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dc.creatorCustodio, Renan Fagundes-
dc.date.accessioned2024-09-27T20:24:32Z-
dc.date.available2224-08-26-
dc.date.available2024-09-27T20:24:32Z-
dc.date.issued2024-08-26-
dc.identifier.citationCUSTODIO, Renan Fagundes. Implementação de algoritmos de aprendizado de máquina para predição da produção de biogás em escala industrial. 2024. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Química) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Londrina, 2024.pt_BR
dc.identifier.urihttp://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/34913-
dc.description.abstractOne of the key players in the transition to more sustainable energy sources, biogas faces the challenge of biomass source variability in its industrial operation, significantly impacting the predictability of its production. This unpredictability complicates operational planning and process optimization and ensures consistent and efficient production. Therefore, this work aims to develop a machine learning algorithm to predict biogas characteristics in an industrial plant, using data from raw materials and operational conditions to estimate biogas generation and the methane fraction contained within it. Initially, by organizing available datasets and statistical and exploratory analyses, it was possible to identify trends and correlations between system parameters and outcomes. Subsequently, by applying modeling and machine learning techniques, it was possible to develop and validate predictive algorithms, including Random Forest (FR), Extreme Gradient Boosting (XGBoost), and Artificial Neural Networks (RNA). The highest prediction efficiency was obtained by XGBoost, followed by FR and RNA, with R² values of 0.74, 0.71, and 0.70, respectively, with XGBoost achieving an average R² of 0.82 in the scenario considering both raw material and operational characteristics. This scenario proved to be more efficient due to the increased robustness provided by more variables.pt_BR
dc.languageporpt_BR
dc.publisherUniversidade Tecnológica Federal do Paranápt_BR
dc.rightsembargoedAccesspt_BR
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International*
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/*
dc.subjectBiogáspt_BR
dc.subjectAprendizado do computadorpt_BR
dc.subjectAlgorítmos computacionaispt_BR
dc.subjectBiogaspt_BR
dc.subjectMachine learningpt_BR
dc.subjectComputer algorithmspt_BR
dc.titleImplementação de algoritmos de aprendizado de máquina para predição da produção de biogás em escala industrialpt_BR
dc.title.alternativeImplementation of machine learning algorithms to predict biogas production on industrial scalept_BR
dc.typebachelorThesispt_BR
dc.description.resumoUm dos protagonistas na transição para fontes de energia mais sustentáveis, o biogás encontra, em sua operação industrial, a variabilidade das fontes de biomassa, impactando significativamente a previsibilidade da sua produção. Tal imprevisibilidade dificulta o planejamento operacional, a otimização do processo e a garantia de uma produção consistente e eficiente. Esse trabalho, portanto, busca desenvolver um algoritmo de aprendizado de máquina para prever características do biogás em uma planta industrial, usando dados das matérias-primas e condições operacionais para estimar a geração de biogás e fração de metano contida nele. A princípio, através da organização dos conjuntos de dados disponíveis e análises estatísticas e exploratórios sobre o mesmo, foi possível identificar tendências e correlações entre os parâmetros do sistema e o resultado do mesmo. Em seguida, aplicando técnicas de modelagem e aprendizado de máquina, foi possível desenvolver e validar os algoritmos preditivos Floresta Randômica (FR), Aumento extremo de gradiente (XGBoost) e Redes Neurais Artificiais (RNA). A maior eficiência de predição foi obtida pelo XGBoost, seguido pelo FR e RNA, com valores de R² iguais a 0,74, 0,71 e 0,70, respectivamente, sendo que o primeiro alcançou um R² médio de 0,82 no cenário que leva em consideração as características tanto da matéria-prima quanto da operação. Esse cenário, inclusive, mostrou-se mais eficiente devido à maior robustez proporcionada por mais variáveis.pt_BR
dc.degree.localLondrinapt_BR
dc.publisher.localLondrinapt_BR
dc.contributor.advisor1Rocha, Lucas Bonfim-
dc.contributor.advisor-co1Lopes, Admilson Vieira-
dc.contributor.referee1Rocha, Lucas Bonfim-
dc.contributor.referee2Lopes, Admilson Vieira-
dc.contributor.referee3Bezerra, Felipi Luiz de Assunção-
dc.contributor.referee4Bacarin, Giovani Boaventura-
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.programEngenharia Químicapt_BR
dc.publisher.initialsUTFPRpt_BR
dc.subject.cnpqCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICApt_BR
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