Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica - PPGEE/ITEC

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O Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica (PPGEE) do Instituto de Tecnologia (ITEC) da Universidade Federal do Pará (UFPA) foi o primeiro e é considerado o melhor programa de pós-graduação em Engenharia Elétrica da Região Amazônica. As atividades acadêmicas regulares dos cursos de mestrado e doutorado são desenvolvidas principalmente nas Faculdades de Engenharia Elétrica e Engenharia de Computação, supervisionadas pela Coordenação do Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica (CPPGEE).

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Acesso aberto (Open Access)
Abordagem de leitura de texto em imagens provenientes de redes sociais para ganho em disponibilidade de dados
(Universidade Federal do Pará, 2017-10-19) FERREIRA NETO, Luiz Cortinhas; SANTANA, Ádamo Lima de; http://lattes.cnpq.br/4073088744952858
Este trabalho tem como objetivo propor uma adaptação metodológica no processo de análise de redes sociais, baseado na inclusão de texto obtido de imagens provenientes das próprias redes sociais. O processo de análise de sentimento é de fundamental importância para a inteligência de mercado, análise de produtos, para os processos de CRM e SCRM, uma vez que estes são tendências de mercado utilizadas por grandes empresas, que acabam, portanto, auxiliando na atração de incentivos financeiros e motivando a pesquisa. A modificação metodológica aplicada neste trabalho tem sua importância fundamentada na disponibilidade de dados, que tem se tornado cada vez mais restrita, graças a utilização de API’s, que são as interfaces de gerenciamento de acesso aos dados onde, de várias maneiras diferentes, cada rede social limita a consulta de dados, seja por tipo de dado, quantidade coletada ou janela de coleta. Esta pesquisa demonstra, por meio de estudos de caso, que existe ganho de informação para o processo de análise de sentimentos ao incluir dados textuais proveniente de imagens.
Acesso aberto (Open Access)
Abordagem probabilística para caracterização do sistema de marcação de sequenciamento multiplex na plataforma ABI SOLID
(Universidade Federal do Pará, 2011-07-01) LOBATO, Fábio Manoel França; SANTANA, Ádamo Lima de; http://lattes.cnpq.br/4073088744952858
Os sequenciadores de nova geração como as plataformas Illumina e SOLiD geram uma grande quantidade de dados, comumente, acima de 10 Gigabytes de arquivos-texto. Particularmente, a plataforma SOLiD permite o sequenciamento de múltiplas amostras em uma única corrida (denominada de corrida multiplex) por meio de um sistema de marcação chamado Barcode. Esta funcionalidade requer um processo computacional para separação dos dados por amostra, pois, o sequenciador fornece a mistura de todas amostras em uma única saída. Este processo deve ser seguro a fim de evitar eventuais embaralhamentos que possam prejudicar as análises posteriores. Neste contexto, o presente trabalho propõe desenvolvimento de um modelo probabilístico capaz de caracterizar sistema de marcação utilizado em sequenciamentos multiplex. Os resultados obtidos corroboraram a suficiência do modelo obtido, o qual permite, dentre outras coisas, identificar faltas em algum passo do processo de sequenciamento; adaptar e desenvolver de novos protocolos para preparação de amostras, além de atribuir um Grau de Confiança aos dados gerados e guiar um processo de filtragem que respeite as características de cada sequenciamento, não descartando sequências úteis de forma arbitrária.
Acesso aberto (Open Access)
Ações de eficiência energética em navios: estudo de caso e um navio patrulha da Marinha do Brasil
(Universidade Federal do Pará, 2016-08-26) AQUINO, Suzane Cruz de; MORAES, Hito Braga de; http://lattes.cnpq.br/5044859479302394; TOSTES, Maria Emília de Lima; http://lattes.cnpq.br/4197618044519148
Devido à crescente preocupação com o meio ambiente, a IMO (International Maritime Organization), através da MARPOL (International Convention for the Prevention of Pollution from Ships), criou a primeira norma obrigatória do setor sobre a eficiência energética dos navios, buscando a diminuição das emissões de gases de efeito estufa e de custos relacionados ao consumo de energia. Esta dissertação tem como objetivo propor uma metodologia de medidas de eficiência energética em navios, aplicando-a a um navio patrulha da Marinha do Brasil. O navio analisado, o P-49 ou Guarujá, é uma embarcação de 19 anos, sendo também a idade de quase todos os equipamentos que o compõem. O Guarujá possui o sistema de propulsão totalmente isolado eletricamente da geração de energia elétrica, então, os sistemas alvo dessa pesquisa foram aqueles com maior demanda de energia elétrica: o sistema de iluminação, de refrigeração, de geração de energia elétrica, de salvamento e as câmaras frigoríficas. No entanto, as informações disponíveis dos sistemas acima citados se mostraram escassas, assim, explorou-se apenas as lâmpadas e alguns motores elétricos de bombas, compressores e ventiladores. As ações propostas para os equipamentos disponíveis a verificação foram 1 - a troca das lâmpadas do caso referência por lâmpadas LED; e 2 - a substituição dos motores elétricos por exemplares similares de maior rendimento. As medidas foram analisadas financeira e ambientalmente através do software RETScreen, importante ferramenta para estudos em eficiência energética e fontes renováveis desenvolvida pelo Governo do Canadá; com auxílio do simulador do PROCEL, o BD Motor, promovendo maior enfoque sobre os motores devido a sua complexidade e importância no ótimo funcionamento dos sistemas do navio. As ações se mostraram viáveis, com o tempo de retorno total de 2 anos, diminuindo a emissão de 164 toneladas de CO2 na atmosfera em 20 anos e economizando cerca de R$ 352.974,80 ao fim da vida do projeto, justificando, assim, a sua execução.
Acesso aberto (Open Access)
Acoplamento de modos guiados em cabos de pares trançados utilizando antenas com simetria radial no cenário terabit DSL
(Universidade Federal do Pará, 2020-03-26) SOUSA, Brenda Penedo Tavares de; COSTA, João Crisóstomo Weyl Albuquerque; http://lattes.cnpq.br/9622051867672434
O desenvolvimento dos padrões de transmissão de dados e tecnologias de acesso sempre vem atrelado com a necessidade de suprir altas taxas de dados. Assim, tecnologias já implantadas, como exemplo o sistema DSL (Digital Subscriber Line) que utiliza pares trançados para transmissão, vem se ajustando para conseguir atender essa crescente demanda de dados. No sistema DSL, os pares trançados são utilizados como linha de transmissão, utilizando o modo transversal eletromagnético (TEM). Entretanto, as limitações físicas do par trançado como linha de transmissão impedem que o sistema alcance taxas mais elevadas, necessárias para suportar aplicações da quinta geração (5G). Recentemente, foi proposta a utilização de outros modos de transmissão no par trançado, os modos guiados de ordem superior, como alternativa para que essa infraestrutura consiga suportar taxas de transmissão da ordem de Terabits por segundo (Tbps), denominada como a tecnologia Terabit DSL (TDSL). Porém, um dos desafios para esta implementação é o acoplamento dos modos guiados no par trançado, já que não são amplamente explorados no contexto de propagação dos modos guiados de ordem superior, como acontece com guias de onda mais simples, como exemplo de Sommerfeld e Goubau. Neste cenário, esta dissertação tem como objetivo avaliar o acoplamento do sinal radiado entre uma antena com propagação radial e um cabo de pares trançados, analisando o comportamento eletromagnético das estruturas. Considerando que o cabo de pares trançados não tem um modelo analítico fechado para o comportamento dos modos de ordem superior, que se propagam ao longo deles, todos os resultados foram obtidos a partir de simulações numéricas no software HFSS (High Frequency Structure Simulator). Esses resultados são em termos do parâmetro de espalhamento da antena e do campo eletromagnético no cabo, sendo possível avaliar a eficiência de acoplamento, o guiamento do sinal e prever a taxa de transmissão disponível aos usuários. Os resultados obtidos mostraram que o acoplamento entre a antena e o cabo de pares trançados sem blindagem alcançou níveis de até 83,83% em frequências de 0,15 THz, demonstrando uma alta eficiência de acoplamento quando comparada com cenários mais simples da literatura, que alcançam níveis em média de 67%. Verificou-se que a utilização desses cabos para transmissão de dados é eficaz, conseguindo entregar taxas de até 1,737 Tbps em cabos de até 10 metros, enquanto que as previsões de taxa para o cenário TDSL que consideram o acoplamento 100% alcançam níveis de 2,013 Tbps.
Acesso aberto (Open Access)
Alocação de dois níveis para uma arquitetura h-cran baseada em offloading
(Universidade Federal do Pará, 2019-01-24) GONÇALVES, Mariane de Paula da Silva; BARROS, Fabrício José Brito; http://lattes.cnpq.br/9758585938727609; CARDOSO, Diego Lisboa; http://lattes.cnpq.br/0507944343674734
O crescimento acelerado de dados e aplicativos representa desafios significativos para a próxima geração de redes móveis (5G). Dentre eles, destaca-se a necessidade de uma coexistência dc novos e antigos padrões durante a transição das arquiteturas. Assim, na coexistência de arquiteturas, o processo de offloading entre diferentes arquiteturas é essencial. Aliado a isso, processos de ofioading tradicionais, que focam apenas nos recursos de rádio, podem ser ineficazes, uma vez que o processo dinâmico de alocação de RRH-BBU influencia no resultado. Desta forma, este trabalho investigou soluções para descarregamento em uma arquitetura híbrida, também conhecida como H-CRAN (Heterogeneous Cloud –Radio Access Network ATchitecture), que centraliza o processamento e busca um melhor uso dos recursos da rede. Através de um algoritmo evolutivo, buscou-se encontrar uma solução subótima para a alocação de dois níveis (TLA) na arquitetura H-CRAN e outra baseada no FIFO (First In, First Out), para fins de benchmarking. A média SNR (Noise Interference Signal), a máxima taxa de bits, o número de usuários com ou sem conexões e o número de conexões em RRHs e macro foram usados como medidas de desempenho. Através dos resultados, percebeu-se uma melhora de aproximadamente 60% na Taxa Máxima de Bits, quando comparada à abordagem tradicional, possibilitando um melhor atendimento aos usuários.
Acesso aberto (Open Access)
Análise comparativa das propriedades ressonantes de nanopartículas e de nanoantenas bowtie de ouro de diferentes geometrias
(Universidade Federal do Pará, 2012-12-14) SANTOS, Thaís Lira Tavares dos; COSTA, Karlo Queiroz da; http://lattes.cnpq.br/7932708321834647; DMITRIEV, Victor Alexandrovich; http://lattes.cnpq.br/3139536479960191
Este trabalho apresenta uma análise comparativa das propriedades ressonantes de nanopartículas e de nanoantenas bowtie de ouro com novas geometrias triangulares. As geometrias propostas são as seguintes: geometrias triangulares com lados encurvados e geometrias triangulares com um dos seus vértices formado por três pontas. As propriedades investigadas são as respostas ressonantes, as distribuições espaciais do campo elétrico próximo e os comprimentos de onda ressonantes. A densidade de corrente dentro das nanoestruturas também é analisada para melhor entendimento do realce do campo elétrico próximo. Para o caso das nanoantenas bowtie, a pesquisa também é focada no estudo da influência de um substrato de dióxido de silício nas suas propriedades ressonantes e no estudo das suas características na região de campo distante (seção reta de espalhamento e diagrama de radiação). Os resultados numéricos são obtidos nas regiões do visível e do infravermelho próximo do espectro eletromagnético, simulados pela técnica de integração finita. Para as nanopartículas isoladas, esses resultados mostram que as geometrias sugeridas possuem intensidade de campo elétrico próximo em torno de 160% mais alta e comprimento de onda ressonante 15% deslocado para o vermelho, comparadas com a geometria triangular equilateral. Já no caso das nanoantenas bowtie, as novas geometrias possuem intensidade de campo elétrico próximo em torno de 90% mais alta e comprimento de onda ressonante 15% deslocado para o azul, comparadas com a nanoantena bowtie triangular equilateral. Os resultados deste trabalho podem servir para modelagem, fabricação e projeto de nanopartículas e de nanoantenas bowtie de ouro para diferentes aplicações, tais como microscopia e sensores de fibra óptica.
Acesso aberto (Open Access)
Análise comparativa de nanoantenas plasmônicas no modo de recepção para a aplicação em nanocircuito óptico.
(Universidade Federal do Pará, 2020-01-30) LOPES, Patrik Coelho; COSTA, Karlo Queiroz da; http://lattes.cnpq.br/7932708321834647; https://orcid.org/0000-0003-4393-3217
Neste trabalho, é feito um estudo teórico para diferentes casos de nanoantenas ópticas. As análises numérica são realizadas pelo Método dos Elementos Finitos (FEM – Finite Element Method). A primeira parte da análise será feita com as nanoantenas isoladas consideradas: dipolo, dipolo-espira, espira e bastão-espira. Inicialmente é feita para o modo de transmissão para a obtenção de parâmetros importantes para o estudo das nanoantenas, como impedância de entrada, coeficiente de reflexão, eficiência de radiação e diagrama de ganho. Posteriormente no modo de recepção, excitadas por uma onda plana linearmente polarizada, variando a direção de polarização. Onde a potência recebida pela carga versus frequência e o campo elétrico próximo são investigados para antenas. Os resultados mostram que o caso da nanoantena dipolo-espira é o mais eficiente (atingindo até er = 81.25%) além de uma melhor banda de recepção. Já a segunda parte, é apresentado a aplicação de um nanocircuito óptico, composto pela espira de recepção conectado a uma linha de transmissão óptica bifilar (OTL – Optical Transmission Line) com um dipolo no terminal da linha. São investigados também, o campo próximo e a potência recebida para os nanocircuitos analisados separadamente, com uma carga no terminal da linha de transmissão. Por fim, a excitação do nanocircuito é feita através de uma sonda de abertura modelado por um feixe gaussiano, focalizado na espira receptora, transferindo energia para o dipolo emissor, com um padrão de onda estacionária, o acoplamento eletromagnético do nanocircuito espira com o feixe gaussiano, mostrou melhores resultados (com valor máximo atingido de PZC = −103 dBm) em comparação com a onda plana (com valor máximo de PZC = −125 dBm), com a potencia recebida na carga de ZC = 50Ω.
Acesso aberto (Open Access)
Análise da qualidade de energia em sistemas de distribuição através de medição e fluxo de carga harmônico trifásico
(Universidade Federal do Pará, 2005-02-10) BRANCHE, Marcos Nascimento; BEZERRA, Ubiratan Holanda; http://lattes.cnpq.br/6542769654042813; TOSTES, Maria Emília de Lima; http://lattes.cnpq.br/4197618044519148
Este trabalho apresenta uma análise da qualidade de energia realizado em um sistema real de distribuição de energia elétrica, a partir das diferentes classes de consumo atendida pela concessionária. O estudo foi realizado em duas etapas, sendo a primeira através de medições realizadas no secundário de transformadores da rede de distribuição que atende ao sistema da CEA (Companhia de Eletricidade do Amapá), previamente classificados por classe de atendimento sendo, classe comercial, residencial e mista. Através do estudo torna-se possível a identificação e a caracterização de fontes geradoras de harmônicos no sistema, possibilitando assim a análise do nível de injeção de harmônicos em sua rede de distribuição, bem como a avaliação dos impactos que essas fontes distribuídas de geração harmônica podem provocar na qualidade de energia fornecida pela concessionária. A etapa final do estudo apresenta o uso de um fluxo de carga harmônico trifásico, onde a partir do perfil harmônico obtido no estudo, é feita uma avaliação de forma global do sistema.
Acesso aberto (Open Access)
Análise de canal para frequência de 3,5 GHz em aeroporto
(Universidade Federal do Pará, 2022-01-28) MACEDO, Alex Sanches; BARROS, Fabrício José Brito; http://lattes.cnpq.br/9758585938727609; http://lattes.cnpq.br/9758585938727609
Com a constante evolução dos sistemas de tecnologia e comunicação reforçou o aumento na troca de dados, velocidade e a confiabilidade quanto ao acesso a rede móvel. Diversas causas como a deficiência espectral, dificuldades na cobertura do sinal, problemas com antenas e rádio-enlace, são obstáculos a serem trabalhados e melhorados de forma a atender os serviços com maior qualidade dentro de uma infraestrutura da rede de comunicação móvel. Para atender o aumento vertiginoso do consumo de usuários e equipamentos conectados em rede móvel, diversos trabalhos e pesquisas estão sendo propostas e desenvolvidas. No Brasil, está prevista a chegada da tecnologia de quinta geração (5G) a partir de 2021, e que utilizará a faixa de frequência de 3, 5 GHz. Dessa forma, a necessidade de comunicação em ambientes de grande movimento de pessoas, pois o 5G promete conectividade rápida com mais usuários abrangendo serviços e aplicações que exigem altas taxas de dados em uma ampla área de cobertura. Em particular, nesta frequência que representa uma banda sub-6 GHz a ser usada para o 5G no Brasil. Quanto ao comportamento do canal, a caracterização deste canal é de importante relevância. Assim motivou-se, nesta dissertação, o estudo sobre a análise de canal para a frequência de 3, 5 GHz em um grande ambiente indoor, este cenário é em um saguão do Aeroporto Internacinal Val de Cans, em Belém do Pará. A campanha de medições foram realizadas para Line-Of-Sight (LOS) e por meio da sondagem de canal são extraídos os parâmetros de dispersão do canal de pequena escala. Estes parâmetros são o retardo médio RMS e espalhamento médio RMS, também foi verificada a banda de coerência do canal e o perfil de potência e retardos. Entender a propagação do sinal em larga escala é importante para construção de projetos de sistemas de rádio móvel. Também foi investigado o sinal através dos modelos Floating-Intercept (FI), Close-In (CI) e suas variações são aplicados e analisados para avaliar a perda de percurso para co-polarização (V-V e H-H) e polarização cruzada (V-H e H-V). Pode-se inferir que a metologia aplicada em larga escala mostrou-se adequada com os dados e, quando estes comparados a outros tipos de ambientes e outras frequências encontrados na literatura.
Acesso aberto (Open Access)
Análise de correlação de focos de queimadas com variáveis climáticas no município de Marabá
(Universidade Federal do Pará, 2016-03-10) ARANHA, Priscila Siqueira; FRANCÊS, Carlos Renato Lisboa; http://lattes.cnpq.br/7458287841862567
A Amazônia é composta por uma grande diversidade de ecossistemas e formas de ocupação, assumindo uma grande variedade de configurações, envolvendo fatores espaciais, sociais, econômicos, agronômicos, que variam de região para região. Partindo dessa percepção do espaço amazônico, esta dissertação apresenta um estudo investigativo de cenários e suas correlações, com o intuito de quantificar e qualificar a força das relações e das dependências entre as diversas variáveis envolvidas, tais como fatores meteorológicos (umidade relativa, precipitação, velocidade do vento e temperatura) e o número de focos de queimadas, de forma a possibilitar a análise dos motivos que influenciam na degradação ambiental da área de estudo. Com a finalidade de validar a metodologia proposta, realizou-se um estudo no município de Marabá, área de projetos de assentamentos, cujo foco é analisar as correlações existentes entre as variáveis climáticas e os focos de queimadas nesta região, utilizando três cenários de estudo. Para tanto, utilizam-se alguns parâmetros estatísticos, a correlação de Pearson e as Redes Bayesianas a fim de estabelecer o grau de dependência entre as diferentes variáveis de interesse. A partir de tais estudos, é possível fazer-se um conjunto de inferências acerca do problema em estudo e possíveis alternativas, as quais equilibrem mais os cenários, em benefício da sustentabilidade do meio ambiente.
Acesso aberto (Open Access)
Análise de desempenho de códigos concatenados em canais AWGN e com multipercursos: uma abordagem baseada em transmissão de vídeo em 4K codificado em H.264
(Universidade Federal do Pará, 2017-03-10) COSTA, Thiago de Araújo; PELAES, Evaldo Gonçalves; http://lattes.cnpq.br/0255430734381362
Dentro do processo de transmissão digital o canal de comunicação pode adicionar uma série de imperfeições na informação transmitida. A fim de melhorar a qualidade na transmissão multimídia digital, várias tecnologias, como DVB-T (Digital Video Broadcasting Terrestrial) e DVB-T2 (Digital Video Broadcasting Terrestrial-2nd Generation) que empregam as técnicas de codificação de canal foram desenvolvidas. Dentro desse contexto, as técnicas de codificação de canal tem grande importância, pois minimizam a probabilidade de erro durante a transmissão da informação. Assim torna-se importante avaliar o desempenho dos codificadores de canal. Esta dissertação realiza uma análise comparativa dos codificadores concatenados RS-CONV e BCH-LDPC, implementados na TV Digital, sobre os canais AWGN e Rayleigh; tanto em termos da BER, bem como em relação a qualidade de vídeo, através das métricas PSNR e SSIM. Nas simulações sobre o canal AWGN o par concatenado BCH-LDPC obteve o melhor desempenho em conjunto com a modulação QPSK, atingindo o valor de BER igual a 0 quando 𝐸𝑏/𝑁0 é igual a 1 dB. Nas simulações sobre o canal Rayleigh, a associação BCH-LDPC com a modulação QPSK apresentou os melhores resultados, alcançando BER igual a 0 a partir de 𝐸𝑏/𝑁0 igual a 3 dB. Na avaliação de qualidade de vídeo o par concatenado BCH-LDPC demonstrou uma superioridade em relação ao RS-CONV nos canais estudados, de tal forma que conferiu um aumento (ganho) na média da PSNR em relação ao RS-CONV, que para o canal AWGN foi de aproximadamente 2,2 dB, 6,4 dB e 6,7 dB, respectivamente para QPSK, 16-QAM e 64-QAM. No canal Rayleigh os valores foram aproximadamente de 3,9 dB, 4,2 dB e 1,6 dB, respectivamente para QPSK, 16-QAM e 64-QAM. Para ratificar os resultados, outra análise é realizada para uma determinada faixa do vídeo, apresentando um aumento na média dos resultados do BCH-LDPC em relação ao RS-CONV, que para o canal AWGN foi de 15,8 dB para QPSK; 22,23 dB para 16-QAM e 14,3 dB para 64-QAM. Enquanto para canal Rayleigh o aumento foi de 16,8 dB, 10,3 dB e 1,4 db, respectivamente, para QPSK, 16-QAM e 64-QAM.
Acesso aberto (Open Access)
Análise de Desempenho de Meta-heurísticas Aplicadas ao Problema de Restauração de Redes de Distribuição.
(Universidade Federal do Pará, 2020-02-20) BATISTA, Vítor dos Santos; BEZERRA, Ubiratan Holanda; http://lattes.cnpq.br/6542769654042813
Nos últimos anos diversas meta-heurísticas foram utilizadas para solucionar o problema de restauração de Sistemas de Distribuição de Energia (SDE) de forma eficiente. Dentre elas destaca-se o AEMT - Algoritmo Evolutivo Multiobjetivo por Tabela, que juntamente com a utilização da RNP - Representação Nó-Profundidade, trouxeram um grande avanço na área pois a RNP sendo utilizada como estrutura de dados é possível realizar modificações na topologia do SDE sem perder a radialidade e restabelecer o fornecimento de energia para todas as cargas desligadas após a falta. Devido a falta de exploração de outras meta-heurísticas que utilizam a RNP como estrutura de dados, este trabalho visa realizar uma análise de desempenho comparando o AEMT com outras três meta-heurísticas, a Busca Tabu, Colônia de Abelhas e Estratégias evolutivas. A análise foi realizada em 3 SDEs com 84, 119 e 135 barras e foram simuladas 3 faltas em cada sistema.
Acesso aberto (Open Access)
Análise de desempenho de redes de acesso G.mgfast e fronthaul 5G baseado em cabos coaxiais
(Universidade Federal do Pará, 2019-05-27) FREITAS, Marx Miguel Miranda de; NUNES, Diogo Lobato Acatauassú; http://lattes.cnpq.br/1972007941497086; COSTA, João Crisóstomo Weyl Albuquerque; http://lattes.cnpq.br/9622051867672434
Este trabalho explora duas possibilidades de aproveitamento de tecnologias de sistemas cabeados maduras, utilizadas nas redes banda larga dos sistemas de 4a geração, em aplicações emergentes de próxima geração. Especificamente, avaliam-se duas propostas de uso da estrutura cabeada das redes HFC (Hybrid Fiber Coax) e dos sistemas de SAT TV (Satellite Television). A primeira delas, como suporte em redes de transporte (fronthaul) analógico de rede 5G. A segunda avalia o uso dos cabos coaxiais em redes de acesso G.mgfast (Multi Gigabit G.fast). Na primeira, são mostradas as relações existentes entre as taxas de dados e o número de antenas alcançadas pelo cabo coaxial RG06 sob um nível de potência fixo e sob uma condição sinal ruído alvo, considerando distâncias distintas e duas configurações de sinais de rádio. Mostra-se que no (fronthaul) analógico 5G analisado, taxas superiores a 40 Gbps podem ser obtidas em um cabo coaxial RG06, dando suporte para 140 antenas, atendendo a critérios de transmissão do 3GPP. Para segunda solução é proposto um processo para redução consumo de energia na rede, por meio da adequação da potência de transmissão na rede coaxial, com maior carregamento de bits nas frequências iniciais do espectro. São analisados enlaces com cabos coaxiais RG59, RG06 e RG11, considerando taxas variando entre 5 Gbps e 10 Gbps e dois tipos de algoritmos de carregamento de bit. Mostra-se que com esses procedimentos a economia de potência obtida em único enlace com cabo coaxial de 100 m pode ser utilizada para alimentar outros 28 cabos de 50 m. Por outro lado, mostra-se que a redução de potência não é relevante, do ponto de vista da redistribuição, em cabos cujo comprimento seja menor ou igual a 25 m.
Acesso aberto (Open Access)
Análise de desempenho de um sistema fotovoltaico domiciliar de pequeno porte operando com diferentes equipamentos
(Universidade Federal do Pará, 2015-02-23) MAIA, Keila Cristina dos Santos; PINHO, João Tavares; http://lattes.cnpq.br/0847897516772421; MACÊDO, Wilson Negrão; http://lattes.cnpq.br/3386249951714088
O presente trabalho apresenta a análise da operação de um sistema fotovoltaico domiciliar de 180 Wp projetado para atendimento de pequenas demandas. O sistema em questão está instalado na área de testes do laboratório do Grupo de Estudos e Desenvolvimento de Alternativas Energéticas (GEDAE), com o propósito de simular seu funcionamento como provedor de energia elétrica para uma residência ribeirinha típica da Região Amazônica. Para este fim, foi simulada a alimentação de cargas que são utilizadas frequentemente nessas residências (TV e lâmpadas) em horários pré-definidos. No trabalho, além da descrição dos componentes do sistema, são expostos também os mecanismos empregados na monitoração de seu funcionamento, bem como a análise de dados obtidos acerca do comportamento do sistema operando com diferentes tecnologias de inversores de tensão (formas de onda de saída senoidal, quadrada e quadrada modificada), controladores de carga e baterias de descarga profunda (OPzV).
Acesso aberto (Open Access)
Análise de estruturas planares em THz baseadas em grafeno
(Universidade Federal do Pará, 2016-01-28) NASCIMENTO, Clerisson Monte do; DMITRIEV, Victor Alexandrovich; http://lattes.cnpq.br/0684541646225359
Neste trabalho são analisadas as propriedades de espalhamento de ondas eletromagnéticas no grafeno na faixa de frequências de THz, bem como dispositivos plasmônicos baseados em estruturas planares deste material na mesma faixa de frequências. O trabalho está apresentado na forma de agregação de quatro artigos científicos. O primeiro artigo faz uma análise numérica da propagação de ondas plasmônicas em elementos de grafeno submetidos à incidência de ondas em THz. A influência de fatores como geometria, potencial químico ângulo de incidência e polarização são analisados. O resultado deste artigo foi base para a proposta de dois dispositivos (artigos 2 e 3) baseados em superfícies seletivas de frequência (FSS) que operam na faixa de THz e compostos unicamente por elementos de grafeno e substrato dielétrico, sem a necessidade de inserção de outros metais. O primeiro dispositivo consiste em um filtro eletromagnético construído por um arranjo de anéis espessos de grafeno postos em ambos os lados de um substrato dielétrico. O segundo apresenta a proposta inédita de um dispositivo multifuncional baseado em grafeno que pode operar tanto como um filtro eletromagnético, dinamicamente ajustável, quanto como uma chave eletromagnética. Ambos os dispositivos operam baseados no efeito de Fano ressonância. O quarto artigo apresenta um método de análise de FSS baseada em teoria de grupos e que utiliza as componentes transversais e longitudinais da corrente induzida na estrutura. Este método permite prever maior informação acerca das propriedades do dispositivo, quando comparado a aproximações existentes que se baseiam somente as componentes longitudinais da corrente. Como aplicação deste método, é sugerido e analisado um arranjo periódico de elementos de grafeno.
Acesso aberto (Open Access)
Análise de ressonâncias eletromagnéticas em estrutura periódica de discos de grafeno magnetizadosd na faixa de terahertz
(Universidade Federal do Pará, 2023-02-27) SILVA, Amanda Evangelista da; OLIVEIRA, Cristiano Braga de; http://lattes.cnpq.br/2012907724305086; DMITRIEV, Victor Alexandrovich; http://lattes.cnpq.br/3139536479960191
Desde seu isolamento em 2004, o grafeno tem se mostrado um material promissor, pois permite forte interação de portadores de carga com radiação terahertz (THz). Esta extensa interação com a luz se deve à excitação de polaritons de plasmon de superfície (SPPs) proporcionando assim diversas aplicações nas áreas de fotônica THz. Na presença de um campo magnético externo, a ressonância de cíclotron domina nos espectros THz. Neste trabalho analisamos vários modos de ressonância (dipolo, quadrupolo, hexapolo e os modos com simetria azimutal) que podem existir no disco de grafeno em um arranjo com células unitárias quadradas periódicas. Calculamos as ressonâncias com magnetização por campo magnético externo DC variando até 3T e as comparamos com o caso da mesma estrutura sem magnetização, onde observou-se que a presença do campo magnético resulta no desdobramento de alguns modos ressonantes. As características ressonantes são obtidas numericamente usando o software COMSOL Multiphysics em dois estudos distintos e complementares: o regime de cálculo de autofrequência referente aos modos naturais de ressonância e o de excitação por onda plana (plane wave) com incidência normal. As condições de contorno Floquet nos quatro lados das células unitárias são usadas para simular a estrutura periódica no plano do grafeno. O lado da célula unitária (ou seja, o período da matriz) usado no cálculo numérico é A = 9µm, o raio do disco de grafeno é D = 3µm. O problema da excitação de alguns modos por incidência de onda plana é discutido do ponto de vista da simetria circular que, para gerar os picos de ressonância neste regime, precisou ser quebrada através de um corte sutil no formato de fenda retangular de tamanho Lx = 10nm por Ly = 550nm, partindo axialmente da borda. O disco é modelado como elemento bidimensional, e isso fornece uma boa aproximação da espessura atômica de uma única camada desse material. A condutividade é modelada pelo modelo semi-clássico de Drude. A discussão das propriedades do ressonador é cumprida em termos de correntes no grafeno e campos eletromagnéticos fora do grafeno. As aplicações potenciais dos resultados obtidos são rotadores Faraday e Kerr, filtros controláveis e absorvedores para circuitos fotônicos THz
Acesso aberto (Open Access)
Análise de sensores de descargas atmosféricas: protótipo de um detector de raios com estimativa de densidade de raios para região amazônica utilizando PSoC
(Universidade Federal do Pará, 2014-02-24) LEAL, Adônis Ferreira Raiol; ROCHA, Brigida Ramati Pereira da; http://lattes.cnpq.br/9943372249006341
Este trabalho propõe o projeto de um protótipo de um sensor de descargas atmosféricas, que irá; contabilizar o número de descargas detectadas, calcular a densidade de raios para a área de atuação do sensor e estimar o pico da variação do campo elétrico para o instante de ocorrência da descarga. Um estudo sobre a eletricidade atmosférica, tipos de raios, emissão de ondas eletromagnéticas durante tempestades, tipos de sensores eletromagnéticos e redes de detecção de raios deram subsídio para o projeto do protótipo desenvolvido. O protótipo é constituído por duas antenas, uma antena Loop e uma antena Flat plate, e por circuitos eletrônicos, os quais são implementados em sua maioria no dispositivo PSoC (Programmable System-on-Chip), que trabalha com sinais analógicos e digitais e ainda conta com uma CPU para realizar o processamento destes sinais. A validação dos dados obtidos e a estimativa da área de abrangência do sensor, foram baseados em dados da rede STARNET (Sferics Timing And Ranging NETwork). O protótipo foi idealizado para ser de baixo custo, ter uma interface simples e poder ser instalado na região amazônica.
Acesso aberto (Open Access)
Análise de um sensor baseado em ressonância de superfície de plasma acoplado a um arranjo periódico de nanopartículas metálicas
(Universidade Federal do Pará, 2016-07-05) COSTA, Jefferson Souza; COSTA, Karlo Queiroz da; http://lattes.cnpq.br/7932708321834647
Sensores SPR são dispositivos fotônicos baseados na ressonância de superfície de plasma (SPR), que consiste na oscilação longitudinal coletiva do gás de elétrons livres na interface entre um metal e um dielétrico. Devido sua sensível resposta a estímulos superficiais, o uso de sensores SPR tem sido relatado para diversas aplicações. Neste trabalho, avalia-se um sensor SPR acoplado a um arranjo periódico de nanopartículas metálicas, o que pode representar a imobilização superficial de nanopoluentes metálicos gerados, por exemplo, a partir do processo de fabricação de nanocomponentes. A estrutura multicamada do sensor SPR é composta por um prisma, um filme fino de ouro e uma camada de SiO2. Analisa-se teoricamente a resposta do sensor a variações no arranjo de nanopartículas por um modelo analítico, baseado na permissividade efetiva de Maxwell Garnett e no coeficiente de reflexão generalizado para estrutura multicamadas planares. O modelo analítico é validado pela comparação com resultados experimentais e numéricos, mostrando grande precisão para determinada faixa de valores dos parâmetros do arranjo periódico. Avaliar os modos de onda permitidos na estrutura do sensor e otimizar a estrutura multicamada para detecção e caracterização de parâmetros estáticos das nanopartículas metálicas, constituem os principais objetivos das análises teóricas desenvolvidas neste trabalho.
Acesso aberto (Open Access)
Análise dinâmica da condição de runaway em reguladores de tensão devido á presença de geração fotovoltaica nas redes de distribuição
(Universidade Federal do Pará, 2016-08-19) COSTA, Juliana Portugal da; VIEIRA, João Paulo Abreu; http://lattes.cnpq.br/8188999223769913
Esta Dissertação analisa impactos de geradores fotovoltaicos sobre reguladores de tensão presentes em redes de distribuição. Para a realização das análises, simulou-se o comportamento de dois sistemas testes de redes de distribuição no software ANATEM, sendo o primeiro deles um sistema genérico de 20 barras e o segundo, a rede UKGDS 95 barras. Foram modelados no software geradores fotovoltaicos e funções representativas do regulador de tensão, considerando o Compensador de Queda de Tensão em Linha (LDC - line drop compensator), por meio da funcionalidade CDU. As simulações desenvolvidas refletiram o aumento da injeção de potência ativa pelos geradores na rede de distribuição, devido a variação positiva nos níveis de irradiação incidente nos módulos fotovoltaicos. Assim, tornou-se possível observar a reversão no fluxo de potência através do alimentador, a qual ocorre quando o nível de penetração da geração fotovoltaica e maior que a carga do sistema e que, em determinadas condições, leva o regulador a perder sua capacidade de regulação. Este fenômeno, no qual o regulador de tensão perde a capacidade de controlar a tensão na barra desejada, e conhecido como condição de runaway e é detalhado por meio de simulações dinâmicas, estudos até então ausentes na literatura do assunto.
Acesso aberto (Open Access)
Análise do impacto do algoritmo de escalonamento de recursos no desempenho de redes veiculares utilizando o LTE como tecnologia de acesso
(Universidade Federal do Pará, 2016-08-11) CARDOSO, Evelin Helena Silva; FRANCÊS, Carlos Renato Lisboa; http://lattes.cnpq.br/7458287841862567
Sistemas de Transporte Inteligentes são as diversas tecnologias de informação e comunicação aplicadas no domínio dos transportes veiculares. Tais sistemas são chamados inteligentes devido à sua capacidade de memória, sensoriamento, comunicação, tratamento de informação e comportamento adaptativo. Dentro deste universo, encontram-se as redes veiculares ad-hoc (VANET), que fornecem comunicação entre veículos, bem como a infraestrutura de telecomunicações ao longo das vias. Para fornececer conectividade contínua com altas taxas de dados e baixa latência, a integração de redes móveis veiculares com as redes LTE é apontada como potencial solução de acesso. Muitos são os desafios encontrados para atingir os requisitos de QoS característicos das aplicações de entretenimento, segurança nas estradas e eficiência do tráfego. Neste sentido, esta dissertação propõe uma metodologia para o estudo do impacto dos algoritmos de escalonamento de recursos de rádio em redes veiculares, utilizando o LTE como tecnologia de acesso. Este estudo utiliza uma abordagem de simulação discreta, com o uso das ferramentas NS-3 e SUMO para avaliar cinco algoritmos de escalonamento: RR, PF, TTA, CQA e PSS. Os critérios utilizados na avaliação são vazão, atraso, perda de pacotes, eficiência espectral, justiça e análise qualitativa da complexidade computacional. Os resultados apontam que, para redes veiculares, os algoritmos mais apropriados são aqueles que garantem um alto nível de justiça entre os veículos conectados. As análises também confirmam a necessidade de utilização de algoritmos mais específicos, baseados no padrão de geração de dados desses tipos de aplicação, a fim de garantir um melhor desempenho para a rede.