Projetos de Pesquisa

 

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Alexandre Candido Moreira

Engenharias

Engenharia Elétrica
  • uso de instrumentação virtual para implementação e análise comparativa das novas definições de potência
  • Atualmente as concessionárias enfrentam situações com significativa presença de harmônicas na tensão e na corrente, devido principalmente às cargas controladas eletronicamente, que passaram a se multiplicar muito rapidamente, na forma de conversores de freqüência (CC-CA), retificadores (CA-CC), sistemas de acionamento de motores e sistemas PWM para controle da potência de cargas. Estas condições não senoidais nos sistemas modernos de energia requerem definições especiais para quantificar a potência. De fato, fontes não senoidais de tensão e/ou correntes colocadas nos sistemas de potência tem grande influência na potência aparente calculada. Cargas não lineares e outros mecanismos que são geradores de harmônicas também são capazes de distorcer a potência aparente e o fator de potência do sistema de potência. Deste modo, são requeridas teorias que interpretem fisicamente o sistema para diferentes condições, que levam a diferentes fenômenos. Existem numerosas tentativas para explicar e descrever propriedades de potência dos sistemas com tensões e correntes não senoidais. Neste sentido, esta proposta de projeto visa o desenvolvimento e implementação de um Sistema de Instrumentação Flexível (aquisição e processamento de sinais) que possibilite avaliar as diferentes teorias de potência, os procedimentos para tarifação de energia elétrica, bem como a análise da qualidade da energia elétrica. Além disto, uma vez implementados e validados os algoritmos no Instrumento Virtual a ser desenvolvido com alta capacidade de processamento, pretende-se com a presente proposta implementar o protocolo de medição das principais teorias avaliadas em uma tecnologia de sistema embarcado.
  • Universidade Federal de São João Del-Rei - MG - Brasil
  • 18/02/2019-28/02/2022
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Alexandre Christofaro Silva

Ciências Agrárias

Recursos Florestais e Engenharia Florestal
  • turfeiras da serra do espinhaço meridional: serviços ecossistêmicos e biodiversidade – turf
  • A proposta de criação do Sítio PELD “Turfeiras da Serra do Espinhaço Meridional: serviços ecossistêmicos e biodiversidade -TURF” foi pautada na importância destes ecossistemas de turfeiras tropicais de montanha para a bacia do Rio Araçuaí, para o Estado de Minas Gerais, para o Brasil e para o Planeta Terra e no histórico de trabalho da equipe que elaborou a proposta. A Serra do Espinhaço Meridional - SdEM faz parte da cabeceira das grandes bacias do leste brasileiro, pois abriga, além das nascentes do Rio Jequitinhonha e de seu principal afluente, o Rio Araçuaí, as nascentes de importantes afluentes do Rio São Francisco, como o Rio Jequitaí e do Rio Doce, como o Rio Santo Antônio. O Rio Araçuaí e o seu maior tributário, o Rio Preto, tem suas cabeceiras na área do sítio PELD TURF. A população da bacia do Rio Araçuaí é de cerca de 320 mil habitantes e depende diretamente de suas águas para abastecimento urbano, atividades agropecuárias (principal atividade econômica) e lazer. Os Rios Jequitinhonha e Araçuaí são os únicos rios perenes do semi-árido do nordeste de Minas Gerais. A equipe do PELD TURF identificou ecossistemas de turfeiras tropicais de montanha na SdEM, formados pela acumulação no tempo e no espaço de matéria orgânica devido a excessiva umidade, poucos nutrientes, baixo pH, e escassez de O2. São ainda pouco conhecidos no Brasil, mas prestam serviços ecossistêmicos (armazenamento de água e sequestro de C, dentre outros) e apresentam biodiversidade peculiar, sendo de extrema importância local, regional e global. Apenas na porção norte da SdEM (cerca de 11.800 km2) foram mapeados 142 km2 destes ecossistemas, que estocam 2,6 milhões t de C e armazenam 1,42 x 108 m3 de água, que daria para abastecer a cidade de São Paulo por 70 dias. A capacidade de armazenar água é conhecida como “efeito esponja”: o excedente hídrico do período chuvoso é armazenado e liberado lentamente no período seco, regulando a vazão dos cursos d’água. Devido à anaerobiose, as turfeiras preservam por milênios materiais orgânicos como polens e micro fósseis. A análise conjunta do material preservado com isótopos de C e N (14C, 13C, 15N), fitólitos e geoquímica permitem inferir mudanças paleoclimáticas locais e regionais desde o Pleistoceno. A SdEM é uma das mais importantes regiões biogeográficas do Brasil, pois é um divisor de dois dos principais biomas brasileiros (Mata Atlântica e Cerrado) e também um dos maiores centros de endemismo de espécies de animais e plantas da América do Sul. Estudos sobre a composição florística das fitofisionomias que colonizam as turfeiras e sua área de recarga, o campo limpo e a floresta tropical tem sido conduzidos pela equipe deste estudo. Entretanto, a região de transição Cerrado/Mata Atlântica abriga grande riqueza e abundância de espécies, suportando comunidades sobrepostas que estariam restritas a ecossistemas isolados. Estima-se que a vegetação nestas áreas represente cerca de 15% da flora vascular do Brasil em menos de 1% do seu território. A fauna da SdEM ainda é pouco conhecida. Após décadas de estudo foram descobertas 11 espécies de anfíbios, 4 de aves, 2 de cobras e uma de mamíferos. Todas estas espécies são raras e estão associadas a estes habitats abertos montanhosos, apresentando algum nível de ameaça. No âmbito de Minas Gerais e do Vale do Jequitinhonha a importância de conhecer o funcionamento destes ecossistemas é, além de estratégica, imprescindível para a qualidade de vida das populações tradicionais. Em 2019, a coleta de sempre-vivas, atividade milenar realizada por populações tradicionais em áreas que abrangem as turfeiras, ganhou reconhecimento da FAO e passou a integrar o grupo dos "Sistemas Importantes do Patrimônio Agrícola Mundial" (Sipam), relevando para o Brasil e o mundo o papel desses ecossistemas para o desenvolvimento sustentável regional. Mas estes ecossistemas têm sido periodicamente atingidos por queimadas para estimular o pastoreio. Tanto as queimadas como o assoreamento reduzem significativamente a biodiversidade local, além causar perda de C via combustão ou dissolvido na água, diminuindo gradativamente o volume das turfeiras, influenciando diretamente na sua capacidade de estocar C e na perenidade e vazão dos cursos d’água. Dados obtidos pela equipe deste estudo durante dois anos mostraram que a vazão específica de uma turfeira protegida por uma unidade de conservação foi superior à vazão especifica de uma turfeira antropizada em área limítrofe. O nível do lençol freático também oscilou muito mais na turfeira antropizada as perdas de C na água foram maiores. Portanto, o monitoramento de longo prazo deve permitir uma melhor caracterização das alterações sazonais e espaciais associadas a vazão, à oscilação do lençol e a saída de C do sistema, proporcionando a criação de modelos matemáticos de previsão de fenômenos relacionados à dinâmica da água e C nestes ecossistemas. Bancos de dados de longo prazo sobre plantas e animais também contribuem para o entendimento de como a antropização e as mudanças climáticas afetam a biodiversidade e o funcionamento dos ecossistemas de turfeiras, subsidiando o desenvolvimento de políticas de conservação. O concomitante monitoramento de ecossistema de turfeira protegida por Unidade de Conservação, o Parque Estadual do Rio Preto (PERP) e de ecossistema de turfeira antropizada, situada no limite do PERP, ambas nas mesmas altitudes, embasadas pelo mesmo substrato rochoso, com relevo semelhante, mesmas condições edafoclimáticas e colonizadas com as mesmas fitofisionomias, torna esta proposta inovadora. A inovação está na quantificação dos efeitos da antropização nos serviços ecossistêmicos (armazenamento de água, sequestro de C, preservação de marcos de mudanças paleoclimáticas) e na biodiversidade, fundamentais para definição de políticas públicas e de estratégias de conservação destes ecossistemas, de extrema importância para as populações regionais, para Minas Gerais, Brasil e Planeta Terra.
  • Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri - Campus JK - MG - Brasil
  • 04/02/2021-28/02/2025
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Alexandre Christofaro Silva

Ciências Agrárias

Agronomia
  • mudanças climáticas e ambientais pleistocênicas e holocênicas em turfeiras tropicais de montanha da serra do espinhaço meridional - mg
  • Turfeiras são ecossistemas formados pela acumulação de tecidos vegetais em ambientes com condições anaeróbicas. Sua importância está relacionada aos serviços ambientais por elas oferecidos: armazenamento de carbono e de água e reconstituição paleoambiental. Embora as turfeiras cubram apenas 4,2% dos continentes, globalmente elas armazenam 10% de toda água doce e 30% do carbono orgânico armazenado no solo. A maior parte das turfeiras está em regiões boreais e subárticas (75-80%) e apenas 10-15% nas regiões tropicais. As turfeiras são, por excelência, consideradas como arquivos naturais da memória ecológica. O interesse por desvendar a história pretérita do clima e do ambiente da Serra do Espinhaço Meridional, em Minas Gerais, tem motivado o estudo das turfeiras de montanha dessa região por parte de alguns cientistas do solo. Dentre os estudos mais recentes, um padrão de mudanças climáticas e paleoambientais foi previamente proposto para o último período glacial para a região da Serra do Espinhaço Meridional, também extensivo a região Centro-Leste do Brasil. Segundo este estudo, entre ~60 e 26 mil anos cal. AP o padrão de precipitação esteve “fora de fase” com o verificado para a região da Amazônia Ocidental e Sul do Brasil, e “em fase” com o do Nordeste; entre ~26 e 17 mil anos cal. AP esteve “fora de fase” com o da Amazônia Ocidental, Sul e Nordeste do Brasil; e de ~17 mil anos cal. AP até o presente tornou-se “em fase” com o da região Nordeste. Além disso, também foi inferido que o clima atual sub-úmido e a vegetação atual pertencente ao Bioma Cerrado são relativamente recentes, estabelecidos provavelmente após 3 mil anos cal. AP. No entanto, este modelo ainda é prévio e necessita de mais resultados que o corroborem. A utilização de bioindicadores (polimorfos, fitólitos e subfósseis de zooplancton) e de geoindicadores (isótopos de C e N, elementos maiores e menores, elementos-traço litogênicos, elementos-traço metálicos, halogênicos) contribuirá para ampliar o número de registros paleoclimáticos na SdEM, região sob o domínio das monções de verão, possibilitando uma reconstituição mais acurada do paleoclima e do paleoambiente para o Centro-Leste do Brasil. Serão utilizados dados polínicos, fitolíticos, de subfósseis de Cladocera e geoquímicos (elementar e isotópico) combinados com estratigrafia, datações 14C e estatística multivariada em uma abordagem multi-proxy. Estes estudos dão sequência aos trabalhos conduzidos nas turfeiras da SdEM desde 2003 por uma equipe internacional liderada pelo proponente e que já embasaram várias teses, dissertações e trabalhos de iniciação científica, que produziram dezenas de artigos científicos internacionais e nacionais.
  • Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri - Campus JK - MG - Brasil
  • 18/02/2019-28/02/2022
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Alexandre Da Cas Viegas

Ciências Exatas e da Terra

Física
  • dinâmica da magnetização na faixa ghz em nanoestruturas magnéticas.
  • Este projeto visa elaborar procedimentos e incorporar recursos experimentais ao Laboratório de Magnetismo do Instituto de Física da UFRGS para investigar propriedades da dinâmica da magnetização de filmes finos e nanoestruturas magnéticas, caracterizar a ressonância ferromagnética, dinâmica de paredes de domínios, fenômenos dinâmicos associados ao efeito Spin Hall e fenômenos dinâmicos associados a transferência de torque por corrente polarizada em spin.
  • Universidade Federal do Rio Grande do Sul - RS - Brasil
  • 18/02/2019-28/02/2022
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Alexandre da Silva Rocha

Engenharias

Engenharia de Materiais e Metalúrgica
  • tratamentos superficiais a plasma para aços bainíticos avançados de resfriamento contínuo
  • Esta proposta é caracterizada como um projeto de pesquisa visando o desenvolvimento científico a respeito da aplicação de diferentes tipos de tratamentos termoquímicos superficiais baseados em plasma em aços bainíticos avançados de resfriamento contínuo. Os materiais utilizados neste projeto serão diferentes aços bainíticos avançados de resfriamento contínuo, um de baixo teor de carbono (18MnCrSiMo6-4) e outro com médio teor de carbono (em seleção), estes aços são representantes de uma nova classe de aços que apresentam excelentes propriedades mecânicas sem a necessidade de processamentos de têmpera e revenimento necessários nos aços comuns. Estes aços tem o potencial de reduzir o custo de produção de componentes forjados. No entanto, estima-se que o comportamento em desgaste e o coeficiente de atrito dos aços bainíticos após forjamento sejam insuficientes para aplicações em componentes com alta solicitação mecânica. Assim, a associação com tratamentos superficiais que promovam o endurecimento superficial será investigada. As técnicas Modificação Superficial via Plasma visam obter melhorias como aumento de vida útil de componentes através de tratamentos termoquímicos e/ou deposição. Nesta proposta serão estudados os processos de nitretação e oxinitretação a plasma, tratamentos termoquímicos capazes de proporcionar aumento de resistência ao desgaste, aumento de resistência a corrosão e melhoria de resistência a fadiga, sem causar modificações dimensionais nos componentes tratados. Nestes tratamentos os componentes a serem processados são submetidos a descargas elétricas de plasma em um equipamento com atmosfera controlada, diferentes parâmetros de processamento como temperatura, pressão, composição de mistura gasosa e tempo de processamento influenciam os resultados obtidos e precisam ser investigados com cuidado, pois parâmetros inadequados podem produzir superfícies modificadas com performance inferior. Os processamentos de nitretação e oxinitretação também serão conduzidos com a técnica inovadora da tela ativa, abrindo uma nova dimensão de possibilidades a ser explorada. Há poucos relatos na literatura de tratamentos superficiais conduzidos em aços bainíticos, reforçando o caráter inovador desta proposta e não há nada publicado para este tipo de material com o uso de tela ativa. Para avaliação da eficiência dos parâmetros de tratamento utilizados, amostras processadas em laboratório serão avaliadas quanto a microdureza, rugosidade, microestrutura, propriedades tribológicas dentre outras características. Desta maneira, objetiva-se identificar os efeitos de parâmetros de tratamento sobre a microestrutura e propriedades, guiando para a seleção adequada de parâmetros a aplicações específicas. Espera-se que se possa conseguir um desempenho superior aos aços convencionais, os quais normalmente são cementados, ou temperados por indução, concomitantemente com a eliminação da têmpera e revenido. Ou seja, uma redução no consumo energético, redução da cadeia de processamento e ganho de qualidade final.
  • Universidade Federal do Rio Grande do Sul - RS - Brasil
  • 18/02/2019-28/02/2022