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Análise técnico-econômica sobre eficiência energética e a viabilidade de implantação de sistema de geração fotovoltaica em uma unidade consumidora de baixa tensão
Full text linkThe concept of energy efficiency in Brazil is not new and has been discussed and applied for a long time. However, in recent years, this topic has gained significant prominence. Electricity is essential in all aspects of life and becomes increasingly present as society develops. The efficient use of electricity is crucial for economic growth and international competitiveness, ensuring the sustainable development of the electrical sector. The objective of this study is to evaluate how energy efficiency impacts the implementation of a grid-connected photovoltaic system (On-Grid) under the remote self-consumption compensation modality to reduce electricity consumption in a low-voltage commercial consumer unit located in the city of Itajubá. All analyses are based on the annual average energy consumption using electricity bills provided by CEMIG. Additionally, an assessment of the area and location for the installation of the solar micro-plant and its economic feasibility is conducted. The simulations are carried out using the PvSyst software for photovoltaic system sizing. The study demonstrated that the combination of energy efficiency and photovoltaic energy generation is a viable and advantageous solution, both economically and environmentally. The implementation of energy efficiency measures resulted in an approximately 15% reduction in the commercial electricity bill. Furthermore, this optimization allowed for a reduction in the area required for the photovoltaic system and the number of solar panels, making the project even more efficient. Initially, the installation of a 9.78 kWp system with 29 modules and a 15 kW inverter was planned, capable of generating 17,643.64 kWh over 20 years, with an initial cost of R 35,008.52 and a return on investment in two years.O conceito de eficiência energética no Brasil já é antigo e vem sendo discutido e aplicado há um bom tempo. No entanto, foram nos últimos anos que esse tema ganhou notoriedade. A energia elétrica é necessária em todos os aspectos da vida, ela está mais presente à medida que a sociedade se desenvolve. O uso da eletricidade de forma eficiente é fundamental para o desenvolvimento da economia e a competição entre os países garantindo o desenvolvimento sustentável do setor elétrico. O objetivo desse estudo é avaliar como a eficiência energética impacta a implantação de um sistema fotovoltaico conectado à rede (On Grid), na modalidade autoconsumo remoto de auto compensação, para a redução do consumo de energia elétrica de uma unidade consumidora comercial de baixa tensão, localizada na cidade de Itajubá. Todas as análises são feitas baseando-se na média anual de consumo de energia, utilizando a conta de energia fornecida pela CEMIG. Também é feita a análise da área e local de instalação da microusina solar e a sua viabilidade econômica. As simulações são realizadas utilizado o Software PvSyst para dimensionamento do sistema fotovoltaico. O estudo demonstrou que a combinação de eficiência energética e geração de energia fotovoltaica é uma solução viável e vantajosa, tanto econômica quanto ambientalmente. A implementação de medidas de eficiência energética resultou em uma redução de cerca de 15% na conta de energia do comércio. Além disso, essa otimização permitiu a redução da área necessária para o sistema fotovoltaico e do número de placas solares, tornando o projeto ainda mais eficiente. Inicialmente, foi prevista a instalação de um sistema de 9,78 kWp, com 29 módulos e um inversor de 15 kW, capaz de gerar 17.643,64 kWh em 20 anos, com um custo inicial de R 35.008,52 e retorno do investimento em dois anos
Application of value stream mapping in the document management process of a federal university: an action research
No full textThe general objective of this work is to analyze how the document management process of the Institute of Technological Sciences (ICT), which is an institute belonging to the Federal
University of Itajubá, Itabira Campus, can become more efficient with the application of Value Stream Mapping.To eliminate the identified waste, an improvement plan was proposed to assist the administrative staff in managing the documents related to the sector's administrative activities. The research was conducted using an Action Research methodology, suitable for identifying, suggesting, and implementing improvements in practical problems, with the active participation of the researcher. With the Current State VSM of the process, bottlenecks in document management were identified, and improvement proposals were made. In the Future State VSM, a new process with innovative improvements was proposed. Subsequently, with the approval of the institute's management and the staff involved, an implementation plan was developed, culminating in the development of document management software. In October 2023, the software was implemented and has since become part of the department's routine. The research contribution aims to demonstrate how the application of a Lean tool, such as VSM, can effectively bring improvements to processes within a public administrative structure, thereby contributing to the theoretical dissemination of Lean practices in the public sector. As a practical contribution, it is expected that the proposed improvement to the document management process will continuously support the work in the institute's department and also serve as a reference for other sectors of the university, thus contributing to the improvement of document management in the public institution as a whole, and even serving as a reference for other public institutions.Agência 1O objetivo geral deste trabalho consiste em analisar como o processo de gestão de documentos do Instituto de Ciência Tecnológicas (ICT), que é um instituto pertencente à Universidade Federal de Itajubá, Campus Itabira, pode se tornar mais eficiente com a aplicação do Mapeamento de Fluxo de Valor (MFV). Para eliminar os desperdícios identificados, foi proposto um plano de melhoria visando auxiliar os servidores da secretaria a gerenciar os documentos relacionados às atividades administrativas do setor. A pesquisa foi conduzida utilizando a metodologia de pesquisa-ação, adequada ao propósito de identificar, sugerir e implementar melhorias em problemas práticos, contando com a participação ativa do pesquisador. Com o MFV do Estado Atual do processo, foram identificados os gargalos na gestão dos documentos e propostas de melhorias. Na elaboração do MFV do Estado Futuro, é proposto um novo o processo com as melhorias implementadas. Em seguida, com o aval da diretoria do instituto e dos servidores envolvidos, foi desenvolvido um plano de implementação que culminou com o desenvolvimento de um software para gestão de documentos. Em outubro de 2023, o software foi implementado e desde então faz parte da rotina da secretaria. Como contribuição teórica a pesquisa pretende demonstrar como a aplicação de uma ferramenta Lean, como o MFV, pode efetivamente trazer melhorias para processos dentro de uma estrutura administrativa pública e dessa forma contribuir para a disseminação da prática Lean no setor público. Como contribuição prática espera-se que a proposta de melhoria do processo de gestão de documentos possa apoiar continuamente o trabalho na secretaria do instituto e também servir de referência para outros setores da universidade, contribuindo dessa forma para o aprimoramento da gestão documental do órgão público como um todo e até mesmo servir de referência para outras instituições públicas
Caracterização de resíduos de coco para aplicações de biomassa
Full text linkConverting agricultural waste into energy and chemicals is beneficial for developing countries. Coconut waste can be efficiently used as biomass for energy applications. The objective of this work is to characterize coconut residue in terms of physical, chemical, thermal and flow properties with a view to generating renewable energy. The ground coconut shell was divided into four main particle fractions consisting of fiber and Sauter medium diameter powder. The ground endocarp was studied as a mixture of particles of different shapes and sizes. The physical properties were different for different particle sizes and shapes, but are within the range reported in the literature for biomasses. The compressibility of the particles was greater for samples with a greater presence of fibers with a low fluidity classification, a very cohesive degree of fluidity and terminal velocity. For the classification of particle flow, the cohesion between the CHI particles was verified, CHII and CHIII, and for CHIV and CS particles, it was found that the particles present moderate cohesion, with the most cohesive degree of fluidity being found for powder and samples with less presence of fibers, and with low terminal velocity. Both milled waste groups A and B showed low permeability to fluid flow. Regarding the chemical composition of groups A and B, values similar to those obtained in the literature were found, with significant values being found for the elements Hydrogen and Oxygen. The results obtained for the real specific mass also correspond to those found in the literature, varying between CHI particles with lower density and particles from the CHIV group with higher density. For the apparent density of the groups of particles, the same variation was observed between the CHI and CHIV particles respectively. The thermal capacity, thermal conductivity, ash content and thermogravimetric analysis were also determined for the primary particle groups A and B, indicating that the biomass has significant values for its use as a source of bioenergy.A conversão de resíduos agrícolas em energia e produtos químicos é benéfica para países em desenvolvimento, entre eles os resíduos de coco podem ser aproveitados de forma eficiente como biomassa para aplicações energéticas. O objetivo do presente trabalho é caracterizar o resíduo de coco em termos de propriedades físicas, químicas, térmica e de fluxo visando a geração de energia renovável. A casca de coco moída foi dividida em quatro frações principais de partículas constituído de fibra e pó de diâmetro médio Sauter. O endocarpo moído foi estudado como uma mistura de partículas de diferentes formatos e tamanhos. As propriedades físicas eram diferentes para diversos tamanhos e formatos de partículas, mas estão dentro da faixa relatada na literatura para biomassas. A compressibilidade das partículas foi maior para amostras com maior presença de fibras de baixa classificação de fluidez, grau de fluidez muito coesivo e velocidade terminal. Para a classificação de fluxo de partículas verificou-se grade coesão entre as partículas de CHI, CHII e CHIII, e para as partículas de CHIV e CS, foi verificado que as partículas apresentam coesão moderada, sendo que o grau mais coeso de fluidez foi encontrado para pó e amostras com menor presença de fibras, e com velocidade terminal baixa. Ambos os grupos de resíduos moídos A e B apresentaram baixa permeabilidade ao fluxo de fluido. Com relação a composição química dos grupos A e B, foi encontrado valores semelhantes as obtidas na literatura, sendo encontrados valores expressivos para os elementos Hidrogênio e Oxigênio. Os resultados obtidos para a massa também correspondem aos encontrados na literatura, variando entre as partículas de CHI com densidade mais baixa e as partículas do grupo CHIV apresentado densidade mais elevada. Para a densidade aparente dos grupos de partículas observou-se a mesma variação entre as partículas de CHI e CHIV respectivamente. Determinou-se ainda a capacidade térmica, condutividade térmica, teor de cinzas e análise termogravimétrica, para os grupos de partículas primários A e B, indicando que a biomassa possuir valores significativos para seu aproveitamento como fonte de bioenergia
Caracterização e secagem do bagaço de malte
No full textBrewer’s spent grain, generated as a byproduct of the brewing industry, represents a potential raw material for renewable energy generation. This study aims to investigate the physical, chemical and flowability characteristics of biomass for industrial processing, as well as the drying of the residue. The bagasse sample was obtained from a local brewery and dried to 8-10% moisture content for proper storage. Physical analysis showed that the mean Sauter diameter was 1,92 mm and the RRB model best fitted the size distribution data. The true density was 1327,8 ± 3,7 kg m−3, and it was observed that the particle diameter did not significantly influence its density. Four shapes were identified in the bagasse sample, named BSG1, BSG2, BSG3 and BSG4, with the BSG4 type representing 54% of the total mass. Furthermore, the study of shape and morphology showed the irregularity and heterogeneity of the biomass sample. Through flowability tests, , and AOR were determined, whose values were 1,15±0,01%, 13,00±0,58% and 42,9±0,4°, respectively. The characterization of flowability indicated that the material has excellent fluidity, indicating little cohesion between particles. Furthermore, the drag and permeability coefficients were close to the values obtained in the literature for other biomasses. The compositional analysis of the brewer’s spent grain showed that the biomass has 15,99±2,33% extractives, 22,61±1,14% lignin, 18,63±0,59% cellulose, 18,90±2,35% hemicellulose, and 4,03±0,03% total ash. Drying was carried out in a tunnel dryer at drying air temperatures of 40 °C, 45 °C and 50 °C, and the results showed that moisture diffusivity increased with increasing temperature, and that thermodiffusion was negligible. This study highlights the potential of brewer’s spent grain for industrial applications due to its significant availability, low cost and chemical composition.O bagaço de malte, gerado como um subproduto da indústria cervejeira, representa uma matéria-prima potencial para a geração de energia renovável. Este estudo tem como objetivo investigar as características físicas, químicas e de escoabilidade da biomassa para processamento industrial, além da secagem do resíduo. A amostra de bagaço foi obtida de uma cervejaria local e seca até 8-10% de umidade para armazenamento adequado. A análise física mostrou que o diâmetro médio de Sauter foi de 1,92 mm e o modelo RRB se ajustou melhor aos dados de distribuição de tamanho. A densidade real foi de 1327,8 ± 3,7 kg m−3, e foi observado que o diâmetro da partícula não influenciou significativamente sua densidade. Foram identificados 4 formatos na amostra de bagaço, denominados BSG1, BSG2, BSG3 e BSG4, com o tipo BSG4 representando 54% da massa total. Além disso, o estudo de forma e morfologia mostrou a irregularidade das partículas e heterogeneidade da amostra de biomassa. Por meio de ensaios de escoabilidade, foram determinados , e AOR, cujos valores foram 1,15±0,01%, 13,00±0,58% e 42,9±0,4°, respectivamente. A caracterização da escoabilidade indicou que o material tem excelente fluidez, indicando pouca coesão entre as partículas. Além disso, os coeficientes de arraste e permeabilidade foram próximos aos valores obtidos na literatura para outras biomassas. A análise composicional do bagaço de malte mostrou que a biomassa apresenta 15,99±2,33% de extrativos, 22,61±1,14% de lignina, 18,63±0,59% de celulose, 18,90±2,35% de hemicelulose, e 4,03±0,03% de cinzas totais. A secagem foi realizada em um secador do tipo túnel para temperaturas do ar de secagem iguais a 40 ºC, 45 ºC e 50 ºC, e os resultados mostraram que a difusividade da umidade aumentava com a elevação da temperatura, e que a termodifusão foi pouco significativa. Este estudo destaca o potencial do bagaço de malte para aplicações industriais, devido à sua significativa disponibilidade, baixo custo e composição química
Metamodelagem adaptativa para otimização via simulação a eventos discretos
No full textA pillar of Industry 4.0, Simulation Optimization (SO) is a powerful tool used across several fields, which allows the evaluation of a system under different conditions, facilitates its performance analysis and makes decision-making more efficient. On the other hand, the SO might be time-consuming, particularly when considering complex model optimization. In this sense, metamodeling has emerged as a promising technique for simulation optimization. Metamodeling aims to establish and estimate a relationship between the inputs and outputs of a simulation model, creating a simplified model used to evaluate potential solutions during the optimization process. Metamodeling approaches can be classified as metamodeling with a fixed experimental design, in which a single experimental database is generated at the beginning of the project and the metamodel is trained exclusively on this basis, and adaptive metamodeling, which is based on the iterative construction of metamodels that are adjust and refine throughout the optimization process. This paper presents a novel metamodeling framework, called Adaptive Metamodeling-based Simulation Optimization (AMSO), to optimize complex and expansive discrete event simulation models. The proposed approach combines machine learning and metaheuristic techniques to identify the most promising areas of the solution space that can be explored more efficiently to achieve high-quality solutions. The proposed framework is evaluated in three real-world industry case studies: a resource allocation problem in a manufacturing digital twin model, a capacity expansion project for an iron ore plant, and an allocation problem in a temporary hospital. Compared to the Efficient Global Optimization method, AMSO found a solution that was 8.1% better (on average) in the first case study, 9.7% better in the second, and 28.4% better in the third, with no significant difference in computational time spent. Additionally, AMSO found solutions statistically equivalent to the Genetic Algorithm method but required 83.6%, 90.6%, and 65.2% less computational time in the first, second, and third cases, respectively. The results found demonstrate the applicability and robustness of the proposed framework for optimizing the study objects analyzedPilar da Indústria 4.0, a Otimização via Simulação (OvS) é uma ferramenta poderosa utilizada em diversos campos, que permite a avaliação de um sistema sob diversas condições, facilita a sua análise de desempenho e torna a tomada de decisões mais eficiente. Por outro lado, a OvS pode ser demorada, especialmente quando se considera a otimização de modelos complexos. Nesse sentido, a metamodelagem emergiu como uma técnica promissora para OvS. A metamodelagem visa estabelecer e estimar uma relação entre as entradas e saídas de um modelo de simulação, criando um modelo simplificado utilizado para avaliar soluções potenciais durante o processo de otimização. Este estudo apresenta um novo framework de metamodelagem adaptativa, denominado de Adaptive Metamodeling-based Simulation Optimization (AMSO), para otimização de modelos de Simulação a Eventos Discretos complexos e computacionalmente intensivos. Esta abordagem combina aprendizado de máquina e técnicas meta-heurísticas para identificar as áreas mais promissoras do espaço de soluções que podem ser exploradas de forma mais eficiente para alcançar soluções de alta qualidade. O framework proposto é avaliado em três objetos de estudo reais da indústria: um problema de alocação de recursos em modelo de gêmeo digital de manufatura, um projeto de expansão de capacidades de uma usina de minério de ferro e um problema de alocação em um hospital temporário. Comparado ao método Efficient Global Optimization, o AMSO encontrou uma solução 8,1% melhor (em média) no primeiro objeto de estudo, 9,7% no segundo e 28,4% no terceiro, sem diferença significativa no tempo computacional gasto. Além disso, a AMSO encontrou soluções estatisticamente iguais ao método do Algoritmo Genético, mas que exigiram 83,6%, 90,6% e 65,2% menos tempo computacional no primeiro, segundo e terceiro caso, respectivamente. Os resultados encontrados mostram a aplicabilidade e robustez do framework proposto para otimização dos objetos de estudo analisados
Análise e implementação de um algoritmo de sensação de movimento em uma plataforma de 2 graus de liberdade para treinamento de operadores de caminhões fora de estrada
No full textVehicle simulators in mining environments play an increasingly vital role in the development and training of operators, offering high safety, reliability, low cost, and the ability to create scenarios that would be difficult to reproduce under real conditions. However, due to spatial constraints, simulators cannot fully replicate the movements of real vehicles, especially off-highway trucks like the CAT793F, which exhibit distinct behaviors in acceleration, braking, turning, and other maneuvers. This work presents a methodology for implementing a washout-type Motion Cueing Algorithm (MCA) on a motion platform with two degrees of freedom (DoF), designed to simulate pitch and roll movements consistent with the operating conditions of mining trucks. The proposed algorithm was compared with an alternative approach and showed promising results, with better motion representation, lower response delay, and reduced system-induced noise. The evaluation of the results was conducted in three main stages: initially through an objective analysis using the OMCT (Objective Motion Cueing Test), followed by a comparison with the expected response of the human vestibular system, highlighting a good similarity, especially in the semicircular canals. Finally, the influences of noise and disturbances observed in the platform’s response were considered, with these deviations being strongly associated with dynamic effects resulting from the lack of anchoring of the base to the ground. This condition favors undesired displacements and imbalances during motion, directly affecting the accuracy of the simulation and the stability of the system.Agência 1Os simuladores de veículos em ambientes de mineração desempenham um papel cada vez mais vital no desenvolvimento e capacitação de operadores, oferecendo alta segurança, confiabilidade, baixo custo e a possibilidade de criar cenários que seriam difíceis de reproduzir em condições reais. No entanto, devido a restrições espaciais, os simuladores não conseguem replicar integralmente os movimentos dos veículos reais, em especial os caminhões fora de estrada, como o CAT793F, que apresentam comportamentos característicos em aceleração, frenagem, curvas e outros deslocamentos. Este trabalho apresenta uma metodologia para a implementação de um Algoritmo de Motion Cueing (MCA) do tipo washout em uma base de movimento com dois graus de liberdade (degrees of freedom - DoF), projetada para simular os movimentos de pitch e roll, condizentes com as condições operacionais dos caminhões em ambientes de mina. O algoritmo proposto foi comparado com a parametrização utilizada por outro autor e apresentou resultados promissores, com melhor representação do movimento, menor atraso de resposta e redução de ruídos provenientes do sistema. A avaliação dos resultados foi conduzida em três etapas principais: inicialmente por meio da análise objetiva utilizando o OMCT (Objective Motion Cueing Test), seguida pela comparação com a resposta esperada do sistema vestibular humano, destacando boa similaridade especialmente nos canais semicirculares. Por fim, foram consideradas as influências de ruídos e perturbações observadas na resposta da plataforma, sendo que esses desvios estão fortemente associados aos efeitos dinâmicos decorrentes da ausência de ancoragem da base ao solo. Essa condição favorece deslocamentos indesejados e desbalanceamentos durante os movimentos, interferindo diretamente na precisão da simulação e na estabilidade do sistema
Implementation of a low complexity structure for MIMO-GFDM receivers based on the interference cancellation technique
Full text linkThe emerging mobile communication systems towards an unprecedented evolution in
terms of flexibility, data rate, and latency, enabling wireless networks to support applications
that are typically backed by wired technologies. The next generation of mobile
communication is already being discussed by the scientific community, standardization
institutes, and players in the mobile communication market. The foreseen scenarios are
already beginning to be outlined, anticipating that they might be even harder to achieve
considering the expected increase in flexibility while supporting conflicting requirements
across several applications in different verticals, besides higher data rates, broader coverage,
wider frequency bands, and extreme low latency. It is clear that future mobile
networks cannot rely on a single radio access network to meet all these demands. Different
approaches are needed to address all requirements, but SM (Spatial Multiplexing)-
MIMO (Multiple-Input Multiple-Output) schemes represent a key technology for most
future wireless systems. SM-MIMO can provide the necessary bandwidth, reducing the
frame duration and increasing the robustness for data with a very short life span. Furthermore,
integrating SM-MIMO systems with advanced detection schemes, that leverage
both diversity and multiplexing gains, can substantially boost throughput and extend
coverage area. Usually, MIMO schemes are combined with OFDM (Orthogonal Frequency
Division Multiplexing) to deal with double-dispersive channels, assuming that the channel
coherence time is larger than the duration of the OFDM block and the channel coherence
bandwidth is larger than the subcarrier bandwidth. However, OFDM presents limitations
that could hinder its applications in future mobile systems. High OOB (Out-of-Band)
emissions, low flexibility in terms of parameterization, and low spectral and energy efficiencies
for channels with large delay profiles are some examples of these restrictions.
In this sense, GFDM (Generalized Frequency Division Multiplexing) can be considered a
feasible alternative. However, a challenge arises when considering non-orthogonal MIMOGFDM
since conventional linear detectors exhibit higher complexity and inferior performance
compared to MIMO-OFDM systems. Consequently, there is a compelling need
to explore non-conventional detectors that simultaneously reduce complexity while aiming
for performance enhancement. For this end, this thesis reviews fundamental concepts
in linear estimation and detection techniques, providing a straightforward algorithmic
description that enables complexity comparison and performance simulation. This work
adapts the low complexity and low latency iterative MMSE (Minimum Mean Squared Error)-
PIC (Parallel Interference Cancelation) introduced in [1], designing and simulating
its performance in a practical 6G (Sixth Generation) transceiver for the eRAC (Enhanced
Remote Area Communications) scenario, a challenging task assuming a non-orthogonal
GFDM waveform. The final results, presented in this work, show that MIMO-GFDM is
an interesting approach to deal with very contrasting and challenging requirements in
mobile networks. As a result, the pragmatic assessment of theoretical concepts, validated
through simulations, is interesting to the scientific community, as it demonstrates the
potential improvements that the adoption of a new technology can achieve. Furthermore,
this work provides a versatile computational model, which is an essential tool and also a
reliable reference for hardware development and performance evaluation.Os sistemas de comunicação móvel emergentes estão evoluindo de forma sem precedentes
em termos de flexibilidade, taxa de dados e latência, permitindo que as redes sem
fio suportem aplicações que normalmente são sustentadas por tecnologias cabeadas. A
próxima geração de comunicação móvel já está sendo discutida pela comunidade científica,
institutos de padronização e pelos atores do mercado de comunicação móvel. Os
cenários previstos já estão começando a ser delineados, antecipando que podem ser ainda
mais difíceis de alcançar, considerando o aumento esperado na flexibilidade, enquanto
suportam requisitos conflitantes em várias aplicações e em diferentes setores, além de taxas
de dados mais altas, maior cobertura, bandas de frequência mais amplas e latência
extremamente baixa. É claro que as futuras redes móveis não podem depender de uma
única rede de acesso sem fio para satisfazer a todas essas demandas. Abordagens diferentes
são necessárias para atender a todos os requisitos, mas os esquemas SM-MIMO
representam uma tecnologia chave para a maioria dos futuros sistemas sem fio. O SMMIMO
pode fornecer a vazão necessária, reduzindo a duração do quadro e aumentando
a robustez para informações com uma vida útil muito curta. Além disso, integrar sistemas
SM-MIMO com esquemas de detecção avançados, que aproveitam tanto o ganho de
diversidade quanto o de multiplexação, pode aumentar substancialmente a taxa de transferência
e estender a cobertura da rede móvel. Normalmente, os esquemas MIMO são
combinados com OFDM para lidar com canais duplamente dispersivos, assumindo que o
tempo de coerência do canal é maior que a duração do bloco OFDM e a largura de banda
de coerência do canal é maior que a largura de banda de uma subportadora. No entanto,
o OFDM apresenta limitações que podem dificultar suas aplicações em sistemas móveis
futuros. Altas emissões fora da banda, baixa flexibilidade em termos de parametrização e
baixa eficiência espectral e energética para canais com longos perfis de atraso são alguns
exemplos dessas restrições. Nesse sentido, o GFDM pode ser considerado uma alternativa
viável. Entretanto, há um grande desafio ao uso do MIMO GFDM não ortogonal uma vez
que os detectores lineares convencionais apresentam maior complexidade e desempenho
inferior em comparação com os sistemas MIMO OFDM. Como resultado, há uma necessidade
premente de explorar detectores não convencionais que reduzam a complexidade ao
mesmo tempo em que buscam melhorias de desempenho. Para esse fim, esta tese revisa
conceitos fundamentais sobre técnicas de estimação linear e detecção, fornecendo uma
descrição algorítmica direta que permite a comparação de complexidade e simulação de
desempenho. Este trabalho adapta o MMSE-PIC iterativo de baixa complexidade e baixa
latência introduzido em [1], projetando e simulando seu desempenho em um transceptor
6G prático para o cenário eRAC, uma tarefa desafiadora assumindo que a forma de onda
GFDM não é ortogonal. Os resultados finais apresentados neste trabalho mostram que o
MIMO-GFDM é uma abordagem interessante para lidar com os requisitos contrastantes e
desafiadores das futuras redes móveis. Logo, a avaliação pragmática de conceitos teóricos,
validada por meio de simulações, é de interesse da comunidade acadêmica, pois demonstra
as potenciais melhorias que a adoção de uma nova tecnologia pode alcançar. Além disso,
esta tese fornece um modelo computacional versátil, uma ferramenta essencial, e também
uma referência confiável, para o desenvolvimento de hardware e avaliação de desempenho
Negotiation in the allocation of water resources in conflict areas in the state of Minas Gerais
No full textThe current scenario, characterized by the growing demand for water in contrast to limited availability, requires the search for solutions that guarantee an allocation that meets current and future human needs, without compromising the ecological processes intrinsically linked to this natural resource. In this context, the increase in demand, especially consumptive demand, leads to conflicts, which can be resolved in the collective concession process. The objective is to discuss the negotiation and incremental measures for the allocation of consumptive uses of surface water resources that can be granted in Minas Gerais within the scope of the collective concession process. In the state of Minas Gerais, in order to foster the democratization of the decision-making process, the Local Management Committee was established, consisting of all potential and current users granted water, whose mission is to promote the negotiated allocation among users. However, despite the intended consensus, it is clear that the dispute over a limited resource is a challenge in the collective concession process to serve all users of the basin. Using the hypothetical-deductive method, a qualitative, documentary and bibliographical research was carried out, and a descriptive study was promoted, considering foreign and national regulations and scientific works related to water management and allocation, to discuss the negotiation and incremental measures for the allocation of consumptive uses of surface water resources that can be granted in Minas Gerais within the scope of the collective granting process. In the end, it was verified the need to delimit the extent of the conflict condition defined in the regulation, relating it to seasonal scarcity events or longterm changes in water availability resulting from climate change or the environmental configuration of the areas to which the hydrographic portions contribute. It is possible to review the classification parameter for insignificant uses in the hydrographic portions covered by the DAC, involving the CBH and the CERH, as a way of making all uses compatible in the scarcity scenario and increasing the effectiveness of water management instruments to meet the objectives set out in the PNRH. There is a need to effectively assign decision-making power over collective granting to CBHs, in accordance with current legislation, strengthening water governance in crisis scenarios regarding the use of water resources.O atual cenário, caracterizado pela demanda crescente por água em contraste com a disponibilidade limitada, exige a busca por soluções que garantam uma alocação que atenda às necessidades humanas presentes e futuras, sem comprometer os processos ecológicos intrinsecamente ligados a esse recurso natural. Nesse contexto, o aumento de demandas, especialmente o consuntivo, acarretam conflitos, os quais podem ser equacionados no processo de outorga coletiva. Objetiva-se discutir a negociação e as medidas incrementais para alocação dos usos consuntivos dos recursos hídricos superficiais outorgáveis em Minas Gerais no âmbito do processo de outorga coletiva. No estado de Minas Gerais, com a finalidade de fomentar a democratização do processo decisório, instituiu-se a Comissão Gestora Local, constituída por todos os usuários potenciais e atuais outorgados, cuja missão é promover a alocação negociada entre os usuários. Entretanto, a despeito do pretendido consenso, verifica-se que a disputa por um recurso limitado é um desafio no processo de outorga coletiva para atender a todos os usuários da bacia. Por meio do método hipotético-dedutivo, realizou-se uma pesquisa qualitativa, documental e bibliográfica, promoveu-se um estudo descritivo, considerando as normas estrangeiras, as nacionais e os trabalhos científicos relacionados à gestão e alocação das águas, para discutir a negociação e as medidas incrementais para alocação dos usos consuntivos dos recursos hídricos superficiais outorgáveis em Minas Gerais no âmbito do processo de outorga coletiva. Ao final, verificou-se a necessidade de delimitação da extensão da condição de conflito definida no regulamento, relacionando-a com eventos sazonais de escassez ou alterações de longo prazo na disponibilidade hídrica decorrentes das mudanças climáticas ou da configuração ambiental das áreas de contribuição das porções hidrográficas. É cabível a revisão do parâmetro de classificação dos usos insignificantes nas porções hidrográficas abrangidas pela DAC, envolvendo os CBH e o CERH, como forma de compatibilizar todos os usos no cenário de escassez e ampliar a efetividade dos instrumentos de gestão das águas para satisfação dos objetivos previstos na PNRH. Nota-se a necessidade de atribuição efetiva da competência decisória sobre a outorga coletiva aos CBH, em conformidade com a legislação vigente, fortalecendo a governança das águas nos cenários de crise quanto aos usos dos recursos hídricos
Data analysis methodology utilizing the statistical metrics weight of evidence (WoE) and information value (IV) to assist in asset management of power transformers
Full text linkThe Brazilian electric power transmission sector faces a significant challenge involving the end of the regulatory useful life of several of equipment. Given the technical and economic infeasibility of renewing all depreciated assets from a regulatory standpoint, the need for an assertive risk management analysis and a reliable assessment of the physical useful life of assets is emphasized, especially power transformers, the main asset in the electrical energy transmission sector. In view of this scenario, the objective of the proposed thesis is to add value to asset management through the development of a data analysis methodology to assist in decision-making regarding the direction of maintenance investment in power transformers. Due to their similarity, reactors are also evaluated. To this end, data on moisture in the insulating oil of the equipment were used and the following categorical variables: voltage class, installation region (Regional), criticality, type, and age of the equipment. It is noteworthy that these variables are technical registry data of the assets, and the water content is an essential characteristic for determining the operational condition of the insulating oil, being one of the properties measured in the physicochemical tests. The original contribution of the thesis is the selection of categories with greater weight and categorical variables with higher predictive power using the statistical metrics Weight of Evidence (WoE) and Information Value (IV). Analyzing the predictive importance of a variable before developing a predictor can lead to better performing models. Furthermore, data based decisions lead to more assertive and proactive actions, and the prioritization of variables for evaluation is an important contribution, especially considering large equipment parks. The methodology was applied to a dataset of almost 10 thousand oil samples from 795 power transformers and reactors from the ISA CTEEP, electrical energy transmission company in Brazil, responsible for approximately 95% of the energy transmitted in the state of São Paulo and about 30% of all energy in Brazil
Estudo experimental do desempenho, combustão e emissões de um motor de ignição por compressão operando com HVO em modo dual-fuel com hidrogênio ou gás natural
Full text linkHVO and green hydrogen are highly promising alternative fuels with great potential to meet increasingly stringent environmental regulations regarding greenhouse gases emissions. In this context, this study presents an experimental analysis of the performance, combustion, and emissions of a compression ignition engine operating with HVO in dual-fuel mode, using port-fuel injection of hydrogen or compressed natural gas (CNG). For this purpose, a fully instrumented test bench was developed, and a compression ignition engine, model FPT NEF 67, was adapted to operate in dual-fuel mode, by using pilot injection of HVO or diesel and port-fuel injection of hydrogen or CNG. The experimental tests were divided into three stages: conventional operation tests with diesel and HVO separately; dual-fuel operation with diesel as the pilot fuel and injections of hydrogen or CNG separately; and dual-fuel tests with HVO as the pilot fuel and the same gaseous fuels. The results indicated that single-fuel operation with HVO presented significant advantages over diesel, such as higher combustion efficiency and fuel conversion efficiency, even without adjustments to the engine’s injection parameters. Additionally, there were reductions in CO2 emissions (an average of 3.16 %), NOx (an average of 6.63 %), as well as lower formation of HC, CO, and particulate matter. In dual-fuel operation, an increase in in-cylinder pressure was observed with the injection of H2 or CNG, regardless of the pilot fuel used. Nevertheless, both the pressure rise rate and the IMEP covariance remained close to the values observed in single-fuel operation. Increases were also observed in the maximum heat release rate and the maximum temperature in the combustion chamber, along with a longer ignition delay, longer combustion duration, and a reduction in fuel conversion efficiency. Even so, the HVO-hydrogen combination showed potential for reducing NOx and CO2 emissions, representing a viable alternative to replace diesel. Finally, implementing a programmable system to optimize injection conditions may be a strategy to mitigate efficiency losses.HVO e hidrogênio verde são combustíveis alternativos bastante promissores, com potencial para atender às legislações ambientais cada vez mais rigorosas quanto a descarbonização do setor de transportes. Nesse contexto, este trabalho apresenta uma análise experimental de desempenho, combustão e emissões de um motor de ignição por compressão operando com HVO, em modo dual-fuel, utilizando injeção port-fuel de hidrogênio ou gás natural veicular (GNV). Para isso, foi desenvolvida uma bancada de testes com instrumentação completa, e um motor de ignição por compressão, modelo FPT NEF 67, foi adaptado para operar em modo dual-fuel, com injeção piloto de HVO ou diesel e injeção port-fuel de hidrogênio ou GNV. Os ensaios experimentais foram divididos em três etapas: testes em modo convencional com diesel e HVO separadamente; operação em modo dual-fuel com diesel como combustível piloto e injeções de hidrogênio ou GNV, separadamente; e ensaios em modo dual-fuel com HVO como combustível piloto e com os mesmos combustíveis gasosos. Os resultados indicaram que a operação com HVO em modo single-fuel apresentou vantagens significativas em relação ao diesel, como maior eficiência de combustão e de conversão de combustível, mesmo sem ajustes nos parâmetros de injeção. Além disso, houve reduções nas emissões de CO2 (em média 3,16 %), NOx (média de 6,63 %), além de menor formação de HC, CO e material particulado. Na operação dual-fuel, verificou-se um aumento na pressão no interior do cilindro com a injeção de H2 ou GNV, independentemente do combustível piloto utilizado. Apesar disso, tanto a taxa de aumento de pressão, quanto a covariância do IMEP permaneceram próximas aos valores observados na operação single-fuel. Também foram verificados aumentos na taxa máxima de liberação de calor e na temperatura máxima na câmara de combustão, além de maior atraso de ignição, maior duração da combustão e redução na eficiência de conversão de combustível. Ainda assim, a combinação HVO-hidrogênio demonstrou potencial para reduzir as emissões de NOx e CO2, representando uma alternativa com potencial de substituir o diesel. Por fim, a implementação de um sistema programável para otimizar as condições de injeção pode ser uma estratégia para mitigar a redução da eficiência