Discente: Welton do Rego Barreto

Título: BANCADA DE TESTE PARA CARACTERIZAR COLETORES SOLARES TÉRMICOS EM ESCALA LABORATORIAL

Orientador: Prof. Dr. Ricardo Ataíde de Lima

Examinador interno: Prof. Dr. Luis Arturo Gómez Malagón

Examinador externo: Prof. Dr. Diogo Roberto Raposo de Freitas

Data: 26 de Setembro de 2022

Local: Sala K-4

Resumo do projeto: 

O laboratório de Optoeletrônica do Instituto de Inovação Tecnológica - IIT da UPE realiza estudos no tocante ao uso de nanopartículas aplicadas em Coletores Solares Térmicos (CST), com o objetivo de aumentar a eficiência do casamento espectral entre a luz do sol e os fluidos usados nesses sistemas de conversão energética. Dessa forma, se faz necessário projetar um protótipo de instrumentação para caracterizar coletores solares térmicos em escala laboratorial para auxiliar nas análises de vários parâmetros importantes para determinar o desempenho dos nanofluidos estudados. Logo, tem-se como objetivo geral deste trabalho desenvolver um projeto de instrumentação eletrônica de um sistema de caracterização de um Coletor Solar Térmico (CST) em pequena escala, além de um programa supervisório de aquisição de dados em tempo real. Para isso, como metodologia fez-se necessário a construção dos subsistemas que compõem o CST em escala laboratorial - com o sensor de intensidade solar, o circuito para o funcionamento de uma bomba peristáltica em vazões pré-estabelecidas, os sensores para monitorar as temperaturas do fluido no CST, o sistema para o controle da temperatura do nanofluido em uma faixa desejada, os sensores para a medição da temperatura e umidade ambiente - por meio da utilização de uma plataforma microcontrolada e circuitos eletrônicos especificamente dimensionados. Ademais, o desenvolvimento em C# de um programa supervisório residente em um computador, que irá monitorar e controlar o sistema microcontrolado. Como resultado, os subsistemas foram dimensionados, projetados e, quando atuando individualmente, apresentaram um desempenho satisfatório. Pôde-se coletar os valores mensurados através do supervisório desenvolvido. De posse dos valores obtidos das propriedades do fluido de trabalho e das características do CST, foi possível mensurar o seu desempenho.

Palavras-chave: Coletor Solar de Absorção Direta, Instrumentação Eletrônica, Sistema Supervisionado, Energia Solar.

Discente: AILTON GONÇALVES DA SILVA

Título: OTIMIZAÇÃO MULTIOBJETIVO DA GERAÇÃO DE CALOR COM FONTES ALTERNATIVAS PARA O TRATAMENTO HIDROTÉRMICO DAS MANGAS EM PETROLINA

Orientador: PROF. DR. LUÍS ARTURO GÓMEZ MALAGÓN

Coorientador: PROF. DR. CARMELO JOSÉ ALBANEZ BASTOS FILHO

Examinador interno:  PROF. DR. JORNANDES DIAS DA SILVA

Examinador externo: PROF. DR. ALCIDES CODECEIRA NETO

Data: 27 DE SETEMBRO DE 2022

Local: SALA I-7

Resumo do projeto: 

O Estado de Pernambuco possui Arranjos Produtivos Locais (APLs) relacionadas aos setores de confecções, laticínios, gesso, fruticultura. Nestes setores apresentam atividades que requerem calor de processo, cuja transferência de energia é realizada por meio do aquecimento de água, principal insumo nessas aplicações industriais. No APL da fruticultura no município de Petrolina é empregado o tratamento  hidrotérmico das mangas, o qual consiste na imersão da fruta em um tanque com água quente (T > 46,1°C) durante 90 minutos. Este tratamento é necessário para realizar o controle das moscas-das-frutas, que é exigido para que as mangas possam ser exportadas para países como Estados Unidos, Japão e Chile. Convencionalmente, a energia empregada nas industrias difundidas deste município é oriunda de caldeiras a Gás Liquefeito de Petróleo (GLP). No entanto, a utilização de fontes de energia com baixa emissão de poluentes tem se tornado uma tendência, dentre as quais a aplicação da energia solar tem se destacado. Tendo em vista que Petrolina possuielevados índices de radiação solar, que pode ser utilizado para a geração de calor de processo, este trabalho visa realizar a otimização multiobjetivo da geração de calor do tratamento hidrotérmico das mangas em Petrolina usando energia solar térmica e fotovoltaica. A análise técnica do uso dos coletores solares e dos módulosfotovoltaicos foi realizada utilizando o software TRNSYS. Neste software foram analisados três cenários: o primeiro consiste no sistema convencional de geração térmica, a fim de validar a simulação considerando apenas o GLP como fonte de calor;o segundo consiste no sistema termossolar para auxiliar a demanda de calor do processo convencional; e o terceiro consiste na aplicação dos sistemas termossolar e fotovoltaico como fontes auxiliares na demanda de calor do processo convencional. A análise econômica foi realizada usando o método de Life-Cycle Savings (LCS), a qual determina os ganhos em Valor Presente Líquido (VPL) obtidos pelo uso do sistema termossolar em função da área dos coletores. Além do LCS, este trabalho também determinou o valor do Payback e da Taxa Interna de Retorno (TIR), que juntos representam os indicadores financeiros atrelados a viabilidade econômica de um modelo de negócio (investimento). A otimização multiobjetivo foi realizada no terceiro cenário em que foram determinadas as variáveis de projetos para minimizar o custo e maximizar o LCS durante o tempo de vida do sistema proposto. Para avaliar a otimização foi utilizado dos algoritmos: força bruta (solução exata) e o algoritmo genético de classificação não dominada II (NSGA-II). O primeiro avalia e testa todas as possibilidades dentro do campo de busca proveniente da simulação computacional. Já o segundo utiliza inteligência computacional para avaliar e testas as possibilidades de forma aproximada com menor custo computacional. Os resultados mostraram que para o segundo cenário, a curva do LCS tem um valor máximo positivo quando a área dos coletores solares é de 360m2, apresentando um Payback de 52 meses com uma TIR de 2,57%a.m. ressaltando, assim, a atratividade do investimento. Já no terceiro cenário, os resultados mostraram que o sistema convencional poderia ser completamente substituído pelo sistema composto apenas pelas fontes renováveis. Também foi possível observar que a otimização multiobjetivo gerou um custo computacional 93,3% menor utilizando o algoritmo NSGA-II comparado com o algoritmo de força bruta.

Palavras-chave: Mangas, TRNSYS, Termossolar, Fotovoltaica, Otimização multiobjetivo.

Discente: DANILO OLIVEIRA DE CARVALHO

Título: ANÁLISE DE DESEMPENHO DE MODELOS DE REGRESSÃO ENTRE AVALIAÇÕES SUBJETIVAS E OBJETIVAS APLICADOS A SISTEMAS DE BAIXO VIRTUAL

Orientador: PROF. DR. CARMELO JOSÉ ALBANEZ BASTOS FILHO

Coorientador: PROF. DR. SERGIO CAMPELLO OLIVEIRA

Examinador interno: PROF. DR. DIEGO JOSÉ RÁTIVA MILLÁN  

Examinador externo: PROF. DR. VLADIMIR HOMOBONO SOARES

Data: 29 DE SETEMBRO DE 2022

Local: SALA I-4

Resumo do Projeto: 

Devido as suas limitações físicas, os alto falantes de pequenas dimensões são incapazes de reproduzir baixas frequências com qualidade aceitável sem gerar consequências indesejáveis, como a distorção por exemplo. No intuito de superar essas limitações, os sistemas de baixo virtual (Virtual Bass System - VBS), que podem ser compreendidos como um conjunto de operações de processamento de sinais, apresentam-se como uma opção a ser considerada, uma vez que, através de dispositivos não lineares (Non-Linear Device - NLDs), estes são capazes de modificar as faixas processadas de forma que seus ouvintes percebam os tons graves através de efeitos psicoacústicos mesmo sem sua reprodução física. Considerando que os efeitos produzidos por estes dispositivos variam de acordo com as suas configurações assim como em relação às características do sinal processado, seus resultados precisam ser avaliados por usuários a fim de selecionar uma opção satisfatória em cada caso. Para tal, este trabalho prevê a aplicação de um método de avaliação subjetiva para um conjunto de áudios processados por VBS variados, gerando dados que representam suas preferências. Em um primeiro momento, este processo se dá em torno da seleção do tipo do NLD que apresenta melhores resultados de forma geral e, em segunda etapa, da compreensão das relações entre suas configurações e características da faixa. Tendo em vista que este processo não seria viável para grandes escalas ou mesmo para processamento em tempo real, também foi aplicado um método objetivo de avaliação, onde uma série de indicadores relacionados aos sinais são calculados. A partir destes dois conjuntos são computados, por meio de métodos de regressão, modelos matemáticos capazes de relacioná-los. Por fim, seus indicadores de performance são comparados.