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A cirurgia de artrodese da coluna vertebral é o tratamento padrão para quando o disco intervertebral está degenerado e métodos não cirúrgicos falharam. Neste tratamento, um dispositivo intervertebral ou espaçador intersomático é introduzido no lugar do disco, dando sustentação e tentando promover a fusão das vértebras adjacentes. O encaixe apropriado do implante com as vértebras é essencial para a recuperação do paciente. Tecnologias de imagem médica como a tomografia computadorizada (CT) já permitem que se faça uma reconstrução virtual da anatomia interna do paciente a ser tratado. No outro lado, a manufatura aditiva (AM) por extrusão de material permite que um modelo virtual seja facilmente materializado. A recente introdução do polímero biocompatível PEEK na tecnologia de extrusão possibilita o desenvolvimento de implantes personalizados, ou paciente-específico (PSI). PEEK já é usado em implantes de coluna e mostra algumas vantagens como radiotransparência e propriedades mecânicas próximas ao osso humano. O presente trabalho de pesquisa propõe e aplica uma metodologia para o desenvolvimento de implantes personalizados de coluna do tipo espaçador intersomático que alia as tecnologias de CT e AM por extrusão de PEEK. O intuito do estudo é mostrar evidências da viabilidade do uso do material e método para a produção de implantes personalizados. Implantes de coluna foram projetados e modelados de acordo com a geometria e necessidades de cinco casos de estudo. Protótipos dos implantes personalizados foram fabricados em PEEK via AM por extrusão de material e, então, passaram por um recozimento e esterilização. As propriedades dimensionais dos protótipos foram coletadas entre cada etapa. Os protótipos de implantes se mostraram precisos, sem alterações geométricas significativas. A metodologia, design do implante e tecnologias empregadas mostraram-se viáveis para a produção de implantes personalizados. Spinal fusion surgery is the standard treatment for when the intervertebral disc is degenerated and non-surgical methods have failed. In this treatment, an intervertebral device or spinal cage is introduced in the place of the disc, giving support and trying to promote the fusion of the adjacent vertebrae. Proper fitting of the implant with the vertebrae is essential for the patient’s recovery. Medical imaging technologies such as computed tomography (CT) already allow a virtual reconstruction of the internal anatomy of the patient to be treated. On the other hand, additive manufacturing (AM) by material extrusion allows a virtual model to be easily materialized. The recent introduction of the biocompatible PEEK polymer in material extrusion technology makes it possible to develop patient-specific implants (PSI). PEEK is already used in spine implants and shows some advantages such as radiolucency and mechanical properties close to human bone. The present research work proposes and applies a methodology in the development of custom spinal implants of the interbody spacer type that combines CT and AM technologies by PEEK extrusion. The purpose of the study is to show evidence of the feasibility of using this material and method for producing custom implants. Spine implants were designed and modeled according to the geometry and needs of five case studies. Prototypes of the custom implants were manufactured in PEEK via material extrusion AM and then underwent annealing and sterilization. The dimensional properties of the prototypes were collected between each stage. The implant prototypes proved to be accurate, without significant geometric changes. The methodology, implant design and technologies used proved to be viable for the production of personalized implants.

A inovação tem representado um importante papel na continuação de esforços das empresas para tornarem os seus processos mais ágeis e produtivos, sendo um recurso valioso que precisa ser gerenciado pela organização para obtenção de benefícios operacionais e estratégicos. Por sua vez, o empreendedorismo no Brasil vem se tornando uma ferramenta fundamental para o crescimento do país, seja criando novas possibilidades, seja aperfeiçoando as já existentes. A necessidade em conhecimento tributário tornou-se um recurso valioso pelas empresas brasileiras, pois trata-se de um sistema complexo, que apresenta basicamente três formas de enquadramento fiscal: o Simples Nacional, o Lucro Real e o Lucro Presumido e precisa ser administrado pela organização, para obtenção de benefícios operacionais e estratégicos, buscando aumentar a competitividade. Outro ponto é o crescimento de empreendedores pelo sistema MEI - Microempreendedor Individual, que pela oportunidade ou necessidade, são desafiados por um cenário muitas vezes desconhecido criando necessidade de organização e gestão. O objetivo do presente trabalho foi propor a “EMPRESA S”, uma ideia empreendedora criada no modelo de startup, que vem ao mercado com dois produtos. O primeiro uma plataforma digital de acesso imediato onde o interessado pode buscar informações quanto ao regime de tributação e valores de tributos. Com ela é possível verificar qual melhor regime entre os três ofertados: Simples Nacional, o Lucro Real e o Lucro Presumido. E o segundo, um aplicativo organizacional ao MEI - Microempreendedor Individual, que poderá gerenciar contas a pagar e receber, emissão de nota fiscal, entre outras funções com previsão de implantação ao mercado em janeiro de 2021.A calculadora se apresentou com uma grande possibilidade de sucesso em função da pesquisa de validação que demonstrou que 80% dos empresários que usaram estariam dispostos a pagar para ter acesso aos cálculos. Innovation has played an important role in the continuation of efforts by the companies to make their processes more agile and productive, being a valuable resource that needs to be managed by the organization to obtain operational and strategic benefits. On one hand, entrepreneurship in Brazil has become a fundamental tool for the growth of the country, by creating new possibilities and by improving existing ones. The necessity for tax knowledge has become a valuable resource for the Brazilian companies, because it is a complex system, which basically presents three forms of tax framework: the Simples Nacional, the Real Lucro and the Lucro Presumido and it does need to be managed by the organization to obtain operational and strategic benefits, seeking to increase the competitiveness. Another point is the growth of entrepreneurs through the MEI - Microentrepreneur Individual system, that by necessity or by opportunity, have been challenged by an often unknown scenario creating necessity for organization and management. The objective of the current work is to propose to the “COMPANIE S” an entrepreneurial idea created on a startup model, which comes to the market with two products, the first being a digital platform with immediate access, where the interested party can seek information on the tax regime and on the tax amounts, enabling them to verify which is the best regime among the three offered, the Simples Nacional, the Lucro Real and the Lucro Presumido, presenting itself with great possibility of success taking in consideration that in a validation research it has shown that 80% of the entrepreneurs who used the tool,would consider to pay to have access to these calculations, and the second product is an organizational application to MEI - Individual Micro Entrepreneur, who will be able to manage accounts payable and receivable, issuance of invoices, among other functions that are expected to be on the market in January 2021.

A proposta deste trabalho consiste no desenvolvimento de um inversor monofásico utilizando a topologia boost-full-bridge a partir da metodologia unfolding com redução ativa da ondulação de baixa frequência da corrente de entrada. O conversor proposto é resultado da integração dos conversores full-bridge e do boost-interleaved, através do compartilhamento do mesmo grupo de chaves. A composição destes proporcionou a minimização da quantidade de elementos que constituem o sistema, em comparação às estruturas convencionais, refletindo diretamente na diminuição das perdas nos semicondutores. Foi empregada como estratégia de chaveamento a modulação por deslocamento de fase, possibilitando a operação sob comutação suave, permitindo que se trabalhe em frequências elevadas, resultando em um aumento na densidade de potência. O conversor possui como característica intrínseca a baixa ondulação de corrente de alta frequência, tanto em sua entrada quanto em sua saída, ocasionando uma redução dos filtros. A estrutura permitiu o emprego de técnicas de desacoplamento ativo, sem a inserção de elementos adicionais, diminuindo a capacitância do link CC. O desacoplamento ativo impacta diretamente na capacidade de transferência de potência dos módulos fotovoltaicos e no rendimento relacionado à rastreabilidade do ponto de máxima potência. A topologia em questão demonstra um grande potencial, apresentando alta versatilidade em seu modo de operação e em sua configuração, podendo ser empregada em diversas aplicações, como células de combustíveis e microinversores, que exigem ganho estático elevado e alta capacidade de corrente em sua entrada. Também possui empregabilidade em sistemas que requerem múltiplas fontes de energia, como é o caso de soluções híbridas que utilizam bateria e célula de combustível em sua entrada para fornecer energia em sua etapa de saída, propiciando o controle dos fluxos de potência. Como foco neste trabalho, a aplicação do conversor boost-full-bridge é direcionada para sistemas fotovoltaicos, especificamente em um microinversor. O funcionamento é verificado em simulação e implementação em protótipo de 200W. This Master’s Dissertation consists of the development of a boost-full-bridge topology isolated single-phase inverter with active reduction of the input current low frequency ripple through the unfolding methodology. The proposal results from the combination of the full-bridge and the boost-interleaved converters, sharing the same group of switches. This arrangement afforded to have fewer elements on the system, when comparing to conventional ones, therefore reducing the losses on the semiconductors. The adopted switching strategy was the phase-shifting modulation, which allows the soft switching, enabling the operation under high frequency, increasing the system power density. The current low-frequency ripple generated by this converter, on both input and output, is an intrinsic characteristic that promotes a reduction in its filters. The structure allowed to implement active decoupling techniques without adding new elements só that the DC link capacitance was lowered. This method influences directly the power transfer capability from the photovoltaic modules and the efficiency related to the maximum power point tracking. This topology has great potential, presenting high versatility on its operational modes and configurations, being interesting for several applications, such as fuel cells and microinverters, which require high static gain and current capacity on the input. It is also a good choice for systems requiring multiple power sources, like hybrid solutions utilizing batteries and fuel cells as input to providing energy to the output, since it promotes a good power flow management. The boost-full-bridge is studied with a focus on the photovoltaic system’s application, specifically the microinverter. Simulations and tests in the developed 200W prototype were carried for the proposal evaluation.

Esta dissertação apresenta a construção de uma planta didática de um pêndulo invertido de duas rodas, assim como a prototipagem virtual da mesma utilizando o software MSC ADAMS. Por meio desta ferramenta foi possível estudar e simular o comportamento dinâmico deste sistema instável, multivariável e não linear. O modelo matemático para representar a dinâmica do sistema foi obtido utilizando o método de Newton-Euler. Em seguida, controladores de equilíbrio e direção foram projetados para fazer o robô percorrer uma trajetória equilibrando-se de forma automática. A técnica de controle robusto H∞ via LMI foi utilizada e incertezas não estruturadas foram consideradas no modelo matemático do sistema. Por fim, o controlador projetado foi aplicado no protótipo virtual utilizando co-simulação entre o MSC ADAMS e o MATLAB/Simulink e os resultados foram comparados com o controle aplicado no modelo matemático. Após validado, o sistema de controle foi aplicado ao protótipo real. This dissertation presents the construction of a two-wheeled inverted pendulum educational board, as well as its virtual prototyping using the MSC ADAMS software. Through this tool it was possible to study and simulate the dynamic behavior of this unstable, multivariable and nonlinear system. The mathematical model to represent the system dynamics was derived using Newton-Euler method. Then, balance and direction controllers were designed to make the robot travel through a path while it balances by itself. The robust control technique H∞ via LMI was used and unstructured uncertainties were considered in the mathematical model of the system. Finally, the designed controller was applied to the virtual prototype using co-simulation between MSC ADAMS and MATLAB/Simulink and the results were compared with the control applied in the mathematical model. Once validated, the control system was applied to the real prototype.

As cônicas foram objeto de investigação de vários estudiosos ao longo dos séculos, passando pelas geometrias sintética (do grego), analítica e projetiva. No entanto, o currículo para as curvas cônicas na Educação Básica foi reduzido no Brasil, na França, Espanha e México, por exemplo e embora continue presente em diversos cursos universitários, sua abordagem ocorre de maneira fragmenta, com ênfase nas representações algébricas. Com o propósito de enfrentar as dificuldades presentes no ensino das curvas cônicas, utilizamos a engenharia didático-informática para estruturarmos o estudo considerando as dimensões epistemológica, cognitiva, didática e informática. Foi apontada a necessidade de privilegiar uma proposta integrativa das abordagens sintética e analítica, em oposição à fragmentação, com articulação entre as várias representações, relacionando as variáveis visuais às unidades simbólicas correspondentes, por meio das transformações por conversão e tratamento, fazendo uso de um recurso computacional. Para atender a esses requisitos, não podemos nos concentrar apenas no campo matemático ou em sua história. Uma abordagem cognitiva é necessária para especificar a articulação dinâmica de várias representações das curvas cônicas por meio de recursos computacionais, para que o ensino possa contribuir para o desenvolvimento global das habilidades de raciocínio, análise e visualização de estudantes e professores. Desse modo, desenvolvemos o protótipo do Conics Studium 3D, oferecendo a possibilidade de exploração do que denominamos de “registros semióticos dinâmicos”, isto é, de articular de maneira dinâmica suas equações (e suas várias formas entre si – transformação por tratamento), sua representação gráfica cartesiana e a sua representação figural espacial, de modo que, ao realizar deslocamentos na representação figural espacial, obtenhamos modificação no gráfico cartesiano e nas expressões algébricas, permitindo o acesso rápido e contínuo a várias situações (Transformação por conversão). The conics have been studied by mathematicians over the centuries, especially through the different models of geometry: synthetic (Greek), analytic and projective. However, the study of conics in basic education is extremely limited whether in Brazil, France, Spain or Mexico, and although it is still present in several university courses, their approach is fragmented. focus is on algebraic representations. In order to cope with the difficulties encountered in teaching conic curves, we propose the design of a computer artifact. We have implemented the didactic-computer engineering (EDI) to structure this design taking into account its epistemological, cognitive, didactic and computer dimensions. We show the need to favor an integration of synthetic and analytic approaches, as opposed to their fragmentation, an integration that considers an articulation between the different representations, linking the visual variables to the corresponding symbolic units, via transformations by conversion and processing using a computer resource. To meet these requirements, as proposed by EDI, beyond the mathematical study and its history, we undertook a cognitive study to specify the dynamic articulation of various conic curves representations by means of computer resources, so that the artifact designed can contribute to the overall development of reasoning, analysis and visualization abilities of the student and the teachers. For validation, we have developed the 3D prototype of Conics Studium, offering the possibility to explore what we call "dynamic semiotic registers", that is to say to articulate dynamically, equations (and their different forms - transformation by processing), flat graphical representation and spatial graphical representation of conics, so that by making displacements in the spatial figurative representation, we obtain a modification of the Cartesian graph and algebraic expressions, allowing a fast and continuous access to several situations (Transformation by conversion). Les coniques ont été objet d’étude des mathéticiens au cours des siècles, en particulier au travers des différentes modélisations de la géometrie : synthétiques (grecques), analytiques et projectives. Cependant, l’étude des coniques dans l’éducation de base est extrêmente limité que ce soit au Brésil, en France, en Espagne ou au Mexique, et bien qu’elle soit toujours présente dans plusieurs cours universitaires, leur approche est fragmentée, l’accent étant mis sur les représentations algébriques. Afin de faire face aux difficultés rencontrées dans l’enseignement des courbes coniques, nous proposons la conception d’un artefact informatique. Nous avons mis en oeuvre l’ingénierie didactique-informatique (EDI) pour structurer cette conception en prenant en compte ses dimensions épistémologique, cognitive, didactique et informatique. Nous montrons la nécessité de privilégier une intégration des approches synthétiques et analytiques, par opposition à leur fragmentation, intégration qui considère une articulation entre les différentes représentations, reliant les variables visuelles aux unités symboliques correspondantes, via des transformations par conversion et traitement utilisant une ressource informatique. . Pour répondre à ces exigences, comme le propose l’EDI, au delà de l’étude mathématique et son histoire, nous avons entrepris une étude cognitive pour spécifier l'articulation dynamique de diverses représentations de courbes coniques au moyen de ressources informatiques, de sorte que l’artefact conçu puisse contribuer au développement global des capacités de raisonnement, d'analyse et de visualisation de l'élève et des enseignants. Pour la validation, nous avons développé le prototype 3D de Conics Studium, offrant la possibilité d’explorer ce que nous appelons des "registres sémiotiques dynamiques", c’est-à-dire d’articuler de manière dynamique, équations (et leurs différentes formes - transformation par traitement), représentation graphique plane et représentation grafique spatiale de coniques, de sorte qu'en effectuant des déplacements dans la représentation figurée spatiale, nous obtenons une modification du graphe cartésien et des expressions algébriques, permettant un accès rapide et continu à plusieurs situations (Transformation par conversion).

Atualmente os laboratórios clínicos estão ofertando exames nos quais eles não possuem condições de realizá-los, devido a falta de equipamentos ou mesmo por falta de mão de obra especializada, com isso é feita a coleta dos exames em um laboratório e enviado para um segundo laboratório que fará toda a análise. O problema dessa prática é que torna o exame vulnerável a erros nos procedimentos e com demora na resposta ao paciente. A partir desse entendimento, o projeto desenvolvido tem como objetivo o construir um protótipo para coletar lâminas citológicas, fazendo a conversão em imagens digitais e disponibilização em tempo real através de uma plataforma na nuvem, para laboratórios de análises. Dessa forma, os laboratórios podem eliminar o processo de transporte, diminuindo o tempo levado entre a coleta e o acesso das lâminas, visando melhorar o tempo de retorno dos resultados dos exames aos pacientes e diminuir os erros nos procedimentos dos exames. O módulo coletor foi desenvolvido totalmente autônomo; em seu interior há um computador embarcado (Raspberry PI) que funciona como um microcomputador normal. Possui uma câmera digital de 5 Megapixels, especial para a Raspberry PI, fazendo a função de coletar as lâminas físicas, transformando-as em imagens digitais através de um sistema local. O sistema local de imagens foi desenvolvido com Javascript e HTML5, e roda sobre o servidor local Node.JS com CLI do Firebase no navegador da Raspberry. A plataforma que recebe as imagens e os dados dos exames, fica online 24 horas por 7 dias da semana. Fica hospedada em um servidor na nuvem que mantém o acesso ao serviço e conecta-se ao Google Firebase. Este por sua vez, armazena e gerencia todos os dados e imagens do sistema. At present the clinical laboratories are offering exams in which they are not able to perform them, due to the lack of equipment or even lack of specialized manpower, with which the exams are collected in a laboratory and sent to a second laboratory which will do the whole analysis. The problem with this practice is that it makes the examination vulnerable to procedural errors and delays in patient response. Based on this understanding, the project aims to build a prototype to collect cytological slides, converting them into digital images and making them available in real time through a cloud platform for analysis laboratories. In this way, the laboratories can eliminate the transport process, reducing the time taken between collection and access of the slides, aiming to improve the time of return of the results of the exams to the patients and to reduce errors in the procedures of the exams. The collector module was developed completely autonomous; Inside there is an embedded computer (Raspberry PI) that works like a normal microcomputer. It has a 5 Megapixel digital camera, especially for the Raspberry PI, which collects the physical slides, transforming them into digital images through a local system. The local image system was developed with Javascript and HTML5, and runs on the local Node.JS server with Firebase CLI in the Raspberry browser. The platform that receives the images and the data of the exams, goes online 24 hours by 7 days of the week. It is hosted on a server in the cloud that maintains access to the service and connects to Google Firebase. This in turn stores and manages all data and system images.

Este trabalho tem como objetivo o desenvolvimento de uma palmilha instrumentada, baseada em sensores piezoelétricos cerâmicos e redes neurais artificiais para identificação do tipo de pisada; e assim auxiliar em análises e diagnósticos de profissionais da saúde. A pressão plantar é resultante do contato da região plantar (inferior do pé) com uma superfície, podendo ser medida por meio de plataformas baropodométricas ou palmilhas instrumentadas. Essa variável é utilizada em estudos de correção postural, análise do movimento, correção do tipo de pisada e identificação de doenças na região plantar. O dispositivo contém uma palmilha instrumentada com 13 sensores dividida em regiões plantares (retropé, mediopé, antepé e hálux), acoplada à uma placa central que realiza o condicionamento e transmissão sem fio dos dados. Como receptor e armazenamento dos dados, foi utilizado um dispositivo móvel (smartphone) via comunicação Bluetooth©. Foram coletados os dados de pressão plantar de 14 pessoas com média de idade de 28,7 ± 8,8 anos, utilizados como entrada em uma rede neural artificial (RNA) MLP (MultiLayerPerceptron) para classificação do tipo de pisada de cada indivíduo. Todos os indivíduos realizaram um procedimento de caminhar 10 vezes um percurso de 10 metros com o dispositivo instalado, totalizando 100 metros. Após a coleta de dados realizada, um profissional da saúde avaliou cada um dos indivíduos para fornecer a saída desejada da RNA em supinada, pronada e neutra. Os dados foram processados e divididos em amostras, as quais foram utilizadas como base de dados da RNA. Como métodos de treinamento da RNA, foram aplicados holdout e validação cruzada. A MLP contendo 21 neurônios na camada escondida, utilizando validação cruzada, obteve 99,63% de acerto para todo o conjunto de dados. Adicionalmente, tem-se os resultados obtidos divididos em acurácia, sensibilidade, especificidade e eficiência (matriz de confusão) por tipo de pisada; apresentando os mínimos e máximos respectivamente: 99,7% e 100% em acurácia (neutra, supinada e pronada), 99,7% e 100% em sensibilidade (neutra e pronada), 99,8% e 100% em especificidade (supinada e pronada), e por último, 99,7% e 100% em eficiência (neutra e pronada). Baseando-se nesses valores é possível afirmar que a RNA possui maior dificuldade de distinguir a pisada supinada da neutra. Com isso, conclui-se que é possível utilizar o protótipo desenvolvido para medição de pressão plantar, assim como a MLP projetada para classificar o tipo de pisada de um indivíduo. The aim of this work is the development of an instrumented insole, based on ceramic piezoelectric sensors and artificial neural networks to identify the type of footprint; and thus assist in the analysis and diagnosis of health specialists.The plantar pressure is the result of the contact of the plantar region (lower foot) with a surface, and can be measured by baropodometric platforms or instrumented insoles. This variable is used in studies of postural correction, movement analysis, correction of the type of footfall and identification of diseases in the plantar region. The device contains an instrumented insole with 13 sensors divided into plantar regions (hindfoot, midfoot, forefoot and hallux), coupled to a central board that performs conditioning and wireless transmission of the data. As a receiver and data storage, a mobile device (smartphone) was used via Bluetooth© communication. Plantar pressure data were collected from 14 people with mean age of 28.7 ± 8.8 years, used as input in an artificial neural network (RNA) MLP (Multi-Layer Perceptron) to classify the type of footprint of each one. All subjects performed a procedure of walking 10 times a course of 10 meters with the device installed, totaling 100 meters. After data collection, a health professional evaluated each individual to provide the desired output of RNA in supinated, pronated and neutral. The data were processed and divided into samples, which were used as RNA database. As methods of RNA training, holdout and cross validation were applied. The MLP containing 21 neurons in the hidden layer, using cross-validation, obtained a 99.63% accuracy for the entire data set. In addition, the obtained results are divided in accuracy, sensitivity, specificity and efficiency (confusion matrix) by type of footprint; showing the lower and higher values respectively: 99.7% e 100% in accuracy (neutral, supinated and pronated), 99.7% and 100% in sensitivity (neutral and pronated), 99.8% and 100% in specificity (supinated and pronated), and finally, 99.7% and 100% in efficiency (supinated and pronated). Based on these values, it can be stated that RNA presented the best performance in the classification of the type of footprint in pronated and there is a greater difficulty to distinguish supinated from neutral. It is concluded that it is possible to use the device developed for plantar pressure measurement, as well as the MLP designed to classify the type of footprint.

Conselho Nacional do Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) O presente trabalho tem como objetivo avaliar o desempenho térmico de uma cobertura vegetada em uma guarita de fibra de vidro para as condições climáticas primavera-verão de Curitiba/PR. A metodologia propõe a comparação da temperatura do ar e de superfícies no interior de guaritas em condição experimental (ME) e módulo controle (MC) para cinco diferentes configurações de composição de sistema (substrato; substrato e vegetação; substrato, vegetação e tela) e de condições da janela (aberta e fechada). O monitoramento das variáveis de temperatura do ar, superficiais e umidade do ar foi realizado entre primavera de 2017 e verão de 2018. A análise de conforto e estresse térmico seguiu parâmetros normativos de índice de bulbo úmido e temperatura de globo - IBUTG e temperatura efetiva - TE. Constatou-se que a envoltória de fibra de vidro, por ser leve e de baixa resistência térmica, interfere diretamente na temperatura do ar em ambos os módulos. Evidenciou-se que o sistema de cobertura vegetada implantado no ME ofereceu amortecimento térmico bem como atraso térmico na superfície da cobertura. A temperatura de superfície interna em ME reduziu-se em até 12,1°C, na comparação direta com MC. Enquanto a mesma relação para monitoramento da temperatura interna do ar, foi de 2,5º C. As horas iguais ou superiores a 30°C de IBUTG foram nulas, possibilitando a obtenção do conforto no ambiente de trabalho, o mesmo ocorrendo com os valores obtidos para o coeficiente de TE, os quais permaneceram dentro da faixa definida para conforto em 21 % das horas totais monitoradas. Finalmente, ao se comparar a estratificação térmica para as configurações adotadas para ME, evidenciou-se a capacidade de amortecimento térmico devido ao conjunto substrato-vegetação e à tela de sombreamento adotada. This study aims to evaluate the thermal performance of a vegetated roof in a fiberglass security booth for the spring-summer climatic conditions of Curitiba / PR. The methodology was based on the comparison of an experimental module (EM) against a control module (CM) for five different configurations of the green-roof system (substrate, substrate and vegetation, substrate, vegetation and shading screen) and window conditions (open and closed). The monitoring of air temperature, surface and air humidity variables was performed between spring 2017 and summer 2018. The thermal comfort / thermal stress analysis followed normative parameters of the wetbulb globe temperature index (WBGT) and the effective-temperature index (ET). It was found that the fiberglass booth, due to its low thermal mass, interferes directly with the air temperature in both modules. The green roof in EM reduced thermal fluctuation with time-lag effect in terms of surface temperatures. Internal surface temperature reduced by up to 12.1°C when compared to CM. The hours equal to or greater than 30°C WBGT were null, ensuring comfort conditions indoors, the same occurring with the values obtained for the ET coefficient, which remained within the comfort range at 21 % of the total monitored hours. Finally, thermal stratification in ME could be attributed to the substrate’s thermal capacity and vegetation cover and to the shading mesh.

Orientadora: Prof.ª Dr.ª Claudia Robbi Sluter Coorientador: Prof.ª Dr.ª Silvana P. Camboim Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências da Terra, Programa de Pós-Graduação em Ciências Geodésicas. Defesa : Curitiba, 23/02/2018 Inclui referências: p.111-117 Resumo: Este trabalho tem como objetivo desenvolver um método de validação dos requisitos para atender as particularidades da geoinformação em um Sistema de Informações Geográficas para o cálculo da Contribuição de Melhoria. Apesar de pouco conhecido, a Contribuição de Melhoria é um tributo que pode ser uma alternativa na captação de recursos financeiros nos municípios brasileiros. O seu valor é estabelecido conforme a localização entre a propriedade beneficiada e a obra pública responsável pela valorização do imóvel. E por isso, um sistema de geoinformação pôde ser proposto. As soluções de geoinformação podem ser consideradas como sistema, e para alcançar os objetivos estabelecidos, os requisitos devem ser identificados nas etapas iniciais do projeto, levando em conta as características da geoinformação e as necessidades do usuário. Neste sentido, empregam-se as técnicas da Engenharia de Requisitos, sendo a validação a atividade para determinar os requisitos que realmente definem o sistema. Dessa forma, através das atividades propostas pela Engenharia de Requisitos, os requisitos foram definidos após a compreensão do domínio da aplicação do sistema e formalizados em um documento. A validação dos requisitos teve apoio de um protótipo que executou as principais funcionalidades do sistema, e os cenários que descreveram as condições para se realizar uma tarefa no sistema. Ainda, os cenários detalhou a simulação do usuário com o protótipo. Assim, a simulação das atividades do usuário no protótipo possibilitou avaliar a satisfação do usuário em relação as suas expectativas e contribuiu para a definição e especificação dos requisitos de forma objetiva. O que permite concluir que o uso das técnicas da Engenharia de Requisitos, bem como o protótipo e cenários, atendem efetivamente as particularidades da geoinformação e ao sistema alcançar o seu objetivo. Palavras-chave: Geoinformação. Requisitos. Protótipo Abstract: This research proposes a method of validation requirements to consider the geoinformation characteristics in a Geographic Information System to betterment tax calculation. The betterment tax is a little-known tribute, which can be an alternative in attracting financial resources in Brazilian municipalities. And its calculation engages the knowledge of geoinformation, because the value of the contribution is established according to the location between the benefited property and the public work responsible for the valuation. Therefore, a geoinformation system can be proposed. It is considered that the geoinformation solutions can be project as a system. To achieve its objectives, the requirements must be identified in the initial steps of the project, considering the geoinformation characteristics and the user needs. In this way, the techniques of the Requirements Engineering can be employed. And the validation is an activity to determine the requirements that really define the system. Therefore, the requirements were defined after the understanding of the domain application system and formalized in a document. To validate the requirements, a prototype of the system was developed to execute the main functionalities, and the scenarios were created to describe the conditions to perform a task in the system. And yet, the scenarios were used to detail the user simulation with the prototype. Thus, the simulation of user activities in the prototype made it possible to evaluate user satisfaction in relation to their expectations and contributed to the definition and specification of the requirements in an objective way. This allows us to conclude that the use of the techniques of Requirements Engineering, as well as the prototype and scenarios, effectively meet the particularities of the geoinformation and the system reach its objectives. Keywords: Geoinformation. Requirements. Prototype

CNPq Este trabalho apresenta um retificador trifásico isolado com correção do fator de potência utilizando um autotransformador Scott e utilizando dois retificadores monofásicos isolados com correção do fator de potência de estágio único (S2). O autotransformador Scott faz uma redução de fases permitindo que se utilizem dois retificadores de estágio único. Os conversores monofásicos utilizados são do tipo Full-Bridge Flyback. O conversor proposto pode operar como elevador ou abaixador de tensão dependendo da relação entre as tensões de entrada e saída do conversor. O controle do conversor foi feito via MCU modelo TMS320F28335. Este trabalho apresenta a análise teórica do conversor operando em modo de condução contínua (CCM), bem como os resultados experimentais baseado em um protótipode 4kw. This work presents a three-phase isolated rectifier with power factor correction using a Scott autotransformer and two isolated single-phase single-stage (S2) rectifiers. The Scott autotransformer provides a phase reduction allowing the use of two single-phase rectifiers. The single-phase converters used are the Full-Bridge Flyback type. The proposed converter can operate as a step-down or a step-up voltage, according to the relation between input andoutput voltage. The control of the converter was made in a MCU model TMS320F28335. This paper presents the theoretical analysis of the converter for continuous conduction mode (CCM) as well as experimental results based on a 4 kW prototype.

Esta dissertação apresenta o desenvolvimento de um sistema de controle seguidor, com realimentação de estados, para uma planta didática de um quadrirotor constituído de quatro rotores dispostos em forma de cruz. A dinâmica do sistema é não linear e multivariável, a planta pode ser configurada com dois e três graus de liberdade, nela foram estudados os movimentos de rolagem, arfagem e guinada. Os modelos matemáticos do sistema foram gerados através do método de prototipagem virtual, com o auxílio do software de análise dinâmica MSC ADAMS. Foram gerados dois modelos para cada configuração de planta, um linear e outro não linear. O modelo linear foi empregado para gerar as matrizes de ganho utilizadas no sistema de controle com realimentação de estados com atribuição de autoestrutura completa, o modelo não linear representa a dinâmica da planta real. Os modelos foram simulados utilizando os softwares MATLAB/SIMULINK e MSC ADAMS, foram utilizadas entradas do tipo degrau, rampa e senoidal. Análises foram realizadas e verificou-se que o sistema de controle teve capacidade de controlar o sistema não linear utilizando os ganhos encontrados através do modelo linear, uma vez que os erros encontrados foram considerados aceitáveis. O sistema também mostrou-se eficaz na presença de ruído. This dissertation presents the development of a tracking control system, with state feedback, for a didactic plan of a quadrirotor constituted of four rotors arranged in a cross shape. The dynamics system is nonlinear and multivariable, the plant can be set up with two and three degrees of freedom, enabling to study the movements of roll, pitch and yaw. The mathematical models system were generated by virtual prototyping method, with the aid of the dynamic analysis software MSC ADAMS. Two models were generated for each plant configuration, a linear and a nonlinear. The linear model was employed to generate the gain matrix used in the state feedback control system with entire eigenstructure assignment, the nonlinear model represents the dynamics real plant. The models were simulated using the MATLAB/SIMULINK and MSC ADAMS softwares, step, ramp and sine type inputs were used. Analyzes were performed and it was verified that the control system was able to control the nonlinear system using the gains found through the linear model, since the errors found were considered small. The system also proved to be effective in the presence of white noise.

A marcha humana é caracterizada por uma sequência de múltiplos eventos, rápidos e complexos. Os parâmetros espaço-temporais da marcha podem ser utilizados para identificar possíveis desordens. Há diversas tecnologias disponíveis comercialmente para análise damarcha humana. Contudo, a maioria dessas tecnologias apresenta limitações no que diz respeito à sua portabilidade, ao alto custo de aquisição, difícil manuseio e manutenção, falta de modularidade e reduzida aplicabilidade em clínicas. Este estudo tem como objetivodesenvolver um protótipo de um sistema de medição táctil para mapeamento plantar e quantificação dos parâmetros espaço-temporais da marcha humana. A metodologia é dividida em duas etapas: a primeira consiste no desenvolvimento do hardware e do software e a segunda compreende os testes. O sistema de medição desenvolvido é constituído por sensores, microcontroladores ATmega328, módulos e cabos para comunicação por meio de conexão USB, além de um algoritmo para aquisição, transmissão e processamento dos dados advindos da região de matriz de sensores. Um algoritmo em C++ foi implementado para varredura e leitura da matriz de sensores do sistema de medição táctil e foi elaborada uma interface homem máquina de fácil manuseio pelo usuário. Posteriormente, o sistema de medição táctil foi validado por meio de testes que mapearam os passos de um indíviduo e quantificaram os parâmetros espaciais e temporais da marcha. Os valores mensurados foram comparados com os valores citados na literatura e com os obtidos pelo método podograma (cronômetro com pista demarcada) e pelo método filmagem. Os testes mostraram que o sistema de medição táctil apresenta conectividade e funcionalidade adequada, sendo capaz de mapear os passos e quantificar os parâmetros espaço-temporais essenciais (comprimento do passo, largura da base, cadência, velocidade, número de passos) para a análise da marcha humana. Além disso, os testes demostraram que estes parâmetros espaço-temporais medidos são próximos dos citados na literatura e correlacionam-se com os valores obtidos nos métodos podograma e filmagem. Podese concluir que a modularidade e a versatilidade do sistema de medição proposto, assim como sua aplicabilidade e seu baixo custo, permite sua utilização em clínicas, asilos ou casas de cuidados com idosos possibilitando estudos dos parâmetros básicos esssenciais da marcha humana

O emprego de sistemas passivos de condicionamento de ambientes ao invés de equipamentos de climatização artificial pode ser uma solução bastante conveniente para diminuir o gasto de eletricidade e melhorar o conforto térmico de uma edificação. Uma das técnicas usadas para a melhoria do desempenho térmico de edificações é a utilização de “Paredes Trombe”. Este é um sistema de climatização passiva que utiliza ganhos solares associados à inércia térmica de uma parede para absorver calor no período frio sem bloquear suas perdas do período quente. Esta pesquisa tem como objetivo analisar o potencial de aquecimento/resfriamento de um sistema de climatização passiva baseado na utilização de uma Parede Trombe. Para isso, foram construídos dois protótipos em escala reduzida, sendo um deles com Parede Trombe e o outro em alvenaria de blocos de concreto, sem o sistema passivo. As medições ocorreram em períodos frios (datas) de 2011 e no período de verão de 2012, para configurações distintas da Parede Trombe. Os resultados mostraram que a Parede Trombe teve um resultado positivo tanto para o inverno quanto para o verão. The use of passive solar heating for achieving thermal comfort inside a building is a very convenient solution to reduce the cost of electricity. One of the techniques used to improve the thermal performance of buildings is using "Trombe Walls." This is a passive solar heating system that uses solar gains associated with the thermal inertia of a wall to absorb heat during cold periods without blocking their loss in the warm period. This research aims to analyze the potential for heating and cooling of a Trombe Wall. For this, two cells were built on a small scale: passive solar cell and a reference cell. The measurements took place in cold periods (dates), of 2011 and during the summer of 2012, for different configurations of the Trombe Wall. The results showed that the Trombe Wall had a positive result for both winter and summer.