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O problema da estabilidade assintótica global: algumas soluções
Get PDFThe objective of this dissertation is to study the Global Asymptotic Stability Problem of
vector fields. After presenting and clarifying the problems, a brief review of some topics
of the Qualitative Theory of Ordinary Differential Equations is made. The starting point
of this work is the connection of the Markus–Yamabe Conjecture with the main subject of
study. Some other classes of Globally Asymptotically Stable vector fields are also studied.O objetivo desta dissertação é estudar a Estabilidade Assintótica Global de campos de
vetores. Após a apresentação e o esclarecimento do problema, é feita uma breve revisão
de alguns tópicos da Teoria Qualitativa das Equações Diferenciais Ordinárias. O ponto
de partida deste trabalho é a conexão da Conjectura de Markus–Yamabe com o tema
principal de estudo. Algumas outras classes de campos de vetores Globalmente Assintoticamente
Estáveis são estudadas também
Avaliação quantitativa do impacto ambiental das emissões gasosas e do uso da água de resfriamento em instalações de geração termelétrica
Get PDFThe energy crisis that Brazil faced in the past years has made the country, whose energy matrix is
mainly based on water resources, opt for the use of other primary sources of energy in order to
fulfill the demand of electricity. Within this scenario, the government has launched the “Priority
Thermoelectricity Program” – PPT – aiming at increasing the country’s generating capacity. This
program forecast the construction of more than 40 thermal plants using different generation
technologies. Thermal generation brings advantages such as the fulfillment of environmental
requests, once natural gas, which is used by most of the plants, is less polluting than other fossil
fuels. In addition, thermal plants will be installed close to energy consuming centers. Their
construction time is shorter and it is easier to obtain financial aid.
This study intends to:
- Identify the different methods of controlling pollutants that may be released by thermal
plants;
- Compare typical emissions of different thermal generation technologies with the emission
standards in force in Brazil and in other countries;
- Per capita vehicle and oil refinery emissions are compared in relation to the emissions
coming from the thermoelectricity Brazilian program;
- The environmental impact of polluting emissions is also evaluated in the light of a new
parameter called Ecological Efficiency;
- The impact of environmental conditions regarding water specific consumption for cooling
considering different generation technologies, types of towers and the location of the plants is
also evaluated.
The methodology used to evaluate the gaseous emissions it was through you analyze comparative
with the patterns of effective emissions in Brazil and in the world and, the patterns of quality of the
air in agreement with the World Organization of the Health. For the use of the water in cooling
systems analyzes it was her accomplished through a study of cases using the software Thermoflex.
The principal obtained results were: the use of the natural gas and the use of control methods of
pollutant reach the effective international patterns and they increase the ecological efficiency. The
cogeneration results in discharges ecological efficiencies. Areas with it adapt smaller temperature
they consume less amounts of water. And, the use of cooling towers evaporates it reduces the
efficiency of power plants, mainly in hotter areas.A crise energética que o Brasil enfrentou nos últimos anos, fez com que o país, tendo uma matriz
energética principalmente hídrica, optasse pela utilização de outras fontes de energia primária a fim
de cobrir a sua demanda de eletricidade. Neste contexto, o governo lançou o Programa Prioritário
de Termeletricidade – PPT, visando aumentar a capacidade de geração do país. Nesse programa
estava prevista a construção de mais de 40 novas centrais termelétricas, utilizando diferentes
tecnologias de geração. A geração termelétrica traz vantagens como o atendimento a requisitos
ambientais, já que o gás natural, utilizado pela maior parte das usinas projetadas, é menos poluente
que outros combustíveis fósseis. Além disso, as usinas termelétricas serão instaladas próximas aos
centros de consumo de energia, demandam menos tempo de construção e podem obter
financiamentos com mais facilidade.
Esse trabalho tem como objetivo:
- identificar os diferentes métodos de controle dos poluentes que podem ser emitidos pelas
centrais termelétricas;
- comparar emissões típicas de diferentes tecnologias de termogeração com os padrões de
emissões vigentes no Brasil e em outros países;
- Comparar as emissões veiculares percapita e de refinarias de petróleo com relação às
emissões decorrentes do programa brasileiro de termeletricidade;
- Avaliar o impacto ambiental de emissões de poluentes através de um novo parâmetro,
chamado de Eficiência Ecológica;
- Avaliar o impacto das condicionantes ambientais no consumo específico de água para fins
de resfriamento considerando diferentes tecnologias de geração, tipos de torres e localização da
central.
A metodologia utilizada para avaliar as emissões gasosas foi através de analises comparativas com
os padrões de emissões vigentes no Brasil e no mundo e, os padrões de qualidade do ar de acordo
com a Organização Mundial da Saúde. Para o uso da água em sistemas de resfriamentos a analise
foi realizada através de um estudo de casos utilizando o software Thermoflex. Os principais
resultados obtidos foram: a utilização do gás natural e o uso de métodos de controle de poluentes
atingem os padrões internacionais vigentes e aumentam a eficiência ecológica. A cogeração resulta
em altas eficiências ecológicas. Regiões com temperatura ambiente menor consomem menos
quantidades de água. E, a utilização de torres de resfriamento seca diminui a eficiência das UTE’s,
principalmente em regiões mais quentes
Modelagem de efeitos da dispersão cromática na transmissão de rádio sobre fibra utilizando fotônica de microondas
Get PDFThis work presents a proposal for closed analytical models for the analysis of radioover-
fiber (RoF) communication systems using microwave photonics. The influences of
the optical fiber chromatic dispersion effects and the electro-optical modulators and photodetector
nonlinearities on the received signal power were investigated. This contribution
on the subject makes it possible to analyze the transmission of radiofrequency (RF)
and microwave signals over long distances. By setting some parameters, it is possible to
evaluate different applications such as generation and conversion of high frequency signals
and photonic filters in the RF and microwave bands. Analytical solutions applicable
to modern communication systems that employ 5G and 6G resources and that use analogue
optical links were developed. For this, the Graf addition theorem was used for the
Bessel functions of first kind and the Fourier transform, showing the spectra for the different
parts of the system in the frequency domain. The results between the proposed
large signal models and the approximate models were compared, highlighting the most
significant differences. The models contemplate parameters of interest in the projects of
these systems, including signals with large amplitudes. Among the most relevant values
highlighted are the modulation RF signals frequencies, the modulation indices, the losses,
the nonlinearities and the transmission coefficients of the electro-optical modulators.
Also, the wavelength and power of the laser, the photodetector responsivity and nonlinearity,
the attenuation, the length and the chromatic dispersion of the optical fiber, are
evaluated.
To evaluate the proposed analytical models, the radio over fiber links with phase and
intensity modulations, both with direct detection, were investigated. The analog optical
modulation formats such as phase, double sideband intensity, single sideband and suppressed
carrier, were adopted. External electro-optical modulators such as phase and
Mach-Zehnder intensity with dual-drive and with single drive, were used. In addition,
applications are presented in microwave frequency generation and in OOK digital information
transmission, both using the proposed models. With a single model, it is possible
to determine the link responses with different analog optical modulations that use phase
or amplitude modulators and with direct detection.Este trabalho apresenta uma proposta de modelos analíticos fechados para análise de
sistemas de comunicação de rádio sobre fibra (RoF), utilizando a fotônica de microondas.
Foram investigadas as influências dos efeitos da dispersão cromática da fibra óptica e das
não linearidades dos moduladores eletroópticos e do fotodetector, na potência do sinal
recebido. Esta contribuição sobre o tema possibilita a análise de transmissão de sinais de
radiofrequência (RF) e microondas em longas distâncias. Com ajustes de parâmetros, é
possível avaliar diferentes aplicações como em geração e conversão de sinais de altas
frequências e em filtros fotônicos nas faixas de RF e microondas. Foram desenvolvidas
soluções analíticas aplicáveis a modernos sistemas de comunicação que empreguem os
recursos de 5G e 6G e que utilizem enlaces ópticos analógicos. Para isso, foi utilizado o
teorema da adição de Graf para as funções de Bessel de primeira espécie e a transformada
de Fourier, mostrando os espectros pelas diferentes partes do sistema no domínio da frequência.
Foram comparados os resultados entre os modelos analíticos em grandes sinais
propostos e os aproximados, destacando as diferenças mais significativas. As modelagens
contemplam parâmetros de interesse nos projetos desses sistemas, incluindo excitação
com sinais de grandes amplitudes. Entre os valores mais relevantes salientados estão as
frequências dos sinais de RF de modulação, os índices de modulação, as perdas, as não
linearidades e os coeficientes de transmissão dos moduladores eletroópticos. Ainda, são
avaliados o comprimento de onda e a potência do laser, a responsividade e a não linearidade
do fotodetector, a atenuação, o comprimento e a dispersão cromática da fibra óptica.
Para avaliação dos modelos analíticos propostos, investigaram-se enlaces ópticos de
rádio sobre fibra com modulação de fase e de intensidade, ambos com detecção direta.
Adotaram-se os formatos de modulações ópticas analógicas de fase, de intensidade com
banda lateral dupla, com banda lateral única e com portadora suprimida. Foram utilizados
moduladores eletróopticos externos de fase, de intensidade de tipo Mach-Zehnder com
dupla excitação e com excitação simples. Além disso, são apresentadas aplicações na geração
de frequências de microondas e na transmissão de informações digitais do tipo
OOK, ambas utilizando a modelagem proposta. Com um único modelo é possível determinar
as respostas para os enlaces com diferentes modulações ópticas analógicas que utilizarem
os moduladores de fase ou de amplitude e com detecção direta
Avaliação técnico-econômica e ambiental da produção integrada de bioetanol 1G e 2G em biorrefinaria de cana utilizando levedura recombinante
Get PDFWith the global increase in energy demand and global concern with climate change on the planet, incentives for research and development of biofuel production processes, such as ethanol, have grown in recent decades, aiming at the full use of biomass and the minimum generation of waste. In order to make possible the implementation of 2G technology in Brazilian 1G biorefineries, studies with economic and environmental assessments are essential to identify possible procedural bottlenecks and help in decision-making. Thus, the main objective of this work was to carry out a technical-economic analysis (TEA) and life cycle assessment (LCA) of ethanol production in a biorefinery that integrates 1G and 2G technology from sugarcane and its waste. For this, three scenarios were evaluated: Scenario I which represents an autonomous Brazilian distillery, while Scenarios II and III present an integrated 1G2G technology addressing different types of pre-treatment (acid and hydrothermal) and using recombinant yeast in the fermentation step. Scenario simulations were performed using the EMSO software, while the LCA was performed using the SimaPro® software. The integrated process increased ethanol production by 14% in Scenario II and 16% in Scenario III compared to Scenario I. The integrated processes (Scenarios II and III) had high production costs, resulting in a minimum selling price of ethanol greater than the marketed value of ethanol around 31% for Scenario II (693.59 US/m³), which made the processes unfeasible from the point of view economic. In the environmental analysis, both Scenarios did not have the necessary potential to mitigate the environmental impacts of the 1G2G ethanol production process in relation to Scenario I, in order to obtain all categories of environmental impact lower or close to Scenario I. The obtained results indicated the need to select other ethanol production processes as a way to improve the integration of processes in sugarcane-based biorefineries.Com o aumento mundial da demanda energética e da preocupação mundial com as mudanças climáticas do planeta, estímulos à pesquisa e ao desenvolvimento de processos de produção de biocombustíveis, como o etanol, cresceram nas últimas décadas, visando a utilização integral da biomassa e geração mínima de resíduos. Para que seja possível a implementação da tecnologia 2G nas biorrefinarias brasileiras 1G, estudos com avaliações econômicas e ambientais são fundamentais para identificar possíveis gargalos processuais e auxiliar na tomada de decisões. Assim, o objetivo principal deste trabalho foi realizar uma análise técnica-econômica (ATE) e avaliação do ciclo de vida (ACV) da produção de etanol em uma biorrefinaria que integra a tecnologia 1G e 2G a partir da cana-de-açúcar e seus resíduos. Para isso, três cenários foram avaliados: o Cenário I que representa uma destilaria autônoma brasileira, enquanto os Cenários II e III apresentam uma tecnologia integrada 1G2G abordando diferentes tipos de pré-tratamento (ácido e hidrotérmico) e utilizando levedura recombinante na etapa de fermentação. As simulações dos cenários foram realizadas no software EMSO enquanto a ACV foi realizada no software SimaPro®. O processo integrado aumentou a produção de etanol em 14% no Cenário II e 16% no Cenário III em comparação ao Cenário I. Os processos integrados (Cenários II e III) apresentaram elevados custos de produção, ocasionando em um preço mínimo de venda do etanol maior que o valor comercializado do etanol em torno de 31% para o Cenário II (693,59 US/m³), tornando os processos inviáveis do ponto de vista econômico. Na análise ambiental, constatou-se que ambos os Cenários não apresentaram potencial necessário para mitigar os impactos ambientais do processo de produção de etanol 1G2G em relação ao Cenário I, de forma a obter todas as categorias de impacto ambiental inferiores ou próximas ao Cenário I. Os resultados obtidos indicaram a necessidade da seleção de outros processos de produção de etanol a fim de melhorar a integração de processos nas biorrefinarias a base de cana-de-açúca
Cálculo de curto circuito trifásico em grandes sistemas elétricos com a utilização de computadores de pequenos portes
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Desafio IOT: jogo sério para imersão no desenvolvimento de software embarcado no contexto de casas inteligentes
Get PDFThe technological evolution provided by the Internet of Things is in increasing development and the demand for professionals increases proportionally. Parallel to this reality, the use of games as a learning tool is a suitable practice especially for the younger audience, as they present elements of fun and engagement. Serious games can help players acquire new experiences and complex knowledge, which are obtained by solving the challenges. In this context, the serious game proposed in this research, Desafio IoT, aims to provide an overview of some problems and solutions in embedded software development for smart homes. In addition to a serious purpose, the game seeks to awaken students' interest in the subject, spreading the idea and motivating to work in the development area. The implementation of the game was carried out according to the Learning Mechanics – Game Mechanics (LM-GM) specification model. In order to investigate the educational impact provided by the experience of using the game, besides the questionnaires on usage and technical knowledge, the MEEGA+ questionnaire was used to evaluate the game. The results allow concluding that the game was able to introduce students to the Internet of Things area and motivate them to further their knowledge on the subject. The evaluation of the game by the students presented a positive overall result, as well as approval in seven of the eight dimensions used in the analysis.A evolução tecnológica proporcionada pela Internet das Coisas está em crescente desenvolvimento e a demanda por profissionais aumenta proporcionalmente. Paralelamente a essa realidade, a utilização de jogos como ferramenta de aprendizado é um método propício principalmente para o público mais jovem, por apresentar elementos de diversão e engajamento. Jogos sérios podem auxiliar os jogadores na aquisição de novas experiências e conhecimentos complexos, que são obtidos por meio da resolução de desafios. Nesse contexto, o jogo sério proposto neste trabalho, Desafio IoT, visa oferecer uma visão geral sobre alguns problemas e soluções no desenvolvimento de software embarcado para casas inteligentes. Além de um propósito sério, o jogo proposto busca despertar o interesse dos estudantes no assunto, disseminando a ideia e a motivação em atuar na área de desenvolvimento. A implementação do jogo foi realizada segundo o modelo de especificação Learning Mechanics – Game Mechanics (LM-GM). Visando investigar o impacto educacional proporcionado pela experiência de uso do jogo proposto, além de questionários de utilização e de conhecimento técnico, foi usado o questionário MEEGA+ para a avaliação do jogo. A partir dos resultados, pode-se concluir que o jogo foi capaz de introduzir os estudantes à área de Internet das Coisas e motivá-los a aprofundar seus conhecimentos sobre o tema. A avaliação do jogo pelos estudantes apresentou resultado geral positivo, bem como aprovação em sete das oito dimensões utilizadas na análise