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- TeseAferição da disponibilidade de conexão e da audiência de Stream de vídeo em redes IPOliveira, Vitor Chaves de (2017-08-11)
Faculdade de Computação e Informática (FCI)
In the current IP video scenario, the lack of mechanisms that record two technical parameters that influence the commercial chain that sustains this ecosystem related to the Internet, are: availability and audience. And the expressive growth of this type of transmission, continually rivals it with TV. Thus, with the objective of measuring this new medium of audiovisual offer, this work has developed methodologies to acquire such information at this consumer's point and to compare the viability of transitioning from traditional TV to IP Stream. And, this was accomplished through a technical-mathematical comparison and by the construction of two softwares each with a purpose, with their respective requirements analysis, as well as the method of how to interpret the results and infer how these parameters are related. One was programmed to verify the availability of any IP connections through an application that can be used on any browser platform. And the other, implemented as an extension to one of the most used browsers, Google Chrome, to capture the audience of Internet videos on the leading supplier of videos exists today, Google's YouTube. In this work, the abstractions of considerations around the Quality of Service (QoS) concept, is proposed to be interpreted as a measure of Quality of Experience (QoE) assimilated from the quantities of times and interactions with a video. This justification is founded on the concept that quality translates into a particular subjectivity for each user and their individual expectations, so a measure of time is shown to be an effective valuation. Such effectiveness is justified by a principle consolidated within TV broadcast for decades, audience measurement. That is, building something analogous to the People's meter, similar to the Television Rating Points, TRP, running to capture information that brings assertiveness to all stakeholders in this new delivery method. In this way, we can measure the reliability of the content for the Customer, the Content Producer, the Advertiser, the Platform holder, the Content Delivery Network owner (CDN) and the Internet Service Provider (ISP)). - TeseAgrupamento nebuloso de dados baseado em enxame de partículas: seleção por métodos evolutivos e combinação via relação nebulosa do tipo-2Szabo, Alexandre (2014-10-29)
Engenharia Elétrica
Clustering usually treats objects as belonging to mutually exclusive clusters, what is usually im-precise, because an object may belong to more than one cluster simultaneously with different membership degrees. The clustering algorithms, both crisp and fuzzy, have a number of parameters to be adjusted so that they present the best performance for a given database. Furthermore, it is known that no single algorithm is better than all the others for all problem classes, and the combi-nation of solutions found by various algorithms (or the same algorithm with different parameters) may lead to a global solution that is better than those found by individual algorithms, including the best one. It is within this context that the present thesis proposes a new fuzzy clustering algo-rithm inspired by the behavior of particle swarms and, then, introduces a new form of combining the clustering algorithms using concepts from Type-2 fuzzy sets. - TeseAlgoritmo de árvore de decisão baseado em mapas auto-organizáveis: um estudo de caso em hemogramas de pacientes com COVID-19Sargiani, Vagner (2022-08-12)
Escola de Engenharia Mackenzie (EE)
A classificação de dados é um processo automático ou semi-automático que, utilizando Inteligência Artificial (IA), a relação das variáveis descritivas e de classificação de um conjunto de dados é aprendida por um algoritmo para uso a posteriori em situações onde o resultado da classe é desconhecido. Por muitos anos, o trabalho neste tópico tem tido como objetivo aumentar a taxa de acerto dos algoritmos. Entretanto, em aplicações no contexto da saúde, além da preocupação com o desempenho, também é necessário projetar algoritmos com resultado compreensível para o especialista responsável pela tomada de decisão. Dentre os problemas da medicina, um dos grandes focos de pesquisa neste período está relacionado a COVID. E o uso de IA pode auxiliar no diagnóstico precoce. Dentre os dados disponíveis de COVID-19, o exame de sangue é um procedimento típico realizado quando o paciente procura o hospital e o seu uso no diagnóstico permite, entre outras coisas, a reduzir a realização de outros exames de diagnóstico que pode impactar no tempo da detecção e nos gastos dos exames. Neste trabalho propõe-se o uso de redes neurais do tipo Self-Organizing Maps (SOM) como base para descobrir os fatores do exame de sangue que são mais relevantes no diagnóstico de COVID-19. O trabalho propões usar SOM e cálculo de entropia para criação de um modelo hierárquico semi supervisionado explicável, chamado TESSOM (de Tree-based Entropy Structured Self-Organizing Maps), o qual tem como característica ampliar a investigação de grupos de casos em que há maior sobreposição de classes (diagnóstico). Enquadrar o algoritmo TESSOM no contexto de Inteligência Artificial Explicável (XAI) permite que seja possível explicar os resultados ao especialista de uma forma simplificada. É demonstrado no trabalho que o uso do algoritmo TESSOM para identificação de atributos de exames de sangue pode auxiliar nas pesquisas sobre identificação de casos de COVID-19, além de possuir o desempenho 1,489% melhor em multicenários ao analisar uma base de 2207 casos de 3 hospitais no estado de São Paulo, Brasil. Este trabalho é um ponto de partida importante para que pesquisadores possam identificar atributos relevantes de exames de sangue não apenas para COVID-19, mas como apoio para diagnóstico de outras doenças. - TeseAmbiente para aquisição de conhecimento por agentes em domínios restritos na infraestrutura da internetBraga Filho, Luiz Julião (2019-12-07)
Escola de Engenharia Mackenzie (EE)
Esta tese propõe a criação de um ambiente que disponibiliza recursos e facilidades para permitir autonomia a agentes distribuídos e hospedados nos sistemas autônomos que formam a Internet. Este ambiente contem recursos para que os agentes possam colaborar entre si e com humanos usando técnicas associadas à uma estrutura de dados conhecida como blockchain. O ambiente disponibiliza uma base de conhecimento que armazena conhecimento explícito e mecanismos que inferem conhecimento implícito. O conhecimento explicito é obtido de bases de dados muti-modais e não estruturadas, disponíveis fora do ambiente desenvolvido e apropriadamente transformadas em bases estruturadas denominadas corpus. Complementarmente, um outro ambiente de testes é proposto, para exercitar algoritmos que permitem consolidar as ideias propostas. Bases estruturadas e intermediárias são construídas e propostas para favorecer algoritmos de aprendizagem de máquinas que irão adicionar conhecimento na base correspondente. Todos os componentes do ambiente proposto atuam em conjunto e/ou separadamente para municiar um mecanismo de retroalimentação e preservação do conhecimento adquirido mantendo-o persistente. - TeseAnálise de competição familiar por algoritmos genéticos inspirados em modelos cinéticos de mercadoLuquini, Evandro (2019-08-27)
Escola de Engenharia Mackenzie (EE)
Family competition genetic algorithms are a variant of classical genetic algorithms that evolveapopulationbyonlyemphasizingthesubstitutionrules.Inthisversion,selectionfor reproductionfavoringthebestindividualsisreplacedbyastrategythatgivesequalchances to all members of the population. The individuals selected to remain in the population consist solely of those within the family, which is formed by the pair of individuals selected for reproduction and their descendants, without considering the general state of the simulation. Over time, several studies have been done to find new substitution rules to improve population diversity and the effectiveness of this approach. Our study aligns with this goal and introduces new substitution rules inspired by the kinetic market models of econophysics. These models have many similarities with family competition genetic algorithms, but, differing from them, kinetic market models were designed so that the simulation results in a stationary distribution. The dynamics of a kinetic market model resemble a minimization procedure because all the agents are progressively shifted to lower energy states, independent of the initial distribution. However, these models are capable of preventingcondensation:thesituationinwhichallagentsinthepopulationconvergetothe samestateorwhenoneagenthijacksallthesystemenergy.Thesepropertiesareusedinthis work to increase the diversity and effectiveness of family competition genetic algorithms. Through a statistical protocol, the new substitution rules were tested and analyzed against others in the literature. The results were positive for experiments with combinatorial problems. In addition, the introduction of evolutionary computing individuals into the kinetic market also produces results for econophysics. The new non-conservative kinetic market model that results from the proposed merging differs from its peers by displaying random walks for the sum of all agents’ money and simultaneously a scaling behavior for their distribution in the population - TeseAnálise do espaço elementar de autômatos celulares com atualização por prioridade de vizinhançaMattos, Thiago de (2021-08-11)
Escola de Engenharia Mackenzie (EE)
Autômatos celulares são sistemas dinâmicos que podem ser utilizados como modelo para diversos sistemas complexos encontrados na natureza. De caráter discreto, são representados por reticulados compostos de células que podem assumir diferentes estados, cuja dinâmica está condicionada a regras de transição local e relações de vizinhança entre as células. Em um autômato celular tradicional, a regra de transição local é aplicada a todas as células em um único passo de tempo. Em outras palavras, a regra local é aplicada de forma síncrona. A literatura mostra que tal abordagem apresenta algumas limitações, principalmente quando utilizada em autômatos celulares que representam modelos de sistemas do mundo real. Devido à isso, há muito interesse pelo estudo de sua contraparte, a abordagem assíncrona, tanto probabilística como determinística, que pode proporcionar um grau extra de liberdade em tais modelos. A maneira padrão de definir o assincronismo determinístico é por meio da priorização de cada célula, no qual o assincronismo fica totalmente condicionado à posição de cada uma das células no reticulado. Como inovação, propõe-se uma nova maneira de olhar tal assincronismo, no qual a prioridade recai sobre as configurações de vizinhança das células, ao invés da posição da célula no reticulado. Todavia, durante o desenvolvimento deste trabalho, descobre-se que tal modelo é essencialmente síncrono ao invés de assíncrono. Mesmo não sendo um modelo assíncrono como se pensava inicialmente, o autômato celular com priorização de configurações de vizinhança demonstra certo grau de liberdade quanto à sua dinâmica, sendo assim adequado para representar diversos sistemas. Por isso, apresentase de maneira inédita o estudo de tal modelo sob duas distintas condições: a primeira, permitindo irrestritamente que células sejam atualizadas diversas vezes durante a execução de um passo de tempo do autômato celular, denominado como esquema de atualização múltipla; e a segunda, permitindo que as células sejam atualizadas apenas uma única vez durante o mesmo passo de tempo, denominado como esquema de atualização única. Tomando o espaço dos autômatos celulares elementares como base, realiza-se um estudo completo de sua dinâmica usando o modelo de atualização baseado em prioridades de configurações de vizinhança. - TeseAnálise teórica de sistemas baseados na condição de ressonância de plásmons de superfície para aplicações em sensoriamento no visível e infravermelho médioAlmeida, Aline dos Santos (2022-02-02)
Escola de Engenharia Mackenzie (EE)
Esta tese apresenta uma análise teórica utilizando simulações numéricas no software Matlab de sistemas baseados na condição de ressonância de plásmons de superfície (em inglês, Surface Plasmon Resonance, SPR) no visível, tendo como material plasmônico o ouro, e no infravermelho médio, explorando o óxido metálico transparente ITO (em inglês, Indium Tin Oxide), para sensoriamento químico e biossensoriamento. Para os estudos no visível será considerado o analito (substância de interesse) em meio aquoso. Já no infravermelho, o analito em estudo será a concentração de água presente no biocombustível etanol A principal motivação deste trabalho foi a recente necessidade de desenvolvimento de novos biossensores para detecção de compostos químicos e biológicos prejudiciais ao ser humano. Um sensor químico, ou biossensor, convencional baseado em SPR é composto por um sistema multicamadas Prisma/Condutor/Analito. O analito é responsável por mudar o índice de refração próximo à superfície detectora, alterando a condição de SPR. O condutor comumente utilizado é um filme de ouro. Porém, no infravermelho, o ouro sofre perdas ópticas, e, neste caso, o ITO mostra-se mais adequado para geração de plásmons poláritons de superfície. A respeito do desempenho de sensores, a literatura reporta que, além de melhorar a fixação de biorreceptores e proteger contra oxidação, a adição de camadas de grafeno é capaz de aumentar a sensibilidade de sistemas baseados na condição de SPR do ouro. Um dos desafios desse trabalho foi, portanto, desenvolver um modelo teórico para um sistema multicamadas utilizando os coeficientes de Fresnel e as equações resultantes do método da matriz de transferência para o estudo da sensibilidade, bem como compreender a real influência do grafeno no desempenho de sistemas baseados na condição de SPR do ouro reportados na literatura. Neste estudo, o grafeno foi modelado de três maneiras distintas: como condutividade superficial (modelo 2D), como filme fino isotrópico e anisotrópico (modelos 3D). Os resultados mostraram que o aumento de sensibilidade utilizando o modelo 3D isotrópico reportado na literatura não é real, pois o grafeno deve ser modelado como uma condutividade superficial, ou como um filme fino anisotrópico, sendo que utilizando qualquer um desses dois tipos de modelamento não é possível obter aumento significativo de sensibilidade. Já no infravermelho, os resultados obtidos demonstraram que a sensibilidade em termos de unidade de índice de refração por concentração de água em etanol (RIU/%) é ~ 5 vezes maior que no visível, tornando sistemas baseados na condição de SPR do ITO muito atrativos para construção de sensores químicos e biossensores. - TeseAplicação da tecnologia de plasma na rede de logística reversa de rejeitos radioativosGonçalves, Max Filipe Silva (2021-04-14)
Escola de Engenharia Mackenzie (EE)
For the conservation of the environment, it is necessary to provide efficient alternatives for the disposal of solid waste and, mainly, for radioactive waste that can cause serious damage to the environment and society. Considering technical options for waste disposal, thermal plasma technology presents itself as an efficient possibility for disposal of radioactive waste. Therefore, this work aims to employ plasma technology for the proper disposal of radioactive waste, evaluating its impact on the reverse logistics network for this waste. This work includes the evaluation of the mass alteration of the materials processed in the plasma system by transferred arc, evaluation of the chemical properties of the process outputs, identification of the parameters optimized for the operation of the plasma system for disposal of the studied waste and evaluation of the effectiveness of implantation of the plasma treatment in the reverse logistics network. In addition to being supported by legislation, the reverse logistics structure is necessary to ensure environmentally correct disposal. Experiments were carried out with samples composed of various elements and isotopes such as Pb, Cs, I and Co, and after incineration, the slag from the process, and filters used in the gas outlet, were subjected to mass and SEM/EDS characterizations. Scenarios that simulated the allocation of the plasma reactor in the reverse logistics chain were also simulated considering the result of the mass reduction and it was found that it is feasible to allocate it in the sorting site and the logistical cost is high. With this work, it was possible to conclude before the established parameters, that the use of this technology is technically feasible, since there was a mass reduction of more than 50% of the samples used and the study also allowed the understanding of the behavior of the isotopes. It is recommended to advance in future studies addressing samples with different compositions, using other isotopes and new experimental conditions, seeking to know the behavior of the isotopes through other characterizations. It is also suggested to evaluate the energy efficiency of the system, studying whether there is effectiveness in the use of plasma technology given its energy consumption. - TeseAplicação de materiais lamelares inorgânicos no desenvolvimento de membranas nanoestruturadasAquino, Caroline Brambilla de (2024-08-26)
Escola de Engenharia Mackenzie (EE)
A crescente demanda por processos eficientes na separação óleo-água em indústrias, como a petrolífera e a de tratamento de efluentes, evidencia a necessidade de desenvolver membranas com desempenho superior. Os principais obstáculos a serem superados são a incrustação (fouling), que reduz a eficiência e a durabilidade das membranas, e a dificuldade de equilibrar seletividade e permeabilidade. Este trabalho aborda o desenvolvimento de membranas nanoestruturadas utilizando materiais lamelares inorgânicos para a separação de misturas óleo-água. O principal objetivo na aplicação desses materiais foi encontrar a melhor condição para tratamento de água produzida, superando os desafios de incrustação. A água produzida, é composta por uma mistura de água que está presente no reservatório junto com o petróleo ou gás) e, em alguns casos, para ajudar a aumentar a pressão do reservatório e facilitar a produção. As membranas poliméricas comerciais apresentam 95% de efetividade na retenção de contaminantes; porém, não são uma solução para os efeitos de entupimento em sistemas de filtração, ocasionado pelas espécies orgânicas. A modificação dessas membranas com argilas minerais bidimensionais é uma estratégia para modular as propriedades das membranas, orientar as camadas, controlar a espessura, reter íons e moléculas menores, funcionalizar e promover maior seletividade. As argilas: Vermiculita (VMT), Montmorilonita (MMT) e Talco foram selecionadas para modificar a superfície de membranas comerciais. Como elas apresentam diferentes propriedades, tais como carga e caráter hidrofílico, foi possível identificar quais características são essenciais para melhorar a eficiência desses sistemas. Para isso diferentes métodos de esfoliação foram utilizados: esfoliação direta, esfoliação assistida por intercalação e esfoliação assistida por troca iônica. As análises para determinação do potencial zeta permitiram acompanhar as mudanças na carga das estruturas em função do íon intercalante, e as técnicas de microscopia eletrônica de varredura (MEV) e de força atômica (AFM) revelaram o sucesso da esfoliação. As suspensões das argilas esfoliadas foram utilizadas para a modificação da superfície da membrana de poliamida (PA) por meio do processo de filtração a vácuo. As membranas foram caracterizadas por difratometria de raios-X e por medidas do ângulo de contato em função do método de gota séssil. Os resultados obtidos permitiram identificar as propriedades de molhabilidade e hidrofilicidade das Aplicação de Materiais Lamelares Inorgânicos no Desenvolvimento de Membranas Nanoestruturadas 12 membranas produzidas. Cada uma das argilas modificou as propriedades de superfície da membrana PA de uma forma diferente, alterando sua característica hidrofílica para superhidrofílica ou hidrofóbica, dependendo do mineral. A atuação das membranas modificadas em um processo de separação óleo-água foi avaliada por meio de sistemas de filtração tangencial e axial, ambos em baixa pressão. As membranas tratadas foram eficientes na separação de uma emulsão tolueno-água, resultando em valores de rejeição da espécie oleosa superiores a 99%, com destaque para a membrana de VMT, que também apresentou uma excelente propriedade anti incrustante após 42 horas de fluxo no sistema de filtração. A permeabilidade da membrana nanoestruturada se mostrou estável ao longo desse período, mantendo sua capacidade de rejeição próxima a 100%, enquanto a membrana comercial mostrou efeitos de entupimento em oito horas de processo e redução na rejeição de contaminantes. Nesse contexto, o estudo mostrou que as argilas minerais possuem potencial significativo para modulação de propriedades de superfícies das membranas, tornando-as atraentes para resolver desafios em processos de separação óleo-água. - TeseApplication of a swarm intelligence algorithm in the selection of bible passages to compose a sermonLima, Bruno Cesar Dos Santos (2024-02-16)
Escola de Engenharia Mackenzie (EE)
A literatura religiosa é, sem dúvida, um dos tipos de literatura mais amplamente lidos pela humanidade, independentemente do espectro confessional (cristãos, judeus, muçulmanos, etc.). E por meio da literatura religiosa que líderes religiosos comunicam seus valores e ideias, e essa comunicação é geralmente referida como sermões ou homilias. No contexto cristão, a Bíblia Sagrada constitui esse corpus normativo. No entanto, a Bíblia Sagrada não é uma literatura trivial do ponto de vista hermenêutico, devido ao seu alto grau de variabilidade literária e linguística. Portanto, a construção de sermões pode se tornar uma atividade laboriosa. Diante desse desafio, esta tese teve como objetivo implementar uma metodologia de otimização combinatória para a seleção de passagens bíblicas que comporão sermões pastorais. Essa metodologia utiliza uma abordagem híbrida, ou seja, a combinação de processamento de linguagem natural e inteligência de enxames. A tese propõe a implementação de um algoritmo SwarmaBle que simula uma colônia de formigas artificiais percorrendo um grafo bíblico para encontrar a melhor solução. Essa solução envolve retornar um número específico de passagens bíblicas para a composição de um sermão, dado uma sentença de entrada ou tema. O sucesso desse método poderia facilitar sua aplicação a outros corpora textuais complexos para recuperação de informação otimizada e eficiente. A metodologia é inovadora, e os resultados obtidos são robustos e promissores. Isso significa que foi conduzida uma bateria de testes experimental, na qual foi observada uma convergência média acima de 70% da função fitness. Nesse processo de otimização do SwarmaBle, os versículos resgatados mostraram-se compatíveis com a sentença de busca. Essa correspondência entre os versículos e a sentença de busca foi validada por especialistas de domínio (teólogos), os quais atribuíram um desempenho acima da média para o SwarmaBle. - TeseAspectos tecnológicos, culturais e legais no compartilhamento de recursos abertos: uma caracterização da realidade latino-americanaKnihs, Everton (2016-11-10)
Escola de Engenharia Mackenzie (EE)
A produção de conteúdos intelectuais por meio de sistemas informáticos é um tema de interesse geral que não possui definições precisas ou consensuais nas questões de recursos abertos, licenças abertas, recursos educacionais abertos, livros abertos e autoria colaborativa. Quando se investiga a criação de obras colaborativas a discussão evolui para questionamentos sobre o próprio conceito de autoria e a ausência de marcos regulatórios claros que sirvam de subsídio para construção e arquitetura computacional. O estudo sobre licenças abertas e propriedade intelectual tem como intuito possibilitar a criação, edição, reutilização, modificação e disseminação de obras colaborativas abertas. Já a produção autoral colaborativa em recursos computacionais remete ao estudo mais abrangente dos conceitos de autoria, obra original e seus versionamentos, licenças livres, software livre e openness. A compreensão do processo de criação de uma obra colaborativa envolve os aspectos relevantes envolvidos no aspecto regional, como os legais e culturais, na conjuntura formada por recursos computacionais. Este trabalho apresenta a definição de um framework conceitual, computacional e legal de suporte aos processos de autoria colaborativa em livros abertos, como estudo de caso. O modelo proporciona a indicação das licenças que possuem um suporte que privilegia os processos de criação de recursos abertos reutilizáveis em contextos extraterritoriais. Além disso, a especificação para construção e arquitetura computacional que se enquadre no conceito legal de autoria e licenças, serve como uma diretriz para a elaboração de sistemas de suporte à criação, publicação e compartilhamento de recursos abertos. - TeseAvaliação de latência e escalabilidade de vídeo por broadband e broadcast utilizando-se o sistema ATSC3.0Vaz, Rodrigo Admir (2024-04-25)
Escola de Engenharia Mackenzie (EE)
O surgimento das modernas tecnologias de comunicação e informação multimídia vem impactando e transformando a vida da sociedade atual, alterando hábitos e costumes de seus usuários. A visualização destes efeitos não tem sido diferente no universo da TV (Television - Televisão) Digital. A sua inovadora proposta de entrega de conteúdos de vídeo ao usuário através de diferentes recursos, como a Internet, promete revolucionar hábitos e costumes dos usuários. A utilização do recurso de vídeo escalável volta à cena, de acordo com a publicação das modernos padrões de codificação de vídeo e de acordo com os recentes sistemas de TV digital, como o sistema ATSC (Advanced Television System Committee - Comitê de Sistema de Televisão Avançada) 3.0. Esta tese tem por objetivo a avaliação das características de escalabilidade de vídeo do padrão de codificação MPEG (Motion Picture Experts Group - Grupo de Especialistas em Quadros de Movimento) H - Parte 2/H.265 SHVC (Scalable High Video Coding - Codificação de Alta Eficiência de Vídeo Escalável), transmitindo suas camadas de forma híbrida: a camada base por RF (Radio Frequency - Radiofrequência) e a camada de enriquecimento pela Internet para utilização no próximo padrão de sistema de TV digital terrestre brasileiro. Para tal, é feita uma revisão da literatura dos padrões de codificação de vídeo existentes e em desenvolvimento, assim como dos diferentes padrões de multiplexação de A/V (Audio and Video - Áudio e Vídeo) atuais e em desenvolvimento. O ambiente experimental reproduz a cadeia de transmissão e recepção de TV digital terrestre, através do sistema ATSC 3.0, onde são feitos os procedimentos experimentais para transmissão híbrida do conteúdo de vídeo escalável. Desta maneira é feita uma avaliação a respeito da mudança da resolução espacial na transmissão e recepção, onde alcançou-se o êxito na recepção híbrida do conteúdo de vídeo fazendo o enriquecimento do vídeo de resolução FHD (Full High Definition - Alta Definição Completa) 2K para resolução UHD (Ulta High Definition - Definição Ultra Alta) 4K. Através da recepção híbrida, avaliou-se a latência de recepção entre os conteúdos recebidos por RF e pela Internet, medindo-se um valor médio máximo menor que 1500 ms, permitindo-se recomendar um buffer temporal mínimo de 2000 ms aos receptores da nova geração de TV digital com suporte ao vídeo escalável e à recepção híbrida para enfrentar as instabilidades da rede e oferecer uma boa experiência de uso ao usuário final. - TeseAvaliação de métodos de mistura na obtenção de compósitos à base alumínio reforçados com grafeno e óxido de grafenoGonçalves, Rodolfo Luiz Prazeres (2023-07-31)
Escola de Engenharia Mackenzie (EE)
Materiais leves e com elevada resistência mecânica apresentam demasiada demanda em diversas áreas da indústria, especialmente nos setores automotivo e aeronáutico. Devido à sua baixa densidade, versatilidade e custo-benefício, o alumínio tem sido uma das principais matrizes metálicas para a fabricação de compósitos com os mais variados tipos de reforços, sendo o Al2O3 e o SiC os mais comuns. O grafeno, por apresentar propriedades mecânicas tão extraordinárias, tem se tornado um excelente candidato como reforço em compósitos metálicos. Assim, extensas pesquisas relacionadas a compósitos de matriz metálica reforçados com grafeno, óxido de grafeno e óxido de grafeno reduzido têm sido realizadas, visando materiais com propriedades superiores e baixo custo de fabricação. O presente trabalho teve como objetivo geral avaliar métodos de mistura na produção de compósitos de matriz de alumínio reforçados com grafeno ou óxido de grafeno, utilizando técnicas de metalurgia do pó, com posterior caraterização utilizando microscopia eletrônica de varredura, difração de raios X, espectroscopia Raman e avaliação da microdureza. Como principais resultados, foi possível observar que, na caracterização das matérias primas, o Gr fornecido estava na forma de rGO e as misturas das matérias primas em água promoveram compósitos frágeis devido a reação de hidrólise do alumínio com água. Na produção do compósito em acetona, o GO foi reduzido à rGO durante o processamento, como revelado pelas análises de difração de Raios X, além da formação de Al4C3. Dentre os compósitos produzidos, o que mais se destacou foi o processado com rGO como recebido, Al/0,3% rGO (em massa), conduzido com mistura por agitação mecânica, apresentando um aumento na microdureza de 60% em relação ao alumínio puro. - TeseAvaliação de métodos de mistura na obtenção de compósitos à base de cobre reforçado com óxido de grafenoSouza, Caique Movio Pereira de (2025-02-11)
Escola de Engenharia Mackenzie (EE)
O grafeno e o óxido de grafeno tem se destacado promissores materiais de reforço para compósitos de matriz metálica devido às suas excepcionais propriedades mecânicas, ampla área superficial e elevada estabilidade química e térmica. No entanto, a obtenção de uma dispersão homogênea desses materiais em matrizes metálicas, como o cobre, ainda representa um desafio significativo. Isso se deve principalmente à baixa molhabilidade do grafeno e do óxido de grafeno na matriz metálica e à diferença de densidade entre os materiais, o que favorece a formação de aglomerados, comprometendo a eficiência do reforço. O presente trabalho teve como objetivo avaliar diferentes métodos de mistura para a produção de compósitos de matriz de cobre reforçados com óxido de grafeno, empregando a técnica de metalurgia do pó. Foram investigados quatro métodos de dispersão do reforço: agitação mecânica, ultrassom, rotoevaporação e a combinação de ultrassom com agitação mecânica. Esses métodos foram avaliados quanto à sua capacidade de promover a dispersão homogênea do óxido de grafeno e sua influência nas propriedades do material. Os resultados demonstraram que a combinação do ultrassom com a agitação mecânica, utilizando acetona como meio líquido, foi o método mais eficiente para a produção dos compósitos, apresentando o melhor equilíbrio entre condutividade elétrica, resistência mecânica e distribuição homogênea do reforço, além de reduzir a formação de aglomerados. Essa abordagem resultou em um aumento significativo na microdureza Vickers, que atingiu 78,2 HV, representando um incremento de 31,8% em relação ao cobre puro, sem comprometer de forma relevante a condutividade elétrica do material, que apresentou uma redução de 16% IACS. Os resultados deste estudo são inovadores ao comparar diferentes técnicas de mistura, fornecendo metodologias para otimizar a dispersão do óxido de grafeno em compósitos de matriz metálica. Além disso, os parâmetros de processamento estabelecidos contribuem para o avanço da fabricação de compósitos de cobre reforçados com nanomateriais, estabelecendo parâmetros otimizados para o processamento e aprimorando a dispersão do reforço na matriz metálica. - TeseAvaliação de tensões residuais em superfícies planas de aços molas submetidas ao processo de stress shot peeningChiqueti, Cleber Michel (2024-08-08)
Escola de Engenharia Mackenzie (EE)
As tensões residuais compressivas são fundamentais para o aumento da vida do produto, este trabalho tem o objetivo de determinar as tensões residuais compressivas longitudinalmente, ao longo de uma superfície, com três níveis de deflexões das extremidades que ocasionam pré-tensões trativas nas fibras superficiais, de 750,0 MPa, de 1100,0 MPa e de 1500,0 MPa, suportadas em duas diferentes posições de apoios no lado de compressão, de 150,0 mm e de 1000,0 mm, equidistantes do centro longitudinalmente. O aço utilizado foi EN 47 (DIN 51CrV4), com dimensões de 15,0 mm de espessura, 70,0 mm de largura e 1500,0 mm de comprimento, cujas amostras foram submetidas aos processos de têmpera, revenimento, polimento da superfície e alívio de tensão. As amostras foram arqueadas, com raio de 2500 mm e imersas em um tanque com óleo de composto mineral e convencional e, em seguida, revenidas; as superfícies côncavas foram polidas para a remoção da descarbonetação e colocadas em um forno para o alívio de tensões causadas pelo processo de lixamento superficial. Na sequência, as amostras foram jateadas, em uma máquina com parâmetros controlados, com as três pré-tensões de 750,0 MPa, de 1100,0 MPa e de 1500 MPa, determinadas pelo software específico ANSYS®, e com os espaçamentos dos dois suportes de 150,0 mm e de 1000,0 mm, para introdução de tensões residuais compressivas nas superfícies polidas, sendo este processo denominado de stress shot peening. Corpos de prova foram extraídos para realização de ensaio de tração para análise metalográfica e determinação de dureza. As tensões residuais foram determinadas por difração de raios X, a partir das superfícies das amostras longitudinalmente, uniaxialmente e em profundidade, com remoção controlada de material, possibilitando levantar o perfil de tensões residuais a partir da superfície, e de criar o gráfico das tensões residuais versus pré-tensão. As amostras foram submetidas ao teste de fadiga cíclico, para verificação da influência das tensões residuais compressivas desenvolvidas a partir das três deflexões. Para os testes de fadiga, as amostras foram grampeadas nos centros, cujas superfícies jateadas ficaram voltadas para baixo. Os pontos de apoios dos testes de fadigas foram apoiados nas extremidades e os movimentos cíclicos ocorreram no centro longitudinal das amostras até a sua ruptura. Todos as rupturas de fadigas quebraram nos pontos de apoios das placas que fixam as amostras, ou seja, as amostras colapsaram no ponto de maior tensão que foram mostradas no método de elementos finitos, pelo software ANSYS®. Os resultados de fadigas mostraram coerências, de acordo com as deflexões realizadas. Os melhores resultados, com maior número de ciclos, foram com as pré tensões de 1500,0 MPa, diminuindo conforme as pré-tensões diminuíram também. As amostras com rupturas foram submetidas à microscopia eletrônica por varredura e mostraram uma morfologia de ruptura intergranular por tensão aplicada. As medições das tensões residuais próximas e distantes das rupturas mostraram o relaxamento das tensões residuais, quando mensuradas próximas das rupturas. - TeseAvaliação do comportamento mecânico em temperaturas elevadas e da microestrutura da liga bronze alumínio silício CW301GSantos, Vinicius Torres dos (2023-11-29)
Escola de Engenharia Mackenzie (EE)
O objetivo deste trabalho foi realizar a avaliação do comportamento mecânico e microestrutural de uma liga de Bronze Alumínio Silício submetida ao ensaio de compressão em temperaturas elevadas de deformação. A liga selecionada corresponde a série CW301G que, após fundida e homogeneizada, foi submetida ao ensaio a quente em temperaturas entre 730 a 850°C e taxas de deformação entre 10-4 e 10-2 s-1. Os resultados mostraram que as temperaturas e taxas de deformação empregadas exercem influência nos valores de tensão da liga, sendo que as amostras ensaiadas na temperatura de 730°C em taxas de deformação de 10-3 e 10-2 s-1 apresentaram comportamento de escoamento plástico de encruamento gerando os maiores valores de tensão. Os ensaios feitos a 730 ºC com taxa de deformação de 10-4 s-1 e 790 °C e taxa de 10-2 s-1, geraram comportamento de escoamento plástico típico de recuperação dinâmica. Os demais ensaios, promoveram a recristalização dinâmica com notório crescimento de grão associados ao aumento da temperatura e redução da taxa de deformação empregada. Na temperatura de 850 °C, a fração dos microconstituintes presentes na microestrutura é menor, dada pela ausência da fase Fe3Si2, que na temperatura em questão, ainda não foi precipitada na microestrutura, proporcionando resultados mecânicos menores. A relação encontrada entre a tensão crítica e a tensão experimental à 0,10 mm/mm, considerando todos os ensaios feitos é 𝜎𝑐𝑒=68,1 𝜎𝑒0,14, no entanto, para ocorrer a recristalização dinâmica, a relação (𝜎𝑐𝑒𝜎𝑒) corresponde em média a um valor de 60,8%, sendo que, para a recristalização dinâmica, esse valor alcance os 72,5%. Os resultados relacionados ao parâmetro de Zener-Hollomon mostraram que quanto menor o valor de Z, maior o tamanho de grão médio da microestrutura gerada na deformação a quente e, menor os valores da tensão experimental. As constantes da equação constitutiva de Zener-Hollomon encontradas para uma deformação de 10% foram: α= 0,0101 MPa-1, n= 4,49, ln A= 10,7 e energia de ativação Q= 165,45 kJ/mol, possibilitando a realização da regressão linear da equação constitutiva de Zener-Hollomon por meio do seno hiperbólico. A utilização do modelo de Zener-Hollomon mostrou-se eficaz na previsão dos valores de tensão bem como na previsão do comportamento mecânico e microestrutural da liga Bronze Aluminio Silício CW301G no trabalho a quente. - TeseAvaliação do sistema de comunicação de cursos EAD e de sua contribuição no desempenho educacionalIchihara, Ana Travassos (2018-12-18)
Faculdade de Computação e Informática (FCI)
No Brasil, por suas características de extensão geográfica e diferenças sociais e econômicas, a expansão da educação a distância envolve vários aspectos de inclusão social, democratização e formação personalizada. Isso traz vários desafios, entre eles o da gestão, o de poder avaliar, compreender e medir os fatores críticos de um curso a distância – como seu sistema de comunicação, essencial nessa modalidade de ensino – de forma a apoiar as ações dos tomadores de decisão e contribuir para a melhoria da qualidade da gestão educacional. Este trabalho apresenta uma avaliação dos sistemas de comunicação de cursos ministrados em Ambientes Virtuais de Aprendizagem (AVA), na modalidade semipresencial e a distância, usando um modelo de suporte à avaliação baseado no documento “Referenciais de Qualidade para a Educação Superior a Distância” do Ministério da Educação (MEC) e técnicas de Business Intelligence (BI). Esse modelo buscou, nesses Referenciais de Qualidade, os Fatores Críticos de Sucesso do Sistema de Comunicação (FCSSC), métricas mensuráveis e realizáveis e engloba técnicas de BI que estruturam essas métricas em modelos dimensionais que são carregados por processos de extração e transformação dos dados provenientes das bases operacionais AVAs e que, analisados por ferramentas analíticas, flexibilizam resultados e visualizações. São apresentados dois estudos de caso. O primeiro exemplifica o modelo proposto e habilita análises quantitativas que caracterizam FCSSC de cursos semipresenciais de uma universidade pública brasileira; já o segundo usa o modelo proposto para analisar fatores de “Interatividade e Interação” que influenciam o desempenho do aluno iniciante de curso a distância de universidade privada brasileira, sobre os quais são aplicadas análises estatísticas, Mapa de Kohonen, árvores de decisão e técnicas de agrupamento para descrever os dados, descobrir as relações, estabelecer as variáveis mais relevantes e descobrir padrões que possam apoiar a conclusão. - TeseAvaliação do uso de substratos à base de grafeno na produção de células solares de terceira geração sensibilizadas por coranteOliveira, Andressa de Aguiar (2022-04-18)
Escola de Engenharia Mackenzie (EE)
O aprimoramento técnico e o avanço nos conhecimentos sobre a geração de energia elétrica por células solares sensibilizadas com corante (do inglês, dye sensitized solar cells ou DSSC) é uma tarefa fundamental para atender às demandas regulares e crescentes de energia. Neste sentido, dispositivos promissores de conversão da luz solar em energia elétrica com alta densidade, elevadas taxas de carga/descarga e alto desempenho ao longo do ciclo de vida, têm recebido forte atenção da comunidade técnico-científica visando desenvolver dispositivos inovadores, de baixo custo e escalável técnico, econômico e comercialmente. O grafeno é um nanomaterial 2D da família do carbono que vem revolucionando a ciência dos materiais devido suas propriedades elétricas, mecânicas e ópticas, comprovando ser um ótimo material para ser usado em dispositivos de conversão de energia e aplicações de armazenamento, como, por exemplo, células de combustível, células solares e supercapacitores. Atentos a estas propriedades e características aditivas de performance e aplicabilidade, nos últimos anos, diversos cientistas e pesquisadores avaliaram a utilização do grafeno e seus derivados, compostos feitos de nanopartículas de óxidos/hidróxidos de metais de transição e polímeros condutores e não condutores, como eletrodos para aumentar a capacitância de vários tipos de células solares. Neste trabalho estudou-se o desenvolvimento de nanocompósitos à base de dióxido de titânio, grafeno e óxido de grafeno (G/TiO2 e GO/TiO2) para a produção de células solares de terceira geração sensibilizadas por corante. Os materiais foram adquiridos e/ou obtidos e posteriormente avaliados separadamente. A análise de resistência elétrica dos compósitos constatou que o grafeno era mais indicado para continuação dos estudos por apresentar resistência de folha menor. O nanocompósito à base de G/TiO2 passou por tratamento térmico e análises mais elaboradas, permitindo associar as diferentes características e propriedades a fim de observar o desempenho fotocatalítico do nanomaterial. Os resultados apresentados para o grafeno comercial são inéditos no que diz respeito à largura do band gap: menor band gap se comparado com outras DSSC à base de TiO2 relatadas na literatura, indicando uma menor taxa de recombinação entre portadores de carga, com uma alta mobilidade de elétrons, evidenciando uma maior absorção da luz solar. Desta forma, através das análises de XRD, MEV e Raman o nanocompósito à base de G/TiO2 foi caracterizado de tal maneira que os resultados sugerem uma viabilidade do seu uso como material para a produção de células solares de terceira geração sensibilizadas por corante com potencial de melhoria efetiva na conversão de energia solar em elétrica. - TeseBusca e compartilhamento de recursos multimídia em redes sociais ontológicasNatale, Leandro Pupo (2017-02-23)
Escola de Engenharia Mackenzie (EE)
As novas Tecnologias de Informação e Comunicação (TIC) estão tornando o relacionamento entre as pessoas mais dinâmico, estabelecendo novas formas de compartilhamento de Informação e Conhecimento. Estes novos relacionamentos permitem a construção de diferentes tipos de Redes Sociais com a finalidade de compartilhamento de informações, experiências e recursos multimídia como, por exemplo: Facebook, Twitter, Whatsapp, LinkedIn, Instagram, Researchgate, Mendeley, etc., específicas para ofertas de serviços como Carona (Uber, Cabify, EasyGo); Moradia (Airbnb, HouseTrip), Assistentes pessoais (Google Now), entre outros tipos de aplicativos. Para que este processo de compartilhamento possa ser efetuado de forma eficiente, as tarefas de busca, localização e integração devem ser realizadas com base no significado do conteúdo que armazenam, levando-se em consideração a particularidade do significado estabelecido pelos usuários. Este conhecimento deve ser processado e representado de forma a permitir a integração de maneira uniforme e automática, segura e com o significado negociado entre os usuários. Esta Tese apresenta um modelo de Compartilhamento de Informações e Conhecimento entre pares, através de uma negociação ponto a ponto, utilizando Alinhamento de Ontologias estabelecido através de uma interlíngua, criada a partir do método WKI. Este método é integrado à plataforma colaborativa WProfile viabilizando aos usuários do ambiente a gestão do conhecimento de seu repositório de recursos multimídia. A partir da interação entre os usuários do ambiente é estabelecida uma rede social ontológica, em que os laços sociais são criados a partir do laço das interlínguas semânticas entre as ontologias locais, alinhando os significados comuns entre os pares. - TeseCaracterização de eventos de ondas de gravidade na base da ionosfera detectados na estação comandante Ferraz utilizando a técnica VLFRaunheitte, Luís Tiago Medeiros (2024-08-02)
Escola de Engenharia Mackenzie (EE)
As investigações de Ondas de Gravidade (OGs) na base da ionosfera vêm sendo comumente realizadas através de observações do airglow, especialmente nas bandas do OH em altitudes de ~90 km, utilizando principalmente imageadores all-sky, no entanto, esta técnica tem vantagens e também limitações, visto que operando no óptico necessita de condições de céu adequadas para que seja possível a observação, que só pode ser feita durante a noite. Aqui a investigação de OGs na base da ionosfera é feita por meio da técnica VLF (do inglês, Very Low Frequency, frequência muito baixa), que permite observações ao longo de todo o ano, independente da hora do dia e das condições de céu. Este estudo foi conduzido utilizando-se dados obtidos por receptores de sinal VLF instalados na Estação Antártica Comandante Ferraz (EACF), localizada na ilha Rei George. A caracterização das OGs se dá pela aplicação da análise wavelet (de base Morlet) na amplitude e fase do sinal VLF, que apresenta flutuações devido à passagem das OGs alterando a densidade de elétrons. A caracterização de duração e período das OGs obtidas com a técnica VLF mostraram boa concordância em diversos estudos de caso, quando comparados às observações airglow das mesmas ondas observadas por um imageador all-sky colocalizado. A atividade detectada na base da ionosfera, associada ao evento tipo banda, apresentou período de ~12 min versus 13 min do imageador, com mesmo pico de intensidade, pouco antes das 05:00 UT, bem como duração de 4 horas. A detecção da onda ripple mostrou o mesmo período de onda, de 8 min, e duração similar de ~20 min. O primeiro evento de frente mesosférica mostra o uso da fase na detecção da OG, apresentando o mesmo período de onda de 8 min visto no airglow. No último caso, a segunda frente mesosférica, mostra o potencial da técnica VLF quando associados os estudos de diferentes trajetos de propagação VLF, possibilitando não só a detecção do evento e a visualização de sua morfologia na amplitude residual do sinal VLF com a frente de onda e suas 4 cristas, mas também a determinação de sua direção de propagação de Oeste para Leste, coincidente a direção Nordeste reportada por airglow, e o cálculo da velocidade de propagação da onda de aproximadamente 96 (±4,8) m/s concorda com a velocidade de fase de 92 m/s das observações feitas com imageador. A análise estatística da distribuição de períodos predominantes, de ondas acústicas (períodos de 1 a 5 min) e OGs de pequena escala (entre 5 e 32 min), para os dias dos anos 2007 e 2011 mostraram potencial correlação com o ciclo solar, onde 2011 (máximo solar) apresentou um aumento na predominância de ondas com períodos menores. O período noturno apresentou majoritariamente predominância na faixa de 10 a 15 min enquanto o período diurno mostrou uma grande presença de ondas acústicas, predominantes em 2011.