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Projetos de Pesquisa

 

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Tulio Matencio

Engenharias

Engenharia de Materiais e Metalúrgica
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  • análise da produção de hidrogênio e uso de pilhas a combustível via eletrolise aplicada ao setor de transporte ferroviário
  • A substituição de combustíveis fósseis e a utilização de modais mais eficientes são fundamentais para a descarbonização do transporte. Vantajosamente, o sistema de transporte ferroviário é passível de eletrificação, o que substitui a queima de combustíveis fósseis. O uso do hidrogênio nesse modal de transporte é especialmente relevante para trechos rurais off-grid, onde operam-se principalmente locomotivas movidas a diesel. Tão importante quanto assegurar o desenvolvimento de tecnologias e da produção de hidrogênio em larga escala, é estimular setores estratégicos que utilizem o hidrogênio produzido, tal como o setor de transporte ferroviário. Este projeto de pesquisa, propõe a análise inédita da cadeia do hidrogênio voltada para o setor de transporte ferroviário em Minas Gerais. O projeto visa interseccionar os parâmetros técnicos do suprimento do hidrogênio à sua demanda no transporte de longa distância e carga pesada. O projeto investigará a hipótese de se utilizar o transporte ferroviário elétrico movido a hidrogênio para a descarbonização como uma alternativa técnico-econômica viável para dois percursos estudados. Diversas iniciativas acadêmicas e industriais já investigam a viabilidade e aplicabilidade da aplicação do hidrogênio no setor. Em agosto de 2022, a Alstom Coradia lançou trens de passageiros movidos a hidrogênio utilizando uma pilha a combustível evitando a emissão de 4.400 t de CO2/ano. A metodologia do projeto envolve a modelagem e validação dos seguintes subsistemas e seus balanços de planta: i) os que compreendem a geração de energia elétrica através da pilha a combustível (quantidade de hidrogênio necessária para o deslocamento); ii) os de produção e armazenamento de hidrogênio compatíveis com as cargas requeridas pelo sistema global usando energias renováveis locais e, iii) os que incluem a instalação e funcionamento do veículo ferroviário. Ademais, serão estudadas as viabilidades econômicas da implantação dos sistemas.
  • Universidade Federal de Minas Gerais - MG - Brasil
  • 06/12/2022-31/12/2026
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Tulio Nogueira Bittencourt

Engenharias

Engenharia Civil
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  • monitoramento e inspeção de infraestrutura rodoferroviária por meio de técnicas de aprendizagem de máquina e visão computacional
  • A deterioração de estruturas rodoferroviárias é causada por ações ambientais, agressões químicas e/ou físicas, e podem ser agravados por problemas de concepção e construção. A durabilidade das estruturas está relacionada à sua capacidade de preservar seu desempenho quando exposto ao ambiente projetado, sendo medida em anos, caracterizando sua vida útil. O custo de manutenção é significativo para que as estruturas mantenham sua capacidade de segurança, funcionalidade, durabilidade, robustez e resiliência. A avaliação e a gestão de obras de infraestrutura são essenciais para o desenvolvimento econômico e qualidade de vida. A manutenção (preventiva, preditiva) é crucial para reduzir custos globais dos ativos. Inspeções tradicionais são morosas e subjetivas, enquanto o monitoramento por sensores pode ser dispendioso e interferir na operação. Técnicas de visão computacional, inteligência artificial e aprendizado de máquina surgem como uma solução promissora para otimizar esses processos. Pesquisas recentes buscam automatizar a detecção de falhas e respostas estruturais por meio dessas técnicas. Uma Rede Neural Convolucional (CNN) é um algoritmo de Aprendizado Profundo que capta uma imagem de entrada, codifica a informação, e de forma interativa, atribui pesos e vieses que podem reconhecer características dos padrões automaticamente. Após a identificação das falhas, técnicas de segmentação permitem extrair características geométricas (espessura, comprimento, área) e com elas, fazer avaliações periódicas da vida útil das estruturas. Esta pesquisa visa avaliar a qualidade das identificações e mensurações de falhas e respostas estruturais, e sua viabilidade no monitoramento da infraestrutura. Pesquisas recentes em diversos centros no exterior com a participação de alguns dos envolvidos nesta proposta mostram que essas técnicas são promissoras, mas merecem um maior aperfeiçoamento para aumentar sua confiabilidade.
  • Universidade de São Paulo - SP - Brasil
  • 12/12/2023-31/12/2026
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