University of Pernambuco - Engineering School/ Editorial System Journals
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Localização Fraca no Transporte Eletrônico em Sistemas Mesoscópicos
No full textNa pesquisa científica e tecnológica em sistemas nanoestruturados há grandes desafios na compreensão das propriedades de transporte em sistemas eletrônicos. Os fundamentos da teoria de transporte quântico envolvem desde tópicos de física de não-equilíbrio (de Groot, 2013) até teoria quântica de muitos corpos (Stefanucci, 2013). Embora essas ferramentas teóricas tenham esclarecido muitos aspectos de transporte em sistemas de baixa dimensionalidade, o aperfeiçoamento de sua descrição continua em desenvolvimento. Os fenômenos de transporte em nanoestruturas também podem ser descritos por técnicas semiclássicas utilizadas em escala mesoscópica (Datta, 1997), que envolvem processos de transporte coerente a baixas temperaturas em heteroestruturas semicondutoras GaAs/AlGaAs, nas quais a descrição como gás bidimensional de elétrons, modelados como sistemas quantum-caóticos, é válida. O transporte eletrônico nesses sistemas é descrito pela estatística das flutuações de corrente de carga (Levitov, 1996), da qual extraímos os cumulantes da distribuição e obtém-se observáveis de transporte como a condutância, a potência de ruído de disparo e demais cumulantes de ordem superior. Tais cumulantes são sensíveis apenas à topologia da rede e às classes de simetria de Wigner–Dyson (Mehta, 2004), demonstrando universalidade pela irrelevância estatística das informações microscópicas. O aprimoramento da modelagem da correção quântica de localização fraca em redes balísticas, via teoria de grafos, provê meios para investigar o efeito de interferência quântica segundo a topologia da rede e o crossover do regime balístico ao difusivo. Por meio da Teoria Quântica de Circuitos de Y. Nazarov (Nazarov, 2009), os cumulantes da estatística de contagem de carga são calculados, no regime semiclássico, a partir de uma função geratriz definida por uma pseudocorrente não-ôhmica, estabelecida por um conjunto análogo de “leis de Kirchhoff” em equações algébricas não lineares. A abordagem desta pesquisa envolve técnicas analíticas e métodos numéricos, com auxílio de computação algébrica. A criação de um programa no software Wolfram Mathematica contribui para investigar um modelo mais simples e eficiente das diversas topologias de redes presentes na literatura sobre propriedades quânticas de transporte em pontos quânticos balísticos. A abordagem semiclássica, na qual se aplicam as correções quânticas, é suficiente para descrever a maioria dos fenômenos em física mesoscópica; os métodos semiclássicos de matéria condensada dão o tratamento formal desejado às grandezas de transporte de interesse. Com os resultados das correções de localização fraca obtidos por Sena-Junior (Sena, 2014), construímos, nesta pesquisa, as expressões para as correções de localização fraca para os cumulantes da estatística de contagem de carga para uma rede arbitrária em termos da matriz de adjacência ponderada da rede, para a qual é explorada aqui em uma rede linear homogênea. Essa abordagem mostra maior eficiência em relação à técnica descrita na literatura para determinação dos cumulantes em redes de pontos quânticos no regime semiclássico. O desenvolvimento das correções de localização fraca permitirá, em trabalhos futuros, a obtenção de resultados para redes de grafos aleatórios
Proposta de Dispositivo de Baixo Custo para Detecção de Corrente Elétrica em Postes de Iluminação Pública em Áreas Alagadas na Cidade do Recife
No full textO aumento da frequência e intensidade de alagamentos em áreas urbanas brasileiras, agravado pela urbanização desordenada e pelas mudanças climáticas, expõe a população a riscos elétricos significativos, principalmente devido a postes de iluminação pública energizados em vias inundadas. Em fevereiro de 2025, um caso fatal ocorrido na Rua Dom Bosco, no bairro da Boa Vista, Recife, em que um jovem morreu eletrocutado ao atravessar uma rua alagada, evidenciou a urgência de medidas preventivas. A literatura nacional e internacional apresenta soluções voltadas à detecção de alagamentos e monitoramento estrutural de postes, como sensores ultrassônicos, sistemas de Internet das Coisas (IoT) e monitoramento de tensão e corrente (Pinheiro, 2011; Quattrocchi et al., 2023; Santos, 2023). Entretanto, há uma lacuna no desenvolvimento de dispositivos simples e de baixo custo que integrem a detecção de alagamento com o risco elétrico. Neste contexto, o presente trabalho tem como objetivo propor o desenvolvimento de um dispositivo compacto, de baixo custo e alimentado por energia solar, capaz de detectar a presença de corrente elétrica em postes de iluminação pública localizados em áreas sujeitas a alagamentos e emitir alertas visuais e sonoros à população. A metodologia adotada foi de caráter exploratório e descritivo, estruturada em três etapas principais: levantamento de dados junto à população residente em bairros historicamente afetados por alagamentos no Recife, análise interpretativa e espacial dos dados obtidos e concepção do protótipo de detecção. O levantamento foi realizado por meio de formulário estruturado, distribuído online via Google Forms, obtendo 58 respostas válidas de moradores de bairros como Afogados, Boa Vista, Casa Amarela e Santo Amaro. Foram coletadas informações sobre frequência de alagamentos, percepção de risco elétrico e experiências pessoais com acidentes ou quase-acidentes envolvendo eletricidade durante inundações. Dos participantes, 37,9% relataram que suas áreas alagam ocasionalmente e 20,7% afirmaram que alagam com frequência, totalizando 58,6% expostos regularmente a alagamentos. Em relação à percepção de risco elétrico, 60,3% já presenciaram situações de risco com poças de água possivelmente energizadas e 96,6% já observaram postes com fiações soltas ou oferecendo perigo, evidenciando a vulnerabilidade da infraestrutura urbana. A análise dos dados permitiu identificar regiões prioritárias para a instalação do dispositivo e reforçou a necessidade de uma solução preventiva acessível. Diversos relatos qualitativos apontaram a relevância social da proposta e a urgência de dispositivos de alerta em áreas alagadas. O protótipo idealizado é composto por um detector de tensão alternada sem contato, sondas condutivas para detecção da presença de água, um microcontrolador de baixo consumo energético e sistema de sinalização sonora e visual. A alimentação ocorre por meio de mini placa solar e bateria recarregável, garantindo operação contínua mesmo à noite ou em dias nublados. O dispositivo permanece em modo de espera até a combinação de duas condições: presença de água e detecção de campo elétrico. Quando ambas ocorrem, o sistema emite um alarme sonoro agudo e intermitente, aliado a LEDs de alto brilho piscando, alertando a população próxima. O circuito eletrônico é protegido por caixa resistente à chuva e poeira, com isolamento elétrico reforçado para evitar condução acidental. Os resultados parciais indicam que o protótipo é tecnicamente viável, com custo estimado entre R 250,00 por unidade em produção artesanal, podendo ser reduzido para cerca de R$ 150,00 em produção em escala. A aceitação social demonstrada na pesquisa, aliada ao baixo custo e à simplicidade do sistema, reforça o potencial da proposta para integração em políticas de prevenção de acidentes elétricos urbanos. Conclui-se que o dispositivo representa uma medida complementar à gestão de riscos urbanos em cidades com recorrentes episódios de alagamento, contribuindo para a mitigação de acidentes por choque elétrico e eletrocussão. Recomenda-se, para etapas futuras, a realização de testes em campo, ajustes de sensibilidade do sistema a diferentes níveis de condutividade da água e articulação com órgãos públicos para implantação piloto em áreas críticas do Recife
Protótipo de Simulador Solar Inteligente Com Fontes Halógena e de LED Para Caracterização de Equipamentos Solares Comerciais
No full textO desenvolvimento de novas pesquisas relacionadas a energia fotovoltaica vem se tornando cada vez mais importante, e para que possam ser realizadas da melhor maneira necessitam do auxílio de certos equipamentos, como simuladores solares, preferencialmente o mais barato e eficiente possível (Matson et al., 1984). Objetivo: Desenvolver um protótipo de um equipamento capaz de simular a intensidade e o espectro da luz solar sobre uma área equivalente à de um painel solar comercial utilizando fontes de luz facilmente acessíveis controladas de forma inteligente. Metodologia: Será feito um arranjo luminoso com uma combinação de pastilhas de LED de potência emitindo radiação em comprimentos de onda de 450 nm (azul), 750 nm (magenta) e 850 nm (infravermelho) e lâmpadas halógenas. Este arranjo será organizado de forma a se obter uma distribuição homogênea da luz numa superfície de 600 cm² e cada fonte de luz será controlada individualmente por um computador, de modo que seja possível simular a incidência de luz solar em diferentes condições. Para a caracterização do simulador solar proposto, de acordo com a norma IEC 60904-9:2020 (IEC, 2020), será analisada a Correspondência Espectral (SM), Não Uniformidade Espacial (SNU) e a Instabilidade Temporal (TIE). Resultados: Para os três parâmetros analisados, espera-se que o simulador proposto possa ser classificado no mínimo como AAA, o que indicaria excelente qualidade. Resultados preliminares obtidos para os três parâmetros foram SM = 1,05, SN = 4,6 e TIE = 0,08, o que leva a uma classificação BAA. Como parâmetros adicionais serão traçadas as curvas potência x tensão (P − V) e corrente x tensão (I − V) de um painel solar de 5W e área igual a 600 cm² através do simulador e de forma outdoor (Meribout et al., 2023), e serão realizados testes com coletor solar. Resultados preliminares verificaram erro relativo inferior a 4% para todos os parâmetros do painel analisados. Conclusões: Os resultados preliminares indicados neste trabalho mostram a viabilidade e eficiência do projeto de um simulador solar inteligente com fontes de luz incandescente e semicondutora de baixo custo e com potencialidade para caracterização de equipamentos fotovoltaicos comerciais
Análise Preliminar das Encostas do Sítio Histórico de Olinda
No full textO Sítio Histórico de Olinda é a área urbana mais antiga da cidade, resultado de um longo processo de ocupação e transformação iniciado em 1535, quando Olinda havia sido fundada como vila por Duarte Coelho Pereira. Tal processo se delineou em conformidade com as características geomorfológicas do lugar, que consiste em um conjunto de colinas litorâneas, seguindo as tradições urbanísticas portuguesas oriundas do medievo. No entanto, obras irregulares que, não apenas podem ser descaracterizantes, como podem também apresentar riscos estruturais aos moradores, aos visitantes e ao patrimônio como um todo são executadas no SHO, alterando as condições geomorfológicas do sítio, sendo importante maior cautela e rigor técnico no trato das edificações mais antigas e também nas reformas e ampliações. O objetivo deste trabalho foi realizar um levantamento inicial referente à situação geotécnica do SHO. Para tal, foram realizadas visitas técnicas, coletas de amostras deformadas em um talude inserido no perímetro tombado, ensaios de laboratório e análise da estabilidade de em software. A experiência de percorrer a pé as ladeiras de Olinda, com um olhar atento e analítico, permitiu identificar uma série de problemas pontuais que, somados, compõem um panorama abrangente do cenário atual. A simples observação revelou desafios significativos, como taludes desprotegidos, expostos a processos erosivos e movimentações de massa, e declividades acentuadas, que ampliam os riscos de instabilidade e dificultam a ocupação segura do solo. Além disso, foram detectados sinais claros de movimentação, como fissuras, desníveis e deslocamentos em muros e edificações, indicando a presença de processos geotécnicos ativos que demandam atenção imediata. Outro aspecto crítico observado, foi a ocupação antrópica desordenada, marcada pela expansão urbana irregular e pela falta de planejamento adequado. Essa dinâmica se reflete em intervenções recentes, como cortes de encostas, paredes inacabadas e a deposição irregular de resíduos de construção, que contrastam fortemente com a paisagem histórica e natural da cidade. A presença de caixas d'água poliméricas e emboços quase frescos, por exemplo, destoa da estética tradicional e evidencia a falta de integração entre o novo e o antigo. Os estudos conduzidos em laboratório confirmam que o solo predominante na área investigada é essencialmente arenoso, embora frequentemente recoberto por materiais finos de natureza siltosa ou argilosa. Além disso, a presença de pedregulhos de sílica e quartzo reforça a caracterização sedimentar da formação, um aspecto relevante para a compreensão do comportamento mecânico do solo na região. A aplicação do método do equilíbrio limite no software Slide demonstrou ser uma abordagem eficiente para análises de estabilidade, especialmente, em cenários com limitações de tempo e recursos computacionais. A simplicidade do método, que assume uma superfície de ruptura e um Fator de Segurança (FS) único, permitiu a obtenção de resultados confiáveis para taludes de baixa e alta declividade. A escolha do talude em frente ao Colégio Academia Santa Gertrudes como referência foi acertada, uma vez que sua baixa declividade (aproximadamente 26º) e a ausência de sinais de movimentação em campo corroboram com o Fator de Segurança (FS) de 2,52 obtido na análise. Esse resultado validou a metodologia aplicada e os parâmetros adotados, servindo como base para comparação com taludes mais críticos. A análise do talude entre a Rua Bertioga e o Observatório de Olinda, com declividades que variam de 14º a 45º, revelou uma condição de instabilidade (FS = 1,30), abaixo do Fator de Segurança Mínimo (FSmín) de 1,5. Baseado em pesquisas anteriores de grande relevância, tais como Gusmão (2021), Gusmão Filho (2001) e, Gusmão Filho et al. (1986), espera-se que este trabalho se integre a essa trajetória e contribua de forma imediata para a qualidade de vida das pessoas e a preservação do patrimônio construído. Além disso, almeja-se que seus impactos sejam sentidos a longo prazo, auxiliando na construção de uma cidade mais segura, sustentável e respeitosa com sua história, à semelhança das edificações que há séculos resistem e contam a evolução do território estudado
Avaliação do Gerenciamento de Riscos Em Parada de Manutenção Em Caldeira Aquatubular Em Uma Refinaria de Petróleo: Estudo de Caso
No full textIn process industries with continuous production, scheduled maintenance shutdowns are essential to ensure equipment reliability and efficiency, but they also involve significant challenges, especially regarding safety. This study analyzes risk management and safety procedures implemented during the maintenance shutdown of a water-tube boiler in a petroleum refinery. By monitoring the process, it was possible to evaluate the risk management methodology used, identify failures and procedural deviations, and propose improvements. Although no serious accidents occurred, the recorded incidents revealed vulnerabilities, highlighting the need for preventive adjustments and targeted interventions. The study demonstrates that effective safety management contributes directly to the operational success of complex shutdowns and can strengthen organizational safety culture. As a result, practical recommendations were developed to support future shutdowns of similar equipment, emphasizing that occupational safety should be integrated into strategic planning rather than treated merely as a legal obligation.Em indústrias de processo com produção contínua, as paradas programadas de manutenção são essenciais para garantir a confiabilidade e eficiência dos equipamentos, mas envolvem desafios significativos, especialmente em termos de segurança. Este estudo analisa o gerenciamento de riscos e os procedimentos de segurança adotados durante a parada de manutenção de uma caldeira aquatubular em uma refinaria de petróleo. A partir do acompanhamento do processo, foi possível avaliar a metodologia de gestão de riscos aplicada, identificar falhas e desvios nos procedimentos e propor melhorias. Apesar de não terem ocorrido acidentes graves, os incidentes registrados revelaram vulnerabilidades que reforçam a importância de ajustes preventivos e intervenções pontuais. O estudo demonstra que uma gestão eficaz da segurança contribui diretamente para o sucesso operacional de paradas complexas e pode fortalecer a cultura organizacional. Como resultado, foram elaboradas recomendações práticas para futuras paradas de equipamentos similares, destacando que a segurança do trabalho deve ser integrada ao planejamento estratégico e não tratada apenas como uma exigência legal
Redução de Dimensionalidade na Detecção de Doença de Alzheimer utilizando Machine Learning
No full textContexto: A redução de dimensionalidade é uma técnica crucial no processamento de dados para análises em machine learning, especialmente em cenários com dados de alta dimensionalidade. Esse problema, conhecido como a "maldição da dimensionalidade," ocorre quando o número de features em um dataset é muito grande em comparação ao número de amostras, o que pode levar a diversos impactos negativos. Primeiramente, a alta dimensionalidade pode resultar em modelos excessivamente complexos, propensos ao overfitting, onde o modelo aprende padrões específicos do conjunto de treinamento, mas falha em generalizar para novos dados. Além disso, a distância entre pontos de dados em um espaço de alta dimensionalidade tende a se tornar uniformemente alta, o que dificulta a detecção de padrões significativos e a análise de similaridades entre os dados (Bengio et al., 2021). Métodos de redução de dimensionalidade, como Principal Component Analysis (PCA) e Linear Discriminant Analysis (LDA), transformam variáveis originais em novas variáveis (componentes) não correlacionadas que explicam a maior parte da variância dos dados (Hastie et al., 2019). Além dessas abordagens, a seleção de features por meio de técnicas como o Recursive Feature Elimination (RFE) também é amplamente utilizada para a finalidade de redução de dimensionalidade (Chen & Lin, 2021). Objetivo: Utilizar o algoritmo de RFE para realizar a seleção de features representativa na base de dados de um conjunto de 120 proteínas presentes no plasma sanguíneo para detecção de Doença de Alzheimer (DA) e outras demências (Ray et al., 2007), de modo a manter o desempenho dos classificadores empregados e promover a redução de dimensionalidade na base de dados. Os classificadores utilizados neste estudo foram quatro, são eles: Árvore de Decisão, K-Nearest Neighbors (K-NN), Support Vector Machine (SVM) e Random Forest. Metodologia: A base de dados utilizada foi apenas o subconjunto de treino e teste referente à doença de Alzheimer, representado em 84 amostras de treinamento e 81 amostras de testes, subdivididas em duas classes: doença de Alzheimer (classe AD) e ausência de demência (classe NDC). Foram planejados e executados dois cenários de experimentos. No primeiro cenário, os quatro classificadores foram treinados e tiveram seu desempenho aferido considerando as métricas de sensibilidade (recall) e f1-score na base de dados completa, considerando todas as 120 features. No segundo cenário, o algoritmo de RFE foi utilizado em conjunto com um estimador de Árvore de Decisão para encontrar uma assinatura representativa de features. Após a seleção de features, os quatro classificadores foram treinados nesta seleção e tiveram seus desempenhos calculados utilizando as métricas do primeiro cenário. Resultados: No primeiro cenário foram calculadas as métricas de sensibilidade e f1-score, respectivamente entre parênteses para cada modelo, dadas por: modelo K-NN (0,95 e 0,85); modelo Random Forest (0,95 e 0,92); modelo SVM (0,88 e 0,90); e modelo de Árvore de Decisão (0,98 e 0,85). Os resultados dos modelos com melhor desempenho foram aqueles baseados em regras, a Árvore de decisão e a Random Forest, que apresentaram altos valores de sensibilidade, enquanto apresentaram uma taxa de f1-score na média dos outros classificadores. Após a execução do algoritmo de RFE, identificou-se uma assinatura com 5 features capaz de manter o desempenho da Árvore de Decisão alcançado utilizando todas as 120 features. Os resultados após a seleção do RFE para o segundo cenário considerando as métricas, sensibilidade e f1-score, respectivamente entre parênteses para cada modelo, foram: modelo K-NN (0,95 e 0,82); modelos de Random Forest e SVM, que apresentaram os mesmos valores (0,99 e 0,88); e modelo de Árvore de Decisão (0,98 e 0,85) apresentando o mesmo desempenho do primeiro cenário. Conclusões: No primeiro cenário de experimentos, os resultados mostram a capacidade dos classificadores de identificarem bem os casos de Alzheimer dentro de todos os casos rotulados, o que é extremamente relevante no contexto de dados altamente sensíveis, pois mensura a capacidade do classificador em identificar os casos verdadeiros positivos e produzir poucos casos de falsos negativos. Falsos negativos seriam casos rotulados como Alzheimer serem erroneamente identificados como saudáveis. No segundo cenário, observou-se que não houve alterações muito significativas no desempenho de dois dos classificadores (SVM e Random Forest), tendo ocorrido um leve decréscimo no valor do f1-score em troca de um leve aumento na sensibilidade. O K-NN teve perda de desempenho, apresentando uma leve queda no f1-score, enquanto manteve o valor de sensibilidade. Já a Árvore de Decisão, utilizada como estimador do RFE manteve o mesmo desempenho. Isso é muito relevante, pois nota-se que 5 features podem ser usadas para produzir o mesmo resultado que todas as 120. Desta maneira, este estudo demonstra que a aplicação de técnicas de seleção de features, como o RFE, pode ser extremamente eficaz na redução de dimensionalidade em bases de dados complexas, como as relacionadas à detecção de doenças neurodegenerativas. A redução do número de features de 120 para 5 permitiu manter o desempenho de alguns classificadores, como a Árvore de Decisão, sem comprometer significativamente a sensibilidade ou o f1-score. Essa simplificação não apenas torna os modelos mais interpretáveis e eficientes, mas também pode reduzir o custo computacional e o tempo de processamento, fatores críticos em aplicações clínicas onde a rapidez e a precisão são essenciais. Esses achados reforçam a importância de métodos como o RFE para a construção de modelos robustos e eficientes em machine learning, especialmente em cenários onde a alta dimensionalidade dos dados pode ser um desafio significativo. Além disso, a manutenção da performance dos classificadores após a redução de dimensionalidade sugere que a maioria das features originais pode ser redundante ou irrelevante, destacando o valor da seleção de features para a melhoria da qualidade dos modelos preditivos. Portanto, a utilização do método RFE é uma importante estratégia para redução de dimensionalidade, pois melhora a interpretabilidade e precisão do modelo e reduz o overfitting em pesquisas biomédicas e outras áreas, onde a análise de grandes conjuntos de dados é necessária
Projeto de transformadores Flyback para conversores CC-CC de alta tensão
No full textNa engenharia elétrica, o projeto de transformadores é uma competência essencial para os profissionais, dada a ampla gama de aplicações que envolvem esses dispositivos. Transformadores são utilizados em diferentes topologias, dependendo da aplicação, como conversores de tensão CA-CA, CA-CC, CC-CA e CC-CC. Uma aplicação notável é o conversor Switch-Mode (SM) ou conversor CC-CC, onde tanto a tensão de entrada quanto a de saída são contínuas. As principais topologias de conversores CC-CC incluem o conversor Buck (abaixador), Boost (elevador), Buck-Boost (abaixador-elevador), Forward (direto), ressonante e Flyback (SOIKA, 2017). A necessidade de projetar um transformador de alta tensão e frequência para conversores chaveados surgiu de um projeto de P&D+I na Universidade de Pernambuco. O conversor flyback é particularmente útil porque pode gerar uma tensão de saída CC que pode ser superior ou inferior à tensão de entrada, operando tanto em modo contínuo quanto descontínuo, e é isolado (SILVA, 2013). No contexto do Switch-Mode, diversos componentes são utilizados em diferentes etapas, sendo o projeto do transformador o mais complexo. Esta fase requer uma série de cálculos, muitas vezes com valores empíricos fornecidos pelos fabricantes do núcleo magnético, o que pode dificultar o projeto do transformador. Este trabalho tem como objetivo apresentar o dimensionamento de transformadores na topologia Flyback (conversor CC-CC), visando uma relação de transformação de 5 a 9 V para 1000 V. Para transformadores de alta tensão e frequência, são utilizados núcleos de ferrite. A Ferrite é um material ferromagnético composto por óxidos metálicos como ferro, níquel e zinco, que apresenta propriedades magnéticas úteis especialmente em aplicações de alta frequência (DOMCOIL, 2023). Existem diferentes tipos de ferrite, variando em características como permeabilidade, área efetiva e fluxo magnético. Na literatura é apresentada uma solução de software para calcular parâmetros físicos como área efetiva do núcleo, volume efetivo, comprimento e área da janela (GILI, 2012). O dimensionamento do transformador depende de uma série de parâmetros, incluindo especificações iniciais de tensão e corrente de entrada e saída, topologia utilizada, seleção do núcleo, cálculo dos enrolamentos e verificação dos parâmetros de indutância. A Icotron (1983) detalha os cálculos necessários para um transformador de ferrite usado como Switch-Mode na topologia Flyback. Foram projetados três transformadores utilizando as equações e análises da literatura. O Transformador 1 utilizou um núcleo de ferrite tipo EE com dimensões de 25x10x6 mm, apresentando uma relação de 4:700 voltas, com fio de cobre de 24 e 34 AWG, no primário e secundário, respectivamente. O Transformador 2, também com núcleo tipo EE, possui dimensões de 28x10x11 mm e uma relação de 3,5:350 voltas, utilizando fios esmaltados de cobre de 24 e 32 AWG, no primário e secundário, respectivamente. O Transformador 3, com os mesmos parâmetros do Transformador 2, apresenta uma relação de 3,5:600 voltas, com fio de cobre de 24 e 34 AWG, no primário e secundário, respectivamente. Os transformadores foram testados em um circuito Flyback com Duty Cycle de 50%, ou seja, com o mesmo período de tempo ligado e desligado e foram obtidos os seguintes resultados: O Transformador 1 apresentou uma indutância primária de 0,022 mH e frequência de operação de 32 kHz gerando 1040 V no secundário com 7,5 V no primário. O Transformador 2 apresentou uma indutância primária de 0,028 mH e frequência de operação de 44 kHz, mas não atingiu 1000 V no secundário, chegando a 940 V com 9 V no primário. O Transformador 3 apresentou uma indutância primária de 0,028 mH com frequência de operação de 27 kHz gerando 1000 V no secundário com 5 V no primário e 1660 V com 9 V. A montagem dos transformadores foi um processo exaustivo devido à ausência de equipamentos especializados, como bobinadeiras, sendo todas as etapas realizadas de forma manual. Esta limitação impactou a precisão da montagem, resultando em problemas em alguns transformadores quando a tensão era aumentada, ou falhas durante a implementação no circuito. Apesar dos desafios enfrentados, os transformadores alcançaram os parâmetros desejados. No entanto, um ambiente com recursos adequados e equipamentos especializados poderia aprimorar significativamente a qualidade e a eficiência do desenvolvimento destes dispositivos, destacando sua relevância educacional e prática na formação de engenheiros
Reciclagem de Resíduo de PLA
No full textA impressão 3D é um processo de criação de objetos tridimensionais a partir de modelos digitais, adicionando camadas sucessivas, até que se tenha a completa formação do objeto. Desde a sua introdução, esta tecnologia tem crescido exponencialmente, revolucionando diversas indústrias, como a medicina, a engenharia e o design, devido à sua versatilidade, capacidade de customização e potencial para produção sob demanda. Segundo Bremgartner et al. (2024), o ácido polilático (PLA) é um dos materiais mais utilizados para impressão 3D, sendo um bioplástico derivado de fontes renováveis, como o amido de milho. Sua popularidade se deve à facilidade de uso, boa qualidade de impressão e ao fato de ser biodegradável sob condições adequadas. No entanto, a crescente adoção da impressão 3D trouxe à tona preocupações sobre a sustentabilidade, principalmente devido ao desperdício de filamentos e ao acúmulo de resíduos plásticos, que representam um desafio significativo em termos de impacto ambiental (Teixeira et al., 2019). Diante desse cenário, a Política Nacional de Resíduos Sólidos (PNRS) promove e guia o planejamento e a gestão dos resíduos no Brasil, levando em conta a durabilidade dos produtos, com o objetivo de possibilitar seu reaproveitamento ou outra destinação final que seja ambientalmente apropriada. Isso inclui a reciclagem como uma das principais ações a serem adotadas a fim de mitigar os impactos ambientais (Oliveira, 2023). Neste contexto, a economia circular surge como uma alternativa viável, onde o resíduo final da indústria vira matéria prima para a produção de um novo produto. Seu objetivo é manter os materiais em uso pelo maior tempo possível, reduzindo a necessidade de novos recursos e minimizando a geração de resíduos (Teixeira et al., 2019). Dessa forma, a reciclagem de resíduos da impressão 3D, especialmente o PLA, é uma solução promissora para diminuir esse impacto ambiental. Assim, este trabalho tem por objetivo revisar a literatura sobre métodos de reciclagem de filamentos utilizados em impressão 3D, com foco no PLA. Os estudos indicam que a reciclagem do filamento de PLA não é apenas possível, mas também eficaz em manter a qualidade do material para novas impressões, contribuindo para a redução de custos e promoção da sustentabilidade ambiental (Lauro, 2019). Contudo, ainda existem desafios técnicos, como a manutenção da consistência na qualidade do filamento reciclado e os custos envolvidos no processo de reciclagem. Lauro (2019), Teixeira (2019) e Bremgartner (2024) propõem processos de reciclagem do PLA, que envolve várias etapas similares, iniciando com a coleta dos resíduos de impressão 3D e a separação por tipo de material, que é então limpo através de uma lavagem e posterior secagem para remover quaisquer contaminantes que possam prejudicar a qualidade do filamento reciclado. Em seguida, o material é triturado em pequenos pedaços para facilitar o processamento sendo então submetidos a um processo de aquecimento, onde são derretidos para serem extrudados novamente na forma de filamento. Após a extrusão, o filamento reciclado é resfriado e enrolado: pronto para ser reutilizado em novas impressões. Dessa forma, Lauro (2019) discute a viabilidade técnica dessa iniciativa, sugerindo a necessidade de uma caixa organizadora para a coleta e separação dos resíduos de impressão. No que tange à etapa de lavagem, é recomendada a aquisição de um tanque específico. Já para o processo de trituração, a compra de uma trituradora é essencial, assim como na fase de secagem, exigirá a aquisição de uma estufa. Além disso, para garantir a qualidade do filamento reciclado, será necessário investir em uma extrusora e um extensor de cadeia. Por fim, foi proposto um sistema para o enrolamento do filamento reciclado, que incluirá as etapas de resfriamento, aferição, conformação mecânica, tracionamento e, finalmente, bobinamento em carretéis. As conclusões do estudo de Lauro (2019) apontam que a reciclagem de PLA pode ser integrada ao processo de fabricação em instituições educacionais, como o laboratório Space Maker, localizado na Escola Politécnica de Pernambuco, e indústrias como parte de uma estratégia mais ampla de educação ambiental e economia circular. A adoção de tais práticas não apenas contribui para a sustentabilidade ambiental, mas também promove uma maior conscientização sobre a importância da reciclagem e da economia circular. Nesse sentido, a impressão 3D se alinha com os objetivos de desenvolvimento sustentável, proporcionando uma alternativa mais ecológica para a fabricação de objetos tridimensionais e, consequentemente, na resolução de problemas nas mais diversas áreas. O avanço contínuo em tecnologias de reciclagem e inovação de materiais também sinaliza um futuro promissor para uma impressão 3D ainda mais sustentável. Trata-se de um procedimento relativamente simples, na qual pretende-se implementar no laboratório Space Maker a partir da execução do projeto intitulado "Inovação Sustentável em Infraestrutura Urbana: Capacitação e Empoderamento de Mulheres Através de Tecnologias de Prototipagem Rápida"
Monitoria de Desenho Técnico Mecânico I: Desafios, Propostas de Melhoria e Avaliação da Eficácia
No full textA monitoria acadêmica desempenha um papel fundamental no apoio ao ensino de disciplinas técnicas, como o Desenho Técnico Mecânico I, essencial na formação de engenheiros. Apesar de sua importância, os alunos frequentemente enfrentam dificuldades significativas na compreensão e aplicação dos conceitos abordados. Este estudo objetiva identificar os principais desafios enfrentados pelos estudantes da Escola Politécnica de Pernambuco durante as sessões de monitoria e propor melhorias metodológicas para otimizar o processo de ensino-aprendizagem. A pesquisa adotou uma abordagem mista, utilizando métodos quantitativos e qualitativos. Dados foram coletados por meio de questionários aplicados aos alunos que participaram das sessões de monitoria, investigando a experiência geral, a utilidade das sessões, as dificuldades enfrentadas, o modelo de aula preferido e a habilidade do monitor em explicar os conceitos. Além disso, uma revisão de literatura foi conduzida, com base nos artigos de Carvalho e Pereira (2020) e Souza Filho e Brum Junior (2020), para fundamentar as propostas de melhoria.
Os resultados indicaram que, embora as sessões de monitoria tenham sido avaliadas positivamente quanto à sua utilidade e à competência dos monitores, desafios importantes foram identificados. Entre eles, destacam-se a falta de infraestrutura adequada, horários incompatíveis e dificuldades na compreensão de conceitos complexos. Além disso, houve uma divisão entre os alunos quanto à preferência por monitoria presencial ou híbrida, sendo o modelo híbrido mais conveniente para aqueles que moram longe do campus. Percebemos que, embora as sessões de monitoria sejam essenciais para o aprendizado em Desenho Técnico Mecânico I, elas enfrentam desafios que precisam ser superados para se tornarem mais eficazes. Como propostas para melhoria incluímos a adoção de um modelo híbrido de monitoria, o aprimoramento da infraestrutura, a flexibilização dos horários, a capacitação contínua dos monitores e o desenvolvimento de materiais de apoio interativos. Essas estratégias visam não apenas superar as dificuldades atuais, mas também proporcionar uma experiência de aprendizado mais enriquecedora e eficaz para os estudantes
Os benefícios e desafios da Inteligência Artificial na educação
No full textEste trabalho visa analisar os impactos das inteligências artificiais generativas na educação, identificando seus benefícios, desafios e propondo diretrizes para sua adoção. A metodologia utilizada inclui uma revisão bibliográfica exploratória seguida de uma revisão sistemática da literatura (RSL), envolvendo três etapas: leitura de títulos e resumos, leitura de introduções e conclusões, e leitura integral dos artigos relevantes. A revisão bibliográfica abrange contribuições de autores como Santos, Rosa, Silva e Bordas (2023), Tavares, Meira e Amaral (2020, 2023) e Boratto (2023), proporcionando uma base teórica sólida sobre o tema. A análise crítica dos textos permitirá a identificação de temas comuns, tendências emergentes e áreas de convergência e divergência entre os diferentes autores. Os resultados esperados incluem a identificação dos principais benefícios da integração da inteligência artificial na educação, como a personalização do ensino, suporte individualizado aos alunos e otimização da eficiência dos processos educacionais. Além disso, serão mapeados os desafios e preocupações relacionados ao uso da IA na educação, como a falta de conhecimento sobre seu uso e a necessidade de transparência. Com base nessas análises, serão formuladas recomendações práticas para educadores, pesquisadores e formuladores de políticas educacionais, culminando na elaboração de uma cartilha com diretrizes claras sobre a integração responsável e eficaz da IA no ambiente educacional. Esta cartilha abordará desde a compreensão básica do funcionamento dos sistemas de IA até estratégias avançadas para personalização do ensino, garantindo também uma abordagem ética e transparente no uso dessas tecnologias. Espera-se que a pesquisa contribua significativamente para o avanço do conhecimento e da prática no campo da inteligência artificial educacional, promovendo um uso ético, transparente e eficiente da IA na educação. A revisão bibliográfica inicial revelou que a IA pode revolucionar a educação ao adaptar o aprendizado às necessidades individuais dos alunos, fornecendo feedback imediato, ajustando o nível de dificuldade das atividades e recomendando conteúdos específicos (Tavares, Meira e Amaral, 2020). Boratto (2023) reforça que o desenvolvimento de sistemas de IA na educação pode melhorar o aprendizado individual e oferecer suporte aos professores, aliviando tarefas administrativas e permitindo que se concentrem mais no ensino. Contudo, a falta de conhecimento sobre o uso das inteligências artificiais e a necessidade de transparência são desafios significativos (Tavares, Meira e Amaral, 2023; Santos, Rosa, Silva e Bordas, 2023). A solução passa por investimentos em letramento digital e competência informacional, capacitando os usuários a entender e utilizar eficazmente as tecnologias de IA (Tavares, Meira e Amaral, 2023; Moreira e Ribeiro, 2023). Conclui-se que a inteligência artificial tem o potencial de transformar o ambiente educacional, promovendo uma experiência de aprendizado mais adaptativa e centrada no aluno, mas é crucial abordar proativamente as questões de compreensão e transparência para garantir que a IA contribua para um futuro educacional mais justo e inclusivo