Conversor multinível NPC de cinco níveis como ondulador de tensão ligado à rede

O crescimento da utilização de accionamentos electromecânicos de velocidade variável entre outros dispositivos que necessitam de tensões elevadas, na ordem dos kV e com elevados níveis de qualidade, despertou o interesse pelos conversores multinível. Este tipo de conversor consegue alcançar elevadas tensões de funcionamento e simultaneamente melhorar a qualidade das formas de onda de tensão e corrente nas respectivas fases. Esta dissertação de mestrado tem por objectivo apresentar um estudo sobre o conversor multinível com díodos de ligação ao neutro (NPC – neutral point clamped), de cinco níveis utilizado como ondulador de tensão ligado à rede. O trabalho começa por desenvolver o modelo matemático do conversor multinível com díodos de ligação ao neutro de cinco níveis e a respectiva interligação com a rede eléctrica. Com base no modelo do conversor são realizadas simulações numéricas desenvolvidas em Matlab-Simulink. Para controlo do trânsito de energia no conversor é utilizando controlo por modo de deslizamento aplicado às correntes nas fases. As simulações efectuadas são comparadas com resultados de simulação obtidos para um ondulador clássico de dois níveis. Resultados de simulação do conversor multinível são posteriormente comparados com resultados experimentais para diferentes valores de potências activa e reactiva. Foi desenvolvido um protótipo experimental de um conversor multinível com díodos de ligação ao neutro de cinco níveis e a respectiva electrónica associada para comando e disparo dos semicondutores de potência.

Desenvolvimento do sistema de tracção de um veículo eléctrico ecológico com travagem regenerativa

Nesta dissertação descreve-se uma metodologia de dimensionamento do sistema de tracção para equipar um veículo eléctrico ecológico (VEECO) com inclusão de um sistema de travagem regenerativa. Apresenta-se uma perspectiva geral de diversas topologias de sistemas de tracção utilizadas nos veículos eléctricos e realiza-se a sua comparação através do estudo e análise dos acionamentos electromecânicos que podem ser utilizados nesses sistemas de tracção eléctrica. Utilizando ferramentas de simulação numérica, estuda-se o modelo matemático de um veículo eléctrico com travagem regenerativa. A partir deste modelo matemático é adoptado uma possível configuração para o seu sistema de tracção eléctrica e são obtidas características teóricas de desempenho do veículo eléctrico, através da análise de testes padrão ao veículo. Em banco de ensaios, constrói-se um sistema de tracção eléctrica que permite a validação experimental do modelo matemático do veículo eléctrico. Para a construção deste banco de ensaios foram concebidos os sistemas de tracção eléctrica, de carga mecânica e de controlo e monitorização do banco de ensaios. A validação experimental realiza-se através dos mesmos testes padrão ao veículo eléctrico, como o teste NEDC (New European Driving Cycle), o teste de aceleração entre 0 e 100km/h e o teste de gradeabilidade. Desenvolve-se o dimensionamento do sistema de tracção eléctrica a equipar o VEECO, através da componente de modelação paramétrica do modelo matemático do veículo eléctrico. Com esta metodologia é adoptado um conjunto de variáveis paramétricas relacionadas com os elementos que constituem o sistema de tracção eléctrica do VEECO. Estuda-se a influência destas variáveis paramétricas nas características de desempenho pretendidas para o VEECO. Como resultado da análise de modelação paramétrica é apresentada uma solução para o sistema de tracção eléctrica do VEECO que cumpre a execução do NEDC, apresenta um tempo de aceleração entre 0 e 100km/h inferior a 10 segundos, supera uma gradeabilidade de 10% e uma autonomia de 200 km. O sistema de tracção do VEECO também permite realizar a travagem regenerativa com rendimento até 33%. Possui controlo de tracção e anti bloqueio da roda motora, através de uma unidade de controlo que permite reduzir a potência transmitida ao veio, quando a velocidade da roda de tracção difere do valor de referência da velocidade do veículo. Os conhecimentos adquiridos através do processo de investigação e desenvolvimento, para a realização da presente dissertação permitem apresentar perspectivas de desenvolvimento futuro com aplicação nos sistemas de tracção de veículos eléctricos rodoviários.

Polifonia: um projecto da Associação Europeia de Conservatórios, Academias e Escolas Superiores de Música (AEC)

A rede temática POLIFONIA envolveu mais de 60 organizações de 32 países europeus, entre Outubro de 2004 e Outubro de 2007. Professores do ensino superior e músicos profissionais juntaram esforços para pesquisar, difundir informação e produzir documentação sobre a adaptação do nosso tipo de ensino aos desafios do Processo de Bolonha. Os grupos de trabalho dividiram-se entre os 3 ciclos do ensino superior, os estudos que lhes dão acesso, a inserção na vida profissional e as relações internacionais entre instituições. Resultados de Aprendizagem (Learning Outcomes), Créditos (ECTS), Desenvolvimento Curricular, Qualificação e a caracterização do nosso meio profissional foram alguns dos assuntos estudados e adaptados ao ensino especializado da música. As publicações já estão disponíveis (www.aecinfo.org) e o projecto concorreu a uma segunda fase de três anos já aprovada pela Comissão Europeia, que premiou a primeira fase do projecto pela qualidade e utilidade dos resultados apresentados.

Verificação da segurança da estrutura de um efifício localizado em Faro, utlizando os eurocódigos estruturais

Desde há alguns anos que têm vindo a ser mobilizados esforços para a elaboração de uma regulamentação técnica unificada aplicável a nível Europeu, os Eurocódigos Estruturais, a qual visa estabelecer uma harmonização da regulamentação a utilizar na construção civil, promovendo a eliminação de anteriores barreiras técnicas. Actualmente, no âmbito Nacional, encontramo-nos numa fase de transição da regulamentação técnica em vigor para o dimensionamento de Edifícios em Betão Armado, do Regulamento de Segurança e Acções para Estruturas de Betão Armado (RSA) e Regulamento de Estruturas de Betão Armado e Pré-Esforçado (REBAP) para os Eurocódigos Estruturais, sendo que neste período de transição se verifica a coexistência de ambos devido à ainda não publicação em Diário da República da nova regulamentação a adoptar. No presente trabalho procura-se verificar a segurança da estrutura de um edifício com laje fungiforme, situado em Faro, projectado segundo a regulamentação nacional em vigor (RSA/REBAP), através da aplicação dos Eurocódigos Estruturais, nomeadamente o EC0, EC1, EC2 e EC8. Este tipo de edifícios, em que a laje fungiforme é utilizada como elemento sísmico primário, não é totalmente abordada no EC8, a verificação de segurança será então efectuada considerando duas abordagens de análise distintas. Numa primeira abordagem de análise adopta-se a estrutura como sendo da Classe de Ductilidade Baixa (DCL) considerando todos os elementos como sísmicos primários, e numa segunda abordagem de análise assume-se uma maior ductilidade da estrutura (DCM) classificando alguns elementos como sísmicos secundários.

Projecto de execução de uma passagem inferior de três vãos em betão armado e pré-esforçado

No presente documento é apresentado o projecto de execução de uma Passagem Inferior com 3 tramos, em betão armado e pré-esforçado. Foram tidos em conta os condicionamentos resultantes da topografia local, geotecnia e de traçado. O dimensionamento dos elementos estruturais foi efectuado de acordo com a regulamentação portuguesa actualmente em vigor, nomeadamente o Regulamento de Segurança e Acções (RSA) e o Regulamento de Estruturas de Betão Armado e Préesforçado (REBAP). A verificação da segurança foi efectuada em relação aos Estados Limites Últimos e de Utilização. Determinaram-se os valores dos esforços actuantes de cálculo em todos os elementos estruturais, para todas as acções e suas combinações, sendo depois avaliadas as capacidades resistentes desses elementos com base nas hipóteses regulamentares, tendo em atenção os materiais constituintes dos elementos.

Construção de estações de metropolitano

O presente relatório de estágio enquadra-se no âmbito do Trabalho Final de Mestrado inserido no curso em Engenharia Civil, do perfil de Estruturas, do Instituto Superior de Engenharia de Lisboa. Como tal, foi realizado um estágio com o período total de dezoito semanas, pela empresa OPWAY – Engenharia, integrado na obra pública do Prolongamento da Linha Vermelha do Metro de Lisboa relativo ao troço Gare do Oriente – Aeroporto, mais precisamente, nas Estações de Moscavide, Encarnação e Aeroporto. O trabalho desenvolve duas componentes distintas da área de Engenharia, nomeadamente; “Dimensionamento” e “Construção”. Em termos do campo “Dimensionamento” são apresentados os Capítulos 3 e 4, nos quais são tratados todos os aspectos inerentes ao dimensionamento dos elementos estruturais das contenções periféricas e internos, respectivamente, das estações alvo. Neste contexto, em ambos os casos são expostos temas como:” Acções”, “Modelos de Cálculo”, “Estados Limites” e “Verificação da Segurança”. Referente ao Capítulo 3 é desenvolvido, ainda, o assunto “Esforços/Deformações de Dimensionamento”. Estes capítulos foram desenvolvidos com base no estudo das Memórias Descritivas e dos Cálculos Justificativos das estruturas das três estações de metropolitano. Relativamente ao campo “Construção” são expostos os Capítulos 5, 6 e 7. O primeiro trata das alternativas de projecto mais relevantes sendo estas devidamente justificadas em termos de vantagens e desvantagens, em que, o segundo trabalha a evolução construtiva das estações durante o período de estágio. O Capítulo 7 descreve e desenvolve as actividades pessoais realizadas para com a obra enquanto estagiário. Os Capítulos 3, 4, 5 e 7 são complementados pelos Anexos I, II, III e IV, respectivamente. Os anexos são utilizados, igualmente, como pontos de referência para as peças desenhadas das estruturas das estações, projectos esses que são disponibilizados unicamente em suporte informático.

Análise da estrutura de um edifício em betão armado usando um método dos elementos finitos: aplicação do método dos elementos finitos a problemas tridimensionais de elasticidade linear usando o freeFEM++

Pretende-se, utilizando o Modelo da Elasticidade Linear em freeFEM++, determinar os esforços e deslocamentos de um edifício alto submetido apenas à acção do peso próprio da estrutura e, efectuar estudos comparativos dos resultados obtidos com o SAP2000. O trabalho inicia-se com a introdução da teoria da elasticidade linear, onde são feitas as deduções das Equações de Compatibilidade, Equilíbrio e as Leis Constitutivas, de modo a resolver numericamente o problema de Elasticidade Linear mencionado. O método de elementos finitos será implementado em freeFEM++ com auxílio do GMSH que é uma poderosa ferramenta com capacidade de gerar automaticamente malhas tridimensionais de elementos finitos e com relativa facilidade de pré e pós-processamento.

Produção asséptica: isoladores ou fluxo de ar laminar

O conceito de saúde tem evoluído ao longo dos tempos, actualmente, e segundo a Organização Mundial de Saúde, pode ser definido como sendo um “estado de completo bem estar físico, mental e social e não apenas a ausência de doença ou enfermidade”. Assim, a promoção da saúde e a prevenção da doença são propósitos relativamente recentes, mas um dos mais antigos esforços da comunidade científica. O desenvolvimento constante da ciência e da tecnologia favorece o aparecimento de novos equipamentos, metodologias e técnicas de trabalho, com a finalidade da redução da doença, dos internamentos prolongados e até da morte. A Farmácia Hospitalar contribui para este propósito com a utilização adequada de equipamentos que promovem ou minimizam os riscos inerentes ao medicamento, tendo em conta a segurança de quem manipula, a defesa do ambiente e sempre a segurança do utente. A utilização de Isoladores ou Câmaras de Fluxo de Ar Laminar, bem como a aplicação da técnica asséptica na preparação de medicamentos estéreis, contribuem, assim, para a qualidade dos serviços prestados aos utentes nas instituições hospitalares.

Construção de obras de arte sobre o rio de Coina

O presente relatório de estágio enquadra-se no âmbito do Trabalho Final de Mestrado inserido no curso em Engenharia Civil, do perfil de Estruturas, do Instituto Superior de Engenharia de Lisboa. Como tal, foi realizado um estágio com o período total de vinte e quatro semanas, pela empresa LENA – Engenharia, integrado na obra pública da Subconcessão do Baixo Tejo – Estradas de Portugal, correspondente ao Trecho 4 – Laranjeiras - Coina, mais precisamente, nos Viadutos de Coina 2 e Pontão sobre o Rio de Coina. O trabalho desenvolve duas componentes distintas da área de Engenharia, nomeadamente: “Construção” e “Dimensionamento”. Nos Capítulos 1 e 2 é desenvolvido uma abordagem introdutória ao trabalho e apresentativa às obras de arte, respectivamente. Relativamente ao campo “Construção” são expostos os Capítulos 3, 4 e 5. O primeiro trata a evolução construtiva das obras de arte durante o período de estágio. O Capítulo 4 descreve e desenvolve as actividades pessoais realizadas para com a obra enquanto estagiário e as dificuldades e condicionamentos no processo de construção. O Capítulo 5 descreve as alterações técnicas em obra efectuadas no Pontão sobre o Rio de Coina. Em termos do campo “Dimensionamento” são apresentados os Capítulos 6 e 7, nos quais são tratados todos os aspectos inerentes ao dimensionamento dos elementos estruturais no Viaduto de Coina 2. No Capítulo 6 são expostos temas como: ”Acções”, “Estados Limites”, “Esforços” e “Verificação da Segurança” de elementos tais como: Tabuleiros, Pilares e Estacas. Referente ao Capítulo 7 é desenvolvido, ainda, a Análise Sísmica Longitudinal sem Sistemas de Isolamento Sísmico. Estes capítulos foram desenvolvidos com base no estudo das Memórias Descritivas e dos Cálculos Justificativos do viaduto. Quanto aos Capítulos 8 e 9, são expostos as conclusões do trabalho e bibliografias consultadas, respectivamente. Os Capítulos 2, 3, 4, 5 e 6 são complementados pelos Anexos I, II, III, IV e V, respectivamente. Os anexos são utilizados, igualmente, como pontos de referência para as peças desenhadas das estruturas dos viadutos.

Modelação de sobrecargas rodoviárias: estudo comparativo entre diferentes normas

O presente trabalho pretende aprofundar o estudo das sobrecargas rodoviárias em pontes de pequeno a médio vão, analisando modelos de carga prescritos em vários regulamentos, assim como os efeitos que cada um dos modelos origina. São explicados os principais factores que influenciam as sobrecargas rodoviárias em pontes referenciando-se diversos estudos recentes. Expõe-se ainda a abordagem que os regulamentos em estudo fazem aos referidos factores. Descreve-se pormenorizadamente os modelos de carga previstos em cada regulamento em estudo (regulamentos Português, Europeu, Canadiano, norte-Americano e Brasileiro). Expõe-se e analisa-se os efeitos produzidos pelos modelos de cada regulamento através da sua aplicação a vigas simplesmente apoiadas com comprimento variável entre 20 e 50 metros e faixas de rodagem com duas a quatro vias de tráfego. Exploram-se aspectos como a influência que o tipo de submodelo, número de vias de tráfego e comprimento do vão têm nos esforços obtidos. Efectua-se ainda o dimensionamento de uma passagem superior, constituída por uma viga simplesmente apoiada, segundo a regulamentação nacional actualmente em vigor – RSA e REBAP – e segundo as normas Europeias – EC1 e EC2. O dimensionamento é feito obtendo os esforços actuantes de cálculo a utilizar nas verificações em relação ao estado limite de utilização de descompressão e estados limites últimos de flexão e esforço transverso.

Eficiência energética em edifícios de serviços

A eficiência energética em edifícios tem sido alvo de grandes desenvolvimentos nos últimos anos devido à crescente atenção dada a esta temática, motivada entre outros factores, por razões económicas de redução de custos e maior consciência da comunidade sobre a limitação das fontes energéticas convencionais. Têm-se realizado esforços relativamente à procura de soluções em tornar os edifícios mais eficientes do ponto de vista energético, desde a fase de concepção, de execução (com aplicação de novos materiais mais sustentáveis), das técnicas construtivas e do desenvolvimento e aplicação de tecnologias inovadoras ligadas às energias renováveis. Na presente dissertação aborda-se esta temática com especial enfoque nos edifícios de serviços. Procura-se caracterizar o estado actual da eficiência energética em Portugal, tendo como suporte a análise da dependência energética, a estratégia nacional delineada para a energia e a transposição de Directivas Europeias para a legislação nacional e a sua aplicação. Foi objecto de estudo o programa levado a cabo por um grande grupo empresarial português, no âmbito da aplicabilidade da actual legislação em vigor, aos seus edifícios, culminando num caso de estudo de um grande edifício de serviços com o objectivo de proceder à sua certificação energética. As últimas tendências relativamente à melhoria da eficiência energética nos edifícios também foram abordadas, com especial atenção aos sistemas de gestão energética, bem como aos NZEB (Nearly Zero Energy Buildings), em linha com a recente imposição legislativa pela União Europeia, em que todos os edifícios novos até ao final de 2020 devem enquadrar-se neste conceito.

Ponte de Muxima: análise e dimensionamento segundo os eurocódigos e relatório de construção

Com este trabalho pretendeu-se abordar duas fases distintas e complexas de uma megaestrutura do calibre de uma obra de arte especial, como pode ser considerado o objeto de estudo do trabalho, a fase de projeto e a fase de construção. Percebe-se, por intermédio deste trabalho, a importância da utilização de modelos numéricos, com recurso aos mais sofisticados programas de modelação tridimensional, onde é imprescindível a modelação tomando em consideração os efeitos das fases construtivas. Os fenómenos físicos como a fluência e retração são de consideração imperativa, tal como a influência das sobrecargas de serviço, como é o caso das sobrecargas regulamentares que já incluem os seus efeitos dinâmicos. Realizou-se um modelo longitudinal de elementos finitos de barra, utilizando os programas GP2004 e RM2004, para a análise da fase construtiva, da fase de entrada em serviço e a longo prazo, considerando-se os 8000 dias como sendo a fase em que a obra se encontra estabilizada em termos de redistribuição de tensões. Deste modelo foi possível obter as envolventes de esforços e de tensões e os deslocamentos em todos os elementos, cruciais para o dimensionamento dos vários elementos constituintes da obra, tais como tabuleiros, pilares, fundações, juntas de dilatação, aparelhos de apoio e sistemas de equilíbrio. Neste caso concreto, e por questões de economia de espaço, é apresentado o dimensionamento do tabuleiro da ponte, para as fases acima referidas e para a situação de estados limites últimos de resistência à flexão composta (secção 6.1 de EC2) e de resistência ao esforço transverso (secção 6.2 do EC2) e aos momentos torsores (secção 6.3 do EC2); e estados limites de serviço, nomeadamente para a abertura de fendas e para a descompressão. Deste modelo, comprovou-se que para as ações consideradas, a armadura longitudinal principal, armadura transversal das almas e armadura de suspensão da laje de fundo, cumprem as suas funções resistentes, em termos de momentos fletores, de esforços transversos máximos com momentos torsores associados e de momentos torsores máximos com esforços transversos associados. Desenvolveu-se e analisou-se, também, um modelo transversal em elementos finitos de placa para o estudo e dimensionamento da secção em caixão do tabuleiro da ponte, modelado numa primeira fase no programa CSI Bridge e posteriormente exportado para o programa SAP2000, onde foram introduzidas as ações atuantes. A análise foi efetuada para as secções de apoio e para a secção a meio vão, no entanto, apresenta-se apenas o dimensionamento da secção de meio vão. Deste modelo obtém-se a armadura transversal necessária para suprir as necessidades em termos de esforços nas zonas de encastramento transversal das lajes e consolas, nas zonas de variação de espessura e zonas centrais da laje. Obtém-se ainda a armadura longitudinal secundária para as zonas das lajes e consolas. Adquiriu-se e desenvolveu-se competências ao nível de dimensionamento de estruturas de betão armado utilizando as normativas europeias, nomeadamente o Eurocódigo 0 na definição das combinações a considerar para os diversos estados limite, o Eurocódigo 1 para a adoção das ações relevantes para o estudo da obra em questão e o Eurocódigo 2 para a definição e/ou dimensionamento dos tabuleiros de betão armado. As conclusões relativamente às diferenças que advêm da adoção de ações segundo as SATCC, utilizadas no projeto de execução original, contra as dos Eurocódigos são evidentes. São apontadas, no capítulo da conclusão, algumas considerações finais relativamente às diferenças de resultados entre o projeto original e o presente estudo, tendo em conta os regulamentos utilizados. Para além do atrás exposto em termos de verificação de segurança dos tabuleiros, compilou-se alguma informação referente à fase de construção da obra, nomeadamente, na apresentação de algumas fases mais relevantes, assim como referências ao estaleiro adotado para uma obra desta envergadura e num território tão complexo, quanto o Angolano.

Dimensionamento de um pavilhão misto (metálico + betão armado)

O presente documento refere-se ao Trabalho Final de Mestrado, para a obtenção do grau de Mestre do curso de Engenharia Civil, e compreende a elaboração do Ante-Projecto de um Pavilhão Misto destinado ao armazenamento de carvão mineral. A realização deste trabalho teve como principal objectivo o emprego dos conceitos apreendidos nas Unidades Curriculares do Mestrado e da Licenciatura, bem como o estudo de softwares utilizados na determinação de esforços e cálculo de estruturas (Robot Structural Analysi e Gala Reinforcement). A modelação da estrutura foi realizada recorrendo a um programa de cálculo automático Robot Structural Analysis, procurando sempre validar os resultados obtidos, através de folhas de cálculo em Excel desenvolvidas para o efeito. O dimensionamento do sistema estrutural foi efectuado sempre que possível de acordo com a regulamentação Europeia (Eurocódigos). Reuniram-se também alguns elementos relativos a estruturas deste tipo, consultando a priori, bibliografia da especialidade com o objectivo de adquirir conhecimentos mais profundos, necessários para realização deste projecto.

Anuário Científico 2001

O Conselho Científico do Instituto Superior de Engenharia de Lisboa inicia neste ano de 2002 a publicação do Anuário Científico do ISEL, acção que, estamos certos, terá continuidade. Integram este Anuário Científico os resumos dos artigos e comunicações publicados pelos nossos docentes em livros, revistas, actas de congressos ou apresentados noutros eventos científicos. Inserem-se também nesta publicação os resumos das teses orientadas ou coorientadas por docentes do ISEL. Os resumos apresentados são prova da aceitação pela comunidade científica, nacional e internacional, do trabalho científico desenvolvido pelo nosso corpo docente, de per si, ou de parceria com a restante comunidade académica e de investigação científica. Nas sociedades modernas o conhecimento é uma mais valia inquestionável, motor do seu desenvolvimento e gerador de riqueza. No nosso entendimento é um dever e uma obrigação apoiar todos os esforços conducentes ao progresso do conhecimento científico, bem como à sua transferência para a sociedade. O ensino da engenharia é indissociável à realização de teses de mestrado e de doutoramento. A actual legislação espartilha o ISEL nesta componente de pós-graduação em engenharia, situação que urge resolver. Não obstante, o ISEL tem conseguido, em articulação com instituições universitárias, encontrar mecanismos para ultrapassar parte destas limitações, contribuindo para o desenvolvimento científico e tecnológico do país.

Sistema de fundações para postes de catenária com betão com pré-colocação de agregados (PAC)

Trabalho de Projecto de natureza científica para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Civil