Navegando por Autor "Garcia, Luis Guilherme Uzeda"

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Abordagem sistêmica aplicada à perfuratriz autônoma : uma análise com foco na segurança operacional e cibernética.
(2018) Freitas Júnior, Luiz Rogério de; Garcia, Luis Guilherme Uzeda; Lemos, Francisco Luiz de; Garcia, Luis Guilherme Uzeda; Euzebio, Thiago Antonio Melo; Lemos, Francisco Luiz de; Barros, Péricles Rezende
Dentro de todos os processos que compõem a cadeia produtiva dos minerais, a segurança operacional dos ativos e, mais recentemente cibernética deve ser, e é uma preocupação constante. Com toda evolução nos processos produtivos, os métodos de análise precisavam evoluir juntos, uma vez que a análise baseada em erros humanos ou de falhas individuais de componentes, não estão conseguindo evitar efetivamente os casos de acidentes. Nesse contexto, neste trabalho estuda-se a viabilidade da aplicação da teoria de sistemas com a metodologia STAMP (Systems-Theoretic Accident Model and Process) e uma de suas ferramentas, STPA, incluindo sua derivação com foco em segurança cibernética STPA-Sec, dentro do ambiente da indústria mineral. Para isso foi realizada uma aplicação da ferramenta na operação unitária de perfuração, mais especificamente em uma perfuratriz autônoma. Como resultado deste trabalho, foram percebidas diversas restrições de segurança e ações de mitigação para reduzir os riscos operacionais e digitas do equipamento. Dessa maneira, foi percebida a boa eficiência e flexibilidade da ferramenta quando aplicada a sistemas complexos, como é o caso da perfuratriz autônoma, objeto no qual foi realizado o teste de conceito.
Análise de cobertura e capacidade da comunicação móvel para automação em minas inteligentes a céu aberto.
(2016) Barbosa, Viviane da Silva Borges; Lima, Hernani Mota de; Garcia, Luis Guilherme Uzeda; Lima, Hernani Mota de; Garcia, Luis Guilherme Uzeda; Errico, Luciano de
A contínua busca por maiores níveis de segurança e e ciência operacional est a impulsionando a indústria mineira em direção a automação de operações em larga-escala, isto e, as ''minas inteligentes". Nesse contexto, a conectividade sem o e simultaneamente uma das peças fundamentais para permitir a automação em minas a céu aberto e um desafio técnico para os empreendimentos. O volume crescente de funcionalidades que consomem recursos de rede e a transmissão de vídeos em tempo real alteram o tráfego de dados de poucos kilobits por segundo para megabits por segundo, exigindo que a rede sem o tenha maior capacidade para atender a nova demanda. Adicionalmente, o afastamento das frentes de lavra em minas a c eu aberto com relação a infraestrutura inicial de comunicação implica em maior cobertura ao longo da vida da mina. Neste trabalho, foram feitas análises de cobertura e capacidade da comunicação sem o em uma mina a c eu aberto ao longo de 7 anos marcados por intensas alterações topográficas, aumento de frota e mudança de tecnologia. Os resultados demonstraram que a integração entre planejamento de lavra e de rede e um desenvolvimento natural do processo de automação mineira e necessário para orientar a posição e o dimensionamento de estruturas de comunicação como torres e pontos-de acesso em todas as fases do projeto.
Desenvolvimento de ferramenta de análise de qualidade de rede sem fio para veículos não tripulados em mina a céu aberto.
(2019) Guieiro, Gabriel Arthur; Freitas, Gustavo Medeiros; Garcia, Luis Guilherme Uzeda; Freitas, Gustavo Medeiros; Garcia, Luis Guilherme Uzeda; Vieira, Robson Domingues; Pessin, Gustavo
O ambiente de mina a céu aberto, tradicionalmente conservador quanto à adoção de novas tecnologias, vive intensa modernização de suas atividades. Dentre as inovações destaca-se a massificação do uso de equipamentos não tripulados principalmente na exploração de minério de ferro. Nos últimos anos, a Vale ampliou o uso dos equipamentos não tripulados - até então limitados as perfuratrizes autónomas e aos tratores teleoperados - com a criação do programa de transporte autônomo, onde caminhões não tripulados operam sem intevenção humana, sob comando de aplicação remota, guiados por sistema de georreferenciamento de alta precisão e que trocam dados via rede de comunicação sem fio. Redes sem fio que atendem as aplicações desta natureza possuem altos requisitos de confiabilidade e demandam uma gestão robusta e eficiente. As tarefas de projetar, implementar e manter uma rede que atenda aos requisitos em um ambiente de mina a céu aberto guarda desafios, pois a topografia é artificialmente modificada a todo tempo, gerando potenciais falhas de comunicação devido à indisponibilidade de cobertura. Neste contexto, faz-se necessário o uso de ferramentas e práticas pelas equipes de gestão e manutenção das redes sem fio, como a realização de constantes site surveys. Este trabalho propõe a criação de ferramenta que automatize a geração desta atividade, considerada laboriosa e de necessidade recorrente devido ao ambiente de constantes mudanças. Os dados provenientes dos diversos site surveys automatizados permitem o cumprimento dos demais objetivos do trabalho: validar o modelo Vale de propagação, utilizado no software MininWIO além de gerar base de dados de características georreferenciadas das operações autônomas da Vale, que alimentara aplicações futuras.
Inspeção de transportadores de correia : arquitetura integrada para uma plataforma de inspeção com uso de VANTs.
(2018) Nascimento, Richardson Salgado do; Oliveira, Ricardo Augusto Rabelo; Garcia, Luis Guilherme Uzeda; Souza, Marcone Jamilson Freitas; Silva, Jorge Miguel Sá; Oliveira, Ricardo Augusto Rabelo; Garcia, Luis Guilherme Uzeda
Os rolos de transportadores de correias são um dos ativos mais críticos da indústria da mineração, cujas falhas trazem grandes impactos para as operações. Para evitá-las, são realizadas inspeções regulares de forma sensitiva (sem uso de instrumentos de medição), o que diminui a qualidade da inspeção e ainda expõe os inspetores a um ambiente com riscos, calor e poeira. As técnicas automatizadas para monitoramento de condições dos rolos possuem limitações que dificultam sua adoção a curto prazo, o que justifica a utilização de uma estrutura de sensoriamento móvel, aqui chamada Plataforma de Inspeção, de implementação mais rápida. Assim, o presente trabalho apresenta uma revisão das principais técnicas de monitoramento de condições de rolos, propõe uma arquitetura para suportar a construção e evolução incremental de Plataformas de Inspeção e apresenta protótipos que validam os conceitos-chave discutidos na arquitetura, particularmente a integração da plataforma com sistemas corporativos. O trabalho empregou Veículos Aéreos Não Tripulados (VANTs) como base para os protótipos e testes em campo, além de construir um ambiente virtual de um porto para aplicações baseadas em VANTs em um simulador.
Internet das coisas e monitoramento de vibração : protótipo de um nó sensor.
(2020) Fernandes, Fernando dos Santos Alves; Rêgo Segundo, Alan Kardek; Garcia, Luis Guilherme Uzeda; Rêgo Segundo, Alan Kardek; Garcia, Luis Guilherme Uzeda; Coelho, Bruno Nazário; Silva, Saul Emanuel Delabrida; Vieira, Robson Domingos
Encostas, barragens e estruturas de engenharia como pontes e edifícios podem ser consideradas áreas de risco de desastres. Dentre outros fatores que podem desencadear um colapso nessas estruturas, encontra-se a vibração, por se tratar de um possível gatilho para processos que levem a rupturas e danos. Muitos trabalhos têm buscado avaliar o uso das novas tecnologias de rede de longo alcance e baixo consumo de energia (Low Power Wide Area Network - LPWAN) para essa finalidade e em outras aplicações de Internet das Coisas. Na ponta da infraestrutura das redes LPWAN estão os nós sensores ou End Devices, que precisam atender a um de seus principais requisitos: baixo consumo de energia. Nesse sentido, neste trabalho propõe-se o desenvolvimento de um protótipo de nó sensor com interface LPWAN para monitoramento de vibração, com requisitos compatíveis com algumas aplicações de monitoramento de áreas de risco. O protótipo, constituído de um acelerômetro MPU-6050 e uma placa de desenvolvimento ESP32 LoRa, foi desenvolvido e avaliado em termos de aplicabilidade e consumo de energia. O uso de diferentes estratégias de coleta de dados de sensores e transmissão via rede pode contribuir para a economia de energia dos nós. Foram obtidas taxas de amostragem de: 0,29 Hz, para a estratégia que transmite os dados brutos de aceleração a cada leitura; 1,71 Hz, para a estratégia que transmite o maior pacote possível de dados; e 292,5 Hz, para a estratégia que realiza a FFT como pré-processamento dos dados, antes do envio para a aplicação. As estratégias com menores taxas de amostragem (E1 e E2) são indicadas para aplicações de monitoramento de encostas e barragens, enquanto o uso da estratégia com maior taxa de amostragem (E3) pode incluir o monitoramento de vibrações em aplicações de integridade de estruturas.
Mission-critical mobile broadband communications in open-pit mines.
(2016) Garcia, Luis Guilherme Uzeda; Almeida, Erika Portela Lopes de; Barbosa, Viviane da Silva Borges; Caldwell, George; Rodriguez, Ignacio; Lima, Hernani Mota de; Sørensen, Troels Bundgaard; Mogensen, Preben
The need for continuous safety improvements and increased operational efficiency is driving the mining industry through a transition toward automated operations. From a communications perspective, this transition introduces a new set of high-bandwidth business-critical and mission-critical applications that need to be met by the wireless network. This article introduces fundamental concepts behind open-pit mining and discusses why this ever-changing environment and strict industrial reliability requirements pose unique challenges to traditional broadband network planning and optimization techniques. On the other hand, unlike unpredictable disaster scenarios, mining is a carefully planned activity. Taking advantage of this predictability element, we propose a framework that integrates mine and radio network planning so that continuous and automated adaptation of the radio network becomes possible. The potential benefits of this framework are evaluated by means of an illustrative example.
Monitoramento de redes wireless outdoor em mineração.
(2020) Zamperlini, Paulo Roberto Tercio; Rêgo Segundo, Alan Kardek; Garcia, Luis Guilherme Uzeda; Rêgo Segundo, Alan Kardek; Garcia, Luis Guilherme Uzeda; Luz, Eduardo José da Silva; Brandão, Dennis
Localizado no estado do Pará, o complexo minerador S11D é responsável pela extração de 20 milhões de toneladas de ferro por trimestre. Suportando as suas operações, existem atualmente aplicações dependentes de conectividade por meio de uma rede sem fio padrão 802.11b/g/n. Para garantir a correta operação desta rede, uma equipe local utiliza uma ferramenta de monitoramento de redes chamada Ekahau Site Survey. No entanto, devido a relevo acidentado e periculosidade das operações do S11D, essa ferramenta sendo operada por intervenção humana não é capaz de coletar dados de todos os pontos de interesse, gerando mapas interpolados que podem não condizer com a real qualidade da rede. Propõe-se neste trabalho o desenvolvimento de uma plataforma portátil, com software escrito em linguagem Python e hardware baseado em Raspberry Pi, que possa ser acoplada a máquinas móveis nas operações para coleta de parâmetros da rede sem intervenção humana, como canalização, RSSI, latência, perda de pacotes e throughput. Com base nesses dados são gerados mapas de RSSI por meio da técnica Ordinary Kriging, que podem ser utilizados pela equipe local. Testes de comparação entre a plataforma desenvolvida e o Ekahau em laboratório e em campo na Mina e Usina de S11D apontam resultados equivalentes na captura dos parâmetros de rede, garantindo que a plataforma pode ser usada para mapeamentos no dia a dia das operações. Por fim, destaca-se o vii potencial da plataforma desenvolvida para mapear locais inacessíveis pela ferramenta comercial, como em pátios de pilhas de minério. Como exemplo, instalou-se o protótipo em uma empilhadeira, o que permitiu gerar um mapa de RSSI do local de estudo pela primeira vez e, consequentemente, identificar um problema de cobertura que afeta recorrentemente a produção de minério de ferro.
Propagação de ondas milimétricas em minas a céu aberto : uma análise baseada em traçado de raios.
(2020) Gomes, Pedro Henrique de Oliveira; Rêgo Segundo, Alan Kardek; Garcia, Luis Guilherme Uzeda; Rêgo Segundo, Alan Kardek; Garcia, Luis Guilherme Uzeda; Silva, Saul Emanuel Delabrida; Vieira, Robson Domingos; Silva Júnior, Mário Cupertino da
Neste trabalho realizou-se uma análise do comportamento de ondas milimétricas, compreendidas na faixa de 30 a 300 GHz, em minas a céu aberto. Essas ondas serão utilizadas nos novos sistemas 5G. Como a análise das características da rede por meio de medições locais envolve um grande custo, empregou-se a técnica de Ray tracing para a realização deste trabalho. No estudo realizado com o software Wireless Insite, levou-se em consideração características como atenuação de sinal e potência de sinal recebido. Com o intuito de avaliar a viabilidade da utilização da tecnologia 5G em minas de céu aberto, foram analisados o impacto do sombreamento e obstrução de sinais e o comportamento da propagação desses sinais ao longo dos anos, a medida que a cava e o entorno da mina são modificados pela atividade de exploração mineral, de modo a demonstrar a viabilidade da utilização dessa tecnologia nas minas. Os resultados obtidos neste trabalho podem servir para implantar melhorias nas minas, como também para realizar predições de comportamento das redes já existentes.
Redução de energia incidente em subestações de uma usina de beneficiamento de minério utilizando comunicação baseada na norma IEC 61850.
(2021) Costa, Flávio Andrade; Monteiro, Paulo Marcos de Barros; Garcia, Luis Guilherme Uzeda; Reis, Agnaldo José da Rocha; Monteiro, Paulo Marcos de Barros; Reis, Agnaldo José da Rocha; Garcia, Luis Guilherme Uzeda; Pinto, Paulo Raimundo; Pizziolo, Tarcísio de Assunção; Oliveira,Thiago Clé de
A automação, além de contribuir para o aumento de produtividade e competividade da indústria em geral, pode ser utilizada para aumentar a segurança dos trabalhadores. Quando se trata de subestações de energia elétrica, uma importante linha de pesquisa e a de como se reduzir a energia incidente proveniente de um arco elétrico. Reduzir seus efeitos e fator de preocupação e pode ser feito, por exemplo, reduzindo-se o tempo de duração da falha. Este estudo apresenta ˜ uma proposta para redução de energia incidente em cubículos de entrada de uma subestação de uma usina de beneficiamento de minério em Minas Gerais, Brasil. Esta redução e obtida pela diminuição do tempo de transmissão da detecção de arco para a subestação principal utilizando-se uma comunicação baseada na norma IEC 61850. Dispositivos eletrônicos inteligentes foram utilizados associados a uma rede de comunicação em alta velocidade para a transmissão do sinal de proteção, o que reduziu de forma acentuada a energia incidente no conjunto elétrico. Ao final deste trabalho, a energia incidente foi reduzida em mais de 80%, para valores inferiores a 8,0 cal/cm2 , em duas topologias distintas de rede.
Smart Wearable : let's think wearable from a new perspective.
(2018) Silva, Saul Emanuel Delabrida; Rabelo, Ricardo Augusto Oliveira; Rabelo, Ricardo Augusto Oliveira; Loureiro, Antonio Alfredo Ferreira; Thomas, Bruce H.; Silva, Jorge Sá; Garcia, Luis Guilherme Uzeda; Billinghurst, Mark
Wearable computing is considered the next big thing. The market represents billions of dollars of investments. Samsung, Google, and other companies aggregate part of this market with the release of new gadgets such as smartwatches and smartglasses. Other startups emerged in the last years and made available devices such as Fitbit and ReconJet. On the other hand, users are losing the interest on wearable devices due to the low quality of applications and the restricted value o ered by them. We did a study about the role of wearable devices and its integration. In our ndings, the dependency and low processing capabilities of the devices contribute to the scenario. The goal of this work is to introduce a new way to build and design wearable devices and systems. We propose the de nition of the terms \Wearable Accessory" and \Smart Wearable" as a new classi cation of wearable devices, systems, and applications. Our characterization was done by the development of two smart wearable devices. In our methodology, we demonstrate the design until the user experience evaluation to build these devices. Our ndings consider some current limitation of these devices and users expectations. Two applications addressed to the ecological scenarios are the secondary contribution of this work. Also, challenges and future work to improve the proposed concept and user experience with wearable devices are discussed.
A UAV-based framework for semi-automated thermographic inspection of belt conveyors in the mining industry.
(2020) Carvalho Júnior, José Regivaldo de; Nascimento, Richardson; D'Angelo, Thiago; Silva, Saul Emanuel Delabrida; Bianchi, Andrea Gomes Campos; Oliveira, Ricardo Augusto Rabelo; Perez Imaz, Héctor Ignacio Azpúrua; Garcia, Luis Guilherme Uzeda
Frequent and accurate inspections of industrial components and equipment are essential because failures can cause unscheduled downtimes, massive material, and financial losses or even endanger workers. In the mining industry, belt idlers or rollers are examples of such critical components. Although there are many precise laboratory techniques to assess the condition of a roller, companies still have trouble implementing a reliable and scalable procedure to inspect their field assets. This article enumerates and discusses the existing roller inspection techniques and presents a novel approach based on an Unmanned Aerial Vehicle (UAV) integrated with a thermal imaging camera. Our preliminary results indicate that using a signal processing technique, we are able to identify roller failures automatically. We also proposed and implemented a back-end platform that enables field and cloud connectivity with enterprise systems. Finally, we have also cataloged the anomalies detected during the extensive field tests in order to build a structured dataset that will allow for future experimentation.