessa área.
3. Metodologia
Primeiramente, foi realizado um estudo sobre os fundamentos básicos de guias de ondas e cavidades ressonantes, juntamente com a revisão bibliográfica sobre sensores óticos baseados em múltiplas microcavidades acopladas.Em seguida, foram realizadas simulações de dispositivos fotônicos, utilizando plataformas como o RSoft e Mathematica, que são capazes de simular a resposta espectral das PMs.
4. Resultados
Foram realizadas diversas simulações variando-se o comprimento de onda de bombeio e investigando o deslocamento do espectro. Esse estudo tomou bastante tempo, mas permitiu encontrar um procedimento para mitigar essa dificuldade.
5. Conclusões
Em suma, esse projeto mostrou uma proposta de investigação de sensores ópticos baseados em PMs, sobre uma plataforma de Silício sobre isolante, a fim de permitir a realização de detecções simples no domínio espacial. Além de aprofundar o conhecimento teórico em guias de ondas e cavidades ressonantes, desenvolvemos um estudo sobre moléculas fotônicas e como elas funcionam.Foi possível desenvolver um método para mitigar o deslocamento no espectro quando o bombeio era realizado em cada ponto da ressonância e demonstrar a distribuição do campo elétrico como desejado e provar que dependendo da posição de bombeio, o campo elétrico se distribui na cavidade associada ao campo.
Apresentação