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Please use this identifier to cite or link to this item: 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)

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