Aplicação de sistemas inteligentes à optimização de um sistema de tratamento de água

Um dos principais problemas que estação de Tratamento de Água do Monte Novo tem vindo a apresentar é o aparecimento de teores em manganês na água tratada, que por vezes ultrapassam o valor paramétrico estabelecido no Decreto-Lei 306/07, 27 de Agosto (50 g dm-3). Este trabalho permitiu relacionar resultados de várias determinações analíticas efectuadas no laboratório da empresa Águas do Centro Alentejo e, através deles construir modelos fundamentados em técnicas e Descoberta de Conhecimento em Base de Dados que permitiram responder ao problema identificado. Foi ainda possível estabelecer a época do ano em que é mais provável o aparecimento de teores elevados manganês na água tratada. Além disso, mostrou-se que a tomada de água desempenha um papel relevante no aparecimento deste metal na água tratada. Os modelos desenvolvidos permitiram também estabelecer as condições em que é provável o aparecimento de turvação na cisterna de água tratada. Estas estão relacionadas com o pH, o teor em manganês e o teor em ferro. Foi ainda realçada a importância da correcção do pH na fase final do processo de tratamento. Por um lado, o pH deve ser suficientemente elevado para garantir uma água incrustante e, por outro, deve ser baixo para evitar problemas de turvação na cisterna da água tratada. ABSTRACT; The present study took place in the water treatment plant of Monte Novo. This study aimed for solutions to the problem of high values of manganese concentration in the treated water, in some periods of the year. The present work reports models for manganese concentration and for turbidity using Knowledge Discovery Techniques in Data Bases.

Optimização das condições de cultura da Saccharomyces Cerevisiae e de outros fungos produtores de oligossacáridos

Este estudo envolve o controlo e a optimização das condições de culturas dos microrganismos: Saccharomyces cerevisiae CCMI 396, S. cerevisiae v. lab., Aspergillus oryzae CCMI 125, Aspergillus japonicus CCMI 443, Fusarium oxysporum CCMI 866, Aspergillus niger CCMI 296 com vista à produção de oligossacáridos. Determinaram-se os parâmetros característicos das culturas de duas diferentes estirpes de Saccharomyces com diferentes fontes de carbono e em diferentes condições ambientais. O perfil de crescimento da S. cerevisiae CCMI 396 foi semelhante nos diferentes meios de cultura estudados, sendo a velocidade específica de crescimento mais elevada no meio com glucose a pH 5 e a 30°C (0,36h-1). A S. cerevisiae v. lab. Teve velocidade específica de crescimento idêntica nas mesmas condições da outra estirpe, no entanto, o perfil de crescimento foi diferente nos outros meios de cultura. Estudou-se o efeito da adição de sumo de laranja ou de tomate ao meio de cultura com sacarose e avaliou-se a evolução glucídica no meio de cultura durante o ensaio por HPLC com detector RI. Determinou-se a frutosiltransferase no sobrenadante e na fracção intracelular e determinou-se a evolução dos oligossacáridos. Numa segunda parte deste trabalho efectuaram-se culturas dos quatro fungos filamentosos com vista a avaliar a capacidade de produção, nomeadamente, de fruto­oligassacáridos. Os resultados mostraram que a espécie Aspergillus japonicus CCMI 443 originou, nas mesmas condições de cultura, valores superiores, sendo a percentagem de produção FOStotais/GluCtotais de 61% para as enzimas intracelulares e 40% para as enzimas no sobrenadante. ABSTRACT; This study involves control and optimization of the cultures of microorganisms: Saccharomyces cerevisiae CCMI 396, S. cerevisiae v. lab., Aspergillus oryzae CCMI 125, Aspergillus japonicus CCMI 443, Fusarium oxysporum CCMI 866, Aspergillus níger CCMI 296 for oligosaccharides production. Were determined the parameters characteristic of the cultures of two different strains of Saccharomyces with different sources of carbon and in different environmental conditions. The growth profile of S. cerevisiae CCMI 396 was similar in different cultures media, but the highest specific growth was obtained in a medium with glucose, pH 5, at 30°C (0.36h-1). S. cerevisiae v. lab. had similar growth profile in a medium with glucose but with others culture media was different. We studied the effect of adding orange juice or tomato to the culture medium with sucrose and evaluated the evolution glucidic in the culture medium during the test by HPLC with RI detector. Fructosyltransferase was determined in the extracellular and the intracellular fractions and determined the evolution of oligosaccharides. ln the second part of this work were carried out cultures of four filamentous fungi in order to assess production capacity, in particular, fructoligosaccharides. The results showed that the specie Aspergillus japonicus CCMI 443 originated in the same culture conditions, higher values and the percentage of production FOStotal/Guctotal of 61% for intracellular enzymes and 40% for extracellular enzymes.

Optimização da adubação mineral em trigo regado e sua interacção com o nível de estrumação

Com o objectivo de estudar uma possível optimização da adubação mineral de trigo mole e sua interacção com estrumação, foi desenvolvido um ensaio onde, numa área com trigo mole, regado e em sementeira directa, se interagiram os 3 macronutrientes principais, com 3 níveis de estrume. Para esta interacção foram analisados vários parâmetros que resultaram em 3 parâmetros principais, produção de grão, de palha e também as extracções totais de N, P, K da cultura. De acordo com os resultados obtidos pôde-se verificar que a aplicação de estrume não revelou efeitos positivos na produção de grão/palha do trigo. A elevada fertilidade do solo em sementeira directa ofereceu à cultura uma base sustentável para o seu desenvolvimento sem que seja necessária a adubação mineral actualmente padronizada. Por fim foi evidente a importância da antecipação da 1ª cobertura realizada no trigo para o estado de afilhamento, factor que contribuiu significativamente para o sucesso da cultura; Optimization of mineral fertilizer in irrigated wheat and its interaction with the level of manure ABSTRACT: With the aim of studying the optimization of mineral fertilization of common wheat and their interaction with manure, it was developed a study where in an area with soft wheat, watered and with no tillage, we interacted 3 main macronutrients and 3 manure levels. To this interaction were analyzed several parameters that resulted in three major parameters, production of grain and straw and also the total extraction of N, P, K culture. According to the results it was observed that the application of manure did not show positive effects in the production of grain / wheat straw. The high soil fertility on direct seeding culture offered a sustainable base for its development without requiring high fertilization. Finally it was evident the importance of the anticipation of the 1st cover held in wheat, a factor that contributed significantly to the success of the crop.

Contributos das estruturas de orientação educativa na gestão escolar: Estudo de caso no agrupamento de escolas nº 4 de Évora

A presente investigação iniciou-se a partir da identificação do problema/ questão de partida: Quais os contributos das estruturas de orientação educativa para a gestão e administração escolar? Esta questão foi o fio condutor da presente investigação, "Contributos das Estruturas de Orientação Educativa na Gestão e Administração Escolar - Estudo de Caso no Agrupamento de Escolas nº 4 de Évora". Neste sentido, constituíram-se como objectivos específicos da presente investigação os seguintes: • Avaliar o funcionamento das estruturas de orientação educativa do Agrupamento de Escolas n.º 4 de Évora. • Identificar os pontos fortes e fracos da intervenção das estruturas de orientação na gestão e administração do Agrupamento de Escolas n.º 4 de Évora. • Elaborar um plano de acção com vista à optimização das estruturas de orientação educativa. Em relação ao estudo empírico, e como forma de dar resposta às questões da investigação, optámos por uma metodologia mista, quantitativa e qualitativa. Após a apresentação dos dados recolhidos, da sua análise e respectiva interpretação, apurámos as seguintes conclusões: A maioria dos inquiridos, neste caso, os docentes, têm opinião favorável em relação às diferentes estruturas, ressalva-se pela negativa a Associação de Pais/Encarregados de Educação, devido a estar inactiva e, pela positiva o Conselho Executivo, consideram-no como um órgão dinamizador de todas as estruturas do Agrupamento; a maioria dos não docentes tem boa opinião sobre o desempenho das suas funções e revela a importância da sua representação no Conselho Pedagógico e na Assembleia de Escola. Os pais e encarregados de educação inquiridos, são consensuais em relação à colaboração com os professores, principalmente com o Director de Turma. Os Directores de Turma inquiridos referem a colaboração com os pais e encarregados de educação, e realçam o papel do órgão de gestão como dinamizador da Associação de Pais/Encarregados de Educação. Os membros da Assembleia de Escola inquiridos, consideram o seu desempenho como activo e dinamizador no processo de aplicação do novo regime de autonomia. No final da nossa dissertação, expressámos as recomendações, acções e sugestões que possam potenciar futuras investigações. ABSTRACT; The present investigation started from the identification of the problem/ beginning question: What are the contributions of the structures of educational guidance for the management and school administration? This question was the guide line of the research, "Contributions of the Structures of Educational Guidance for the Management and School Administration- Exploratory study in the 4th Group of Schools of Évora". ln this sense, the specific objectives of this investigation are the following: • Evaluate the function of the structures of educational guidance of the 4th Group of Évora. • ldentify the strengths and weaknesses of the intervention of structures of educational guidance in the management and administration of the 4th Group of Évora. • Elaborate an action plan to optimize the structures of educational guidance. For the empirical study and in order to address the question of the investigation, was chosen a mixed methodology, quantitative and qualitative. After submission of the collected data, of their analysis and their interpretation, we established the following conclusions: Most of the participants, in this case teachers, have favorable opinion towards the different structures, noted as a negative feature is the Parents Association, due to be inactive, and the Executive Board as positive, because it is viewed as a promoter of all the structures of the Group; most of the non-teaching staff have a good opinion about the performance of its functions and shows the importance of their representation on the Executive Board and in the School Assembly. The parents who participate in the inquiry are in agreement with the teachers regarding the corporation between them, particularly with the Class Director. The Class Directors respondents mention the cooperation with the parents and enhance the role of the Executive Board as a promoter of the Parents Association. The members of the School Assembly respondents consider their performance as active and dynamic in the application process of the new system of autonomy. In the end of this thesis we express our recommendations, actions and suggestions that may promote future research.

Plataforma interactiva para edifícios inteligentes com controlo preditivo

Esta dissertação desenvolve uma plataforma de controlo interactiva para edifícios inteligentes através de um sistema SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition). Este sistema SCADA integra diferentes tipos de informações provenientes das várias tecnologias presentes em edifícios modernos (controlo da ventilação, temperatura, iluminação, etc.). A estratégia de controlo desenvolvida implementa um controlador em cascada hierárquica onde os "loops" interiores são executados pelos PLC's locais (Programmable Logic Controller), e o "loop" exterior é gerido pelo sistema SCADA centralizado, que interage com a rede local de PLC's. Nesta dissertação é implementado um controlador preditivo na plataforma SCADA centralizada. São apresentados testes efectuados para o controlo da temperatura e luminosidade de salas com uma grande área. O controlador preditivo desenvolvido tenta optimizar a satisfação dos utilizadores, com base nas preferências introduzidas em várias interfaces distribuídas, sujeito às restrições de minimização do desperdício de energia. De forma a executar o controlador preditivo na plataforma SCADA foi desenvolvido um canal de comunicação para permitir a comunicação entre a aplicação SCADA e a aplicação MATLAB, onde o controlador preditivo é executado. ABSTRACT: This dissertation develops an operational control platform for intelligent buildings using a SCADA system (Supervisory Control And Data Acquisition). This SCADA system integrates different types of information coming from the several technologies present in modem buildings (control of ventilation, temperature, illumination, etc.). The developed control strategy implements a hierarchical cascade controller where inner loops are performed by local PLCs (Programmable Logic Controller), and the outer loop is managed by the centralized SCADA system, which interacts with the entire local PLC network. ln this dissertation a Predictive Controller is implemented at the centralized SCADA platform. Tests applied to the control of temperature and luminosity in huge­area rooms are presented. The developed Predictive Controller tries to optimize the satisfaction of user explicit preferences coming from several distributed user-interfaces, subjected to the constraints of energy waste minimization. ln order to run the Predictive Controller at the SCADA platform a communication channel was developed to allow communication between the SCADA application and the MATLAB application where the Predictive Controller runs.

Simplificação de processos com cartão de cidadão

Na sociedade moderna, o uso de novas tecnologias e das correspondentes aplicações informáticas, levanta diversas questões, sendo, sem dúvida a mais importante, a segurança dos utilizadores e dos sistemas. A implementação de novos processos fazendo uso dos meios informáticos disponíveis permite o aumento da produtividade e a sua simplificação sem perder a fiabilidade, através da desmaterialização, desburocratização, acessibilidade, rapidez de execução, comodidade e segurança. A introdução do cartão de cidadão com todas a sua potencialidade contribui para a implementação dos processos acima referidos, os quais acompanharam a evolução do quadro legislativo nacional e europeu. Contudo verificam-se algumas lacunas, devido à sua imaturidade, sendo o seu desenvolvimento um processo ainda em curso. Com o presente trabalho pretende-se criar uma solução aberta a várias aplicações, que permite a optimização de processos através da sua simplificação, com recurso à assinatura digital, autenticação e uso de dados pessoais, tendo em atenção a legislação vigente, o actual cartão de cidadão e os requisitos de segurança. ABSTRACT: ln modern society, the increasing application of information technologies have arisen several questions, being the private and sensitive data security the most important. Today new informatics processes have come to increase productivity using faster and simplified mechanisms, keeping reliability and security. The introduction in Portugal, of the new citizen card is a great example of the above mentioned, in accordance with the National and European legislation. Nevertheless, being recently adopted, it stills vulnerable and therefore is in constant update and revision. The purpose of this thesis is the creation of an open solution to other new applications, aiming a simplification and optimization of citizen card. Seeking the maximum security, it is utilized digital signature, authentication and personal details, always according to the legislation in effect.

Implementação da contabilidade analítica no Instituto Politécnico de Beja

A opção por uma gestão eficiente e eficaz é a resposta a dar à crescente racionalização de recursos que tem vindo a ser imposta às entidades públicas portuguesas e à qual não escapam as instituições que integram o sector do ensino superior. Assim sendo, estas entidades devem desenvolver e ao mesmo tempo, adoptar mecanismos que lhes permitam gerir recursos, quer os colocados à sua disposição, quer os gerados internamente, tendo em vista a sua optimização. Actualmente a prática da Contabilidade Analítica nas Instituições assume, cada vez mais, um papel dominante na análise e controlo dos custos, mas também dos proveitos e resultados por actividade. O objectivo da implementação deste Projecto, além de ser um desafio pessoal e Institucional, é uma obrigação legislativa, à qual pretendemos responder ao colocarmos em prática a Contabilidade Analítica, inserida no Plano Oficial de Contabilidade para o Sector Público - Sector da Educação, aprovado pela Portaria nº 794/2000, de 20 de Setembro. ABSTRACT: The choice of an efficient and effective management is the answer to the increasing rationalization of resources that have been imposed on portuguese public entities and of which the institutions from the higher education sector do not escape. Therefore, these entities must develop, and at the same time, adopt mechanisms that allow them to manage resources, both those placed at their disposal, and those that are internally generated, with an aim of optimization. Currently the practice of management accounting in the institutions assumes an increasingly a dominant role in the analysis and control of costs, but also in the income and earnings per activity. The purpose of implementing this project, besides being a personal and institutional challenge, is a legislative requirement that must be dealt with, by putting into practice the Management Accounting, inserted in the Official Accounting Plan for the Public Sector- Education Sector, approved by the Ordinance Nº 794/2000 of September 20.

Evolutionary algorithms for the modeling of bioreactors

This work aims to study the application of Genetic Algorithms in anaerobic digestion modeling, in particular when using dynamical models. Along the work, different types of bioreactors are shown, such as batch, semi-batch and continuous, as well as their mathematical modeling. The work intendeds to estimate the parameter values of two biological reaction model. For that, simulated results, where only one output variable, the produced biogas, is known, are fitted to the model results. For this reason, the problems associated with reverse optimization are studied, using some graphics that provide clues to the sensitivity and identifiability associated with the problem. Particular solutions obtained by the identifiability analysis using GENSSI and DAISY softwares are also presented. Finally, the optimization is performed using genetic algorithms. During this optimization the need to improve the convergence of genetic algorithms was felt. This need has led to the development of an adaptation of the genetic algorithms, which we called Neighbored Genetic Algorithms (NGA1 and NGA2). In order to understand if this new approach overcomes the Basic Genetic Algorithms (BGA) and achieves the proposed goals, a study of 100 full optimization runs for each situation was further developed. Results show that NGA1 and NGA2 are statistically better than BGA. However, because it was not possible to obtain consistent results, the Nealder-Mead method was used, where the initial guesses were the estimated results from GA; Algoritmos Evolucionários para a Modelação de Bioreactores Resumo: Neste trabalho procura-se estudar os algoritmos genéticos com aplicação na modelação da digestão anaeróbia e, em particular, quando se utilizam modelos dinâmicos. Ao longo do mesmo, são apresentados diferentes tipos de bioreactores, como os batch, semi-batch e contínuos, bem como a modelação matemática dos mesmos. Neste trabalho procurou-se estimar o valor dos parâmetros que constam num modelo de digestão anaeróbia para o ajustar a uma situação simulada onde apenas se conhece uma variável de output, o biogas produzido. São ainda estudados os problemas associados à optimização inversa com recurso a alguns gráficos que fornecem pistas sobre a sensibilidade e identifiacabilidade associadas ao problema da modelação da digestão anaeróbia. São ainda apresentadas soluções particulares de idenficabilidade obtidas através dos softwares GENSSI e DAISY. Finalmente é realizada a optimização do modelo com recurso aos algoritmos genéticos. No decorrer dessa optimização sentiu-se a necessidade de melhorar a convergência e, portanto, desenvolveu-se ainda uma adaptação dos algoritmos genéticos a que se deu o nome de Neighboured Genetic Algorithms (NGA1 e NGA2). No sentido de se compreender se as adaptações permitiam superar os algoritmos genéticos básicos e atingir as metas propostas, foi ainda desenvolvido um estudo em que o processo de optimização foi realizado 100 vezes para cada um dos métodos, o que permitiu concluir, estatisticamente, que os BGA foram superados pelos NGA1 e NGA2. Ainda assim, porque não foi possivel obter consistência nos resultados, foi usado o método de Nealder-Mead utilizado como estimativa inicial os resultados obtidos pelos algoritmos genéticos.