Bauru - FEB - Faculdade de Engenharia
URI Permanente para esta coleçãohttps://hdl.handle.net/11449/254444
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ItemTese de doutorado Contribuições ao gerenciamento de potências em plataformas marítimas de petróleo através do controle coordenado de conversores eletrônicos(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2024-09-27) Paes. Felipe Leite ; Marafão, Fernando Pinhabel ; Arenas, Luis Armando De Oro ; Universidade Estadual Paulista (UNESP) - Faculdade de Engenharia - Câmpus de Bauru ; Universidade Estadual Paulista (Unesp)Com o avanço de tecnologias e a integração de fontes de energias renováveis, o setor de óleo e gás tem demonstrado compromisso na redução de emissões de gases de efeito estufa (GEE) e na transição energética, focando na eletrificação e modernização dos sistemas elétricos de potência (SEP) em plataformas FPSO (Floating Production Storage and Offloading). Normalmente, essas plataformas operam de forma isolada e alimentadas por geradores a gás (GTGs), sendo grandes emissores de GEE, e devido à limitação de potência, eventos como a conexão/desconexão de cargas elevadas podem comprometer a estabilidade dos SEPs, especialmente com a partida direta de grandes motores. Conversores de frequência variável (ASDs), com entrada passiva, são frequentemente empregados para acionar motores elétricos, introduzindo componentes harmônicas que afetam a qualidade da energia, resultando em variações de tensão e frequência, baixo fator de potência e componentes harmônicas nas tensões. O SEP geralmente é supervisionado por um sistema de gerenciamento de potência (Power Management System - PMS), que coordena ações através de uma infraestrutura de comunicação com os equipamentos e dispositivos conectados ao SEP. No contexto de modernização e aplicação de novas tecnologias, esta tese de doutorado propõe um controle coordenado utilizando conversores eletrônicos com entrada ativa (AFE-ASDs), para o gerenciamento avançado do fluxo de potência em plataformas marítimas de petróleo, como uma funcionalidade adicional ao PMS. A metodologia proposta é fundamentada no compartilhamento das parcelas de corrente dadas pela Teoria de Potência Conservativa (Conservative Power Theory – CPT), usando a Transformada Discreta de Fourier (TDF) com detector de picos para o empacotamento dos sinais e envio desses dados através da infraestrutura de comunicação do PMS, e visa mitigar os efeitos da potência reativa, as distorções harmônicas e desbalanços, fazendo uso da disponibilidade de potência remanescente dos AFE-ASDs distribuídos. A estratégia de controle é avaliada no ambiente de simulação MATLAB/SIMULINK, considerando, na modelagem dos equipamentos. dados de fabricantes e relatórios de cenários operacionais reais de uma plataforma FPSO típica. Os resultados obtidos demonstram que a implementação da estratégia de controle coordenado contribui para o SEP em diversos aspectos: melhoria do fator de potência, redução da variação de tensão em eventos de partida direta de máquinas, redução do risco de colapso de tensão sob condições de carregamento próximo do nominal dos GTGs, mitigação de efeitos de distorção harmônica de corrente e potência reativa de desbalanço.ItemTese de doutorado Competências dos gestores na Indústria 5.0: estudo da indústria automotiva brasileira(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2024-09-24) Ribeiro, Vagner Batista ; Muniz Junior, Jorge ; Nakano, Davi Noboru ; Faculdade de Engenharia de Bauru (FEB-UNESP) ; Universidade Estadual Paulista (Unesp)Novas tecnologias da Indústria 4.0 modificam como os processos produtivos são realizados, estabelecendo novas tarefas e papéis humanos em termos de características e conteúdo. Acima dos aspectos tecnológicos, a denominada Indústria 5.0 (I5.0), alinhada ao tema desta tese, apresenta uma visão mais sustentável, centrada no ser humano e resiliente para a transformação tecnológica industrial. Gestores industriais possuem um papel integrador ao relacionar e usar o conhecimento tecnológico da organização para gerar melhores resultados. No entanto, as competências dos gestores capazes de estimular a criação de valor em setores industriais são ainda pouco exploradas na I5.0. A caracterização das competências dos gestores surge então como elemento crítico para o desenvolvimento industrial na era digital. Esta pesquisa visa definir perfis de competências para gestores na implementação da I5.0 no setor automotivo do Brasil. Combina métodos quantitativos e qualitativos (quanti-quali). Uma análise multicritério (quantitativa) é aplicada por meio do método Analytic Hierarchy Process (AHP), baseando-se no julgamento de gestores. Uma análise qualitativa é também realizada, considerado a combinação dos resultados do AHP com discussões realizadas com os gestores sobre as competências analisadas. A pesquisa abrange 31 empresas do setor automotivo do Brasil, sendo 11 montadoras de automóveis e 20 fornecedores diretos, fabricantes de partes e subconjuntos, com diferentes níveis de complexidade nas operações produtivas e programas formais de implementação de tecnologias relacionadas à I5.0 em andamento. Os resultados indicam que competências Motivacionais, Gerenciais e Técnicas são importantes no perfil de desenvolvimento dos gestores, porém, inversões de prioridade ocorrem para montadoras, que priorizam motivacionais em função de uma maior necessidade de engajamento dos trabalhadores, e para fornecedores, que priorizam as competências técnicas como forma de superar demandas de adaptação de estrutura, implementação e operação. Os perfis de desenvolvimento pessoal também divergem quando considerados os tipos de função. Gestores em funções mais estratégicas e níveis hierárquicos mais altos priorizam as competências motivacionais, enquanto gestores em níveis táticos, mais operacionais priorizam as competências técnicas. Os resultados também indicam que os perfis desenvolvimento também estão mais atrelados ao tipo de função e contexto, do que ao tipo de relação existente entre gestores e tecnologias.ItemTese de doutorado Cobertura modular verde: uma solução baseada na natureza para fornecer alimentos e promover ganhos ambientais(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2024-09-30) Leite, Florence Rezende ; Antunes, Maria Lúcia Pereira ; Universidade Estadual Paulista (Unesp)Os efeitos das mudanças climáticas, como o aumento da temperatura do ar e do volume das precipitações, estão se tornando cada vez mais preocupantes em todo o mundo. Coberturas vegetais implantadas no topo de edificações, comumente chamadas de telhados verdes, são alternativas perméaveis que podem ser utilizadas para substituir telhas convencionais, e suas aplicações podem auxiliar na retenção do escoamento pluvial bem como no conforto térmico do entorno e de ambientes construídos abaixo destes sistemas. Este trabalho teve como objetivo desenvolver e testar módulos projetados para compor um sistema modular de telhado verde a fim de auxiliar na mitigação dos efeitos das mudanças climáticas, além de fornecer outros benefícios aos seus usuários. Após uma revisão bibliográfica de 67 artigos recentes que testaram a capacidade de retenção do escoamento pluvial de telhados verdes, definiu-se as camadas essenciais para construir os módulos: vegetação, substrato, filtragem, drenagem e caixa evoltória. Os módulos, com dimensões de 36 x 55 x 15cm cada, foram construídos e testados utilizando duas espécies medicinais, Pilea microphylla (BR) e Artemisia camphorata (GC), e uma Planta Alimentícia Não Convencional (PANC), Pereskia aculeata (ON), visto que estas possibilitam a obtenção de benefícios adicionais, como a produção de alimentos para consumo próprio e a comercialização de matérias-primas para confecção de chás, cosméticos, medicamentos fitoterápicos, etc. Doze módulos foram construídos na cidade de Sorocaba/SP para testar o desempenho hidrológico, térmico e ambiental ao longo de um ano, sendo 03 para cada tipo de espécie e 03 para o Grupo Controle (GC), sendo este último representado por módulos com as mesmas camadas dos demais exceto a de vegetação. Para análise do desempenho hidrológico, 50 eventos naturais de chuva foram considerados, avaliando-se o volume de chuva retido em cada módulo após cada evento. A água não retida nos módulos foi coletada para análise de sua qualidade, através de parâmetros físicos e químicos. A evolução da taxa de cobertura do solo foi acompanhada através de fotos tiradas dos módulos periodicamente e analisadas através do aplicativo Color Analysis. A temperatura dos módulos foi medida em 37 dias distintos, ao longo de um ano, com intuito de verificar qual tipo de módulo tende a absorver menos quantidade de calor. Por fim, realizou-se uma Avaliação do Ciclo de Vida (ACV) (do berço à fase de uso) para investigar se os impactos ambientais para construção e operação dos módulos verdes são menores do que os impactos de um telhado cerâmico tradicional. Os resultados indicaram que os módulos verdes têm capacidade de reduzir de 25% a 100% do volume das chuvas, sendo uma estratégia válida para este fim. A análise da qualidade da água não retida pelos módulos demonstrou que esta pode ser coletada para ser reutilizada apenas em fins de irrigação. Após um ano de construção, os módulos de BR apresentaram a maior taxa de cobertura vegetal e a menor absorção de calor, podendo ser mais eficaz para reduzir a transmissão de calor para o interior de uma edificação. A ACV indicou que o sistema de telhado verde proposto é mais eco-friendly do que um telhado cerâmico e, portanto, é uma opção ambientalmente mais adequada para ser implementada em coberturas de edifícios.ItemTese de doutorado Avaliação da contaminação no rio Paraíba do Sul por bisfenol A (BPA) e da sua remoção por adsorção(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2024-08-01) Roledo, Cely ; Reis, Adriano Gonçalves dos ; Universidade Estadual Paulista (Unesp)Este estudo investigou a contaminação por Bisfenol A (BPA) no trecho paulista do rio Paraíba do Sul e propôs um tratamento avançado para sua remoção usando a casca da semente de Moringa oleifera como adsorvente. A contaminação por BPA foi quantificada em cinco pontos de captação de água para abastecimento público nos municípios de Santa Branca, Jacareí, São José dos Campos, Tremembé e Aparecida, além de um ponto na cidade de Queluz, ao longo de 2022, com concentrações variando de 11,1 a 116,9 ng L-1, e correlacionada com parâmetros físico-químicos, microbiológicos e bioanalíticos da qualidade da água. A atividade estrogênica foi confirmada em 50% das amostras analisadas, variando de 0,12 a 1,36 ng L-1 de equivalente de estradiol, indicando a presença de múltiplos compostos que contribuem para os efeitos estrogênicos. A avaliação do índice de qualidade da água (IQA) revelou qualidade comprometida nos locais estudados, principalmente no período chuvoso. A correlação entre os parâmetros IQA, concentração de BPA e atividade estrogênica sugere que os compostos desreguladores endócrinos impactam a qualidade da água, condição exacerbada pela infraestrutura inadequada de tratamento de águas residuais. O estudo também investigou a remoção de BPA da água usando casca de semente de Moringa oleifera modificada (H-MOH300) como um adsorvente ecológico. As cascas das sementes foram ativadas quimicamente com ácido fosfórico e tratadas termicamente a 300°C. O processo de ativação resultou em um material com área superficial específica de BET de 380 m² g-1 e volume total de poros de 0,282 cm³ g-1. O modelo de isoterma de Langmuir descreveu o processo de adsorção com maior precisão, mostrando capacidade máxima de adsorção de 27,5 mg g-1 a 22°C. A análise termodinâmica revelou que a adsorção foi espontânea e endotérmica, impulsionada principalmente por interações eletrostáticas e π-π. Estudos de regeneração indicaram que a H-MOH300 poderia ser efetivamente reutilizada, sugerindo seu potencial como adsorvente sustentável para remoção de BPA. Este trabalho destaca a necessidade de contínuo monitoramento de contaminantes emergentes em corpos hídricos e a utilidade dos resíduos agrícolas para a remediação ambiental, fornecendo uma solução econômica para a contaminação da água por poluentes emergentes, como o BPA.ItemTese de doutorado Desenvolvimento de metodologia para elaboração da carta de risco de desastres decorrentes de processos hidrológicos e geológicos em escala regional(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2024-08-08) Pascoto, Tamara Vieira ; Peixoto, Anna Silvia Palcheco ; Universidade Estadual Paulista (Unesp)É notável o aumento do número de desastres no mundo e um dos meios de minimizar suas consequências é através de diagnóstico prévio. Assim, a pesquisa visa desenvolver uma metodologia para a elaboração de uma carta de risco de desastres que considere o critério ambiental (suscetibilidade), o critério precipitação (juntamente com a suscetibilidade, avaliar o perigo) e o critério social (juntamente com o perigo, avaliar o risco). Para elaborar a metodologia, a área de estudo escolhida foi a localidade que compreende as regiões administrativas de Registro, Baixada Santista, São Paulo e São José dos Campos. O critério ambiental foi determinado por meio de fatores desencadeadores acessíveis em bancos de dados abertos: geologia, geomorfologia, uso do solo, declividade, elevação, TWI (Índice de umidade topográfica), orientação e distância até os rios. Após uma análise prévia da suscetibilidade de cada fator isoladamente, foram determinados modelos de suscetibilidade para a área de estudo usando a estatística bivariada, pelo método do Valor Informativo (VI). Para o critério social foi considerada a densidade demográfica, idade da população, índice de pobreza, alfabetização, gênero e raça. Com base nesses parâmetros foi determinado o Índice de Vulnerabilidade Social (SoVI) para a área de estudo por meio da estatística multivariada através da técnica de Análise Fatorial (AF). A pluviosidade foi analisada de três maneiras distintas: chuvas diárias, chuvas acumuladas de 3 dias e 7 dias que antecederam a ocorrência do evento. Para cada uma dessas considerações utilizou-se da classificação de Sturges e foi determinado a probabilidade de uma determinada chuva desencadear desastres. A suscetibilidade ambiental (S) e os dados da precipitação (C) foram cruzados por meio de uma matriz de perigo para determinar o perigo (P) da área de estudo. Posteriormente o perigo foi cruzado com os resultados obtidos da análise social por meio de uma matriz de risco (R). A fim de analisar a influência dos processos hidrogeológicos, todo o processo metodológico foi conduzido em três blocos distintos: desastres de caráter hidrológicos, desastres de caráter geológico e um terceiro produzido pela combinação destes parâmetros. A metodologia desenvolvida é válida para desenvolver cartas de risco, entretanto possui uma grande dependência do inventário de desastres, por esse motivo deve ser aplicada para locais em que a confiabilidade do inventário seja elevada. O estudo indicou que a análise conjunta dos desastres hidrogeológicos é válida para escalas pequenas, onde o nível de detalhamento não é elevado.ItemTese de doutorado Contribuições da inovação aberta para a economia circular: um estudo multimétodo(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2024-06-18) Jesus, Gessica Mina Kim ; Jugend, Daniel ; Fiorini, Paula de CamargoA economia circular (EC) é uma abordagem promissora para melhorar a eficiência dos recursos e substituir o atual modelo de economia linear. No entanto, a transição para a EC está associada à capacidade de inovação tecnológica de produtos, serviços e processos, para manter o valor dos materiais por mais tempo nos sistemas de produção e consumo. Nesse contexto, o conceito de inovação aberta tem sido proposto para reduzir as barreiras de inovação e tecnológicas e, assim, facilitar a implementação da EC. Neste contexto, o objetivo geral deste estudo foi analisar como práticas de inovação aberta podem contribuir e impactar a implementação da EC. Para atingir esse objetivo, uma pesquisa multimétodo foi realizada em três etapas, com a elaboração de um artigo em cada etapa. Na primeira etapa foi realizada uma revisão sistemática da literatura para investigar qualitativamente como a inovação aberta poderia contribuir com a implementação da EC. Na segunda etapa foi adotada uma pesquisa survey com 163 empresas, para verificar as relações entre inovação aberta, EC, tecnologias da Indústria 4.0 e capacidade absortiva. Por fim, na terceira etapa realizou-se uma análise qualitativa operacionalizada por dois estudos de caso no setor de mineração, para analisar como práticas de inovação aberta poderiam contribuir para a implementação da EC. Os resultados deste estudo mostram que o campo de investigação envolvendo a inovação aberta e EC ainda é recente na literatura, com a maioria dos estudos qualitativos realizados na Europa e Ásia. As principais práticas de inovação aberta em direção a EC adotadas e encontradas foram a colaboração com stakeholders e a abordagem de cocriação. Na etapa quantitativa, este estudo revelou uma influência positiva e significativa das práticas de inovação aberta para a implementação da EC, com destaque para a colaboração com ONGs, startups, governos regionais, universidades e centros de pesquisa. Além do impacto direto das tecnologias da Indústria 4.0 na EC, também foi observado uma mediação positiva das tecnologias da Indústria 4.0 na relação entre inovação aberta e EC. As tecnologias da Indústria 4.0 que mais se destacaram na pesquisa estão associadas à big data, sistemas ciber físicos e inteligência artificial. Os estudos de casos revelaram que na mineração, a implementação da EC está em estágio inicial com apoio de práticas de inovação aberta inbound, por meio do desenvolvimento de projetos de inovação com startups, universidades e consultores externos de P&D. Portanto, entende-se que os resultados desta tese contribuem para a literatura de gestão de operações sustentáveis, ao analisar os aspectos teóricos e práticos da inovação aberta orientada a circularidade.ItemTese de doutorado Efeito da posição e dimensões de uma microrranhura produzida na superfície de saída da ferramenta de corte sobre os mecanismos de formação do cavaco(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2024-07-26) Ribeiro, Fernando Sabino Fonteque ; Sanchez, Luiz Eduardo de AngeloUma das importantes premissas no desenvolvimento da geometria das ferramentas de corte reside na minimização do contato cavaco/ferramenta a fim de mitigar as forças envolvidas na formação do cavaco e, assim, melhorar o desempenho da operação. Esta tendência se firmou em meados do século passado quando os maiores pesquisadores em usinagem daquela época lançaram mão das chamadas ferramentas de contato restrito, cujo valor da área de contato cavaco/ferramenta pode ser controladamente imposto, e então o efeito da área na força de usinagem avaliado. Na mesma época se deu o estudo dos quebra-cavacos em busca do compromisso satisfatório entre a forma desejada do cavaco e o inevitável acréscimo na força de usinagem. Como consequência do conhecimento acumulado vieram as ferramentas com ranhura, posicionada contigua à aresta de corte, que incorporaram as geometrias do corte restrito e dos quebra-cavacos se aproximando das ferramentas modernas. Após um intervalo relativamente grande, no início dos anos 2000, surgiram as primeiras ferramentas de corte estruturadas, também denominadas texturizadas. Essencialmente, se trata de ferramentas de corte em cuja superfície de saída e/ou de flanco é confeccionada uma estrutura geométrica em relevo, normalmente com padrão determinístico, em escala micrométrica ou nanométrica. Como princípio, busca-se, assim como nos estudos antecessores das ferramentas de corte, a minimização da área de contato e seus consequentes benefícios. No entanto, o corte derivativo, surgido pelo contato da superfície inferior do cavaco com uma aresta da estrutura/textura, produz efeito adverso ao ponto de inviabilizar o seu emprego. Ademais, o grande número de parâmetros envolvido na definição de uma superfície estruturada/texturizada e sua influência sobre a formação do cavaco ainda não conta com subsídios suficientes na literatura para sua total compreensão. Nesse contexto, este trabalho tem como objetivo central o estudo da influência dos principais parâmetros definidores de uma estrutura/textura, representado por uma única microrranhura, sobre as características da formação do cavaco e sua interação com a ferramenta com vista à intensidade do corte derivativo. Para isso, são avaliados o grau de recalque, a força de usinagem, observações da microestrutura do cavaco, obtidas com auxílio de um dispositivo “quick-stop” desenvolvido como parte deste trabalho, e filmagens da interação entre cavaco e ferramenta. A operação escolhida foi o corte ortogonal do cobre (eletrolítico) usando ferramentas de aço rápido, em cuja superfície de saída de cada uma delas foi confeccionada uma microrranhura com diferentes dimensões e posições em relação à aresta de corte. Em adição, sob as mesmas condições, foram conduzidos testes com ferramentas de contato restrito, uma vez que os dois tipos de ferramentas são direcionados à minimização da área de contato cavaco/ferramenta. De maneira geral, além das imagens inéditas da interação entre cavaco e microrranhura, observou-se que: o ângulo da direção do cavaco formado na ferramenta de corte restrito guarda relação com a posição e dimensões da microrranhura determinando a severidade do corte derivativo; uma combinação incorreta entre espessura de corte e posição da microrranhura gera outra região de aderência, adicional, com aumento do comprimento de contato cavaco/ferramenta; o melhor resultado alcançado nas condições do trabalho referem-se a uma microrranhura de 0,35 mm de largura com uma razão entre posição da microrranhura e espessura de Corte entre 2,5 e 5,5.ItemTese de doutorado New perspectives and insights on the determinants of pro-environmental behavior(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2024-05-29) Lima, Pedro Augusto Bertucci ; Mariano, Enzo Barberio ; Luiz, Octaviano RojasComportamentos que minimizem ou melhorem a qualidade do meio ambiente, isto é, comportamentos ambientais (PEBs), são relevantes para mitigar os problemas ambientais que afetam o planeta e a qualidade de vida das pessoas. Devido a isso, é fundamental compreender os determinantes desses comportamentos, para que eles possam ser estimulados. Dentre os fatores empregados para analisar o PEB, a teoria do valor-crença-norma (VBN, do inglês value-belief-norm) é uma das mais utilizadas por ter sido desenvolvida especialmente para a análise de PEBs através da incorporação de diferentes teorias e conceitos já existentes. Embora seja muito utilizada, ainda existem novas oportunidades e possibilidades de pesquisa com relação a esta teoria, inclusive integrando-a com outras teorias e constructos. Assim, o objetivo geral desta tese é propor novas perspectivas para a teoria VBN mediante a sua aplicação em diferentes contextos, e para explicar diferentes tipos de PEBs. De modo a alcançar este objetivo, esta tese é dividida em quatro artigos, cada um com um objetivo específico. O primeiro artigo, por meio de uma revisão sistemática da literatura, se propôs a mapear a relação entre a teoria VBN e anúncios ambientais. Como resultado, foi proposto um framework teórico que combina os estágios dos processos cognitivos de mensagens persuasivas com a teoria VBN, incluindo também fatores contextuais e de capacidades pessoais como moderadores. O segundo artigo teve como objetivo analisar como diferentes valores utilizados em mensagens sobre conservação biológica interagem com os valores individuais da audiência. O estudo foi aplicado em dois contextos: a interação entre humanos e saguis na cidade de Bauru, Brasil, e a presença de javalis selvagens na região metropolitana de Barcelona, Espanha. A pesquisa aponta que no caso do Brasil, mensagens altruístas e biosféricas moderam a relação entre valores individuais altruístas e biosféricos e a performance da mensagem, enquanto no contexto da Espanha as mensagens de controle, isto é, informativas, apresentaram efeito moderador. O terceiro artigo, que também contou com dados brasileiros e espanhois, analisou por meio de 40 modelos de equações estruturais como comportamentos reportados de reciclagem e compra de produtos reciclados interagem com a intenção de compra de produtos específicos produzidos com material reciclado. O estudo também teve como objetivo analisar o papel das crenças, normas pessoais e sociais, e atitudes na intenção de comportamento na interação entre comportamento reportado e intenção de comportamento. Os resultados apontam que o comportamento reportado de comprar produtos reciclados é o principal preditor da intenção de comprar produtos específicos feitos com material reciclado, tendo sido encontradas poucas relações entre comportamento de reciclagem e a intenção de compra, o que é uma barreira para o alcance da economia circular, vide a necessidade de se fechar o ciclo de materiais e energia nos ciclos de produção e consumo. As variáveis psicológicas empregadas apresentaram relação com intenção de comportamento, mas poucas relações de moderação. Por fim, o quarto estudo, que também utilizou modelagem por equações estruturais, teve como objetivo analisar como as capacidades humanas, analisadas de forma agregada e por dimensões separadas, se relacionam com PEB e qual o seu papel na interação entre normas pessoais e intenção de comportamento. Os resultados apontam que a relação entre capacidades humanas e PEB não é forte, dependendo das dimensões das capacidades e de categorias específicas de PEB. Além disso, os resultados indicam que as capacidades de agência humana moderam negativamente a relação entre normas pessoas e comportamentos ambientais. Desse modo, os resultados dessa tese oferecem novas possibilidades para a teoria VBN, em especial o papel da interação entre variáveis da VBN e outras variáveis como mensagens persuasivas, comportamentos passados e capacidades humanas, para explicar comportamentos ambientais. A tese também apresenta resultados que vão além da VBN, apresentando uma das poucas revisões de literatura na área de anúncios verdes, a sensibilização quanto a questões de conservação ecológica em Bauru e Barcelona, a relação entre comportamentos passados e intenção de comportamento no contexto da economia circular, e o desenvolvimento de um instrumento reduzido para aplicar a teoria das capacidades em estudos surveys.ItemTese de doutorado Método de construção de banco de dados para identificação de jogos para uso educacional no ensino superior(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2024-04-22) Machado, Bruna Andrade ; Souza, Fernando Bernardi deA qualidade dos engenheiros recém-formados no Brasil é discutida há anos, concluindo-se que existem lacunas entre o que se aprende nos cursos e o que o mercado de trabalho espera. Analisando o atual cenário, o Ministério de Educação (MEC) homologou, em 2019, as novas Diretrizes Curriculares Nacionais (DCNs), que enfatizam o desenvolvimento de competências e o uso de metodologias ativas, as quais visam tornar o aluno o protagonista de sua formação. Uma das possíveis metodologias a serem adotadas é a Game-based learning (GBL), a qual se apoia no uso de jogos com fins educacionais para unir teoria e prática e, a partir de simulações, apresentar e fixar conceitos de forma lúdica e descontraída, implicando maior engajamento e interesse dos alunos. Ocorre que a falta de conhecimento e a dificuldade de acesso aos jogos ainda são barreiras para a implementação dessa metodologia. Como forma de estimular a promoção de seu uso, essa pesquisa propõe o desenvolvimento de um método de construção de banco de dados para identificação e seleção de jogos em função de determinadas características de interesse do docente. Para tanto, o presente trabalho fez uso da Design Science Research para identificar tal lacuna, justificar a pesquisa, construir e validar a metodologia proposta. Como resultados, têm-se: o desenvolvimento de um padrão de metadados voltado aos jogos educacionais (SGM – Serious Game Metadata) composto por 16 elementos, a definição de vocabulários controlados, a identificação e catalogação de jogos educacionais voltados para a Engenharia de Produção, o desenvolvimento, disponibilização e avaliação de um banco de dados online, bem como a sistematização de um modelo e construção de banco de dados para jogos educacionaisItemTese de doutorado Otimização da medição de impedância elétrica para monitoramento de integridade estrutural pela configuração do número de ciclos do sinal de excitação(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2024-04-22) Silva, Cláudio José Ribeiro da ; Baptista, Fabricio Guimarães ; Budoya, Danilo EcidirPesquisadores têm utilizado amplamente sistemas de medição comerciais e alternativos no monitoramento da integridade estrutural baseado em impedância, onde um transdutor piezoelétrico conectado à estrutura monitorada é excitado enquanto sua impedância elétrica é medida. No entanto, a literatura carece de atenção ao número necessário de ciclos do sinal de excitação, uma questão frequentemente ignorada pelos pesquisadores. Portanto, esta tese teve como objetivo analisar o impacto do número de ciclos de excitação nas medições de impedância, utilizando tanto uma abordagem teórica baseada na resposta dinâmica da estrutura monitorada quanto uma abordagem experimental que emprega um sistema de medição baseado em dispositivo de aquisição de dados com número de ciclos de excitação variável. Foram analisadas quatro estruturas de diferentes tamanhos e materiais, e os resultados mostram que o número adequado de ciclos para que a medição de impedância seja otimizada depende do fator de amortecimento da estrutura monitorada. Configurar o sistema de medição com o número ideal de ciclos pode melhorar notavelmente a medição dos picos de ressonância relacionados às frequências naturais da estrutura, aumentando assim o desempenho na detecção de danos estruturais, bem como a reprodutibilidade das medições de impedância. Portanto, os resultados reportados nesta tese podem ser úteis aos pesquisadores na configuração de diferentes sistemas de medição de impedância para obter melhor desempenho em aplicações de monitoramento de integridade estrutural.ItemTese de doutorado Análise da integridade superficial e subsuperficial em inconel 718 após roleteamento convencional e a quente(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2024-03-05) Godoi, Eduardo Luiz de ; Sanchez, Luiz Eduardo de Angelo ; Fragelli, Renan LuisO roleteamento, tradução livre de “roller burnishing”, é um processo associado à fabricação de peças metálicas, sem remoção de material, que se beneficia do mecanismo de deformação plástica para melhorar vários aspectos mecânicos da peça, como aumento da tensão residual de compressão, aumento da dureza, resistência ao desgaste e diminuição da rugosidade superficial. Para tanto, emprega uma ferramenta de maior dureza que a peça, executando um movimento de avanço. A ferramenta pode ser estática ou dotada de movimento de rotação. O objetivo principal deste trabalho foi avaliar os efeitos superficiais e subsuperficiais do roleteamento, produzido por uma ferramenta em forma de rolo, com rotação livre, em peças de Inconel 718 na temperatura ambiente e sob aquecimento a 310 °C efetuado por um conjunto de resistências de quartzo montadas em torno da peça. A ferramenta adotada foi um rolamento de zircônia, a qual foi mantida sob um carregamento constante de 500 N, sendo executados quatro passes repetidos sobre uma peça cilíndrica previamente torneada. Para ambas as condições de temperaturas ensaiadas, e após cada passe de roleteamento, foram realizadas medidas de rugosidade, desvio de circularidade, nanodureza e tensão residual na superfície da peça. Em adição, foram feitas imagens da microestrutura por meio de microscopia eletrônica de varredura com posterior observação dos efeitos da deformação plástica usando a técnica EBSD. Como resultado, constatou-se que o roleteamento diminuiu tanto a rugosidade média aritmética (Ra) quanto o desvio de circularidade, em relação a peça inicial vinda do torneamento. Observou-se, ainda, que a tensão residual mudou do estado de tração para compressão. Ademais, o roleteamento convencional promoveu um aumento de dureza em cerca de 20% em relação à peça torneada, e de aproximadamente 30 % com auxílio do aquecimento. Na mesma direção, o roleteamento convencional diminuiu a rugosidade superficial em cerca de 60% em relação à peça torneada, enquanto a operação com aquecimento alcançou aproximadamente 75%.ItemTese de doutorado Reformulação do problema de fluxo de potência ótimo discreto com restrições disjuntivas e de complementaridade(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2023-08-03) Alencar, Marina Valença ; Soler, Edilaine Martins ; Silva, Diego Nunes da ; Universidade Estadual Paulista (Unesp)O sistema elétrico de potência é um sistema complexo, que contém uma série de dispositivos controláveis que influenciam diretamente no seu desempenho. Devido a tal complexidade, abordagens de modelagem e solução a partir de técnicas de otimização têm sido cada vez mais utilizadas para auxiliar na operação de tais sistemas. Entre estas ferramentas, pode-se citar o Fluxo de Potência Ótimo (FPO), o qual pode ser modelado como um problema de otimização restrito, não linear e não convexo. Propõe-se neste trabalho um modelo para o problema de FPO que visa minimizar o custo de geração de potência ativa considerando as variáveis contínuas e discretas, os efeitos de ponto de carregamento de válvula, zonas de operação proibidas, múltiplas opções de combustíveis e a atuação dos dispositivos de controle por meio de restrições de complementaridade. Além disso, propõe-se uma abordagem de resolução que integra estratégias para tratamento da não diferenciabilidade que o efeitos de ponto de carregamento de válvula traz para a função objetivo, para tratamento das restrições disjuntivas relativas às zonas de operação proibidas e às múltiplas opções de combustíveis, bem como o tratamento das variáveis discretas e a reformulação para as restrições de complementaridade por meio de um problema equivalente, tornando-o viável de ser resolvido diretamente por solvers. A viabilidade da proposta foi analisada por meio de testes numéricos, utilizando os sistemas elétricos IEEE 30, 118 e 300 barras.ItemTese de doutorado Cálculo de ofertas estratégicas por meio de sistema de curvas cota-preço Nodais com restrições de rede em mercados do dia seguinte(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2023-08-04) Cabana, Tiago Gomes ; Nepomuceno, Leonardo ; Universidade Estadual Paulista (Unesp)No mercado pool de energia do dia seguinte, o problema de cálculo de ofertas estratégicas (COE) de uma companhia geradora price-maker consiste em calcular as ofertas desta companhia no leilão de modo maximizar seus lucros. O COE tem sido formulado por meio de modelos de otimização bi-nível, em que o nível superior envolve a maximização dos lucros da companhia e o nível inferior envolve o problema de compensação de mercados (do inglês, market clearing procedure) utilizado pelo operador de mercado. Esta abordagem de COE apresenta dificuldades devido à necessidade de que o problema de nível inferior seja convexo, o que não ocorre na operação prática dos mercados. Outra abordagem para o COE envolve a utilização de problemas de autoprodução (AP) que definem as ofertas ótimas da companhia geradora com base nas previsões de preços de equilíbrio do sistema fornecidos pela curva cota-preço, a qual relaciona o preço de equilíbrio do sistema com a cota aceita pela companhia. Entretanto, esta abordagem pode apresentar erros de estimação de preços associados às imprecisões da curva cota-preço. Esta tese tem por objetivo propor um modelo de COE baseado em modelos de AP e nas curvas cota-preço, que considera a representação de aspectos físicos e operativos práticos de unidades termelétricas, da rede de transmissão e de incertezas associadas às ofertas das unidades geradoras das demais companhias e aos lances dos consumidores. Para tanto, é proposto um sistema de curvas cota-preço nodais, obtido por meio de modelos de otimização, que reduz consideravelmente os erros de estimação de preços de equilíbrio e um novo modelo de AP que utiliza este sistema de curvas de modo a obter as ofertas estratégicas para o mercado do dia seguinte.ItemTese de doutorado Stents bioabsorvíveis para tratamento de coarctação da aorta em crianças: simulação numérica utilizando elementos finitos(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2023-07-14) Santos, Flávio José dos ; Sousa, Edson Antônio Capello ; Andrade, Aron José Pazin de ; Universidade Estadual Paulista (Unesp)Stents vêm sendo utilizados para o tratamento de Coarctação da Aorta (CoA), que é uma estricção da artéria, impedindo parcialmente a passagem do sangue. Sua correção é geralmente feita através de cirurgia ou com a utilização de stents metálicos, os quais se tornam um problema em crianças, pois, devido ao seu crescimento, novas cirurgias ou novas dilatações do stent se fazem necessárias. Novas cirurgias trazem novos riscos à criança e a dilatação do stent só é possível até um determinado diâmetro. Assim, a utilização de stents bioabsorvíveis surge como uma possibilidade para o tratamento de CoA, visto que estes dispositivos permanecem temporariamente no corpo do paciente e depois são degradados. Por se tratar de materiais geralmente poliméricos com baixa rigidez, baixo módulo de elasticidade, e da artéria aorta com grande diâmetro, a simulação numérica e computacional através de elementos finitos envolve grandes deformações e alto grau de não-linearidade, o que torna a simulação bastante complexa. Esta pesquisa teve como objetivo desenvolver um modelo em elementos finitos para avaliar a performance de três geometrias propostas pela Fundação Adib Jatene, associada ao Instituto Dante Pazzanese de Cardiologia utilizando-se um material bioabsorvível polimérico, PLLA (PLLA: Poly-L-Lactide Acid). Foram desenvolvidos ao todo cinco modelos principais em elementos finitos e foi apresentado um método inovador para validar as simulações realizadas, através de testes customizados de ensaio de tração. Pôde-se constatar que o encurtamento, foreshortening, das geometrias dos stents apresentaram resultados muito promissores, abaixo de 3%, enquanto o recuo elástico, recoil, apresentou resultados elevados. Apesar disso, verificou-se que o recoil diminui a medida em que o diâmetro máximo alcançado pelo stent aumenta. Foi realizado a simulação do ensaio de dobramento em três pontos para as geometrias finais e verificou-se que as diferentes geometrias obtiveram curvas força versus deflexão diferentes. Também foi verificado que o processo de crimpagem possui pouca influência no padrão de distribuição de tensões no stent e na aorta. No trabalho foram avaliados dois modelos hiperelásticos da aorta disponíveis na literatura, um modelo de Mooney-Rivlin e outro de Yeoh. Foi visto que os dois modelos apresentaram rigidezes diferentes, que influenciaram a performance do stent em termos de recoil. Por fim, conclui-se que o método de elementos finitos é uma ferramenta poderosa para avaliar virtualmente as geometrias propostas do stent, poupando tempo e recursos.ItemTese de doutorado Comparação entre diferentes rebolos aplicados no processo de retificação utilizando lubrirrefrigeração sustentável(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2023-07-07) Sato, Bruno Kenta ; Lopes, José Claudio ; Universidade Estadual Paulista (Unesp)A Mínima Quantidade de Lubrificante (MQL) foi desenvolvida para possibilitar a implementação da sustentabilidade nos processos de usinagem. No presente estudo parâmetros como: vazão de fluido de corte, tipo de rebolo e o sistema de limpeza da superfície de corte do rebolo serão avaliados para atingir o melhor desempenho da técnica de MQL no processo de retificação. A comparação entre rebolos superabrasivo (CBN) e convencional (Al2O3), variação da vazão do fluido de corte (30 ml/h, 60 ml/h e 120 ml/h) e a utilização do sistema de limpeza será feita com base nos parâmetros de saída: rugosidade superficial, erro de circularidade, desgaste diametral do rebolo, análise confocal da superfície retificada, potência da retificação, emissão acústica e microscopia ótica. De forma inovadora, esse estudo apresenta o cálculo de custo por peça e a emissão de CO2 por peça retificada para as diferentes condições analisadas. Em todos os parâmetros analisados o desempenho do rebolo de CBN foi superior ao rebolo de Al¬2O3, apresentando, em média, rugosidade superficial 29% e um desvio de circularidade 9% menores em comparação com o rebolo de Al2O3. Além disso, o desgaste do rebolo de CBN foi 127% menor, a emissão acústica 42% menor e a potência 13% menor em relação ao rebolo convencional. No entanto, o custo por peça apresentado pelo rebolo de Al2O3 é significativamente menor em comparação ao rebolo de CBN, independentemente do método de lubrirrefrigeração utilizado. O custo da retificação utilizando MQL foi em média 72% menor ao utilizar o rebolo de Al2O3. Além disso, o custo ao utilizar a refrigeração convencional foi 7% mais caro quando o rebolo de CBN foi utilizado.ItemTese de doutorado Desempenho dos transformadores de distribuição relacionado à geração distribuída(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2023-07-07) Carvalho, Fábio de Oliveira ; Souza, André Nunes de ; Amaral, Haroldo Luiz Moretti do ; Universidade Estadual Paulista (Unesp)Atualmente, busca-se o equilíbrio entre a oferta de energia e o consumo diante do aumento da população e do padrão de consumo atual, pois a utilização de recursos minerais ocasiona danos ao meio ambiente. Por essa razão, empenha-se em uma inserção na matriz energética de fontes renováveis. No âmbito da eletricidade, destacam-se os geradores fotovoltaicos pela facilidade de instalação, abundância de fonte solar e baixo custo. Permite-se o uso desse recurso em domicílios ou em qualquer ponto da rede, contribuindo para uma mais ampla penetração da geração distribuída. Esse cenário proporciona o surgimento de efeitos tais como fluxo reverso, sobretensão e distorções harmônicas, os quais podem interferir na integridade do sistema elétrico, dessa maneira necessitando que se desenvolvam estudos nesse sentido. O objetivo deste trabalho foi realizar uma análise do desempenho dos transformadores de distribuição em relação à inserção da geração distribuída. As diretrizes metodológicas adotadas se baseiam em normas nacionais e internacionais tais como, NBR 5356-7, NBR 5356-8, IEEE Std 57.110/2018 e IEEE Std 57.91/2011. No decorrer deste trabalho foi realizada uma simulação de um estudo de caso, considerando um transformador de distribuição de 112,5 kVA submetido a um carregamento genérico e distorções harmônicas de corrente. Nesse circuito foi introduzida uma geração distribuída. Os resultados obtidos sugerem uma redução na expectativa de vida do transformador, interferindo negativamente nos custos da empresa. Diante disso, conclui-se sobre a necessidade de se investigar a presença de distorções harmônicas nas redes de distribuição, além de um estudo profundo da sua interferência na operação dos diversos componentes do sistema elétrico, como o transformador.ItemTese de doutorado Aplicação da técnica híbrida de MQL com limpeza da superfície de corte do rebolo para uma produção mais limpa e verde(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2023-04-18) Rodriguez, Rafael Lemes ; Lopes, José Claudio ; Bianchi, Eduardo Carlos ; Universidade Estadual Paulista (Unesp)Soluções com maior ecoeficiência têm sido cada vez mais propostas por pesquisadores e pelo setor industrial em todo o mundo nos últimos anos, a fim de tornar os sistemas de fabricação mais verdes e limpos. Essa ação está relacionada ao alerta global sobre a geração de gases de efeito estufa, como o CO2, conforme informado pelo Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas (IPCC, Intergovernmental Panel on Climate Change). Uma das questões de maior risco ambiental no processo de usinagem é a aplicação de fluidos de corte, especialmente no processo de retificação em que os fluidos de corte são fundamentais para controlar a alta geração de calor e evitar queimas superficiais da peça e alterações microestruturais. A técnica da mínima quantidade de lubrificação (MQL) foi amplamente relatada na literatura como uma técnica de lubrirrefrigeração potencialmente alternativa à técnica convencional abundante. No entanto, o principal limitante da técnica de MQL na retificação está relacionado à geração do fenômeno de empastamento produzido por cavacos que se alojam na superfície do rebolo devido ao baixo volume de óleo aplicado por essa técnica e consequentemente à sua menor ação lubrirrefrigerante. A fim de propor melhorias à técnica MQL, aumentar sua eficiência, viabilizar e desenvolver uma técnica de lubrirrefrigeração potencialmente mais verde, este trabalho propõe e avalia a aplicação da técnica híbrida de MQL com limpeza da superfície de corte do rebolo (HMQL + WCJ, “Wheel Cleaning Jet”) que combina a aplicação óleo e água na proporção 1:5 no processo de retificação com rebolo de Al2O3 do aço AISI 4340. Esta técnica foi comparada com as técnicas convencional abundante e com a técnica de MQL com óleo puro e limpeza da superfície de corte do rebolo (PMQL + WCJ). Ambas as técnicas de MQL (híbrida e pura) foram testadas as vazões de 30, 60 e 120 mL/h. A técnica PMQL + WCJ produziu os piores resultados independente da vazão. A técnica HMQL + WCJ a 120 mL/h a maior vazão (120 mL/h) apresentou desempenho próximo à técnica convencional em termos de rugosidade superficial, microdureza, comportamento do empastamento na superfície do rebolo, desvio de forma da peça, potência consumida, geração de CO2 durante o processo e emissão acústica e desempenho superior em termos de relação G. Isso indica o potencial ecoeficiente desta técnica para ser amplamente empregada na indústria de manufatura e mitigar o impacto ambiental e a pegada de carbono.ItemTese de doutorado Aplicação de diferentes métodos de lubrirrefrigeração com inibidores voláteis de corrosão na retificação de aço endurecido(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2023-02-24) Sales, Alan Rodrigo de ; Lopes, José Claudio ; Bianchi, Eduardo Carlos ; Universidade Estadual Paulista (Unesp)Em meio à atual busca por adequações dos processos produtivos em função da saúde humana e preservação do ambiente, sem renunciar à preocupação com os custos e a qualidade dos produtos, é preciso pesquisas a tentar novas técnicas de lubrirrefrigeração eficientes como alternativas às convencionais. Assim, busca-se técnicas modernas que possam substituí-las, nesse sentido, a técnica MQL (mínima quantidade de lubrificante) vem sendo uma alternativa pois utiliza baixo fluxo de óleo com ar em alta pressão, diminuindo a quantidade de resíduos gerados no processo. Assim este trabalho teve como objetivo comparar os métodos da lubrirrefrigeração com a aplicação dos fluidos com inibidores voláteis de corrosão (VCI) com fluido de corte base, utilizando métodos de lubrirrefrigeração convencional, MQL sem limpeza e MQL com limpeza da superfície de corte do rebolo (MQL+WCJ). Todos os métodos de lubrirrefrigeração foram aplicados na retificação de aço endurecido (ABNT 4340) com rebolo de óxido de alumínio. Os parâmetros de saída analisados foram: rugosidade média aritmética (Ra), desvio de circularidade, microdureza da peça, desgaste diametral do rebolo, emissão acústica e potência de retificação. As superfícies retificadas foram avaliadas por microscopias óptica e confocal, microscopia eletrônica de varredura. Não foram observados danos térmicos, microtrincas ou alterações microestruturais nas peças, independentemente do método de lubrirrefrigeração aplicado. Além disso, pode-se concluir que o uso de fluidos de corte com VCI evidenciaram os melhores resultados em comparação ao fluido de corte base.ItemTese de doutorado Controle ótimo para manipulador robótico com três graus de liberdade sujeitos a fricção dependente de carga(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2023-02-02) Luz Junior, José Adenilson Gonçalves ; Balthazar, José Manoel ; Universidade Estadual Paulista (Unesp)Este trabalho estuda a modelagem matemática e a implementação de um controle SDRE para um manipulador robótico com três graus de liberdade operando em Planejamento de Trajetória e com componentes de fricção dependentes de carga. O principal objetivo deste estudo está na compreensão de como a carga submetida aos elos influi na capacidade do manipulador de operar em uma determinada trajetória. A verificação da eficiência do modelo proposto foi feita em duas etapas, inicialmente uma simulação numérica buscando ajustes no modelo para a segunda etapa que consiste no desenvolvimento de um modelo prático do manipulador. A partir da comparação entre os dois grupos de dados obtidos é possível traçar um modelo teórico mais próximo do experimental e buscar cada vez mais refinamento nas modelagens dinâmicas dos manipuladores robóticos.ItemTese de doutorado Estudo do atraso de propagação em redes complexas de osciladores(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2022-12-12) Felix, Roger Oliva ; Bueno, Átila Madureira ; Serni, Paulo José Amaral ; Universidade Estadual Paulista (Unesp)As malhas de sincronismo de osciladores têm grande importância em diversas aplicações na física e na engenharia, pois permitem a correta distribuição das informações. Diversas estratégias de distribuição de sinais de relógio podem ser utilizadas, desde estratégias descentralizadas como as mutuamente conectadas, até estratégias fortemente hierarquizadas como as redes mestre-escravo. Em quaisquer das estratégias podem ocorrer problemas relacionados à instabilidade do sincronismo, além do surgimento de comportamentos oscilatórios irregulares, como nos casos de osciladores caóticos, devido ao comportamento não linear usualmente presente, principalmente em sistemas de alta ordem. As redes de osciladores também são muito importantes para o desenvolvimento de modelos matemáticos de diversos sistemas complexos, descrevendo o comportamento de sistemas físicos, biológicos e sociais. Nesse contexto, os sistemas complexos são caracterizados pela interação de seus componentes, levando à produção de novas informações ou comportamentos emergentes que não podem ser observados ou inferidos a partir das condições de contorno, o que limita a previsibilidade. Mediante os resultados obtidos neste trabalho foi possível concluir que o atraso de propagação existente nas redes de osciladores é considerado um comportamento emergente, e para atenuar esse comportamento indesejável aplicou-se um projeto de controle de sincronismo que apresentou um ótimo desempenho na sincronização de sinais. Portanto, o foco desse trabalho é o estudo do comportamento de modelos matemáticos de redes de osciladores, do ponto de vista de sistemas complexos, levando em consideração o atraso de propagação entre os nós das redes. Dado o exposto, o trabalho apresenta também o estudo do jitter de frequência dupla existente nas malhas de sincronismo e o estudo do projeto de controle de sincronismo baseado no conceito da estabilidade de Lyapunov que tem como objetivo garantir o sincronismo das redes de distribuição de sinais de relógios.