Submissões Recentes

Dissertação
Análise numérica de um cateter de resfriamento para indução de hipotermia em pacientes pós parada cardiorrespiratória
(2024) Cavalcanti, Gustavo Moura
Estudos mostram que a indução de hipotermia leve em casos de parada cardiorrespiratória causa efeitos benéficos como: neuroproteção, redução de pressão intracraniana e diminuição de mortalidade. Dos diversos métodos de resfriamento, o cateter de resfriamento intravascular se mostrou eficiente, seguro, estável e prático durante todo o tratamento. Com base nos estudos existentes, este trabalho propõe criar geometrias tridimensionais em ambiente computacional, tomando como referência os produtos fabricados pela montadora Zoll™ Medical Corporation. Em seguida, o programa de simulação CFD ANSYS Fluent carrega os modelos tridimensionais, por onde é definido o domínio computacional que representa o sangue, a solução salina e o sólido que compõe o cateter, assim como a descrição das propriedades termofísicas de cada domínio. Após definir o problema pelo programa ANSYS Fluent, a simulação inicia e parâmetros como temperatura e fluxo de calor são monitorados para garantir a convergência dos resultados. As respostas foram coletadas e a partir delas foi calculado o coeficiente global de transferência de calor. Por último, o comportamento térmico do corpo humano sob a indução de hipotermia por cateter é avaliado por programa escrito em Python, que auxilia a realizar análises exergética. Durante as simulações, a temperatura de solução salina variou de 1? para 30?, que resultou no aumento do coeficiente global de transferência de calor de 3,55 para 4,14 W/K (aumento de 16,6%). Similarmente, a vazão de solução salina aumentou de 100 ml/min para 300 ml/min, no qual resultou no aumento do parâmetro de 3,87 até 8,19 W/K (ganho de 110,9%). A espessura dos balões foi alterada de 0,05mm para 0,2 mm, observando uma perda de 6,40 até 2,59 W/K (decréscimo de 59,5%). Por último, a adição de ranhuras nos balões gerou uma queda no desempenho
Dissertação
Análise e comparação de diferentes composições de powertrain em base termodinâmica: um direcionamento do desenvolvimento tecnológico automotivo
(2024) Feliciano, Henrique Naim Fenianos
A discussão acerca da hibridização e eletrificação dos veículos leves e pesados tem sido alvo de diversas iniciativas ao redor do mundo, almejando-se reduzir emissões de gases de efeito estufa, baseando-se em uma análise do berço ao túmulo. Sabe-se que existem fortes incentivos governamentais e fiscais, promovendo um aumento na produção e venda de veículos híbridos e elétricos. Apesar da mitigação significativa ou completa, do tanque à roda, existem as emissões decorrentes da geração e distribuição de energia elétrica para recarga destes dos veículos. Desta forma, a eficiência exergética é uma ferramenta para comparação de diferentes tipos de motorização para o mesmo produto, i.e., transporte. Os dados utilizados para tais comparações provém de simulações de dinâmica longitudinal das configurações veiculares. Assim, é possível quantificar a exergia destruída em um ciclo, seja esta proveniente puramente do combustível do veículo (E22 ou E100) ou proveniente da malha elétrica disponível no Brasil (contemplando assim a destruição de exergia nas usinas do país). Ademais, foi realizada uma análise de sensibilidade da avaliação do ciclo de vida (ACV) para quantificar emissões provenientes da produção, uso e descarte dos produtos em diversos cenários. Também foram levantados índices de renovabilidade exergética complementar a ACV. Os resultados apontam uma destruição de exergia duas vezes maior em um veículo à combustão interna quando comparado a um veículo elétrico à bateria (análise do poço à roda), o que pela ótica do uso racional da energia pode trazer benefícios à sociedade. Os resultados em veículos híbridos variam em função da calibração de uso entre motor a combustão interna e motor elétrico, tornando a exergia consumida e emissões de CO2 dependentes de tal. Os resultados de CO2 emitidos nos ciclos estudados indicam que o Etanol Hidratado E100 pode ser uma alternativa viável à gasolina E22 com uma infraestrutura já presente no Brasil, uma vez que os veículos elétricos podem ter emissões do poço à roda que variam em função da matriz elétrica a ponto de inviabilizar seu uso para redução de emissões. Além disso, a mudança de matriz energética é dada como significativa, representando assim a discrepância da destruição de exergia para um mesmo veículo em um mesmo ciclo, mas em diferentes locais, e assim enfatizando a necessidade de direcionamento de cada configuração de powertrain para determinadas aplicações. Em análise de ciclo de vida, observa-se um maior uso de exergia e emissões decorrentes da produção dos veículos elétricos, enquanto tais parâmetros variam durante seu uso a depender da matriz elétrica em que é realizada a recarga, sendo que para importação da Europa e operação no Brasil os elétricos apresentam uma menor pegada de carbono a partir dos 75.000 quilômetros de uso, para E22 e a partir dos 100.000 quilômetros de uso para E100 (comparados com veículos ICEV produzidos e operados no Brasil). O levantamento dos índices de renovabilidade apontam um possível direcionamento dos veículos elétricos para centros urbanos e de veículos a combustão interna para uso rodoviário. Mostrou-se que veículos elétricos na Europa podem ser menos renováveis do que veículos a combustão movidos a E100
Dissertação
Amplificador ECG incorporando pseudorresistores: projeto, implementação e caracterização em altas temperaturas
(2024) Pessoa, Beatriz Barsocchi Testa
Componentes eletrônicos, em geral, possuem grande sensibilidade às mudanças de temperatura. Temperaturas muito acima ou abaixo do valor considerado como ambiente causam uma mudança nas características físicas dos materiais dos componentes, acarretando um impacto significativo no desempenho e na confiabilidade dos dispositivos eletrônicos. Muitos dispositivos são projetados para operar dentro de uma faixa de temperatura específica e, se a temperatura exceder essa faixa, o dispositivo pode ser danificado ou não funcionar corretamente, fazendo com que, à medida que a temperatura aumente, o número de defeitos e falhas induzidas termicamente em dispositivos eletrônicos também aumente. O uso do pseudorresistor é uma técnica promissora para projetos de amplificadores biomédicos, uma vez que proporciona ao amplificador uma alta precisão, baixo ruído e ampla faixa de resposta em frequência. Além disso, os pseudorresistores na faixa de teraohms apresentam vantagens adicionais, como menor consumo de energia, melhor estabilidade térmica e menor área ocupada no chip em relação aos resistores convencionais. No entanto, o uso de pseudorresistores também pode apresentar desafios na implementação de circuitos, principalmente devido à complexidade do projeto e à necessidade de ajuste preciso dos parâmetros do circuito. Além disso, a variação de temperatura pode afetar a precisão do circuito que utiliza essa tecnologia, sendo necessário o uso de técnicas de compensação para minimizar esse efeito. Estudos anteriores sobre pseudorresistores estão limitados a simulações, modelagem e implementação de alguns amplificadores de banda estreita. Este estudo tem como objetivo projetar um circuito sob medida para aplicações de ECG, com largura de banda de 0,04 Hz a 2 kHz para a faixa completa de temperatura de aplicação. O circuito é digitalmente modelado, simulado e caracterizado, ajustando os valores de capacitância de feedback para otimizar o desempenho dentro da faixa de temperatura crucial para aplicações biomédicas. Após a validação do circuito desenvolvido, este projeto almeja realizar uma transição para a esfera prática, visando a aplicação em pacientes. Nesse cenário, enfatiza-se a integração direta com sinais biomédicos, com a validação da associação do circuito proposto juntamente ao dispositivo ADS1298ECGFE-PDK para análises clínicas
Dissertação
Aprimorando a eficiência contratual de energia: um estudo de previsão de demanda com aprendizado de máquina
(2024) Pessoa, Patrick de Sousa
Este projeto de pesquisa aborda a otimização contratual da demanda de energia como um elemento fundamental para aprimorar a eficiência energética da rede elétrica e reduzir custos para consumidores industriais, evitando multas associadas à demanda excessiva estabelecida em contrato. A diferença entre a demanda contratada e a efetiva é frequentemente subestimada, resultando em desperdício de recursos e penalidades financeiras. Foram estudados modelos de inteligência artificial, como FA (Floresta Aleatória), SVR (Support Vector Regression) e rede LSTM (Long-short Term Memory), para prever a demanda em diferentes horizontes temporais. A análise temporal indicou que a acurácia aumenta à medida que o horizonte de tempo é reduzido, destacando a importância da escolha do modelo e do intervalo de tempo na previsão da demanda. Um estudo de caso foi conduzido para avaliar a precisão da previsão em comparação com formas tradicionais de estabelecimento de contratos de demanda, ressaltando a importância do tamanho da base de dados disponível para o desempenho do modelo. A fim de comparação com a rede LSTM, estudou-se o desempenho para a rede GRU (Gated Recurrent Unit Network), a qual obteve resultados comparáveis à LSTM, porém com treinamento mais rápido. Deste modo, este projeto contribui para a otimização contratual da demanda de energia, permitindo que empresas otimizem estes modelos de contratos, minimizem multas e aliviem a carga na rede elétrica, sendo que os resultados confirmam a importância do aprendizado de máquina na otimização de contratos de demanda de energia