Dissertações em Engenharia Elétrica (Mestrado) - PPGEE/ITEC

URI Permanente para esta coleçãohttps://repositorio.ufpa.br/handle/2011/2316

O Mestrado Acadêmico inicou-se em 1986 e pertence ao Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica (PPGEE) do Instituto de Tecnologia (ITEC) da Universidade Federal do Pará (UFPA).

Navegar

Agora exibindo 1 - 20 de 538

Acesso aberto (Open Access)
Redesigning CAVIAR: a framework for next-Generation 6G/B6G simulations
(Universidade Federal do Pará, 2025-10-27) ALBUQUERQUE, João Pedro Barbosa; KLAUTAU JÚNIOR, Aldebaro Barreto da Rocha; http://lattes.cnpq.br/1596629769697284; https://orcid.org/0000-0001-7773-2080; Glauco Estácio; http://lattes.cnpq.br/6157118581200722; https://orcid.org/0000-0003-1341-5339
A evolução das redes móveis rumo à sexta geração (6G) e à consolidação do Open Radio Access Network (Open RAN) demanda ferramentas de simulação flexíveis, modulares e capazes de integrar comunicação, mobilidade e inteligência artificial em cenários ultra-realistas. Este trabalho apresenta a mais recente versão do framework Communication Networks, Artificial Intelligence and Computer Vision with 3D Computer-generated Imagery (CAVIAR), uma ferramenta de co-simulação alinhada às diretrizes do 3rd Generation Partnership Project (3GPP), capaz de integrar módulos independentes para simulação tridimensional (3D), mobilidade, comunicações e inteligência artificial, orquestrados de forma assíncrona para execução emtempo real. O CAVIAR incorpora modelagem de canais por traçado de raios (ray tracing) utilizando Sionna-Ray Tracing (Sionna-RT) e Wireless InSite, simulação de redes de quinta geração (5G) com Network Simulator 3 (ns-3) e módulo 5G-Lena, técnicas de aceleração de cálculos de propagação e monitoramento interativo por meio de InfluxDB e Grafana. Para validar o ferramental, foram implementados três casos de uso representativos alinhados aos estudos descritos nas especificações do 3GPP Release 19: (i) monitoramento de animais em áreas rurais com alocação dinâmica de Physical Resource Blocks (PRBs) via Open RAN, busca e resgate urbano com detecção de pessoas usando You Only Look Once (YOLO) sobre enlace de Non-Terrestrial Network (NTN), e coordenação de robôs em ambientes internos com Integrated Sensing and Communication (ISAC) multimodal combinando Light Detection and Ranging (LiDAR) e imagem Red, Green, Blue (RGB). Os resultados demonstram que o CAVIAR atinge Indicadores-Chave de Desempenho (Key Performance Indicators – KPIs) com alta precisão e baixo uso de recursos computacionais (Unidade Central de Processamento – CPU, Unidade de Processamento Gráfico – GPU e Memória de Acesso Aleatório – RAM), mesmo em cenários complexos, possibilitando a execução de aplicações de rede sensíveis à latência e com alta confiabilidade, reforçando sua aplicabilidade para pesquisas avançadas em 5G-Advanced e 6G.
Acesso aberto (Open Access)
Método dos elementos finitos aplicado para cálculo de campos eletromagnéticos excitados por descargas parciais em hidrogerador
(Universidade Federal do Pará, 2025-03-07) LOPES, Nathan Mastrange; DMITRIEV, Victor Alexandrovich; http://lattes.cnpq.br/3139536479960191; https://orcid.org/0000-0002-7715-7300; OLIVEIRA, Rodrigo Melo e Silva de; http://lattes.cnpq.br/4768904697900863; VIEIRA, João Paulo Abreu; ZAMPOLO, Ronaldo de Freitas; ALCANTARA, Licinius Dimitri Sá de; http://lattes.cnpq.br/8188999223769913; http://lattes.cnpq.br/9088524620828017; http://lattes.cnpq.br/9588130677160311; xxx; https://orcid.org/0000-0002-2460-3135; xxx
Este trabalho tem como objetivo desenvolver e simular numericamente um modelo tridimensional de um hidrogerador sujeito à ocorrência de descarga parcial (DP) e analisar os resultados obtidos para a voltagem e o campo induzidos. Para isso, foi elaborado um modelo eletromagnético baseado no método dos elementos finitos, representando um setor de doze graus angulares de um hidrogerador da usina de Campos Novos. As propriedades do modelo foram selecionadas para refletir com precisão as características físicas da máquina real. A definição dos parâmetros do núcleo magnético do estator teve como referência um estudo sobre perdas e mecanismos de desgaste no material utilizado no núcleo estatórico de hidrogeradores, permitindo a seleção da permeabilidade magnética adequada para uma simulação linear. Para a simulação da DP no modelo numérico, foi introduzida uma pequena fonte de corrente unitária para representar o canal de descarga, em duas posições diferentes sobre uma das espiras do estator, utilizando uma frequência de 40 MHz. Para o cálculo da voltagem induzida, foram calculadas integrais de linha do campo elétrico entre o piso aterrado do recinto e diferentes pontos das espiras. Os resultados obtidos indicaram mecanismos de propagação de onda eletromagnética no ambiente do hidrogerador, com o núcleo magnético do estator atuando como guia para o campo induzido e as barras estatóricas funcionando como blindagem. Observou-se que as voltagens induzidas foram de maior intensidade nas espiras mais próximas das DPs, o que sugere que essa metodologia pode ser utilizada para a localização de descargas parciais.
Acesso aberto (Open Access)
Desenvolvimento de motor BLDC para eletrificação de pequenas embarcações na região amazônica
(Universidade Federal do Pará, 2025-04-25) MELO JUNIOR, Marcos Aurélio; FONSECA, Wellington da Silva; http://lattes.cnpq.br/5066230825214516; https://orcid.org/0000-0002-2602-1964; MOTA, Thiago Soares; MATOS, Edson Ortiz de; LIMA, Diorge de Souza; http://lattes.cnpq.br/0156338796116154; http://lattes.cnpq.br/0241051151153034; http://lattes.cnpq.br/0813438656998260
A transição energética é um tema amplamente discutido no cenário climático global, e a eletrificação de embarcações na Região Amazônica representa, simultaneamente, um desafio e uma estratégia inovadora voltada à promoção da sustentabilidade e à mitigação dos impactos ambientais causados pela queima de combustíveis fósseis no transporte fluvial. Considerando que as embarcações constituem o principal meio de deslocamento para as populações ribeirinhas, torna-se essencial repensar o atual sistema de propulsão baseado em motores a combustão, os quais têm se mostrado ambientalmente prejudiciais. Grande parte dessas embarcações utiliza motores que operam à base de combustíveis fósseis, responsáveis pela emissão de dióxido de carbono, óxidos de nitrogênio e outros poluentes atmosféricos e aquáticos. Tais emissões acarretam sérios prejuízos à saúde humana e à biodiversidade regional. Nesse contexto, os motores elétricos surgem como uma alternativa viável e eficaz, destacando- se pela maior eficiência energética e pela ausência de emissões diretas durante o funcionamento, contribuindo assim para uma navegação mais limpa e sustentável. Diante dessa realidade, torna- se cada vez mais necessário o desenvolvimento de tecnologias voltadas à otimização do desempenho dos motores elétricos, especialmente no que se refere ao seu projeto geométrico. Estudos que envolvem a modelagem computacional desses motores por meio de simulações eletromagnéticas têm demonstrado grande potencial para maximizar a eficiência e o torque, superando limitações dos métodos tradicionais de dimensionamento. Assim, este trabalho propõe uma análise numérica do projeto de um motor elétrico do tipo Brushless Direct Current (BLDC), desenvolvido com foco nas necessidades específicas da navegação ribeirinha em embarcações de pequeno porte. A geometria do motor será projetada e avaliada por meio de simulações computacionais com o uso do Método dos Elementos Finitos (MEF), considerando aspectos construtivos, eletromagnéticos e operacionais. Os resultados esperados concentram-se na definição de uma geometria otimizada que assegure regimes de operação estáveis, boa variabilidade de rotação, níveis satisfatórios de torque e eficiência superior a 95%.
Acesso aberto (Open Access)
3D geometric reconstruction of civil infrastructures with neural radiance fields
(Universidade Federal do Pará, 2025-04-04) RIBEIRO, Thiago Figueiró; SILVA, Moisés Felipe Mello da; http://lattes.cnpq.br/8154941342611201; https://orcid.org/0000-0001-7897-3978; COSTA, João Crisóstomo Weyl Albuquerque; http://lattes.cnpq.br/9622051867672434; ARAÚJO, Jasmine Priscyla Leite de; SANTOS, Adam Dreyton Ferreira dos; CARDOSO, Diego Lisboa; http://lattes.cnpq.br/2616572481839756; http://lattes.cnpq.br/0507944343674734; http://lattes.cnpq.br/4001747699670004; https://orcid.org/0000-0002-5940-4961; https://orcid.org/0000-0002-5971-3668; https://orcid.org/0000-0003-3514-0401
O uso de tecnologias de sensoriamento sem contato para o monitoramento da saúde estrutu- ral (SHM) ampliou significativamente o conjunto de ferramentas disponíveis para medições e análises precisas em contextos científicos e de engenharia. Essas tecnologias superam vá- rias limitações dos sensores convencionais de contato, muitas vezes apresentando desempenho superior, com levantamentos mais ágeis, instalação mais conveniente e frequentemente custo inferior. Gêmeos Digitais — réplicas virtuais dinâmicas e orientadas por dados de estruturas físicas — revolucionaram ainda mais o SHM ao integrar dados de sensores em tempo real com análises preditivas e modelagem computacional. Tecnologias como LiDAR e fotogrametria são utilizadas para criar modelos 3D de alta fidelidade, que podem servir de base para modelos de informações de construções (BIM) e gêmeos digitais de estruturas civis. Avanços recentes em aprendizado profundo marcaram uma mudança de paradigma em diversas áreas, incluindo a reconstrução 3D. Uma abordagem promissora é o uso de Neural Radiance Fields (NeRF), uma metodologia baseada em aprendizado profundo capaz de produzir modelos 3D de alta fidelidade a partir de conjuntos esparsos de imagens, como fotos capturadas por câmeras convencionais ou smartphones. NeRF é capaz de gerar nuvens de pontos densas, comparáveis às produzidas por fotogrametria Multiview Stereo (MVS) e laser scanner terrestre. No entanto, há uma lacuna na literatura quanto à avaliação quantitativa das capacidades do NeRF para escaneamento 3D de pontes. Este trabalho avalia o desempenho das reconstruções 3D de pontes reais usando NeRF em comparação com modelos baseados em fotogrametria SFM/MVS e dados de referência gerados por LiDAR. Demonstramos a viabilidade do NeRF para avaliações estruturais em larga escala, com insights interessantes sobre seu desempenho sob diferentes disponibilidades de dados, impactando tanto as métricas de Nível de Precisão (LOA) quanto as medições estatísticas de erro. Modelos NeRF possuem maior LOA e valores menores de erro médio, desvio padrão e erro quadrático médio quando comparados com modelos de fotogrametria. No geral, o NeRF se mostrou um método mais robusto e preciso, especialmente ao equilibrar a disponibilidade de dados com a qualidade da reconstrução, posicionando-se como a escolha preferida para modela- gem 3D em cenários de dados limitados, restrições orçamentárias e escassez de equipamentos especializados. Essa abordagem oferece uma solução eficiente, econômica e precisa para atender à crescente demanda por monitoramento de infraestrutura no setor de Arquitetura, Engenharia e Construção, reduzindo assim as barreiras econômicas e técnicas à adoção dessa tecnologia.
Acesso aberto (Open Access)
Online learning for software defect prediction
(Universidade Federal do Pará, 2025-02-28) VIDAL, Douglas Almeida; SERUFFO, Marcos César da Rocha; http://lattes.cnpq.br/3794198610723464; https://orcid.org/0000-0002-8106-0560; GONÇALVES, Glauco Estácio; http://lattes.cnpq.br/6157118581200722; https://orcid.org/0000-0003-1341-5339; KLAUTAU JUNIOR, Aldebaro Barreto da Rocha; RIKER, André Figueira; CARDOSO, Diego Lisboa; http://lattes.cnpq.br/1596629769697284; http://lattes.cnpq.br/2949449810540513; http://lattes.cnpq.br/0507944343674734; https://orcid.org/0000-0001-7773-2080; xxx; https://orcid.org/0000-0002-5971-3668
A previsão de defeitos de software Just-in-Time (JIT-SDP) busca identificar mudanças no código que podem introduzir defeitos no momento em que são realizadas, permitindo uma correção antecipada e reduzindo custos de manutenção. No entanto, modelos tradicionais de JIT-SDP enfrentam dificuldades devido ao desvio de conceito e à necessidade de grandes quantidades de dados rotulados, tornando-os menos eficazes em ambientes dinâmicos de desenvolvimento de software. Esta dissertação apresenta o modelo Semi-supervised Stochastic Weight Averaging (S3WA), uma abordagem de aprendizado adaptativo que utiliza dados rotulados e não rotulados, ajustando-se dinamicamente às mudanças na distribuição dos dados. O modelo foi avaliado comparativamente a técnicas de aprendizado online de última geração em conjuntos de dados artificiais e reais, com foco especial no JIT-SDP. Os resultados mostram que o S3WA mantém uma maior precisão preditiva ao longo do tempo, lidando melhor com a desvio de conceito e reduzindo a dependência de dados rotulados. Esses achados demonstram o potencial das abordagens semissupervisionadas adaptativas para aprimorar a previsão de defeitos em tempo real em fluxos de trabalho de desenvolvimento de software.
Acesso aberto (Open Access)
Modelagem e predição de canal em 3,5 GHz com redes neurais: abordagens com simulações e medições em ambientes fechados
(Universidade Federal do Pará, 2025-03-31) MALAQUIAS JUNIOR, Mozart Lima; BARROS, Fabrício José Brito; http://lattes.cnpq.br/9758585938727609; ARAÚJO, Jasmine Priscyla Leite; http://lattes.cnpq.br/4001747699670004; https://orcid.org/0000-0003-3514-0401; ALCÂNTARA NETO, Miércio Cardoso de; CRUZ, Hugo Alexandre Oliveira da; CARDOSO, Diego Lisboa; http://lattes.cnpq.br/0549389076806391; http://lattes.cnpq.br/9541869769451585; http://lattes.cnpq.br/0507944343674734; https://orcid.org/0000-0002-8551-2261; xxx; https://orcid.org/0000-0002-5971-3668
Este trabalho propõe uma análise de canal em pequena e larga escala para a frequência de 3,5 GHz em ambientes fechados, utilizando o software de simulação Wireless InSite (WI) e medições realizadas no térreo e no primeiro andar do prédio anexo aos Laboratórios de Engenharia Elétrica da Universidade Federal do Pará. Para análise entre os dados medidos com os simulados, foi utilizado o Root Mean Squared Error (RMSE), com resultados de 3,681 dB para o térreo e 6,059 dB para o primeiro andar, validando os parâmetros de pequena escala obtidos na simulação. Foram aplicados os modelos de perda de percurso Floating-Intercept e Close-In para os dados obtidos de medição e simulação. A partir desses resultados, foram determinadas métricas como o Power Delay Profile (perfil de potência e retardo), retardo médio, espalhamento de retardo e banda de coerência. Adicionalmente, foi proposto um modelo de rede neural para prever a potência recebida dos raios que chegam em cada ponto de recepção, demonstrando a eficácia da abordagem na análise de canais de comunicação. O estudo contribui para o avanço de pesquisas em radio propagação na frequência de 3,5 GHz, combinando simulação, medições e técnicas de inteligência artificial para uma análise robusta e precisa.
Acesso aberto (Open Access)
Testbed de arquiteturas IOT escaláveis para aplicações de sistemas inteligentes
(Universidade Federal do Pará, 2025-10-31) ARAÚJO, João Luiz Pontes de; FONSECA, Wellington da Silva; http://lattes.cnpq.br/5066230825214516; https://orcid.org/0000-0002-1619-5995; ALCÂNTARA NETO, Miércio Cardoso de; BARROS, Fabricio José Brito; CHASE, Otavio Andre; http://lattes.cnpq.br/0549389076806391; http://lattes.cnpq.br/9758585938727609; http://lattes.cnpq.br/6236953777548570; https://orcid.org/0000-0002-8551-2261; https://orcid.org/0000-0003-0246-8339
Esta dissertação apresenta o projeto, a implantação e a avaliação de arquiteturas de Internet das Coisas (IoT) voltadas para aplicações em sistemas inteligentes, por meio de um testbed desenvolvido no contexto do Projeto de Pesquisa e Desenvolvimento (P&D) Desenvolvimento Tecnológico e Extensão Inovadora de Materiais Avançados em Energia e Mobilidade aplicados ao contexto amazônico (EMOB-AMAZON). A proposta busca oferecer uma abordagem modular e escalável, baseada em uma arquitetura composta por quatro camadas: física (hardware), middleware, processamento e software. Para isso, foram empregadas tecnologias de virtualização (Proxmox VE) e conteinerização (Docker) na implantação de quatro máquinas virtuais. Três delas foram destinadas à configuração de ambientes de desenvolvimento baseados nas plataformas IoT Dojot, FIWARE e Node-RED, enquanto a quarta foi dedicada à implantação de um sistema de observabilidade e monitoramento, estruturado a partir da stack Prometheus-Grafana, que abrange as ferramentas Prometheus, Grafana, InfluxDB, cAdvisor e Grafana k6. A avaliação da escalabilidade foi conduzida por meio do monitoramento contínuo de métricas técnicas do sistema (CPU, RAM, disco e rede), enquanto a robustez das arquiteturas foi verificada com testes de carga que simularam cenários de verificação, típicos e extremos de uso. Os resultados obtidos revelaram aspectos operacionais e de desempenho relevantes, demonstrando que as plataformas mantiveram níveis aceitáveis de consumo, conforme os recursos de hardware alocados a cada máquina virtual, além de apresentarem estabilidade e latência compatíveis com os cenários simulados e seus respectivos limiares estabelecidos, evidenciando padrões, vantagens e limitações de cada ambiente de desenvolvimento. Por fim, as análises realizadas forneceram subsídios técnicos importantes para a compreensão da escalabilidade e da robustez das arquiteturas IoT implantadas, fundamentando tanto o dimensionamento e direcionamento de cada solução IoT dentro do escopo do projeto quanto a expansão do sistema de observabilidade e monitoramento.
Acesso aberto (Open Access)
Sensor óptico baseado em interferômetro em formato de balão com manufatura aditiva para o monitoramento da respiracão
(Universidade Federal do Pará, 2025-10-29) COSTA, Mateus Nascimento; COSTA, Joao Crisostomo Weyl Albuquerque; http://lattes.cnpq.br/9622051867672434; BORGES, Gilvan Soares; CARDOSO, Victor Henrique Rodrigues; CARDOSO, Diego Lisboa; http://lattes.cnpq.br/7696860178450119; http://lattes.cnpq.br/9847167140434440; http://lattes.cnpq.br/0507944343674734; https://orcid.org/0000-0002-0667-663X; https://orcid.org/0000-0003-4218-0292; https://orcid.org/0000-0002-5971-3668
Este trabalho apresenta o desenvolvimento e a avaliacão de um sensor de respiracão de fibra óptica baseado em um interferômetro em formato de balão com um modelo impresso em 3D. As medicões biológicas desempenham um papel fundamental na manutencão de uma vida saudável, pois podem prever e indicar distúrbios em vários sistemas do corpo, afetando indivíduos desde a primeira infância até os idosos. O monitoramento da respiracão pode detectar alteracões nos estágios iniciais da sepse, da síndrome da resposta inflamatória sistêmica e da insuficiência respiratória, alem de monitorar a asma, a apnéia obstrutiva do sono e outras variacões nos padrões respiratórios. A necessidade de monitorar a respiracão levou a avanços nos métodos de coleta de dados, incluíndo interferômetros piezoelétricos, capacitivos e dispositivos de fibra óptica que empregam técnicas como modulacão de intensidade ou comprimento de onda. O interferômetro em forma de balão foi escolhido devido aos seus baixos custos de producão e manutencão, alta sensibilidade e resistência a interferência eletromagnética. O sensor proposto apresenta alta sensibilidade a variacões na ordem de micrômetros e tem um alcance de medicão de 10 mm. No entanto, para medir um ciclo completo de respiracão, o movimento torácico resulta em uma expansão do protótipo de no mínimo 20 mm. Consequentemente, um modelo adicional impresso em 3D na forma de um arco e utilizado, resolvendo o problema do alcance ao permitir que a fibra transforme movimentos substanciais em pequenos deslocamentos. Alem disso, o protótipo e fixado ao corpo do voluntário por meio de uma cinta elástica para permitir a movimentacão e maior conforto na sua utilizacão. Um osciloscópio mede as alteracões na intensidade ao longo do tempo com uma faixa de 4,62 dB, e o Analisador de Espectro Optico (Optical Spectrum Analyser - OSA) onde é possível observar um deslocamento de 8,45 mm. Esse sensor pode monitorar ciclos de respiracão e padrões irregulares de respiracão com alta preciso e sensibilidade, com baixo custo e usabilidade de longo prazo, sendo ideal para uso médico.
Acesso aberto (Open Access)
Classificação de arritmias cardíacas via rede neural convolucional com mecanismo de atenção local
(Universidade Federal do Pará, 2025-09-22) RAMOS, Daniel Dantas do Amaral; CASTRO, Adriana Rosa Garcez; http://lattes.cnpq.br/5273686389382860; https://orcid.org/0000-0001-5884-4511; OLIVEIRA, Roberto Célio Limão de; OHASHI JÚNIOR, Orlando Shigueo; http://lattes.cnpq.br/4497607460894318; http://lattes.cnpq.br/8905793797626608; https://orcid.org/0000-0002-6640-3182
As arritmias cardíacas representam alterações no ritmo ou frequência dos batimentos do coração e estão associadas a riscos significativos à saúde. O eletrocardiograma (ECG) permanece como o principal exame não invasivo para seu diagnóstico, sendo que a análise manual de longos registros é trabalhosa e sujeita a erros. Considerando as dificuldades provenientes da análise manual do sinais de ECG, sistemas automáticos de classificação de arritmias baseados em inteligência artificial vêm sendo propostos na literatura como alternativa promissora para apoio ao diagnóstico médico. Dentro deste contexto, este trabalho apresenta a proposta de um classificador automático de arritmias cardíacas baseado em Redes Neurais Convolucionais (CNN - Alexnet), com mecanismo de atenção local integrado a sua arquitetura, desenvolvido considerando o paradigma interpaciente. O estudo se concentrou na investigação e definição da técnica mais adequada, entre Gramian Angular Field (GAF) e Hilbert Space-Filling (HSFC), para a conversão dos sinais temporais de ECG em imagens, para serem utilizadas como entrada para a CNN e, em avaliar o impacto de diferentes configurações internas do mecanismo de atenção local proposto, especificamente no que diz respeito à escolha da função de ativação (Tangente Hiperbólica ou Sigmóide) e do tipo de kernel (fixo ou adaptativo). Para os experimentos foi utilizada a base de dados MIT-BIH Arrhythmia Database, sendo que o desempenho dos modelos treinados foi avaliado segundo medidas de desempenho padronizadas, como acurácia, precisão, sensibilidade, especificidade e F1-score. Os experimentos mostraram que a combinação GAF com função de ativação Tangente Hiperbólica e kernel adaptativo no módulo de atenção apresentou o melhor resultado, alcançando acurácia de 97,88
Acesso aberto (Open Access)
A machine learning framework for ECG biometric system
(Universidade Federal do Pará, 2020-02-28) SANTOS, Alex Barros dos; ROSÁRIO, Denis Lima do; http://lattes.cnpq.br/8273198217435163; CERQUEIRA, Eduardo Coelho; http://lattes.cnpq.br/1028151705135221; https://orcid.org/0000-0003-2162-6523
Acesso aberto (Open Access)
Impacto dos harmônicos de tensão na temperatura e desempenho de motores elétricos classes IE2, IE3 E IE4.
(Universidade Federal do Pará, 2020-02-19) MUÑOZ TABORA, Jonathan; MATOS, Edson Ortiz de; http://lattes.cnpq.br/0241051151153034; TOSTES, Maria Emília de Lima; http://lattes.cnpq.br/4197618044519148
A introdução de novas tecnologias, assim como a melhoria de materiais e processos, contribuiu para acelerar o crescimento da eficiência dos motores elétricos de indução (Induction Motors, IM). Atualmente no mercado é possível observar a disponibilidade de IM das classes de IE3 e IE4, bem como motores com menores eficiências, da mesma forma que propostas para IM classe IE5 estão sendo desenvolvidas. Esta dissertação visa mostrar o impacto dos harmônicos de tensão de 2ª, 3ª, 5ª e 7ª ordem, na temperatura e desempenho de motores elétricos classes IE2, IE3 e IE4, sendo o último um motor híbrido de imãs permanentes e gaiola de esquilo (Line Start Permanent Magnet Motor, LSPMM´s). As medições foram divididas em duas etapas, primeiro alimentando cada um dos motores com tensões sem distorção e logo inserindo cada um dos harmônicos de forma individual e combinada em porcentagens de 2% até atingir um 25%. Melhorias consideráveis em relação à temperatura e consumo são notáveis no caso do motor híbrido classe IE4, no entanto, este motor também apresentam desvantagens em sua resposta em comparação com as classes IE2 e IE3, principalmente na presença de harmônicos. Também é apresentado como a presença de harmônicos individuais nos motores elétricos, resulta na aparição de outras harmônicos, de acordo com a porcentagem de distorção presente. Finalmente e visando prever a variação da temperatura em relação à porcentagem de distorção, modelos que representassem esse comportamento foram criados, os quais representam estimações da variação da temperatura e a porcentagem de distorção inserida no motor.
Acesso aberto (Open Access)
Mobility and cloud management in wireless heterogeneous 5g networks
(Universidade Federal do Pará, 2020-06-30) PACHECO, Lucas de Sousa; 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
O ramo de gerência de mobilidade de redes é responsável pelos protocolos e ações tomadas pela rede para garantir continuidade dos serviçoos consumidos por usuários móveis. Nesta dissertação é analisado como as redes de próxima geração abrirão caminho para a distribuição de vídeo em redes veiculares (VANETs), compostas por uma infraestrutura heterogênea ultradensa, unindo tecnologias de comunicação sem fio existentes para obter maior eficiência espectral. E apresentado um algoritmo de handover chamado HoVe. Baseado em vários critérios para distribuição de vídeo em VANETs 5G ultradensas. Resultados de simulação mostram a eficiência do HoVe em fornecer vídeos com qualidade 19% superior a algoritmos do estado-da-arte, melhorando a taxa de entrega de pacotes em pelo menos 30%. Este trabalho estuda um caso particular de VANETs que se beneficia da computação na borda da rede, o caso de Veículos Autonômos Conectados, ou CAVs. A computação de borda e em névoa são soluções emergentes para processamento remoto de dados para veículos autônomos. Este trabalho propõee o algoritmo MOSAIC para migração de serviço e gerenciamento de recursos para comunicação entre camadas e entre camadas na computação de borda e em névoa. Resultados da simulação mostram a eficiência do algoritmo proposto com melhor desempenho de ate 50% em termos de latência e cinco vezes menos falhas de migração.
Acesso aberto (Open Access)
Fuzzy c-means based gateway placement algorithm for lorawan
(Universidade Federal do Pará, 2020-02-27) MATNI NETO, Nagib Coelho; CERQUEIRA, Eduardo Coelho; http://lattes.cnpq.br/1028151705135221; HTTPS://ORCID.ORG/0000-0003-2162-6523; ROSÁRIO, Denis Lima do; http://lattes.cnpq.br/8273198217435163; https://orcid.org/0000-0003-1119-2450
Acesso aberto (Open Access)
Uma Proposta de arquitetura de big data para detecção de fake news.
(Universidade Federal do Pará, 2020-01-24) QUEIROZ, Daniele Moura de; FRANCÊS, Carlos Renato Lisboa; http://lattes.cnpq.br/7458287841862567
Nos últimos anos, uma grande quantidade de informações tem sido veiculada através da internet, especialmente em mídias sociais, proporcionando uma maior facilidade na obtenção de conhecimentos sobre diversos temas, mas tornando as pessoas suscetíveis a informações falsas que podem acarretar danos variados. Apesar de não ser um fenômeno recente, o compartilhamento de notícias falsas tem sido motivo de preocupação por parte de especialistas e da população em geral, uma vez que pode ocasionar impactos de proporções nacionais e até mundiais. A veiculação de fake news pode ocasionar danos diversos, desde financeiros a prejuízos relacionados com difamação, injúria, ofensa, reputação ou dignidade de pessoas ou organizações. A disseminação destas informações falsas tornou difícil detectar fontes de notícias confiáveis, aumentando a necessidade de ferramentas computacionais que sejam capazes de auxiliar na identificação da confiabilidade do conteúdo digital. Ademais, a quantidade massiva de dados gerados diariamente em alta velocidade e com diferentes tipos de formatos tais como textos, imagens, vídeos e áudios, torna a análise destes dados um grande desafio. Com o advento das tecnologias de Big Data, é possível utilizar uma gama de ferramentas e técnicas para armazenar, processar e analisar, de maneira eficiente, o massivo volume de dados, de forma a contribuir com a investigação da credibilidade de notícias divulgadas e compartilhadas por meio da internet. Este trabalho discute a importância do Big Data para o combate às fake news, pautado em um apropriado enquadramento conceitual e tecnológico, e apresenta uma proposta de arquitetura de Big Data para armazenamento, processamento e análise de grandes conjuntos de dados, objetivando auxiliar na investigação da veracidade de notícias. Para tanto, foram realizados experimentos utilizando uma massa de dados contendo formatos distintos, ou seja, dados estruturados e não estruturados, extraídos a partir de fontes de notícias e formando um corpus composto por notícias falsas e verdadeiras, totalizando 10700 notícias. Essa massa de dados foi armazenada em um cluster Hadoop, utilizando o sistema de arquivos distribuído denominado HDFS (Hadoop Distributed File System). O processamento do corpus ocorreu através do modelo de programação MapReduce e a classificação das notícias foi realizada através do algoritmo Naive Bayes da biblioteca Mahout, obtendo-se uma acurácia de 99,74%. Os resultados preliminares produzidos pelo desenvolvimento deste estudo revelam uma arquitetura capaz de armazenar, processar e analisar Big Data no contexto do combate às fake news.
Acesso aberto (Open Access)
Circulador de 4 portas baseado em um ressonador elíptico de grafeno na região terahertz.
(Universidade Federal do Pará, 2020-01-20) OLIVEIRA, Thiago Lima de; DMITRIEV, Victor Alexandrovich; http://lattes.cnpq.br/3139536479960191
Um novo tipo de circulador de quatro portas baseado em grafeno para a faixa de frequência terahertz é proposto e analisado neste trabalho. O mesmo é constituído de dois guias de ondas paralelos acoplados lateralmente a um ressonador magnetizado em forma de elipse. A secção transversal dos componentes apresenta uma estrutura com três camadas consistindo de grafeno, dióxidos de sílica e silício. O ressonador de grafeno é magnetizado normalmente em seu plano por um campo magnético externo DC. O princípio físico do dispositivo é baseado na ressonância dipolar da cavidade ressonante de grafeno magnetizado. Utilizando a Teoria de Grupos Magnéticos, conseguimos analisar as matrizes de espalhamento das componentes de simetria do dispositivo. Além disso, foi usada a Teoria de Modos Acoplados Temporal, com o intuito de analisar analiticamente as características do dispositivo. Investigou-se a influência de diferentes parâmetros sobre as características do circulador através do software Comsol Multiphysics. Simulações numéricas demonstram o isolamento das portas 3 e 4 em torno de -32,6 dB e -16,2 dB, perdas de inserção em torno de -2,5 dB, reflexão em torno de -20,3 dB e 5,7% de largura de banda com a frequência central de 5,03 THz. O campo magnético DC de polarização aplicado é de 0,8 T. A frequência central do circulador pode ser controlada pela mudança na energia de Fermi do grafeno. Por fim, foi feito uma comparação entre o modelo numérico e analítico do dispositivo, através das ferramentas citadas.
Acesso aberto (Open Access)
. Clusterização, classificação e predição de “pré-efeito anódico” de cuba eletrolítica de alumínio primário
(Universidade Federal do Pará, 2020-08-21) CONTE, Bruno Nicolau Magalhães de Souza; OLIVEIRA, Roberto Célio Limão de; http://lattes.cnpq.br/4497607460894318
O setor industrial é um dos principais responsáveis pela grave situação ambiental do planeta e também por crescentes exigências legais, com relação aos resíduos gerados. Em contrapartida, muitas empresas têm reagido pró ativamente, a partir da implantação de estratégias de gestão como: produção limpa, certificação ambiental, redução de resíduos tóxicos, reciclagem, consumo sustentável e reuso, principalmente. É oportuno ressaltar, que o processo de redução de alumínio é responsável por uma grande quantidade de emissão de gases causadores do efeito estufa e, assim, promove impactos ambientais e alterações climáticas graves. Durante o processo de redução de alumínio, a ocorrência do efeito anódico provoca um aumento extremo na tensão da cuba e, consequentemente, uma elevação na temperatura do banho, com temperaturas altíssimas, resultado em um distúrbio térmico, com a possibilidade de ocorrer o derretimento da camada isolante da cuba e as consequências finais são a perda de produção em toda a linha de cubas, sua vida útil diminuída e a produção de gases PFCs. Buscando uma estratégia apoiada na sustentabilidade, tento em vista a problemática do agravamento do Efeito Estufa, o aumento extremo na tensão do forno e, consequentemente, a perda de produção em toda a linha de cubas, este trabalho propõe o uso de uma Rede Neural Artificial junto com algoritmos de Clusterização para criar automaticamente os rótulos de pré-Efeito anódico, e assim, predizer o comportamento dinâmico não-linear da ocorrência do pré-efeito anódico do forno da indústria de redução de alumínio primário, com base em dados reais das cubas eletrolíticas. Com a utilização desses modelos de Machine Learning pode-se prever a ocorrência do pré-efeito anódico permitindo que os operadores de processos tomem medida mitigadoras de supressão do efeito anódico, evitando a perda da produção do alumino na cuba e diminuindo a emissão de gases do efeito estufa.
Acesso aberto (Open Access)
Mitigação de variações de tensão em uma indústria cervejeira usando banco de capacitores fixos e chaveados
(Universidade Federal do Pará, 2020-06-04) SILVA JÚNIOR, Luiz Cláudio Lobo da; VIEIRA, João Paulo Abreu; : http://lattes.cnpq.br/8188999223769913
Bancos de capacitores fixos são equipamentos tipicamente usados em indústrias para correção do fator de potência e/ou mitigação de subtensão nos seus circuitos de distribuição. No horário de carga pesada, banco de capacitores fixos exercem um papel importante na compensação de potência reativa de sistemas industriais. Por outro lado, no horário de carga leve, a injeção de potência reativa proveniente de bancos de capacitores pode causar sobretensão nos circuitos de distribuição da indústria. O problema da variação de tensão em uma instalação industrial pode afetar adversamente a vida útil de seus equipamentos. O uso combinado de bancos de capacitores fixos e chaveados é uma solução alternativa de mitigação do problema da variação de tensão em regime permanente em plantas industriais. Esta dissertação de mestrado propõe e investiga uma técnica para mitigar variações de tensão em regime permanente em circuitos de distribuição de baixa tensão de uma indústria cervejeira, localizada na cidade de Benevides-PA. O método proposto baseia-se na compensação de potência reativa fornecida por bancos de capacitores fixos e chaveados. Nos últimos anos, o problema da qualidade de tensão tem sido observado na indústria cervejeira mencionada acima, causando uma redução drástica na vida útil de seus equipamentos. Um conjunto de dados reais de medição da indústria cervejeira foi usado nas simulações de fluxo de carga de séries temporais, usando o software OpenDSS, para avaliar a técnica de mitigação proposta.
Acesso aberto (Open Access)
Detecção e rastreamento de componentes de vagões ferroviários utilizando redes neurais convolucionais e restricões geométricas
(Universidade Federal do Pará, 2020-04-27) GONÇALVES, Camilo Lélis Assis; BARROS, Fabrício José Brito; http://lattes.cnpq.br/9758585938727609
A inspeção de componentes de trem que podem causar descarrilamento possui um papel importante na manutenção ferroviária. A fim de aumentar a produtividade e a segurança, empresas prestadoras de serviços procuram por soluções de inspeção automáticas e confiáveis. Apesar da inspeção automática baseada em visão computacional ser um conceito consolidado, tais aplicações desafiam a comunidade de desenvolvimento em razão de fatores ambientais e logísticos a serem considerados. Este trabalho propõe uma técnica de detecção e estimativa das posições das regiões de dreno presentes em vagões de trem. Nosso detector/rastreador consiste em uma rede neural convolucional e um conjunto de restrições geométricas, que levam em conta a trajetória ideal dos componentes de interesse dos vagões e as distâncias entre eles. Detalhamos os procedimentos de treinamento e validação, juntamente com as métricas utilizadas para aferir a performance do sistema proposto. Os resultados apresentados são comparados com outras duas técnicas, e exibem um bom custo‑benefício entre confiança e complexidade computacional para a detecção dos componentes de interesse.
Acesso aberto (Open Access)
Ciência de Dados Aplicada em Dados Públicos: Estudos de Caso Acerca da Previdência Social Brasileira.
(Universidade Federal do Pará, 2020-04-17) FELIX JÚNIOR, Francisco Eguinaldo de Albuquerque; SILVA, Marcelino Silva da; http://lattes.cnpq.br/7080513172499497
A Ciência de Dados trata-se de uma área interdisciplinar relacionada a análise de dados, a qual objetiva a extração de conhecimento e possíveis tomadas de decisão acerca de problemáticas especificas. Nesse contexto, os dados abertos governamentais, que muitas vezes necessitam de pré-tratamentos e métodos computacionais para processamento acerca dos seus conjuntos de dados, apresentam-se como potenciais fontes de informações a serem exploradas na ótica de Ciência de Dados, possibilitando o desenvolvimento de estratégias cada vez mais eficientes e otimizadas em gestão pública. Diante disso, e aliado as recentes discussões relacionadas a reforma na previdência social brasileira, essa dissertação apresenta dois estudos de caso referentes a análises no sistema previdenciário nacional. O primeiro estudo utilizou os microdados referentes aos censos demográficos de 2000 e 2010, disponibilizados pelo IBGE, propondo avaliar a participação que as aposentadorias e pensões possuem na desigualdade de renda da população nos anos avaliados acerca dos estados e municípios brasileiros. Os resultados mostram que, embora os benefícios analisados contribuam para a concentração de renda no Brasil, a parcela correspondente até um salário mínimo contribui para a desconcentração da renda, e aquela acima de um salário contribui para a concentração, sendo um padrão repetitivo em todo o território nacional. Por outro lado, o segundo estudo propôs uma avaliação dos impactos que a reforma da previdência, proposta pela PEC 06/2019, causaria acerca das concessões dos benefícios de aposentadoria entre o período de 1995 a 2016. Observou-se que a PEC 06/2019 dificultaria o acesso aos benefícios, na qual, aproximadamente 83,28% das aposentadorias não haveriam sido concedidas se a mesma já estivesse em vigor desde 1995.
Acesso aberto (Open Access)
Data science aplicado a dados abertos do Governo Federal: estudos de caso sobre a economia dos municípios brasileiros.
(Universidade Federal do Pará, 2020-03-13) SANTOS, Sandio Maciel dos; SILVA, Marcelino Silva da; http://lattes.cnpq.br/7080513172499497
O processo de análise de dados nos últimos anos obteve bastante destaque no cenário brasileiro a partir da concessão da Lei 12.527/2011, a qual garante o acesso à informação pública, permitindo uma melhor transparência dos gastos públicos pela sociedade. Aliado à isso, inúmeras discussões surgiram em torno da utilização dos microdados governamentais brasileiros, entre elas destacamos as discussões sobre a reforma da previdência social e as análises voltados a saúde fiscal dos municípios brasileiros através de abordagens previdenciárias. Assim, este trabalho foca na utilização da Data Science, especificamente no processo de KDD para analisar microdados dos municípios brasileiros. Assim, neste trabalho são feitas duas abordagens diferentes nos a primeira realiza uma análise estatística descritiva e sem inferências, para compreender a saúde fiscal dos municípios brasileiros entre 2010 a 2017, por meio das transferências do RGPS. A segunda abordagem de análise fiscal via o modelo STVAR através das seguintes variáveis: despesa, receita e PIB do município de São Paulo. Os resultados da análise I apontam que municípios que possuem populações superior 100 habitantes não exibem défice mediante a diferença entre arrecadações municipais e transferências do RGPS. Na análise II os resultados encontrados mostram que ciclo econômico analisado ao sofrer choque exógeno (ou, impulso externo) pode gera alteração nos estados de recessão e expansão como duração média de 12 meses.