Você está aqui: Página Inicial curitiba Estrutura do Câmpus Diretorias Diretoria de Pesquisa e Pós-Graduação Mestrado e Doutorado CPGEI Edital de Defesas 2014 CPGEI (Doutorado): Gustavo Theodoro Laskoski-25/07/14

CPGEI (Doutorado): Gustavo Theodoro Laskoski-25/07/14

Defesa Pública de Doutorado do Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica e Informática Industrial
Quando 25/07/2014
das 09h00 até 13h00
Onde Sede Central: Sala C-301
Nome do Contato Prof. Sérgio Francisco Pichorim
Participantes Prof. Sérgio Francisco Pichorim, Dr. - Orientador UTFPR
Banca examinadora:
Prof. Sérgio Francisco Pichorim, Dr. - Presidente UTFPR
Prof. Aleksander Sade Paterno, Dr. - UDESC
Prof. Marcelo Renato Lamour, Dr. - UFPR
Prof. Gilson Yukio Sato, Dr. - UTFPR
Prof. Humberto Remigio Gamba, Dr. - UTFPR
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Sistema de caracterização de depósitos sedimentares em função das respostas latentes acústica, elétrica e térmica

Resumo: Esse trabalho tem como objetivo geral o estudo e integração de vários sensores na caracterização de depósitos sedimentares. As técnicas correntes de análise sedimentar são tipicamente caracterizadas por análises descritivas in situ e por técnicas laboratoriais a posteriori. Em alguns casos, algumas respostas obtidas em laboratório não podem ser explicadas pela descrição realizada in situ, resultando em alguns casos resultados falsos positivos e até na necessidade de novas coletas. Um sistema que integre sensores e técnicas para análises sedimentares in situ serve como uma ferramenta de auxílio, onde a resposta fornecida pelo analisador sedimentológico independe do pesquisador que utilizará o equipamento. Além disso, os resultados serão fornecidos no momento da coleta e qualquer resultado fora da normalidade poderá ser comparado com uma nova análise no mesmo instante. O sistema de aquisição desenvolvido integra as respostas de sensores acústicos, elétricos e térmicos. Os sensores são prototipados numa placa de fibra de vidro e as placas são inseridas no depósito sedimentar. Uma primeira análise consiste em avaliar a resposta acústica. Nessa técnica duas placas sensoras separadas por uma determinada distância são utilizadas, onde um sinal elétrico é utilizado para geração do sinal acústico numa placa e é realizada a leitura do sinal acústico na outra placa sensora. A mesma proposta foi replicada para um sistema de eletrodos para avaliar a impedância elétrica do depósito sedimentar. Além disso, são utilizados sensores capacitivos para avaliar a variação da impedância em função das características do depósito sedimentar. Uma outra técnica empregada avalia a resposta térmica. Nesse caso, um conjunto de resistores são utilizados para aquecer o depósito sedimentar e um conjunto de termistores são utilizados para avaliar a variação térmica nas próximidades dos sensores. Nesse trabalho foram realizados testes para verificar a variabilidade do sensores utilizados nas situações limites de baixo e elevado grau de saturação de água nos depósitos sedimentares. Com base nos testes realizados, o sistema permite medir o grau de saturação de água em função das respostas elétrica e térmica. Nos ensaios de laboratório foram observadas grandes variabilidades para diferentes tipos de solo, podendo ser utilizado na classificação de solos. Além disso, o sistema desenvolvido apresentou grande aplicabilidade no monitoramento ambiental, podendo ser utilizado na avaliação espaço-temporal dos parâmetros de irradiação solar, temperatura e umidade do solo.
Palavras-chave: Análise sedimentar, Instrumento de medição, Equipamento geológico, Sensores.

Characterization system for sedimentary deposits using acoustic, electrical, and thermal responses

Abstract: This work describes overall integration of various sensors and the in situ geotechnical characterization of sediments. The techniques of analysis are typically characterized by in situ descriptions and laboratory techniques. Sometimes, laboratory responses cannot be explained by descriptions performed in situ, resulting in false positives and the necessity of new measurements. The proposal of a system that integrates sensors and geotechnical analysis in situ provides a better response due to results independent of researcher. Furthermore, the results will be provided in real time and any outliers can be easily detected. In this work, the developed system integrates responses of acoustic, electrical, and thermal sensors. The sensors were built in a plate of fiberglass and they are inserted into sediments. A first proposal is the evaluation of acoustic response. In this situation, two sensing plates separated by a given distance is used, where an electric signal is used to generates an acoustic signal and a piezoelectric crystal in the other sensor plate is used to detected received signal. The same proposal was used in a set of electrodes, where an electrical signal is applied into two electrodes arranged in two separate plates and its is evaluated the impedance response. Besides that, capacitive sensors are inserted into sediments to measure the capacitance as a function of the characteristics of sedimentary deposit. Other employed system evaluates the thermal response. In this sensor, a set of resistors is used to heat the sediments and a set of thermistors is used to measure temperature variation. In this work, some preliminary tests were performed to evaluate the variability of the sensors in situations of low and high degree of water saturation. In addition, it is presented the developed instrumentation. Based on the tests performed, developed system allows the measurement of water based on the electrical and thermal responses. Besides that, laboratory tests shows great variability for different types of soil, where it can be used for soil classification. Furthermore, the system can be used in environmental monitoring, where solar irradiation, temperature, and soil moisture data can be evaluated.
Keywords: Sedimentary Analysis, Measurement Instrument, Geological equipment.

Lista de publicações:

LASKOSKI, G. T.; PICHORIM, S. F.; ABATTI, P. J. Selectable gain amplifier for inductive sensor used to measure human motion. In: IEEE Latin American Symposium on Circuits and Systems, 2010. v. 1, n. 1, p. 120 - 123.

LASKOSKI, G. T.; PICHORIM, S. F.; ABATTI, P. J. Distance measurement with inductive coils. IEEE Sensors Journal, v. 12, n. 6, p. 2237 - 2242, Jun. 2012. ISSN 1530-437X.

LASKOSKI, G. T.; PICHORIM, S. F.; LANA, P. C. Caracterizacao de solos estuarinos utilizando impedância elétrica. In: Anais - XIV Congresso Latino-Americano de Ciências do Mar, Balneário Camboriú, Santa Catarina, Brasil, 2011. v. 1, n. 1.

PICHORIM, S. F.; MARCIS, A. V.; LASKOSKI, G. T. Humidity in sandy soil measured by passive, wireless, and resonant sensor with bifilar coil. In: I Latin-American Conference on Bioimpedance. Joinville, Santa Catarina, Brasil, 2012.

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