Estudo aplica métodos de controle de caos em sistemas mecânicos

Planeta COPPE / Engenharia Oceânica / Notícias

Data: 22/11/2012

Assim como o organismo dos seres humanos, os sistemas elétricos e mecânicos também estão sujeitos a variações, que podem resultar em um funcionamento instável e caótico. Para entender melhor esse fenômeno, Aline Souza de Paula desenvolveu a tese Controle de caos em sistemas mecânicos, defendida no Programa de Engenharia Mecânica da Coppe/UFRJ. O trabalho deu a Aline o Prêmio Capes 2011 na área Engenharias III, um dos três conquistados pela Coppe na edição deste ano da premiação.

As estratégias de controle de caos são usadas para estabilizar o funcionamento de sistemas em comportamentos instáveis utilizando pouca energia. Um dos casos estudados na tese de Aline, orientada pelo professor Marcelo Amorim Savi, foi motivado pela ideia de colheita de energia a partir das ondas do mar, onde o controle do caos foi aplicado para manter um sistema pendular girando de forma regular.

Os resultados da tese podem ser aplicados em vários setores: na área de robótica, contribuindo para que os robôs sejam mais ágeis e consumam menos energia; na estabilização de estruturas; nos estudos de estabilidade dos veículos nas indústrias automobilística e aeroespacial. Os estudos de controle de caos também estão presentes na área de saúde, como nos marca-passos cardíacos.

Outras aplicações certamente ainda serão descobertas nesse campo de pesquisa, que é relativamente novo. Os primeiros trabalhos na área de controle de caos foram publicados em 1990, há 22 anos. “Com certeza, o controle de caos em sistemas mecânicos é um campo do conhecimento que ainda tem muito a crescer e contribuir”, antecipa Aline.

Método também é usado em materiais inteligentes

Além da colheita de energia, o controle de caos também está sendo estudado em materiais inteligentes, como os utilizados em arcos ortodônticos. Esses materiais englobam diversas ligas que possuem um acoplamento entre campos mecânicos e não mecânicos. Um exemplo disso são as ligas com memória de forma, que, por ação térmica ou mecânica, são capazes de voltar a uma forma previamente assumida.

A ideia da tese de Aline surgiu quando ela ainda cursava o mestrado no Programa de Engenharia Mecânica da Coppe. Na época, sua dissertação, também orientada por Marcelo Savi, já tratava de controle de caos. O professor acompanha o trabalho de Aline desde 2004, quando ela ingressou na iniciação científica no curso de graduação em Engenharia Mecânica, na Escola Politécnica (Poli/UFRJ).

“Na tese, avaliei a capacidade de seis métodos de controle de caos em estabilizar órbitas periódicas instáveis de um sistema em regime caótico, visando a aplicações em sistemas mecânicos”, explica a carioca Aline de Paula, 29 anos, que concluiu o doutorado na Coppe em abril de 2010 e, há dois anos, é professora do Departamento de Engenharia Mecânica da Universidade de Brasília (UnB).

No trabalho desenvolvido por ela, os seis métodos avaliados foram aplicados a um pêndulo não linear com o objetivo de estabilizá-lo. O controle de caos foi aplicado para estabilizar o pêndulo em diferentes comportamentos na presença e na ausência de ruído. “O protótipo mecânico foi utilizado para reproduzir as características dos sistemas naturais”, explica o professor Marcelo Savi.

Trabalho abriu nova frente de estudos

Durante seu doutorado, Aline passou dois meses na Universidade de Aberdeen, na Escócia, com a qual a Coppe mantém uma forte cooperação. Atualmente, dois alunos da instituição europeia estão desenvolvendo projetos na área de controle de caos. O tema também tem sido objeto de estudo do Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia de Estruturas Inteligentes em Engenharia, uma rede criada pelo Ministério da Ciência, Tecnologia e Inovação (MCTI), que reúne 15 unidades de pesquisa do Brasil e do exterior, entre elas a Coppe e a universidade escocesa.

Aline e o professor Marcelo Savi, seu orientador, em laboratório da Universidade de Aberdeen, na Escócia

Para Marcelo Savi, o trabalho desenvolvido por Aline trouxe uma série de contribuições. “Um dos méritos da tese foi ter aberto uma nova frente para o controle de caos, que foi a sua aplicação em sistemas mecânicos. O controle de caos é aplicado mais facilmente em circuitos eletrônicos do que em sistemas mecânicos”, destaca o orientador de Aline. “A tese também propôs novas técnicas de controle de caos, fez um estudo comparativo entre os métodos existentes e aplicou o método em uma situação real”, explica Marcelo Savi.

Ao longo da elaboração da tese, surgiu uma pergunta: seria possível aplicar o controle de caos em sistemas não caóticos? O desenvolvimento do trabalho provou que sim. Ele pode ser utilizado no controle das chamadas bifurcações, ou seja, nas possíveis mudanças qualitativas do comportamento de sistemas dinâmicos.

Nos últimos anos, Aline de Paula vem se dedicando a pesquisas em engenharia mecânica, com ênfase em dinâmica e vibrações. Entre os seus temas de atuação estão: vibrações, dinâmica não linear, comportamento caótico, controle de caos e estruturas inteligentes. A professora, que continua voltada ao tema da tese, agora pretende dar um foco mais experimental a seus trabalhos em mecânica.

Título: Ensino Híbrido: Desafios e perspectivas nas engenharias e no ensino básico
Coordenador: MARCELLO LUIZ RODRIGUES DE CAMPOS
Contato do coordenadorcampos@smt.ufrj.br

Resumo: A pandemia da COVID-19 impôs uma transição drástica do modelo padrão de ensino, para aulas estritamente virtuais, e tem exigido um grande esforço para preparar e oferecer cursos aos alunos, seja no ensino universitário ou no ensino básico, pois poucos estavam preparados para lidar com as tecnologias de ensino online. Passados meses após o isolamento, não tem sido trivial a transição do presencial para o virtual, principalmente na manutenção da qualidade das disciplinas oferecidas neste novo formato. Uma lição foi aprendida neste processo: é necessário investir de forma permanente na implementação de tecnologias inovadoras/eficientes no melhoramento dos processos de ensino e aprendizagem. Neste sentido, este projeto visa a dar apoio à rede pública de ensino, seja no âmbito do ensino básico ou do ensino de engenharia em outras universidades, no Estado do Rio de Janeiro. O objetivo é o desenvolvimento de recursos e cursos em formato híbrido, incorporando técnicas de aprendizado ativo, sala de aula invertida, multimodalidade, etc.

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TítuloEscola Piloto em Engenharia Química Prof. Giulio Massarani
Coordenador: HENRIQUE POLTRONIERI PACHECO
Contato do coordenadorpacheco.h.pacheco@gmail.com e helen@peq.coppe.ufrj.br

Resumo: A Escola Piloto Presencial (EPP) em Engenharia Química surgiu em 1993, no PEQ/COPPE, e é uma ferramenta de atualização e de educação continuada, bastante útil para professores de ensino médio e de graduação, mas também muito procurada por estudantes e técnicos, além de empregados da indústria em geral. Nesta proposta da EPP desta edição serão oferecidos 10 módulos: TÉCNICAS AVANÇADAS DE CARACTERIZAÇÃO DE MATERIAIS (DIVIDIDA EM 10 SUB-MÓDULOS) ensina técnicas de ponta para caracterização de diversos de tipos de materiais, discutindo o fundamento das técnicas e exemplificando com dados reais. Os módulos são: Módulo 1: Técnicas espectroscópicas (FTIR, DRIFTS, RAMAN e UV-Vis) Módulo 2: Ressonância magnética nuclear (RMN) Módulo 3: Difração de raios x (DRX) Módulo 4: Espectrômetro de Massas e Redução à Temperatura Programada (MS e TPR) Módulo 5: Cromatografia por permeação em gel (GPC) Módulo 6: Análises de tamanho de gotas e partículas Módulo 7: Técnicas cromatográficas gasosa e líquida – Uma visão de Troubleshooting Módulo 8: Elementos de caracterização de petróleo Módulo 9: Análises térmicas – TGA, DSC e DMA Módulo 10: Biotecnologia no Cotidiano.

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TítuloLaboratório de Informática e Sociedade – LabIS
Coordenador:  HENRIQUE LUIZ CUKIERMAN
Contato do coordenadorhcukier@cos.ufrj.br e lealsobral@cos.ufrj.br

Resumo: O LabIS veio se configurando ao longo de uma caminhada que remonta aos trabalhos e investigações da linha de pesquisa em Informática e Sociedade (IS) do Programa de Engenharia de Sistemas e Computação (PESC) da COPPE/UFRJ. Uma linha de pesquisa há tempos em busca de um Brasil ainda por inventar, movida pelo desejo de compreender a realidade brasileira para colaborar com a construção de um país mais justo e equânime. Trabalhamos com a produção de software de acessibilidade (LibrasOffice), jogos educativos (Damática), bancos comunitários (Mumbuca e Preventório) e oferecemos cursos de programação para estudantes da rede pública do ensino médio.

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TítuloLetramento de Jovens, Adultos e Idosos da COPPE/UFRJ
Coordenador: DENISE CUNHA DANTAS
Contato do coordenadorddantas@oceanica.ufrj.br

Resumo: O Letramento de Jovens, Adultos e Idosos da COPPE/UFRJ é um projeto aberto a todo aquele que não é alfabetizado e aquele que não teve acesso ou não concluiu os estudos no Ensino Fundamental na idade escolar referente. Foi criado em 2005 pela Assessoria de Desenvolvimento Social da COPPE, a partir de uma pesquisa com os servidores e trabalhadores terceirizados que atuavam em atividades de limpeza e serviços gerais. A pesquisa foi ampliada para outras unidades e setores da Universidade. Hoje o Projeto tem como aluno servidores da UFRJ e terceirizados que, em sua maioria, trabalham no Centro de Tecnologia, e cidadãos moradores do entorno da Ilha do Fundão, principalmente da Vila Residencial e do Complexo da Maré. As aulas são ministradas no Centro de Tecnologia para as turmas de Letramento Básico, Intermediário e Avançado. E acontecem de segunda a sexta feira, de 15 às 16:30 horas.

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TítuloPolímeros para o setor de petróleo e gás – Aditivos
Coordenador: TAISSA ZANGEROLAMI LOPES RODRIGUES
Contato do coordenadortaissazl@yahoo.com.br e elucas@metalmat.ufrj.br

Resumo: A ação contempla aulas teóricas e demonstrativas e obtenção, caracterização e propriedades em solução dos polímeros, além de suas aplicações como aditivos na indústria do petróleo.

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TítuloPolímeros: aplicações e uso consciente
Coordenador: ARIANE DE JESUS SOUSA BATISTA
Contato do coordenadorariane.pent@gmail.com e ariane@pent.coppe.ufrj.br

Resumo: A reciclagem de plásticos é um tema importante, visto que mais de 60% de todo plástico produzido já virou resíduo e apenas 9% foi reciclado em todo mundo. No Brasil os dados são ainda mais alarmantes. O relatório apresentado pelo WWF recentemente afirma que o Brasil é o quarto maior produtor de resíduos plásticos do mundo e recicla menos de 2% desse montante. Contudo, políticas de reciclagem e educação ambiental ainda são precárias e pouco divulgadas, e a disseminação de informações que tornam os plásticos vilões fazem com que o banimento desses materiais seja cada vez mais desejável. No entanto, vale lembrar que os plásticos são polímeros de alto valor agregado, baixo custo de produção e muito versáteis, e quando reciclados podem ser reinseridos na cadeia produtiva, possibilitando a produção de novos materiais, além de alavancar o setor energético. Dessa forma esse projeto visa instruir e incentivar alunos de escolas públicas e privadas a serem multiplicadores dos conceitos de reciclagem em suas escolas, famílias e comunidade. Onde palestras e atividades lúdicas serão realizadas, de forma virtual, incentivando o descarte correto ou reutilização de resíduos plásticos, evitando que esses resíduos sejam descartados em lugares impróprios.

Site onde os trabalhos realizados pelo projeto de extensão são divulgados
Instagram do Grupo EngePol (PEQ/COPPE/UFRJ), onde todos os nossos trabalhos e laboratórios são divulgados, inclusive os do projeto de extensão

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TítuloPrograma de Incubação de Empreendimentos Populares – Inovação Social dos Processos de Incubação de EES
Coordenador: AMANDA FERNANDES XAVIER PEDROSA
Contato do coordenador: amandaxavier86@gmail.com

Resumo: A ITCP/COPPE vem atuando, desde a sua criação, no apoio aos Empreendimentos Populares. Desenvolve ações que vão de encontro às necessidades das classes populares e dos setores informais, que historicamente ficam à margem das ações sociais desenvolvidas pelo Estado. Hoje novas técnicas e ferramentas são requeridas para enfrentar os novos desafios que se apresentam. Esta proposta visa investigar metodologias inovadoras de incubação, que propiciem o aperfeiçoamento das atividades dos empreendimentos incubados, dando continuidade às ações desenvolvidas pela ITCP/COPPE. A implantação das novas metodologias desenvolvidas permitirá melhorar a qualidade dos Empreendimentos Econômicos Solidários – E. Site da Incubadora Tecnológica de Cooperativas Populares – ITCP/COPPE/UFRJ 

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TítuloEspaço COPPE Miguel de Simoni
Coordenador: CLAUDIA MARIA LIMA WERNER
Contato do coordenador: werner@cos.ufrj.br

Resumo: A atividade central deste projeto é a visitação guiada a exposição do Espaço COPPE, realizada predominantemente por estudantes do Ensino Médio da Região Metropolitana do Rio de Janeiro. Os grupos de estudantes realizam as visitas acompanhados por professores das escolas de origem. O ambiente dos espaços de divulgação científica e tecnológica, como o Espaço COPPE, pode proporcionar elementos-chave de fomento à motivação intrínseca do aprendizado – por exemplo: construção de significado pessoal, tarefas desafiadoras, colaboração e sentimentos positivos sobre os esforços realizados e, portanto, são potenciais indutores da formação de vínculos novos, por vezes mais intensos. Site do Espaço COPPE  

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TítuloSISTEMAS DE GESTÃO DA QUALIDADE (SGQ) e MODELO DE EXCELÊNCIA EM GESTÃO (MEG) PARA SERVIDORES PÚBLICOS – DEFESA
Coordenador: EDUARDO OLIVEIRA DOS SANTOS
Contato do coordenadoreduardo.oliveira@adc.coppe.ufrj.br e karina.andrade@adc.coppe.ufrj.br

Resumo: O Curso tem por objetivo a elaboração, implantação, manutenção, melhoria contínua e auditorias internas de sistemas de gestão da qualidade segundo requisitos das normas NBR-ISO:9001 e implantação de boas práticas de gestão segundo os critérios definido no Modelo de Excelência em Gestão (MEG) da Fundação Nacional da Qualidade (FNQ). O curso está vinculado ao Programa FORMAÇÃO CONTINUADA DE SERVIDORES PÚBLICOS.

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TítuloSISTEMAS DE GESTÃO DA QUALIDADE (SGQ) e MODELO DE EXCELÊNCIA EM GESTÃO (MEG) PARA SERVIDORES PÚBLICOS GERAIS E UFRJ
Coordenador: EDUARDO OLIVEIRA DOS SANTOS
Contato do coordenadoreduardo.oliveira@adc.coppe.ufrj.br

Resumo: O Curso tem por objetivo a elaboração, implantação, manutenção, melhoria contínua e auditorias internas de sistemas de gestão da qualidade segundo requisitos das normas NBR-ISO:9001 e implantação de boas práticas de gestão segundo os critérios definido no Modelo de Excelência em Gestão (MEG-TR) preconizada pela SEGES do Ministério de Economia). O curso está vinculado ao Programa FORMAÇÃO CONTINUADA DE SERVIDORES PÚBLICOS.

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TítuloUBUNTU.lab – Programa de inovação aberta em cidades inteligentes para a redução da desigualdade racial no Rio de Janeiro

Coordenador: MATHEUS HENRIQUE DE SOUSA OLIVEIRA
Contato do coordenadormatheusoli@hotmail.com

Resumo: O Projeto BRA/15/010 – Fortalecimento e Expansão do Sistema Nacional de Promoção da Igualdade Racial é uma ação entre o Ministério da Mulher, da Família e dos Direitos Humanos (MMFDH) e o Programa das Nações Unidas para o Desenvolvimento (PNUD) com o objetivo de descentralizar as políticas públicas de igualdade racial e fortalecer e expandir o Sistema Nacional de Promoção da Igualdade Racial (Sinapir). A Fundação COPPETEC foi uma das entidades selecionadas através do projeto U.lab para apresentar a prefeitura do Rio de Janeiro um laboratório de inovação governamental a ser replicado como política de promoção da igualdade racial no âmbito de implementação do Plano de Desenvolvimento Sustentável do Município desenvolvido pelo Escritório de Planejamento da Secretaria Municipal da Casa Civil (EPL). No âmbito do Sinapir, o presente projeto tem o objetivo de entregar ao município do Rio de Janeiro, um programa de inovação governamental que coloca o jovem negro como protagonista da tecnologia capaz de promover o bem-estar no seu dia a dia.

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TítuloUnidade de Suporte à Inovação Social – USIS
Coordenador:  CARLA MARTINS CIPOLLA
Contato do coordenadorcarla.cipolla@ufrj.br

Resumo: A atividade apoia inovações sociais como chave para o desenvolvimento. O USIS/ UFRJ – Unidade de Suporte à Inovação Social – nasceu do projeto LASIN – Latin American Social Innovation Network -, financiado pela Comissão Europeia, com o propósito de implementar um modelo de envolvimento Universidade/comunidade, baseado na combinação de atividades curriculares e extra-curriculares, materiais e instrumentos de aprendizagem, treino prático, oficinas e mentorias para reforçar as ligações da universidade com o ambiente social mais amplo (Grupos comunitários, ONGs e/ou OSCIPS, Organizações governamentais, empresas e escolas) com metodologia própria desenvolvida por LASIN.

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Título“TÁ” LIGADO?! MINHA CÂMERA NA MÃO E UMA IDEIA NA CABEÇA – A LINGUAGEM AUDIOVISUAL COMO LIVRE EXPRESSÃO NA CONSTRUÇÃO DIALÉTICA NO ESPAÇO ENTRE A UNIVERSIDADE, A ESCOLA E A SOCIEDADE
Coordenador:  ANDREA MARIA DO NASCIMENTO SILVA
Contato do coordenadorandreanascimento@cos.ufrj.br

Resumo: Todos nós da comunidade acadêmica e escolar tivemos que nos adaptar à utilização de soluções tecnológicas para nos comunicar, socializar e nos relacionar durante o período de pandemia para reproduzir a rotina de uma sala de aula. Com isso, a linguagem audiovisual e o uso de dispositivos portáteis, como smartphones e tablets, que já era uma realidade muito presente em nossa vida, de repente, se tornou fundamental. Essa proximidade foi uma grande motivação que trouxe a memória da frase emblemática do cineasta Glauber Rocha – Uma câmera na mão e uma ideia na cabeça – que inspirou o título deste projeto e que nos faz compreender que atualmente a nossa práxis gira em torno dessa máxima que representa nosso atual cenário social nos hábitos de registrar e compartilhar nossas imagens, nossos áudios, nossos vídeos, seja de forma direta ou indiretamente nas redes sociais. Portanto, este projeto visa atender a uma demanda técnica para auxiliar a produção de conteúdo de divulgação de pesquisas, trabalhos escolares, vídeo aulas, entre outros, de forma que o público participante do projeto conheça detalhes da composição audiovisual. Enfatizar o uso da linguagem audiovisual para acesso ao conhecimento e para a troca de saberes, uma comunicação dialética onde é importante não só transmitir o conhecimento gerado na universidade mas também possibilitar que a sociedade contribua com o seu olhar, seu fazer, sua crítica.

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TítuloApoio às Micro e Pequenas Empresas do estado do Rio de Janeiro para o desenvolvimento de trajetórias econômicas sustentáveis
Coordenador: AMANDA FERNANDES XAVIER PEDROSA
Contato do coordenadoramandaxavier86@gmail.com

Resumo: As MPE compõe 92% das empresas do Estado do Rio de Janeiro (RJ) e são responsáveis por mais de 50% dos empregos formais (Brasil, 2020). No entanto, as MPE enfrentam enormes desafios, sobretudo pela amplitude da atual crise sanitária, econômica e social (CNI, 2021; SEBRAE, 2020), colocando em evidencia o modelo econômico dominante, centrado na produção em massa de bens materiais e de performance financeira (Fernandes et al., 2021; Lima & Dias, 2020). Nesse sentido, esse projeto se fundamenta na perspectiva da Economia da Funcionalidade e da Cooperação (EFC), que tem como proposta fornecer soluções integradas de bens e serviços a partir da cooperação entre diferentes atores territoriais, abandonando a noção de escalabilidade e desenvolvendo novos modelos de governança de empresas e territórios (Du Tertre et al., 2019). Essa abordagem interacionista permite um menor consumo de recursos naturais e a renovação do vínculo social, criando resiliência para as relações econômicas, tão fragilizadas diante do cenário atual (Xavier et al., 2021; Roman et al., 2020). Este projeto visa apoiar as Micro e Pequenas Empresas do estado do Rio de Janeiro no desenvolvimento de trajetórias econômicas sustentáveis, criando impacto direto na sociedade e na comunidade científica. Para tanto, visa a formação, acompanhamento e intervenção de dirigentes de empresas para transição de modelo econômico a partir do Modelo da Economia da Funcionalidade e da Cooperação.

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