Temas para orientação de mestrandos

Já existem um grande número de projetos em andamento no LA2I. Todos os projetos são financiados por agências de fomento externas e possuem cronogramas à cumprir. Assim, não é possível aos professores que fazem parte do LA2I assumirem compromisso com novos projetos, em especial, com temas de mestrados não relacionados aos projetos já existentes. Sendo assim, todos os novos mestrandos que queiram fazer parte do LA2I, de uma forma ou de outra, deverão desenvolver seus trabalhos relacionados a um dos projetos descritos a seguir. A grande vantagem é que, nessas áreas, as pesquisas serão desenvolvidas com infraestrutura e recursos financeiros adequados.

Sistema de auto-roteamento em redes de sensores para agricultura de precisão

Em uma grande região de cultivo, as características do solo e das grandezas agrometeorológicas variam muito espacialmente. Assim, através da agricultura de precisão, usando dados específicos de áreas geograficamente referenciadas, dosando-se adubos e defensivos, pode-se reduzir os custos de produção, diminuir a contaminação da natureza pelos defensivos utilizados e, logicamente, aumentar a produção. Para isso, é necessário o monitoramento detalhado de grandezas agrometeorológicas em uma grande área. Isso exige um sistema de sensores se comunicando em rede com transmissão de dados sem fio. Em tal sistema, para uma maior eficiência e autonomia (consumo de energia), é desejável que cada sensor comunique-se com o seu vizinho e transmita os dados para um concentrador de dados, que torne a informação disponível para o operador do sistema. Isso exige a definição de uma rota para transmissão de dados entre cada sensor e o concentrador de dados, passando por sensores intermediários. Evidentemente, para garantir um baixo consumo, a rota deve corresponder ao caminho mais curto. Especula-se que isso possa ser obtido através do algoritmo de Dijkstra, que encontra o menor caminho entre dois pontos em um grafo. Em vista disso, propõe-se um trabalho de mestrado que consiste da implementação do algoritmo de Dijkstra em sistemas com poucos recursos, como microcontroladores de 16 bits. O sistema final deve ser capaz de, distribuído um conjunto de sensores inteligentes ao longo de uma região de cultivo, cada sensor seja capaz de encontrar o menor caminho entre o mesmo e o concentrador de dados.

Estações agrometeorológicas de baixo-custo

Em uma grande região de cultivo, as características do solo e das grandezas agrometeorológicas variam muito espacialmente. Assim, através da agricultura de precisão, usando dados específicos de áreas geograficamente referenciadas, dosando-se adubos e defensivos, pode-se reduzir os custos de produção, diminuir a contaminação da natureza pelos defensivos utilizados e, logicamente, aumentar a produção. Para isso, é necessário o monitoramento detalhado de grandezas agrometeorológicas em uma grande área. Isso exige a instalação de uma grande quantidade de estações de monitoramento de grandezas agrometeorológicas. Infelizmente, no Brasil, as estações disponíveis no mercado são todas importadas, de alto-custo. Em vista disso, propõe-se um trabalho de mestrado que consiste do desenvolvimento de sensores agrometeorológicos alternativos, de baixo-custo, e de uma estação de coleta e armazenamento dos dados. De fato, esse projeto já foi iniciado, já obteve-se bons resultados, mas ainda é necessário um mestrando que refine os sensores já desenvolvidos e desenvolva o sistema de coleta de dados baseado em microcontroladores.

Espectometria baseada na reflexão difusa no infravermelho próximo

A luz é absorvida pelas ligações químicas características de algumas moléculas. Mais ainda, existe uma relação entre o comprimento de onda absorvido e o tipo de ligação química e, consequentemente, com o tipo de molécula. Assim, é possível associar a quantidade de luz absorvida em determinado comprimento de onda com a quantidade de moléculas de uma substância específica (água, álcool, proteína etc). Isso permite determinar a quantidade de alguns tipos de substâncias em amostras de materiais. Por exemplo, no momento, o LA2I está trabalhando na estimação da quantidade de umidade presente em grãos e na quantificação da água presente no leite. Contudo, é possível utilizar a mesma técnica para medir-se várias outras substâncias em uma infinidade de materiais diferentes. Isso permite construir instrumentos de medição capazes de operar na própria linha de produção de uma empresa, instantaneamente e insensível a grandes variações de temperatura, permitindo o ajuste do processo produtivo de imediato ao valor proposto, evitando perdas, reprocesso de produto e reduzindo custos com medições químicas, infra-estrutura e mão-de-obra. De uma forma geral, o trabalho pode ser dividido em duas etapas: a) a construção do instrumento e b) na calibração do mesmo. Tratando-se de um projeto multidisciplinar, que envolve conhecimentos de física e química, além dos conceitos usuais de instrumentação eletrônica.

Fonte de alimentação DC via indução eletromagnética de cabos de linhas de transmissão

Normalmente, faz-se necessário o monitoramento de certas grandezas em linhas de transmissão (LT’s). Isso é feito através de sistemas de aquisição de dados instalados na torres ou mesmo nos cabos das LT’s. Por sua vez, esses sistemas normalmente operam a bateria. Por isso, possuem pouca autonomia. Objetivando a produção de sistemas de aquisição de dados mais autônomos, propõe-se o desenvolvimento de um sistema de alimentação, no qual a energia fornecida seja induzida do cabo da própria LT. Isso envolve, além do desenvolvimento do sistema de alimentação em si, o projeto de um sistema de proteção que possa suportar correntes da ordem de 20KA.