A Revista Pesquisa Naval (RPN) é um periódico científico de publicação anual que apresenta à comunidade científica uma coletânea de estudos desenvolvidos por pesquisadores das áreas científica, tecnológica e de inovação, cujos temas sejam pertinentes às áreas de interesse de CT&I da Marinha do Brasil (MB). O periódico é publicado pela Diretoria-Geral de Desenvolvimento Nuclear e Tecnológico da Marinha (DGDNTM) e avaliado pelo Sistema de Classificação de Periódicos, Anais, Revistas e Jornais (QUALIS) da Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES). ISSN eletrônico: 2179-0655 ISSN impresso: 1414-8595
A ciência, a tecnologia e a inovação constituem elementos estratégicos para o fortalecimento da soberania nacional, sobretudo no contexto da defesa, em que o conhecimento científico é instrumentalizado em soluções que atendem aos desafios mais complexos.
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O SUBMARINO CONVENCIONALMENTE ARMADO COM PROPULSÃO NUCLEAR BRASILEIRO:ANÁLISE E AVALIAÇÃO, 2012 A 2023
Esta pesquisa centra-se na análise e avaliação da implementação do projeto Submarino Convencionalmente Armado com Propulsão Nuclear Brasileiro, de 2012 a 2023.
Submarino convencionalmente armado com propulsão nuclear.
AVALIAÇÃO DA EVOLUÇÃO DE TENSÕES EM VARETAS DE COMBUSTÍVEL DE LIGA DE ZIRCÔNIO REVESTIDAS COM CROMO E CARBETO DE SILÍCIO VIA ELEMENTOS FINITO
Revestimento tem sido proposto como método para aumentar a tolerância a acidentes de tubos de combustível feitos de liga de zircônio (zircaloy) em reatores de água leve (LWR). Cromo (Cr) e carbeto de silício (SiC) são dois candidatos aplicáveis por sua resistência à oxidação em altas temperaturas.
PARTIDA DE UM PEQUENO REATOR MODULAR APÓS DESLIGAMENTO ACIDENTAL: UMA INVESTIGAÇÃO PARA SUBSIDIAR A OPERAÇÃO E O PROJETO DE REATORES DE PROPULSÃO
Este trabalho foi desenvolvido com o objetivo de investigar as dificuldades para o religamento de uma pequena planta nuclear após um desligamento não planejado de seu reator (SCRAM, ou trip).
OBTENÇÃO DA RESPOSTA ESTRUTURAL DE MEIOS NAVAIS SUJEITOS A EXPLOSÕES SUBMARINAS
Após a Segunda Guerra Mundial, iniciou-se uma grande demanda para aumentar a resistência dos meios navais ao choque em razão de explosões submarinas.
Plataformas Navais, Aeronavais e de Fuzileiros Navais
MÉTODO NUMÉRICO PARA A ESTIMATIVA DE RUÍDO HIDRODINÂMICO APLICADO A UM PROPULSOR DE SUBMARINO
A discrição acústica é crucial para a sobrevivência e eficácia operacional de submarinos. Entre os diversos tipos de ruído emitidos, o ruído hidrodinâmico relaciona-se diretamente à operação do propulsor, à forma do casco e aos seus apêndices. Este estudo propõe um método numérico para avaliar a emissão de ruído hidrodinâmico de um propulsor localizado na popa de um modelo de submarino de geometria simplificada.
EMPREGO DE REDE NEURAL CONVOLUCIONAL NO RECONHECIMENTO DE CLASSES DE NAVIOS COM O USO DE SILHUETAS DE IMAGENS INFRAVERMELHAS
Neste trabalho foi apresentada uma nova arquitetura para um Sistema Classificador Automático de Classes de Navios empregando uma Rede Neural Convolucional (CNN) aplicada a imagens infravermelhas de modelos tridimensionais (3-D) de navios.
Processamento de imagens infravermelhas.
APLICAÇÃO DE INTELIGÊNCIA ARTIFICIAL NA ANÁLISE DO COMPORTAMENTO MECÂNICO DE MATERIAIS DE ALTO DESEMPENHO
Em diversos campos da engenharia, a capacidade de prever com precisão o comportamento mecânico é crucial para garantir a integridade e a performance dos componentes estruturais.
EXPLORANDO FORMADORES DE FEIXE ADAPTATIVOS COM O ALGORITMO DE ALOCAÇÃO DE NULOS PARA SUPRESSÃO DE LÓBULOS LATERAIS
Este trabalho explora a supressão de lóbulos laterais em um diagrama de radiação de um formador de feixe adaptativo (adaptive beamformer — ABF), em um arranjo de antenas de um receptor, a exemplo de um receptor de medidas ativas de guerra eletrônica (MAGE), propondo novas abordagens que empregam algoritmos adaptativos com restrições lineares.
APLICAÇÃO DE TÉCNICAS DE REALCE DE VOZ E MÁSCARAS ACÚSTICAS PARA APRIMORAMENTO DAS COMUNICAÇÕES POR VOZ NO TELEFONE SUBMARINO
Este artigo apresenta um estudo sobre a aplicação de métodos de realce e máscaras acústicas, usualmente empregadas na acústica aérea, no aprimoramento dos aspectos perceptuais da voz em um telefone acústico submarino.
VIGILÂNCIA DA AMAZÔNIA AZUL: APRIMORANDO A CLASSIFICAÇÃO DEI MAGENS NAVAIS COM APRENDIZADO DE MÁQUINA ROBUSTO
O avanço tecnológico é crucial para a segurança e vigilância, especialmente no ambiente marítimo, onde a vasta extensão das áreas costeiras exige sistemas automatizados.
Luiz Frederico Horácio de Souza de Barros Teixeira
EXPANSÃO DE BASE DE DADOS UTILIZANDO INTELIGÊNCIA ARTIFICIAL GENERATIVA COM FOCO EM ALVOS PEQUENOS EM OPERAÇÃO DE BUSCA E SALVAMENTO
O avanço da visão computacional e das técnicas de aprendizado de máquina, impulsionado pelo aumento do poder computacional, tem sido amplamente aplicado em diversos setores, incluindo o militar.
PROPAGAÇÃO E ATENUAÇÃO ACÚSTICA NA REGIÃO COSTEIRA DE SEPETIBA/RJ
O estudo analisa a propagação e a atenuação acústica submarina na Baía de Sepetiba/RJ, destacando os fatores que influenciam esses fenômenos, como temperatura, salinidade e biomassa zooplanctônica.
A VARIABILIDADE ESPACIAL E TEMPORAL DOS CENTROS DE RESSURGÊNCIA E DE SUAS FORÇANTES NA REGIÃO SUDESTE BRASILEIRA
Este trabalho investiga a contribuição da Corrente do Brasil como impulsionadora da ressurgência na região sudeste brasileira, onde se constatou que as forçantes atmosféricas, isoladamente, não são suficientes para explicar as variações no afloramento da Água Central do Atlântico Sul (ACAS), especialmente na ressurgência de Cabo Frio.
DETECÇÃO DE SUBMARINOS POR MÉTODOS HIDRODINÂMICOS: IDENTIFICAÇÃO E ACOMPANHAMENTO DA ESTEIRA PRODUZIDA POR UM VEÍCULO SUBMERSO EM AMBIENTES NÃO UNIFORMEMENTE ESTRATIFICADOS
Com o avanço da tecnologia na construção de submarinos velozes e silenciosos, os métodos tradicionais de detecção tornaram-se limitados.
USO DA BIOLOGIA COMPUTACIONAL PARA ANÁLISES GENÔMICAS EM ASCÍDIAS: PROSPECÇÃO DE POTENCIAIS PRODUTORES DE COMPOSTOS BIOATIVOS SULFATADOS NA AMAZÔNIA AZUL
Diversas espécies de invertebrados marinhos, como as ascídias, são ricas em polissacarídeos sulfatados que, em estudos anteriores do nosso grupo, foram amplamente caracterizados quanto ao padrão de sulfatação e às respectivas atividades biológicas.
MAPA DE FLUXO DE ENERGIA DE ONDAS: FERRAMENTA INOVADORA NA AVALIAÇÃO DE ROTAS MARÍTIMAS E MELHORIA DA SEGURANÇA DA NAVEGAÇÃO PARA A INSTALAÇÃO DE PARQUES EÓLICOS OFFSHORE NA COSTA SUL DO BRASIL
A crescente procura por licenciamento ambiental para a instalação de parques eólicos offshore no Brasil, especialmente no litoral sul, reflete o crescente interesse na expansão da matriz energética sustentável do país.
PERCEPÇÃO PÚBLICA DAS ALGAS MARINHAS E SUAS APLICAÇÕES EMPESQUISA, DESENVOLVIMENTO E INOVAÇÃO
Este estudo investigou a percepção pública sobre algas marinhas e suas aplicações, identificando barreiras e oportunidades para pesquisa, desenvolvimento e inovação desse recurso.
A Revista Pesquisa Naval tem como missão proporcionar à comunidade científica um canal formal de comunicação e de disseminação da produção técnico-científica nacional, por meio da publicação de artigos originais que sejam resultados de pesquisas científicas e que contribuam para o avanço do conhecimento nas áreas de interesse da Marinha do Brasil (MB). Os artigos aqui publicados não refletem a posição ou a doutrina da MB e são da responsabilidade dos seus autores.
Maximização da cobertura acústica submarina de regiões da costa brasileira
O presente trabalho teve como objetivo propor um modelo para maximizar a cobertura acústica de regiões da costa brasileira aplicando uma rede formada por um sistema multistático de sonar ativo. No trabalho foram usadas duas técnicas para defi- nir a localização dos sensores e para maximizar a cobertura: ini- cialmente foi empregado um modelo matemático e em seguida foi desenvolvida uma Heurística Gulosa Randômica.
Tecnología da informação e de Comunicações
Sistema multistático. Modelo matemático. Heurística
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Emprego de rede neural multicamadas no reconhecimento automático de silhuetas infravermelhas de navios
Com o desenvolvimento tecnológico das câmeras de imagem infravermelha presentes em sistemas eletro-ópticos de aeronaves modernas, foram desenvolvidos algoritmos de reconhe- cimento automático de alvos baseados nas assinaturas infraverme- lhas de navios. Tais algoritmos auxiliam os pilotos dessas aeronaves nas operações de identificação de contatos em operações navais. Este trabalho apresenta uma nova abordagem para um classifi- cador automático de imagens infravermelhas obtidas a partir de modelos tridimensionais (3-D) de 5 (cinco) classes de navios cria- dos em MATLAB. A abordagem proposta emprega um classifi- cador baseado em uma Rede Neural Multicamadas (Multilayer Perceptron — MLP) cujos parâmetros foram otimizados empre- gando o aplicativo Classification Learner (CL) do MATLAB. Os resultados demonstraram que tal arquitetura apresenta melhor desempenho considerando trabalhos similares anteriores.
Rede neural artificial. Silhuetas de navios. Reconhecimento automático de alvos. Processamento de imagens infravermelhas.
Dessalinização via destilação por membranas a partir de calor residual de motores de propulsão ou geração
O presente trabalho descreveu desenvolvimentos em des- salinização via destilação por membranas (MD), a partir de calor rejeitado de motores de combustão interna para propulsão e/ou geração diesel-elétrica em meios navais. A tecnologia propõe-se a garantir e estender os limites operacionais e aumentar a eficiência energética dos meios navais em missão. Primeiramente, são reporta- dos experimentos de dessalinização em bancada de laboratório com membranas comerciais, na configuração de destilação por membra- nas em contato direto (DCMD), demostrando a viabilidade de se destilar em concentrações superiores às da água do mar sem pena- lizar a qualidade de água produzida, com coeficientes de rejeição de sais superiores a 99,96%. A seguir, foi projetado e construído um protótipo de dessalinizador por MD, empregando um aquece- dor industrial como fonte térmica para emular o calor recuperado de máquinas térmicas com capacidade para fornecer até 11 kW de calor. Na unidade piloto de demonstração instalada no IPqM foram obtidos fluxos de destilado entre 1,5 e 3,5 kg/m²h. Os resultados experimentais no protótipo validaram o modelo teórico proposto para dimensionamento de novos sistemas. Os resultados experi- mentais do fluxo de destilado e as temperaturas de saída no módulo de membranas apresentaram boa concordância de ± 10% com os resultados obtidos do modelo matemático. Finalmente, foi descrito o projeto da unidade piloto para ambiente operacional, que faz a integração com o sistema de arrefecimento do motor de combustão.
Dessalinização. Destilação por membrana. Recuperação de calor. Eficiência energética. Cogeração
Protótipo de liberador acústico de baixo custo para aplicação em águas rasas
Liberadores acústicos são equipamentos autônomos comumente utilizados no âmbito da oceanografia como compo- nente de linhas de fundeio. Eles auxiliam na recuperação de senso- res instalados para coleta de dados ao longo da coluna d’água. Tais equipamentos são acionados remotamente por sinais acústicos que, transmitidos no meio submarino, podem percorrer longas distân- cias, tornando-se assim uma maneira eficaz de acionamento remoto. Embora sejam úteis no âmbito da pesquisa e da indústria, no Brasil, estes equipamentos são comercializados a elevado custo e, geral- mente, envolvem importação. A pesquisa apresentada neste artigo teve como objetivo desenvolver um protótipo de liberador acús- tico de baixo custo reunindo as principais características necessá- rias ao funcionamento confiável desse equipamento em ambientes de águas rasas. Apresenta-se uma opção construtiva para o invólu- cro estanque e para o mecanismo de liberação. Para compor a plata- forma do dispositivo autônomo, foi desenvolvido um algoritmo de decisão, que utiliza filtragem casada para avaliar a presença do sinal de acionamento (chave). Avaliando-se os parâmetros de transmis- são entre projetor e receptor, o efeito do canal marinho na propaga- ção do sinal e incorporando o devido pré-processamento, os resul- tados comprovaram a viabilidade do protótipo e a possibilidade de ampliar o emprego desse equipamento em território nacional. A ver- são integral deste projeto foi apresentada na forma de dissertação como requisito para conclusão do curso de mestrado em Acústica Submarina no IEAPM, em Abril de 2023.
Liberador acústico. Acústica submarina. Dispositivos autônomos. Filtragem casada
Urina escura não é preditora do risco de lesão renal aguda decorrente de rabdomiólise por esforço
A rabdomiólise por esforço, causada por exercício pro- longado ou intenso, pode levar a lesão renal aguda e ser fatal. O objetivo deste estudo foi avaliar o risco de rabdomiólise durante um curso militar e investigar a cor da urina como um indicador de severidade da rabdomiólise. Cinco participantes foram moni- torados por 14 dias. Os níveis de creatina quinase (CK) indica- ram rabdomiólise em todos os sujeitos no quinto dia, mas apenas um mostrou sinais de lesão renal, a principal complicação clínica da rabdomiólise. Enquanto o participante com urina mais escura e maior nível de CK não apresentou os critérios clínicos para o diag- nóstico de lesão renal aguda, o participante com menor nível de CK e urina amarelada obteve o diagnóstico laboratorial para lesão renal aguda subclínica. Em conclusão, o exercício induziu rabdo- miólise em todos os participantes, apesar do nível de hidratação adequado, mas a cor da urina mostrou-se um indicador pouco con- fiável de dano renal.
Lesão renal aguda. Exercício. Militares.
Desenvolvimento da tecnologia de superalimentos à base de produtos naturais marinho
Considerando o Plano Estratégico da Marinha, o pre- sente estudo fomenta uma tecnologia inédita e inovadora no país, trazendo novas perspectivas para a nutrição humana com base na biotecnologia marinha, utilizando estratégias de confecção de superalimento à base de algas e células marinhas. Foram desenvol- vidos protocolos de inovação, empregando a biotecnologia celular e a histologia, para desenvolver superalimentos. Através do conhe- cimento dos macronutrientes e micronutrientes de microalgas, macroalgas e diferentes organismos marinhos, verificou-se uma variabilidade nutricional relevante, além da caracterização morfo- lógica semelhante entre as amostras in vitro e in situ de ostras, siris, vieiras e peixes. Além disso, para a validação estrutural do pescado, foi observado que as amostras cozidas apresentaram menor densi- dade de fibras musculares (matéria-prima predominante e comes- tível) comparada às cruas, e, consequentemente, seu diâmetro médio foi significativamente menor. Nesse sentido, o estudo tem caráter dual, contribuindo tanto para o combatente da Marinha do Futuro quanto para a sociedade, com potencial futuro para a geração de superalimentos marinhos de diferentes complexidades específicas para a demanda nutricional de cada cenário
Biotecnologia celular marinha. Bioprodutos. Inovação biotecnológica
Sistema autóctone de remoção de co2: purificando atmosferas confinadas
O acúmulo de contaminantes, como o dióxido de car- bono, em atmosferas confinadas que não dispõem de renovação natural consiste em uma das limitações operativas de submari- nos onde há a necessidade de emprego de sistema de purificação de sua atmosfera. Remover o dióxido de carbono gerado pela tri- pulação consiste em um desafio tecnológico crítico, uma vez que efeitos nocivos aos tripulantes são observados já em concentrações reduzidas. Nessa condição de baixas pressões parciais de CO2 , há uma dificuldade para que se realize a remoção desse contaminante. O presente trabalho apresentou uma tecnologia inovadora para manter atmosferas confinadas purificadas, empregando módulos de membranas contactoras e de permeação gasosa. Foi fabricado um módulo contactor nacional e desenvolveu-se um modelo com- putacional para dimensionamento do equipamento.
Atmosfera confinada. Dióxido de carbono. Purificação. Módulos de membranas.
Previsão de enterramento de munições e minas navais em leito marinho arenoso: um modelo acoplado considerando mudanças morfológicas e instabilidade induzida por ondas
A propagação das ondas no oceano pode induzir insta- bilidade no leito marinho e o transporte de sedimentos, afetando estruturas costeiras como plataformas de petróleo e oleodutos, assim como o enterramento de objetos, como artefatos explosivos (muni- ções e minas navais). Por meio de um modelo hidromorfodinâmico que fornece as forçantes para o modelo de instabilidade do leito marinho induzida por ondas, este estudo teve como objetivo princi- pal desenvolver um modelo numérico acoplado para prever o enter- ramento de artefatos causado por mudanças morfológicas e instabi- lidade do leito marinho. O objetivo secundário foi gerar mapas indi- cando o grau de instabilidade do leito e a profundidade de enterra- mento estimada, com base nos resultados obtidos pelo modelo aco- plado. O modelo é validado por meio de comparação com observa- ções de campo, que incluem medições de correntes, ondas e mudan- ças morfológicas, além do registro do enterramento de artefatos (com até 15,5 cm de diâmetro) em fundo marinho arenoso sob a ação de ondas. Os resultados confirmam a habilidade do modelo em representar a hidrodinâmica local, mudanças morfológicas e o enter- ramento de artefatos. Além disso, revelam que tanto a instabilidade do leito marinho quanto a sedimentação têm papel significativo no processo de enterramento dos artefatos. Os mapas gerados com base nos resultados do modelo têm potencial para serem utilizados como auxílio ao planejamento de operações de minagem e medidas de remediação, visando a limpeza de áreas de interesse.
No âmbito da área da Defesa, a Marinha do Brasil, em parceria com os principais centros universitários e a indústria e sob a luz de sua estratégia de ciência, tecnologia e inovação, vem gradualmente aportando investimentos essenciais à promoção e ao desenvolvimento de soluções modernas autóctones, multiplicando o conhecimento inovador e de aplicação dual diante das demandas relativas ao preparo e emprego do poder naval.
ALMIRANTE DE ESQUADRA PETRONIO AUGUSTO SIQUEIRA DE AGUIAR
Controle de estabilização de voo de veículos aéreos não tripulados quadrirrotores
O controle de estabilização de voo de veículos aéreos não tripulados (VANT) quadrirrotores abrange diversas áreas do conhecimento da engenharia, tais como mecânica, eletrônica e computação. Este trabalho consiste no desenvolvimento de dife- rentes controladores para tal estabilização, utilizando-se das técni- cas lineares proporcional, integral e derivativa (PID) e regulagem quadrática linear (LQR). Esses controladores foram avaliados a fim de estabelecer um comparativo entre os resultados obtidos por cada um e determinar qual deles é o mais eficiente. Para o desen- volvimento dos controladores, foi utilizado um modelo matemá- tico de um VANT real desenvolvido pelo próprio autor.
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