https://repositorio.ufsc.br/handle/123456789/75141 2026-05-01T00:34:59Z 2026-05-01T00:34:59Z Hohmann, Matheus https://repositorio.ufsc.br/handle/123456789/273028 2026-03-27T23:25:52Z 2026-01-01T00:00:00Z

Avaliação de desempenho, segurança e viabilidade de baterias de íon-lítio em segunda vida: aplicação em um sistema transportável de armazenamento (STAEB) com módulos retirados de ônibus elétrico (e-Bus) Hohmann, Matheus Este trabalho desenvolve e aplica um método para avaliar a viabilidade técnica de baterias de íons de lítio em segunda vida por meio de uma caracterização sistemática de desempenho e segurança, com foco na reutilização em aplicações estacionárias e na integração ao Sistema Transportável de Armazenamento de Energia em Baterias (STAEB). O estudo analisa 156 módulos oriundos do e-Bus da UFSC e organiza a avaliação de forma integrada e sequencial, combinando inspeção visual, ensaio de resistência de isolamento, testes de capacidade e determinação da resistência interna em corrente contínua (DCIR), de modo a garantir critérios mínimos de segurança, confiabilidade e desempenho para a seleção de módulos. Os resultados mostram que a etapa inicial de inspeção visual descarta 3,2% dos módulos por falhas físicas evidentes, enquanto o ensaio de resistência de isolamento reprova dois módulos adicionais, evidenciando a necessidade dessa verificação para identificar condições críticas não detectáveis apenas por parâmetros eletroquímicos usuais. Entre os módulos aprovados, observa-se ampla variação de estado de saúde, com SoH entre 55% e 95%, além de comportamento global consistente nas curvas de descarga, com queda de tensão mais acentuada abaixo de 20% de SOC. A análise conjunta indica correlação negativa significativa entre SoH e DCIR (R² = 0,70), confirmando o potencial da resistência interna como ferramenta de triagem rápida, embora a presença de trajetórias de degradação distintas exija cautela na substituição direta de ensaios completos de capacidade. Por fim, a comparação de metodologias de descarga aponta o ensaio pulsado de 8S como melhor compromisso entre representatividade, precisão e agilidade operacional, contribuindo para protocolos práticos de triagem e classificação de módulos destinados ao STAEB.; Abstract: This work develops and applies a method to evaluate the technical feasibility of second-life lithium-ion batteries through a systematic characterization of performance and safety, focusing on stationary reuse and integration into the Transportable Battery Energy Storage System (STAEB). The study analyzes 156 modules originating from the UFSC e-Bus and structures the assessment in an integrated and sequential manner, combining visual inspection, insulation resistance testing, capacity tests, and direct-current internal resistance (DCIR) determination to ensure minimum criteria for safety, reliability, and performance in module selection. The results show that the initial visual inspection discards 3.2% of the modules due to evident physical faults, while the insulation resistance test rejects two additional modules, highlighting the need for this verification to identify critical conditions that are not detectable solely through conventional electrochemical parameters. Among the approved modules, a wide variation in state of health is observed, with SoH ranging from 55% to 95%, in addition to consistent overall behavior in the discharge curves, with a steeper voltage drop below 20% SOC. The combined analysis indicates a significant negative correlation between SoH and DCIR (R² = 0.70), confirming the potential of internal resistance as a rapid screening tool, although the presence of distinct degradation trajectories requires caution when directly replacing full capacity tests. Finally, the comparison of discharge methodologies indicates that the 8 s pulsed test offers the best compromise between representativeness, accuracy, and operational speed, contributing to practical screening and classification protocols for modules intended for the STAEB. Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2026.

2026-01-01T00:00:00Z Brito, Giovanna de Oliveira de https://repositorio.ufsc.br/handle/123456789/272812 2026-03-18T23:26:13Z 2026-01-01T00:00:00Z

Conversor CA-CA direto em frequência com aplicação em transformador híbrido para compensação de potência reativa Brito, Giovanna de Oliveira de A crescente penetração de geração distribuída (GD) em sistemas de distribuição, baseada predominantemente em fontes renováveis intermitentes, tem introduzido novos desafios operacionais. Dentre eles, destacam-se as flutuações de tensão e do fator de potência, além de alterações significativas nos perfis de carga dos transformadores convencionais. Nesse contexto, os transformadores híbridos emergem como uma solução promissora, pois combinam a robustez dos transformadores convencionais com a flexibilidade e a capacidade de controle de conversores eletrônicos de potência. Esta dissertação apresenta o estudo e o desenvolvimento de um conversor CA-CA direto, aplicado ao transformador híbrido, destinado especificamente à compensação de potência reativa e à correção do fator de potência em redes de baixa tensão. A pesquisa se fundamenta no conceito de capacitor equivalente variável, cuja capacitância é controlada dinamicamente por meio da razão cíclica do conversor, o que permite a geração regulável de potência reativa capacitiva. A metodologia adotada incluiu a análise teórica, a validação por simulação computacional para uma potência de até 2 kVAR e a construção de um protótipo experimental de 1 kVAR. Os resultados obtidos validaram a concepção do conversor e comprovaram a viabilidade da topologia como uma solução promissora para compensação dinâmica de potência reativa.; Abstract: The increasing penetration of distributed generation (DG) in distribution systems, predominantly based on intermittent renewable sources, has introduced new operational challenges. These include voltage and power factor fluctuations, as well as significant changes in the load profiles of conventional transformers. In this context, hybrid transformers emerge as a promising solution, as they combine the robustness of conventional transformers with the flexibility and control capability of electronic power converters. This dissertation presents the study and development of a direct AC-AC converter applied to the hybrid transformer, specifically designed for reactive power compensation and power factor correction in low-voltage networks. The research is based on the concept of an equivalent variable capacitor, whose capacitance is dynamically controlled through the converter's duty cycle, enabling adjustable generation of capacitive reactive power. The adopted methodology included theoretical analysis, validation through computer simulation for power levels up to 2 kVAR, and the construction of a 1 kVAR experimental prototype. The results obtained validated the converter design and confirmed the feasibility of the topology as a promising solution for dynamic reactive power compensation. Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2026.

2026-01-01T00:00:00Z Paula, João Lucas Pereira dos Santos de https://repositorio.ufsc.br/handle/123456789/272764 2026-03-17T23:27:34Z 2026-01-01T00:00:00Z

Sistema ubíquo de aquisição de sinais de condução nervosa aplicado ao monitoramento de complicações do diabetes mellitus Paula, João Lucas Pereira dos Santos de A neuropatia periférica diabética (NPD) é uma das principais complicações do Diabetes Mellitus (DM), associada à dor, perda de sensibilidade e maior risco de úlceras e amputações, especialmente em membros distais. O estudo de condução nervosa (NCS? Nerve Conduction Studies) é considerado o padrão-ouro para avaliar a integridade das fibras nervosas periféricas, porém seu uso na prática clínica ainda é limitado pelo custo, pelo porte dos equipamentos e pela necessidade de operadores especializados, o que dificulta o rastreamento precoce em serviços de menor complexidade. Diante desse cenário, este trabalho apresenta o desenvolvimento do X-NCS, um sistema dedicado à realização de estudos de condução nervosa integrado à plataforma ubíqua de saúde SDC-X, com foco no rastreamento de complicações do DM, em especial a NPD. O sistema é composto por dois módulos principais: (a) módulo de aquisição e controle, responsável pela amplificação, filtragem e digitalização dos potenciais de ação compostos por meio de um conversor A/D ADS1256 de alta resolução, operando com taxa de amostragem de até 30 kHz, além de armazenamento em cartão microSD, sensores de temperatura e umidade e um microcontrolador ESP32; e (b) módulo de estimulação, responsável pela geração de pulsos elétricos breves, com amplitude ajustável (até aproximadamente 220 V) e isolamento galvânico entre os domínios de estímulo e aquisição. O sistema foi integrado ao SDC-X em modo local, permitindo cadastro e seleção de pacientes, configuração do exame, controle da aquisição, exibição gráfica dos sinais e armazenamento estruturado dos resultados, ainda sem sincronização com a infraestrutura em nuvem da plataforma. A calibração da tensão de estímulo e da leitura de temperatura da pele foi realizada com modelos de regressão linear, resultando em relações estáveis entre a posição do potenciômetro digital, a tensão no isolador AMC1100, a tensão aplicada ao nervo e a temperatura medida, possibilitando ajuste fino da amplitude de estímulo e correção sistemática das medidas térmicas. Um estudo piloto foi conduzido no nervo mediano motor de 14 voluntários sem diagnóstico de DM, no qual foram extraídos os parâmetros de latência, amplitude, duração, área e velocidade de condução a partir de quatro marcadores temporais do potencial de ação muscular composto. Em S1 (estímulo distal), a amplitude média foi de 7,6 ± 1,9 mV, com latência de 4,2 ± 0,9 ms, duração de 6,6 ± 1,5 ms, área de 19,7 ± 5,8 mV·ms e velocidade de condução de 62,8 ± 10,0 m/s. Os resultados mostraram medidas compatíveis com a literatura de referência e boa reprodutibilidade entre estímulos distal e proximal, além de indicarem tendência de pior desempenho eletrofisiológico com o aumento da idade, enquanto variáveis como altura, índice de massa corporal e condições ambientais não apresentaram variações sistemáticas relevantes na amostra estudada. Por se tratar de um estudo piloto com número reduzido de participantes, torna-se necessário ampliar a população avaliada, incluindo indivíduos com DM e maior diversidade etária, a fim de aumentar a robustez dos achados. Assim, o X-NCS se mostrou um sistema funcional, já integrado à plataforma SDC-X em ambiente local, com potencial para, em conjunto com outros módulos da plataforma, compor uma ferramenta abrangente de auxílio rastreamento não invasivo de complicações do DM, em especial da NPD.; Abstract: Diabetic peripheral neuropathy (DPN) is one of the main complications of Diabetes Mellitus (DM), and is associated with pain, loss of sensation, and an increased risk of ulcers and amputations, especially in distal limbs. Nerve conduction studies (NCS) are considered the gold standard for assessing the integrity of peripheral nerve fibers; however, their use in clinical practice is still limited by cost, equipment size, and the need for specialized operators, which hinders early screening in lower-complexity healthcare settings. In this context, this work presents the development of X-NCS, a system dedicated to performing nerve conduction studies and integrated into the ubiquitous health platform SDC-X, with a focus on screening DM-related complications, especially DPN. The system is composed of two main modules: (a) an acquisition and control module, responsible for amplifying, filtering, and digitizing compound action potentials by means of a high-resolution ADS1256 A/D converter operating at sampling rates of up to 30 kHz, as well as for microSD card storage, temperature and humidity sensing, and control by an ESP32 microcontroller; and (b) a stimulation module, responsible for generating brief electrical pulses with adjustable amplitude (up to approximately 220 V) and galvanic isolation between the stimulation and acquisition domains. The system was integrated into SDC-X in local mode, allowing patient registration and selection, exam configuration, acquisition control, graphical visualization of the signals, and structured storage of the results, still without synchronization with the platform?s cloud infrastructure. Calibration of the stimulus voltage and skin temperature readings was performed using linear regression models, resulting in stable relationships between the position of the digital potentiometer, the voltage at the AMC1100 isolator, the voltage applied to the nerve, and the measured temperature, thereby enabling fine adjustment of the stimulus amplitude and systematic correction of temperature measurements. A pilot study was conducted on the motor median nerve of 14 volunteers without a diagnosis of DM, in which latency, amplitude, duration, area, and conduction velocity parameters were extracted from four temporal markers of the compound muscle action potential. For S1 (distal stimulus), the mean amplitude was 7.6 ± 1.9 mV, with a latency of 4.2 ± 0.9 ms, duration of 6.6 ± 1.5 ms, area of 19.7 ± 5.8 mV·ms, and conduction velocity of 62.8 ± 10.0 m/s. The results showed measurements compatible with the reference literature and good reproducibility between distal and proximal stimuli, and also indicated a trend toward poorer electrophysiological performance with increasing age, whereas variables such as height, body mass index, and environmental conditions did not exhibit relevant systematic variations in the sample studied. Because this is a pilot study with a small number of participants, it is necessary to expand the evaluated population, including individuals with DM and a broader age range, in order to increase the robustness of the findings. Thus, X-NCS proved to be a functional system, already integrated into the SDC-X platform in a local environment, with the potential to form, together with other modules of the platform, a comprehensive tool to support noninvasive screening of DM complications, especially DPN. Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2026.

2026-01-01T00:00:00Z Fischer, Lara https://repositorio.ufsc.br/handle/123456789/272761 2026-03-17T23:27:30Z 2026-01-01T00:00:00Z

Detecção de objetos e segmentação semântica em imagens degradadas pelo efeito da chuva Fischer, Lara Em aplicações de visão computacional, a qualidade das imagens é essencial para processos de alta complexidade, como é o caso da detecção de objetos e/ou segmentação semântica. No entanto, perturbações causadas pela chuva podem comprometer a precisão da tarefa em questão. Isso acontece porque a chuva distorce o contorno dos objetos, muda a cor, distorce a perspectiva de distância, dentre outros aspectos. Para mitigar tal impacto, uma etapa de pré-processamento, baseada em um modelo de inteligência artificial, é usualmente considerada. Essa técnica é usualmente denominada na literatura por deraining. Este trabalho investiga o desempenho de um dos modelos do estado-da-arte de deraining em imagens submetidas a diferentes níveis de perturbações. As imagens resultantes do processo de deraining são posteriormente processadas por algoritmos de detecção de objetos e segmentação semântica, os quais verificam se as características semânticas relevantes da imagem têm sido recuperadas. Resultados de simulação computacional corroboram a aplicabilidade do modelo de deraining considerado.; Abstract: In computer vision applications, image quality is essential for highly complex processes, such as object detection and/or semantic segmentation. However, disturbances caused by rain can compromise the accuracy of the task at hand. This happens because rain distorts the outline of objects, changes color, distorts the perspective of distance, among other aspects. To mitigate such an impact, a preprocessing step, based on an artificial intelligence model, is usualy considered. This technique is referred to in the literature deraining. This work investigates the performance of one of the state-of-the-art models of deraining in images subjected to different levels of perturbations. The images resulting from the deraining process are further processed by object detection and semantic segmentation algorithms, which verify whether the relevant semantic characteristics of the image have been retrieved. Computer simulation results corroborate the applicability of the deraining model considered. Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2026.

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