Bauru - FEB - Faculdade de Engenharia

URI Permanente para esta coleção

https://hdl.handle.net/11449/253940

Navegar

Agora exibindo 1 - 20 de 822

Lodos de ETAS: potenciais impactos, efeitos da secagem térmica e perlocação de metais pesados em aterros exclusivos, sanitários e e obras geotécnicas
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2024-05-03) Silva, Juscimara Rodrigues ; Pinto, Fabiana Alves Fiore ; Jesus, Amanda Maria Dantas de
A tendência de urbanização e de rápido crescimento da população mundial estabelecem uma demanda de água potável cada vez maior. As Estações de Tratamento de Águas (ETAs) desempenham papel crucial no tratamento da água para consumo humano. No entanto, o processo resulta na geração contínua de resíduos, conhecidos como Lodos de Estação de Tratamento de Água (LETA), cuja composição varia conforme a qualidade da água bruta, os métodos e insumos de tratamento empregados. A gestão e o gerenciamento desses resíduos é um desafio ambiental em função do volume gerado, da recorrente e crescente geração, da disposição inadequada e do aterramento como rejeito em aterros sanitários. Diante deste cenário, o presente trabalho tem como objetivo avaliar a secagem térmica e os aspectos e impactos da disposição de LETAs em solos. Para isso, mapeou-se e classificou se os principais impactos ambientais da disposição de LETAs em solos e comparou-se as perspectivas de pesquisadores e profissionais do saneamento. Também foi avaliado o impacto da secagem térmica nas características físico-químicas e microbiológicas de lodos de estação de tratamento de água, por meio de estudo de caso exploratório em ETA localizada no estado de São Paulo. Além disso, avaliou se os aspectos ambientais associados às disposições dos LETAs (seco termicamente, naturalmente e desaguado) no solo. Com isso, verificou-se que ainda há uma lacuna no conhecimento sobre os impactos da disposição dos LETAs entre pesquisadores e profissionais do saneamento e que a temática demanda a realização de estudos e ampla divulgação para garantir que medidas preventivas sejam adotadas nas ETAs. Foi observado também, que a secagem térmica propicia a inativação de microorganismos e que o produto dela resultante traz benefícios para as demais etapas do manejo deste resíduo. No entanto, a presença dos elementos: bário, cromo e mercúrio, nos extratos lixiviados, evidencia a necessidade de realização de ensaio complementar de toxicidade para a adequada classificação desses resíduos. E ao avaliar adisposição de LETAs em solo através de um aparato experimental, simulando diferentes condições, verificou-se que tanto as condições operacionais quantoo tipo de secagem de lodo exercem influência significativa na concentração de metais dos percolados. Isso evidencia que as simulações foram capazes de representar as diferentes condições de disposição de LETAs em solos.
Atualização e desenvolvimento de um sistema para ensaios down-hole em conjunto com piezocone
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2024-03-28) Braus, Guilherme Bravo ; Giacheti, Heraldo Luiz
Na investigação do subsolo deve-se definir o perfil estratigráfico e estimar os parâmetros geotécnicos necessários para cada obra. Para isso, ensaios híbridos são alternativas interessantes aos tradicionais, pois permitem a obtenção de dados complementares aos normalmente obtidos por meio de ensaios de campo como o SPT, CPT e DMT. O objetivo desta pesquisa foi atualizar um sistema composto por uma ponteira sísmica e um programa para aquisição e tratamento de dados, para determinar o tempo de chegada de ondas de compressão (P) e cisalhantes (S) pela técnica do down-hole. Assim, é possível calcular a velocidade de propagação dessas ondas (VP e VS) e procurar identificar a posição do nível d’água. Ensaios de laboratório possibilitaram adequar todo o sistema, verificar a estanqueidade da ponteira e atualizar o programa computacional. Ensaios sísmicos down-hole realizados nos campos experimentais da USP de São Carlos e da Unesp de Bauru foram comparados com valores de VS e VP de referência, determinados em ensaios sísmicos cross-hole e down-hole. Os ensaios realizados na USP de São Carlos e no Jardim Botânico Municipal de Bauru foram utilizados para procurar identificar a posição do nível de água. Nos dois campos experimentais investigados, as diferenças médias entre valores de VS determinados foram adequadas, entre 6% e 8,6%, quando comparados com valores de ensaios de referência. No entanto, os perfis de VP só foram possíveis de serem determinados pelo pseudo intervalo de tempo empregando um programa comercial e resultou em valores de VP muito superiores aos de referência, com diferenças médias de 29,1% e 35,9%, respectivamente nos campos experimentais da USP e da Unesp. Constatou-se também que os perfis de VP em áreas com presença de nível de água saltaram para valores superiores a 1500 m/s próximo ao nível de água. No entanto, isso não ocorreu onde o nível de água se encontrava, mas a 1,5 m abaixo dele para um campo experimental e cerca de 2,0 m abaixo para o outro. Assim, considera-se que o sistema desenvolvido é eficiente para determinação de perfis de VS da forma que foi empregado e ainda não é confiável para determinação de perfis de VP. É necessário realizar mais estudos para melhor compreender a propagação de ondas P e propor um sistema e uma forma de interpretação de resultados que possibilite perfis de VP equivalente aqueles que se obtém para as ondas S.
Avaliação do potencial de remoção de corante têxtil em efluente a partir de biocarvão da casca de laranja como adsorvente
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2024-05-06) Floriano Neto, Pedro ; Rocha, Kleper de Oliveira
O Brasil figura-se dentre os maiores produtores de tecidos do mundo, possuindo por volta de 25 mil empresas operando em território nacional, demonstrando também destaque ainda maior através da produção e exportação de suco de laranja, gerando grandes riquezas ao país. Na contramão do desenvolvimento vem uma elevada geração de resíduos e efluentes, que por sua vez implicam em altas concentrações de corantes, usados em sua composição. Neste contexto, novas alternativas vêm sendo buscadas para o tratamento de efluentes contendo corantes, dentre as diversas técnicas que podem ser empregadas para o tratamento deste tipo de efluentes estão os processos adsortivos. Neste trabalho avaliou-se a utilização do biocarvão como adsorvente, produzido a partir de residuos agroindustriais do bagaço de laranja. Desta forma, foram realizados testes de adsorção com os seguintes corantes: Alaranjado de metila, Azul de metileno, Vermelho congo e Rodamina B, sendo avaliado a capacidade adsortiva do biocarvão. Foi produzido um carvão de forma simplificada através de pirólise e separação granulométrica em 28 mesh (0,6mm). Foram avaliados a influencia na variação da massa de adsorvente e velocidade deagitação em função do corante Rodamina B. A análise pHPCZ mostrou que o ponto de carga zero do biocarvão foi de 8,5. O processo de equilíbrio foi atingido em 24h, 48h e 96 para o Azul de metileno, Vermelho congo e Rodamina B, propiciando uma cinética retratada pelo modelo de Pseudo-primeira ordem para os dois primeiros e Pseudo-segunda ordem para a Rodamina B, apresentando valores de remoção na faixa de 86%, 69% e 72% respectivamente.
Estudo numérico das deformações volumétricas de um talude rodoviário frente à alteração do estado de tensões por influência de mudanças do nível d’água e da sucção no solo
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2024-03-18) Silva, José Eduardo Prates Fernandes da ; Maedo, Michael Andrade ; Rodrigues, Roger Augusto
A compreensão da dinâmica e o conhecimento da magnitude das deformações em obras de engenharia desempenha um papel fundamental na escolha da concepção de projetos, impactando diretamente na viabilidade, segurança, e vida útil de empreendimentos. O presente trabalho estuda, por meio de experimentos numéricos, o comportamento hidro-mecânico (HM) ao longo do perfil geotécnico de um talude de uma rodovia e os recalques desenvolvidos na superfície, resultantes da alteração do estado de tensões do solo devido ao efeito do rebaixamento do nível d’água realizado para possibilitar a implantação de uma travessia subterrânea. O talude caracteriza-se por um aterro compactado e apresenta-se com uma porção superior de solo não saturado, e outra, subjacente, saturada. Os experimentos foram conduzidos utilizando-se o Modelo Básico de Barcelona (BBM) por meio do programa CODE_BRIGHT, que permite o tratamento do problema de forma totalmente acoplada. Com o propósito de reproduzir um estado de tensão representativo da condição de campo do maciço, foram estabelecidas condições iniciais e de contorno ao modelo: carga distribuída, desempenhando o efeito do tráfego sobre a rodovia; condição de fluxo caracterizando a sucção matricial na superfície do terreno; condição de pressões ao longo do perfil do solo representativa à distribuição das pressões intersticiais da água e à posição inicial do nível freático; pressão aplicada nos drenos instalados no talude para simular a sucção a vácuo, encarregada pelo processo de rebaixamento do nível d’água. Como subsídio à análise do comportamento HM do talude, as variáveis grau de saturação, pressão do líquido, deslocamento vertical e deformação vertical foram selecionadas. Avaliou-se ao longo da profundidade do aterro a influência dos parâmetros p0*, λ(0), r, β, P0, ξ e k do modelo adotado em relação ao processo de variação volumétrica do solo em resposta ao efeito do rebaixamento do nível freático. Análises paramétricas foram conduzidas promovendo-se variações individuais nos valores de cada parâmetro avaliado, mantendo-se os demais parâmetros com seus valores originais. Os parâmetros p0*, λ(0) e k demonstraram uma influência significativa na resposta da variável deformação e no comportamento dos deslocamentos desenvolvidos na superfície do maciço. Por outro lado, os parâmetros r, β e P0 apresentaram uma baixa influência no comportamento volumétrico observado. A avaliação do parâmetro ξ foi comprometida pela condição de contorno inicial de pressões aplicada ao modelo, ainda assim os resultados obtidos evidenciaram uma relevante influência da massa de água retirada do solo no comportamento dos recalques desenvolvidos na superfície do terreno.
Sustainability and renewable energy: a data envelopment analysis application
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2024-03-26) Bello, Geovanna Bernardino ; Ferraz, Diogo
The current global context presents the challenge of reducing the impact of production and consumption on the environment through the reuse of materials and energy. This dissertation aims to evaluate the performance of countries in this field. The research uses both quantitative and qualitative approaches, with two chapters: the first conducts a bibliometric review on sustainability and Data Envelopment Analysis (DEA), while the second focuses on constructing a renewable energy efficiency indicator through DEA. The results reveal variations in renewable energy efficiency between groups of countries, allowing for benchmarking and identification of nations with low efficiency in the use of renewable energy. The main contribution of this study is the creation of the Renewable Energy Index (REI), which highlights the potential for top 10 global performance in both developed countries (such as Sweden) and developing countries (such as Costa Rica and Sri Lanka). The study reveals that countries in central and northern Europe are among the most efficient, while those with political and economic instability remain among the lowest performers. Furthermore, nations with a predominant agricultural sector, such as Australia and Argentina, exhibited poorer REI performance due to significant methane emissions. This study also contributes to the mitigation of climate change and the advancement of the global sustainability agenda.
Modelo para operação estratégica de sistemas de distribuição em mercados transativos de energia via curva de suprimento residual
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2024-03-06) Goldoni, Eduardo Luis ; Nepomuceno, Leonardo
Os mercados transativos de energia envolvem o mercado atacadista (no nível da transmissão) e os mercados varejistas (no nível da distribuição). Nos mercados transativos, a interação entre os mercados atacadista e varejistas tem sido realizada por meio de abordagens em que o operador do sistema de distribuição (OSD) interage com mercado atacadista de forma ativa ou passiva. Na abordagem de interação passiva, o OSD assume que não tem poder de alterar os preços de equilíbrio do mercado atacadista, enquanto que na abordagem de interação ativa, o OSD assume que possui flexibilidades, em função de seus recursos de energia distribuídos (REDs), que podem alterar os preços de equilíbrio do mercado atacadista. A alteração dos preços no mercado atacadista é feita por meio de lances estratégicos submetidos pelo OSD ao mercado atacadista. Este trabalho propõe um modelo que adota a abordagem estratégica para o OSD, o qual busca calcular os lances estratégicos ao mesmo tempo em que planeja o despacho ativo/reativo do dia seguinte de um sistema de distribuição. A interação entre os mercados atacadista e varejista é feita através da curva de suprimento residual (CSR) aqui proposta, que relaciona possíveis demandas do sistema de distribuição aos preços esperados do mercado atacadista. Também é proposta neste trabalho uma metodologia que avalia os erros nos custos de produção relacionados à interação entre os mercados atacadista e varejista. Os resultados mostram que o modelo baseado na CSR possibilita ao OSD a redução de 12% a 40% nos erros estimados para os custos de produção quando comparados àqueles obtidos por abordagens de interação passiva, e de 3% a 9% quando comparado com abordagens de iteração ativa.
Investigação de múltiplos pontos de ótimo do problema de despacho econômico com efeito dos pontos de carregamento de válvula através de um método baseado em sistemas dinâmicos
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2024-03-06) Massambani, Nathalia ; Balbo, Antonio Roberto ; Martins, André Christóvão Pio
O despacho econômico com representação do efeito dos pontos de carregamento de válvula (PDE-PV) é um problema desafiador na operação de sistemas elétricos de potência e de energia. Este problema busca a minimização dos custos de combustível das unidades geradoras, sujeitas a restrições de balanço de potência e limites físicos e operacionais de geração. O PDE-PV é formulado como um problema de otimização não linear, não convexo, não diferenciável e multimodal. Suas características de multimodalidade dificultam a busca de soluções globais por meio de métodos exatos ou heurísticos de otimização. Várias abordagens meta-heurísticas e determinísticas têm sido propostas na literatura para resolver o problema PDE-PV. Neste trabalho é proposta uma nova abordagem de solução capaz de encontrar múltiplos ótimos locais e, possivelmente, a solução ótima global do problema. Esta proposta é uma extensão de um método descrito na literatura para problemas irrestritos de otimização, posteriormente estendido a problemas com restrições de igualdade. Assim, propõe-se a generalização dessa abordagem de modo a introduzir o tratamento de restrições de igualdade e desigualdade (variáveis canalizadas), visando resolver o PDE-PV. Na abordagem de solução proposta, substitui-se o problema PDE-PV original por um sistema dinâmico auxiliar, obtido de forma que seus pontos de equilíbrio correspondam às soluções ótimas locais do problema de otimização original. O método busca iterativamente todos os pontos de equilíbrio que correspondem aos ótimos locais e, possivelmente, ao ótimo global do problema PDE-PV original. A abordagem de solução proposta é aplicada para encontrar múltiplos ótimos locais do PDE-PV para sistemas com 3, 6, 10, 13, 19 e 40 geradores e em outro problema multimodal, proposto na literatura. Neste contexto, o método identifica diversos pontos de mínimo e, ao final, seleciona o melhor deles, com o propósito de comparar os resultados com aqueles determinados por métodos meta-heurísticos e determinísticos previamente propostos na literatura.
Sustentabilidade industrial combinado com conceitos de mitigação de efeito estufa aplicado ao processo de retificação
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2023-08-04) Carvalho, Guilherme Antônio ; Lopes, José Claudio Lopes ; Bianchi, Eduardo Carlos ; Universidade Estadual Paulista (Unesp)
A retificação é um processo de usinagem aplicado em diversas indústrias, aplicada na fabricação de peças que necessitam um excelente acabamento superficial, ou superfícies com alta precisão geométrica. Desse modo, qualquer erro durante a usinagem gera um grande prejuízo, pois invalida os processos anteriores à retificação. Por conta disso, o estudo sobre esse processo, sob diversos cenários, é necessário, a fim de otimiza-lo. Com o avanço da engenharia dos materiais, novos elementos estão sendo usados como matéria-prima na indústria, as cerâmicas é um desses materiais, por conta de sua estabilidade química e térmica, associada a uma alta durabilidade, a sua aplicação em caldeiras e válvulas vem aumentando. Entretanto, essas mesmas qualidades que possibilitam sua utilização, dificultam sua usinagem, principalmente pelas altas temperaturas durante o processo. A fim de reduzir esse problema, novos métodos de lubrirrefrigeração vem sendo estudados, em conjunto com esses materiais. Nesse trabalho, será estudado o comportamento de peças anelares de óxido de alumínio, retificadas com rebolos de diamante sintético. Para o controle da temperatura, a performance de três métodos de refrigeração será estudada, sendo eles o método com fluido em abundância, mínima quantidade de lubrificação (MQL) e MQL associado com a limpeza do rebolo (WCJ) (MQL+WCJ), aplicado em diferentes angulações (0°, 30°,60° e 90°). Para avaliar a performance da usinagem, parâmetros como a rugosidade (Ra), desvio de circularidade, desgaste diametral do rebolo, razão G, potência de retificação, força tangencial e uma análise dos custos e poluição envolvendo cada aplicação também foram feitos. Ao final, o método convencional de lubrificação flood apresentou a melhor performance para o acabamento superficial e desvio de circularidade, entretanto, o método de MQL+WCJ, com um ângulo de 30° apresentou resultados próximos, se mostrando competitivo. As aplicações de MQL apresentaram baixos valores de poluição, quando comparados ao método convencional, sendo assim uma ótima alternativa verde para esse sistema de lubrificação.
Análise econômica e técnica da inserção de sistemas fotovoltaicos para consumidores industriais
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2023-07-14) Gonsalves, Rafael da Silva ; Souza, André Nunes de ; ; Gastaldello, Danilo Sinkiti[ UNESP] ; Universidade Estadual Paulista (Unesp)
A crescente demanda por energia elétrica no Brasil associada ao desenvolvimento sustentável, fomenta a necessidade de estudos sobre a utilização de fontes de energia renováveis e análises de seus impactos técnico-econômicos e ambientais. Estudos apontam os setores que aderiram a Sistemas Fotovoltaicos (SFV) com maior incidência, sendo estes os setores residenciais, comerciais e com menor incidência o setor industrial. Com o setor industrial tendo a maior demanda de energia elétrica do país, elencam-se motivos pelos quais o setor não participa significativamente da geração de energia renovável via SFV. Dentre as hipóteses levantadas, a intermitência na geração de energia via SFV, a diferente tarifação com valores e normas específicas atreladas a demanda de cada indústria e período de uso da energia, os altos investimentos para inserção destes sistemas no setor e o prazo de retorno destes investimentos, são grandes desafios para adesão desta tecnologia pelo setor industrial. Como objetivo esta pesquisa realiza uma análise da inserção de SFV para consumidores industriais, com base em um estudo de caso na indústria obtendo dados técnicos e comerciais, assim com o levantamento do estado da arte sobre o tema através de estudo bibliométrico, abordando aspectos regulatórios, normativos tarifários e do mercado de energia elétrica, elaborou-se dimensionamentos de SFV de acordo com quatro cenários estabelecidos. Tendo como resultado dados destes dimensionamentos para os cenários simulados e as respectivas viabilidades técnico-econômicas e os impactos ambientais desta nova tecnologia nos âmbitos da descentralização, descarbonização e digitalização. Analisando e discutindo o melhor cenário de SFV simulado que engloba melhores custos-benefícios e menor tempo de retorno atrelando uma geração fotovoltaica com aproveitamento de energia mais eficiente e reduzindo as intermitências existentes. Conclui-se que os sistemas fotovoltaicos são técnica e economicamente viáveis para consumidores industriais, em específico o cenário 4 composto por sistemas híbridos (atrelando sistemas de gerenciamento de carga e bancos de baterias de lítio) possibilitando o autoconsumo de grande parte da energia gerada (até em momentos sem geração fotovoltaica), a venda da energia excedente às distribuidoras locais, minimizando as intermitências, os impactos ambientais, além de auxiliar na descarbonização junto ao processo de geração de energia elétrica, contribuindo no fomento desta tecnologia no âmbito nacional e em uma maior resiliência do setor elétrico brasileiro.
Processo de retificação de cerâmica avançada combinado à mitigação de riscos à saúde dos colaboradores usando uma técnica alternativa de lubrirrefrigeração
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2023-06-30) Fernandes, Lucas de Martini ; Lopes, José Claudio ; Bianchi, Eduardo Carlos ; Universidade Estadual Paulista (Unesp)
As cerâmicas avançadas tornaram possíveis diversas aplicações que eram inconcebíveis anos atrás. A utilização atual na indústria aeroespacial é um dos exemplos de sucesso de aplicação, sendo ainda o material altamente desejado em diversos tipos de indústria, tais como de defesa, automotiva e biomédica, devido às suas ótimas propriedades de elevada força específica, resistência à corrosão, estabilidade em elevadas temperaturas, baixa dilatação térmica, entre outras propriedades, entretanto, o alto custo de manufatura atrapalha o crescimento deste mercado. Para estes materiais, a maneira mais usual de obter a geometria final de uma peça nas tolerâncias desejadas é por meio de retificação com rebolos diamantados, visto que a retificação costuma ser o processo selecionado quando são necessárias superfícies ou geometrias de elevada qualidade ou se materiais frágeis precisam ser usinados. Um dos sistemas que representa elevado custo na operação de retificação é o de lubri-refrigeração, que, de acordo com diversos estudos feitos por outros autores, representa entre 16 – 20% do custo total, enquanto a ferramenta costuma entre 4 – 7%. Além destes fatos, o uso de fluido convencional é ainda responsável por uma grande quantidade de emissão de dióxido de carbono equivalente, considerando desde fabricação até descarte do material, por este motivo, sendo importante encontrar caminhos mais sustentáveis, ao mesmo tempo que visando obter viabilidade econômica. Assim, este trabalho explora a retificação cilíndrica externa de mergulho em peças do material alumina 96%, utilizando rebolo diamantado e com algumas variações de método de lubri-refrigeração (convencional, MQL e MQL + WCJ) e de velocidade de avanço (0,25; 0,5 e 0,75 mm/min), visando análise do desempenho dos métodos em diferentes condições de taxa de remoção de material, sendo feita a ponderação de três aspectos relacionados à ecoeficiência: qualidade da peça (nos parâmetros desvio de circularidade e rugosidade, junto à análise em microscópio confocal), custos da operação (para o qual foram coletados parâmetros tais como desgaste diametral do rebolo; relação G; potência demandada) e emissão de carbono equivalente, temas de grande relevância no mundo atual e para futuros de curto e longo prazo. Os resultados obtidos indicaram ótimo desempenho da condição MQL + WCJ nos quesitos custo total e emissão de dióxido de carbono equivalente, enquanto tendo menor desempenho que o sistema convencional no quesito qualidade da peça, sendo uma escolha interessante quando não é necessária alta taxa de remoção de material, visando as vantagens dos quesitos ambiental e custo. O uso de apenas MQL mostrou resultados ambientais consideravelmente melhores do que o sistema convencional, entretanto, nos critérios qualidade da peça e custos, não teve bons resultados, sendo possivelmente viável em condição de baixa taxa de remoção de material, enquanto a lubri-refrigeração convencional apresentou os melhores resultados de qualidade de peça e em elevadas taxas de remoção de material, tendo em detrimento o maior nível de emissão de dióxido de carbono equivalente, independente da velocidade de avanço analisada, e riscos de saúde aos operadores, assim como ambientais.
Investigação dos efeitos da variação irregular de temperatura na detecção de dano estrutural baseada na impedância eletromecânica
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2023-07-28) Barnabé, Felipe Augusto ; Baptista, Fabricio Guimarães ; Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Realizar o monitoramento de estruturas é de fundamental importância para a segurança e bom funcionamento de equipamentos e construções, pois a ocorrência de colapsos estruturais pode colocar em risco tanto os equipamentos quanto os usuários. Atualmente, foram desenvolvidos métodos conhecidos como monitoramento de integridade estrutural (SHM – structural health monitoring). Existem várias técnicas que fazem análises comparativas nas estruturas para avaliar a sua integridade, entre estes métodos está a impedância eletromecânica (E/M) que utiliza diafragmas piezoelétricos fixados ao longo das estruturas. O princípio de funcionamento consiste em aplicar sinal elétrico sobre os polos do diafragma e coletar as assinaturas de impedância eletromecânica simultaneamente. Então, esses dados são armazenados e comparados posteriormente utilizando índices métricos para monitorar e diagnosticar a integridade das estruturas. Existem vários índices métricos, entre eles está o coeficiente de correlação (CCDM – correlation coefficient deviation metric), que provou ser eficiente na identificação de variações nas assinaturas de impedância elétrica. Apesar da impedância eletromecânica ser uma técnica eficiente e oferecer bom custo/benefício, o método presenta diversos desafios, entre eles está a variação de temperatura. Diversos testes experimentais demonstram que a temperatura interfere diretamente sobre as assinaturas de impedância elétrica, causando um deslocamento em frequência e amplitude que pode ser interpretado pelo sistema como dano estrutural. Para compensar os desvios causados pela temperatura, foram desenvolvidas técnicas como o deslocamento de frequência eficaz (EFS – effective frequency shifting). Este método provou ser eficiente quando a superfície da estrutura é aquecida de forma uniformemente distribuída. Esta pesquisa de mestrado teve como proposta investigar os efeitos causados pela distribuição irregular de temperatura sobre a estrutura e observar os métodos atuais de compensação. Os resultados demonstram uma alteração significativa nas assinaturas de impedância, impossibilitando uma compensação com êxito para o correto diagnóstico da estrutura monitorada.
A methodology for flood risk assessment for two cities in Nigeria
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2023-08-11) Babajide, Emmanuel Inioluwa ; Peixoto, Anna Silvia Palcheco ; Universidade Estadual Paulista (Unesp)
As inundações/enchentes são consideradas uma das ameaças mais comuns à vida humana e às propriedades. A avaliação da vulnerabilidade e da suscetibilidade é a primeira etapa do gerenciamento do risco de inundação uma vez que é vital que pode ajudar os formuladores de políticas a identificar e implementar políticas que minimizem o risco de ocorrências. Esta pesquisa tem como objetivo desenvolver uma metodologia usada para mapear duas cidades selecionadas no sudoeste da Nigéria usando análise multicritério em um ambiente GIS para criar um mapa de suscetibilidade e risco de inundação para a detecção e previsão de locais propensos a inundações. Fatores ambientais e antropogênicos, como características hidrológicas, geomorfológicas, geológicos, tipo de solo e uso e ocupação da terra, bem como pontos de ocorrência de inundações, foram coletados de diferentes bancos de dados para essa análise. A partir dos resultados, as quatro principais categorias de nível de risco de inundação são baixo, médio, alto e muito alto, representando 13,04, 31,29, 36,42, 19,25% da área total de Abeokuta South e 11,48, 22,73, 35,06, 30,73% da área total de Lekki, respectivamente. O uso e a cobertura do solo, bem como a distância da rede de drenagem, são os principais determinantes do fenômeno de inundação em ambas as áreas. Embora a elevação não desempenhe um papel importante na distribuição dos níveis de risco em Lekki, ela desempenha no caso da cidade de Abeokuta South, uma vez que algumas áreas próximas à rede de drenagem tinham baixa suscetibilidade por estarem localizadas em altitudes elevadas. Como as inundações na Nigéria são um problema grave que requer a atenção de todas as partes interessadas com o objetivo de prevenir e resolver seus efeitos adversos que representam uma ameaça à sobrevivência humana, os resultados deste estudo servem como uma ferramenta fundamental de avaliação para o desenvolvimento sustentável pelas autoridades públicas com jurisdição territorial.
Análise de diferentes técnicas de sequenciamento da produção em um ambiente de produção para estoque controlado pelo sistema S-DBR
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2023-07-26) Rays Filho, Isidoro ; Souza, Fernando Bernardi de ; Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Em ambientes Make-to-Stock parte considerável das empresas enfrentam problemas tais como vendas perdidas, clientes insatisfeitos, baixa rotatividade, alto investimento e obsolescência do estoque. Para lidar com isto, a Teoria das Restrições (TOC) traz que se deve programar a produção conforme a restrição, focando no fluxo e subordinando os demais recursos. Em situações onde o recurso restritivo tem capacidade estritamente superior à demanda, a TOC propõe realizar o planejamento da produção através do Tambor-Pulmão-Corda Simplificado (S-DBR). O S-DBR aplicado à ambientes MTS tem como foco principal garantir a disponibilidade dos produtos. Mas seria o BM a forma de sequenciamento mais efetiva? Para responder a esta pergunta, construiu-se um modelo no software Anylogic representando uma linha de produção fictícia, comparando o desempenho do BM com outras regras tais como o RO (Roun-Out Time), o FIFO (First-In-FirstOut) e o SPTR (Sortest-Process-Time), através de indicadores Fill Rate e OTIF. Os resultados permitem concluir que o Buffer Management, cuja premissa é priorizar as ordens de reposição com base na penetração do Target Level, foi a melhor regra de sequenciamento. Além disso, a regra FIFO apresentou bons desempenhos, mostrando a efetividade do planejamento do SDBR. O RO apresentou o terceiro melhor desempenho, como a sua utilização é mais complexa que o FIFO, acaba não justificando sua escolha. As regras baseadas na lógica SPTR obtiverem o pior desempenho, devido a trabalharem em direção oposta ao método S-DBR/MTA, pois priorizam ordens com menor tempo de processamento, ou seja, justamente aqueles que abastecem estoques relativamente mais altos.
Implementação da heurística de Lin-Kernighan e sua aplicação no sequenciamento de pontos de rebitagem
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2023-06-29) Castro Neto, Frederico ; Soler, Edilaine Martins ; Nicola, Adriana Cristina Cherri ; Universidade Estadual Paulista (Unesp)
O meio industrial moderno e seus processos de manufatura levam fabricantes a um ambiente competitivo, no qual a busca pela melhoria contínua e a excelência produtiva são peças fundamentais para o sucesso de seus negócios. No setor aeronáutico, o processo de manufatura conhecido como rebitagem ocupa um lugar de destaque, justificado por sua representatividade nos roteiros de produção e sua importância para a qualidade estrutural e segurança de voo do avião. Assim sendo, otimizar o ciclo produtivo agregado a esse processo se torna objetivo primário de fabricantes, a fim de reduzir o custo final de seus produtos. Neste contexto, este trabalho propõe o desenvolvimento de uma aplicação computacional para otimizar o sequenciamento de rebites instalados por máquinas de rebitagem automática de modo a automatizar a tarefa de sequenciamento e reduzir o tempo de trabalho destes equipamentos. Para isso, o problema é modelado como o Problema do Caixeiro Viajante e resolvido através da heurística de Lin-Kernighan, a qual foi implementada computacionalmente. Testes numéricos utilizando instâncias acadêmicas e industriais foram realizados a fim de validar o modelo de otimização proposto e comprovar a eficiência da heurística implementada. Os resultados numéricos obtidos comprovaram a eficiência do sistema computacional desenvolvido e o potencial do mesmo para o sequenciamento de rebites
Um estudo acerca de um novo método de geração de ondas acústicas para shm baseado no lançamento de esfera metálica utilizando cfrp e diafragma piezelétrico
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2023-06-01) Soares Junior, Cristiano ; Aguiar, Paulo Roberto de ; Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Este trabalho apresenta um estudo sobre a sensibilidade de estruturas de CFRP (carbon fiber reinforced polymer – polímero reforçado de fibra de carbono) quando submetida a impulsos mecânicos provenientes do lançamento vertical de uma esfera metálica, bem como a viabilidade deste método para aplicação em NDT (Non Destructive Test - Ensaios Não Destrutivos), comumente empregados para sistemas SHM (Structural Health Monitoring – Monitoramento de Integridade Estrutural). O CFRP se trata de uma estrutura compósita laminada, geralmente composta de uma matriz polimérica e reforçada com fibras de carbono sobrepostas. Este material é altamente utilizado na indústria atualmente, e apesar da vasta quantidade estudos encontrados na literatura, ainda há várias lacunas que devem ser preenchidas sobre a caracterização deste tipo de compósito. Para tanto, este trabalho utilizou uma estrutura sustentadora onde foi fixado um eletroímã responsável por suspender a esfera metálica posteriormente lançada sobre uma estrutura de CFRP escolhida para realização dos experimentos de modo a extrair características através da análise das ondas mecânicas geradas devido ao impacto da esfera na superfície do CFRP. As ondas foram captadas por um transdutor piezelétrico fixado na extremidade da estrutura. Diferentes alturas de lançamento foram simuladas e comparadas a fim de se obter correlações entre a altura de lançamento e a amplitude dos sinais por meio de técnicas de processamento digital de sinais, tais como a FFT (Fast Fourier Transform - Transformada Rápida de Fourier) e o RMS (Root Mean Square - Raiz Média Quadrática). A técnica utilizada apresentou altos índices de repetibilidade, e a estrutura de CFRP se demonstrou sensível a variação de altura de lançamento, especialmente na banda de frequência de 0 a 25 kHz.
Um estudo comparativo sobre a influência da temperatura em transdutores piezelétricos aplicados ao diagnóstico de falhas em transformadores por meio de emissão acústica
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2023-07-11) Barreto, Guilherme Keiti Inoue ; Castro, Bruno Albuquerque de ; Franchin, Marcelo Nicoletti ; Universidade Estadual Paulista (Unesp)
O desenvolvimento de sistemas de monitoramento de transformadores de potência tem como objetivo a detecção de falhas em estágios iniciais de forma a se garantir um elevado grau de segurança operacional à máquina elétrica e se evitar paradas repentinas no fornecimento de energia elétrica. Em estágios anteriores à falha total do transformador é comum a ocorrência de falhas no sistema de isolação da máquina elétrica e o surgimento de descargas parciais, curtoscircuitos entre espiras, descargas totais em seu enrolamento, dentre outras falhas. Neste contexto, diversas técnicas de monitoramento foram propostas como a análise dos gases chave, o método de detecção de ondas eletromagnéticas de UHF, sensoriamento de corrente em alta frequência, etc. Uma das abordagens que mais se destaca é a técnica da emissão acústica, que se vale do uso de transdutores piezelétricos acoplados a carcaça do transformador e que captam ondas de som e ultrassom emitidas pelas avarias como descargas totais, descargas parciais, curtos-circuitos, etc. Muitas técnicas propõem o uso desses sensores para a localização e a classificação dessas falhas. Embora eficazes, muitos são os desafios científicos e tecnológicos tendo em vista que em muitos casos, as técnicas de classificação de falhas dependem da resposta em frequência do sinal o que pode ser influenciado pela temperatura do meio ambiente e do transformador, já que os transdutores piezelétricos são sensíveis a variações de temperatura. Tomando como base essa problemática, o objetivo deste trabalho é realizar um estudo da influência da temperatura no diagnóstico de duas falhas comum em transformadores: as descargas totais entre espiras e as descargas parciais em isoladores. Neste contexto, dois transdutores piezelétricos (7BB-20-3 Murata® e PIC255-000041371 Piezo-Sensor®) tiveram suas respostas comparadas através de duas técnicas de classificação de falhas: a Técnica Cromática e a Técnica da Análise de Componentes Principais. Para cada caso foi realizada uma análise da resposta em frequência das falhas para o transformador operando a vazio, a plena carga e a sobrecarga, o que outorga diferentes temperaturas de operação da máquina e do transdutor que fica acoplado na parede do transformador. Os resultados indicaram que o transdutor PIC255-000041371 possuiu maior eficácia na classificação das falhas que o 7BB- 20-3, considerando as técnicas de processamento de sinais estudadas. Além disso, esse trabalho apresenta um compensador neural para executar a correção dos resultados externados pelo transdutor 7BB-20-3 mediante a aplicação de uma rede neural artificial.
Estudo de biochar de capim Napier e avaliação de sua capacidade de adsorção de metais
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2023-05-25) Toqueti, Flávia ; Silva, Marina Piacenti da ; Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Na atualidade, existem fortes evidências que as atividades humanas vêm causando intensos impactos nos sistemas terrestres e sua resiliência, diante do aumento populacional e suas pressões sobre o meio, fazendo-se urgente ações que integrem o desenvolvimento contínuo das sociedades à manutenção dos sistemas terrestres, garantindo sua resiliência. De acordo ao conceito das fronteiras planetárias, a Terra contém limites ambientais, os quais sofrem perturbações a partir das ações humanas sendo que a violação de qualquer dessas fronteiras coloca o planeta em risco, podendo derivar em alterações irreversíveis. Muitas dessas fronteiras já tiveram seus valores-limite extrapolados, como o da água e o da poluição ambiental. Diante deste quadro, a busca por soluções mitigadoras torna-se imprescindível para a garantia da resiliência planetária e seus recursos a médio e longo prazo, o que é de fundamental importância para a qualidade e existência dos sistemas vivos. Como potencial mitigador, o biochar, obtido pela queima de biomassa de diferentes resíduos agrícolas com pouco ou nenhum oxigênio, vem sendo estudado para diversas aplicações, como a melhoria da qualidade das águas, por ser um adsorvente de baixo custo e rico em carbono, além de gerar energia em sua produção através do processo de pirólise tornando-se ainda um potencial substituto para combustíveis fósseis. Em função de suas qualidades, este trabalho se propôs a estudar e produzir biochar a partir de capim Napier (Pennisetum purpureum) em propriedade agrícola, utilizando um fogão Anila, capaz de gerar energia com baixa emissão de gases. O biochar produzido neste fogão foi comparado ao biochar produzido em laboratório e posteriormente testado na adsorção de chumbo em solução aquosa. O capim escolhido primeiramente foi submetido à análise termogravimétrica - análise térmica diferencial simultânea (TG-DTA) e à Termogravimetria derivada (DTG) para determinar sua resistência térmica e seu comportamento pirolítico. A caracterização do biochar foi feita por Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Espectrometria por Energia Dispersiva de Raios X (EDS-MEV) e Espectroscopia na região do Infravermelho com método de refletância total atenuada (FTIR ATR) e a capacidade adsortiva do biochar para o chumbo teve sua quantificação feita por Espectrometria de Emissão Óptica com Plasma Acoplado Indutivamente (ICP-OES). Os resultados obtidos demonstraram que o biochar produzido no fogão Anila a uma temperatura média de 257 ºC apresenta os mesmos grupos funcionais que o produzido em laboratório na mesma temperatura. Além disso, o biochar produzido a partir de capim colhido fresco e seco ao sol por 4 dias apresentou um melhor resultado para a adsorção de chumbo (67,68% de remoção). Os resultados deste trabalho mostram que o biochar produzido a partir de capim napiê pode ser obtido em fogão convencional, mostrando-se uma excelente tecnologia social para a mitigação de contaminação local por metais, contribuindo para a melhoria global avanço sobre as fronteiras planetárias.
Avaliação do ciclo de vida de transformadores de potência considerando aspectos técnicos, regulatórios e econômicos
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2023-05-24) Vendrameto, Helen Velozo ; Souza, André Nunes de ; Gastaldello, Danilo Sinkiti ; Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Os transformadores de potência, para as empresas do setor elétrico, estão entre os ativos de maior criticidade, tanto por representar um valor individual relativamente alto, quanto pela importância sistêmica, em termos de confiabilidade e qualidade do fornecimento de energia. Portanto, a gestão do ciclo de vida desses ativos é muito impactante na rentabilidade e sustentabilidade do negócio. O ciclo de vida pode ser dividido em macroprocessos, iniciando com a etapa de concepção e aquisição, seguindo para o período de operação e manutenção e finalizando com o processo de desativação e renovação. As estratégias e decisões tomadas em cada etapa repercutem nas demais, seja na longevidade ou qualidade dos resultados. No atual cenário de crescimento da demanda por energia elétrica e infraestrutura atual que requer renovação, a gestão de ativos torna-se vital para garantir o atendimento da demanda futura e adequada gestão dos riscos. A gestão de ativos, para decisões do ciclo de vida, propõe equilibrar os fatores de custo, risco e desempenho. O objetivo deste trabalho é avaliar o ciclo de vida de transformadores de potência sob o ponto de vista técnico, regulatório e econômico e propor aperfeiçoamento da regulamentação vigente e um modelo para gestão desse ativo. Para alcançar este objetivo serão avaliadas e correlacionadas as variáveis regulatórias, técnicas e econômicas com intuito de fomentar uma melhor tomada de decisão no ciclo de vida de transformadores.
Machine learning framework for optimization of flocculation process of water treatment
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2023-06-02) Bankole, Abayomi Oluwatobiloba ; Moruzzi, Rodrigo Braga ; Universidade Estadual Paulista (Unesp)
The implementation of machine learning (ML) model that could improve both the effectiveness and sustainability of water treatment system is a major problem in the water sector, with the optimization of flocculation process being a major setback. In this study, we have developed the first ML model for floc length evolution monitoring and a framework for its potential adoption in large-scale water treatment. Artificial Neural Network (ANN) and Long-Short Term Memory (LSTM) models, and traditional time series model; Auto Regressive Integrated Moving Average (ARIMA) were explored to predict floc length evolution data that was obtained through non-intrusive image analysis from a jar test batch assay and model the orthokinetic process. Batch assay data of two velocity gradient (Gf 20 sec-1 and 60 sec-1) and flocculation time of 3hrs were partitioned into 5 bins for floc length range 0.27 – 3.5 mm and upscaled using linear method. Results showed that ARIMA model is not suitable for predicting number of flocs with a negative test accuracy (R2). ANN recorded R2 of 0.86 – 1.0 for training and 0.84 – 0.99 for testing, across Gf 20 sec-1 and Gf 60 sec-1. LSTM model has the best prediction accuracy of 98 – 100% for Gf 20 sec-1 and perfect prediction of number of flocs across all bins and Gfs. Our study has proven that the developed framework can be replicated in large scale water treatment and will promote application of smart technology in large-scale water/wastewater treatment.
Post-treatment of municipal wastewater using microalgae and activated sludge synergy
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2023-06-07) James, Abraham Olamilekan ; Silva, Gustavo Henrique Ribeiro da ; Silva, Graziele Ruas Lagoas da ; Universidade Estadual Paulista (Unesp)
The problem of untreated and inadequately treated wastewater still persists globally. This has not only contributed to the increasing environmental pollution loads, but has also failed to harness the bioeconomy materials present in wastewater. While the science of microalgae-based treatment technology has shown to be efficient for treatment and recovery of potential resource, the majority of the studies were conducted under controlled conditions. Therefore, this present study evaluated the performance of native microalgae-activated sludge (MAS) growth for tertiary treatment of anaerobically digested wastewater from an upflow anaerobic sludge blanket (UASB) in an outdoor lab-scale photobioreactors (2 L). Seven different conditions with distinct inoculum proportions (Conditions: 1 to 3 is MAS; 4 to 6 is microalgae controls; 7 is without inoculum) were operated in batch mode reactor in triplicate for 5-days of hydraulic retention time (HRT) at 11.5:12.5 Photo-hours, to identify the best inoculum proportion for adopted in pilot flat panel photobioreactor. Condition 1 (0.10gL-1: microalgae and 0.20gL-1: activated-sludge), with lowest MAS proportion showed the best outcome with cell density productivity (2.03 x 107 cells.mL-1) along with biomass of 0.13 g TSS.L-1.d-1 and the total phosphorus uptake (85.07%), total nitrogen uptake (66.14%), logarithmic removal (Log-Re) of bacterial pathogens (water quality indicators), which showed Log-Re (3.3 for total coliforms (137E+02 CFU.100 mL-1) and 4.7 for Escherichia coli (0.00E+00 CFU.100 mL-1)). The best performing MAS (condition 1) was tested in a pilot flat panel photobioreactor, alongside a control, inoculated with the microalgae proportion of the MAS, and operated under 5-days and 3-days HRT. The performance of the system was determined by the efficiency of nutrient removal and recovery, biomass sedimentation and removal of Escherichia coli and Total Coliforms. Results showed that high HRT favoured the performance of MAS with respect to biomass growth, with significantly higher (p < 0.05) removal efficiency, 88.0, 79.0, 59.5% for total phosphorus (TDP), ammonium nitrogen (NH+4-N), chemical oxygen demand (CODfiltered), respectively at 5 days HRT. The average biomass productivity and growth rate for HRTs 5 days and 3 days are 59.41±12.31 mg TSS L-1 d-1, 0.08±0.01 d-1 and 25.56±11.09 mg TSS L-1 d-1, 0.03±0.01 d-1, respectively. The log-Re > 4.0 CFUmL-1 and > 3.5 CFUmL-1 were achieved for E. coli and total coliforms, respectively at both HRTs, and showed the potential for agricultural use for complying with the WHO recommended standard of 103 MPN.100mL-1. Overall, results showed a promising feasibility of outdoor microalgae-based treatment of wastewater cost effectively. However, self-settling efficiency was conversely low 33.0 and 14.0% for HRTs 5 days and 3 days, respectively, and suspiciously impacted by high pH (> 10.0) on bacterial population and the dominance of non-mucilage Cyanobium sp. (98%).

Navegar

Submissões Recentes