Estudo comparativo de procedimentos experimentais e computacionais para cálculo da lipofilia molecular

Introdução – A lipofilia é uma das propriedades físico-químicas que mais influencia a capacidade de uma molécula se movimentar através de compartimentos biológicos. O coeficiente de partição octanol/água (log P) permite, assim, obter uma estimativa da absorção dos fármacos no organismo. A existência de métodos indirectos para um cálculo rápido do log P pode revelar-se de grande importância na análise de listas de compostos com potencial acção farmacológica, reduzindo-as àqueles que se prevêem ter um melhor comportamento biológico. Objectivos – O propósito deste estudo é dar a conhecer um método cromatográfico de RP-HPLC desenvolvido para a determinação indirecta da lipofilia molecular e avaliar a performance de vários programas de cálculo computacional desse mesmo parâmetro. Metodologias – Seleccionaram-se 25 compostos químicos, avaliou-se o log P de cada um deles por RP-HPLC e confrontaram-se os resultados obtidos com os de sete programas computacionais. Resultados – O método RP-HPLC testado demonstrou ser vantajoso em comparação com o convencional shake flask. O programa de cálculo indirecto que proporcionou resultados mais próximos dos experimentais foi o ALOGPS© 2.1. Conclusões – A escolha ideal para a determinação da lipofilia de compostos cujo log P estimado esteja entre 0 e 6 é, sobretudo no que diz respeito à rapidez e simplicidade do processo, o método experimental indirecto RP-HPLC. Quanto aos métodos computacionais concluiu-se que nenhum dos programas, incluindo o ALOGPS© 2.1, demonstrou ser eficaz na avaliação de isómeros pelo que, para estes compostos, será sempre necessário recorrer ao método shake flask ou RP-HPLC.

Cálculo automático de estruturas: análise estrutural e dimensionamento de um edifício

O presente relatório corresponde à descrição do trabalho realizado durante estágio, no âmbito do trabalho final de Mestrado de Engenharia Civil, referente ao perfil de Estruturas. A motivação da escolha deste estágio teve como propósito aplicar os conhecimentos adquiridos ao longo do curso. Além disso ajudou-me a conhecer o mercado de trabalho. O tema escolhido foi Cálculo Automático de Estruturas. Análise Estrutural e Dimensionamento de um Edifício. O estágio teve lugar no gabinete Nova Faceta - Consultas, Estudos e Projectos. Este gabinete labora no concelho de Vila Franca de Xira. O trabalho realizado foi auxiliado por profissionais experientes e qualificados, estando sob a supervisão do orientador do estágio e consistiu na análise de diversos projectos de Engenharia e da elaboração do projecto que será apresentado neste relatório. O programa a que se recorreu para auxiliar na execução do dimensionamento foi o CYPECAD. O edifício que foi dimensionado situa – se no Algarve, mais concretamente no concelho de Albufeira, na Urbanização Cerro da Alagoa – 2ºfase, na Rua do Oceano lote 22A.

Gasodutos de alta pressão

A presente dissertação expõe o trabalho desenvolvido ao longo do estágio de natureza profissional, integrado no curso de Mestrado de Engenharia Mecânica - Perfil de Manutenção e Produção. Sob uma orientação bem definida, a principal motivação deste trabalho consistiu na análise de eficácia dos métodos do projecto, construção e instalação dos gasodutos de gás natural em conformidade com os códigos e normas aplicáveis, de forma a verificar se a sua integridade pode ser eficazmente monitorizada pelas diversas técnicas de inspecção executadas. No presente documento é inicialmente abordado o impacto do gás natural nos tempos actuais, seguidamente é descrita a metodologia adjacente aos processos de construção em que se incluiu a análise de um aço para o fabrico de tubagens. Seguidamente é efectuada a descrição das etapas no terreno que constituem a construção de um gasoduto, designadamente a: Abertura de Pista, Alinhamento de Tubagem, Colocação do Tubo à Vala, Curvatura de Tubos, Atravessamentos, Soldadura, Controlo não Destrutivo, Revestimento, Ensaios diversos (Dieléctricos, Resistência Mecânica, Estanquidade), Cobertura da Vala, Protecção Catódica, Sinalização e Instrumentação (e.g.: SCADA). Posteriormente são descritas as técnicas de inspecção. Posteriormente são analisadas as técnicas de inspecção mais utilizadas em fase de exploração de um gasoduto, considerando a inspecção a sistemas de Protecção Catódica, a inspecção por PIGs e a inspecção por Ondas Guiadas. Sob uma lógica de constante evolução tecnológica torna-se imperativo adaptar os actuais processos de construção a sistemas onde a optimização ao nível dos materiais (aços) pode constituir uma mais valia para o projecto, pelo que é efectuada uma análise de abordagem futura para os gasodutos. A instalação de uma gasoduto obedece ao complexo cumprimento das diversas etapas, sendo a fiabilidade de cada actividade determinante para o sucesso das fases subsequentes. Foi dada uma especial atenção à Protecção Catódica, tendo-se demostrado que esta técnica é actualmente um dos meios mais eficazes para atenuar e prevenir a degradação por corrosão, pois este é o mecanismo de falha mais premente. A adopção de novos aços poderá traduzir-se numa redução de recursos materiais na construção e redução dos custos associados. Um gasoduto é uma infra-estrutura ainda em constante dinamismo. A evolução tecnológica ao nível dos materiais tem efeitos práticos no cálculo, construção e exploração reflectindo a optimização dos processos e a satisfação das necessidades energéticas, por via da inovação nos gasodutos de alta pressão.

Conceito, classificação e quantificação da fiabilidade humana na relação homem-máquina

O estudo da fiabilidade é um tema imprescindível para qualquer sistema homem-máquina que pretenda adquirir os melhores índices de segurança e rendimento. Se a fiabilidade dos equipamentos é um campo onde já muito foi estudado, debatido e provado no terreno e onde os novos desenvolvimentos irão apenas acontecer devido aos avanços tecnológicos que permitam melhor predizer as potenciais falhas dos equipamentos, já a fiabilidade humana é uma área de estudo relativamente nova e onde muito há a desenvolver, particularmente devido ás características inatas do ser humano. Ao contrário da evolução tecnológica, onde a melhoria dos materiais e processos obedece a um aperfeiçoamento relativamente gradual e crescente e que pode ser avaliado e melhorado, o comportamento e o aperfeiçoamento do ser humano apresentam dificuldades e complexidades variadas porque o mesmo é único e sofre influências adversas e imprevisíveis do meio em que vive, as quais têm influência directa no seu comportamento. Assim este trabalho académico propõe-se estudar e identificar as principais causas de erros humanos, através do conhecimento adquirido acerca dos processos cognitivos mais comuns do Homem, bem como definir os conceitos e procedimentos adjacentes à fiabilidade humana e às suas principais ferramentas de avaliação.

Modelos de risk based inspection e risk based inspection and maintenance aplicados a sistemas de produção de energias renováveis

A utilização de recursos energéticos renováveis apresenta-se como um caminho vital para a humanidade alcançar um desenvolvimento sustentável. Nesta campanha, a energia eólica surge como um dos principais vectores de orientação tendo evoluído de forma quase exponencial nos últimos anos. No entanto, apesar da sua relativa maturidade, esta tecnologia enfrenta ainda alguns problemas e desafios. Não obstante a experiência empírica da indústria eólica, adquirida nos últimos trinta anos e dos esforços para melhorar a fiabilidade operacional das turbinas, as taxas de falha ainda se apresentam elevadas. Face às correntes práticas de Manutenção das turbinas e parques eólicos e às características de falha, (por vezes catastróficas), existe a necessidade de optimizar as estratégias de manutenção das turbinas eólicas e reduzir os custos durante o ciclo de vida, de modo a maximizar o retorno do investimento. Descreve-se neste trabalho o estado do conhecimento actual face ao objectivo pretendido, a recolha de dados reais da operação e Manutenção, a aplicabilidade dos modelos escolhidos para obtenção da probabilidade de falha, e as consequências e avaliação do risco. Assim, desenvolveu-se uma ferramenta de apoio à decisão, baseada em Modelos de RBI (Risk Based Inspection) e RBIM (Risk Based Inspection and Maintenance) aplicados a turbinas eólicas.

Vias de aceleração e de desaceleração associadas a intersecções ou a ramos de nós de ligação: metodologia de utilização e de cálculo em países europeus

Esta dissertação tem como objectivo o estudo de um dos grandes problemas da manutenção do Nível de Serviço das vias de comunicação rodoviária e, em especial, da Segurança Rodoviária, que se coloca ao nível das suas acessibilidades, e nas diversas metodologias utilizadas nas vias de aceleração e de desaceleração, ao nível europeu. Neste trabalho, foi coligida a documentação existente em Portugal sobre a introdução e cálculo específico das vias de aceleração e de desaceleração. Seguidamente foi efectuada uma análise deste tema a nível europeu, com base em três países de referência (Espanha, Itália e França), comparando as metodologias respectivas. Por fim, concluída a análise e comparação, são propostas medidas com a finalidade de implementar um conjunto de critérios semelhantes, entre as medidas adoptadas na UE e Portugal.

Indicadores para o cálculo de resíduos nos planos de prevenção e gestão, e sua aplicação prática

O Trabalho Final de Mestrado (Dissertação) desenvolvido no âmbito da temática dos Resíduos de Construção e Demolição (RCD) procurou consubstanciar o cálculo de indicadores de apoio à aferição das quantidades de RCD, aplicáveis no respectivo Plano de Prevenção e Gestão (PPG). A actividade realizada resultou da premência que esta matéria apresenta no panorama actual do sector da Construção Civil, mais concretamente na fase de Projecto de Execução. A adequada avaliação das quantidades de RCD que se prevê gerar permitirá criar condições para uma correcta gestão dos RCD na fase de Obra, acautelando a prevenção da produção e da perigosidade, o recurso à triagem na origem, à reciclagem e a outras formas de valorização. Ao determinar a composição dos resíduos de acordo com o tipo de construção, providencia-se uma base de conhecimento muito útil à elaboração dos PPGRCD, suportando a integração a montante de medidas de prevenção e reutilização, permitindo a escolha antecipada das adequadas operações de recolha, transporte, armazenagem, triagem, tratamento, valorização e eliminação. Para se atingir os objectivos pretendidos, foi essencial realizar uma avaliação do estado da arte na Europa relativamente a esta matéria concreta, bem como um ponto de situação em Portugal. Estas actividades procuraram obter, das experiências consultadas, a informação relativa aos índices actualmente disponíveis. A aplicação prática dos índices foi acompanhada em obras de construção de natureza diversa (edifícios habitacionais, de escritórios e hospitalar) de modo a analisar a aplicabilidade dos valores obtidos em estudos consultados, retirando-se as necessárias ilações da comparação entre os indicadores disponíveis e aqueles que foram obtidos nas obras analisadas. O estudo realizado incidiu sobre a construção nova, uma vez que representa uma fonte de informação com dados representativos e completos, considerando-se que as respectivas conclusões são um contributo para a biblioteca de informação que permitirá uma maior segurança na quantificação dos resíduos previstos gerar em função das obras tipo analisadas.

Cálculo automático de estruturas: análise estrutural de lajes através do método dos elementos finitos

O principal objectivo deste trabalho foi o desenvolvimento de um programa de cálculo automático de lajes baseado no método dos elementos finitos. Como introdução ao tema é efectuada uma análise da evolução das estruturas ao longo dos tempos, diferenciando os vários tipos de estruturas que existem. São explicitados os conceitos fundamentais da mecânica dos sólidos, bem como os vários tipos de análises estruturais, os tipos de elementos finitos mais utilizados, bem como a classificação dos diversos tipos de estruturas. Devido à importância que o método dos elementos finitos tem na engenharia actual, é apresentada uma breve descrição da sua evolução ao longo dos tempos. Como abordagem mais abrangente são apresentados os conceitos gerais do método, evoluindo depois para uma descrição mais pormenorizada, aplicado aos elementos de laje adoptados no programa de cálculo desenvolvido. As lajes podem ser modeladas através da teoria das lajes finas ou espessas, sendo apresentados os fundamentos teóricos e simplificações que sustentam estas duas abordagens. A validação do programa de cálculo elaborado nesta dissertação, é efectuado através de dois exemplos, um modelo simples e outro mais complexo onde se demonstram todas as potencialidades do programa. A validação é efectuada através da comparação dos resultados, obtidos pelo programa e por um programa de referência no cálculo estrutural, o SAP2000. O desenvolvimento deste trabalho tem um objectivo mais abrangente de no futuro, este módulo, poder ser incluído num pacote de cálculo estrutural alargado a outro tipo de estruturas. Com este pressuposto, foi efectuada uma descrição pormenorizada da organização do programa e das suas capacidades e desenvolvido um manual de utilização.

Utilização de modelos de elementos finitos tridimensionais no cálculo estrutural de barragens de betão

Este trabalho procura evidenciar a importância da escolha do tipo de elementos finitos e correspondente discretização a utilizar na análise do comportamento estrutural de barragens abóbada. Descreve-se a metodologia de cálculo utilizada na análise da resposta de barragens em regime elástico linear sob a acção do peso próprio e da pressão hidrostática com base em modelos numéricos de elementos finitos 3D. Apresentam-se sumariamente os fundamentos do método dos elementos finitos referindo-se, em particular, os elementos finitos utilizados: elemento isoparamétrico tipo cubo com 20 pontos nodais e elemento subparamétrico tipo cubo com 8 pontos nodais. Apresentam-se os programas de análise de barragens utilizados no LNEC nas fases de pré-processamento (geração de malhas de EF3D), processamento e pós-processamento, bem como o programa comercial de cálculo automático SAP2000. Analisa-se por fim o comportamento de duas barragens abóbada cuja resposta para a acção do peso e da pressão hidrostática apresenta algumas diferenças que se analisam em pormenor, nomeadamente em termos de tensões e deslocamentos utilizando vários modelos numéricos 3D (DTIN12 [LNEC] e SAP2000) com diferentes discretizações em que se utilizam os dois tipos de EF atrás referidos.

Metodologia básica de ensaios e execução de ensaios acelerados de vida na área de fiabilidade

Os ensaios acelerados de vida são testes que se realizam com o objectivo de estimar determinados parâmetros fiabilísticos, referentes a um dado bem, provocando-lhe a ocorrência de um dado modo de falha específico num espaço de tempo mais curto do que aquele em que normalmente este evento ocorreria. É através dos ensaios acelerados, e de modelos analíticos específicos, que se torna então possível prever as falhas antes de estas ocorrerem, potenciando atempadamente possíveis alterações de projecto ou concepção, antes do bem entrar no mercado. Este tipo de ensaios possibilita, por exemplo ao fabricante, uma economia de tempo na determinação da informação de dados de vida (considerados relevantes) que deverá acompanhar o produto na sua comercialização. Para uma melhor compreensão da temática, abordam-se no trabalho duas áreas essenciais, nomeadamente: O conceito de Fiabilidade e o conceito de Ensaios Acelerados de Vida. Ao longo do documento podem-se analisar os modelos mais utilizados em Ensaios Acelerados, como o Modelo de Arrhenius, o Modelo de Eyring, o Modelo de Potência Inversa e o Modelo de Temperatura e Humidade. Também são apresentadas algumas distribuições importantes relacionadas com esses modelos, como a Distribuição Normal, a Distribuição Lognormal, a Distribuição Exponencial e a Distribuição de Weibull. Para verificação da metodologia, realizou-se uma aplicação experimental, tendo por base a normalização existente e os parâmetros seguidos pelo fabricante do componente estudado. Para tratamento dos dados resultantes dos ensaios acelerados utiliza-se o programa ALTA 7.0 PRO, que de uma forma expedita permite extrapolar das condições de ensaio para uma utilização normal, e assim determinar os parâmetros fiabilísticos correspondentes ao bem. De salientar que este ‘’software’’ pode trabalhar com um ou mais níveis de aceleração, como por exemplo conjugar a influência da temperatura com a humidade. O conhecimento dos modelos usados nesta área permite compreender a metodologia de ensaios acelerados e o comportamento dos componentes. Os dados demonstram uma alta precisão dos resultados, num período de tempo reduzido.

Monitorização de sistemas solares térmicos: simulação de perfis de consumo e cálculo de comportamento térmico a longo prazo

A presente dissertação assenta na monitorização de sistemas solares térmicos com incidência em perfis de consumo e cálculo de comportamento térmico a longo prazo. No início faz-se uma introdução aos temas e definições que são primordiais para uma melhor compreensão do trabalho em causa. Procedeu-se à simulação do comportamento térmico de sistemas solares térmicos, tendo como base os parâmetros de cálculo obtidos nos relatórios de ensaio. Os sistemas solares térmicos podem ser ensaiados segundo duas metodologias de cálculo diferentes. Estas metodologias estão descritas nas normas ISO 9459-2:1995 para a metodologia CSTG – Dynamic System Testing Group e ISO 9459-5:2007 para a metodologia DST – Dynamic System Testing. Neste trabalho foram utilizadas as duas metodologias mencionadas. Analisaram-se e simularam-se ainda os perfis de consumo do Anexo IV da Directiva EcoDesign tendo como objectivo definir um “benchmark” entre os diferentes sistemas solares térmicos e também saber qual é a energia primária necessária para satisfazer cada uma das necessidades dos diferentes perfis de extracção. O estudo e análise desta Directiva é bastante importante, pois é com base nela que se vai proceder à classificação e posterior rotulagem dos sistemas solares térmicos.

Termografia: uma ferramenta de apoio ao diagnóstico de avarias

Desde que saiu do secretismo militar, nas últimas décadas do século passado, a termografia infravermelha, tem vindo a ampliar a sua aplicação em todas as áreas. A experiência de obtenção de assinaturas térmicas de equipamentos militares e de toda a actividade militar, foram transpostas para outras áreas de actividade e com elas todas as ferramentas de análise. O desenvolvimento e vulgarização da informática e a concorrência entre marcas, com a consequente diminuição de custos, facilitou a sua divulgação. Na manutenção preventiva, quando correctamente utilizada, a termografia infravermelha, é um excelente auxiliar, tendo a vantagem de ser uma ferramenta segura, versátil, de não contacto e que proporciona grande rapidez de observação. No presente trabalho é passado em revisão o estado da arte no campo específico do tema da dissertação e foram estudados os princípios da termografia. Foram realizados três trabalhos de campo, traduzidos por outras tantas inspecções termográficas em empresas metolomecânicas e foram recolhidas imagens de exterior do edifício do ISEL e do parque de estacionamento. Foram ainda realizados ensaios de laboratório sobre desalinhamento angular onde foram obtidas imagens termográficas da fase de arranque até ao aquecimento do modelo com os veios alinhados a duas rotações distintas e com dois desalinhamentos angulares diferentes. Foi ainda executado um terceiro ensaio com os veis desalinhados, para confirmação de valores. Face aos resultados, o natural desenvolvimento deste trabalho aponta para a continuação dos ensaios neste campo de forma a confirmar os valores obtidos e estabelecer factores de correcção para diferentes condições de desalinhamento e temperatura ambiente.

IKEA em Loures: projecto de execução do traçado da rede de acessibilidades viárias

O principal objectivo da realização deste projecto consistiu em permitir a inserção de novas acessibilidades a um empreendimento de grande dimensão e solicitação de tráfego, sem prejuízo para as acessibilidades actualmente existentes e que possuem finalidade diversa, garantindo segurança na circulação para os utilizadores das vias de comunicação envolvidas. A reformulação do actual Nó de Frielas, que contempla a substituição dos entroncamentos existentes na EN 250 por duas rotundas, com a consequente eliminação das viragens à esquerda, e o aumento da extensão da via de entrecruzamento, visam o aumento da segurança rodoviária, como consequência da intervenção em causa. Para além das modificações nos ramos de ligação e restabelecimentos integrados no Nó Rodoviário, o presente projecto contempla uma rede de infra-estruturas integrando a beneficiação e o alargamento de algumas estradas e arruamentos existentes, novas vias de comunicação que se interligam com as existentes e acessos directos aos parques de estacionamento do futuro empreendimento IKEA. No que diz respeito a software, foi utilizado o AutoCAD Civil 3D para o cálculo dos elementos de traçado rodoviário e para a determinação dos volumes de terraplenagens associados a este projecto, ao passo que o programa AutoTURN foi uma ferramenta essencial para o estudo de manobras mais específicas. Todas as peças desenhadas foram produzidas através do programa de desenho AutoCAD

Estabelecimento de um modelo para o cálculo da incerteza associada às medidas de poluentes atmosféricos na refinaria de Sines

A monitorização de processos ambientais conduz à obtenção de resultados cuja aferição da qualidade é um requisito raramente cumprido. No entanto, importantes decisões de gestão ambiental, sociais e políticas com impacto directo nas populações são tomadas suportadas nestes resultados. A validação de uma medição, como suporte à decisão, é impossível sem o conhecimento da incerteza associada ao próprio resultado. É a incerteza que define a qualidade do resultado. Com este trabalho pretendeu-se contribuir para o aperfeiçoamento do Controlo da Poluição na Refinaria da Galp Energia, em Sines, através do estabelecimento de um projecto de cálculo das incertezas associadas aos teores de poluentes medidos. Foram alvo deste estudo os valores medidos de dióxido de enxofre, óxidos de azoto e partículas monitorizadas. O conhecimento do valor de incerteza associada aos resultados permitirá actuar preventivamente e tomar acções correctivas de modo a garantir o cumprimento pleno da licença ambiental. Para avaliar a incerteza usou-se o procedimento preconizado pela norma ISO em que os passos envolvidos são a especificação do processo de medida, identificação das fontes de incerteza, cálculo da incerteza combinada e cálculo da incerteza expandida. Após a caracterização da actividade da empresa, do enquadramento legislativo, do desempenho no triénio 2005-2007 e da caracterização dos aparelhos de medida, foi feito um estudo estatístico aos valores medidos por estes três analisadores durante diversos períodos do ano de 2007 e foi determinado o modelo de cálculo do valor de incerteza associado a cada uma das medidas. Os valores, associados à respectiva incerteza, foram comparados com os limites impostos pela licença ambiental, verificando-se o cumprimento desta. A determinação da incerteza associada aos resultados de monitorização dos efluentes gasosos desta instalação reforça a credibilidade dos valores medidos, o compromisso da melhoria contínua da qualidade dos processos, produtos e serviços, do desempenho ambiental e da segurança das pessoas e bens, como contributo para um desenvolvimento sustentável desta companhia.

Programa de manutenção de aeronaves: rodas e travões

No presente trabalho aborda-se as rodas (pneus + jantes) e travões das frotas A319,A320, A320 SATA, A330 e A340 da TAP. Procurou-se realizar uma análise ao actual estado destes componentes, tendo sempre em mente eventuais melhorias a propor caso fosse possível. O estudo dividiu-se nas seguintes partes: prestação, custos, tipo de falhas, manutenção e fiabilidade. Nos três primeiros referenciados pretendeu-se analisar o estado dos componentes e ver potenciais padrões de falhas e irregularidades analisando também os custos de modo a sugerir potenciais reduções caso o cenário assim o permitisse. Salienta-se também que, para este trabalho, as temáticas manutenção e fiabilidade encontram-se interligadas. Teve-se em mente a realização de um estudo da probabilidade de falha dos componentes e assim, averiguar a possibilidade de melhorias no actual estado de manutenção praticado. Para tal, para os dados fiabilisticos recorreu-se ao programa Reliasoft Weibull++7 de modo a podermos observar a evolução do estado do componente ao longo dos ciclos. Por fim, deu-se uso a uma ferramenta fiabilistica, com o auxílio do software Maple 12 que visa a obtenção de um ponto mínimo de custo da manutenção de um componente, tendo a finalidade de comparar com o actual cenário de manutenção correctiva.