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CONSELHO NACIONAL DE DESENVOLVIMENTO CIENTÍFICO E TECNOLÓGICO Esta tese associa duas técnicas de fronteira na área de Ensaios Não-Destrutivos magnéticos, que são a utilização do magnetômetro supercondutor SQUID como instrumento de medida e de Redes Neurais como ferramentas de análise dos sinais detectados. Medidas pioneiras com o SQUID foram realizadas em amostras de aço e de alumínio contendo defeitos diversos, e foram idealizados e implementados dois Sistemas Neurais, os quais utilizaram combinações de vários tipos de redes neurais para, a partir do campo magnético medido, obter informações a respeito da geometria dos defeitos, possibilitando assim estimar sua gravidade. This thesis combines two state-of-the-art techniques in the area if magnetic Nondestructive Evaluation, that is, the application of the superconducting magnetometer SQUID as the magnetic sensor, and the use of Neural Networks as analysis tools for the detected magnetic signals. Pioneering measurements using the SQUID have been made in steel and aluminum samples with various types of flaws, and two Neural Systems have been implemented, based on the combination of several neural networks algorithms. Such systems aim to, based on the measured magnetic field, obtain information about defect geometry, thus allowing the assessment of defect severity.

PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO RIO DE JANEIRO COORDENAÇÃO DE APERFEIÇOAMENTO DO PESSOAL DE ENSINO SUPERIOR PROGRAMA DE SUPORTE À PÓS-GRADUAÇÃO DE INSTITUIÇÕES COMUNITÁRIAS DE ENSINO PARTICULARES Em consequência de modificações econômicas, populacionais e nos padrões de consumo, a utilização de água doce aumentou significativamente nos últimos 100 anos. Notoriamente, a medição mostra-se primordial para estimular a conservação da água. Sendo assim, esta dissertação tem por intuito contribuir para o aprimoramento das tecnologias dos hidrômetros, mais especificamente para medição do volume de água escoado em uma tubulação de unidades autônomas em edifícios. Com isso, o presente estudo objetiva avaliar a aplicabilidade de um sensor resistivo de filme fino (bend sensor), com diferentes revestimentos e comprimentos, para implementação em sistemas de medição individualizada de água. Além disso, a motivação deste trabalho é propor um hidrômetro utilizando as válvulas de controle de fluxo que, normalmente, já estão presentes nas instalações hidráulicas condominiais, evitando, assim, a necessidade de obras maiores em prédios antigos, que possuem medição coletiva de consumo de água. Metodologicamente, apresenta-se o sistema desenvolvido para as caracterizações eletromecânica e térmica do sensor, a simulação computacional do sensor realizada por meio do software Ansys e do circuito eletrônico feita no software LTspice (marca registrada) , o treinamento de uma rede neural artificial e as estimativas de volume a partir de pulsos trapezoidais. Os resultados obtidos permitiram avaliar, levando em consideração o tipo de revestimento, que o sensor revestido com poliéster possui um melhor comportamento para o hidrômetro proposto. Além disso, esta avaliação permitiu concluir que o bend sensor demonstrou viabilidade para ser utilizado como transdutor deste medidor volumétrico, podendo ser facilmente inserido dentro de algum componente hidráulico, como uma válvula de controle de fluxo, por exemplo. As a result of economic, population, and consumption patterns changes, the use of freshwater has increased significantly in the last 100 years. Notably, measurement is essential to encourage water conservation. Therefore, this dissertation aims to contribute to the advancement of water meter technologies, specifically for measuring the volume of water drained in a pipeline of autonomous units in buildings. Thus, the present study aims to evaluate the applicability of a thin-film resistive sensor (bend sensor) with different coatings and lengths for implementation in individualized water measurement systems. In addition, the motivation of this work is to propose a volumetric meter using flow control valves that, ordinarily, are already present in the buildings hydraulic installations, thus avoiding the need for large-scale works in old buildings, which have collective measurement of water consumption. Methodologically, it is presented the system developed for the electromechanical and thermal characterization of the sensor, the computational simulation of the sensor performed using the Ansys software, and of the electronic circuit designed in LTSpice (trademark) software, the training of artificial neural network and the volume estimates from trapezoidal pulses. The results obtained allowed us to assess that, taking into account the type of coating, the sensor coated with polyester has better behavior for the proposed hydrometer. In addition, this evaluation allowed to conclude that the bend sensor demonstrated the feasibility to be used as a transducer of this volumetric meter and can be easily inserted inside a hydraulic component, as a flow control valve, for example.

PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO RIO DE JANEIRO CONSELHO NACIONAL DE DESENVOLVIMENTO CIENTÍFICO E TECNOLÓGICO O gerenciamento correto das pastagens em regiões agropecuárias tem papel fundamental na própria produção, na prevenção ao desperdício da biomassa vegetal e a liberação de gases de efeito estufa (GEE). Além disso, é necessário evitar o movimento inapropriado do rebanho entre pastos, pois este é um processo demorado e pode ser estressante para o animal. O sucesso desta gestão requer uma avaliação eficiente dos recursos da plantação. Os estudos desenvolvidos com esta finalidade tem relação direta com a estimativa da quantidade de biomassa em uma região específica da pastagem, pois, na prática, ela não é realizada de forma precisa, devido à dificuldade de medição em toda a área delimitada. Este trabalho tem como objetivo desenvolver uma metodologia de estimativa de biomassa de baixo custo, baseada em modelos de regressão que correlacionem os atributos de entrada mais relevantes para a aplicação com o real peso da plantação, medido em g/m2 . Para os atributos, foi medida a altura da grama forrageira e calculados os índices de vegetação baseados em RGB a partir de imagens de veículos aéreos não tripulados (VANTs). Como metodologia, utilizou-se regressões lineares, não lineares, redes neurais artificiais baseados em perceptrons de múltiplas camadas e a combinação de todos os modelos gerados (stacking ensemble). Foram alcançados resultados satisfatórios utilizando modelos de redes neurais com ainda duas camadas e com a metodologia de empilhamento de modelos, alcançando um RMSE de 31.76 g/m2 , MAPE de 13.35 por cento e R 2 de 0.9. Portanto, a metodologia proposta pode se tornar uma solução promissora e acessível para a estimativa de biomassa vegetal para uma gestão eficiente e sustentável do rebanho. The correct management of pastures in agricultural regions plays a fundamental role in the production itself, in the prevention of plant biomass waste and the release of greenhouse gases (GHG). In addition, it is necessary to avoid inappropriate movement of the herd between pastures, as this is a time-consuming process and can be stressful for the animal. The success of this management requires an efficient assessment of the plant resources. The studies developed for this purpose are directly related to the amount estimation of biomass in a specific region of the pasture, because, in practice, it is not carried out accurately, due to the difficulty of measurement throughout the field. This work aims to develop a low-cost biomass estimation methodology, based on regression models that correlate the most relevant input features for the application with the actual density of the plantation, measured in g/m2 . For the features, the height of the forage grass was measured and the vegetation indexes based on RGB were calculated from images of unmanned aerial vehicles (UAV). Linear, nonlinear regression (MNLR), artificial neural networks (ANN) based on multi-layer perceptron (MLP) and the combination of all models generated (stacking ensemble) were the methodologies tested in order to achieve the best correlation. Satisfactory results were achieved using models of neural networks with two layers and using stacking ensemble methodology, reaching a RMSE of 31.76 g/m2 , MAPE of 13.35 percent and R-Squared of 0.9. Therefore, the proposed methodology may become a promising and affordable solution for plant biomass estimation toward efficient and sustainable herd management.

PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO RIO DE JANEIRO COORDENAÇÃO DE APERFEIÇOAMENTO DO PESSOAL DE ENSINO SUPERIOR PROGRAMA DE SUPORTE À PÓS-GRADUAÇÃO DE INSTITUIÇÕES COMUNITÁRIAS DE ENSINO PARTICULARES Corpos estranhos ferromagnéticos inseridos acidentalmente em pacientes geralmente precisam de remoção cirúrgica. Os métodos convencionalmente empregados para localizar corpos estranhos são frequentemente ineficazes devido à baixa precisão na determinação da posição do objeto e representam riscos decorrentes da exposição da equipe médica e dos pacientes à radiação ionizante durante procedimentos de longa duração. Novos métodos utilizando sensores SQUID têm obtido sucesso na localização de corpos estranhos de forma inócua e não invasiva, mas têm a desvantagem de apresentar alto custo e baixa portabilidade. Este trabalho faz parte de pesquisas que buscam trazer maior portabilidade e baixo custo na localização de corpos estranhos no corpo humano utilizando sensores GMI e GMR. O objetivo principal deste trabalho é avaliar e aplicar o uso de Aprendizado Profundo para a localização de corpos estranhos ferromagnéticos no corpo humano utilizando um dispositivo portátil e manual baseado em magnetômetro GMR, incluindo o rastreamento da posição e orientação deste dispositivo a partir de imagens de padrões conhecidos obtidas por uma câmera integrada ao dispositivo e a solução do problema inverso magnético a partir do mapeamento magnético obtido. As técnicas apresentadas se mostraram capazes de rastrear o dispositivo com boa precisão e detectar a localização do corpo estranho com resultados semelhantes ou melhores do que os obtidos em trabalhos anteriores, dependendo do parâmetro. Os resultados obtidos são promissores como base para desenvolvimentos futuros. Ferromagnetic foreign bodies accidentally inserted in patients usually need to be surgically removed. The methods conventionally employed for locating foreign bodies are often ineffective due to the low accuracy in determining the position of the object and pose risks arising from the exposure of medical staff and patients to ionizing radiation during long-term procedures. New methods using SQUID sensors successfully located foreign bodies in an innocuous and noninvasive way, but they have the drawback of presenting high cost and low portability. This work is part of new research that seeks to bring greater portability and low cost in locating foreign bodies in the human body using GMI and GMR sensors. The main objective of this work is to evaluate and apply the use of Deep Learning in the development of a portable and manual device based on a GMR sensor, including position tracking and orientation of this device from images of known patterns obtained by a camera integrated to the device and the solution of the inverse magnetic problem from the obtained magnetic mapping. The techniques presented are capable of tracking the device with good accuracy and detecting the localization of the foreign body with similar or better results than those obtained in previous works, depending on the parameter. The results obtained are promising as a basis for future developments.

PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO RIO DE JANEIRO COORDENAÇÃO DE APERFEIÇOAMENTO DO PESSOAL DE ENSINO SUPERIOR PROGRAMA DE SUPORTE À PÓS-GRADUAÇÃO DE INSTS. DE ENSINO PROGRAMA DE SUPORTE À PÓS-GRADUAÇÃO DE INSTITUIÇÕES COMUNITÁRIAS DE ENSINO PARTICULARES Esta dissertação de mestrado tem por objetivo investigar os níveis de pressão sonora resultantes do funcionamento de subestações de energia, instaladas em áreas de considerável densidade urbana. A metodologia de desenvolvimento do trabalho fundamenta-se em dois preceitos: (i) em um programa estruturado de medições da pressão sonora e (ii) na conformidade dos valores medidos com os limites impostos pela rígida legislação ambiental aplicável. A motivação pelo tema da pesquisa resultou de uma demanda de uma concessionária de energia da cidade do Rio de Janeiro que, para se defender de uma ação civil pública impetrada pelos moradores da vizinhança de uma subestação, contratou o PósMQI para desenvolver um projeto de P&D capaz de avaliar alternativas de mitigação do ruído acústico na vizinhança de subestações de energia em funcionamento em zonas urbanas de alta densidade populacional. No que concerne aos resultados da pesquisa, a dissertação descreve e analisa os resultados de um programa estruturado de medições da pressão sonora na vizinhança de dez subestações inseridas em zonas urbanas. Como conclusão, foi possível mostrar que, de uma maneira geral, todas as subestações estudadas geram um nível de ruído muito próximo aos limites máximos impostos pela legislação ambiental aplicável. Desenvolvida em sintonia com um projeto de P&D (Light/Aneel Ref. 0128/2019), que propõe alternativas tecnológicas para mitigar o nível da pressão sonora em subestações de energia, a pesquisa de mestrado desenvolveu extensa revisão da literatura especializada sobre o tema e uma análise crítica do acervo normativo, diretivas e leis aplicáveis ao controle de ruído acústico em zonas urbanas. This master s research aims to investigate the sound pressure levels resulting from the operation of power substations, installed in areas of considerable urban density. The methodology for developing the work is based on two precepts: (i) a structured program of sound pressure measurements and (ii) the compliance of the measured values with the limits imposed by the strict applicable environmental legislation. The motivation for the research theme resulted from a demand from an electricity utility in the city of Rio de Janeiro that, to defend itself from a public civil action filed by residents of a nearby substation, hired PósMQI to develop a capable R&D project to evaluate alternatives for mitigating acoustic noise in the vicinity of power substations operating in urban areas with high population density. Regarding the research results, the dissertation describes and analyzes the outcomes of a structured program of sound pressure measurements in the vicinity of ten substations located in urban areas. In conclusion, it was possible to show that, in general, all studied substations generate a noise level very close to the maximum limits imposed by the applicable environmental legislation. Developed in line with an R&D project (Light/Aneel Ref. 0128/2019), which proposes technological alternatives to mitigate the level of sound pressure in power substations, the master s research developed an extensive review of the specialized literature on the subject and a critical analysis of the normative asset of, directives and laws applicable to the control of acoustic noise in urban areas.

PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO RIO DE JANEIRO COORDENAÇÃO DE APERFEIÇOAMENTO DO PESSOAL DE ENSINO SUPERIOR PROGRAMA DE SUPORTE À PÓS-GRADUAÇÃO DE INSTITUIÇÕES COMUNITÁRIAS DE ENSINO PARTICULARES Ao longo da história a engenharia de fluidos vem se mostrado como uma das áreas mais importantes da engenharia devido ao seu impacto nas áreas de transporte, energia e militar. A medição de campos de velocidade, por sua vez, é muito importante para estudos nas áreas de aerodinâmica e hidrodinâmica. As técnicas de medição de campo de velocidade em sua maioria são técnicas ópticas, se destacando a técnica de Particle Image Velocimetry (PIV). Por outro lado, nos últimos anos importantes avanços na área de visão computacional, baseados em redes neurais convolucionais, se mostram promissores para a melhoria do processamento das técnicas ópticas. Nesta dissertação, foi utilizada uma abordagem híbrida entre correlação cruzada e cascata de redes neurais convolucionais, para desenvolver uma nova técnica de PIV. O projeto se baseou nos últimos trabalhos de PIV com redes neurais artificiais para desenvolver a arquitetura das redes e sua forma de treinamento. Diversos formatos de cascata de redes neurais foram testados até se chegar a um formato que permitiu reduzir o erro em uma ordem de grandeza para escoamento uniforme. Além do desenvolvimento da cascata para escoamento uniforme, gerou-se conhecimento para fazer cascatas para outros tipos de escoamentos. Throughout history, fluid engineering is one of the most important areas of engineering due to its impact in the areas of transportation, energy and the military. The measurement of velocity fields is important for studies in aerodynamics and hydrodynamics. The techniques for measuring the velocity field are mostly optical techniques, with emphasis on the PIV technique. On the other hand, in recent years, important advances in computer vision, based on convolutional neural networks, have shown promise for improving the processing of optical techniques. In this work, a hybrid approach between cross-correlation and cascade of convolutional neural networks was used to develop a new PIV technique. The project was based on the latest work of PIV with an artificial neural network to develop the architecture of the networks and their form of training. Several cascade formats of neural networks were tested until they reached a format that allowed the error to be reduced by an order of magnitude for uniform flow. In addition to the development of the cascade for uniform flow, knowledge was generated to make cascades for other types of flows.

PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO RIO DE JANEIRO COORDENAÇÃO DE APERFEIÇOAMENTO DO PESSOAL DE ENSINO SUPERIOR PROGRAMA DE EXCELENCIA ACADEMICA Para o diagnóstico de distúrbios do sono, um dos exames mais usado é a polissonografia (PSG), na qual é registrada uma variedade de sinais fisiológicos. O exame de PSG é observado por um especialista do sono, processo que pode levar muito tempo e incorrer em erros de interpretação. O presente trabalho desenvolve e compara o desempenho de quatro sistemas baseados em arquiteturas de redes neurais de aprendizado profundo, mais especificamente, redes convolutivas (CNN) e redes recorrentes Long-Short Term Memory (LSTM), para a identificação de despertares relacionados ao esforço respiratório (Respiratory Effort-Related Arousal-RERA) e a eventos de despertar relacionados à apneia/hipopneia. Para o desenvolvimento desta pesquisa, foram usadas as informações de apenas seis canais eletroencefalográficos (EEG) provenientes de 994 registros de PSG noturna da base de dados PhysioNet CinC Challenge2018, além disso, foi considerado o uso de class weight e Focal Loss para lidar com o desbalanceamento de classes. Para a avaliação de cada um dos sistemas foram usadas a Accuracy, AUROC e AUPRC como métricas de desempenho. Os melhores resultados para o conjunto de teste foram obtidos com os modelos CNN1 obtendo-se uma Accuracy, AUROC e AUPRC de 0,8404, 0,8885 e 0,8141 respetivamente, e CNN2 obtendo-se uma Accuracy, AUROC e AUPRC de 0,8214, 0,8915 e 0,8097 respetivamente. Os resultados restantes confirmaram que as redes neurais de aprendizado profundo permitem lidar com dados temporais de EEG melhor que os algoritmos de aprendizado de máquina tradicional, e o uso de técnicas como class weight e Focal Loss melhoram o desempenho dos sistemas. For the diagnosis of sleep disorders, one of the most commonly used tests is polysomnography (PSG), in which a variety of physiological signs are recorded. The study of PSG is observed by a sleep therapist, This process may take a long time and may incur misinterpretation. This work develops and compares the performance of four classification systems based on deep learning neural networks, more specifically, convolutional neural networks (CNN) and recurrent networks Long-Short Term Memory (LSTM), for the identification of Respiratory Effort-Related Arousal (RERA) and to events related to apnea/hypopnea. For the development of this research, it was used the Electroencephalogram (EEG) data of six channels from 994 night polysomnography records from the database PhysioNet CinC Challenge2018, the use of class weight and Focal Loss was considered to deal with class unbalance. Accuracy, AUROC, and AUPRC were used as performance metrics for evaluating each system. The best results for the test set were obtained with the CNN1 models obtaining an accuracy, AUROC and AUPRC of 0.8404, 0.8885 and 0.8141 respectively, and RCNN2 obtaining an accuracy, AUROC and AUPRC of 0.8214, 0.8915 and 0.8097 respectively. The remaining results confirmed that deep learning neural networks allow dealing with EEG time data better than traditional machine learning algorithms, and the use of techniques such as class weight and Focal Loss improve system performance.

PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO RIO DE JANEIRO COORDENAÇÃO DE APERFEIÇOAMENTO DO PESSOAL DE ENSINO SUPERIOR PROGRAMA DE EXCELENCIA ACADEMICA Quadricópteros vêm sendo o objeto de estudo de inúmeras pesquisas ao redor do mundo. Diversas técnicas de controle já foram desenvolvidas, cada uma com seus prós e contras, objetivando o aprimoramento do desempenho destes veículos aéreos na consecução de tarefas específicas. Este trabalho foca na comparação de características de desempenho de técnicas de controle aplicadas a quadricópteros. Este trabalho mostra o projeto de controles modernos aplicados à quadricópteros apresentando tais técnicas, iniciando com a realimentação de estados com polos dominantes, passando pelo controle Linear Quadratic Regulator (LQR). Por sua vez, visando otimizar o desempenho das técnicas de controle aqui estudadas, foram aplicadas técnicas de inteligência computacional para resolver um problema de otimização do LQR e para auxiliar no controle de forças dos rotores. Apresenta-se o projeto de um controle PID, que será usado como referência para as demais técnicas analisadas. O controle por realimentação de estados citado anteriormente obteve bons resultados. O tempo de assentamento foi o menor para o eixo Z, overshoots e o erro em regime permanente, os menores para os eixos X e Y. O controlador Fuzzy conseguiu fazer seu papel auxiliando a movimentação do quadricóptero. O GA otimizou o tempo de assentamento do LQR. Esse controle conseguiu alcançar os menores tempos de assentamento para os eixos X e Y, sendo mais rápido que a configuração original do LQR, escolhida por heurísticas. Com esse trabalho foi possível notar que os controladores modernos, realimentação de estado e LQR, tem um desempenho melhor que o controle PID de referência. Quadcopters are researched all over the world. A lot of techniques had been developed and many others a blistering, each one with their pros and cons. The focus of this work is the comparison between the performance of some techniques most used in quadcopters, qualifying these techniques. This work shows the designing process of a quadcopter controllers, starting with state feedback with dominant poles and going to the Linear Quadratic Regulator controller. Focusing on optimizing the performance of those control strategies, computational techniques were used to solve an LQR optimization problem and to help choose the best inputs for the rotors. This work presents a PID controller that will be used as a reference for comparison. The state feedback controller with the Fuzzy position control performed very well, being the fastest one to settle on the Z axis, having the least overshoots and the lowest steadystate errors for the X and Y axes. The Fuzzy controller did what was supposed to do, smoothing and enabling a precise movement for the quadcopter. The GA also did what was supposed to do and improved the settling time for the LQR controller. It showed that it was a nice way to tune the Q and R matrixes, allowing the controller to be the fastest one to settle in the X and Y axes. As a result of this work, the modern control techniques, state feedback and LQR, performance better than the classic PID controller, used as reference.

PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO RIO DE JANEIRO COORDENAÇÃO DE APERFEIÇOAMENTO DO PESSOAL DE ENSINO SUPERIOR PROGRAMA DE SUPORTE À PÓS-GRADUAÇÃO DE INSTS. DE ENSINO PROGRAMA DE SUPORTE À PÓS-GRADUAÇÃO DE INSTITUIÇÕES COMUNITÁRIAS DE ENSINO PARTICULARES A informação sobre o posicionamento de objetos estranhos no interior do corpo humano é essencial para a sua eficiente remoção cirúrgica. Entretanto, os métodos convencionalmente utilizados não fornecem informação suficiente sobre a localização do objeto metálico para garantia de sucesso cirúrgico. No presente trabalho foi desenvolvido um sistema automatizado para mapear a densidade de fluxo magnético estático produzido por corpos ferromagnéticos posicionados em variados graus de liberdade 3D, utilizando um sensor de baixo custo, baseado no fenômeno da magnetoimpedância gigante (GMI - Giant Magnetoimpedance), que detecta somente campos magnéticos variantes no tempo. Assim, as medições automatizadas foram realizadas com a amostra em movimento a uma velocidade constante. Por meio de modelagens computacionais do campo magnético gerado foi possível reproduzir o comportamento da densidade de fluxo magnético gerado por uma fonte de campo magnético como a agulha retilínea utilizada nas medições in vitro. O software considerou as características do sensor GMI utilizado e a condição de medição com a fonte magnética em movimento. Os resultados da simulação foram validados por meio de comparações com os resultados experimentais, possibilitando a solução do problema direto com a caracterização da configuração espacial da densidade de fluxo magnético para variados posicionamentos da fonte magnética em relação ao sensor magnético GMI. Com a validação dos resultados simulados, os mesmos podem ser empregados no desenvolvimento de procedimento para solução do problema inverso de imageamentos clínicos utilizando o sensor GMI de baixo custo, limitado a medições magnéticas variantes no tempo, realizados para detecção e posicionamento de corpos estranhos que geram campos magnéticos estáticos. Information about the positioning of foreign objects inside the human body is essential for its efficient surgical removal. However, the methods conventionally used do not provide sufficient information on the location of the metallic object to guarantee surgical success. In the present work, an automated system was developed to map the static magnetic flux density produced by ferromagnetic bodies positioned in varying degrees of 3D freedom, using a low-cost sensor based on the giant magnetoimpedance phenomenon (GMI - Giant Magnetoimpedance), which detects only time-varying magnetic fields. Thus, automated measurements were performed with the sample moving at a constant speed. Through computational modeling of the generated magnetic field, it was possible to reproduce the behavior of the magnetic flux density generated by a magnetic field source, such as the straight needle used in in vitro measurements. The software considered the GMI sensor s characteristics and the measurement condition with the magnetic source in motion. The simulation results were validated through comparisons with the experimental results, enabling the solution of the direct problem with the characterization of the spatial configuration of the magnetic flux density for various magnetic source positions in relation to the GMI magnetic sensor. With the validation of the simulated results, they can be used in the development of a procedure to solve the inverse problem of clinical imaging using the low-cost GMI sensor, limited to time-varying magnetic measurements, performed for the detection and positioning of foreign bodies that generate static magnetic fields.

PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO RIO DE JANEIRO COORDENAÇÃO DE APERFEIÇOAMENTO DO PESSOAL DE ENSINO SUPERIOR PROGRAMA DE EXCELENCIA ACADEMICA A medição e classificação de descargas parciais constituem uma importante ferramenta de avaliação dos sistemas de isolamento utilizados em equipamentos de alta tensão. Após o pré-processamento dos dados, que captura, digitaliza e filtra o sinal de descargas parciais, geralmente eliminando os ruídos, existem basicamente duas etapas principais, que são a extração de características e a classificação de padrões. As descargas parciais contêm um conjunto de características discriminatórias únicas que lhes permitem ser reconhecidas. Assim, o primeiro procedimento no processo de classificação é definir quais delas podem ser utilizadas e qual o método de extração destas características. O fenômeno de descargas parciais tem uma natureza transitória e é caracterizado por correntes pulsantes com uma duração de vários nanossegundos até poucos microssegundos. Sua magnitude não é sempre proporcional ao dano causado, sendo que descargas de pequena magnitude podem levar rapidamente à evolução de um defeito. Por isso a necessidade de se entender bem este fenômeno e saber interpretar os dados. Além disso, equipamentos de alta tensão de grande porte, como motores e geradores, podem apresentar mais de uma fonte interna de descargas parciais, sendo importante separar os sinais dessas diferentes fontes antes de realizar a classificação. No caso de outros equipamentos de alta tensão de menor porte, como para-raios e transformadores de corrente de subestação, a simples detecção da presença de descargas parciais interna ao equipamento, independente do número de fontes, já é suficiente para indicar a retirada de operação destes equipamentos, dado seu baixo custo relativo e o elevado grau de importância destes para a confiabilidade do sistema onde estão inseridos. Para um diagnóstico completo e confíável de isolamentos de alta tensão, há a demanda por um sistema de análise capaz de promover com eficácia a detecção de descargas parciais internas aos equipamentos, a separação das diversas fontes de descargas parciais, no caso dos equipamentos de grande porte, bem como realizar a correta classificação do tipo de defeito, com base principalmente na análise das características discriminantes das diferentes fontes e na assinatura dos sinais para os diferentes defeitos. Este estudo contribui para o preenchimento desta lacuna, apresentando metodologias que se mostram robustas e precisas nos testes realizados, de modo que possam efetivamente orientar os especialistas em manutenção na tomada de decisões. Para fazer isso, são propostas novas variáveis capazes de extrair informações relevantes de sinais no tempo medidos em diversos tipos de isolamentos, sendo aplicadas aqui em dados obtidos em campo e em laboratório para avaliar sua eficácia na tarefa. Essas informações são tratadas utilizando técnicas de classificação de padrões e inteligência artificial para determinar de forma automática a presença de descargas parciais, o número de fontes diferentes e o tipo de defeito nos isolamentos de alta tensão utilizados no estudo. Outra contribuição do estudo é a criação de um banco de dados histórico, baseada em processamento de imagem, com padrões de mapas de descargas parciais conhecidos na literatura em máquinas rotativas, para serem utilizados na classificação de novos mapas medidos neste tipo de equipamento. Measurement and classification of partial discharges are an important tool for the evaluation of insulation systems used in high voltage equipments. After pre-processing of data, which captures, scans and filters the signal of partial discharges, generally eliminating noises, there are basically two main steps, which are the extraction of characteristics and the pattern classification. Partial discharges contain a set of unique discriminatory characteristics that allow them to be recognized. Thus, the first procedure in the classification process is to define which of them can be used and which is the method for extraction of those characteristics. The phenomenon of partial discharges has a transient nature and is characterized by pulsating currents with a duration of several nanoseconds up to a few microseconds. Its magnitude is not always proportional to the damage caused, and discharges of small magnitude can quickly lead to the evolution of a failure. Therefore the need to understand this phenomenon well and to know how to interpret the data. In addition, large high voltage equipments such as motors and generators may have more than one internal source of partial discharges, and it is important to separate the signals from those different sources prior to classification. In the case of smaller high voltage equipments, as surge arrester and substation current transformers, the simple detection of the presence of partial discharges inside the equipment, regardless of the number of sources, is sufficient to indicate the withdrawal of operation of the equipment, given their low relative cost and the high degree of importance of these to the reliability of the system where they are part of. For a complete and reliable diagnosis of high voltage insulations, there is a demand for an analysis system capable of effectively promoting the detection of the partial discharges internal to the equipments, the separation of the various sources of partial discharges in the case of large equipments, as well as to carry out the correct classification of the type of failure. The system should be based mainly on the analysis of the discriminating characteristics of the different sources and the signature of the signals for the different failure. This study contributes to fill this gap by presenting methodologies that are robust and accurate in the tests performed, so that they can effectively guide maintenance specialists in decision making. To do this, new variables are proposed to extract relevant information from time signals measured in various types of insulations, being applied here in field and laboratory data to evaluate their effectiveness in the task. This information is treated using standard classification techniques and artificial intelligence to automatically determine the presence of partial discharges, the number of different sources and the type of defect in the high voltage insulations used in the study. Another contribution of the study is the creation of a historical database, based on image processing, with partial discharge map patterns known in the literature on rotating machines, to be used in the classification of new maps measured in this type of equipment.

PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO RIO DE JANEIRO COORDENAÇÃO DE APERFEIÇOAMENTO DO PESSOAL DE ENSINO SUPERIOR PROGRAMA DE SUPORTE À PÓS-GRADUAÇÃO DE INSTS. DE ENSINO PROGRAMA DE SUPORTE À PÓS-GRADUAÇÃO DE INSTITUIÇÕES COMUNITÁRIAS DE ENSINO PARTICULARES O ensaio de impulso para perfuração de isoladores é um ensaio normalizado descrito na IEC 61211:2004 e é fundamental para verificar em laboratório a qualidade de isoladores de vidro ou porcelana utilizados no sistema elétrico de potência. A norma IEC 60060-2:2010 recomenda que a calibração dos Sistemas de Medição utilizados em ensaios para Perfuração de Isoladores (SMIP) deve ser realizada por comparação com um padrão. Contudo, embora o ensaio de perfuração seja normalizado, ainda não existem padrões para rastrear esse sistema de medição na maioria dos institutos de pesquisas em âmbito global. Quantificar a amplitude de um impulso de perfuração, com todas as garantias metrológicas, não é uma tarefa trivial, por se tratar de um sinal impulsivo com amplitude de centenas de kilovolts e durações da ordem de 200 ns. Além disso, divisores de tensão com alto desempenho dinâmico para essa aplicação especifica também não estão disponíveis comercialmente. Deste modo, o objetivo desta dissertação foi projetar e desenvolver um SMIP. O divisor de tensão, integrante do sistema de medição, foi construído a fim de garantir uma mínima indutância e um alto desempenho dinâmico. Também foi desenvolvido um filtro para a remoção de interferências eletromagnéticas baseado na transformada wavelet, integrado a um software que controla aquisição, condicionamento do sinal, determinação e análise dos parâmetros do impulso de perfuração. O desempenho do sistema de medição foi avaliado em baixa tensão e em alta tensão, bem como foi estimada sua incerteza de medição, sendo então capaz de atender às exigências normativas e metrológicas do Laboratório de Referência em medição do Cepel. Impulse testing for puncture insulator is a standardized test described in IEC 61211:2004 and is essential for laboratory testing of the quality of glass or porcelain insulators used in the electrical power system. IEC 60060-2:2010 recommends that calibration of Measurement Systems used in Impulse Puncture Test on insulators (IPMS) should be performed by comparison against a standard. However, although the impulse puncture testing is standardized, there are still no standards for traceability of this measurement system at most research institutes globally. Quantifying the amplitude of an impulse puncture test, with all metrological guarantees, is not a trivial task, since it is an impulsive signal with amplitude of hundreds of kilovolts and durations of the order of 200 ns. In addition, high dynamic performance voltage dividers for this specific application are not commercially available either. Thus, the objective of this dissertation was to design and develop an IPMS. The voltage divider, which is part of the measuring system, is designed to ensure minimum inductance and high dynamic performance. A filter for electromagnetic interference removal based on the wavelet transform was also developed, integrated with software that controls acquisition, signal conditioning, determination and analysis of the impulse puncture testing parameters. The performance of the measuring system was evaluated at low voltage and high voltage, as well as its measurement uncertainty was estimated, being able to meet the normative and metrological requirements of the Cepel s Measurement Reference Laboratory.

PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO RIO DE JANEIRO COORDENAÇÃO DE APERFEIÇOAMENTO DO PESSOAL DE ENSINO SUPERIOR PROGRAMA DE EXCELENCIA ACADEMICA As proteínas são macromoléculas biológicas compostas por cadeias de aminoácidos, presentes em praticamente todos os processos celulares, sendo essenciais para o correto funcionamento do organismo humano. Existem diversos estudos em torno do proteoma humano a fim de se identificar quais são as funções de cada proteína nas diferentes células, tecidos e órgãos do corpo humano. A classificação destas proteínas em diferentes formas, como por exemplo a localização subcelular, é importante para diversas aplicações da biomedicina. Com o avanço das tecnologias para obtenção de imagens das proteínas, tem-se que hoje estas são geradas em grande volume e mais rapidamente do que é possível classificá-las manualmente, o que torna importante o desenvolvimento de um classificador automático capaz de realizar esta classificação de maneira eficaz. Dessa forma, esta dissertação buscou desenvolver algoritmos capazes de realizar a classificação automática de padrões mistos de localização subcelular de proteínas, por meio do uso de técnicas de Deep Learning. Inicialmente, fez-se uma revisão da literatura em torno de redes neurais, Deep Learning e SVMs, e utilizou-se o banco de dados, publicamente disponíve, de imagens de células do Human Protein Atlas, para treinamento dos algoritmos de aprendizagem supervisionada. Diversos modelos foram desenvolvidos e avaliados, visando identificar aquele com melhor desempenho na tarefa de classificação. Ao longo do trabalho foram desenvolvidas redes neurais artificiais convolucionais de topologia LeNet, ResNet e um modelo híbrido ResNet-SVM, tendo sido treinadas ao todo 81 redes neurais diferentes, a fim de se identificar o melhor conjunto de hiper-parâmetros. As análises efetuadas permitiram concluir que a rede de melhor desempenho foi uma variante da topologia ResNet, que obteve em suas métricas de desempenho uma acurácia de 0,94 e uma pontuação F1 de 0,44 ao se avaliar o comportamento da rede frente ao conjunto de teste. Os resultados obtidos pela diferentes topologias analisadas foram detalhadamente avaliados e, com base nos resultados alcançados, foram sugeridos trabalhos futuros baseados em possíveis melhorias para as redes de melhor desempenho. Proteins are biological macromolecules composed of aminoacid chains, part of practically all cellular processes, being essential for the correct functioning of the human organism. There are many studies around the human protein aiming to identify the proteins’ functions in different cells, tissues and organs in the human body. The protein classification in many forms, such as the subcellular localization, is important for many biomedical applications. With the advance of protein image obtention technology, today these images are generated in large scale and faster than it is possible to manually classify them, which makes crucial the development of a system capable of classifying these images automatically and accurately. In that matter, this dissertation aimed to develop algorithms capable of automatically classifying proteins in mixed patterns of subcellular localization with the use of Deep Learning techniques. Initially, a literature review on neural networks, Deep Learning and SVMs, and a publicly available image database from the Human Protein Atlas was used to train the supervised learning algorithms. Many models were developed seeking the best performance in the classification task. Throughout this work, convolutional artificial neural networks of topologies LeNet, ResNet and a hybrid ResNet-SVM model were developed, with a total of 81 different neural networks trained, aiming to identify the best hyper-parameters. The analysis allowed the conclusion that the network with best performance was a ResNet variation, which obtained in its performance metrics an accuracy of 0.94 and an F1 score of 0.44 when evaluated against the test data. The obtained results of these topologies were detailedly evaluated and, based on the measured results, future studies were suggested based on possible improvements for the neural networks that had the best performances.

PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO RIO DE JANEIRO COORDENAÇÃO DE APERFEIÇOAMENTO DO PESSOAL DE ENSINO SUPERIOR PROGRAMA DE SUPORTE À PÓS-GRADUAÇÃO DE INSTS. DE ENSINO PROGRAMA DE SUPORTE À PÓS-GRADUAÇÃO DE INSTITUIÇÕES COMUNITÁRIAS DE ENSINO PARTICULARES Os analisadores hematológicos são sistemas de medição que permitem identificar elementos sanguíneos, incluindo a contagem diferencial dos cinco tipos de leucócitos encontrados no sangue periférico: neutrófilos, linfócitos, monócitos, eosinófilos e basófilos. Devido à inexistência de materiais de referência certificados ou métodos de referência para a análise diferencial de leucócitos, tem sido habitual avaliar o desempenho de novos analisadores comparando-os com sistemas tradicionalmente disponíveis e bem consolidados. Em 2015, foi lançada uma nova tecnologia portátil e de baixo custo, o modelo DxH500 (Beckman Coulter), baseada na perda axial de luz usando LED azul como emissor, combinada à medição de impedância. O presente trabalho compara o desempenho do DxH500 com um modelo bastante utilizado desde seu lançamento em 2001 para exames laboratoriais em larga escala, o modelo LH750 (Beckman Coulter), baseado na combinação dos princípios de impedância, condutividade e dispersão de luz (VCS). No estudo foram examinadas 310 amostras pareadas. A análise comparativa entre os resultados fornecidos por cada dispositivo indicou uma boa correlação para a caracterização de neutrófilos, linfócitos, monócitos e eosinófilos. Apesar da reduzida correlação observada para a contagem de basófilos, esse resultado não apresenta relevância clínica já que os valores obtidos para as amostras avaliadas foram muito reduzidos, inferiores aos limites de referência. Embora a análise comparativa realizada tenha apontado para um desempenho equivalente utilizando-se tecnologias com princípios diversos, a adequada avaliação dos dispositivos de análise hematológica requer o desenvolvimento de materiais de referência certificados, uma demanda fundamental para a garantia da confiabilidade na quantificação diferencial de leucócitos. Hematology analyzers are measurement systems that allow the identification of blood elements, including differential counting of the five types of leukocytes found in peripheral blood: neutrophils, lymphocytes, monocytes, eosinophils, and basophils. Because of the lack of certified reference materials or reference methods for differential leukocyte analysis, it has been customary to evaluate the performance of new analyzers by comparing them with traditionally available and well-established systems. In 2015, a new low-cost, portable technology was introduced, the Beckman Coulter DxH500 model, based on the axial loss of light using blue LED as a combined transmitter for impedance measurement. The present work compares the performance of the DxH500 with a widely used model since its launch in 2001 for large-scale laboratory tests, the Beckman Coulter model LH750, based on the combination of impedance, conductivity and scatter (VCS). In the study, we examined 310 paired samples. The comparative analysis between differential leukocyte evaluation results provided by each device indicated a good correlation for the characterization of neutrophils, lymphocytes, monocytes, and eosinophils. Despite the low correlation observed for basophil counts, this result is not clinically relevant since the values obtained for the evaluated samples were very low, lower than the reference limits. Although the comparative analysis carried out pointed to an equivalent performance using technologies with different principles, the adequate evaluation of hematological analysis devices requires the development of certified reference materials, fundamental demand for the reliability of the differential quantification of leukocytes.

PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO RIO DE JANEIRO COORDENAÇÃO DE APERFEIÇOAMENTO DO PESSOAL DE ENSINO SUPERIOR PROGRAMA DE SUPORTE À PÓS-GRADUAÇÃO DE INSTS. DE ENSINO PROGRAMA DE SUPORTE À PÓS-GRADUAÇÃO DE INSTITUIÇÕES COMUNITÁRIAS DE ENSINO PARTICULARES A iluminância do ambiente apresenta impacto fisiológico, emocional e de produtividade, em função das atividades que os indivíduos estejam desempenhando. Normas técnicas internacionais, que são adotadas no Brasil pela ABNT, apresentam requisitos necessários para os níveis de iluminância existentes em ambientes indoor de forma a garantir segurança, conforto e eficiência em tarefas visuais durante todo um período de trabalho. Instrumentos de medição, como luxímetros, em geral, não são utilizados no quotidiano. No entanto, a possibilidade de que os sensores já existentes em dispositivos móveis possam realizar essas medições de iluminância tornará viável sua aplicação no quotidiano do usuário, permitindo avaliar a adequação dessa grandeza durante suas atividades diárias. Resultados preliminares disponíveis na literatura, comparando o desempenho de dispositivos móveis associados a diferentes aplicativos comparados aos resultados de medição fornecidos por um luxímetro, apontam para a inadequação da resposta dos dispositivos móveis. Por outro lado, há possibilidade de que o uso de uma cúpula difusora acoplada ao dispositivo móvel possa impactar em seu desempenho de forma a viabilizar a aplicação na medição de iluminância. Assim, neste trabalho são realizados estudos para análise da confiabilidade dos resultados de medição da iluminância obtidos pelos sensores já existentes em smartphones e tablets, utilizando ou não uma cúpula difusora. As medições foram feitas utilizando um luxímetro digital, e um conjunto de dispositivos de telefonia móvel ou tablet associados a diferentes aplicativos, com e sem cúpula difusora anexada. Dois arranjos experimentais foram desenvolvidos: um para medições utilizando uma lâmpada LED, e outra montagem utilizando uma lâmpada de xenônio. Com a análise comparativa evidenciou-se o impacto da utilização da cúpula difusora, a qual possibilitou que algumas das combinações dispositivo/aplicativo alcançassem desempenho adequado para sua aplicação na avaliação quotidiana de iluminância. The illuminance of the environment has a physiological, emotional and productivity impact, depending on the activities that individuals are performing. International technical standards, such as ISO 8995-1: 2002 (CIE S 008 / E: 2001), also adopted in Brazil by ABNT, present requirements for the levels of illuminance existing in indoor environments in order to guarantee safety, comfort and efficiency in visual tasks throughout a work period. Measuring instruments such as luxmeters, are not used in everyday life. However, the possibility that the existing sensors in mobile devices can perform these measurements of illuminance will make its application viable in the daily life of the user, allowing to evaluate the adequacy of this greatness during his daily activities. Preliminary results available in the literature, comparing the performance of mobile devices associated with different applications in relation to the measurement results provided by a luxmeter, point to the inadequacy of the response of the mobile devices. On the other hand, it is possible that the use of a diffuser dome coupled to the mobile device may impact its performance to enable the application in the illuminance measurement. Thus, in this work are carried out studies to analyze the reliability of the illuminance values obtained by sensors already existing in smartphones and tablets, using or not a dome diffuser. The measurements were made using as reference, a digital luxmeter, and a set of mobile or tablet devices associated with different applications, in situations with and without diffuser dome attached. Two experimental arrangements were developed: one for measurements using a LED lamp, and another assembly using a xenon lamp. With the comparative analysis, the impact of the use of the diffusion dome was evidenced. The attachment of the dome enabled some of the device/application combinations to achieve adequate performance for application in the daily assessment of illuminance.

PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO RIO DE JANEIRO COORDENAÇÃO DE APERFEIÇOAMENTO DO PESSOAL DE ENSINO SUPERIOR PROGRAMA DE SUPORTE À PÓS-GRADUAÇÃO DE INSTS. DE ENSINO PROGRAMA DE SUPORTE À PÓS-GRADUAÇÃO DE INSTITUIÇÕES COMUNITÁRIAS DE ENSINO PARTICULARES A irradiação solar é vista como uma importante fonte de dano aos cabelos, contudo, medir instrumentalmente as consequências da sua interação com os diferentes constituintes da fibra capilar ainda é um desafio. Neste trabalho, investigou-se o potencial da metodologia de flexabrasão em medir as alterações nas propriedades mecânicas de fibras de cabelo decorrentes dos danos estruturais ocasionados pelas radiações solares. Para isto, desenvolveu-se um experimento in-vitro, no qual amostras de cabelo humano, simulando diferentes níveis de sensibilização química (natural, descolorido, colorido e alisado com formaldeído), foram submetidas a diferentes níveis de radiação emitida por uma lâmpada de xenônio. Após análise estatística dos dados obtidos, observou-se que a metodologia de flexabrasão é capaz de captar a influência da radiação solar na resistência mecânica de fibras de cabelo, sobretudo em cabelos naturais a partir de 60 horas de exposição à lâmpada de xenônio, o que equivale aproximadamente a 5 meses de exposição solar na cidade do Rio de Janeiro, para pessoas que ficam diretamente expostas ao sol por cerca de 1,5 h por dia. Desta forma, concluiu-se que a flexabrasão é uma possível metodologia para avaliação do fator de proteção solar oferecido por produtos cosméticos capilares. Solar radiation is an important source of damage to hair fibers. However, it is still a huge challenge to instrumentally measure the consequences of its interaction with the fibers constituents. In this work, the flexabrasion methodology has been investigated as a potential tool to quantify the alterations on hair mechanical properties due to structural damages caused by solar radiation. For that, an in-vitro experiment has been developed, in which human hair samples, simulating different levels of chemical sensitization (natural, bleached, dyed and straightened with formaldehyde), were submitted to different levels of radiation from a xenon lamp source. Statistical analysis of the data obtained with the methodology showed that it is able to capture the influence of solar radiation on hair mechanical resistance, especially when using natural fibers from 60 hours of exposure onwards, what would be equivalent to around 5 months of real solar exposure at Rio de Janeiro, on people that are directly exposed to the sun during 1,5 h per day. Thus, one can conclude that flexabrasion is a methodology option to evaluate the photo protection efficacy offered by hair care products.

PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO RIO DE JANEIRO COORDENAÇÃO DE APERFEIÇOAMENTO DO PESSOAL DE ENSINO SUPERIOR PROGRAMA DE SUPORTE À PÓS-GRADUAÇÃO DE INSTS. DE ENSINO PROGRAMA DE SUPORTE À PÓS-GRADUAÇÃO DE INSTITUIÇÕES COMUNITÁRIAS DE ENSINO PARTICULARES Dentre os objetivos do Plano Estratégico do Sistema Eletrobras, destacam-se a intensificação da atuação integrada em pesquisa, desenvolvimento e inovação (PD e I) e a mensuração dos ativos tangíveis e intangíveis para geração de valor para o Sistema Eletrobras. Nesse contexto, esta pesquisa buscou contribuir para o aprimoramento da gestão de ativos intangíveis no âmbito da Rede de Laboratórios das Empresas Eletrobras (Relase), ao tornar disponível um modelo de mensuração e avaliação de ativos intangíveis desenvolvido para laboratórios de diagnóstico e ensaios de equipamentos elétricos. A pesquisa pode ser considerada descritiva, metodológica e aplicada. A partir dos resultados da revisão bibliográfica e documental sobre os temas centrais da pesquisa, adaptou-se, para fins de aplicação em laboratórios de diagnóstico e ensaios de equipamentos elétricos, um modelo conceitual que já vem sendo adotado por instituições de Ciência e Tecnologia europeias para elaboração de seus relatórios de capital intelectual. Para a proposição e seleção dos indicadores e métricas que integram o modelo, empregaram-se métodos multicritério de apoio à decisão combinados com lógica fuzzy. A aplicabilidade do modelo pôde ser demonstrada mediante um estudo empírico no Laboratório de Diagnóstico em Equipamentos e Instalações Elétricas (Labdig) do Centro de Pesquisas de Energia Elétrica (Cepel). Considera-se que o ferramental desenvolvido por esta pesquisa possa ser replicado no âmbito da Relase, que abrange hoje um total de 98 laboratórios, sendo 16 destes acreditados para serviços de calibração. Among the objectives of the Eletrobras System Strategic Plan, two of them are highlighted – the intensification of the integrated practice in research, development and innovation (RD and I); and the measurement of tangible and intangible assets to generate value for the Eletrobras System. In this context, this dissertation aims at contributing to the improvement of the management of intangible assets within the Eletrobras Companies Laboratories Network (Relase – Rede de Laboratórios das Empresas Eletrobras), by providing an intangible asset measurement and assessment model developed for electrical equipment diagnosis and testing laboratories. The research can be considered descriptive, methodological and applied. Based on the results of the bibliographic review and documentary analysis on the central themes of the research, a conceptual model was adapted for the context of diagnosis and testing laboratories, which has already been adopted by European Science and Technology institutions concerning elaboration of their intellectual capital reports. In this research, for the proposal and selection of indicators and metrics, multicriteria decision support methods were incorporated into the model, combined with fuzzy logic. The applicability of the model has been demonstrated through an empirical study in the Laboratório de Diagnóstico em Equipamentos e Instalações Elétricas (Labdig) do Centro de Pesquisas de Energia Elétrica (Cepel). The results of this research can be replicated within Relase, which covers today a total of 98 laboratories, of which 16 are accredited for calibration services.

PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO RIO DE JANEIRO PETRÓLEO BRASILEIRO S. A. O objetivo desta dissertação é quantificar e analisar as possíveis diferenças oriundas de métodos de correção de volume de diferentes normas na medição de derivados líquidos de petróleo. Essas correções são necessárias pois variações na temperatura e pressão a que esses fluidos estão submetidos geram variações de volume que podem levar a grandes diferenças entre os volumes medidos por clientes e fornecedores, em virtude de variações nas condições operacionais. De forma a minimizar a influência dessas variações nos volumes a serem considerados, estabeleceu-se uma condição padrão (20 graus Celsius e 101,325 kPa) para a qual todos os volumes medidos nas transações realizadas no Brasil devem ser corrigidos. A motivação deste trabalho advém do fato da regulamentação brasileira que rege essas correções ser muito antiga (anos 1970). Esse trabalho é uma oportunidade para analisar métodos de correção de volume mais recentes. Esses métodos podem gerar erros menores nas suas correções a depender das hipóteses adotadas em seus desenvolvimentos. Além disso, uma análise do impacto econômico da adoção desses métodos é realizada. Para estudar estas possíveis diferenças, a metodologia aplicada utiliza distribuições que modelam a variação da massa específica dos produtos ao longo do processo produtivo e, para outros, dados coletados ao longo de certos períodos especificados. São, então, obtidas massas específicas resultantes da aplicação de cada método. De posse das massas específicas calculadas nos resultados, são verificadas diferenças estatisticamente relevantes entre as correções efetuadas por cada método. As conclusões demonstram que essas diferenças justificam a atualização da regulamentação com os métodos contidos nos padrões mais atuais. The aim of this dissertation is to quantify and analyze the possible differences caused by the application of the correction methods defined on different standards for the measurement of the volume of liquid petroleum derivatives. This correction is necessary because pressure and temperature variations can cause considerable differences between measurements made by customer and supplier, due to operational conditions variations. To standardize this measurement, it was established that all volumes used on transactions in Brazil should be corrected to a base condition (in Brazil, 20 degrees Celsius and 101.325 kPa). This work s motivation comes from the fact that the Brazilian regulation is quite old (from the 1970s). This work is an opportunity to analyze more recent correction methods. These methods can give smaller errors depending on the hypothesis adopted in its developments. Besides that, an economic impact analysis of these methods adoption in realized. To study these possible differences, the applied methodology uses statistical distributions that model the specific gravity of the products during the productive process and, in other cases, uses data collected during certain periods. Corrected specific gravity values are, then, obtained for each method. With these values at hand, some statistically relevant differences are verified. Conclusions demonstrate that these differences justify the update of Brazilian regulation with the methods contained in standards that are more recent.

PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO RIO DE JANEIRO COORDENAÇÃO DE APERFEIÇOAMENTO DO PESSOAL DE ENSINO SUPERIOR PROGRAMA DE SUPORTE À PÓS-GRADUAÇÃO DE INSTS. DE ENSINO PROGRAMA DE SUPORTE À PÓS-GRADUAÇÃO DE INSTITUIÇÕES COMUNITÁRIAS DE ENSINO PARTICULARES Amperímetros convencionais devem ser inseridos em série com o elemento no qual se deseja medir a corrente, constituindo uma forma de medição invasiva. Amperímetros alicate, baseados em bobinas, realizam medições de forma não invasiva, mas são limitados a correntes alternadas. Para medição de correntes contínuas, amperímetros baseados no efeito Hall são utilizados, mas possuem baixo nível de tensões de saída e pouca estabilidade em relação à temperatura. O objetivo desta dissertação foi desenvolver um protótipo de amperímetro baseado em magnetômetros de magnetorresistência gigante (GMR) capaz de medir correntes contínuas, de forma não invasiva e com alta resolução em relação aos amperímetros alicate. A metodologia dividiu-se em: (i) utilização de dois magnetômetros GMR para medir o campo magnético gerado pela corrente elétrica em um condutor; (ii) projeto e implementação de um solenoide para polarizar os sensores na faixa de operação linear; (iii) aprimoramento e desenvolvimento de circuitos eletrônicos dedicados à excitação e leitura dos GMRs; (iv) implementação de algoritmos para solução do problema inverso, isto é, a partir da saída do circuito, em mV, estimar a corrente que passa pelo condutor e a distância entre este e o amperímetro. Foram realizados 60 testes, com correntes variando de -3 A a 3 A, com passos de 0,1 A. O protótipo foi capaz de estimar a corrente elétrica com incerteza expandida, do tipo A, de 0,091 A e 0,07 cm para a distância. Os resultados comprovam a viabilidade da realização de medições de corrente, por aproximação, utilizando sensores GMR. Conventional ammeters should be inserted in series with the element in which the current is to be measured, thus constituting an invasive measurement form. Clamp ammeters, based on coils, are able to measure non-invasively but are limited to alternating currents. For measurement of direct currents, Hall-based ammeters are used, but have low output voltages and little temperature stability. Thus, the objective of this dissertation was to develop a prototype based on giant magnetoresistance (GMR) magnetometers capable of measuring direct currents, non-invasively and with high resolution in relation to clamp ammeters. The methodology was divided into: (i) the use of two GMR magnetometers to measure the magnetic field generated by the electric current in a conductor; (ii) design and implementation of a solenoid to polarize the sensors in the linear operating range; (iii) improvement and development of electronic circuits dedicated to the excitation and reading the GMRs; (iv) implementation of algorithms to solve the inverse problem, that is, from the outputs of the circuit, in mV, estimate the current passing through the conductor and the distance between it and the ammeter. Sixty tests were performed, with currents varying from -3 A to 3 A, with steps of 0.1 A. The prototype was able to estimate the electrical current with type A expanded uncertainty of 0.091 A and 0.07 cm for the distance. The results demonstrate the feasibility of conducting current measurements by approximation using GMR sensors.

PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO RIO DE JANEIRO COORDENAÇÃO DE APERFEIÇOAMENTO DO PESSOAL DE ENSINO SUPERIOR PROGRAMA DE SUPORTE À PÓS-GRADUAÇÃO DE INSTS. DE ENSINO PROGRAMA DE SUPORTE À PÓS-GRADUAÇÃO DE INSTITUIÇÕES COMUNITÁRIAS DE ENSINO PARTICULARES Grupos multissetoriais e empresas holdings atuam em ambientes cada vez mais dinâmicos e complexos, com exigências e preocupações crescentes para atingir patamares superiores de sustentabilidade. Atualmente, as Diretrizes G4 da Global Reporting Initiative (GRI), que são as mais utilizadas mundialmente pelas organizações para elaboração de seus relatórios de sustentabilidade, não apresentam suplementos orientativos específicos para grupos multissetoriais. Nesse contexto, esta dissertação tem por objetivo propor um modelo para a avaliação de desempenho em sustentabilidade de grupos empresariais multissetoriais, mediante a integração das Diretrizes G4 da GRI à ferramenta Balanced Scorecard, com uso de métodos multicritério de apoio à decisão. A pesquisa pode ser considerada descritiva, metodológica e aplicada. A partir dos resultados da revisão bibliográfica e documental sobre os temas centrais da pesquisa, desenvolveu-se um modelo conceitual para avaliação de desempenho em sustentabilidade de grupos empresariais multissetoriais, buscando-se preencher lacunas identificadas na literatura especializada, cobrindo-se o período de 1988 a 2018. A aplicabilidade do modelo conceitual proposto foi demonstrada mediante um estudo empírico no Grupo Algar, que atua nos setores de telecomunicações, agroindústria, serviços e turismo. Os resultados desta pesquisa poderão ser replicados em processos de avaliação de desempenho em sustentabilidade de outros grupos multissetoriais no Brasil e no exterior. No âmbito da GRI, poderão contribuir para a elaboração de um suplemento orientativo para grupos multissetoriais, i.e., G4 Multisectoral Disclosures. Multisectoral groups and holding companies have been operating in dynamic and complex business environments, with increasing concerns to reach higher levels of sustainability. On the other hand, the G4 Guidelines published by the Global Reporting Initiative (GRI), which are the most widely used organizations worldwide for the preparation of their sustainability reports, do not provide guidance supplements for multisectoral groups. In this context, this dissertation aims to propose a model for the sustainability performance assessment of multisectoral business groups by integrating the GRI G4 Guidelines with the Balanced Scorecard tool, with support of multicriteria decision making methods. The research can be considered descriptive, methodological and applied. Based on the results of the bibliographic and documentary review on the central themes of this research, a conceptual model was developed for assessing the sustainability performance of multisectoral groups (MSGs), aiming to fill gaps identified during the literature review and documentary analysis covering the period 1988-2018. The applicability of the model could be demonstrated through an empirical study in the Algar Group, which operates in ICT, agribusiness, tourism and services sectors. The results of this research can be replicated in processes of sustainability performance assessment of other multisectoral groups in Brazil and abroad. Within the scope of the GRI methodology, they can contribute to the formulation of a guidance supplement addressed to multisectoral groups, i.e. the G4 Multisector Disclosures.

PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO RIO DE JANEIRO COORDENAÇÃO DE APERFEIÇOAMENTO DO PESSOAL DE ENSINO SUPERIOR PROGRAMA DE SUPORTE À PÓS-GRADUAÇÃO DE INSTS. DE ENSINO PROGRAMA DE SUPORTE À PÓS-GRADUAÇÃO DE INSTITUIÇÕES COMUNITÁRIAS DE ENSINO PARTICULARES As propriedades mecânicas, reológicas e elétricas do polímero poli (fluoreto de vinilideno) – PVDF – têm sido extensivamente estudadas, mas em particular é sua propriedade piezoelétrica que motiva a maior parte dos trabalhos, visto que a piezoeletricidade ocorre em poucos materiais e é mais intensa no PVDF em relação a outros polímeros. O fator chave que define a faixa de aplicação de polímeros piezoelétricos é a sua utilização na concepção de transdutores, sensores e atuadores. Neste sentido, a presente pesquisa analisa a aplicabilidade do polímero PVDF em tubulações para medição de vazão de água, empregando como método de medição de vazão a técnica de Flow Induced Vibration (FIV), considerando as propriedades piezoelétricas peculiares do polimorfo PVDF-B(beta). De modo geral, a FIV é um fenômeno que causa instabilidade das tubulações que transportam fluidos, tido como um problema operacional que ocorre em muitas plantas industriais. No entanto, este fenômeno passou a ser investigado como uma técnica de medição de vazão, a qual considera que a massa de um fluido pode ser indiretamente medida, medindo-se a aceleração que ela transmite para outro corpo, de modo que o desvio padrão do sinal da vibração medida aumenta com a vazão, sendo mais bem ajustado por um polinômio de segundo grau. A metodologia de trabalho consistiu em caracterizar o material espectroscopicamente, por meio de técnicas de Espectroscopia no Infravermelho com Transformada de Fourier (FTIR) e Difração de Raios-X (DRX); eletromecanicamente, em um shaker mecânico no Laboratório de Sensores a Fibras Ópticas do Departamento de Engenharia Mecânica da PUC-Rio; e finalmente em um circuito hidráulico de testes do Laboratório de Escoamento de Fluidos do Departamento de Engenharia Mecânica da PUC-Rio. Ensaios foram realizados de forma a identificar os níveis de tensões elétricas geradas pela vibração oriunda da passagem da água no tubo de PVDF. Visando à comparação com os sinais de vibração, foram realizadas medições simultâneas com acelerômetros e um filme de PVDF. Para medir a deformação no tubo adotaram-se sensores de Rede de Bragg. Os resultados dos ensaios de FIV permitiram concluir que o desvio padrão do sinal da tensão medida pelo tubo de PVDF é proporcional à vazão. No entanto, algumas variáveis precisaram ser controladas. As incertezas associadas à medição de vazão pelo tubo mostraram uma considerável redução nos níveis mais altos de vazão. Por outro lado, nos níveis mais baixos de vazão observou-se uma instabilidade muito grande, possivelmente devido ao processo de acomodação mecânica inicial do tubo. Apesar disso, uma forte relação entre o sinal gerado pelo tubo de PVDF e a vazão que induziu esta vibração permitiu que a aplicabilidade do tubo de PVDF como medidor de vazão de água fosse comprovada. The mechanical, rheological and electrical properties of polymer poly (vinylidene fluoride) - PVDF - have been extensively studied, but in particular it is its piezoelectric property that motivates most of the works, since the piezoelectricity occurs in few materials and is more intense in PVDF relative to other polymers. The key factor that defines the range of applications of piezoelectric polymers is their use in the conception of transducers, sensors and actuators. In this sense, the present research analyzes the applicability of the PVDF polymer in pipes for the measurement of water flow rate, using as flow measurement method the Flow Induced Vibration (FIV) technique, considering the peculiar piezoelectric properties of the polymorph PVDF-B(beta). In general, the FIV is a phenomenon that causes instability of the pipes that transport fluids, considered as an operational problem that occurs in many industrial plants. However, this phenomenon has been investigated as a flow rate measurement technique, which considers that the mass of a fluid can be indirectly measured by measuring the acceleration it transmits to another body, so that the standard deviation of the signal of the measured vibration increases with the flow rate, being better adjusted by a second degree polynomial. The work methodology consisted in characterizing the material spectroscopically, using Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) and X-Ray Diffraction (XRD) techniques; electromechanically, in a mechanical shaker at the Optical Fiber Sensors Laboratory of the Mechanical Engineering Department of PUC-Rio; and finally in a test hydraulic circuit of the Laboratory of Fluid Flow of the Department of Mechanical Engineering of PUC-Rio. Tests were carried out in order to identify the levels of electrical voltages generated by the vibration caused by the passage of water in the PVDF tube. In order to compare the vibration signals, simultaneous measurements were made with accelerometers and a PVDF film. To measure the deformation in the tube, Bragg Network sensors were adopted. The results of the FIV tests allowed concluding that the standard deviation of the voltage signal measured by the PVDF tube is proportional to the flow rate. However, some variables had to be controlled. The uncertainties associated with flow rate measurement by tube showed a considerable reduction in the higher flow rates. On the other hand, in the lower levels of flow rate a very great instability was observed, possibly due to the process of initial mechanical accommodation of the tube. Nevertheless, a strong relationship between the signal generated by the PVDF tube and the flow rate that induced this vibration allowed that the applicability of the PVDF tube as a water flow meter was proved.

Este trabalho apresenta a adaptação da abordagem Quality by Design (QbD) visando aplicá-la na garantia da qualidade de um sistema de medição para uso clínico destinado à localização de objetos estranhos metálicos não-ferromagnéticos inseridos no corpo humano. O Target Product Profile (TPP) foi identificado em associação às funcionalidades do sistema, atendendo a preceitos biometrológicos como: desempenho metrológico, baixo custo de fabricação e operação, baixa complexidade, portabilidade e segurança/inocuidade. Determinaram-se os Critical Quality Attributes (CQAs) do sistema, que devem ser controlados ao longo do seu desenvolvimento para garantir sua qualidade. Identificaram-se os Critical Process Parameters (CPPs) e suas faixas de variação aceitáveis. Foi realizada uma análise de risco prévia entre CQAs e CPPs, determinando aqueles com maior relação de dependência, a fim de estabelecer as combinações adequadas para construir o Design Space (DS). Devido às caraterísticas dos dados obtidos nas primeiras etapas da implementação do QbD, empregou-se a inferência fuzzy entre os CPPs e CQAs com elevada dependência. Os resultados obtidos com a configuração do DS possibilitaram a determinação das faixas de operação aceitáveis dos CPPs, as quais garantem a adequação dos aspectos metrológicos do equipamento biomédico em desenvolvimento, contribuindo, para a confiabilidade da sua aplicação diagnóstica e terapêutica. This work presents the adaptation of the Quality by Design (QbD) approach aiming to apply it to the quality assurance of a measurement system for clinical use for locating non-ferromagnetic metallic foreign objects inserted in the human body. The Target Product Profile (TPP) was identified in association with the functionalities of the system, complying with biometrological precepts such as: metrological performance, low manufacturing and operating costs, low complexity, portability and safety. The Critical Quality Attributes (CQAs) of the system were determined, which must be controlled throughout its development to guarantee its quality. Critical Process Parameters (CPPs) and their acceptable ranges of variation were identified. A risk analysis was previous performed between CQAs and CPPs, determining those with a higher dependency ratio, in order to establish the appropriate combinations to construct the Design Space (DS). Due to the characteristics of the data obtained in the first stages of the implementation of QbD, fuzzy inference was used between CPPs and CQAs with high dependence. The results obtained with the DS configuration enabled the determination of the acceptable operating ranges of the CPPs, which ensure the adequacy of the metrological aspects of the biomedical equipment under development, contributing to the reliability of its diagnostic and therapeutic application.

Um dos casos clínicos mais frequentes na sociedade moderna envolve a localização e extração de projéteis de armas de fogo, que normalmente são feitos de chumbo, um material não ferromagnético. O desenvolvimento de uma técnica que possibilite a localização precisa destes auxiliará o procedimento de remoção cirúrgica, tendo vasta relevância e impactando diretamente no aumento da taxa de sobrevivência de pessoas feridas. Dessa forma, esta dissertação apresenta e discute duas novas abordagens baseadas em técnicas de inteligência computacional, objetivando a localização de projéteis de armas de fogo inseridos no corpo humano, a partir do processamento da informação contida em mapas de campo magnético. Em ambas as abordagens analisadas modela-se o projétil como uma esfera de raio a, localizado em um espaço de busca contido em um plano xy, o qual está situado a uma distância h do sensor no eixo z. As técnicas de localização requerem a geração de um campo magnético primário alternado por meio de um solenoide, o qual incide sobre o espaço de busca. Caso exista um projétil de arma de fogo nesta região, serão induzidas correntes parasitas no projétil, as quais, por sua vez, produzirão um campo magnético secundário, que pode ser medido por um sensor de alta sensibilidade localizado na extremidade do solenoide. Na primeira abordagem analisada, as posições x e y do projétil são determinadas por um algoritmo de janelamento que considera valores máximos e médios pertencentes aos mapas de campo magnético secundário. A determinação da distância h entre a esfera e o sensor foi obtida por meio de uma rede neural, e o raio da esfera a é estimado por um algoritmo genético. Na segunda abordagem, as quatro variáveis de interesse (x, y, h e a) são inferidas diretamente por um algoritmo genético. Os resultados obtidos são avaliados e comparados. In modern society, one of the most frequent clinical cases involves location and extraction of firearms projectiles, usually made of lead, a non-ferromagnetic material. The development of a technique that allows the precise location of these projectiles will aid their surgical removal, which has a great relevance because it contributes directly to the increase of the survival rate of wounded patients. Thus, this dissertation presents and discusses two new approaches based on computational intelligence techniques, aiming at locating firearm projectiles inserted into the human body, by processing the information contained in magnetic field maps. On both approaches, the projectile is modeled by a sphere with radius a, located on a search space contained in a xy plane that is situated at a distance h from the sensor, along the z axis. The proposed location techniques require the generation of a primary alternating magnetic field by means of a solenoid, which aims at inducing eddy currents in a firearm projectile contained in the search space. In turn, these currents will produce a secondary magnetic field, which can be measured by a high-sensitivity sensor located at the bottom of the solenoid. In the first developed technique, the x and y positions of the projectile were estimated by a windowing algorithm that takes into account maximum and mean values contained on the secondary magnetic field maps. In turn, the distance h between the sphere and the sensor is inferred by a neural network, and the radius of the sphere a is estimated by a genetic algorithm. In the second technique, the four variables of interest (x, y, h and a) are inferred directly by a genetic algorithm. The results obtained are evaluated and compared.

PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO RIO DE JANEIRO COORDENAÇÃO DE APERFEIÇOAMENTO DO PESSOAL DE ENSINO SUPERIOR PROGRAMA DE SUPORTE À PÓS-GRADUAÇÃO DE INSTS. DE ENSINO PROGRAMA DE EXCELENCIA ACADEMICA Os acidentes vasculares cerebrais (AVC) são um tipo de lesão cerebral que afeta mais de 750.000 pessoas anualmente. Aproximadamente metade dos pacientes com diagnóstico de AVC sofre dano crônico da função da extremidade superior. A reabilitação ajuda o paciente a manter as habilidades e recuperar algumas das perdidas. Uma órtese automatizada de mão é uma potencial ferramenta terapêutica para tratamento da debilidade da parte distal da extremidade superior, sendo uma abordagem promissora para melhorar os comportamentos motores perdidos em pacientes com AVC. Hoje em dia, a maioria dispositivos de assistência para o movimento de mão desenvolvidos são caros, pesados e volumosos, além de, muitas vezes, não oferecer controle sobre toda a sua operação. Este trabalho propõe e desenvolve um novo sistema de atuação que pode contribuir para a criação de um dispositivo de assistência a movimentação da mão, que seja fácil de operar, portátil, de baixo custo e totalmente controlado. O sistema é controlado por meio de um software com uma interface gráfica de usuário que permite que os usuários configurem os parâmetros do sistema de acordo com suas capacidades específicas. O software de controle também permite a comunicação com uma Interface Cérebro-Computador, que possibilita sincronizar os movimentos do sistema de acordo com as intenções do usuário, aumentando as taxas de recuperação dos pacientes. Strokes are a type of brain injury that affects over 750,000 people annually. Approximately half of the patients diagnosed with a stroke suffer chronic damage of the upper extremity function. Rehabilitation helps the patient to keep abilities and recover some of the lost ones, to become more independent. Hand rehabilitation exercises aim at assisting patients so they can regain finger mobility and strength. An actuated hand orthosis is a potential therapy tool for distal upper extremity weakness, since it can offer a promising approach to improve lost motor behaviors in stroke patients. Nowadays, hand movement assisting devices are developed for research applications, and even for commercial purposes. However, most of them are expensive, heavy and bulky or do not offer control over their whole operation. This work proposes and develops a new actuation system that can contribute to the construction of an easy to operate, portable, low cost and fully controlled hand movement assisting device. Several advances towards the creation of an actuated hand orthosis were achieved, leading to the creation of an electromechanical system capable of assisting finger movement along their full range of motion, while keeping low weight in the distal upper limb. The system is controlled by a computer software with a graphic user interface that allows the users to configure the system s parameters to their specific needs. The control software also allows the communication with a Brain-Computer Interface (BCI) in order to synchronize the system s movements with the user intentions, improving the recovery rates.

PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO RIO DE JANEIRO COORDENAÇÃO DE APERFEIÇOAMENTO DO PESSOAL DE ENSINO SUPERIOR PROGRAMA DE SUPORTE À PÓS-GRADUAÇÃO DE INSTS. DE ENSINO O objetivo desta dissertação é avaliar a influência do teor de água e do fator do medidor na incerteza de malhas fiscais de medição de óleo utilizando medidores ultrassônicos. A motivação deste trabalho advém do fato do Regulamento Técnico de Medição de Petróleo e Gás Natural (RTM) existente limitar quais metodologias podem ser utilizadas para realizar a análise de teor de água e qual a incerteza máxima permitida para a malha de medição na qual esta se insere, porém não define a incerteza desta, havendo o risco de se adotar um dos métodos de análise permitidos e, ainda assim, a incerteza de medição da malha ultrapassar a definida pela legislação. Além disso, o RTM adota um critério de repetibilidade para a validação das calibrações dos medidores ultrassônicos, portanto avalia-se também a influência deste na incerteza da malha. A metodologia utilizada foi o planejamento de experimentos, utilizando superfície de resposta. Os resultados demonstram que é possível simular a influência da incerteza da análise da água e do fator do medidor na incerteza da malha. Por fim, as conclusões demonstram que as médias atualmente encontradas para incerteza do teor de água são adequadas para manter a incerteza da malha dentro da permitida pelo RTM, porém com pouca variação pode-se exceder este limite; a influência da incerteza do fator do medidor foi inferior ou similar à do teor de água e, por fim, sugere-se a adoção de um critério limite de incerteza ao invés de um critério de repetibilidade para os medidores ultrassônicos. The aim of this dissertation is to evaluate the influence of water content dissolved in crude oil and the meter factor on the uncertainty of the fiscal oil metering using ultrasonic flow meters. The development of this work is motivated by the fact that the Technical Regulation for the Measurement of Oil and Natural Gas (RTM) limits which methodologies can be used for water analysis and what is the maximum permissible uncertainty for the oil flow meter in which it is inserted. However, the RTM doesn t define the uncertainty of the water analysis. There is a risk of adopting one of the permitted methods of analysis and, even so, the measurement uncertainty of the flow meter exceeds the defined by the legislation. In addition, the RTM adopts a repeatability standard when validating the calibration of ultrasonic meters, thus the influence of this on oil uncertainty is also evaluated. The methodology used is the design of experiments and response surface. The results demonstrate that the influence of the water content uncertainty analysis and of the meter factor on the uncertainty of the oil flow meter can be simulated. Finally, the conclusions show that the average currently found for uncertainty of water is adequate to maintain the oil uncertainty within the allowed by the RTM, but small variations may cause this limit to be exceeded. The influence of the meter factor uncertainty was inferior or similar to the water content and, finally, it is suggested the adoption of a standard limit of uncertainty instead of a standard of repeatability for the ultrasonic meters.

PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO RIO DE JANEIRO CONSELHO NACIONAL DE DESENVOLVIMENTO CIENTÍFICO E TECNOLÓGICO Projéteis de chumbo (não-ferromagnéticos) são corpos estranhos comuns na prática médica. Métodos convencionais de localização utilizam radiações ionizantes, impondo riscos à saúde e procedimentos que duram várias horas e tipicamente terminam malsucedidos. Mapas de campos magnéticos obtidos não-invasivamente e inocuamente com SQUIDs beneficiam a localização de agulhas metálicas ferromagnéticas, reduzindo o tempo de remoção bem-sucedida de 6 horas para 10 minutos. SQUIDs são os magnetômetros mais sensíveis, entretanto requerem temperaturas criogênicas, levando a altos custos e baixa portabilidade que impedem a difusão do uso clínico. O objetivo é desenvolver um dispositivo para localizar corpos estranhos metálicos não-ferromagnéticos visando remoção cirúrgica, respeitando requerimentos de projeto: alta sensibilidade, inocuidade, não-invasividade, baixo custo, segurança, portabilidade, facilidade de uso e operação em temperatura ambiente. Sensores GMR e GMI são considerados alternativas mais adequadas. Modelos teóricos de eletrodinâmica clássica aplicados às correntes parasitas servem como base. Dois sistemas eletrônicos são desenvolvidos em configuração gradiométrica para remover interferência ambiente, usando elementos sensores GMR e GMI disponíveis comercialmente. O desempenho é obtido com resultados de simulações, provando a capacidade de detecção de níveis esperados de densidade de fluxo magnético para certos raios de projéteis e distâncias. O Sistema GMI é mais qualificado, sua mais alta sensibilidade e melhor resolução favorecem maiores faixas de medição, inocuidade, segurança e facilidade de uso. Os resultados demonstram a viabilidade dos elementos sensores GMI nessa aplicação. Os benefícios de baixo custo, maior portabilidade e segurança facilitam a utilização clínica de técnicas de localização para corpos estranhos metálicos não-ferromagnéticos mais inócuas e efetivas. Lead projectiles (non-ferromagnetic) are common foreign bodies in the medical practice. Conventional means of location use ionizing radiation, pose health risks and lead to procedures that last several hours, typically ending unsuccessfully. Magnetic field maps obtained non-invasively and innocuously with SQUIDs benefit the location of ferromagnetic metallic needles, reducing the time of successful removal from 6 hours to 10 minutes. SQUIDs are currently the most sensitive magnetometers, however require cryogenic temperatures, leading to high cost and low portability which prevent widespread clinical use. The objective is to design a device for locating non-ferromagnetic metallic foreign bodies for surgical removal, respecting project requirements of: high sensitivity, innocuousness, non-invasiveness, low cost, safety, portability, ease of use and room temperature operation. GMR and GMI sensors are considered as more suitable alternatives. Classical electrodynamics theoretical models applied to eddy currents induction serve as framework. Two electronic location systems are developed in gradiometric configuration to remove environmental interference, using commercially available GMR and GMI sensor elements. System performance is obtained from simulation results, demonstrating the capability of detecting the magnetic flux density levels expected under certain projectile radii and distances. The GMI system is more qualified, as its higher sensitivity and improved resolution favors larger measurement ranges, innocuousness, safety and ease of use. The results prove the viability of using GMI sensor elements in this application. The benefits of lower cost, higher portability and safety facilitate the clinical use of more innocuous and effective location techniques for non-ferromagnetic metallic foreign bodies.

PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO RIO DE JANEIRO COORDENAÇÃO DE APERFEIÇOAMENTO DO PESSOAL DE ENSINO SUPERIOR PROGRAMA DE EXCELENCIA ACADEMICA Sinais bioelétricos fornecem informações importantes sobre a função fisiológica de muitos organismos vivos. Em magnetismo, denomina-se problema direto aquele em que se determina o campo magnético a partir do conhecimento da fonte de corrente que o gerou. Por outro lado, existem situações em que se deseja determinar a fonte de corrente a partir de valores de campo magnético medidos. Esse tipo de problema é usual em Biomagnetismo e é denominado problema inverso. Por exemplo, com base em medições do campo magnético cardíaco é possível inferir sobre a atividade elétrica, no tecido cardíaco, que foi responsável por sua geração. Este trabalho propõe, apresenta e discute uma nova técnica destinada a resolver o problema biomagnético inverso, por meio de algoritmos genéticos. Objetiva-se estimar a posição, a orientação e a magnitude dos dipolos de corrente equivalentes, responsáveis pela geração de mapas de campos biomagnéticos obtidos experimentalmente por meio de medições realizadas em corações isolados de coelho utilizando um sistema SQUID de 16 canais. O algoritmo busca identificar a distribuição de dipolos que melhor se ajusta aos dados experimentais, objetivando minimizar o erro entre o mapa de campo magnético medido e o obtido por meio das soluções estimadas. O conhecimento dos parâmetros dos dipolos de corrente, em diferentes instantes de tempo, permite a correta interpretação e análise da informação médica obtida a partir dos campos biomagnéticos medidos experimentalmente, auxiliando na definição de diagnósticos e orientação de abordagens terapêuticas. Bioelectric signals provide important information about the physiological function of many living organisms. In magnetism, the so-called direct problem deals with the determination of the magnetic field associated to well known current sources. On the other hand, there are situations where it is necessary to determine the current source responsible for the generation of a measured magnetic field. This type of problem is common in Biomagnetism and is called inverse problem. For example, based on cardiac magnetic field measurements it is possible to infer the electrical activity in the heart tissue, responsible for its generation. This work proposes, presents and discusses a new technique designed to solve the biomagnetic inverse problem by genetic algorithms. It is intended to estimate the position, orientation and magnitude of the equivalent current dipoles, responsible for the generation of biomagnetic field maps measured with a 16 channel SQUID system. The algorithm attempts to identify the distribution of dipoles that best fits the measured experimental data, aiming at minimizing the error between the experimental magnetic field maps and those obtained by the estimated solutions. The experimental data analyzed in this study were acquired by measurements in isolated rabbit hearts. The knowledge of parameters of current dipoles at different instants of time allows the correct interpretation and analysis of medical information obtained from the experimentally measured biomagnetic fields, providing diagnosis and guiding therapeutic procedures.

No Brasil, a medição de petróleo é regulada pela ANP e pelo INMETRO. O Regulamento Técnico de Medição de Petróleo e Gás Natural exige que os medidores de vazão de petróleo sejam calibrados nas condições mais próximas das encontradas no local de medição, tanto para o fluido (massa específica e viscosidade) quanto operacionais (vazão, pressão e temperatura). Replicar todas estas condições nos laboratórios de calibração nacionais é muito complicado e dispendioso. Assim, neste trabalho foram avaliados os comportamentos de 7 medidores Altosonic V calibrados com 5 tipos de fluidos (oural, condensat, fuel, heavy fuel e água). Os fatores de calibração dos medidores foram submetidos a avaliações estatísticas e curvas de calibração foram ajustadas buscando identificar possíveis tendências de comportamento. Após supor-se que vazões e viscosidades teriam influência na aleatoriedade dos fatores, chegou-se à conclusão que, utilizando as calibrações de fábrica (fingerprint) do medidor, que cobrem toda a faixa de viscosidade e vazão de medição com a utilização do número de Reynolds, os limites requeridos por norma de erros para medição fiscal de são atendidos. Assim, sugere-se que as verificações periódicas do Altosonic V sejam feitas com o fluido disponível no laboratório de calibração, observando a coerência dos fatores obtidos nesta calibração e na calibração inicial, buscando o atendimento aos limites legais da aplicação. In Brazil, the measurement of oil is regulated by ANP and INMETRO. The Technical Regulation for Petroleum and Natural Gas requires that the oil flow meters be calibrated in conditions close to those found at the measurement site, both regarding the fluid (density and viscosity) and operational conditions (flow rate, pressure and temperature). It is very difficult to replicate all these conditions in national calibration facilities and expensive too. Thus, this study evaluated the behavior of 7 Altosonic V meters calibrated with 5 types of fluids (oural, condensat, fuel, heavy fuel and water). The calibration factors of the meters were subjected to statistical evaluation and calibration curves were fitted looking for possible behavior trends. Supposing that flow rates and viscosities would influence randomly the factors, a conclusion was reached that, by using the factory meter calibrations (fingerprint), that cover the entire measurement range of viscosity and flow rates, by using Reynolds number, the required by norm fiscal measurement error limits are met. Thus, it is suggested that periodic checks of Altosonic V could be made with the fluid available in the calibration facility, verifying the consistency of the factors obtained in this calibration and in the fingerprint, aimed at complying with the legal limits of the application.

PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO RIO DE JANEIRO CONSELHO NACIONAL DE DESENVOLVIMENTO CIENTÍFICO E TECNOLÓGICO Nas últimas décadas, a crescente conscientização ambiental levou ao reconhecimento da necessidade do uso responsável dos recursos hídricos. Para garantir isso, a boa gestão de reservatórios hídricos requer um monitoramento ambiental adequado, com medições confiáveis dos parâmetros de qualidade da água em vários pontos do reservatório, permitindo o controle da qualidade da água e seus impactos na fauna, flora e comunidades ribeirinhas dos reservatórios. O monitoramento das variáveis ambientais dos reservatórios é atualmente realizado por processo tradicional de coleta manual. Infelizmente, no Brasil, as iniciativas de produzir um sistema robótico aquático com tecnologia nacional e de baixo custo, quando comparado a equivalentes importados, são ainda raras e se restringem a algumas poucas instituições acadêmicas, não tendo sido localizado nenhum fabricante comercial deste tipo de veículo no país. Visando preencher esta lacuna, o presente trabalho teve como objetivo o desenvolvimento do protótipo de um sistema robótico aquático capaz de se locomover autonomamente em lagoas, lagos e reservatórios, coletando informações físico-químicas da água e armazenando estes dados na memória. Além disso, foi incluído no protótipo uma câmera de vídeo, sistema de iluminação e um sistema de controle remoto, objetivando o controle pela equipe em terra. Nos testes realizados em dias ensolarados e chuvosos, o robô apresentou boa dirigibilidade, estabilidade e manobrabilidade. O vaso de pressão do sistema robótico resistiu às pressões necessárias durante os testes, a eletrônica conseguiu atender as especificações de projeto e o software conseguiu estabelecer um controle de navegação, cumprindo o trajeto de uma rota estabelecida. In recent decades, the growing environmental awareness has led to the recognition of the need for responsible use of water resources. To ensure this, the good management of water reservoirs requires adequate environmental monitoring, with reliable measurements of water quality parameters in various parts of the reservoir, allowing the control of water quality and its impacts on fauna, flora and riverine communities of the reservoirs. Monitoring environmental variables of the reservoirs is currently performed by traditional process of manual collection. Unfortunately, in Brazil, initiatives to produce a water robotic system with national and low cost technology, compared to imported equivalents, are still rare and restricted to a few academic institutions, and no commercial manufacturer of this type of vehicle was found in the country. Aiming to fill this gap, the main objective of this study was to develop a prototype of a water robotic system capable of autonomously navigate in ponds, lakes and reservoirs, collecting physicochemical information of water and storing this data in memory. Moreover, a video camera, illumination and a remote control system were included in the prototype, allowing the team on the ground to control the prototype. In tests conducted in sunny and rainy days, the robot presented good handling, stability and maneuverability. The robotic system pressure vessel resisted pressures required during testing, the electronics met the design specifications and the software was able to establish a navigation control, fulfilling the path of an established route.

PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO RIO DE JANEIRO CONSELHO NACIONAL DE DESENVOLVIMENTO CIENTÍFICO E TECNOLÓGICO Um estudo do atual estado da confiabilidade metrológica da Estimulação Magnética Transcraniana (TMS) é apresentado. A questão da segurança é abordada em três aspectos principais: A segurança e desempenho dos equipamentos de TMS; a segurança em relação aos limites de exposição para operadores do equipamento e pacientes; e a segurança do protocolo terapêutico e dos parâmetros de tratamento. Propostas para um protocolo de relatório harmonizado e a base de uma possível futura norma técnica para equipamentos de TMS também são apresentadas. Os resultados de simulações e medições da densidade de fluxo magnético emitido por equipamentos de TMS de duas marcas são relatados, com os cálculos correspondentes das distâncias seguras em relação a exposição de operadores do equipamento, usando os métodos promulgados pelas diretrizes da Comissão Internacional de Proteção Contra a Radiação Não Ionizante (ICRNIP). Estas distâncias são então comparadas com estimativas prévias encontradas na literatura. O desenvolvimento das rotinas de simulação e do sistema de medição é descrito, incluindo possíveis futuras aplicações em outros estudos e aspectos metrológicos de incerteza de medição. A study of the current status of the metrological reliability of Transcranial Magnetic Stimulation (TMS) is presented. The matter of safety is approached in three major aspects: The safety and performance of the TMS devices; the safety regarding exposure limits for patients, staff and the general public; and the safety of the therapeutic protocol and of the treatment parameters. Proposals for a harmonized reporting framework and the basis for a possible future TMS safety and performance technical standard are also presented. The results of simulations and measurements of the magnetic flux densities emitted by two brands of TMS devices are reported, with the corresponding calculations for the safe distances regarding staff exposure, using the methods promulgated by the guidelines of the International Commission on Non Ionizing Radiation Protection (ICNIRP). These distances are compared to the previous estimates found in literature. The development of both the simulation routines and the measurement system are described, including possible future applications in other studies and metrological aspects of measurement uncertainty.

PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO RIO DE JANEIRO COORDENAÇÃO DE APERFEIÇOAMENTO DO PESSOAL DE ENSINO SUPERIOR PROGRAMA DE SUPORTE À PÓS-GRADUAÇÃO DE INSTS. DE ENSINO Quality by Design (QbD) tem sido utilizado na indústria farmacêutica e biotecnológica desde 2004, contribuindo para o atendimento a aspectos pre-definidos de segurança e eficácia do medicamento. Nesta dissertação são apresentados esforços preliminares para adaptar e implementar a abordagem do QbD para a garantia da confiabilidade de tecnologias biomédicas, particularmente na fase de desenvolvimento de um dispositivo robótico assistivo destinado a auxiliar a locomoção de idosos. Para a configuração do Target Product Profile (TPP) associado às funcionalidades do dispositivo, elaborou-se um questionário que foi aplicado a uma equipe multidisciplinar de atendimento ao idoso. Com a análise estatística dos resultados e literatura, identificaram-se as dificuldades clínicas a serem satisfeitas pelas funcionalidades do dispositivo. Com o TPP, literatura e técnicas de análise de risco, foram definidos os Critical Quality Atributes (CQA), características da tecnologia que precisam ser controladas ao longo do desenvolvimento. CQAs e análise de riscos foram utilizados para determinar os Critical Process Parameters (CPP), incluindo-se aspectos metrológicos, não mencionados no QbD. Sendo inviável a utilização dos métodos estatísticos convencionais na indústria de medicamentos, o Design Space foi configurado por meio de adaptação da lógica fuzzy, estabelecendo os CPP associados ao desempenho ótimo do dispositivo; propondo-se, para redução da complexidade, um modelo aplicando um sistema fuzzy hierárquico. Quality by Design (QbD) has been used in the pharmaceutical and biotechnology industry since 2004, contributing to meet the pre-defined aspects of safety and efficacy. In this work are presented the preliminary efforts to adapt and implement the QbD approach to guarantee the reliability of biomedical technologies, particularly in the development phase of an assistive robotic device for elderly locomotion. For setting the Target Product Profile (TPP) associated with the device features, questionnaire was elaborated and applied to a multidisciplinary team for elderly care. Through statistical analysis of the results and literature data, clinical difficulties to be met by the device features have been identified. With this information, literature data and risk analysis techniques, the Critical Quality Atributes were specified (CQA), characteristics of technology that need to be tracked throughout the development. The CQA data and risk analysis through brainstorming were used to determine the Critical Process Parameters (CPP), including metrological aspects, which are not considered in the conventional application of QbD . Being not feasible the use of conventional QbD statistical methods applied in pharmaceutical industry, Design Space has been configured by means of adaptation of fuzzy logic, establishing the CPP associated with the optimum performance of the device; and, for reduction of system complexity, was proposed a model by applying a hierarchical fuzzy system.

PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO RIO DE JANEIRO A dissertação tem por objetivo propor métricas para avaliação de ações em sustentabilidade de grandes usuários de energia elétrica. As organizações têm a responsabilidade de limitar as suas emissões de gases de efeito estufa - GEE. Deste modo, gerenciar as implicações decorrentes das mudanças climáticas é de grande relevância, dado que estas ações podem gerar vantagens sustentáveis e ao mesmo tempo atender às demandas dos stakeholders. Este estudo avaliou o grau de relevância das ações de sustentabilidade de grandes clientes consumidores da concessionária de energia elétrica do Rio de Janeiro, que atende 4,1 milhões de consumidores na média e alta tensão (68 porcento da população e 66 porcento do PIB do segundo estado economicamente mais desenvolvido do país). Um questionário foi elaborado com 14 ações críticas em estratégias climáticas fundamentadas em benchmarks internacionais. Para mensurar o progresso de estratégias climáticas empresariais, os dados foram levantados por meio de uma pesquisa (tipo survey) online. Os resultados obtidos foram comparados com estudos realizados por organizações internacionais, indicando que, pelo índice de proatividade obtido, as empresas respondentes reconhecem a relevância do tema, mas planejam implementar a médio e a longo prazo as ações de sustentabilidade . Alguns setores investem em ações de curto prazo, com a perspectiva de um retorno financeiro mais rápido. O índice de dificuldade apontou que as empresas não dimensionam os investimentos financeiros anuais em ações voltadas para sustentabilidade. The dissertation aims to propose metrics to evaluate actions on sustainability in large users of electricity. Organizations have a responsibility to restrict their emissions of greenhouse gases – GHG. Thus, managing the implications of climate change is of great importance, as this action can generate sustainable advantages and at the same time meet the demands of stakeholders. In addition, this study evaluated the sustainability actions of relevance degree of large consumers of electric distributed by a utility company that serves 4.1 million consumers in the medium and high voltage (68 percent of the population and 66 percent of the gross internal product for the second most economically developed Brazilian state). A questionnaire was drawn up on 14 critical actions in climate strategies based on international benchmarks. To measure the progress of corporate climate strategies, data were collected through an online survey. The results, compared with studies conducted by international organizations, Indicated by proactivity index obtained , the responding companies recognize the importance of the topic , but plan to implement the medium and long-term actions of sustainability. Some sectors invest in short-term actions, with the prospect of a faster payback. The index of difficulty pointed out that companies do not measure the annual investments in actions for sustainability.

PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO RIO DE JANEIRO COORDENAÇÃO DE APERFEIÇOAMENTO DO PESSOAL DE ENSINO SUPERIOR CONSELHO NACIONAL DE DESENVOLVIMENTO CIENTÍFICO E TECNOLÓGICO PROGRAMA DE SUPORTE À PÓS-GRADUAÇÃO DE INSTS. DE ENSINO O objetivo desta dissertação é desenvolver modelos matemáticos que permitam estimar o tempo médio dos banhos com a utilização de chuveiros elétricos e a curva de carga desses aparelhos, considerando as informações das Pesquisas de Posses e Hábitos de Consumo (PPH) e medições realizadas com o auxílio de medidores eletrônicos com memória de massa, em residências com chuveiros elétricos. A motivação do estudo advém de uma exigência da ANEEL que determina que as distribuidoras de energia elétrica realizem a cada 2 (dois) ciclos de revisão tarifária a PPH em suas unidades consumidoras. Os métodos empregados foram: estatística descritiva (para a obtenção do tempo médio de banho); aplicação da regressão linear e de redes neurais (para corrigir a curva de carga horária obtida com a PPH, com base nos dados das medições). Os resultados foram promissores, pois o tempo médio de banho se encontra próximo às estimativas do PROCEL (que são de 8 (oito) a 10 (dez) minutos) e a curva de carga estimada se encontra próxima à da medição, sendo esta última o consumo real. Conclui-se que a abordagem desta dissertação resultou em melhorias na estimativa dos coeficientes de ajustes e que o método de redes neurais foi relativamente melhor que o método de regressão linear simples. The aim of this dissertation is to develop mathematical models that would allow the estimation of the average time of baths using electric showers and the load shape curves for these devices, obtained from two sources: the information of Electrical Appliances Ownership Survey and measurements of electric shower usage in households carried out with electronic meters with storage capacity. The motivation stems from a requirement of ANEEL that determines that the electric energy distributors periodically should hold a PPH in their consumer units. Concerning the average time of shower baths, the last PPH survey conducted by PROCEL in 2005 estimated this time between 8 (eight) and 10 (ten) minutes. The methods employed in this work were: descriptive statistics (for obtaining the average bath time); application of linear regression and neural networks (to estimate the correction factors to approximate the load shape curves obtained by PPH to those obtained by measurements). The obtained results are rather promising due to the following reasons: the average time of bath is next to the estimates of PROCEL and the corrected load shape curve estimated is quite close to the measured curve, the latter being the actual consumption. This approach has resulted in improvements in the estimation of the coefficients of adjustments and the method of neural networks was relatively better than the simple linear regression method.

PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO RIO DE JANEIRO COORDENAÇÃO DE APERFEIÇOAMENTO DO PESSOAL DE ENSINO SUPERIOR PROGRAMA DE SUPORTE À PÓS-GRADUAÇÃO DE INSTS. DE ENSINO Esta dissertação de mestrado tem por objetivo avaliar e determinar a influência da cavitação no fenômeno da erosão de materiais de engenharia à luz das recomendações da norma ASTM G32:2010. O trabalho foi motivado pelo interesse do Programa de Metrologia em participar, no âmbito da cooperação celebrada com o Instituto de Metrologia do Reino Unido, de um novo desafio no campo da metrologia científica relacionado à medição de cavitação. A metodologia utilizada baseou-se em trabalhos experimentais realizados com o medidor de cavitação recentemente desenvolvido pelo Laboratório de Acústica do NPL, que foi pioneiramente utilizado para mapear os níveis de cavitação nos experimentos de erosão de materiais de engenharia para diferentes amplitudes (delta) de pulsação do transdutor e diferentes posicionamentos (lambda) da haste do transdutor em relação ao espécime submetido à erosão. Dentre os resultados destaca-se a perda de massa mensurada para cada um dos três materiais de engenharia submetidos à erosão por cavitação: 101,4 mg no Alumínio; 66,0 mg na Liga Alumínio-Bronze e 6,80 mg no Aço inoxidável 304. Três são as conclusões mais relevantes do trabalho (i) no que concerne a perda de massa (medida da erosão), o parâmetro delta mostrou-se mais crítico que o parâmetro lambda; (ii) os materiais de menor dureza são os mais susceptíveis à erosão por cavitação e (iii) quanto maior a resistência à erosão menor é a uniformidade da cavitação. The aim of this dissertation is to evaluate and assess the influence of the cavitation on the erosion of engineering materials in line with recommendations of the ASTM G32:2010 standard. The work was motivated by the interest of the postgraduate Metrology Programme to participate, within the framework of the cooperation celebrated with the National Metrology Institute of the United Kingdom (National Physical Laboratory, NPL), in a new metrology challenge related to measurement of cavitation. The methodology used was based on experimental work carried out with the cavitation meter recently developed by the Laboratory of Acoustics of the NPL, which was first used to map the levels of cavitation inducing erosion in engineering materials for different amplitude of the transducer (delta) and displacement (lambda) of the transducer horn relative to the specimen subjected to erosion. Among the results is emphasized the mass loss measured for each of the three engineering materials submitted to cavitation erosion: 101.4 mg for the aluminium; 66.00 mg for the Alloy Aluminium-Bronze and 6.80 mg for the stainless steel 304. Three are the main findings of the work (i) with respect to loss of mass (a measure of erosion), the parameter delta was more critical that the parameter lambda; (ii) the lower the hardness of the engineering material eroded, the most susceptible it becomes to cavitation erosion and (iii) the higher the erosion resistance the lower the uniformity of cavitation.

PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO RIO DE JANEIRO COORDENAÇÃO DE APERFEIÇOAMENTO DO PESSOAL DE ENSINO SUPERIOR PROGRAMA DE SUPORTE À PÓS-GRADUAÇÃO DE INSTS. DE ENSINO O para-raios é o principal equipamento de proteção dos transformadores e linhas de transmissão de energia, que estão presentes em todo território nacional, protegendo-os de descargas atmosféricas e sobretensão, evitando grandes perdas de equipamentos e um custo relativamente alto para as concessionárias de energia. O para-raios precisa obter conformidade e certificação em relação à qualidade do material e a suas características de proteção, e um dos ensaios de verificação de desempenho baseia-se na resposta ao impulso de corrente. Contudo, para a realização destes ensaios de desempenho é necessário que haja um sistema de medição acreditado, apto a realizá-los com precisão e rastreabilidade aos padrões de transdutores, ou seja, com níveis de incerteza dentro dos limites aceitáveis, segundo a norma IEC 62475:2010. O Inmetro, que é o Instituto Nacional de Metrologia do Brasil, ainda não possui um Sistema de Medição de Referência (SMR) que possa ser empregado na fiscalização e acreditação de laboratórios que venham a exercer a função de Sistema de Medição Aprovado (SMA), levando a rastreabilidade e conformidade aos padrões de transdutores de corrente elétrica, de modo a produzir equipamentos com confiabilidade e segurança. Assim, essa dissertação faz um levantamento dos níveis de rastreabilidade e um estudo normativo e estrutural de ensaios de impulso de corrente, à luz da norma IEC 62475:2010. The surge arrester is the main protection equipment of the power transformers and power transmission lines, which are present throughout the country, protecting them from lightnings and overvoltage, avoiding large equipment failures and a relatively high cost for the power companies. The arrester must obtain conformity and certification regarding the quality of the material and its safety features, and one of the performance verification tests is based on the response to current impulses. However, to realize these performance tests it is necessary to have a measurement system accredited to perform this type of test, with accuracy and traceability of the standard transducers, that is, uncertainty levels within acceptable limits according to IEC 62475:2010. The Brazilian National Institute of Metrology ( INMETRO) does not have a Reference Measuring System (RMS) that can be used in the inspection and accreditation of laboratories that will perform as a Approved Measuring System, giving traceability and conformity to the electrical current transducers standards (Shunts or CTs), so as to produce reliable and safe equipments. Thus, this dissertation surveys the traceability levels and the normative and structural landscape regadring current impulse tests based on IEC 62475:2010.

A utilização de magnetômetros possibilita o diagnóstico não invasivo e inócuo das variáveis fisiológicas já mensuradas pelos procedimentos padrão e oferece informações complementares sobre outras variáveis fisiológicas. Fontes biológicas geram densidades de fluxo magnético com ordem de grandeza entre 1 nT e 1 fT, com frequências até 1 kHz. Essas grandezas são ínfimas quando comparadas com a gerada pelo planeta, que é da ordem de 20 uT e está onipresente na atmosfera. Portanto, para mensurar campos biomagnéticos, é necessário atenuar essa interferência eletromagnética, sendo empregadas câmaras magneticamente blindadas e/ou transdutores em configuração gradiométrica. As câmaras blindadas apresentam alto desempenho de filtragem, mas têm elevado custo e pouca praticidade. Uma configuração gradiométrica utiliza uma leitura diferencial de dois ou mais elementos sensores idênticos, melhorando significativamente a relação sinal/ruído com baixo custo de implementação. Seu funcionamento se baseia na premissa de que os sensores têm comportamento idêntico. No entanto, foi observado que as fitas GMI, mesmo apresentando a mesma composição química e mesmas dimensões físicas, não apresentam as mesmas variações de fase para uma mesma variação do campo magnético. Ou seja, foi constatado um comportamento heterogêneo das amostras, o que impossibilitaria o desenvolvimento de um gradiômetro baseado nesses sensores. Diante deste impedimento, foi considerado o desenvolvimento de um circuito capaz de homogeneizar as variações de impedância entre duas amostras, quando associado a uma delas. Assim, a presente dissertação apresenta três métodos para a homogeneização das características de fase de amostras GMI e identifica o mais adequado para aplicações biomédicas. The use of magnetometers enables noninvasive and innocuous physiological variables already measured by standard procedures, and in certain cases, such as the Magnetocardiography offers additional information on other physiological variables diagnosis. Typically, the human heart generates a magnetic field with flux magnitude and frequency of 1 nT to 1 kHz. These quantities are minuscule compared with Earth s magnetic field, which is of the order of 20 uT and is omnipresent in the atmosphere. Therefore, to measure biomagnetic fields, it is necessary to reduce this and other electromagnetic interference, magnetically shielded cameras and transducers in gradiometric configuration are commonly used. Shielded cameras feature high performance filter, but have high cost and little practicality. A gradiometric configuration uses a differential reading of two or more identical sensor elements, significantly improving the signal/noise ratio with low implementation cost. However, its operation based on the premise that the sensors have identical behavior. Unfortunately, it was found that GMI ribbons, despite having the same chemical composition and same physical dimensions does not present the same phase variations for the same variation in magnetic field. That is, a heterogeneous behavior of the samples, which would prevent the development of a gradiometer based on these sensors. Given this impairment, it was considered developing a circuit capable of homogenizing the variations in impedance between two samples when associated with them. Thus, this paper presents three distinct characteristics of the homogenization phase samples GMI methods and identifies the most suitable for biomedical applications through a comparative analysis of the performance of the methods.

PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO RIO DE JANEIRO COORDENAÇÃO DE APERFEIÇOAMENTO DO PESSOAL DE ENSINO SUPERIOR PROGRAMA DE SUPORTE À PÓS-GRADUAÇÃO DE INSTS. DE ENSINO A presente dissertação tem como objetivo geral realizar uma análise bibliométrica da produção científica do Programa de Pós-graduação em Metrologia (PósMQI) da PUC-Rio, abrangendo o período de 1999 a 2013. Nesta dissertação, utiliza-se a bibliometria para caracterizar aspectos da dinâmica da produção do conhecimento em uma área multidisciplinar. No contexto institucional no qual a pesquisa se insere, considera-se que seus resultados terão um grande potencial de aplicação no PósMQI e em outros programas de Pós-graduação da PUC-Rio e de instituições de ensino superior no Brasil. Quanto aos fins, a pesquisa pode ser considerada aplicada e descritiva. Quanto aos meios de investigação, a metodologia compreende: (i) pesquisa bibliográfica e documental; (ii) elaboração de um protocolo de coleta de dados baseado no Sistema de Avaliação da Pós-graduação da Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (Capes) e em indicadores bibliométricos complementares (co-word analysis); (iii) coleta de dados da produção científica do Programa no período 1999 - 2013; e (iv) tratamento, análise bibliométrica e discussões da avaliação da produção científica do Programa em foco. Destacam-se como resultados: (i) mapeamento das principais ferramentas e procedimentos bibliométricos, na perspectiva da escolha dos mais adequados para fins da análise pretendida; e (ii) características da produção científica do Programa, expressas por indicadores do Sistema de Avaliação da Pós-graduação implantado no Brasil pela Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (Capes) e por indicadores bibliométricos complementares. The main aim of this dissertation is to develop a bibliometric analysis of the scientific output of the Postgraduate Program in Metrology of PUC-Rio (PósMQI), covering the period from 1999 to 2013. In this dissertation, bibliometrics is used to characterize aspects of the dynamics of knowledge production in a multidisciplinary field. Within the institutional context in which this research is situated, it is assumed that its results will have great potential for application in PósMQI itself, in other graduate programs at PUCRio, and also in other higher education institutions in Brazil. This research can be considered descriptive and applied and the methodology encompasses: (i) bibliographical and documental research; (ii) development of a protocol for data collection based on the main characteristics of scientific production indicators to be produced, according to Capes evaluation system and complementary indicators from co-word analysis; (iii) data collection related to the scientific output of Postgraduate Program in Metrology (1998-2013); and (iv) data treatment and bibliometric analysis of the scientific output of PósMQI. The main results can be summarized as follows: (i) mapping of the main bibliometric tools and procedures, within the perspective of choosing the most suitable for the research purposes; (ii) characteristics of scientific output of the focused Program, expressed by indicators which integrate the Evaluation System of PostGraduate Programs implemented by the Coordination for the Improvement of Higher Education Personnel (Capes), and by complementary bibliometric indicators.

PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO RIO DE JANEIRO COORDENAÇÃO DE APERFEIÇOAMENTO DO PESSOAL DE ENSINO SUPERIOR PROGRAMA DE EXCELENCIA ACADEMICA Sensores capazes de detectar campos magnéticos são largamente aplicados nas mais variadas áreas da engenharia. Um magnetômetro é um dispositivo que, baseado na utilização de um sensor magnético, é capaz de medir a magnitude e/ou direção de um campo magnético. Magnetômetros GMI são transdutores magnéticos cujos elementos sensores se baseiam no efeito da Magnetoimpedância Gigante (Giant Magnetoimpedance - GMI) que se caracteriza pela grande variação da impedância (módulo e fase) de uma amostra de material ferromagnético quando submetida a um campo magnético externo. A sensibilidade dos transdutores magnéticos está diretamente associada à sensibilidade de seus elementos sensores. No caso de amostras GMI, a sensibilidade é afetada por diversos parâmetros, e essa dependência ainda não é bem modelada quantitativamente. Esta dissertação apresenta um modelo computacional baseado em Redes Neurais MLP e em Algoritmos Genéticos que determina a sensibilidade ótima da fase da impedância do efeito GMI em função do campo magnético externo, para ligas ferromagnéticas amorfas de composição Co70 Fe5 Si15 B10, a partir dos seguintes parâmetros que as afetam: comprimento das amostras, nível CC e frequência da corrente de excitação além do campo magnético externo. Sensors capable of detecting magnetic fields are widely applied in many areas of engineering. A magnetometer is a device that based on the use of a magnetic sensor is capable of measuring the magnitude and direction of a magnetic field. Magnetometers GMI are magnetic transducers which sensors elements are based on the Giant Magnetoimpedance effect (Giant Magnetoimpedance - GMI) that is characterized by large variation of the impedance (magnitude and phase) of a sample of ferromagnetic material when subjected to an external magnetic field. The magnetic transducers sensitivity is directly affected by the sensitivity of its sensor elements. In the case of GMI samples, the sensitivity is affected by several parameters, and this dependence is not well modeled quantitatively. This dissertation presents a computational model based on feedforward Multilayer Perceptron Neural Networks and Genetic Algorithms that determines the optimal impedance phase sensitivity of the GMI effect, as functions of the magnetic field, for Co70 Fe5 Si15 B10 ferromagnetic amorphous alloys, The proposed model is based on some of the main parameters that affect it: length of the samples, DC level and frequency of the excitation current and the external magnetic field.

PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO RIO DE JANEIRO COORDENAÇÃO DE APERFEIÇOAMENTO DO PESSOAL DE ENSINO SUPERIOR CONSELHO NACIONAL DE DESENVOLVIMENTO CIENTÍFICO E TECNOLÓGICO PROGRAMA DE SUPORTE À PÓS-GRADUAÇÃO DE INSTS. DE ENSINO Esta dissertação foi desenvolvida com o objetivo de criar e validar uma metodologia para identificação e classificação do potencial dos grandes clientes de uma concessionária local ao uso da tecnologia de conversão fotovoltaica como alternativa estratégica de racionalização do consumo. O estudo faz uso de dados oficiais de radiação global incidente no Rio de Janeiro, fornecidos pelo Instituto Nacional de Meteorologia do Brasil, e de dados de consumo de grandes clientes fornecidos pela Light. A motivação consiste em oferecer uma ferramenta, à concessionária e ao Regulador, a ser utilizada como subsídio ao planejamento estratégico da empresa, visando ao deslocamento de carga para horários fora da ponta. A metodologia proposta consiste em comparar a curva de energia elétrica consumida pelo cliente com a curva de radiação global incidente no Rio de Janeiro. Assim, utiliza-se uma metodologia fuzzy para identificar e categorizar os usuários de energia elétrica. Os resultados enquadraram os consumidores em cinco diferentes categorias que indicam o nível de potencial para fazer uso da conversão fotovoltaica. Dentre as conclusões, a metodologia desenvolvida mostrou-se eficaz como ferramenta de auxílio e a conversão fotovoltaica uma alternativa interessante, quando se trata da análise do consumo e da radiação global, para pelo menos 85 porcento dos grandes clientes analisados. This work was developed with the goal of creating and validating a methodology for identification and classification of potential major customers of a local electricity utility to the use of photovoltaic conversion technology as a strategic alternative to rationalize consumption. The study makes use of official data of global radiation incident in Rio de Janeiro, provided by the National Meteorology Institute of Brazil, and consumption data of major customers provided by Light. The motivation is to provide a tool to the electricity utility and the regulator, to be used as input to the strategic planning of the firm seeking to shift load of off-peak times. The proposed methodology consists in comparing the curve of electrical energy consumed by the customer with the curve of global radiation incident in Rio de Janeiro. Thus, the fuzzy methodology is used to identify and categorize the users of electricity. Results framed consumers in five different categories that indicate the level of potential to make use of photovoltaic conversion. Among the conclusions, the methodology was effective as an aid tool and photovoltaic conversion an attractive alternative when it comes to the analysis of consumption and global radiation for at least 85 percent of large customers analyzed.

O objetivo desta dissertação é analisar metrologicamente a aplicação de acelerômetros piezoelétricos à medição de vazão na indústria petrolífera. A motivação deste trabalho é analisar uma técnica de medição de vazão, recentemente desenvolvida, baseada na vibração captada por um acelerômetro ligado à superfície do duto. A metodologia do presente trabalho consistiu em realizar um estudo experimental para obtenção de dados em um laboratório acreditado de calibração de medidores de vazão, estimando-se uma vazão para cada vibração medida, acompanhada por uma análise de incertezas. Os resultados obtidos não estão conformes aos limites aceitáveis do ponto de vista da regulamentação para aplicação em medição de vazão na indústria petrolífera, no que se refere à medição fiscal e à medição para apropriação, segundo o Regulamento Técnico de Medição de Petróleo e Gás Natural (RTM). Contudo, a aplicação de acelerômetros ainda mostra-se oportuna à medição de vazão na indústria petrolífera, apesar da incerteza encontrada não adequar-se à regulamentação vigente para o setor, pois pode ser adotada para fins de medição operacional, na medição de água, sem interferir na instalação, de modo não invasivo e não intrusivo. The objective of this dissertation is to analyze metrologically the application of piezoelectric accelerometers in the measurement of flow rate in the oil industry. The motivation of this work is to analyze a technique of flow measurement, recently developed, based on the vibration captured by an accelerometer attached to the pipe surface. The methodology of this study consists of performing an experimental study to obtain data in an accredited laboratory for calibration of flowmeters, estimating a flow rate for each vibration measured accompanied by an uncertainty analysis. The results do not conform to acceptable limits from the viewpoint of the regulation for application in flow measurement in the oil industry, in that refers to the fiscal metering and to the measurement for appropriation, in accordance with the Technical Rules of Measurement of Petroleum and Natural Gas (RTM). However, the use of accelerometers still can be useful to measure flow rates in the oil industry, despite the uncertainty being not suitable for the current regulation of the sector, because it can be adopted in the operational measurement of water flow, without interfering in the installation, so being non-invasive and non-intrusive.

PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO RIO DE JANEIRO COORDENAÇÃO DE APERFEIÇOAMENTO DO PESSOAL DE ENSINO SUPERIOR PROGRAMA DE EXCELENCIA ACADEMICA O aumento dos custos relacionados aos processos de manutenção em estruturas como aeronaves, aliadas à crescente demanda das mesmas, alimentam a necessidade de investimentos em técnicas inovadoras de monitoramento estrutural. Dessa forma, o trabalho realizado nesta tese, busca o desenvolvimento de uma técnica de monitoramento ativo, visando o acompanhamento de parâmetros da estrutura analisada, a fim de identificar e caracterizar processos de dano não visíveis, tais como corrosão e delaminação. A metodologia empregada, teve como base a análise dos padrões de deformação superficial, obtidos com o uso de grades de sensores à fibra óptica baseadas em redes de Bragg (FBG). Inicialmente, tais padrões foram provocados por carregamentos estáticos (tração), e posteriormente por atuadores PTZ fixados à estrutura. Estes últimos são submetidos a uma voltagem alternada e frequência fixa. Esta técnica apresenta todas as vantagens dos sensores FBG (massa e dimensões reduzidas, imunidade eletromagnética, elevado poder de multiplexação e alta sensibilidade entre outras), alem de permitir a visualização de alterações nos padrões de deformação, provocados por danos, através da variação da frequência de excitação. Com relação à interpretação dos resultados, a estratégia empregada consistiu em separar o problema de detecção e caracterização dos danos. Dessa forma, a detecção é realizada comparando a energia das deformações superficiais dos corpos de prova nos casos com e sem defeito, enquanto a caracterização é obtida através a utilização de redes neurais artificiais (RNA), por meio de rotinas de reconhecimento de padrões. The higher costs related to maintenance processes in structures such as aircraft, coupled with the growing demand of them, fueling the need for investment in innovative techniques for structural monitoring. Thus, the work done in this thesis seeks to develop a technique of active monitoring, aiming at monitoring of structure parameters analyzed in order to identify and characterize processes of hidden damage such as corrosion and delamination. The maid methodology was based on the analysis of patterns of surface deformation, obtained with the use of nets of optical fiber sensors based on fiber Bragg gratings ( FBG ). Initially, these patterns were caused by static loads (tension ), and later by PTZ actuators fixed to the frame, who are subjected to an AC voltage and fixed frequency. This technique has all the advantages of the FBG s sensors (mass and small dimensions, electromagnetic immunity, high multiplexing s power and high sensitivity among others), in addition to allowing visualization of changes in the patterns of deformation caused by damage, by varying the frequency excitation. With respect to the interpretation of the results, the strategy employed was to separate the problem of detection and characterization of damage. Thus, the detection is performed by comparing the deformation energy of the surface of the specimens in the cases with and without defect, whereas the characterization is obtained through the use of artificial neural networks (ANN) by means of pattern recognition routines.

PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO RIO DE JANEIRO CONSELHO NACIONAL DE DESENVOLVIMENTO CIENTÍFICO E TECNOLÓGICO Esta Tese teve por objetivo desenvolver um magnetômetro de alta sensibilidade, baseado nas características de fase do efeito da Magnetoimpedância Gigante (GMI – Giant Magnetoimpedance), para medição de campos magnéticos ultra-fracos. Elementos sensores GMI apresentam grande potencial na fabricação de magnetômetros que conciliem alta sensibilidade e elevada resolução espacial com baixo custo. A otimização da sensibilidade do transdutor magnético é diretamente afetada pela sensibilidade de seus elementos sensores GMI, cuja maximização é um processo intrinsecamente multivariável. Consequentemente, a metodologia experimental empregada iniciou-se pelo desenvolvimento de um sistema automático de caracterização das amostras GMI, de modo a se garantir a agilidade do processo de caracterização, possibilitando a obtenção de um volume significativo de informações experimentais. A análise minuciosa dos dados provenientes das medições experimentais permitiu a definição do ponto ótimo de operação das amostras GMI estudadas. Em todas as medições experimentais realizadas foram obtidas e avaliadas as curvas de histerese das amostras GMI. Na sequência, foram idealizados circuitos eletrônicos para condicionamento das amostras GMI e leitura das características de fase de sua impedância, destacandose a configuração eletrônica desenvolvida para a amplificação da sensibilidade de fase. Foram, inclusive, depositadas patentes nacionais e internacionais referentes ao método proposto e ao novo transdutor magnético GMI (PI 0902770-0; PI 1004686-0; WO/2010/094096 e WO/2012/048395). As caracterizações e ensaios experimentais realizados indicaram a eficácia da abordagem proposta, evidenciando o grande potencial do magnetômetro GMI desenvolvido, o qual apresentou uma elevada sensibilidade de 5 mV/nT. A resolução do magnetômetro foi limitada pelo ruído magnético ambiental, indicando que sua capacidade de medição de campos inferiores aos níveis de ruído poderá ser claramente evidenciada quando for avaliada em ambiente magneticamente blindado. Os estudos teórico-experimentais realizados indicam o potencial do transdutor magnético GMI desenvolvido, caracterizado por seu baixo custo e elevada sensibilidade, para aplicação na medição de campos magnéticos ultra-fracos. This Thesis aimed at developing a high sensitivity magnetometer, based on the phase characteristics of the Giant Magnetoimpedance effect (GMI), for measuring ultra-weak magnetic fields. GMI sensor elements have great potential to implement magnetometers that combine high sensitivity and high spatial resolution with low cost. The optimization of the magnetic transducer sensitivity is directly affected by the sensitivity of its GMI sensor elements, whose maximization is inherently multivariate. Consequently, the first step of the experimental methodology employed was to develop an automatic system for the characterization of GMI samples, so as to ensure the agility of the characterization process, allowing the gathering of a significant amount of experimental data. A thorough analysis of the experimental data led to the definition of the optimal operation point of the analyzed GMI samples. The hysteresis curves of the GMI samples were obtained and evaluated, in all of the performed experimental measurements. Based on the characterization studies results, electronic circuits were designed for conditioning the GMI samples and reading their impedance phase characteristics, highlighting the new electronic configuration developed for enhancing the phase sensitivity. National and international patents were filed, related to the proposed method, for sensitivity enhancement, and to the new GMI magnetometer (PI 0902770-0; PI 1004686-0; WO/2010/094096 e WO/2012/048395). The performed experimental characterizations and assays indicated the effectiveness of the proposed approach, showing the great potential of the developed GMI magnetometer, which presents a high sensitivity of 5 mV/nT. The magnetometer resolution was limited by the environmental magnetic noise, pointing out their capability in measuring fields below the environmental noise level, which can be clearly evidenced only when evaluated in a magnetically shielded room. The theoretical and experimental studies carried out indicate the potential of the developed GMI magnetic transducer, characterized by its low cost and high sensitivity, for applications involving the measurement of ultra-weak magnetic fields.

COORDENAÇÃO DE APERFEIÇOAMENTO DO PESSOAL DE ENSINO SUPERIOR PROGRAMA DE SUPORTE À PÓS-GRADUAÇÃO DE INSTS. DE ENSINO PROGRAMA DE EXCELENCIA ACADEMICA A confiabilidade dos resultados das medições é garantida por meio da rastreabilidade às unidades do Sistema Internacional de Unidades (SI). A cadeia de rastreabilidade dos padrões metrológicos dos diversos laboratórios de cada país é implantada, mantida e referenciada aos padrões internacionais pelos Institutos Nacionais de Metrologia (INM). No Brasil, apesar de uma demanda crescente originária de diversos setores (regulatório, industrial, serviços, etc.), a rastreabilidade de grandezas magnéticas não foi implantada. No presente trabalho é realizado levantamento da demanda nacional por rastreabilidade metrológica de grandezas magnéticas e caracterizadas as competências, iniciativas e infraestrutura nacionais já disponíveis. As iniciativas para realização das unidades SI de grandezas magnéticas já em implantação no INM apresentam a abrangência necessária ao atendimento das demandas regulatórias recentemente estabelecidas no país, mas não são suficientes para atender às faixas de intensidade e de frequência de densidade de fluxo magnético correspondentes às demandas identificadas nos setores da indústria e de pesquisa e desenvolvimento. The traceability to the International System of Units (SI) guarantees the reliability of measurement results. For each country, the metrological traceability chain to an international measurement standard is supported by the National Metrological Institute (NMI). Despite a growing demand from various sectors (regulatory, industrial, services, etc.), the traceability of magnetic quantities has not been implemented in Brazil. In the present work, the national demand for metrological traceability of magnetic measurement results is investigated; and the potential infrastructure and competencies already available are characterized. The measurement infrastructure presently being built for realization of the SI unit of magnetic flux density enables compliance to the regulatory requirements recently established, but it is not sufficient for the range of magnitudes and frequencies of this quantity that have been identified in other sectors, like Industry and Research e Development .

PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO RIO DE JANEIRO CONSELHO NACIONAL DE DESENVOLVIMENTO CIENTÍFICO E TECNOLÓGICO A Tomografia por Coerência Óptica (OCT) vem sendo utilizada desde a década de 1990 em diversas áreas do campo biomédico, uma biópsia óptica com importantes perspectivas como ferramenta diagnóstica para caracterização quantitativa de estruturas teciduais.No presente trabalho é realizado estudo dos parâmetros para avaliação de conformidade dos equipamentos optoeletrônicos para aplicação biomédica como Laser, IPL(Luz Pulsada Intensa) e OCT, objetivando a identificação dos itens cuja avaliação é necessária como requisito em futura norma específica para equipamentos de Tomografia por Coerência Óptica. Além dos parâmetros metrológicos requeridos na norma particular para equipamentos a Laser, e alguns dos parâmetros da norma para IPL, foram identificados outros parâmetros metrológicos específicos para avaliação de equipamentos de OCT, considerando sua aplicação biomédica, como comprimento de coerência, resolução axial e resolução transversal. Considerando a possibilidade de elaboração futura de norma específica para OCT, para alguns dos parâmetros identificados, recomendou-se o requisito de medição e, para outros, somente a inclusão da informação nos documentos acompanhantes. Dentre os parâmetros cujo requisito de medição foi recomendado para equipamentos de OCT são: potência da emissão eletromagnética, comprimento de onda central, concentricidade entre os feixes de trabalho e de mira, diâmetro e divergência do feixe de trabalho, duração de um pulso, número de pulsos em um trem de pulsos e irradiância espectral. Optical Coherence Tomography has been proving to be an efficient diagnostics technique for imaging in vivo tissues, an optical biopsy with important perspectives as a diagnostics tool for quantitative characterization of tissue structures.The present work studies the parameters conformity evaluation of optoelectronics equipment for biomedical applications like Laser, IPL (Intense Pulsed Light), and OCT, targeting the identification of items which are necessary as a requirement to develop a future specific standard for Optical Coherence Tomography equipments. Beside the metrological parameters required by the particular standard for Laser and IPL equipment, specific parameters necessary for OCT’s evaluation have been identified, regarding its biomedical application. For some parameters identified, measurement requisite has been recommended, and for others, only the information on the accompanying documents. Among the parameters required for measurement, highlights for: electromagnetic emission power, measurement uncertainty of incident power, coherence length, work beam diameter and divergence, pulse duration and spectral irradiance.

PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO RIO DE JANEIRO No Brasil, as Infecções Hospitalares se constituem na principal causa de mortalidade de pacientes internados, gerando grandes prejuízos financeiros. Em 2008, a ANVISA publicou alerta de emergência epidemiológica devido à ocorrência de infecções por micobactérias de crescimento rápido em todas as regiões do país, infecções fortemente relacionadas a falhas nos processos de limpeza, desinfecção e esterilização de produtos médicos. A validação é uma ferramenta da metrologia que possibilita estabelecer se o processo de esterilização é executado de modo eficaz e reprodutível. Na norma ISO/TS 17665-2:2009 sobre validação da esterilização de produtos para saúde, se destacam recomendações de revalidações periódicas, distribuição espacial de sensores térmicos, critérios de aceitação quanto à temperatura calculada a partir da pressão medida na câmara e estimativa de incerteza de medição. Com base nos requisitos, recomendações, orientações e exigências descritas em documentos nacionais e internacionais, no presente trabalho se desenvolvem sistema e procedimento para avaliação da confiabilidade metrológica de esterilizadores por vapor saturado. Com o sistema foram avaliadas quatro autoclaves gravitacionais em uso hospitalar e industrial. Os resultados reforçam a importância de aspectos como: revalidações, condições ambientais e impacto da estabilidade temporal e uniformidade espacial na incerteza global das câmaras. Em todas as autoclaves avaliadas o processo se realizou por vapor superaquecido, que é menos eficiente e não-conforme à ISO 17665. As limitações identificadas corroboram com os novos requisitos da ANVISA (RDC 15:2012), tanto com relação à exigência de avaliações periódicas de esterilizadores, quanto à proibição do uso de autoclaves gravitacionais com capacidade superior a 100 L. In Brazil, the Hospital Infections are the main cause of mortality during hospitalization, generating huge financial losses. In 2008, ANVISA issued a warning of epidemiological emergency due to the occurrence of infections by rapidly growing mycobacteria in all regions of the country, strongly related to failures in the processes of cleaning, disinfection and sterilization of medical products. Validation is a metrological tool that allows establishing whether the sterilization process developed is running efficiently and with reproducibility. ISO/TS 17665-2:2009, on validation of sterilization products for health, highlights the need of periodic revalidations, measurements of temperature with sensors distributed throughout the chamber volume, specifies acceptance criteria based on measurements of pressure in the internal volume of the chamber (theoretical temperature) and introduces the measurement uncertainty requirement. In this work, based on the requirements and recommendations outlined in national and international documents, a system and procedure are developed for the metrological reliability evaluation of saturated steam sterilizers. With the developed system, four gravitational autoclaves were evaluated. The results reinforce the importance of revalidation, environmental conditions, and the contribution of temporal stability and spatial uniformity in the overall uncertainty of the cameras. All the autoclave process was carried out by means of superheated steam, which is less efficient and non-conform to ISO 17665. The limitations identified corroborate with the recently published requirements of RDC ANVISA 15:2012, concerning both the need of periodic evaluations of sterilizers and the prohibition of the use of gravitational autoclaves with capacity exceeding 100 L.

PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO RIO DE JANEIRO CONSELHO NACIONAL DE DESENVOLVIMENTO CIENTÍFICO E TECNOLÓGICO O objetivo desta dissertação é o estudo de procedimentos para avaliação da confiabilidade metrológica do tamanho de campo irradiado (TCI) por aceleradores lineares. No contexto das recentes alterações no panorama regulamentar dos serviços de radioterapia, com a implementação da RDC número 20, em 2006, pela Agência Nacional de Vigilância Sanitária (ANVISA), foi estabelecida a compulsoriedade do uso do densitômetro óptico na verificação do TCI, como parte do controle da qualidade. Questões associadas à implementação prática dos recentes requisitos para medição do tamanho de campo irradiado e as recentes indicações do potencial uso de filmes radiocrômicos para o controle da qualidade em radioterapia motivaram a realização do presente trabalho. Foram empregados três diferentes procedimentos para avaliação do tamanho de campo irradiado por aceleradores lineares utilizados em treze serviços de radioterapia localizados no Estado do Rio de Janeiro, utilizando filmes radiocrômicos EBT QD mais, RTQA, densitômetro óptico DensiX tipo T52001 ou scanner de transmissão Microtek. Os resultados destacam a contribuição das fontes de incerteza de medição para cada procedimento realizado e indicam a necessidade de considerá-la na avaliação da conformidade utilizando o densitômetro óptico (DO). Devido às propriedades do filme radiocrômico RTQA, o mesmo não pode ser utilizado no procedimento de medição com DO. Em conclusão, o uso do procedimento de medição utilizando scanner mostrou-se mais adequado para avaliação das dimensões de campos de radiação não-homogêneos. The objective of the present work is to study different procedures for metrological evaluation of the size of the radiation field emitted by linear accelerators. In the context of the recent requirements determined by the publication of the RDC number 20, in 2006, by National Agency for Sanitary Vigilance (Anvisa), the compulsory use of the optical densitometer for the measurements of the field size during quality control tests was introduced. Practical implementation issues associated with these requirements and the recent studies indicating the potential use of radiochromic films for measurements of the field size motivated the present work. Three different procedures were employed in order to evaluate the radiation field size emitted by linear accelerators used in thirteen radiotherapy services located in Rio de Janeiro, using radiochromic films EBT QD plus and RTQA, optical densitometer DensiX type T52001 or scanner Microtek. The results indicate the contribution of the measurement uncertainty associated to each procedure performed, highlighting the importance of its consideration during tests for conformity assessment with the recently required optical densitometer. Nevertheless, the RTQA radiochromic film properties precluded its use in the procedure using optical densitometer. In conclusion, among the evaluated procedures for radiation field evaluation, the use of the scanner was the most appropriate, especially if dimensional non-homogeneities are present.

PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO RIO DE JANEIRO Metrologia e qualidade estão intimamente relacionadas e constituem-se em poderoso instrumento de transformação da infraestrutura tecnológica de países e organizações. O avanço do desenvolvimento científico e tecnológico está fortemente embasado no avanço da metrologia. O Instituto Nacional de Metrologia, Normalização e Qualidade industrial (INMETRO) é o órgão máximo responsável pela conservação e manutenção das unidades de base e derivadas do Sistema Internacional de Unidades (SI) no país. A grandeza tensão em corrente contínua, até 1 kV, está disponível e rastreada a padrões nacionais na Rede Brasileira de Calibração (RBC). Contudo, para tensões maiores que 1 kV, pois ainda carece de laboratórios acreditados pelo INMETRO para prestar serviços para a indústria de equipamentos elétricos em Alta Tensão em Corrente Contínua (HVDC). Deve-se considerar, ainda, que novos investimentos na geração e transmissão em larga escala de energia mobilizam a indústria e geram demanda para ensaios em novos equipamentos que serão instalados. Para realizar esses ensaios, de forma a garantir exatidão, confiabilidade e rastreabilidade, é necessária uma estrutura metrológica em Alta Tensão, ou seja, é preciso criar padrões e incentivar a acreditação de laboratórios. Nesse sentido o objetivo desta dissertação foi à construção de um protótipo de Divisor para Alta Tensão (DVAT) do tipo resistivo de alta impedância, para medição da grandeza tensão em corrente contínua acima de 1 kV. O padrão foi construído para ser utilizado na faixa de 1 kV a 50 kV e será calibrado em baixa tensão rastreado à RBC. Em alta tensão será o elo na cadeia de rastreabilidade entre o padrão do INMETRO e os divisores dos laboratórios industriais e também na calibração de padrões de trabalho para HVDC na faixa de 1 kV a 250 kV. Metrology and quality are closely related and constitute a powerful tool for transforming the technological infrastructure of countries and organizations. The advancement of scientific and technological development is strongly grounded in the advancement of metrology. The National Institute of Metrology, Standardization and Industrial Quality (INMETRO) is the highest organism responsible by the conservation and maintenance of base and derived units of the International System of Units (SI) in the country. The quantity voltage, up to 1 kV, is traced to national standards in the Brazilian Calibration Network (RBC), but for voltages above 1 kV there is no laboratory in the country accredited by INMETRO to provide services for the electrical equipment industry in HVDC. It should also be considered that new investments in generation and transmission of large scale energy mobilize the industry and generates demand for testing of new equipment. To perform these tests, so as to ensure reliability, accuracy and traceability, a metrology structure is needed in high voltage, so it is necessary to create standards and encourage the accreditation of laboratories. In this sense the main purpose of this dissertation was to build a prototype for a standard High Voltage Divider (DVAT) of the high impedance resistive type for measuring the quantity voltage above 1 kV. The standard was designed for use in the range of 1kV to 50 kV and will be calibrated in low voltages and traceable to the RBC. In the high voltage range, it will be the link in the chain of traceability between INMETRO standards and the dividers of industrial laboratories, and also to calibrate other working standards for HVDC, especially in the range of 1 kV to 250 kV.

PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO RIO DE JANEIRO COORDENAÇÃO DE APERFEIÇOAMENTO DO PESSOAL DE ENSINO SUPERIOR PROGRAMA DE EXCELENCIA ACADEMICA Calibrações manuais periódicas asseguram o funcionamento correto de um instrumento durante certo período de tempo, mas não garantem que sensores defeituosos permaneçam calibrados por outros períodos, além de eventualmente serem desnecessárias. Em plantas industriais, a análise dos sinais fornecidos pelos sensores que monitoram os processos de produção é uma tarefa difícil em virtude da grande dimensão dos dados. Portanto, uma estratégia de monitoramento e correção online para múltiplos sensores se faz necessária. Este trabalho propõe a utilização de dois modelos: um que emprega Redes Neurais Auto-Associativas com Treinamento Robusto Modificado (RNAAM), e outro que emprega o Teste Seqüencial da Razão de Probabilidade (SPRT) e Lógica Fuzzy. Esses modelos são aplicados em um sistema de monitoramento para auto-correção online e auto-validação das medições realizadas por um grande número de sensores. Diferentemente dos modelos existentes, o sistema proposto faz uso de apenas uma RNAAM para reconstruir os sinais dos sensores com falha. Além disso, os estados do sensor e do modelo de auto-correção são validados por meio dos módulos de confiabilidade e de classificação, respectivamente. Para avaliação do modelo, faz-se uso de uma base de dados com medidas de sensores industriais que controlam e realizam o monitoramento de um motor de combustão interna, instalado em um caminhão de mineração. Os resultados obtidos mostram a capacidade do modelo proposto de mapear e corrigir, com um baixo nível de erro, os sinais dos sensores que apresentam falhas, além de fornecer ao especialista uma ferramenta para a realização de cronogramas de revisão de sensores. Periodical manual calibrations assure the correct operation of an instrument for a certain period of time, but do not guarantee that faulty sensors remain calibrated for other periods, besides being occasionally unnecessary. In industrial plants the analysis of signals from sensors that monitor a plant is a difficult task due to the high-dimensionality of data. Therefore an online strategy for monitoring and correcting multiple sensors is required. This work proposes the use of two models: one that employs Auto Associative Neural Networks with a Modified Robust Training, and another that employs the Sequential Probability Ratio Test (SPRT) and Fuzzy Logic. These models are applied to an online monitoring system for self-correction and selfvalidation of measurements generated by a large number of sensors. Unlike existing models, the proposed system makes use of only one AANN to reconstruct signals from faulty sensors. Moreover, the states of the sensor and of the self correction model are validated through the reliability and classification modules, respectively. The model is evaluated with a database containing measurements of industrial sensors that control and carry out the monitoring of an internal combustion engine installed in a mining truck. Experimental results show the ability of the proposed model to map and correct signals from faulty sensors with a low error, and to provide a tool for sensor review scheduling.

COORDENAÇÃO DE APERFEIÇOAMENTO DO PESSOAL DE ENSINO SUPERIOR A superioridade de desempenho dos algoritmos quânticos, em alguns problemas específicos, reside no uso direto de fenômenos da mecânica quântica para realizar operações com dados em computadores quânticos. Esta característica fez surgir uma nova abordagem, denominada Computação com Inspiração Quântica, cujo objetivo é criar algoritmos clássicos (executados em computadores clássicos) que tirem proveito de princípios da mecânica quântica para melhorar seu desempenho. Neste sentido, alguns algoritmos evolutivos com inspiração quântica tem sido propostos e aplicados com sucesso em problemas de otimização combinatória e numérica, apresentando desempenho superior àquele dos algoritmos evolutivos convencionais, quanto à melhoria da qualidade das soluções e à redução do número de avaliações necessárias para alcançá-las. Até o presente momento, no entanto, este novo paradigma de inspiração quântica ainda não havia sido aplicado à Programação Genética (PG), uma classe de algoritmos evolutivos que visa à síntese automática de programas de computador. Esta tese propõe, desenvolve e testa um novo modelo de algoritmo evolutivo com inspiração quântica, denominado Programação Genética Linear com Inspiração Quântica (PGLIQ), para a evolução de programas em código de máquina. A Programação Genética Linear é assim denominada porque cada um dos seus indivíduos é representado por uma lista de instruções (estruturas lineares), as quais são executadas sequencialmente. As contribuições deste trabalho são o estudo e a formulação inédita do uso do paradigma da inspiração quântica na síntese evolutiva de programas de computador. Uma das motivações para a opção pela evolução de programas em código de máquina é que esta é a abordagem de PG que, por oferecer a maior velocidade de execução, viabiliza experimentos em larga escala. O modelo proposto é inspirado em sistemas quânticos multiníveis e utiliza o qudit como unidade básica de informação quântica, o qual representa a superposição dos estados de um sistema deste tipo. O funcionamento do modelo se baseia em indivíduos quânticos, que representam a superposição de todos os programas do espaço de busca, cuja observação gera indivíduos clássicos e os programas (soluções). Nos testes são utilizados problemas de regressão simbólica e de classificação binária para se avaliar o desempenho da PGLIQ e compará-lo com o do modelo AIMGP (Automatic Induction of Machine Code by Genetic Programming), considerado atualmente o modelo de PG mais eficiente na evolução de código de máquina, conforme citado em inúmeras referências bibliográficas na área. Os resultados mostram que a Programação Genética Linear com Inspiração Quântica (PGLIQ) apresenta desempenho geral superior nestas classes de problemas, ao encontrar melhores soluções (menores erros) a partir de um número menor de avaliações, com a vantagem adicional de utilizar um número menor de parâmetros e operadores que o modelo de referência. Nos testes comparativos, o modelo mostra desempenho médio superior ao do modelo de referência para todos os estudos de caso, obtendo erros de 3 a 31% menores nos problemas de regressão simbólica, e de 36 a 39% nos problemas de classificação binária. Esta pesquisa conclui que o paradigma da inspiração quântica pode ser uma abordagem competitiva para se evoluir programas eficientemente, encorajando o aprimoramento e a extensão do modelo aqui apresentado, assim como a criação de outros modelos de programação genética com inspiração quântica. The superior performance of quantum algorithms in some specific problems lies in the direct use of quantum mechanics phenomena to perform operations with data on quantum computers. This feature has originated a new approach, named Quantum-Inspired Computing, whose goal is to create classic algorithms (running on classical computers) that take advantage of quantum mechanics principles to improve their performance. In this sense, some quantum-inspired evolutionary algorithms have been proposed and successfully applied in combinatorial and numerical optimization problems, presenting a superior performance to that of conventional evolutionary algorithms, by improving the quality of solutions and reducing the number of evaluations needed to achieve them. To date, however, this new paradigm of quantum inspiration had not yet been applied to Genetic Programming (GP), a class of evolutionary algorithms that aims the automatic synthesis of computer programs. This thesis proposes, develops and tests a novel model of quantum-inspired evolutionary algorithm named Quantum-Inspired Linear Genetic Programming (QILGP) for the evolution of machine code programs. Linear Genetic Programming is so named because each of its individuals is represented by a list of instructions (linear structures), which are sequentially executed. The contributions of this work are the study and formulation of the novel use of quantum inspiration paradigm on evolutionary synthesis of computer programs. One of the motivations for choosing by the evolution of machine code programs is because this is the GP approach that, by offering the highest speed of execution, makes feasible large-scale experiments. The proposed model is inspired on multi-level quantum systems and uses the qudit as the basic unit of quantum information, which represents the superposition of states of such a system. The model’s operation is based on quantum individuals, which represent a superposition of all programs of the search space, whose observation leads to classical individuals and programs (solutions). The tests use symbolic regression and binary classification problems to evaluate the performance of QILGP and compare it with the AIMGP model (Automatic Induction of Machine Code by Genetic Programming), which is currently considered the most efficient GP model to evolve machine code, as cited in numerous references in this field. The results show that Quantum-Inspired Linear Genetic Programming (QILGP) presents superior overall performance in these classes of problems, by achieving better solutions (smallest error) from a smaller number of evaluations, with the additional advantage of using a smaller number of parameters and operators that the reference model. In comparative tests, the model shows average performance higher than that of the reference model for all case studies, achieving errors 3-31% lower in the problems of symbolic regression, and 36-39% in the binary classification problems. This research concludes that the quantum inspiration paradigm can be a competitive approach to efficiently evolve programs, encouraging the improvement and extension of the model presented here, as well as the creation of other models of quantum-inspired genetic programming.

COORDENAÇÃO DE APERFEIÇOAMENTO DO PESSOAL DE ENSINO SUPERIOR Esta dissertação tem por objetivo o desenvolvimento de um transdutor magnético baseado no efeito da Magnetoimpedância Gigante (GMI – Giant Magnetoimpedance), destinado à medição de campos biomagnéticos. A motivação deste trabalho advém da inexistência de um sistema de baixo custo capaz de medir satisfatoriamente campos biomagnéticos, operando à temperatura ambiente e em plena conformidade com os princípios biometrológicos. Por sua vez, a metodologia experimental empregada iniciou-se pela medição e minuciosa análise das características de módulo e fase de sensores GMI em função do campo magnético, verificando-se suas dependências em relação ao comprimento das amostras e ao nível CC e frequência da corrente de excitação. Também, investigou-se a histerese e a homogeneidade das amostras GMI. Em seguida, foram idealizados circuitos eletrônicos para condicionamento e leitura das amostras GMI, destacando-se a estrutura desenvolvida que possibilita a leitura gradiométrica e algumas configurações inovadoras que permitem tanto a amplificação da sensibilidade de fase dos sensores GMI quanto a homogeneização das características de fase. Os resultados obtidos para o melhor transdutor magnético GMI desenvolvido, o qual é baseado na fase da impedância, apresentou uma elevada sensibilidade (250 mV/nT), indicando ganhos superiores a 1500 vezes quando comparado a protótipos baseados no módulo e, consequentemente, possibilitando alcançar novos patamares de resolução. Como conclusão ressaltase o grande potencial do magnetômetro GMI desenvolvido, caracterizado por seu baixo custo e elevada sensibilidade, quanto a sua aplicabilidade na medição de campos magnéticos ultra-fracos e, em especial, de campos biomagnéticos. Assim, o presente desenvolvimento contribui para a difusão das técnicas diagnósticas baseadas na medição de campos biomagnéticos, no ambiente clínico-hospitalar. This M.Sc. dissertation aims at developing a magnetic field transducer based on the Giant Magnetoimpedance (GMI) effect to be applied on the measurement of biomagnetic fields. The motivation of this work stems from the lack of a low cost system capable of adequately measuring biomagnetic fields, operating at room temperature and in full conformity with the biometrological principles. On the other hand, the experimental methodology began by measuring and carefully analyzing the impedance magnitude and phase characteristics of GMI sensors as a function of the magnetic field, verifying their dependencies on the length of the samples and on the DC level and frequency of the excitation current. It was also investigated the hysteresis and the homogeneity of GMI samples. In turn, the electronic circuits for conditioning and reading of GMI samples were developed, highlighting the developed structure that enables a gradiometric reading and some innovative configurations that allow both the enhancement of the impedance phase sensitivity of GMI sensors and the homogenization of their impedance phase characteristics. The results obtained for the best GMI magnetic transducer developed, which is based on the impedance phase, showed a high sensitivity (250 mV/nT), indicating gains of more than 1500 times when compared to magnitude-based prototypes and, consequently, reaching much better resolution levels. In conclusion it is emphasized the great potential of the developed GMI magnetometer, characterized by its low cost and high sensitivity, as to its applicability in measuring ultra-weak magnetic fields and in particular biomagnetic fields. Thus, the present development contributes to the spread of diagnostic techniques based on the measurement of biomagnetic fields, in clinical and hospital environments.

A presente pesquisa de mestrado contribui para a melhoria da confiabilidade metrológica de componentes usinados, utilizados na indústria nuclear para produção de energia elétrica, produzidos com reduzidas tolerâncias definidas em projeto. O trabalho é de interesse da empresa Indústrias Nucleares do Brasil (INB), que atua na cadeia produtiva do urânio e produz o elemento combustível para as usinas nucleares de Angra, pois aprimora a analise do processo de medir. Cumprindo o objetivo da dissertação e fazendo uso da técnica de medição por coordenadas, foi desenvolvida uma metodologia para avaliação do processo de inspeção dimensional de componentes usinados da indústria nuclear. A motivação é a melhoria da confiabilidade metrológica requerida na inspeção, agregando conhecimento e inovação tecnológica. O trabalho incorpora uma análise das incertezas associadas ao processo de medição por coordenadas de componentes usinados. A metodologia utiliza a pesquisa bibliográfica e a experimental e, à luz dos métodos de avaliação de incertezas baseados numa formulação estatística, avalia processos de medição de interesse da indústria nuclear. Dentre os resultados são caracterizadas as influências na medição da característica objeto da medição; é avaliada a divergência da medição em relação a um padrão e desenvolvida uma ferramenta para a avaliação e melhoria do processo de medição. Como conclusão, o trabalho contribui com o aprimoramento da técnica de medição por coordenadas incorporando inovações tecnológicas na melhoria da qualidade dos processos de inspeção dimensional. This Master’s Thesis contributes to the improvement of metrological reliability of machined components that are used in the nuclear industry for the production of electrical energy and which are produced with reduced tolerances defined in the project. The work is of interest to the company Indústrias Nucleares do Brasil (INB), which operates in production of the uranium fuel assemblies for nuclear power plants in Angra, improving the analysis of the measuring process. The dissertation fulfill the goal, by the development of a methodology to use in evaluation of coordinate measuring technique that is used in the process of dimensional inspection of machined components for the nuclear industry. The motivation is to improve the metrological reliability required in the inspection, adding knowledge and technological innovation. The work incorporates an analysis of uncertainties associated with the measurement process by coordinates, of machined components. The methodology uses bibliographic research and experimental methods of evaluation of uncertainty based on a statistical formulation, in measurement procedures of interest to the nuclear industry. In the results are characterized the influences of the measurement on the object characteristic of measurement, the divergence is evaluated by measuring against a standard. It was developed a tool to evaluate and improve the measurement process. In conclusion, the study contributes to the improvement of the coordinate measuring technique incorporating technological innovations, improving the quality of procedures for dimensional inspection.