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Design configuration for MMAS algorithm applied for the travelling salesman problem with dynamic demands
(Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, 2022-06-24) Oliveira, Sabrina Moreira de; Souza, Sérgio Ricardo de; Wanner, Elizabeth Fialho; Bezerra, Leonardo César Teonácio; http://lattes.cnpq.br/2243256075052322; http://lattes.cnpq.br/0664132257054306; http://lattes.cnpq.br/3677015295211434; http://lattes.cnpq.br/9822253950704581; Souza, Sérgio Ricardo de; Wanner, Elizabeth Fialho; Bezerra, Leonardo César Teonácio; Marcelino, Carolina Gil; Stüzle, Thomas; Sá, Elisângela Martins de; Martins, Flávio Vinícius Cruzeiro
Os algoritmos Ant Colony Optimization (ACO) foram inicialmente desenvolvidos para problemas de otimização estática, em que os dados do problema são conhecidos a priori e não sofrem alterações durante a execução. No entanto, sua estrutura baseada em memória mostrou-se eficaz também em Problemas de Otimização Combinatória Dinâmicos (POCD), nos quais os dados podem mudar em tempo real, sem previsibilidade. A partir de uma revisão da literatura, identificaram-se adaptações para melhorar o desempenho do ACO em POCD, incluindo o algoritmo Population-Based ACO (P-ACO), projetado especificamente para essa classe de problemas. Embora o P-ACO tenha se destacado por seu processamento rápido, faltam estudos conclusivos sobre a eficácia dos métodos ACO em cenários dinâmicos. Neste trabalho, realiza-se uma extensiva campanha experimental para avaliar as principais versões do ACO aplicáveis a POCD: o MAX-MIN Ant System (MMAS) e o P-ACO. Utilizou-se como estudo de caso uma variação dinâmica do Problema do Caixeiro-Viajante (PCVDD), amplamente adotado na literatura. As principais contribuições incluem: (i) a proposta de um setup experimental pioneiro, com configuração automática de parâmetros para POCD; (ii) a introdução da métrica de hipervolume para avaliação de desempenho em horizontes temporais variáveis; e (iii) a comparação entre MMAS e P-ACO, demonstrando que o MMAS supera o P-ACO quando combinado com busca local, enquanto o inverso ocorre sem essa técnica. Os resultados também indicam que procedimentos adaptativos têm impacto significativo apenas quando a busca local é desativada.
Influência do tipo de amido e reticulação nas propriedades de blendas biodegradáveis contendo poli (butileno-adipato-co-tereftalato)
(Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, 2023-08-18) Matusinho, Ingrid Amélia dos Santos; Patrício, Patrícia Santiago de Oliveira; http://lattes.cnpq.br/5625112455084806; http://lattes.cnpq.br/5066280693876071; Patrício, Patrícia Santiago de Oliveira; Eliane Ayres; João Paulo Campos Trigueiro
A preocupação com questões ambientais na sociedade tem aumentado, principalmente, em relação aos resíduos plásticos e à poluição ambiental associada a eles. Esses resíduos podem ocasionar grandes impactos ao meio ambiente devido à contaminação do solo, dos recursos hídricos e dos danos aos ecossistemas. O desenvolvimento de materiais totalmente biodegradáveis tem sido motivado pela necessidade de minimizar os impactos ambientais desses resíduos. Uma alternativa em longo prazo para contornar esse problema é substituir polímeros convencionais por polímeros biodegradáveis na fabricação de embalagens descartáveis e materiais de curta vida útil. Portanto, pesquisas relacionadas ao desenvolvimento de materiais baseados em polímeros biodegradáveis têm sido crescentes. Um grupo extenso de materiais está sendo estudado para essa aplicação, e entre eles, os polímeros a base de amido tem apresentado um interesse crescente. Um exemplo disso, é a elaboração de blendas à base de amido e poli (butileno-adipato-co-tereftalato)-PBAT, no que se refere ao uso de polímeros biodegradáveis. No entanto, o amido em sua forma nativa apresenta várias limitações e baixa processabilidade, que podem ser superadas por meio de modificações, que possibilitam a conversão do amido em um material termoplástico. Porém, esse material é altamente hidrofílico e possui baixo desempenho mecânico. Para superar essas características, diversas técnicas têm sido empregadas, incluindo reações de reticulação, adição de carga e mistura com polímeros menos polares. Ademais, é importante compreender as diferenças entre fontes de amido distintas, a influência dos seus principais componentes, amilose e a amilopectina, e as alterações que estes e outros constituintes podem proporcionar nas suas propriedades e características. Neste contexto, o presente trabalho tem como objetivo avaliar o efeito da origem do amido nas propriedades de blendas poliméricas à base de amido reticulado e PBAT, bem como seu impacto em algumas características morfológicas, estruturais, térmicas e mecânicas. As blendas foram produzidas por extrusão, variando-se o tipo de amido e a quantidade de PBAT. No sistema polimérico em questão, foram utilizadas fécula de mandioca e fécula de batata doce como fonte de amido. Destaca-se como vantagens do sistema proposto a compreensão do tipo de amido e a sua influência nas propriedades das blendas. As caracterizações dos materiais desenvolvidos foram realizadas por análise termogravimétrica, Espectroscopia de absorção na região do infravermelho (FTIR), Espectroscopia UV-visível, difração de raios-X (DRX), ângulo de contato, ensaio de tração e microscopia eletrônica de varredura (MEV). Em relação à análise comparativa dos grânulos de amido de mandioca e batata doce, os resultados revelaram diferenças significativas, incluindo o teor de amilose, tamanho e forma. A presença do ácido cítrico desencadeou uma reação de reticulação, como indicado pelas alterações observadas no espectro de FTIR do Amido Termoplástico Reticulado (TPSR) em comparação com o do Amido Termoplástico não reticulado (TPS). Além disso, os resultados obtidos forneceram informações importantes sobre a influência da fonte de amido nas propriedades das blendas de Amido termoplástico reticulado (TPSR) e poli (butilenoadipato-co-tereftalato)-PBAT. A adição de PBAT aumentou a estabilidade térmica, com exceção das amostras com 10% de PBAT, que mostraram comportamento distinto. As blendas TPSR apresentaram maior intumescimento em comparação com o TPS não reticulado, enquanto o aumento do teor de PBAT resultou em menor intumescimento e inchamento, sendo que as blendas elaboradas com amido de batata doce apresentam um menor grau de intumescimento quando comparadas com pares de blendas elaboradas com amido de mandioca com o mesmo teor de PBAT. A fonte de amido exerceu influência nas propriedades mecânicas, resultando em maior resistência à tração e rigidez nas blendas elaboradas com amido de batata doce. Em conclusão, os resultados obtidos neste estudo revelaram alterações nas propriedades das blendas TPSR/PBAT em relação à fonte de amido e o teor de PBAT. As blendas elaboradas com amido de batata doce, demonstraram melhores resultados em termos de absorção de água e propriedades mecânicas. Especialmente aquelas com 30%m/m de PBAT, exibiram menor grau de intumescimento e inchamento, além de maior rigidez e resistência em comparação às blendas TPSR-M/PBAT produzidas com 30 e 40%m/m de PBAT. Essas características tornam este material atrativo, considerando a influência direta do teor de PBAT no preço final e nas aplicações. Diante do interesse crescente em alternativas com menor teor desse componente, buscando equilibrar desempenho e viabilidade econômica das blendas biodegradáveis para aplicações na fabricação de embalagens descartáveis e materiais de curta vida útil.
Tecnologias digitais e design thinking: desenvolvendo habilidades e competências para os multiletramentos
(Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, 2024-11-08) Teixeira, Gabriela Santos; Ribeiro, Luiz Antônio; http://lattes.cnpq.br/0200464870006735; http://lattes.cnpq.br/2386729981021019; Ribeiro, Luiz Antonio; Silva, Renato Caixeta da; Gomes Junior, Ronaldo Corrêa Gomes Junior; Castro, Vania Carvalho de Castro
Este estudo investigou o uso de tecnologias digitais e a aplicação do Design Thinking no desenvolvimento de competências e habilidades da Base Nacional Comum Curricular (BNCC) em um projeto de conscientização sobre os Objetivos de Desenvolvimento Sustentável (ODS) da ONU em uma escola da rede básica de ensino brasileira. A pesquisa foi realizada com alunos do ensino fundamental e ensino médio, utilizando uma abordagem qualitativa, com coleta de dados por meio de questionários, entrevistas e análise dos textos multimodais produzidos pelos alunos colaboradores. Os resultados mostraram que as ferramentas digitais, combinadas com a metodologia do Design Thinking, contribuíram significativamente para o desenvolvimento de 8 das 10 competências gerais da BNCC. A aplicação da abordagem do Design Thinking permitiu que os alunos desenvolvessem soluções criativas e inovadoras para os desafiospropostos, promovendo o desenvolvimento de habilidades comunicativas, pensamento crítico, resolução de problemas e do trabalho colaborativo. Os resultados da pesquisa mostram que a integração de ferramentas digitais e a aplicação do Design Thinking no currículo escolar podem ser uma estratégia eficaz para o desenvolvimento de competências e habilidades da BNCC, voltadas para a promoção dos multiletramentos e para uma atuação cidadã crítica e responsável. Além disso, destaca a importância da formação de professores para a implementação dessa abordagem e sugere a necessidade de mais pesquisas sobre o uso de ferramentas digitais aliadas ao Design Thinking na educação básica.
Influência da adição de fluoreto como carga em shop primer a base de etil silicato de zinco sobre soldas produzidas pelo processo FCAW
(Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, 2023-10-18) Rezende, Leonardo Schiavo de; Vaz, Cláudio Turani; Silva, Bruno Cordeiro; http://lattes.cnpq.br/1868816663610134; http://lattes.cnpq.br/5386844601893935; http://lattes.cnpq.br/0629268016271602; Vaz, Cláudio Turani; Silva, Bruno Cordeiro; Castro, Carlos Alberto Carvalho; Felizardo, Ivanilza
Indústrias naval, offshore, de construção civil e mecânica utilizam aços estruturais que podem ficar armazenados por prolongado tempo e até expostos a intempéries. Desta forma, é necessário que esse material esteja protegido, principalmente contra corrosão. Para isso, são realizadas pinturas com uma tinta conhecida como shop primer ou tinta de pré-construção, que além de atuar como inibidor de corrosão, pode afetar negativamente o processo de soldagem e comprometer a qualidade das soldas. Para superar esses inconvenientes, é necessário desenvolver novas alternativas que produzam cordões de solda equivalentes aos obtidos em chapas sem recobrimento. Com o intuito de otimizar o processo de soldagem sobre chapas pintadas, este trabalho teve como objetivo avaliar a influência da carga de fluoreto adicionada em formulação comercial de shop primer sobre as soldas realizadas com arame tubular classe E71T1-C1A2-CS2 e proteção gasosa 100% CO2. De forma comparativa foram avaliadas quatro condições: chapa base sem primer, com primer e sem carga de fluoreto, com primer e com carga de 7,5% m/m e 15% m/m de fluoreto. Verificou-se que o primer inibe a adesão de respingos nas chapas e que influencia na morfologia da solda, gerando cordões mais largos e mais profundos. Em contrapartida, a carga de fluoreto age atenuando esses efeitos, quando comparado com os resultados obtidos com a pintura sem carga. Foi verificado também que o primer sem carga de fluoreto não altera a microestrutura em comparação com as soldas realizadas sem o seu emprego. No entanto, verificou-se que a presença de fluoreto aumenta a fração volumétrica de ferrita acicular e ferrita de segunda fase alinhada, em detrimento das reduções das frações de ferrita primária de contorno de grão e de ferrita intragranular. Por fim, os sinais elétricos coletados mostram que o primer aumenta a tensão média na soldagem e a presença do fluoreto tende a atenuar este efeito. A corrente média tende a diminuir com a presença do primer e o fluoreto intensifica esta queda. Como consequência, as amostras com carga de fluoreto apresentaram menores aportes térmicos que as demais amostras. Adicionalmente, foi observado que a presença do fluoreto influenciou a transferência metálica alterando a frequência de ciclos da tensão.
Tempos de primeira passagem para caminhadas aleatórias em redes complexas
(Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, 2020) Chaves, Marcelo Sousa; Mattos, Thiago Gomes de; Faria, Allbens Atman Picardi; http://lattes.cnpq.br/4216801992845696; http://lattes.cnpq.br/9832733706852720; http://lattes.cnpq.br/3890234130921034; Mattos, Thiago Gomes de; Faria, Allbens Atman Picardi; Silva, Alcides Volpato Carneiro de Castro e; Oliveira, Marcelo Martins de; Fernandes, José Luiz Acebal
A análise topológica de redes é um importante campo de estudo em Teoria das Redes, com aplicações em vários campos da Ciência. Neste estudo, nós alteramos a topologia de uma rede quadrada através de reconexões em suas arestas e obtivemos diferentes tipos de redes: aleatória conservativa, aleatória não conservativa e livre de escala. Sob determinadas condições, as redes aleatórias e livre de escala apresentaram propriedades de mundo pequeno. Aplicamos as ferramentas da análise de Primeira Passagem para investigar as propriedades e características das caminhadas aleatórias nessas redes. Nas topologias investigadas, analisamos o Tempo de Primeira Passagem (TPP) de um significativo número de caminhantes aleatórios não interagentes, variando-se os sítios de partida e de chegada. Para caracterizar estes processos, aplicamos o conceito da simultaneidade de Primeira Passagem, através do chamado Índice de Uniformidade (IU), que é uma medida da probabilidade de que dois caminhantes independentes cheguem juntos ao sítio alvo. O IU permite avaliar se o tempo médio de primeira passagem (TMPP) é uma boa medida para o processo, e permite identificar redes com características de mundo pequeno. A análise da ocupação dos sítios durante uma caminhada aleatória nos permitiu diferenciar os diferentes tipos de redes, em particular identificar as propriedades de mundo pequeno, um tema que ainda é controverso na literatura.