Dissertações e Teses (Mestrado e Doutorado)

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https://repositorio.cefetmg.br//handle/123456789/591

Esta coleção reúne as teses de doutorado e dissertações de mestrado desenvolvidas por nossos alunos de pós-graduação. Estes documentos são resultado de pesquisas rigorosas e inovadoras, muitas vezes trazendo contribuições significativas para a ciência e a tecnologia.

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Bueiros de drenagem: análise da viabilidade de passagem de peixes
(Centro Federal de Educação Tecnologica de Minas Gerais, 23-11-2016) Santos, Aislan Hander; Hersilia de Andrade e Santos; http://lattes.cnpq.br/3618369732101367; Edna Maria de Faria Viana; Hersilia de Andrade e Santos; Raoni Rosa Rodrigues
A instalação de estruturas de drenagem em um curso d’água pode alterar seu comportamento hidráulico, gerando inúmeros impactos, sendo muitos deles relacionados à ictiofauna. Assim, este trabalho tem o objetivo de avaliar as condições físicas e hidráulicas de bueiros e verificar a possibilidade de passagem de peixes nestes meios. Na pesquisa de campo, realizada na Região Metropolitana de Belo Horizonte, Minas Gerais, nas bacias do Rio Paraopeba e do Rio das Velhas, ambas interceptadas por rodovias federais, foram realizados levantamentos de possíveis anomalias nestas estruturas, que comprometem as condições hidráulicas e obstruem pequenos cursos d’água. As atividades foram desenvolvidas a partir da análise do maior número de amostras possível no mês de Março de 2016, período com grande possibilidade de chuvas. Resultados mostram desníveis significativos a jusante destas estruturas, além de obstruções de seção das tubulações, seja de sedimentos, vegetação e/ou lixo. Com o processamento dos dados foi possível traçar uma avaliação dos resultados e assim visualizar quais das estruturas podem proporcionar conforto hidráulico nas condições de transposição a partir da redução de esforço para peixes.
História, memória e relações etnicorraciais: diálogos com a juventude negra da educação profissional e tecnológica integrada de nível médio do CEFET MG
(Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, 2015-06-22) Leão, Aniele Fernandes de Sousa; Valentim, Silvani dos Santos; http://lattes.cnpq.br/8274357459966258; Silvani dos Santos Valentim; Marcos Vinícius Fonseca; Laura Nogueira Oliveira
A forma como a história do Brasil é construída e difundida, inferiorizando sujeitos e naturalizando preconceitos, tem impedido a formação de uma sociedade igualitária e fomentado uma variedade de discriminações que se revelam cotidianamente e atingem principalmente a parcela negra e pobre da nossa sociedade. Diante desse cenário de desigualdades raciais essa pesquisa trabalha com a memória como fonte com o intuito de compreender as impressões construídas pelos jovens negros estudantes da Educação Profissional e Tecnológica Integrada de Nível Médio sobre os caminhos percorridos até o ingresso no Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais – CEFET/MG. Para atingir esse objetivo esse estudo investigou as escolas por onde esses jovens passaram, as relações que estabeleceram com os estudos, a opção pela educação profissional, as estratégias utilizadas para ingresso no CEFET MG e principalmente suas vivencias e impressões construídas sobre raça, racismo, cotas, desigualdade racial e de oportunidades, preconceito e outras questões referente às relações etnicorraciais em suas vidas e em nossa sociedade. Trata-se de uma pesquisa histórica apoiada na História Oral como suporte teórico e metodológico. Foram escolhidos para esse diálogo os jovens que ingressaram no CEFET MG no 1º semestre de 2014, pois compreendemos que a história oral deve ser empregada em pesquisas contemporâneas, como é o caso dessa, pois os sujeitos não precisam recorrer a um passado muito distante para refletir sobre suas memórias. Os instrumentos utilizados para esse diálogo foram aplicação de questionário e realização de entrevistas. Através desse estudo os jovens revisitaram suas memórias e trouxeram a público mais do que fatos e acontecimentos, eles revelaram seus sentimentos, conquistas e ilusões, abordando questões sobre a presença cotidiana do racismo em nossa sociedade e de que forma essa mazela influenciou ou não suas experiências e expectativas quando à educação. O recorte racial é uma variável muito importante para se compreender o perfil dos jovens atualmente matriculados na educação profissional, pois nos ajuda a entender porque apenas uma pequena parte dos jovens negros consegue romper as fronteiras da desigualdade e ingressar em uma instituição de ensino cuja seleção exige um intenso preparo educacional, como é o caso do CEFET MG.
TDIC nas aulas de geografia em uma escola pública de Minas Gerais
(Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, 2016-03) Fernandes, Letícia Carvalho Belchior Emerick; Grossi, Márcia Gorett Ribeiro; http://lattes.cnpq.br/1925812982762374; http://lattes.cnpq.br/1889882819958910; Márcia Gorett Ribeiro Grossi; Vicente Aguimar Parreiras; Vandeir Robson da Silva Matias
A propagação e o avanço das Tecnologias Digitais de Informação e Comunicação (TDIC), no presente século, diante de uma geração conhecida como Geração Internet (GI), que sente a necessidade de estar online o tempo todo, traz um incomodo para a escola, chamando a atenção dos dirigentes e do corpo docente sobre a necessidade da escola absorver tais tecnologias como aliadas do ensino e aprendizagem, para que estas não atrapalhem o bom andamento do conteúdo programático e do relacionamento professor - aluno dentro e fora da sala de aula. Nesse contexto, esta pesquisa teve como objetivo investigar quais TDIC são utilizadas na sala de aula pelos professores de Geografia do Ensino Médio do Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais (CEFET-MG), uma instituição pública federal, bem como verificar se essas estão sendo utilizadas como recursos pedagógicos sobre a percepção do aluno, quais alunos as utilizam em seus estudos; quais delas são mais relevantes para o aprendizado, além de conhecer como é estabelecida a comunicação entre professor-aluno e aluno-aluno no processo de ensino e aprendizagem. Com base nesses dados, notou-se que a maioria dos professores utilizava diversas tecnologias, ferramentas e objetos de aprendizagem durante suas aulas e também propor o uso de algumas ferramentas para sua utilização durante as aulas de Geografia. Para atender aos objetivos propostos foi realizada uma pesquisa de natureza qualitativa, do tipo exploratória e descritiva e, como método foi escolhido o estudo de caso. Como instrumento de coleta de dados foi realizada uma experiência in loco com observação sistemática que buscou apreender quais as tecnologias e ferramentas pedagógicas utilizadas pelos professores atentando para a relevância destas no aprendizado do aluno. Com o intuito de qualificar tais informações, aplicou-se um questionário a alunos de 18 turmas do Ensino Médio no campus desta Instituição, com o qual foi possível identificar quais tecnologias são utilizadas pelos professores; O que chamou a atenção nos resultados foi que, embora muitos alunos prefiram utilizar a internet em seus estudos individuais, este grupo aponta que a utilização do livro didático pelo professor é o Objeto de Aprendizagem (OA) mais relevante para a aprendizagem. Baseada nas informações e percebendo a diversidade de ferramentas gratuitas disponíveis para o estudo ou adaptação do estudo da Geografia, propôs-se a utilização de algumas ferramentas para aproximar essa GI do professor e da disciplina no intuito de torná-la mais atrativa, de fácil assimilação, além de criar um ambiente de aprendizagem colaborativa.
Modelo de comportamento de peixes no trecho a Jusante da Usina Hidrelétrica de Três Marias
(Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, 2016-11-30) Solano, Daniela Soledad Tapia; Santos, Hersília de Andrade e; http://lattes.cnpq.br/3618369732101367; Hersília de Andrade e Santos; Edna Maria de Faria Viana; Fabio Mineo Suzuki
A simulação numérica tridimensional no estudo de escamentos multifásicos utilizando a Dinâmica Computacional de Fluidos (CFD) é uma ferramenta importante de forma a conhecer as características do escoamento em áreas de Usinas Hidrelétricas. Por sua vez, eventos de mortalidade de peixes em locais próximos a Usinas Hidrelétricas são frequentes e estão relacionados a atração de cardumes a áreas como canal de fuga. O Brasil é um dos países com o potencial hidrelétrico mais representativo no mundo, portanto, os empreendimentos hidrelétricos formam parte importante para geração de eletricidade no país. O objetivo deste trabalho foi combinar informações de um modelo hidrodinâmico tridimensional com informações biológicas, coletadas através de telemetria acústica, gerando um modelo de previsão de comportamento das espécies de peixes no trecho a jusante da Usina Hidrelétrica de Três Marias, em relação as variáveis hidráulicas. Gerou-se uma malha computacional multifásica (ar-água), do tipo não ortogonal estruturada para o trecho em questão. Em seguida, o modelo número do escoamento foi resolvido pelo software comercial “Ansys” utilizando modelo de turbulência k- e o modelo VOF (Volume of Fluid) para definir a posição da linha d’água. Os resultados hidrodinâmicos do modelo foram combinados com informações de posicionamento duas espécies de peixes bastante comuns neste canal de fuga: Prochilodus argentus (curimatã) e Pimelodus maculatus (mandi amarelo). Para isto, foram feitas correções de posicionamento do sistema de coordenadas tanto do modelo hidrodinâmico como do sistema de monitoramento dos peixes. Por fim, foi desenvolvido um procedimento para cruzamento das informações no software Tecplot. Os resultados indicam diferentes preferências com respeito as variáveis hidráulicas, durante os meses de novembro e dezembro, para ambas as espécies. Assim, a principal contribuição deste trabalho é o método para a combinação de dados hidráulicos e biológicos para o estudo comportamental dos peixes em canal de fuga. Compreender os padrões de movimentos das espécies, fornece recursos para reduzir os impactos à ictiofauna e espera que este trabalho forneça subsídios para o aprimoramento do modelo de previsão de comportamento de peixes em Três Marias.
Relações de gênero e sexismo na educação profissional e tecnológica: as escolhas das alunas dos cursos técnicos do CEFET-MG
(Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, 2016-12-19) Lopes, Sabrina Fernandes Pereira; Gonçalves, Raquel Quirino; http://lattes.cnpq.br/3286747885641896; http://lattes.cnpq.br/0165195251357013; Raquel Quirino Gonçalves; Nanci Stancki da Luz; Antônia Vitória Soares Aranha
É crescente a participação feminina na educação e no mundo do trabalho, porém esse fenômeno não acontece de forma proporcional à diminuição do sexismo. Na área da tecnologia, a representatividade feminina é bastante baixa e, parte da explicação, está na escola e na família que reproduzem papéis sexuados, atribuindo lugares específicos para homens e mulheres na esfera social. Assim, as mulheres tendem a se considerar mais aptas a desempenhar determinadas atividades em detrimento de outras e a partir daí traçam estratégias de vida mais compatíveis com o que consideram (ou são levadas a considerar) como mais adequado para elas. O ensino profissional técnico de nível médio ilustra bem essa realidade, pois, concentra um número crescente de mulheres em áreas hegemonicamente consideradas femininas. A pesquisa realizada no Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais (CEFET-MG) analisa as escolhas de alunas a por determinados cursos em detrimento de outros. De ordem qualitativa, ela constou de um levantamento teórico-documental, tendo como fonte de dados empíricos os Censos Escolares do INEP e entrevistas semiestruturadas com alunas dos Cursos Técnicos em Hospedagem e Mecânica do CEFET-MG. Para a análise dos dados foi utilizado a Análise Crítica do Discurso à luz das teorias da Sociologia do Trabalho Francesa, de base marxista, ancorando-se principalmente nas obras de Hirata (1981, 2002, 2007, 2009) e Kérgoat (1989, 2007). Os resultados evidenciam deslocamentos e permanências na dinâmica das relações de gênero durante o acesso e permanência das meninas na Educação Profissional e Tecnológica. Destacam-se os preconceitos presentes nos cursos de maioria masculina e a continuidade da maior participação feminina em cursos relacionados às habilidades vistas como femininas. No entanto, há uma forte convicção das alunas sobre o acerto de suas escolhas e uma resistência à ideia hegemônica de que as áreas altamente feminizadas permaneçam desvalorizadas social e economicamente.
Avaliação das propriedades de verniz para madeira a base de dispersão aquosa de poliuretano
(Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, 2017) Alves, Taciana Marina Reis; Patrício, Patrícia Santiago de Oliveira; Ayres, Eliane; http://lattes.cnpq.br/1370798140664840; http://lattes.cnpq.br/5625112455084806
Neste trabalho, um grupo de dispersões aquosas de poliuretanos a partir da mistura de dióis, polipropileno glicol (PPG) e policarbonato (PC) foi sintetizado. As propriedades mecânicas e estruturais dos filmes produzidos foram estudadas. A substituição parcial e total de PPG por PC influencia significativamente nas propriedades mecânicas dos filmes obtidos das dispersões aquosas de poliuretano, sendo que aqueles preparados a partir da mistura de polióis são superiores as dos polímeros preparados apenas com PPG’s. Foi observado que a inserção de até 75% em massa de policarbonato como diol resultou em poliuretanos mais dúcteis e resistentes, gerando materiais com propriedades mecânicas melhores. Os revestimentos foram aplicados na madeira e os corpos de prova tiveram suas propriedades de transparência e proteção, quando submetidos ao ensaio de envelhecimento frente à radiação UV, avaliados. Nas amostras de madeira revestidas com os diferentes vernizes poliuretânicos após a exposição à radiação UV por 15 e 30 dias, fica perceptível que aquelas revestidas com as formulações que contêm maior teor de policarbonato, tiveram menor alteração na sua cor. Através de experimentos de envelhecimento acelerado e colorimetria foi sugerido que a presença de policarbonato interfere discretamente na degradação da madeira, já agindo como agente de proteção, porém a necessidade de melhorias fez com que fosse realizada a adição de cargas (oxihidróxido de nióbio). A adição de cargas ao PU 75 gerou filmes com melhor resistência a degradação UV.
Robustez na estabilidade entrada-estado de sistemas discretos no tempo com atraso nos estados e saturação de atuadores
(Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais / Universidade Federal de São João del-Rei, 2017) Souza, Carla de; Leite, Valter Júnior de Souza; http://lattes.cnpq.br/6555805379309351; Valter Júnior de Souza Leite; Márcio Júnior Lacerda; Eugênio de Bona Castelan Neto; Luís Filipe Pereira Silva
Neste trabalho, aborda-se o problema de estabilização robusta entrada-estado de sistemas discretos no tempo com atraso nos estados e saturação de atuadores. São tratados, neste caso, os sistemas com incertezas e atraso variantes no tempo e, além disso, assume-se que a variação máxima do atraso possui taxas limitadas. Em particular, propõe-se condições para a síntese de controladores do tipo realimentação de estados, bem como para a síntese de compensadores anti-windup estáticos. Para isso, o sistema com atraso e incertezas politópicas é reescrito como um sistema incerto aumentado livre de atraso e chaveado pelo valor do atraso. Assume-se que a saturação do atuador seja representada em termos de uma não-linearidade do tipo zona-morta, com a consequente aplicação da condição generalizada de setor. As condições propostas, que são dependentes do atraso, asseguram a estabilidade local do sistema para condições iniciais e sinais de pertubação admissíveis. Porém a lei de controle investigada não depende do valor do atraso, o que facilita sua implementação. A partir das condições determinadas, são formulados diferentes problemas de otimização convexa, que se diferem quanto ao objetivo de controle, sendo possível, por exemplo, maximizar o conjunto de condições iniciais admissíveis ou maximizar o limite superior da norma l2 das pertubações admissíveis. Por fim, são apresentados exemplos numéricos para demonstrar a eficiência dos métodos propostos e comparar com outros existentes na literatura.
Os jovens pobres e a construção civil: a recusa pelos canteiros de obras
(Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, 2017) Fonseca, Sara Lopes; Tomasi, Antônio de Pádua Nunes; http://lattes.cnpq.br/6507114081255256; http://lattes.cnpq.br/3785560509588065; Antônio de Pádua Nunes Tomasi; José Geraldo Pedrosa; Luciano Rodrigues Costa
A construção civil foi uma das poucas possibilidades de oportunidade de trabalho para os jovens pobres, com baixa escolaridade, sem qualificação e oriundos do meio rural. Esse quadro tem mudado e cada vez menos eles parecem atraídos pelos canteiros de obras, onde os trabalhos pesados, insalubres e de pouco prestígio social ainda predominam. O cenário merece atenção, pois, se esses jovens encontram dificuldades para acessar o primeiro emprego, a construção civil reclama a falta de mão de obra. Os fatores que contribuíam, no passado, para tornar jovens pobres em operários parecem não serem muito diferentes dos atuais, com destaques, acentuados por nós, para a escola, a família e o grupo social. O que parece ser diferente é o caminho operário que eles tomam em busca de trabalho. A metodologia utilizada nesta pesquisa foram questionários, entrevistas e grupo focal com 14 jovens. Os participantes da pesquisa eram do sexo masculino, com idades entre 15 e 18 anos, alunos de escola pública e residentes na região de Belo Horizonte. Os resultados da pesquisa mostram que, quanto mais alto o nível de escolaridade dos jovens e mais habituados às tecnologias atuais, sobretudo as relacionadas à informática e à comunicação, mais atraentes lhes parecem as oportunidades de trabalho relacionadas às atividades de escritório. Da mesma forma, mais eles se julgam livres e no direito de escolher qualquer trabalho, ou seja, não se sentem na obrigação de ter o mesmo ofício de seus pais. Os jovens acreditam, ainda, que o sucesso ou o fracasso que possam vivenciar em suas vidas depende unicamente deles e que podem contornar as contingências sociais com esforço pessoal. Eles parecem também mobilizar os seus esforços para conseguir um trabalho que lhes permita ascensão social e poder. Mas, ao fracassarem na busca do trabalho desejado, eles inevitavelmente aceitarão trabalhos que consideram socialmente desvalorizados, como o da construção civil, visto como precário e sem garantias sociais.
O veículo elétrico e o impacto na curva de carga de consumidores: estudo de caso do Fiat 500e
(Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais / Universidade Federal de São João del-Rei, 2017) Cortezzi, Fernanda Cristina Martins; Jota, Patrícia Romeiro da Silva; http://lattes.cnpq.br/0977994271668461; Patrícia Romeiro da Silva Jota; Lauro de Vilhena Brandão Machado Neto; Frederico Romagnoli Silveira Lima; Eduardo Gonzaga da Silveira
Desde a invenção da roda, a busca do semovente, um veículo capaz de se mover sozinho, sempre foi um sonho perseguido pelo homem. No século XIX já existiam três tecnologias de propulsão utilizada nos automóveis: vapor, combustão e elétrico. O motor a combustão se tornou a tecnologia predominante a partir da descoberta de grandes jazidas de petróleo no estado americano do Texas. O conceito de desenvolvimento sustentável incentivou o retorno dos veículos elétricos ao cenário automotivo mundial, como alternativa para reduzir os níveis de emissão de dióxido de carbono, que aumenta o efeito estufa e contribui para o aquecimento global. A bateria ainda representa a grande limitação do veículo elétrico. Atualmente a bateria de Li-íon é a mais avançada e a associação com ultracapacitores tem contribuído com o aumento da vida útil da bateria e do desempenho do automóvel. Outra funcionalidade presente no veículo elétrico é a frenagem regenerativa, que tem contribuído com o aumento da autonomia do veículo ao transformar a energia cinética das rodas em energia elétrica, que é drenada para o banco de baterias. O veículo elétrico é denominado plug-in devido à necessidade de ser conectado à rede elétrica para a realização da recarga da bateria. Devido às preocupações sobre o impacto provocado pelo veículo elétrico no sistema elétrico de potência, foi analisado o comportamento de recarga do veículo elétrico Fiat 500e embasado em normas que se referem à qualidade de energia. Na sequência, os dados medidos durante a recarga foram inseridos na curva de carga de consumidores em diferentes cenários de recarga. Os resultados encontrados contribuem para o entendimento da recarga do veículo elétrico. A recarga em diferentes horários do dia afeta de forma diferente as curvas de carga dos consumidores e consequentemente, de diferente maneiras o sistema elétrico de potência.
Análises de precisão, estabilidade e dispersão numérica nos métodos implícitos de diferenças finitas no domínio do tempo
(Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais / Universidade Federal de São João del-Rei, 2017) Guimarães, Michelle Barbosa; Gonçalves, Sandro Trindade Mordente; http://lattes.cnpq.br/9879076086228404
O método de diferenças finitas no domínio do tempo (FDTD) tem sido amplamente utilizado para análises de propagação de ondas e de dispositivos eletromagnéticos como antenas, guias de ondas e cavidades eletromagnéticas por ter como característica a simplicidade de implementação, robustez e eficiência em sistemas de banda larga. Contudo, o método FDTD apresenta como desvantagem a limitação da condição de estabilidade de Courant-Friedrich-Levy (CFL) que relaciona um valor máximo a ser utilizando no passo de tempo. Diante dessa limitação, esse trabalho apresenta um estudo dos métodos de diferenças finitas no domínio do tempo implícitos e que são incondicionalmente estáveis. É realizado um estudo em relação à precisão, estabilidade e custo computacional dos métodos implícitos FDTD-ADI (Alternating Direction Implicit) e FDTD-LOD (Locally One Dimension) envolvendo problemas tridimensionais. A análise dos métodos incondicionalmente estáveis envolve a solução de um sistema matricial e essa solução pode interferir na estabilidade e precisão dos valores dos campos elétricos. Nesse trabalho é realizado um comparativo de diversos métodos numéricos utilizados para solucionar o sistema matricial dos métodos incondicionalmente estáveis. Esse comparativo é realizado em aplicações envolvendo cavidades eletromagnéticas com paredes condutoras elétricas perfeitas (PEC). A aplicação da condição de contorno PEC é estudada e abordada de forma a manter a solução estável, eficiente e com maior precisão. O trabalho também apresenta à aplicação do método FDTDADI na análise dos campos elétricos em uma esfera dielétrica e metálica em que a condição absorvente Mur é utilizada na fronteira do domínio computacional e o problema simulado é investigado em três dimensões.
Síntese de controladores PI com desacoplador para controle de sistemas multivariáveis não quadrados
(Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais / Universidade Federal de São João del-Rei, 2017) Silva, Sara Jorge e; Gonçalves, Eduardo Nunes; http://lattes.cnpq.br/4167566933927576; Eduardo Nunes Gonçalves
É comum que processos industriais sejam multivariáveis e, por isso, é justificada a necessidade de se projetar e implementar sistemas de controle para esses processos. É bem conhecido que nem todos os processos multivariáveis apresentam o mesmo número de entradas e saídas. Sistemas em que o número de variáveis de entrada é diferente do número de variáveis de saída são conhecidos como sistemas não quadrados. Para os processos multivariáveis com interações elevadas entre a malhas de controle ou que exigem um controle mais rigoroso, sistemas de controle com desacopladores são muitas vezes empregados. Inicialmente, busca-se eliminar os efeitos indesejáveis das interações entre malhas através dos desacopladores, para depois se projetar os controladores individuais. Neste trabalho, será investigado o uso de um algoritmo de otimização não linear para a síntese de sistemas de controle PI com desacoplador, considerando múltiplos objetivos de controle, para ser aplicado à sistemas multivariáveis não quadrados com múltiplos atrasos de tempo. A principal estratégia da metodologia de projeto considerada é considerar como uma das funções objetivo do problema de otimização a aproximação de um modelo de referência em malha fechada que garante as especificações das respostas transitórias das múltiplas malhas de controle como também o desacoplamento entre as mesmas. Adicionalmente podem ser incluídas, de acordo com o problema sendo tratado, outras funções objetivo relativas ao esforço de controle, rejeição de perturbações e/ou atenuação de ruídos de medição. É adotado neste trabalho o algoritmo Evolução Diferencial para a solução do problema de otimização não linear multiobjetivo. Será demonstrado, através de exemplos, que a metodologia proposta de síntese de controladores PI com desacoplador para sistemas multivariáveis não quadrados pode apresentar melhores resultados que outros métodos já publicados para lidar com mesmo tipo de problema.
Analogias e modelos: construção de objetos museais para a divulgação científica
(Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, 2017) Almeida, Rangel Benedito Sales de; Nagem, Ronaldo Luiz; http://lattes.cnpq.br/2692442559818450; Ronaldo Luiz Nagem
Esta dissertação aborda a análise de objetos museais elaboradas a partir de analogias e modelagem, a fim de contribuir na construção de espaços de divulgação científica informativos e esteticamente adequados. A análise foi feita a partir da escolha de duas atrações, uma elaborada a partir de um complexo roteiro permeado por analogias e comparações: o vídeo Cozinhando com Neka, em exposição no Museu das Minas do Metal. A outra, um modelo ampliado pelo grupo de pesquisa Analogias e Metáforas na Educação Tecnologia e Ciências (AMTEC), do CEFET-MG, que resultou na dissertação de Délcio Julião Almeida: O MAES 3DMF. A metodologia foi fundamentada em dois pilares: o primeiro, na pesquisa exploratória nos cinco museus de ciências da cidade de Belo Horizonte, a fim de identificar uma atração que fosse inteiramente elaborada a partir de um conjunto de analogias e comparações. O segundo foi aplicar a Teoria do Mapeamento Estrutural de Dendre Gentner para analisar as paridades entre as comparações tanto do objeto museal baseado em analogias quanto no modelo MAES 3DMF. Os resultados revelaram carência de sistematicidade e inconsistência nas comparações em ambos os objetos utilizados para a divulgação científica, apesar de conterem rico conteúdo informativo. É importante salientar que não é pretensão deste pesquisador apresentar deméritos aos os objetos museais, mas contribuir na construção de atrações elaboradas para museus e espaços não formais adequadas aos princípios da divulgação científica.
Estratégia de monitoramento de sistemas distribuídos baseada em observadores do tipo Kalman
(Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais / Universidade Federal de São João del-Rei, 2017) Barroso, Nelson de Figueiredo; Leite, Valter Júnior de Souza; Scola, Ignacio Eduardo Jesus Rubio; http://lattes.cnpq.br/4109900535466938; http://lattes.cnpq.br/6555805379309351; Valter Júnior de Souza Leite; Eduardo Mazoni Marçal Mendes; Erivelton Geraldo Nepomuceno; Marcelo Martins Stopa
Neste trabalho é proposta uma estratégia para monitoramento de sistemas a parâmetros distribuídos (SPD) baseada em observadores do tipo Kalman. São considerados SPD com atuação na borda de entrada, tal que, em condições normais de operação, a medição da variável a ser monitorada esteja disponível apenas na borda final do processo. O objetivo principal é recuperar a informação do comportamento dinâmico da variável de interesse em qualquer ponto intermediário do SPD. Em particular, assume-se que o modelo fenomenológico do processo seja desconhecido ou que seus parâmetros físicos sejam difíceis de serem estimados. Nesses casos, propõe-se também uma metodologia alternativa baseada em técnicas de identificação de sistemas a parâmetros concentrados, para obtenção de modelos adequados ao projeto de observadores. Para tanto, o SPD é aproximado por dois modelos lineares a parâmetros variantes (LPV) interconectados cuja configuração resultante permite que a variável a ser monitorada seja conhecida ao longo do sistema, por meio da dependência espacial dos seus parâmetros e do efeito desses na dinâmica dos dois subsistemas interconectados. Sob essa perspectiva, as variáveis de saída de cada subsistema são assumidas como variáveis de estado e um modelo geral LPV no espaço de estados é obtido. Uma vez que um modelo adequado é construído, observadores do tipo Kalman podem ser implementados. O uso dos observadores é fundamental devido à sua propriedade de correção das estimativas e possibilidade de acrescentar informações extras à dinâmica do modelo, tais como, a estimação em tempo real de parâmetros e de distúrbios. Uma das principais vantagens da estratégia de monitoramento proposta é que, embora o modelo final obtido mantenha a característica espaço dependente de um SPD, ele é, localmente, um modelo a parâmetros concentrados. Dessa forma, as técnicas de observação de estados aplicáveis a sistemas pertencentes à classe dos sistemas a parâmetros concentrados podem ser prontamente utilizadas. Outro ponto positivo, é que as informações das incertezas obtidas no processo de identificação podem ser utilizadas para o cálculo dos ganhos ótimos no projeto dos observadores. A estratégia de monitoramento proposta é aplicada a um sistema térmico real e o seu desempenho é validado a partir dos dados experimentais.
Energia fotovoltaica: aspectos técnicos e econômicos
(Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais / Universidade Federal de São João del-Rei, 2017) Santos, Ademir Paulino dos; Silveira, Eduardo Gonzaga da; http://lattes.cnpq.br/2888501805559990; Eduardo Gonzaga da Silveira; Clever Sebastião Pereira Filho; Rafael Silva Alípio
As fontes de energia renovável têm aumentado sua participação na matriz energética global. Nesse contexto, a energia solar fotovoltaica tem se mostrado muito promissora em função de diversos fatores dentre os quais destacamos a queda nos preços da tecnologia, implementação de mecanismos de incentivo e abundância do recurso solar. O Brasil, apesar do alto nível de irradiação solar, ainda é pouco desenvolvido nesse tipo de fonte de geração de energia elétrica quando comparado a outros países com menor nível de irradiação solar como Alemanha, Espanha e Itália. É bem verdade que, países que atualmente apresentam grande participação desse tipo de fonte nas respectivas matrizes energéticas, possuem uma matriz predominantemente fóssil, o que explica o alto nível de incentivos praticados com vistas a viabilização de fontes renováveis. O Brasil, por sua vez, tem implementado medidas de ordem regulatória e tributária de forma a promover a geração distribuída e com isso, aumentar a participação de fontes de origem eólica e fotovoltaica em sua matriz elétrica que é predominantemente renovável. Este trabalho objetivou estudar e analisar a viabilidade econômica e a prudência no investimento para a implementação de sistemas fotovoltaicos por consumidores da classe residencial conectados às 63 concessionárias de distribuição de energia elétrica que compõem o sistema elétrico de distribuição brasileiro. Os procedimentos metodológicos que conduziram esta pesquisa foram os estudos baseados em indicadores de análise de investimento e no cálculo do custo nivelado de energia - LCoE. Como conclusão, esta pesquisa demonstrou que a paridade tarifária já é uma realidade para a energia fotovoltaica quando comparada com as tarifas de energia para fornecimento aos consumidores da classe residencial.
Aperfeiçoamento do modelo de fios finos curvos na malha FDTD através da correção das cargas nas bordas da geometria em escada
(Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais / Universidade Federal de São João del-Rei, 2017) Fonseca, Tarcísio Carlos; Gonçalves, Sandro Trindade Mordente; http://lattes.cnpq.br/9879076086228404; Sandro Trindade Mordente Gonçalves
Com a evolução tecnológica, dispositivos eletromagnéticos ou algumas de suas partes tais como gap de antenas, cabo coaxial, sondas para alimentar antenas impressas, antenas com ressonadores dielétricos, dentre outros, estão cada vez menores. Modelar computacionalmente estruturas muito pequenas é um desafio devido a limitação dos recursos computacionais. Um método numérico que possibilita a modelagem de estruturas com grande complexidade do ponto de vista eletromagnético ou geométrico é o PDTD (Finite Diference in Time Domain). Este possui características interessantes tais como a facilidade de obter respostas impulsivas permitindo a análise em uma grande faixa de frequências por meio de uma única simulação em que o espaço computacional é descrito por meio de uma malha formada por células que discretizam a geometria em estudo. Entretanto, em regiões com dimensões reduzidas, a malha requerida pode impossibilitar a modelagem devido à quantidade excessiva de memória e tempo de simulação requerido. Os modelos sub-celulares podem ser utilizados para tratar estruturas pequenas no FDTD. Porém, estes não apresentam uma resposta satisfatória para modelar fios curvos, visto que são descritos na malha retangular por meio de uma "escada" que alinha a curva à malha. Portanto, modelos sub-celulares não preveem cargas que se acumulam nas quinas geradas pela transformação do fio curvo em escada equivalente, causando erros na determinação dos parametros e fenômenos eletromagnéticos associados às estruturas. Assim, este trabalho apresenta um modelo que adiciona o acúmulo de carga nas bordas dos fios inclinados na malha do FDTD. Este modelo apresenta outras contribuições como as projeções dos campos eletromagnéticos na célula do referido método. O campo magnético que envolve o fio filamentar varia com o inverso do raio efetivo especificado e essa variação faz com que o campo se localize na posição incorreta na célula. Assim, esses são projetados nas bordas da célula para uma melhor representação do modelo do fio fino. Ontra contribuição adicional é a modelagem da carga que acumula no fim do fio na qual não é prevista nos modelos sub-celulares. Para excitação das antenas de fio, realizada no gap da mesma, foi utilizada uma fonte RVS (Resistive Voltagem Source) que tem por característica absorver os campos eletromagnéticos que retornam para o gap. Essa particularidade não é encontrada em outras fontes que tem como carcterística uma distorção no cálculo da impedância. A última etapa do trabalho foi a análise de algumas antenas de fios curvos na malha do FDTD com o modelo proposto e com o modelo sub-celular convencional em comparação com o MoM (Métodos dos Momentos). Assim, foi possível validar do modelo proposto.
Estudo de diferentes tipos de excitação de antenas de microfita utilizando o método das diferenças finitas no domínio do tempo
(Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais / Universidade Federal de São João del-Rei, 2017) Soares, Wagner Cardoso; Gonçalves, Sandro Trindade Mordente; http://lattes.cnpq.br/9879076086228404; Sandro Trindade Mordente Gonçalves; Márcio Matias Afonso; Dalmy Freitas de Carvalho Júnior
Antenas de microfita, no geral, são usadas em aplicações automotivas, aeronáuticas, aeroespaciais, em que se é exigido tamanho, peso e custo reduzidos, alto desempenho, facilidade de instalação e perfil aerodinâmico. Para o projeto destas antenas, programas computacionais são necessários para se verificar o funcionamento das mesmas em determinadas bandas de frequências. Estes programas permitem a simulação de diferentes geometrias da antena, com variações de material sem a necessidade de construção de protótipos, o que possibilita redução de tempo e custo de projeto. Há diversos métodos numéricos para simulação de antenas de microfita, destacando-se MoM, FEM e FDTD. Neste trabalho foi escolhido o FDTD dentre estes, uma vez que a antena projetada possui geometria complexa para operar em banda ultra larga e dielétrico de fibra de vidro FR-4, o qual é um material com perdas e este método obtém bom desempenho para a simulação de antenas com esta configuração. Para validar o código FDTD, primeiramente foi simulada uma antena de geometria mais simples. Uma vez que o código foi validado, o mesmo foi submetido a testes para verificação das influências de configurações gerais do programa no resultado da antena, como passo de tempo, geometria da antena, definição de pontos de excitação e medição e passo de tempo para liberação do pulso de excitação. Como a antena escolhida no projeto possui geometria complexa e material dielétrico com perdas, foi necessária a investigação da fonte de excitação mais apropriada para o problema, dentre estas: fonte resistiva de tensão, parede magnética e subtração da onda incidente da onda total. Para comparação dos resultados simulados, foi feita a simulação da mesma geometria de antena em software comercial. Os resultados das simulações de cada uma das fontes de excitação investigadas demonstram que todas geraram boa correspondência quando comparadas com a curva gerada pelo software comercial, sendo destacado o resultado da parede magnética. A antena desenvolvida foi construída após a validação da simulação. Foi usada uma placa de fibra de vidro de dupla face com dielétrico em FR-4 para construção da antena com as dimensões utilizadas para a simulação. Para evitar ruídos na medição da perda de retorno, a antena foi inserida em uma câmara anecoica. Houve uma boa correspondência entre as simulações realizadas no software FDTD desenvolvido no trabalho, a simulação no programa comercial e a medição da antena construída.
Sistema para reaproveitamento de energia eletromagnética utilizando rectennas
(Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais / Universidade Federal de São João del-Rei, 2017) Brandão, Guilherme Lopes de Figueiredo; Resende, Úrsula do Carmo; Gonçalves, Sandro Trindade Mordente; http://lattes.cnpq.br/9879076086228404; http://lattes.cnpq.br/2792357895049279; http://lattes.cnpq.br/0862734683047770; Úrsula do Carmo Resende; Sandro Trindade Mordente Gonçalves
A utilização de rectennas para reaproveitamento de energia eletromagnética sem fio é uma aplicação recente desses sistemas, que deve levar em consideração as características do sinal recebido, tais como alta frequência e baixos níveis de potência. Além disso, as características não-lineares do circuito retificador dificultam o casamento de impedância entre antena e circuito retificador, sendo necessário um estudo específico para cada aplicação. Assim sendo, este trabalho, de cunho investigativo, apresenta uma revisão bibliográfica acerca dos tipos de rectennas utilizados atualmente, de modo a identificar as geometrias de antenas e topologias de circuitos retificadores que apresentem bom desempenho e facilidade de construção. A partir da revisão bibliográfica, diferentes geometrias de antenas são projetadas e otimizadas, utilizando o software CST® (Computer Simulation Technology), visando alcançar impedância de entrada igual a 50 Ω na frequência de 2,45 GHz. Tais antenas são construídas e comparadas em testes de transmissão-recepção. Utilizando o software ADS® (Advanced Design System), diferentes configurações de circuitos retificadores dobradores de tensão são projetados e otimizados. Os protótipos construídos são testados, a fim de verificar o comportamento do circuito com a variação da potência de entrada, da frequência do sinal e da carga. Por fim, as configurações que apresentaram melhor desempenho individualmente são testadas em um sistema rectenna completo, individual e associado em série/paralelo, de forma a demonstrar a funcionalidade e eficiência da tecnologia.
Otimização, análise e construção de um retificador de baixíssima potência para aplicações em transmissão de energia sem fio e colheita de energia
(Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais / Universidade Federal de São João del-Rei, 2017) Silva, Raphaella Luiza Resende da; Gonçalves, Sandro Trindade Mordente; Resende, Úrsula do Carmo; http://lattes.cnpq.br/2792357895049279; http://lattes.cnpq.br/9879076086228404; Sandro Trindade Mordente Gonçalves; Úrsula do Carmo Resende
Com o avanço da tecnologia e surgimento de diversos dispositivos portáteis utilizados no dia a dia, a necessidade de um sistema que colete e transfira energia sem a utilização de meios físicos torna-se ainda mais evidente. O sistema capaz de coletar a energia do ar através de uma antena e converter essa energia de radiofrequência em energia de corrente contínua para entregá-la a uma carga é conhecido como rectena. O circuito retificador é uma importante parte da rectena. No entanto, devido ao fato da energia estar disponível no ar em níveis baixíssimos de potência e a algumas perdas no sistema, encontrar um circuito retificador com alta eficiência é um grande desafio. Neste trabalho, diferentes topologias de circuito retificador são otimizadas, utilizando Algoritmo Genético, com diferentes diodos, cargas, impedâncias e dimensões de microfitas, a fim de se obter a maior eficiência e tensão de saída possível. Além disso, uma análise é realizada para a compreensão da influência de alguns parâmetros na resposta do circuito retificador, tais como, a frequência de operação, potência de entrada, valor da carga, diodo e dimensões das microfitas. É realizada também a abordagem de um método para caracterização do material dielétrico utilizado na simulação e construção dos circuitos. O trabalho apresenta ainda a modelagem e construção do circuito retificador, resultante do processo de otimização, que melhor atende aos requisitos necessários para a aplicação de coleta e transferência de energia sem fio.
Tecnologias de interação e comunicação para o ensino de matemática em cursos de engenharia na modalidade a distância
(Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, 2017-02-17) Teixeira, Valdimir Alves; Tonini, Adriana Maria; http://lattes.cnpq.br/7318970207481115; http://lattes.cnpq.br/4059066783875352; Adriana Maria Tonini; João Bosco Laudares; Ronaldo Ribeiro Goldschmidt
As dificuldades relacionadas à aprendizagem da Matemática, o alto índice de reprovações dos alunos, a falta de hábitos de estudo, o pouco tempo dedicado à disciplina, a qualidade das mediações nos Ambientes Virtuais de Aprendizagem no sentido de proporcionar uma aprendizagem que favoreça a formação de pessoas mais críticas e criativas, são alguns dos desafios da Educação a distância que vêm exigindo um repensar das práticas docentes. Este trabalho apresenta uma pesquisa qualitativa sobre o efeito da utilização de ferramentas pedagógicas de interação e comunicação, utilizadas nas disciplinas de Matemática, nos cursos de Engenharia na modalidade a distância, como instrumentos na melhoria do processo de ensino e aprendizagem. Nesse sentido, essa pesquisa teve como objetivo conhecer as Tecnologias de Interação e Comunicação para o ensino de Matemática nos cursos de Engenharia na modalidade a distância. Pelos resultados obtidos e as análises realizadas dos relatos nas entrevistas, percebeu-se que o uso de softwares relativos ao ensino e à aprendizagem em Matemática são mais propícios para a construção do conhecimento e autonomia dos alunos. Isso se torna um elemento facilitador sobre a reflexão da própria prática e o desenvolvimento das atividades do curso viabilizando uma educação inovadora cada vez mais próxima e personalizada que caracteriza a modernidade.
Competências para a empresarialização da sustentabilidade na indústria automotiva: discursos de profissionais da área técnica
(Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, 2017-02-20) Carvalho, Tatiane Augusta Godinho de; Tonini, Adriana Maria; http://lattes.cnpq.br/7318970207481115; http://lattes.cnpq.br/1667875726216655; Adriana Maria Tonini; Alberto de Freitas Castro Fonseca; Antônio de Pádua Nunes Tomasi; José Geraldo Pedrosa
Essa dissertação objetivou compreender as competências para sustentabilidade empresarial expressas no discurso de profissionais da área técnica de uma indústria automotiva. A pesquisa baseou-se em uma investigação de caráter qualitativo, realizada por meio de entrevistas e questionários, que permitiu a análise do discurso dos sujeitos da pesquisa e empregou análise documental como apoio. Destaca-se por revisão bibliográfica os impactos ambientais resultantes do crescimento econômico e do desenvolvimento. Define-se, então, as noções envolvidas nos discursos do desenvolvimento sustentável, sustentabilidade geral e sustentabilidade organizacional; aborda também a importância da educação para o desenvolvimento sustentável como forma de alcançar o seu verdadeiro significado. Introduz o conceito de competência e busca a correlação entre competências e sustentabilidade organizacional. Partindo-se da análise do discurso, considera-se que foi possível identificar que o entendimento de sustentabilidade organizacional dos profissionais da área técnica está ligado às certificações e à perpetuação do negócio, e, evidenciou-se assim, que os saberes e as competências requeridos dos sujeitos estão voltados para a competitividade e para solução de eventos que contribuem para promover vantagens econômicas, à organização; Portanto, percebeu-se a coesão entre o conceito, os saberes e as competências para a empresarialização da sustentabilidade na indústria automotiva, ou seja, a forma como os profissionais da área técnica percebem a sustentabilidade se reflete nos saberes e nas competências.

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