CAMTUC - Campus Universitário de Tucuruí

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Acesso aberto (Open Access)
Análise de dados de manutenção usando aprendizado de máquina: estudo de caso em uma peneira vibratória do segmento de mineração
(2021-12-30) LACERDA, Rickelle Moraes; BAYMA, Rafael Suzuki; http://lattes.cnpq.br/6240525080111166
Em busca de um problema recorrente em uma grande empresa de mineração que pudesse ser estudado e abordado, foram realizadas pesquisas e análises em sistemas supervisórios e de aquisição de dados referentes a equipamentos que estão inseridos no processo de beneficiamento do minério, e assim selecionou-se uma peneira para esse estudo que apresentou 109 eventos de falhas dos setores de Elétrica, Instrumentação e Automação durante todo o ano de 2019. A partir dessa escolha foram feitas análises quantitativas e qualitativas, investigações e pesquisas em campo para buscar justificativas para o número elevado de eventos que geraram manutenções. Um Perfil de Perdas, que consiste na estratificação das perdas do processo produtivo por meio de gráficos de Pareto, a fim de identificar quais são as maiores oportunidades de ganho no equipamento foi elaborado. Assim como se fez uso da ferramenta FMEA (Análise dos Modos e Efeitos de Falha) que apontou quais falhas são mais críticas e quais ações com certa prioridade devem ocorrer para que dessa forma se alcance uma maior Confiabilidade do ativo. Neste contexto, entendeu-se a importância de através da Inteligência Artificial e do Aprendizado de Máquina criar um código no MATLAB usando as técnicas PCA e Clustering. Sendo capazes de, a partir de amostras de dados referentes ao funcionamento da peneira, analisar o comportamento desses dados e descobrir o que seriam os que apresentam anomalias, se encaixando em grupos de classe de dados com defeito, e os que não possuem em grupos de classe de dados sem defeito. Para que dessa forma seja possível diagnosticar o equipamento e futuramente, melhorando o código, seja possível até mesmo prever falhas neste e em seus semelhantes, fazendo com que perdas no processo sejam mitigadas.
Acesso aberto (Open Access)
Análise de manutenção industrial em transformadores de potência e seus custos com ênfase na coleta de óleo isolante
(2024-10-31) COELHO, Brenda Carolina Ponte; COUTO, Thalita Lourrany Santos; BAYMA, Rafael Suzuki; http://lattes.cnpq.br/6240525080111166
O objetivo deste trabalho demonstrar os benefícios da manutenção preditiva, em especial a analise de óleo isolante de transformadores de potencia, para a prevenção de perdas e danos materiais de uma indústria siderúrgica. Para seu desenvolvimento, inicialmente, foi realizada revisão bibliográfica dos tipos de transformadores, manutenção e, mais especificamente, os métodos para interpretação de analise de óleo isolante. Com base nisso, foram apresentados dois estudos de caso. Foram abordados casos reais de falha em transformadores, em que utilizaram a analise de óleo, mais precisamente, a concentração de gases dissolvidos, para determinar o diagnostico, bem como uma analise de custos e perdas de produção relacionadas a cada caso. O primeiro caso se trata de um transformador de 6MVA que foi substituído devido a deterioração interna causada pelo acumulo de gases, que gerou um superaquecimento da parte ativa do transformador e a danificou, deixando o equipamento inoperante. No segundo caso, o estudo apresenta um transformador de 75MVA que falhou inesperada- mente com nível de acetileno elevado. Nesse cenário, ele não foi religado antes da realização de diagnósticos para identificar o possível defeito, que revelou a perda do equipamento. Para cada um dos casos, utilizou-se os resultados de analises de óleo, ou seja, a concentração de gases combustíveis, para determinar a causa da avaria, com auxílio dos métodos mais utilizados na indústria. Além disso, para cada situação, foi estimado o custo envolvido, considerando danos materiais e perda de produção, evidenciando o beneficio de um bom planejamento e execução de manutenções em transformadores.
Acesso aberto (Open Access)
Apresentação do artigo técnico elaborado em 2023 por meio da IN Proeg nº 01/2023: explorando o potencial do laboratório virtual de controle de sistemas com VPython no ensino de engenharia: análise e perspectivas para o futuro
(2023-10-10) COTA, Yuri de Oliveira; BAYMA, Rafael Suzuki; http://lattes.cnpq.br/6240525080111166
Este trabalho se concentra na apresentação do artigo intitulado “Explorando o potencial do laboratório virtual de controle de sistemas com VPython no ensino de engenharia: análise e perspectivas para o futuro”. O desenvolvimento deste artigo transcorreu ao longo do período de 3 de janeiro a 16 de maio de 2023, coincidindo com a execução do projeto de pesquisa denominado “Laboratório virtual de controle”. Este projeto foi supervisionado pelos docentes Dr. Rafael Suzuki Bayma e Dr. Raphael Barros Teixeira, cuja orientação foi fundamental para o direcionamento e êxito da pesquisa. No cerne deste estudo está a criação do laboratório virtual de controle, que se fundamentou na linguagem de programação Python. Dentro deste ambiente, foram elaboradas simulações virtuais voltadas a problemas clássicos da disciplina de Controle da UFPA - Campus Tucuruí. Os desafios selecionados para essa empreitada foram o MAGLEV (Levitador Magnético) e o AeroPêndulo. Nessas instâncias, efetuou-se a modelagem dos sistemas, a implementação do controle e a criação de interfaces interativas para a comunicação com os usuários. O objetivo primordial desses esforços foi aprimorar a compreensão e a abstração dos alunos em relação aos tópicos abordados nesses cenários, propiciando um ambiente de aprendizagem mais dinâmico e contextualizado. Ao término deste trabalho, os módulos foram desenvolvidos com sucesso, alcançando uma funcionalidade plena que permite sua distribuição e execução em ambientes locais. Nesse processo, foram criadas representações tridimensionais dos sistemas e implementada uma interface de comando que possibilita o ajuste dos sinais de referência de forma interativa.
Acesso aberto (Open Access)
Ball Beam: projeto, construção e controle de um protótipo de bancada didática
(2021-06-14) REAL, Rogério Fonseca Côrte; BAYMA, Rafael Suzuki; http://lattes.cnpq.br/6240525080111166
O presente trabalho visa o desenvolvimento de um protótipo de bancada didática para um sistema ball beam, sua modelagem matemática e implementação de um controlador digital. O desafio havia sido lançado ainda no primeiro ano do curso de Engenharia Elétrica, pelo professor Raphael Teixeira, que desenvolvia atividades no Laboratório de Controle com alunos de todos os períodos, desde calouros a concluintes. O projeto do protótipo foi desenvolvido após pesquisas onde avaliou-se diversos modelos de ball beam existentes, além de fornecedores para os materiais necessários à sua confecção. Os componentes utilizados, atuador e transdutores, foram objeto de extensos estudos e ensaios, determinando-se diversas características, a princípio ocultas, que impactaram na implementação do controlador. O projeto do controlador iniciou-se pela modelagem matemática, seguida pela definição das especificações de desempenho. Adotou-se uma arquitetura de controle PD sem a derivada do erro, mas devido às limitações impostas pelo atuador e transdutores, fez-se uso de recursos como compensadores, filtragem com processamento estatístico, estimador recursivo e preditor. Os resultados construtivos e de funcionamento ficaram próximos aos resultados teóricos, de forma que os recursos utilizados para mitigar as limitações dos componentes utilizados se mostraram satisfatórios.
Acesso aberto (Open Access)
Gerenciamento de risco: estudo de caso em edificações para verificar a necessidade de aplicação de Sistemas de Proteção contra Descargas Atmosféricas (SPDA)
(2023-07-01) SOARES, Dywles de Souza; BAYMA, Rafael Suzuki; http://lattes.cnpq.br/6240525080111166
As tempestades de chuva que comumente se formam em diversas regiões do Brasil, registram um alto índice de descargas atmosféricas; estas descargas, na maioria das vezes, partem das nuvens em direção à Terra. Consequentemente, esses fenômenos podem gerar inúmeras situações de riscos, as quais podem ocasionar danos à vida, danos físicos às estruturas e falhas no funcionamento de sistemas elétricos sensíveis. Embora as descargas atmosféricas sejam fenômenos naturais e imprevisíveis, existe uma maneira (dentro dos padrões normativos) de identificar eventuais situações de risco e aplicar devidas medidas de proteção, como por exemplo o Sistema de Proteção contra Descargas Atmosféricas (SPDA), o qual visa interceptar descargas atmosféricas, conduzi-las para a Terra e dissipá-las no solo, anulando ou reduzindo consideravelmente seus impactos. A etapa de análise preliminar que antecede o projeto do SPDA é denominada gerenciamento de risco e se caracteriza como um estudo estatístico/probabilístico, o qual visa identificar e quantificar prováveis perdas de vidas humanas, serviços ao público ou bens patrimoniais. A proposta deste trabalho consiste na análise do risco para a perda de vida humana em duas edificações localizadas em São Miguel do Guamá-PA, visando verificar se existe a necessidade da aplicação de SDPA nestas estruturas. Ambas as edificações apresentam semelhanças no gerenciamento de risco, porém seus respectivos resultados divergem quando comparados. O primeiro caso não apresenta risco para a perda de vida humana, enquanto que o segundo requer a aplicação de SPDA e DPS na entrada de linhas da estrutura.
Acesso aberto (Open Access)
Prognóstico de falhas baseado em redes neurais convolucionais: uma análise para estimar a vida útil remanescente de turbinas turbofan
(2021-06-03) SILVA, William Machado da; BAYMA, Rafael Suzuki; http://lattes.cnpq.br/6240525080111166
Este trabalho propõe um método baseado em aprendizado profundo para estimar a vida útil remanescente (RUL do inglês, Remaining Useful Life) de turbinas turbofan. É apresentada uma arquitetura de rede neural convolucional (CNN do inglês, Convolutional Neural Network). O método proposto é aplicado a um conjunto de dados da NASA (do inglês, National Aeronautics and Space Administration) para a estimativa RUL, variando o conjunto de sensores e a forma de degradação das turbinas em dois modelos: RUL linear e RUL linear por partes. Os resultados experimentais são comparados entre si e com outros métodos encontrados na literatura, as comparações mostram que o método proposto RUL linear por partes apresenta desempenho comparável aos outros trabalhos publicados em termos da raiz do erro quadrático médio (RMSE do inglês, Root Mean Square Error) e uma métrica específica de competições de prognósticos.
Acesso aberto (Open Access)
Projeto de comandos elétricos para um sistema de refrigeração de uma subestação utilizando o controlador NT935
(2022-03-16) RIBEIRO JÚNIOR, José Antonio Borges; SANTOS, Henrique Lopes dos; BAYMA, Rafael Suzuki; http://lattes.cnpq.br/6240525080111166
O objetivo principal deste trabalho é apresentar um projeto de implementação de um sistema de controle de refrigeração, instalado em uma subestação. O projeto é baseado no reaproveitamento do controlador NT-935, utilizando dispositivos e lógica de comandos elétricos e baseados na NBR 5410. Este projeto foi desenvolvido para instalação na subestação de uma mineradora localizada em Canaã dos Carajás, no sudeste do estado do Pará. O trabalho surgiu da necessidade de atualizar um sistema de refrigeração antigo e problemático. Isso porque a climatização adequada em uma subestação abrigada, considerando a região de trabalho, é de fundamental importância para a atuação dos operadores e o bom funcionamento de equipamentos eletrônicos locais. Além disso, a empresa dispunha de um controlador, usualmente empregado em controle de temperatura de transformadores, mas sem utilização, o que constituía um prejuízo significativo.
Acesso aberto (Open Access)
Redução da exposição de risco na mineração com uso de ferramenta IoT
(2023-06-27) SILVA, Matheus Gama da; BAYMA, Rafael Suzuki; http://lattes.cnpq.br/6240525080111166
O presente trabalho apresenta projeto de monitoramento aplicado dentro da mina de ferro em Carajás, para empresa Vale S.A, realizado com o objetivo de reduzir o tempo de exposição da equipe à riscos. Para atingir esse objetivo, foi utilizada a ferramenta de monitoramento ZABBIX, para realizar a coleta de dados dos equipamentos, através de sensores embarcados nos equipamentos e, assim, se comunicar com a rede interna da companhia e através do software Grafana pode gerar relatórios dinâmicos. Os resultados obtidos indicam uma redução significativa de tempo gasto nas inspeções dos equipamentos monitorados: Gerador, Eltek e Shelter, levando em conta o ano de 2022 que não possuía o monitoramento com os dados atuais até junho de 2023, quanto alguns dos equipamentos já se encontram monitorados. Este projeto contribui para área de telecomunicação, redes de computadores e automação por apresentar importante aplicação para o segmento industrial.
Acesso aberto (Open Access)
Sistema de aquisição de dados de temperatura de baixo custo para uma CNC de soldagem
(2025-03-11) ARAÚJO JUNIOR, Fredson Coutinho de; BAYMA, Rafael Suzuki; http://lattes.cnpq.br/6240525080111166
Este trabalho tem como objetivo desenvolver um sistema de gerenciamento térmico para processos de soldagem em uma CNC , empregando um sensor pirômetro de baixo custo para monitorar a temperatura entre as camadas. A pesquisa consiste na construção de uma bancada experimental que simula o eixo Z de uma CNC, permitindo a variação da distância do pirômetro em relação à fonte de calor e coleta de dados para calibração do modelo matemático proposto. O trabalho envolve a criação de um software de aquisição de dados para monitoramento e controle do experimento, além do desenvolvimento de um modelo de regressão linear para correção da temperatura medida pelo pirômetro com base na leitura de um termopar. Embora a validação final não tenha sido possível devido a problemas operacionais na CNC, os resultados indicam que o método proposto de correção é viável, oferecendo solução de baixo custo para monitoramento térmico. A bancada, o software e o modelo desenvolvidos neste estudo podem ser aplicados em futuros projetos de pesquisa e industrial.

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