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https://tede.unioeste.br/handle/tede/8401| Tipo do documento: | Tese |
| Title: | Dispositivo de detecção de incêndios incipientes em secadores de grãos através de técnicas de Redes Neurais Artificiais (RNA) |
| Other Titles: | Device for detecting incipient fires in grain dryers using Artificial Neural Networks (ANN) techniques |
| Autor: | Zarpellon, Luis Eduardo ![]() |
| Primeiro orientador: | Morejon, Camilo Freddy Mendoza |
| Primeiro membro da banca: | Hasan, Salah Din Mahmud |
| Segundo membro da banca: | Afonso, Adriano Divino Lima |
| Terceiro membro da banca: | Santos Junior, Elias Lira dos |
| Quarto membro da banca: | Lied, Eduardo Borges |
| Resumo: | Nas últimas décadas, o Brasil se consolidou como um dos maiores produtores de grãos do mundo. Para assegurar a qualidade do produto durante o armazenamento e processamento, os grãos são submetidos ao processo de secagem em equipamentos secadores de grãos. Essa etapa, realizada a altas temperaturas, apresentam grande risco de incêndios. Por terem características próprias de propagação, os incêndios em secadores de grãos geram desperdícios de produtos e prejuízos financeiros, sendo um gargalo tecnológico. Nesse cenário, o trabalho teve como objetivo desenvolver um sistema de detecção de incêndios em secadores de grãos por meio de técnicas de Redes Neurais Artificiais (RNA). A metodologia contemplou as seguintes etapas: 1) Caracterização do elemento de estudo; 2) Análise do comportamento de materiais encontrados no processo de secagem frente as causas de incêndios; 3) Prospecção de métodos e tecnologias convencionais de detecção de incêndios em secadores de grãos; 4) Desenvolvimento e proposição de um dispositivo inovador de detecção de incêndios em secadores de grãos; 5) Operacionalização e testes do dispositivo na escala de laboratório; 6) Operacionalização e testes do dispositivo em escala industrial e; 7) Avaliação dos requisitos para proteção intelectual; 8) Sistematização dos resultados. A pesquisa resultou na criação de um dispositivo de detecção de incêndios em secadores de grãos que por meio do monitoramento das variáveis independentes temperatura do ar de secagem, temperatura e umidade atmosférica, temperatura dos grãos, umidade e nível da massa de grãos e, velocidade de secagem é capaz de identificar situações de incêndios em fases iniciais. O dispositivo utilizou um modelo de RNA com arquitetura tipo feedforward, MLP 5-16-10-1 e, funções de ativação Tanh, ReLU e Linear entre as camadas, respectivamente. As simulações realizadas por meio do modelo proposto comprovaram a capacidade da RNA predizer condições normais de operação, identificar riscos de incêndios e, detectar incêndios em fases iniciais. |
| Abstract: | In recent decades, Brazil has consolidated as one of the largest grain producers in the world. To ensure product quality during storage and processing, grains undergo a drying process using grain dryers. This high-temperature step presents a significant fire risk. Due to their unique propagation characteristics, fires in grain dryers cause product waste and financial losses, posing a technological bottleneck. This study aimed to develop a fire detection system for grain dryers using Artificial Neural Networks (ANN). The methodology included: 1) Characterization of the study element; 2) Analysis of material behavior in the drying process regarding fire causes; 3) Exploration of conventional fire detection methods in grain dryers; 4) Development of an innovative fire detection device for grain dryers; 5) Laboratory-scale operationalization and testing of the device; 6) Industrial-scale operationalization and testing of the device; 7) Evaluation of intellectual protection requirements; 8) Systematization of results. The research resulted in the creation of a fire detection device for grain dryers that can identify early-stage fire situations by monitoring independent variables such as drying air temperature, atmospheric temperature and humidity, grain temperature, moisture and volume of grain mass, and drying speed. The device utilized a feedforward ANN model, MLP 5-16-10-1, with Tanh, ReLU, and Linear activation functions between layers, respectively. Simulations with the proposed model demonstrated the ANN's ability to predict normal operation conditions, identify fire risks, and detect early stage fires. |
| Keywords: | Dispositivo Detecção Incêndios Secadores de grãos Rede neural artificial Device Detection Fires Grain dryers Artificial neural network |
| CNPq areas: | ENGENHARIA QUIMICA::PROCESSOS INDUSTRIAIS DE ENGENHARIA QUIMICA |
| Idioma: | por |
| País: | Brasil |
| Publisher: | Universidade Estadual do Oeste do Paraná |
| Sigla da instituição: | UNIOESTE |
| Departamento: | Centro de Engenharias e Ciências Exatas |
| Program: | Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química |
| Campun: | Toledo |
| Citation: | ZARPELLON, Luis Eduardo. Dispositivo de detecção de incêndios incipientes em secadores de grãos através de técnicas de Redes Neurais Artificiais (RNA). 2024. 126 f. Tese (Doutorado em Engenharia Química) - Universidade Estadual do Oeste do Paraná, Toledo, 2024. |
| Tipo de acesso: | Acesso Aberto |
| Endereço da licença: | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ |
| URI: | https://tede.unioeste.br/handle/tede/8401 |
| Issue Date: | 11-Jul-2024 |
| Appears in Collections: | Doutorado em Engenharia Química (TOL) |
Files in This Item:
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|---|---|---|---|---|
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