Teses em Engenharia Elétrica (Doutorado) - PPGEE/ITEC

URI Permanente para esta coleçãohttps://repositorio.ufpa.br/handle/2011/2317

O Doutorado Acadêmico inicio-se em 1998 e pertence ao Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica (PPGEE) do Instituto de Tecnologia (ITEC) da Universidade Federal do Pará (UFPA).

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Acesso aberto (Open Access)
Alocação dinâmica de recursos em redes H-CRAN 5G e além baseada em offloading
(Universidade Federal do Pará, 2025-06-24) IMBIRIBA, Mariane de Paula Silva Gonçalves; CARDOSO, Diego Lisboa; http://lattes.cnpq.br/0507944343674734; https://orcid.org/0000-0002-5971-3668; ARAÚJO, Jasmine Priscyla Leite de; BARROS, Fabrício José Brito; COUTINHO, Mauro Margalho; MELLO JÚNIOR, Harold Dias de; http://lattes.cnpq.br/4001747699670004; http://lattes.cnpq.br/9758585938727609; http://lattes.cnpq.br/1214312180610688; http://lattes.cnpq.br/3003315337750206; https://orcid.org/0000-0003-3514-0401; ******; https://orcid.org/0000-0002-4774-1661; ******
O aumento exponencial do tráfego de dados e a diversidade de aplicações móveis im põem novos desafios às redes sem fio, especialmente em áreas urbanas densas. Nesse cenário, as arquiteturas Heterogeneous Cloud Radio Access Network (H-CRAN) sur gem como alternativa promissora por sua flexibilidade, escalabilidade e centralização de recursos. No entanto, a orquestração eficiente de usuários e recursos ainda é um desafio em ambientes com alta variabilidade de carga e mobilidade. Esta tese propõe um framework inteligente de orquestração em redes H-CRAN, que realiza a alocação dinâmica de usuários às RRHs e a distribuição destas entre setores da BBU, com base em fatores como demanda de tráfego, perfil de QoS, mobilidade e topologia da rede. A proposta inclui offloading adaptativo, redistribuição dinâmica e avaliação contínua do estado da rede.A solução foi avaliada por meio de simulações, considerando 24 cenários realistas com variações de carga (efeito de maré). Os resultados mostram ganhos expressivos frente ao modelo TLA tradicional, como mais usuários atendidos, melhor balanceamento de carga, menor bloqueio e maior estabilidade computacional. A pesquisa contribui com uma abordagem replicável e adptativa para redes móveis de próxima geração, alinhada às exigências de QoS e escalabilidade.
Acesso aberto (Open Access)
Uma nova variante de stacking ensemble baseada em aprendizagem de máquina para previsão da velocidade do vento
(Universidade Federal do Pará, 2025-09-26) FONSECA, Sebastião Borges; OLIVEIRA, Roberto Célio Limão de; http://lattes.cnpq.br/4497607460894318; https://orcid.org/0000-0002-6640-3182; AFFONSO, Carolina de Mattos; http://lattes.cnpq.br/2228901515752720; https://orcid.org/0000-0002-7284-7679; OLIVEIRA, Leonardo Willer de; SARAIVA, Filipe de Oliveira; ARAÚJO, Jasmine Priscyla Leite de; http://lattes.cnpq.br/9223644407644508; http://lattes.cnpq.br/5883877669437870; http://lattes.cnpq.br/4001747699670004; https://orcid.org/0000-0001-9542-8357; https://orcid.org/0000-0003-3187-4221; https://orcid.org/0000-0003-3514-0401
A geração de energia eólica apresentou expressivo crescimento nos últimos anos, tornando as ferramentas de previsão da velocidade do vento um elemento essencial para ampliar a integração de fontes renováveis ao sistema elétrico. Este trabalho propõe uma nova variante de Stacking, denominada Data Stacking, baseada em algoritmos de Aprendizado de Máquina para previsão da velocidade do vento. O modelo combina simultaneamente os dados originais de entrada e as previsões geradas pelos aprendizes de base, produzindo estimativas finais mais precisas. A metodologia foi validada por meio de duas bases: um conjunto de dados de referência internacional (KOSPI) e uma base de dados de velocidade do vento de uma cidade brasileira, composta por diversas variáveis meteorológicas. O processo incluiu pré-processamento, seleção de atributos e avaliação em diferentes horizontes de previsão, utilizando múltiplas medidas de erro. Os resultados demonstraram que o Data Stacking apresentou desempenho superior em relação a algoritmos individuais e a ensembles tradicionais, como Stacking e Multi-level Stacking. Para a base de vento brasileira, o modelo obteve erro absoluto médio (MAE) de 0,4855 e raiz do erro quadrático normalizado (nRMSE) de 0,2389, com reduções de erro variando de 0,7% a 4,4% em relação ao Stacking, dependendo dos algoritmos base. Observou-se que o Data Stacking é capaz de alcançar bons resultados mesmo quando utiliza algoritmos de base com baixo desempenho, evidenciando sua robustez.
Acesso aberto (Open Access)
Cell-free massive multiple antenna systems: estimation techniques, scalability challenges, and aerial access point deployments
(Universidade Federal do Pará, 2026-09-26) SOUZA, Daynara Dias; NARDELLI, Pedro Henrique Juliano; http://lattes.cnpq.br/3953769758774581; https://orcid.org/0000-0002-7398-1802; COSTA, João Crisóstomo Weyl Albuquerque; http://lattes.cnpq.br/9622051867672434; ******; BORGES, Gilvan Soares; CARDOSO, Diego Lisboa; RODRIGUES, Roberto Menezes; CAVALCANTE, André Mendes; DINIS, Rui Miguel Henriques Dias Morgado; http://lattes.cnpq.br/7696860178450119; http://lattes.cnpq.br/0507944343674734; http://lattes.cnpq.br/0848357090195263; http://lattes.cnpq.br/3939185965976929; ******; https://orcid.org/0000-0002-0667-663X; https://orcid.org/0000-0002-5971-3668; ******; ******; https://orcid.org/0000-0002-8520-7267
As redes cell-free (CF) massive multiple-input multiple-output (MIMO) são apontadas como uma das tecnologias promissoras para redes sem fio de próxima geração. Estas redes se destacam pela alta eficiência espectral, menor suscetibilidade a bloqueios e sombreamento, e desempenho uniforme entre os usuários. Como o cenário CF massive MIMO espalha um grande número de pontos de acesso (APs- access points) em uma grande área atendendo a um número muito menor de equipamentos dos usuários (UE- user equipment), problemas relacionadas ao controle de energia, pré-codificação de sinal, alocação de recursos, estratégias decodificação e gerenciamento de interferência serão questões-chave. Além disso, para obter um sistema CF massive MIMO escalável e eficiente, usa-se uma abordagem centrada nos usuários (UC- user-centric) para definir o subconjunto de APs que servem a cada UE, de modo que a complexidade e os requisitos de recursos para cada AP devem permanecer finitos quando o número de UE tende ao infinito. Nesse sentido, esta tese de doutorado objetiva apresentar metodologias escaláveis adequadas para alcançar uma implementação eficiente de redes UC CF massive MIMO. Especificamente, são desenvolvidos métodos de alocação de recursos de rádio e atribuição piloto, e esquemas de estimação de canal efetivo de DL cega e baseada em pilotos de DL. Também propõe-se uma estratégia dinâmica e adaptável às condições dos UE para escolher o melhor método de estimação de canal para cada um. Os resultados mostram que as soluções propostas podem melhorar a eficiência espectral dos 50%-likely UE em até 91% comparado com as soluções da literatura. Nesta tese de doutorado, também apresenta-se propostas de avanços relacionados à implantação de uma rede CF massive MIMO habilitado através de APs aéreos, que são úteis para melhorar a conectividade sem fio em ambientes ultra-densos ou para estender a cobertura em áreas mais isolados de uma maneira flexível. Para isto, é proposto uma otimização de trajetória de umenxame de veículos aéreos não tripulados (VANTs) cooperativos. Os resultados mostram que é possível otimizar a localização e trajetória dos VANTs sem a necessidade do conhecimento das posições do UE, alcançando um aumento de até 47% na média da eficiência espectral. Por fim, também foram investigados sistemas UC CF massive MIMO com capacidade de processamento limitada. Mais especificamente, são propostos métodos para ajustar o grupos de APs de forma que a complexidade computacional (CC) para processamento de sinais não aumente com o número de APs. Os resultados mostram que é possível reduzir a CC em 96% sem causar grandes degradações na eficiência espectral.
Acesso aberto (Open Access)
Redes cell-free massive mimo auxiliadas por noma: estudo da não-reciprocidade e da coexistência com oma
(Universidade Federal do Pará, 2025-12-03) OHASHI, Aline Ayako; COSTA, Daniel Benevides da; http://lattes.cnpq.br/0644241968356756; https://orcid.org/0000-0002-5439-7475; COSTA, João Crisóstomo Weyl Albuquerque; http://lattes.cnpq.br/9622051867672434; ******; BORGES, Gilvan Soares; KLAUTAU JÚNIOR, Aldebaro Barreto da Rocha; NUNES, Diogo Lobato Acatauassú; CAVALCANTE, André Mendes; http://lattes.cnpq.br/7696860178450119; http://lattes.cnpq.br/1596629769697284; http://lattes.cnpq.br/1972007941497086; http://lattes.cnpq.br/3939185965976929; https://orcid.org/0000-0002-0667-663; https://orcid.org/0000-0001-7773-2080; ******; ******
Segundo a Ericsson, espera-se que a tecnologia de acesso móvel 5G atinja 6,3 bilhões de assinaturas até 2030, representando 80% do tráfego móvel total. Esse aumento é decorrente da crescente demanda por maior capacidade de tráfego de dados, projetada para atender aos requisitos da próxima geração de redes móveis. Nesse contexto, pode-se aumentar a largura de banda utilizando frequências portadoras mais altas ou utilizar a largura de banda de forma mais eficiente por meio de técnicas como, múltiplas-entradas múltiplas-saídas massivas livres de células- cell free massive Multiple-Input Multiple-Output (MIMO) e acesso múltiplo não-ortogonal- Non-Orthogonal Multiple Access (NOMA). O cell-free massive MIMO utiliza antenas distribuídas para atender usuários de forma conjunta e coordenada, eliminando o conceito de células e melhorando a eficiência espectral- Spectral Efficiency (SE). Operando sob duplexação por divisão de tempo, exige sequências piloto ortogonais para estimativa de canal a fim de evitar interferências. Entretanto, em cenários práticos, o número de usuários excede as sequências piloto disponíveis, resultando em um problema conhecido como contaminação de pilotos, que degrada o desempenho do sistema. O NOMA pode auxiliar na mitigação desse problema, permitindo que vários usuários compartilhem os mesmos recursos. Nesse contexto, esta tese concentra-se em duas linhas principais de investigação buscando contribuir para o avanço do 6G e das redes futuras. A primeira examina as não-reciprocidades do canal efetivo devido aos descasamentos de hardware em sistemas cell-free massive MIMO operando com NOMA que faz com que os canais sejam percebidos como não-recíprocos. Assim, são avaliados não-reciprocidades de fase e amplitude no transmissor e do receptor considerando canais com desvanecimento lento. Ao empregar pré-codificadores de transmissão de taxa máxima- Maximum Ratio Transmission (MRT) normalizados pelas estatísticas de canal para pontos de acesso- Access Points (APs) de antena única e múltipla, o estudo revela como não-reciprocidades práticas afetam o desempenho de sistemas cell-free massive MIMO–NOMA. A segunda linha de investigação apresenta um método híbrido adaptativo que combina acesso múltiplo ortogonal- Orthogonal Multiple Access (OMA) e NOMA em sistemas cell-free massive MIMO, permitindo a alternância entre os modos durante as fases de estimação de uplink e a transmissão de downlink. Essa abordagem de acesso híbrido e simultâneo mitiga a contaminação de pilotos, otimiza a alocação de recursos e equilibra o número de usuários atendidos com taxas atingíveis aceitáveis. É proposta uma política de decisão em tempo real que alterna entre OMA e NOMA com base nos parâmetros de número de usuários e no número de sequências pilotos disponíveis. Em linhas gerais, a tese contribui com expressões de forma fechada para os limites inferiores da relação sinal-interferência mais-ruído (SINR) e SE, destacando que a não-reciprocidade de fase no AP afeta significativamente o desempenho do sistema. Um modelo híbrido adaptativo eficaz é desenvolvido para melhorar a alocação de recursos e a taxa de soma de dados, fornecendo diretrizes práticas de implementação para futuras aplicações em sistemas cell-free massive MIMO.
Acesso aberto (Open Access)
Método usando deep learning para processamento de alvos de uso e cobertura da terra em imagens landsat: estudo de caso da mineração no Brasil
(Universidade Federal do Pará, 2025-03-28) FERREIRA NETO, Luiz Cortinhas; KLAUTAU JÚNIOR, Aldebaro Barreto da Rocha; http://lattes.cnpq.br/1596629769697284; https://orcid.org/0000-0001-7773-2080; SALES JÚNIOR, Claudomiro de Souza de; GOMES, Alessandra Rodrigues; VIJAYKUMAR, Nandamudi Lankalapalli; ROCHA, Washington de Jesus Sant’Anna da Franca; http://lattes.cnpq.br/4742268936279649; http://lattes.cnpq.br/7660322959798513; http://lattes.cnpq.br/9922863822347014; http://lattes.cnpq.br/6817204233903341; ******; ******; ******; https://orcid.org/0000-0002-2175-2792
Técnicas de aprendizagem profunda, especificamente redes neurais convolucionais, têm grande potencial na análise de imagens de sensoriamento remoto para a detecção de mudanças na superfície terrestre. Nesta tese, uma metodologia automática baseada em uma CNN em formato de U (U-Net) é proposta para a detecção e mapeamento de áreas de mineração em todo o Brasil, diferenciando entre mineração industrial e garimpo (aluvião). A mineração, uma atividade extrativista que remove o substrato para acessar camadas ricas em sedimentos minerais, possui significativo impacto ambiental e socioeconômico, especialmente na Amazônia. Embora economicamente relevante, ainda não existem métodos automáticos para mapear essa atividade de forma contínua por longos períodos, distinguindo seus diferentes tipos. A metodologia proposta foi aplicada em mosaicos anuais Landsat livres de nuvens, abrangendo um período de 37 anos (1985-2022). A acurácia da U-Net modificada foi validada espacialmente por especialistas em sensoriamento remoto, obtendo-se uma média de 99% de acurácia geral, 91% de acurácia do produtor e 91% de acurácia do consumidor. Os resultados demonstram um aumento expressivo da área ocupada pela mineração, que cresceu cerca de 10 vezes entre 1985 e 2022, totalizando 4.500 km². O garimpo foi o subtipo de mineração que mais cresceu percentualmente, passando de 218 km² para 2.627km². A U-Net modificada e proposta se mostrou 30% menor em quantidade de parâmetros treináveis em comparação com U-Net original. Conclui-se que a metodologia proposta é eficaz para o mapeamento da atividade mineradora, fornecendo dados precisos e atualizados para a gestão ambiental e o planejamento territorial.
Acesso aberto (Open Access)
Redução de ruído em imagem usando limiarização wavelet adaptativa baseada no fator de predição linear
(Universidade Federal do Pará, 2025-10-22) PEREIRA NETO, Ananias; BARROS, Fabrício José Brito; http://lattes.cnpq.br/9758585938727609; RAMALHO, Leonardo Lira; ZAMPOLO, Ronaldo de Freitas; COSTA, Allan Douglas Bento da; BEZERRA, Johelden Campos; http://lattes.cnpq.br/7565458988876048; http://lattes.cnpq.br/9088524620828017; http://lattes.cnpq.br/2599065838802816; http://lattes.cnpq.br/1484176851846144; https://orcid.org/0000-0003-3165-1941; https://orcid.org/0000-0002-2460-3135; https://orcid.org/0000-0002-7068-8889; xxx
As técnicas de limiarização wavelet, através de ajustes dos coeficientes wavelets, têm como função básica reduzir ou eliminar efeitos indesejados em meios de comunicação de dados, em especial aplicativos computacionais, armazenamento digital, em alguma etapa desse processo as informações podem ser modificadas por diversas interferências, principalmente devido ao ruído. A redução ou eliminação de ruído em imagem se tornou um procedimento importante para melhorar os problemas encontrados nas características visuais desse tipo de sinal. A eficiência das funções de limiarização baseadas na transformada wavelet para redução de ruído é fundamental para a qualidade da imagem, devido apresentar menos efeitos de bordas e texturas, além da redução de ruído ser mais uniforme. Diversas funções de limiarização são propostas para melhorar o desempenho na redução do ruído em imagem, no entanto, alguns desses métodos apresentam problemas incluindo ausência de bordas e texturas, baixa suavidade, descontinuidade da função, além de parâmetros determinados por tentativa e erro. Este trabalho, para aprimorar essas deficiências, propõe um método de redução de ruído de imagem de ressonância magnética cerebral, na proposta, utiliza-se a limiarização wavelet adaptativa reduzindo ou anulando os coeficientes ruidosos da transformada wavelet que são considerados irrelevantes para a imagem processada, além do ajuste do limiar com base no Fator de Predição Linear, que considera a correlação entre a imagem original e ruidosa. O parâmetro de predição linear utiliza as informações temporais das imagens, de acordo com as características das imagens ruidosa e original, ponderando um novo limiar que é aplicado na função de limiarização para o ajuste dos coeficientes da transformada, resultando na redução do ruído. A técnica proposta foi comparada com técnicas tradicionais na literatura. Os resultados experimentais mostram que o método apresenta melhorias significativas em métricas de MSE (Mean Squared Error), PSNR (PeakSignal-to-Noise Ratio) e SSIM (Structural Similarity Index).
Acesso aberto (Open Access)
Sensoriamento remoto multiespectral para o monitoramento da cobertura vegetal em estruturas geotécnicasSensoriamento remoto multiespectral para o monitoramento da cobertura vegetal em estruturas geotécnicas
(Universidade Federal do Pará, 2025-09-22) TEIXEIRA, Carlos André de Mattos; FRANCÊS, Carlos Renato Lisboa; http://lattes.cnpq.br/7458287841862567; xxx; ARAÚJO, Jasmine Priscyla Leite de; COSTA, João Crisóstomo Weyl Albuquerque; SANTANA, Ádamo Lima de; CARVALHO, André Carlos Ponce de Leon Ferreira de; http://lattes.cnpq.br/4001747699670004; http://lattes.cnpq.br/9622051867672434; http://lattes.cnpq.br/4073088744952858; http://lattes.cnpq.br/9674541381385819; https://orcid.org/0000-0003-3514-0401; xxx; xxx; https://orcid.org/0000-0002-4765-6459
Eventos geodinâmicos como o colapso de barragens, diques e outras estruturas geotécnicas acarretam em graves impactos ao meio ambiente, infraestrutura, propriedades e vidas humanas. O Brasil ocupa o oitavo lugar no ranking de países com o maior número de grandes barragens, evidenciando a necessidade do monitoramento contínuo dessas estruturas. A Política Nacional de Segurança de Barragens (PNSB) foi estabelecida para atribuir aos empreendedores a responsabilidade legal de manter as condições de segurança durante a construção, operação e desativação das barragens. O processo de monitoramento baseado em sensoriamento remoto é uma alternativa eficiente para a inspeção de grandes barragens e diques, apresentando-se como alternativa aos morosos métodos tradicionais de campo. Dados de sensoriamento remoto multiespectral capturados via Veículo Aéreo Não-Tripulado (VANT) permitem a obtenção imagens de alta resolução da estrutura, possibilitando análises posteriores relacionadas a saúde estrutural com o auxílio de técnicas de Machine Learning e Visão Computacional. Esta tese de doutorado apresenta uma metodologia fim-a- fim para o monitoramento da cobertura vegetal dos taludes de aterro de barragens e diques. O método compreende a coleta automatizada de dados multiespectrais, o processamento de dados para a obtenção de Mapas de Ortofoto Digital (DOMs), a segmentação semântica de land-cover das estruturas e a extração de métricas referentes à saúde da cobertura vegetal dos taludes. A metodologia proposta foi aplicada em um estudo de caso nas estruturas geotécnicas do Complexo da Usina Hidrelétrica Belo Monte, localizada ao norte do Rio Xingú, na região sudoeste do estado do Pará. Os resultados para segmentação de land-cover alcançaram F1 Score de 96,41% e IoU média de 93,31% para a segmentação da cobertura vegetal das estruturas estudadas, possibilitando a análise precisa das métricas de saúde da vegetação. A extração da cobertura vegetal dos taludes permite a análise da saúde vegetal baseada em índices de vegetação multiespectrais, evidenciando áreas com diferentes densidades de vegetação e solo exposto. Adicionalmente, visando a acessibilidade do método proposto, uma modelo de IA generativa foi desenvolvido utilizando a arquitetura de cGAN Pix2Pix para a geração de índices de vegetação sintéticos a partir de imagens RGB, eliminando a necessidade de aquisição de sensores multiespectrais de custo elevado. Os modelos Pix2Pix atingiram índices de similaridade estrutural de 0,95 e 0,94 para a geração de índices NDVI e NDRE, respectivamente, resultando em imagens sintéticas de qualidade. A metodologia proposta busca adicionar redundância a processos de tomada de decisões relacionadas a segurança de barragens, contribuindo para a mitigação de riscos e a prevenção de acidentes.
Acesso aberto (Open Access)
Ciência de dados para análise da desigualdade social durante a pandemia: uma análise com dados públicos brasileiros
(Universidade Federal do Pará, 2025-04-17) SANTOS, Sandio Maciel dos; SILVA, Marcelino Silva da; http://lattes.cnpq.br/7080513172499497; https://orcid.org/0000-0001-7504-7434; FRANCÊS, Carlos Renato Lisboa; ARAÚJO, Jasmine Priscyla Leite de; LOBATO , Fábio Manoel França; BANDEIRA, Renato da Silva; http://lattes.cnpq.br/7458287841862567; http://lattes.cnpq.br/4001747699670004; http://lattes.cnpq.br/8320014491229434; http://lattes.cnpq.br/3913332521462583; xxx; https://orcid.org/0000-0003-3514-0401; https://orcid.org/0000-0002-6282-0368; xxx
O processo de análise de dados tem sido amplamente utilizado em pesquisas nas mais diversas áreas do conhecimento, incluindo estudos demográficos e investigações sobre desigualdade social durante a pandemia de COVID-19. Entre as abordagens recorrentes, destacam-se aquelas baseadas em dados públicos disponibilizados por órgãos governamentais. No Brasil, informações relevantes sobre educação, economia, saúde e aspectos sociodemográficos são acessíveis à sociedade em geral. Nesse contexto, este trabalho utiliza técnicas de ciência de dados para analisar informações sociodemográficas e educacionais brasileiras, com o objetivo de mensurar as relações de desigualdade durante a pandemia de COVID-19 e fornecer subsídios técnicos para a formulação de políticas públicas. A pesquisa foi guiada por duas hipóteses principais: (1) a desigualdade e a vulnerabilidade social desempenham um papel crucial no agravamento dos surtos epidêmicos; e (2) as classes sociais mais baixas são as mais afetadas por essas crises, em razão da falta de acesso a serviços básicos de qualidade, como saúde e educação. Com base nessas hipóteses, foram conduzidos dois estudos de caso fundamentados em dados públicos. Os resultados do primeiro estudo indicam que alunos de escolas públicas em situação de vulnerabilidade socioeconômica apresentam maior probabilidade de não realizarem o ENEM em contextos de suspensão institucional do exame, como durante estados de calamidade pública. No segundo estudo, observou-se que áreas de baixa renda e com infraestrutura urbana precária são mais suscetíveis ao aumento de casos confirmados e mortes por COVID-19. Adicionalmente, o número de moradores por residência demonstrou estar associado ao aumento da transmissão de doenças respiratórias, reforçando o papel da vulnerabilidade social como fator amplificador dos efeitos da pandemia. O primeiro estudo analisa os efeitos do fechamento das escolas na participação dos estudantes no Exame Nacional do Ensino Médio (ENEM) durante a pandemia, entre os anos de 2020 e 2022. O segundo avalia o impacto das condições de infraestrutura educacional, urbana e econômica da população brasileira por meio do Índice de Vulnerabilidade Social (IVS), buscando identificar os fatores mais associados ao aumento de casos e óbitos por COVID-19.
Acesso aberto (Open Access)
Gerenciamento Inteligente de microrredes: impacto da modelagem matemática na eficiência computacional de algoritmos de otimização
(Universidade Federal do Pará, 2025-05-16) BATISTA, Vitor dos Santos; TOSTES, Maria Emília de Lima; http://lattes.cnpq.br/4197618044519148; BEZERRA, Ubiratan Holanda; http://lattes.cnpq.br/6542769654042813; SOARES, Thiago Mota; FONSECA, Wellington da Silva; SARAIVA, Filipe de Oliveira; NEVES, Luciane Silva; http://lattes.cnpq.br/0156338796116154; http://lattes.cnpq.br/5066230825214516; http://lattes.cnpq.br/5883877669437870; http://lattes.cnpq.br/6991878627141193; xxx; https://orcid.org/0000-0002-2602-1964; https://orcid.org/0000-0003-3187-4221; https://orcid.org/0000-0002-2195-6015
Uma microrrede pode ser considerada um grupo localizado de cargas e fontes de energia elétrica, geralmente utilizando energias renováveis como principais fontes geradoras, além de possuir um sistema de armazenamento de energia. As microrredes podem operar de forma isolada da rede elétrica tradicional devido a fatores como a necessidade de fornecer eletricidade a áreas remotas, aumentar a resiliência do sistema elétrico e reduzir a dependência de infraestruturas centralizadas. O gerenciamento de microrredes consiste em definir o despacho ótimo de energia de cada elemento da microrrede, garantindo o atendimento da demanda e buscando minimizar os custos operacionais e a emissão de gases poluentes. Esse processo de gerenciamento geralmente ocorre por meio de sistemas de gerenciamento inteligentes, que utilizam algoritmos baseados em inteligência artificial para otimizar a alocação dos recursos energéticos. Uma metodologia bastante utilizada nesse contexto é o Model Predictive Control (MPC), que integra algoritmos de previsão e otimização para o gerenciamento energético. Um dos pontos principais dos algoritmos de otimização está na formulação matemática. Uma formulação inadequada pode levar a um maior custo computacional e a soluções ineficientes. Esta tese investiga e propõe aprimoramentos na formulação matemática de algoritmos de otimização para o gerenciamento inteligente de microrredes isoladas, com ênfase na relação entre custos operacionais, emissões de poluentes e custos de operação e manutenção (O&M) de geradores não despacháveis. Foram analisadas abordagens mono-objetivo e multi-objetivo, comparando metodologias existentes com propostas inovadoras que visam reduzir a complexidade computacional e melhorar a qualidade das soluções obtidas. Os testes realizados em diferentes cenários e configurações – incluindo casos com uma única fonte geradora poluente e com múltiplas fontes – demonstraram que a formulação aprimorada é mais eficiente e oferece um equilíbrio mais robusto entre eficiência e diversidade de soluções, contribuindo para a viabilidade econômica e ambiental do gerenciamento de microrredes isoladas.
Acesso aberto (Open Access)
Local updates and client selection strategies for federated learning systems
(Universidade Federal do Pará, 2025-03-10) SANTOS, Alex Barros dos; ROSÁRIO, Denis Lima do; http://lattes.cnpq.br/8273198217435163; https://orcid.org/0000-0003-1119-2450; CERQUEIRA, Eduardo Coelho; http://lattes.cnpq.br/1028151705135221; https://orcid.org/0000-0003-2162-6523; COSTA, Allan Douglas Bento da; MEDEIROS, Iago Lins de; SANTOS, Hugo Leonardo Melo dos; http://lattes.cnpq.br/2599065838802816; http://lattes.cnpq.br/7024608706674939; http://lattes.cnpq.br/5229753727213953; https://orcid.org/0000-0002-7068-8889; https://orcid.org/0000-0003-4758-0519; ***
Acesso aberto (Open Access)
Uso de recursos energéticos distribuídos integrados com a rede elétrica: estudo de caso do sistema de mobilidade elétrica na Amazônia
(Universidade Federal do Pará, 2025-05-13) ALBUQUERQUE, Bruno Santana de; BEZERRA, Ubiratan Holanda; http://lattes.cnpq.br/6542769654042813; ******; TOSTES, Maria Emília de Lima; http://lattes.cnpq.br/4197618044519148; ******; FONSECA, Wellington da Silva; MATOS, Edson Ortiz de; RODRIGUES, Carlos Eduardo Moreira; CONDE, Cláudio Luciano da Rocha; http://lattes.cnpq.br/5066230825214516; http://lattes.cnpq.br/0241051151153034; http://lattes.cnpq.br/0412741071063952; http://lattes.cnpq.br/4768582829135033; https://orcid.org/0000-0002-2602-1964; ******; ******; ******
Esta tese investiga a integração de Recursos Energéticos Distribuídos (REDs) com a rede elétrica no contexto amazônico, por meio da análise empírica de um sistema real de mobilidade elétrica multimodal implantado na Universidade Federal do Pará (UFPA). O sistema, denominado SIMA (Sistema Inteligente Multimodal da Amazônia), combina geração fotovoltaica (conectada e isolada), armazenamento de energia, veículos elétricos terrestres e fluviais, eletropostos e infraestrutura digital de monitoramento. Adotando uma abordagem sistêmica e aplicada, o trabalho tem como objetivo principal avaliar o desempenho energético integrado desses subsistemas em diferentes cenários operacionais e climáticos, próprios da região amazônica. A partir de dados reais de operação, foram desenvolvidas ferramentas digitais e indicadores técnicos que permitem monitoramento em tempo real, balanço energético e avaliação de eficiência e autossuficiência. Essas ferramentas foram concebidas com foco na interoperabilidade, de modo a garantir compatibilidade com diferentes tipos, modelos e fabricantes de equipamentos presentes no sistema, viabilizando sua replicação e integração em ambientes heterogêneos. Além disso, o trabalho realiza uma avaliação crítica do quanto o sistema atende ao conceito de Energia Zero, com base no balanço entre geração e consumo ao longo do período analisado. O estudo contribui com subsídios técnicos para a replicação de soluções sustentáveis em regiões remotas, propondo um modelo de referência para projetos que busquem aliar mobilidade elétrica, energias renováveis e resiliência energética em contextos tropicais.
Acesso aberto (Open Access)
Investigação sistemática de um alótropo de grafeno em forma de nanofita metálica quadrilátera para aplicação em nanoeletrônica
(Universidade Federal do Pará, 2025-05-23) DUARTE, Jonas Marinho; SILVA JÚNIOR, Carlos Alberto Brito da; http://lattes.cnpq.br/5067093267673117; https://orcid.org/0000-0002-7084-8491; DEL NERO, Jordan; http://lattes.cnpq.br/5168545718455899; https://orcid.org/0000-0001-8087-8427; OLIVEIRA, Rodrigo Melo e Silva de; COSTA, Marcos Benedito Caldas; SILVA, Shirsley Joany dos Santos da; NAGATA, Khayth Marrony Rabelo; SOUZA, Fabrício Macedo de; http://lattes.cnpq.br/4768904697900863; http://lattes.cnpq.br/7636226766852440; http://lattes.cnpq.br/6060351208361634; http://lattes.cnpq.br/4397824781057067; http://lattes.cnpq.br/4863464442817340; ******; ******; ******; https://orcid.org/0000-0002-4532-0679; ******
Abusca por moléculas para a criação de dispositivos eletrônicos está em constante evolução, impulsionada pela necessidade de miniaturização. Neste contexto, este estudo explora as propriedades de um alótropo bidimensional, semelhante ao grafeno, composto por anéis de 4, 5, 6, 8 e 10 átomos de carbono, denominado Net τ. Através de cortes estratégicos e hidrogenação das bordas, foram obtidas duas nanofitas de Net τ para investigação: hybridτNR-P2D e hybridτNR-P. Para otimizar as estruturas afim de investigar propriedades eletrônicas e estruturais dessas nanofitas, utilizamos a Teoria do Funcional da Densidade (DFT) e para a análise do transporte eletrônico nos dispositivos propostos, utilizamos a DFT combinada com as Funções de Green de Não-Equilíbrio (NEGF). Nossos resultados mostram que o Ne t τ apresenta comportamento metálico, com bandas de valência e condução cruzando o nível de Fermi, confirmado pela densidade de estados não nula nessa região. As nanofitas também exibem elevada estabilidade energética, com energias de coesão entre–7.25 eV/átomo e–8.64 eV/átomo , dependendo da configuração estrutural. No que concerne às propriedades de transporte, o dispositivo (1,5)hybridτNR-P2D apresentou comportamento de transistor de efeito de campo (FET) entre 0.0V e 0.4V, e resposta linear para tensões superiores. Os dispositivos (2,5), (4,5) e (5,5)hybridτNR-P2D, exibiram características de diodo túnel ressonante (RTD), enquanto o dispositivo (3,5)hybridτNR-P2D mostrou comportamento quase linear. Todos os dispositivos hybridτNR-P- (1,5) a (5,5) apresentaram comportamento FET com duas janelas de operação. Em resumo, este estudo demonstra o potencial das nanofitas de Net τ como alternativas promissoras para o desenvolvimento de nanodispositivos aplicáveis na eletrônica molecular.
Acesso aberto (Open Access)
Dispositivos de estruturas planares periódicas baseadas em ressonadores de fosforeno na faixa de infravermelho
(Universidade Federal do Pará, 2025-02-27) DUARTE, Gildenilson Mendes; OLIVEIRA, Cristiano Braga de; http://lattes.cnpq.br/2012907724305086; https://orcid.org/0000-0003-1946-0771; DMITRIEV, Victor Alexandrovich; http://lattes.cnpq.br/3139536479960191; https://orcid.org/0000-0002-7715-7300; OLIVEIRA, Rodrigo Melo e Silva de; RODRIGUES, Nilton Rodolfo Nascimento Melo; ALCANTARA, Licinius Dimitri Sá de; ALCÂNTARA NETO, Licinius Dimitri Sá de Alcantara; http://lattes.cnpq.br/4768904697900863; http://lattes.cnpq.br/0573600283391294; http://lattes.cnpq.br/9588130677160311
As propriedades anisotrópicas do fosforeno podem ser exploradas para o desenvolvimento de dispositivos optoeletrônicos para as mais variadas aplicações. Este trabalho apresenta modelagem de dispositivos que consistem em estruturas periódicas planares baseadas em fosforeno na faixa de infravermelho. Com a modelagem dessas estruturas realizamos estudos relacionados à verificação de níveis de transmitância e de ressonâncias. Analisamos a eficácia da geometria de ressonadores de fosforeno e também o controle das ressonâncias por meio da dopagem eletrônica do material. A primeira estrutura proposta consiste em um filtro, cuja célula unitária possui uma camada de fosforeno, em forma de disco, sobre um substrato dielétrico de SiO2, com funcionamento dependente dependente da polarização da onda. A segunda estrutura possui uma célula unitária que consiste em duas folhas de fosforeno, também em forma de disco, acopladas, em sanduíche, a um substrato dielétrico de SiO2, com funcionamento de filtro. A terceira estrutura consiste em duas folhas quadradas de fosforeno, com dimensões diferentes, também acopladas a um sustrato dielétrico de SiO2, com função de um filtro de banda dupla. A quarta estrutura é um filtro cuja célula unitária consiste em duas folhas quadradas idênticas de fosforeno, em sanduíche com uma fina folha dielétrica de h-BN. Nesse filtro, folha quadrada inferior foi rotacionada em 90◦ em relação à de cima. Tal estrutura fornece uma curva de transmitância com uma frequência de ressonância dipolar, independentemente da polarização da onda incidente. Os resultados numéricos estão em bom acordo com os resultados analíticos obtidos pela teoria dos modos acoplados temporal (TCMT). Além da independência da polarização, esse dispositivo possui uma baixa dependência do ângulo de incidência da onda. Essa quarta estrutura pode ser usada como filtro, interruptor, modulador e sensor. Verificamos que essas quatro estruturas propostas, por serem baseadas em fosforeno, pode ser dinamicamente ajustável em faixas de frequências maiores do que as que são feitas baseadas em grafeno. Todos os resultados foram obtidos por meio de simulações eletromagnéticas que utilizam o método de elementos finitos.
Acesso aberto (Open Access)
Classificação automática de arritmias cardíacas através de redes neurais convolucionais multimodais com mecanismo de atenção
(Universidade Federal do Pará, 2025-02-19) DI PAOLO, Ítalo Flexa; CASTRO, Adriana Rosa Garcez; http://lattes.cnpq.br/5273686389382860; https://orcid.org/0000-0001-5884-4511; ARAÚJO, Jasmine Priscyla Leite de; OLIVEIRA, Roberto Célio Limão de; PONTE, Márcio José Moutinho da; OHASHI JÚNIOR, Orlando Shigueo; http://lattes.cnpq.br/4001747699670004; http://lattes.cnpq.br/4497607460894318; http://lattes.cnpq.br/4760076685971693; http://lattes.cnpq.br/8905793797626608; https://orcid.org/0000-0003-3514-0401; https://orcid.org/0000-0002-6640-3182; https://orcid.org/0000-0002-0724-3721; xxx
O eletrocardiograma (ECG) é uma tecnologia não invasiva capaz de registrar os batimentos cardíacos, sendo a técnica mais utilizada para o diagnóstico de doenças do coração. Dentre as doenças que podem ser diagnosticadas, a arritmia cardíaca é uma das cardiopatias mais comuns, sendo caracterizada pela ocorrência de batimentos cardíacos irregulares. Entretanto, a interpretação de longos registros de sinais de ECG é uma tarefa cansativa e desafiadora, quando feita de forma visual, que pode demandar tempo por parte dos médicos especialistas. A evolução da tecnologia e da inteligência artificial tem permitido avanços para o estudo e desenvolvimento de sistemas automáticos para auxílio ao diagnóstico médico. Dentro desse contexto, esta tese visa apresentar a proposta de uma estrutura para classificação de arritmias cardíacas baseada em uma Rede Neural Convolucional (CNN) multimodal com mecanismo de atenção. A estrutura recebe como entrada segmentos de sinal ECG transformados em imagens a partir das técnicas Hilbert Space Filling Curve (HSFC) e Recurrence Plot (RP) e foi desenvolvida e avaliada a partir do banco de dados público MIT-BIH e PTB, seguindo as diretrizes da AAMI (ANSI/AAMI EC57) e considerando os paradigmas interpaciente e intrapaciente. Devido ao alto desbalanceamento de classes nos bancos de dados, técnicas complementares de aumento de dados foram avaliadas durante a fase de experimentos, destacando-se duas: SMOTE e WGAN-GP. Os resultados alcançados, considerando variações na entrada daestrutura relacionadas ao número de derivações do ECG (derivação MLII e V + MLII), podem ser considerados competitivos com trabalhos apresentados no estado da arte, com destaque para os resultados da estrutura para duas derivações do ECG, tendo obtido, para a base MIT-BIH, no paradigma intrapaciente, 99,72%, 98,19%, 97,26%, 99,34% e 97,72% de acurácia global, precisão, sensibilidade, especificidade e F1-Score, respectivamente. No paradigma interpaciente, os resultados atingidos foram de 98,48%, 94,15%, 80,23%, 96,34% e 81,91%, respectivamente.
Acesso aberto (Open Access)
Metasuperfícies Dielétricas Baseadas em Quadrúmeros com Modo Dipolo Toroidal
(Universidade Federal do Pará, 2024-03-26) BARROS, Gabriel Felipe da Silva; DMITRIEV, Victor Alexandrovich; http://lattes.cnpq.br/3139536479960191; https://orcid.org/0000-0002-7715-7300; OLIVEIRA, Rodrigo Melo e Silva de; RODRIGUES, Nilton Rodolfo Nascimento Melo; OLIVEIRA, Cristiano Braga de; ALCÂNTARA, Licínius Dimitri Sá de; ALCÂNTARA NETO, Licínius Dimitri Sá de Alcântara; http://lattes.cnpq.br/4768904697900863; http://lattes.cnpq.br/057360028339129; http://lattes.cnpq.br/2012907724305086; http://lattes.cnpq.br/9588130677160311; xxx; xxx; https://orcid.org/0000-0003-1946-0771; xxx
Neste trabalho, propomos e investigamos uma nova metasuperfície plana, baseada em discos dielétricos. A célula unitária dessa metasuperfície é composta por um quadrúmero de discos, ou seja, um agrupamento de quatro discos que possibilita a excitação de modos quase escuros, caracterizados por uma emissão de radiação muito reduzida, associada às ressonâncias de dipolo toroidal. Esses quadrúmeros são organizados em agrupamentos maiores, denominados supercélulas, projetadas com a mais alta simetria geométrica possível, correspondente ao grupo de simetria C4v. Para tornar acessíveis os modos toroidais na metasuperfície, utilizamos a teoria da representação de grupos e o método de combinação linear adaptada à simetria, demonstrando que é necessário, primeiramente, quebrar a simetria do quadrúmero e, posteriormente, a simetria da supercélula. Apresentamos e discutimos, de forma detalhada, diferentes mecanismos para a redução de simetria, processo pelo qual se modifica a simetria geométrica da estrutura para ativar modos eletromagnéticos específicos. Quando a simetria da supercélula, originalmente do tipo C4v, é reduzida para o grupo Cs, a metasuperfície passa a apresentar, simultaneamente, ressonâncias toroidais e antitoroidais, estas últimas associadas a distribuições de campo com topologia oposta à dos dipolos toroidais convencionais. As previsões teóricas foram validadas por meio de simulações eletromagnéticas de campo completo full-wave, considerando a incidência de uma onda plana sobre a estrutura, confirmando o comportamento esperado. Por fim, discutimos as potenciais aplicações das estruturas analisadas, destacando seu uso em dispositivos ópticos avançados e sistemas fotônicos.
Acesso aberto (Open Access)
Metodologia de Previsão de Cenários do Preço da Curva Forward de Energia Elétrica nos Horizontes de Médio e Longo Prazo
(Universidade Federal do Pará, 2025-04-02) REIS, Josivan Rodrigues dos; MONTEIRO, Flávia Pessoa; http://lattes.cnpq.br/3434022917410660; TOSTES, Maria Emília de Lima; http://lattes.cnpq.br/4197618044519148; BEZERRA, Ubiratan Holanda; RODRIGUES, Carlos Eduardo Moreira; FURTADO, Álvaro Afonso; PONTE, Márcio José Moutinho da; http://lattes.cnpq.br/0412741071063952; http://lattes.cnpq.br/0412741071063952; http://lattes.cnpq.br/4431674457945869; http://lattes.cnpq.br/4760076685971693; xxx; xxx; xxx; https://orcid.org/0000-0002-0724-3721
No mercado de energia elétrica, a problemática dos preços de negociação dos contratos entre geradores/comercializadores e compradores toma especial relevância, pois uma modelagem assertiva dos contratos leva a um incremento do retorno financeiro e da sustentabilidade do negócio para os vários agentes participantes. No caso brasileiro, os preços de energia são publicados com periodicidade semanal pela Câmara de Comercialização de Energia, por meio da execução dos modelos computacionais NEWAVE, DECOMP E DESSEM. O principal resultado desses modelos é o Preço de Liquidação das Diferenças (PLD), que serve como referência oficial de preços no mercado de energia e é utilizado para a liquidação das sobras e déficits dos agentes nos ambientes de contratação livre e regulada. Porém, as variáveis consideradas no cálculo do PLD, que em sua maioria, buscam refletir o custo da operação do sistema nos horizontes de curto, médio e longo prazo - não refletem de maneira assertiva as expectativas do mercado e nem incorporam o prêmio do risco intrínseco ao processo de comercialização de energia. Esse desalinhamento é mais evidente nos horizontes de médio e longo prazo, que são menos influenciados por variáveis operacionais e mais sensíveis a fatores que modelam o risco associado ao negócio. Diante desse desacoplamento nos horizontes de médio e longo prazo, faz-se necessário o estabelecimento de metodologias que retornem projeções de cenários de curvas de preços que refletem não somente aspectos intrínsecos à operação da rede, mas também o risco associado à comercialização, de forma a otimizar a modelagem dos contratos firmados entre os agentes. Nesse contexto, buscou-se uma abordagem metodológica mais assertiva para proporcionar o dinamismo presente no mercado de energia, aliada a uma modelagem que foca na robustez e na qualidade de experiência do usuário, possibilitando projeções confiáveis do preço de energia nos horizontes de médio e longo prazo (3 a 10 anos). Como proposta metodológica, adotou-se a técnica estatística de Redes Bayesianas Dinâmicas (RBD), para a geração de cenários de previsão, combinada com Algoritmos Genéticos para otimizar automaticamente o desempenho do modelo, definindo as topologias utilizadas pela RBD. Para definir quais as variáveis são relevantes na criação da topologia, realizou-se um estudo detalhado das variáveis para identificar quais dessas impactam na formação de preço de energia. Por fim, os resultados obtidos com a metodologia proposta, foram comparados com resultados gerados pelas técnicas de Regressão Linear, Support Vector Regression e Extreme Gradient Boosting, utilizando métricas de avaliação de desempenho.
Acesso aberto (Open Access)
Análise numérica de estruturas planares baseadas em cristais fotônicos para aplicações em circuitos integra
(Universidade Federal do Pará, 2025-02-10) ALMEIDA, Léo César Parente de; COSTA, Marcos Benedito Caldas; http://lattes.cnpq.br/7636226766852440; ******; COSTA, Karlo Queiroz da; SILVA, Rômulo Luiz Oliveira da; SOUSA, Fábio Barros de; OLIVEIRA, Lélis Araújo de; http://lattes.cnpq.br/7932708321834647; http://lattes.cnpq.br/8265719000886842; http://lattes.cnpq.br/3498127081933118; http://lattes.cnpq.br/9001133154793053; https://orcid.org/0000-0003-4393-3217; https://orcid.org/0000-0001-6255-8016; https://orcid.org/0000-0003-4170-5261; https://orcid.org/0000-0001-6577-2800
Neste trabalho, utilizou-se o conceito de cristais fotônicos bidimensionais para o design, as simulações numéricas e para a análise das estruturas planares propostas para aplicações em circuitos integrados fotônicos. Os dispositivos propostos consistem em: uma porta lógica totalmente óptica (NAND gate), além dos dois roteadores de comprimento de onda baseados em grafeno, do tipo 2 × 2 (2×2 λ-router) e 4×4 (4×4 λ-router). Estas estruturas totalmente ópticas são compostas por anéis ressoadores de cristais fotônicos, constituídos de hastes dielétricas de silício em ar. O método da expansão em ondas planas e o método das diferenças finitas no domínio do tempo são utilizados para analisar as estruturas. O método da expansão em ondas planas é utilizado para calcular o intervalo de banda fotônica para as estruturas, que é de 0,320267−0,3924 (a/λ) para a porta lógica totalmente óptica, e de 0,330944−0,396419 (a/λ) para os roteadores totalmente ópticos. As duas estruturas periódicas propostas são implementadas utilizando-se de comprimentos de onda operacionais abrangendo as bandas C, L e U. A performance das estruturas propostas é analisada por meio dos seguintes parâmetros: footprint, potência de saída, razão de contraste, perda de inserção, fator de qualidade, tempo de resposta, taxa de bits e diafonia. Os resultados numéricos das simulações evidenciam que as estruturas propostas são adequadas para a concepção de circuitos ópticos digitais ultrarrápidos, apresentando uma alta potência de transmissão, um consumo de energia reduzido, um claro princípio de funcionamento e um simples design. Além do mais, as estruturas propostas possuem um tamanho menor quando comparadas com outras estruturas, apresentando um footprint de cerca de 119,58 µm2, contribuindo assim para aumentar a densidade de integração de componentes miniaturizados e de alto desempenho para diversas aplicações em circuitos integrados fotônicos.
Acesso aberto (Open Access)
Intent-based radio resource scheduling in ran slicing scenarios using reinforcement learning
(Universidade Federal do Pará, 2024-11-04) NAHUM, Cleverson Veloso; KLAUTAU JÚNIOR, Aldebaro Barreto da Rocha; http://lattes.cnpq.br/1596629769697284
O fatiamento da rede móvel no domínio da rede de acesso requer elasticidade, compartilhamento de recursos de forma eficiente e customização para lidar com a escassez e limitação dos recursos de rádio enquanto cumpre as intenões das fatias de rede definidas em um contrato de nível de servico. Nesse cenário, o alocador de recursos de rádio é essencial para prover a administração de recursos a fim de prevenir as violações de intenções de rede, e consequentemente oferecer recursos de rádio suficientes para as fatias de rede de acesso cumprirem seus objetivos. A grande variedade de cenaários suportados nas redes 5G e pós-5G torna o problema da alocação de recursos de rádio em cenários de fatiamento da rede de acesso ainda mais desafiador. Essa tese propõe investigar um alocador de recursos de rádio baseado nas intenções das fatias de rede de acesso, utilizando aprendizado por reforço para cumprir as intenções de rede. O método proposto tem por objetivo prevenir as violações de intenções de rede através da administração de recursos de rádio disponíveis entre as fatias de rede de acesso e usuários usando um alocador de recursos de rádio entre as fatias de rede e outro para os usuários dentro da fatia de rede. Esta tese também descreve uma estrutura para priorização de fatias de rede para assegurar os requisitos definidos nas intenções de rede para as fatias mais importantes quando os recursos de rádio não são suficientes para garantir todas as intenções de rede requisitadas. Esta tese apresenta os resultados obtidos usando um alocador de recursos de rádio baseado nas intenções das fatias de rede de acesso, utilizando aprendizado por reforco para um número fixo de fatias de rede e também para múltiplos cenários de rede para evitar violações de intenções de rede, e demonstra a importância de um alocador de recursos de rádio baseado nas intenções das fatias de rede em cenário com fatiamento da rede de acesso. O método proposto apresentou melhor desempenho em comparação aos métodos da literatura avaliados tanto na proteção de slices prioritários quanto na minimização do número total de violações.
Acesso aberto (Open Access)
Metodologia de Avaliação do desempenho energético da integração de carros elétricos à edificações
(Universidade Federal do Pará, 2024-09-06) SOUZA, Ana Carolina Dias Barreto de; CARVALHO, Carminda Célia Moura de Moura; http://lattes.cnpq.br/1778332169942633; TOSTES, Maria Emília de Lima; http://lattes.cnpq.br/4197618044519148
As metodologias de diagnóstico energético vêm incorporando nas análises não só sistemas de consumo, mas também de geração de energia, possibilitando a classificação de Edificações autossuficientes de energia, como Near Zero Energy Building (NZEB) ou Positive Energy Building (PEB). No âmbito da mobilidade elétrica, a maior adesão de veículos elétricos (VE’s) traz desafios e oportunidades na área de consumo, gestão e eficientização de energia elétrica. O impacto que essa carga robusta e crescente pode acarretar aos ser integrada nos edifícios, novos e existentes, ainda não é contemplada nas avaliações de desempenho. Consequentemente as metodologias de obtenção das certificações e etiquetagens não levam em consideração a carga desse sistema como uso final individual. Para edifícios com uma etiqueta de eficiência energética (EE) e autossuficiência, a introdução de VE’s pode resultar na desclassificação da classificação devido ao aumento do consumo energético. Portanto, analisar o impacto da integração de VE’s em edificações, visa subsidiar a formulação ou revisão de metodologias de diagnósticos energéticos, que passem a contemplar o sistema de carregamento de VE integrado às edificações. Esta tese avalia a influência do carregamento de VE’s em edifícios com etiqueta NZEB/PEB do Programa Brasileiro de Etiquetagem de Edifícios (PBE Edifica). Utilizando levantamentos in loco, modelagem computacional e análise termoenergética com software como OpenStudio e EnergyPlus, foi realizada uma classificação energética em um edifício na cidade de Belém, Estado do Pará, Brasil. Posteriormente, simulações de fluxo de energia empregando modelos probabilísticos com método de Monte Carlo foram executadas no software OpenDSS para examinar o impacto da integração de VEs, sem (cenário 01) e com (cenário 02) a implementação de técnicas de gerenciamento do lado da demanda. As análises usando a metodologia de etiquetagem demonstraram que o edifício tem classificação de EE nível C e autossuficiência NZEB. O cenário 01 gerou um aumento de 69,28% no consumo de energia, reduzindo o nível de EE para D e resultando na perda da classe NZEB. O cenário 02 aumentou em 40,50% o consumo, percentual menor que o cenário 01 e garantiu o retorno da classe NZEB perdida no cenário 1, mas não retornou o nível de EE para a classe C. Os resultados destacam a necessidade de estratégias imediatas e abrangentes de gerenciamento de energia. No VIII entanto, essas estratégias não são suficientes se outras restrições de consumo ou medidas de EE não forem aplicadas a outros sistemas do edifício. Para isso, as medidas de EE foram propostas e avaliadas, nos sistemas de ar-condicionado e iluminação. Posteriormente, foi elaborada uma equação para indicar o nível máximo de consumo de energia que poderia ser aumentado sem comprometer o desempenho energético do edifício e a classificação NZEB. Por fim, o software OpenDSS foi usado para simular a maior disponibilidade de carregamento de VEs após o retrofit. Com o retrofit proposto, o edifício melhorou as classificações de EE em três níveis, e a porcentagem da classificação NZEB aumentou em 33,28%. Essas medidas também aumentaram a carga de carregamento de VEs em 20%, mantendo o nível máximo de EE e a classificação NZEB
Acesso aberto (Open Access)
Projeto de controle robusto de ordem fracionária para sistemas com incerteza paramétrica
(Universidade Federal do Pará, 2024-10-21) GOMES, Marcus Ciro Martins; AYRES JÚNIOR, Florindo Antonio de Carvalho; http://lattes.cnpq.br/1919442364965261; COSTA JÚNIOR, Carlos Tavares da; http://lattes.cnpq.br/6328549183075122
Esta pesquisa apresenta uma nova metodologia que integra a Teoria de Controle de Ordem Fracionária com técnicas de Controle Robusto para lidar com a incerteza paramétrica, com o objetivo de melhorar o desempenho de sistemas incertos lineares invariantes no tempo com ordens inteiras ou fracionárias, referidos como Controle Robusto de Ordem Fracionária (FORC)). Ao contrário dos métodos tradicionais, esta abordagem proposta oferece uma nova formulação de projeto baseado em desigualdades, ampliando o escopo para descobrir soluções melhoradas através da otimização de programação linear. Consequentemente, os controladores de ordem fracionária são adaptados para garantir o desempenho transitório e de estado estacionário desejado em sistemas de malha fechada. Para facilitar a implementação digital do controlador projetado, a discretização invariante de resposta ao impulso de diferenciadores de ordem fracionária (IRID-FOD) é usada para aproximar controladores de ordem fracionária a funções de transferência de ordem inteira. Além disso, caso necessário o método de redução de ordem de Hankel pode ser aplicado, tornando os controladores mais adequados para implantação em hardware. Testes experimentais realizados em um sistema térmico, juntamente com resultados de avaliação baseados em respostas no domínio do tempo e análise de robustez apoiada por índices de desempenho e análise de valor definido, demonstram o desempenho aprimorado e robusto da metodologia FORC proposta em comparação com o controle robusto clássico sob incerteza paramétrica.