Sistema de armazenamento de energia com base em baterias e no ondulador de tensão trifásico

Dissertação para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Electrotécnica Ramo de Automação e Eletrotécnica Ramo de Automação e Eletrónica Industrial

População residente de um hospital psiquiátrico: que saúde visual?

Introdução - Numa tentativa pioneira em Portugal de avaliar o estado da visão dos pacientes residentes de um Hospital Psiquiátrico, foi nosso objectivo identificar alterações visuais existentes nesta população, passíveis de comprometer o funcionamento do sistema visual e com repercussões negativas nas actividades da vida diária; caracterizar e corrigir ametropias; relacionar as patologias encontradas com a medicação e seleccionar! encaminhar os utentes para consulta de oftalmologia. Métodos - Foram examinados 254 pacientes residentes num Hospital Psiquiátrico de Lisboa, com idade compreendida entre os 25 e os 92 anos de idade, com diagnóstico no âmbito da saúde mental, capacidade de deslocação e alguma autonomia. Na recolha de dados foi utilizado o protocolo de observação do rastreio visual, tendo sido avaliados os seguintes parâmetros: Acuidade visual, Estudo refractivo; Função sensório-motora; Visão cromática; Segmento anterior; Tensão ocular. O rastreio foi composto por duas fases: uma primeira fase para identificação das alterações visuais, com 254 residentes e uma segunda fase, com 100 residentes, para correcção das ametropias diagnosticadas e prescrição óptica. Os resultados foram sujeitos a uma análise estatística descritiva e inferencial através do programa SPSS. Resultados - A maioria dos pacientes era do sexo masculino (64,2%), internados principalmente por esquizofrenia (47,24%) e medicados com antipsicóticos (82,8%) mas tomando também anti-parkinsónicos (62,3%) e ansiolíticos (52,4%). Apenas 20,87% da amostra tinha feito anteriormente um exame visual. Além de 33,86% de cataratas, em que 27,4% representam residentes entre os 20 e os 50 anos, encontraram-se acuidades visuais baixas. Para longe, 51% dos indivíduos apresentavam acuidade visual no intervalo entre contar dedos e os 6/10. No que concerne à acuidade visual para perto, os resultados obtidos demonstram que a maioria da população apresenta também baixa acuidade visual, entre os 1/10 e os 3/10, tanto para olho direito (25,59%), como para o olho esquerdo (26,38%). É de referir que esta baixa acuidade visual atinge um total de 27 indivíduos no intervalo dos 40 aos 59 anos. Foi ainda identificado um número expressivo de exoforias para perto (38,58%) e 7,15% de neuropatias glaucomatosas. Do estudo refractivo (2. Fase do rastreio visual), resultou a prescrição de 75 óculos, o que levou a uma melhoria significativa da acuidade visual, principalmente para perto: 50% da amostra que apresentava acuidade visual, no intervalo de percepção luminosa aos 6/10, passou a 3%, após correcção refractiva. No decurso do rastreio 5 residentes foram encaminhadas para o serviço de urgência por neuropatia glaucomatosa e melanoma da coróide. Apenas 5,5% teve alta e os restantes foram encaminhados para consulta de oftalmologia (34% com prioridade). Conclusões - Este rastreio permitiu além da correcção das ametropias diagnosticadas, encaminhar, os residentes com alterações visuais, para tratamento, possibilitando assim, que esta população use a sua visão da melhor maneira e potencializando um aumento da qualidade de vida destes pacientes.

Estudo e avaliação dos impactes da passagem de linhas aéreas para cabos subterrâneos

Esta dissertação pretende identificar e avaliar os principais impactes decorrentes da decisão de passagem de troços de linhas aéreas em Muito Alta Tensão para cabos subterrâneos. Para o efeito é apresentada uma metodologia que incorpora as componentes electrotécnicas, ambiental e arqueológicas do projecto na avaliação de uma solução. Nos estudos técnicos e económicos de projectos de natureza semelhante as referidas componentes não são usualmente explicitadas e/ou incorporadas na avaliação de uma determinada solução. Deste modo consegue-se reduzir não só o risco na concretização do projecto como antecipar os impactes resultantes de eventuais sobrecustos decorrentes de alterações que as componentes ambientais e arqueológicas normalmente incorporam na solução técnica adoptada. Um caso real é apresentado como aplicação da referida metodologia, cujo objectivo é optimizar o comprimento do troço da linha Muito Alta Tensão, que é substituído por cabo.

Optimização de caldas de cimento para trabalhos de injecção em geotecnia

O presente estudo foi enquadrado por um estágio na empresa RODIO S.A. com o objectivo de contribuir para a compreensão da influência de variações na preparação experimental de caldas de cimento na dispersão dos resultados dos ensaios de resistência à compressão e para avaliar a reprodutibilidade dos resultados obtidos na realização dos ensaios às caldas de cimento de acordo com as normas NP EN 445:2008 [1] e REBAP, em vigor [2]. A campanha experimental foi desenvolvida, numa primeira fase, em laboratório e posteriormente in situ. No laboratório, o plano de ensaios foi concebido para, primeiro, se efectuar o estudo de caldas preparadas com a mesma composição em que se variou sistematicamente o equipamento de mistura e a sequência de introdução dos constituintes no misturador, permitindo a avaliação da influência da variação do procedimento de mistura nas propriedades das caldas. Posteriormente, estudaram-se sete formulações de caldas de cimento, constituídas pelo mesmo tipo de cimento e variando apenas a razão A/C. No estado fresco destas caldas, foi avaliada a massa volúmica, o teor de ar e o tempo de presa e, no estado endurecido, foram determinadas as resistências mecânicas e a velocidade de propagação de ondas ultra-sónicas das mesmas caldas, em provetes paralelepipédicos e cúbicos. Na fase da campanha experimental desenvolvida in situ foram preparadas caldas constituídas pelo mesmo tipo de cimento das estudas no laboratório e determinadas as suas resistências, também em provetes paralelepipédicos e cúbicos, com o intuito de correlacionar os valores obtidos in situ e no laboratório. Posteriormente, foi desenvolvido um estudo de caldas preparadas in situ, com o objectivo de correlacionar os valores das suas resistências mecânicas em provetes paralelepipédicos e cúbicos com os valores da tensão de rotura das mesmas caldas ao nível do bolbo de selagem das microestacas. Analisando os resultados experimentais obtidos concluiu-se que o valor da resistência mecânica das caldas diminui com o aumento da razão água/cimento utilizada na sua preparação e que a resistência à compressão das caldas curadas em provetes paralelepipédicos (de acordo com a norma NP EN 445:2008 [1]) é sistematicamente superior à resistência das mesmas caldas curadas em provetes cúbicos (de acordo com o REBAP [2])

Controlo de velocidade e monitorização de um motor de indução trifásico suportados em microcontrolador

O bom desempenho dos motores de indução trifásicos, ao nível do binário, em velocidades de funcionamento abaixo da velocidade nominal, faz deles uma boa opção para realizar o controlo de velocidade nesta gama de velocidades. Actualmente, com o rápido avanço da electrónica de potência é mais acessível a implementação de dispositivos que permitam variar a velocidade dos motores de indução trifásicos, contribuindo para que estas máquinas sejam cada vez mais utilizadas em accionamentos de velocidade variável. Este trabalho tem como objectivo o estudo prático da utilização da técnica de controlo escalar por variação simultânea da tensão e frequência (V/f) no accionamento do motor de indução trifásico. Para o efeito, foi implementado um conversor de potência compacto do tipo ondulador de tensão trifásico. Os sinais de comando para o conversor, que utilizam a modulação por largura de impulso, são gerados por um microcontrolador, que para além das capacidades normais de um dispositivo desse tipo, pemite ainda o processamento digital de sinal. O microcontrolador permite ainda a monitorização da velocidade de rotação do motor e da corrente no motor. A análise do desempenho do sistema incide essencialmente sobre o controlo da velocidade de rotação do motor, tendo sido criadas várias condições de funcionamento, com diferentes inclinações das rampas de aceleração e desaceleração.

Comportamento e mecanismos de falha à fluência em aços P91 e juntas soldadas

A presente dissertação expõe os conhecimentos adquiridos ao longo da experiência acumulada a nível profissional na Alstom Portugal, conjuntamente com os que foram transmitidos durante a frequência do curso de Mestrado de Engenharia Mecânica – Perfil de Manutenção e Produção. O tema da tese aborda o estudo do aço X10CrMoVNb9-1 (P91), com particular incidência em juntas soldadas, que têm estado associadas nos últimos anos ao aparecimento de falhas em centrais termoeléctricas numa fase prematura do seu funcionamento, designadas por fissuração do tipo IV, que ocorrem na zona termicamente afectada pela soldadura onde o grão é mais refinado. A optimização de parâmetros de soldadura e tratamento térmico é essencial para que se consigam obter tempos de resistência à rotura por fluência que estejam em consonância com o definido em fase de projecto. Tendo em consideração a durabilidade dos ensaios de fluência, optou-se para este estudo por efectuar-se uma recolha de dados relativos a estes ensaios realizados em materiais base e juntas soldadas nos últimos quinze anos, com o objectivo de optimização de parâmetros de soldadura e tratamentos térmicos associados. Como conclusões, verificou-se que os diferentes processos de soldadura utilizados não têm uma influência significativa no que corresponde à variação do tempo de rotura por fluência. A utilização de um tratamento térmico de normalização e revenido após soldadura permite uma melhoria de valores de resistência à fluência comparativamente ao tratamento térmico convencional, que é normalmente aplicado em fabrico de componentes sob pressão que utilizam este material. Dada a dimensão e complexidade da maioria destes componentes, estes tratamentos térmicos só podem ser utilizados quando as dimensões dos mesmos possibilitarem a sua colocação em fornos de tratamento térmico habitualmente existentes nos fabricantes. Uma opção viável a ser tomada , no caso de utilização destes materiais, passa por uma redução da tensão de serviço por aumento de espessura dos respectivos componentes. No entanto, este aumento de espessura deve ter em consideração mecanismos de fadiga térmica que devem ser equacionados conjuntamente com os mecanismos de fluência, com o objectivo de se obter os melhores compromissos para cada situação.

Uma sombra o precede: lei da morte, hospitalidade e cuidados de suporte

O tópico “Saúde, complexidades e perplexidades” é uma óptima maneira de nos fazer pensar “sobre a morte e o morrer nas sociedades contemporâneas” sem facilidades e sem fingimentos. Bem hajam, pois, por esta oportunidade. O meu propósito neste trabalho é limitado: partilhar algumas interrogações em torno do desaparecimento da ordem social “hospitaleira”, ou seja, da invenção do moribundo anónimo. Antes quero deixar uma breve nota sobre a complexidade no horizonte da tensão inegável entre o decadente humanismo médico-assistencial e uma biomedicina “épica” e reificadora. Trata-se de aceitar o papel da incerteza e da incógnita no mundo da vida, no mundo das escolhas e dos valores: a medicina é, desde os gregos, uma prática de afrontamento e de redução do acaso (os gregos distinguiam, segundo o prognóstico, doenças do acaso e doenças da necessidade). Daqui a invenção do kairós, a boa ocasião, a exigência de acribia, a justa medida. Daqui a teoria da prudência, da precaução, o célebre preceito primo non nocere; muitos argumentos utilizados nos debates sobre as oposições aristotélicas tyché/techné (acaso/arte) e necessário/não necessário foram integrados na doutrina da Krisis, da decisão. No exercício da clínica (e na vida), o juízo é incerto, vulnerável, entre singularidade e complexidade. Com efeito, a melhor compreensão da complexidade organizada a partir da nova “iatromecânica” e da velha “iatrofilosofia” remete-nos hoje para o “todo” biopsicossocial. O acto médico, que já foi principalmente regime (dieta) e profecia (prognóstico), hoje é cura e cuidado, prevenção e reabilitação, tende a ser cada vez mais reparação e paliação. É, porém, sempre, encontro e relação terapêutica; mais que a doença, o seu foco é – deve ser – o doente e a sua circunstância. A boa posição é, por isso, clínica; o termo clínica significa, etimologicamente, à cabeceira do doente. Eis os contornos desta pequena apologia da hospitalidade em medicina, em especial do acolhimento e do reconhecimento do doente dependente ou em fim de vida. Afinal a morte é uma tragédia inter-pessoal: sempre único o ser humano, nunca é só. Uma sombra o precede.

Projecto de estrutura metálica: análise de diferentes soluções estruturais

Neste trabalho faz-se uma análise comparativa de duas soluções para um pórtico metálico com travessas inclinadas. Nesta análise estrutural são utilizadas diversas ferramentas informáticas específicas. Com estas ferramentas procede-se à aplicação do método de cálculo por elementos finitos para este caso específico. Uma aplicação teórica do método energético é aplicada, procurando-se assim a validação dos resultados obtidos pelas aplicações informáticas. Com uma introdução teórica à mecânica dos materiais, procura-se a sustentação deste trabalho. A aplicação do Eurocódigo é efectuada em toda a extensão deste trabalho. Uma abordagem sobre este código e a sua aplicação é realizada. Para a definição de cargas a aplicar foi elaborada uma folha de cálculo numa aplicação informática de manipulação simbólica. È realizada uma análise comparativa entre um pórtico realizado com perfis de secção aberta e o mesmo pórtico com perfis de secção fechada. A distribuição de tensões ao longo do elemento estrutural é evidenciada através de diagramas. Os estados limite da estrutura são determinados.

Caracterização estrutural de infra-estruturas de transporte através de métodos de auscultação não destrutivos

A avaliação da capacidade de carga de infra-estruturas de transportes em serviço, tendo em vista a estimativa da vida residual e o eventual dimensionamento do reforço da estrutura, é realizada recorrendo cada vez mais a ensaios de carga não destrutivos. Esta metodologia permite depois, através de um processo de retroanálise, estabelecer um modelo de comportamento estrutural que reproduza, de forma tão próxima quanto possível, as condições reais da solicitação de tráfego e a resposta da infra-estrutura. Os métodos analíticos utilizados na avaliação estrutural consistem na verificação da capacidade de carga e estimativa da vida útil da estrutura, através de critérios que relacionam a acção do tráfego e os consequentes estados de tensão e de deformação induzidos nas camadas da estrutura e na fundação. O Deflectómetro de Impacto (FWD) e o Deflectómetro de Impacto Portátil (DIP) são, actualmente, dois dos equipamentos de uso mais generalizado para a realização de ensaios de carga. No presente trabalho é apresentado o estado de arte da avaliação da capacidade de carga de infra-estruturas de transportes, sendo efectuada uma descrição com maior pormenor do FWD e do DIP. São apresentados resultados de alguns estudos efectuados em Portugal e no mundo utilizando estes dois equipamentos. O caso de estudo apresentado nesta dissertação consiste na modelação estrutural de um trecho experimental de uma plataforma ferroviária, efectuada com base em ensaios de carga realizados com o FWD e DIP sobre a camada de sub-balastro granular. Neste contexto foi analisada a eficiência dos ensaios de carga e o grau de correlação entre os resultados obtidos pelos dois equipamentos.

Acompanhamento da construção e remodelação da estação fluvial do Terreiro do Paço

O trabalho que se segue reporta as actividades resultantes da experiência em obra ao serviço da firma Interpaço A.C.E., durante um período de quatro meses. A esta empresa foi adjudicada a seguinte empreitada: “Execução dos Toscos, Acabamentos, Baixa Tensão, Telecomunicações e AVAC do Novo Terminal Fluvial, No Interface do Terreiro do Paço sito em Lisboa”. O objectivo principal foi o de adquirir conhecimentos nas várias áreas de execução de uma obra desta natureza: Área de Projecto, Produção, Preparação, Técnico/Comercial e Orçamentação. Adquiriram-se igualmente conhecimentos na área de gestão de consórcios e das subempreitadas, como seja a interacção e coordenação entre os diversos departamentos e organismos que integram o mesmo. O estágio consistiu principalmente no acompanhamento do Director de Obra nos vários processos de construção, na verificação da conformidade da execução destes processos, de acordo com planeamento efectuado, na verificação do registo de recepção dos diversos materiais, no contacto com os diversos intervenientes no processo construtivo e na elaboração de detalhes construtivos. Foram obtidas diversas competências nas seguintes áreas: Projecto, onde se ganharam noções básicas da leitura e interpretação deste, complementando-o com as informações fornecidas pelo caderno de encargos e memória descritiva; Encomenda e Recepção de Materiais, onde se adquiriu um conhecimento relevante do mercado disponível, tendo em conta igualmente futuros empreendimentos; Elaboração de Autos, onde se compreenderam as relações entre a Empresa Construtora, Subempreiteiros e Dono de Obra; Trabalhos de Preparação, onde se percebeu a importância de planear com antecedência todos os passos da execução dos trabalhos.

Direitos da criança em Portugal: os desassossegos dos riscos na/da Infância

Podemos considerar o século XX como o século dos direitos da criança. É neste século que se edificou um quadro jurídico-legal de protecção às crianças e surgiram as associações, instituições e organizações transnacionais, nacionais e locais em prol da infância. A análise da situação da infância em Portugal caracteriza-se por um conjunto de avanços, impasses e retrocessos, desassossegos e desafios, na afirmação dos direitos da criança e na edificação de condições de bem-estar social para este grupo social. A título de exemplo, pode-se referir que Portugal foi um dos primeiros países a aprovar uma Lei de Protecção à Infância em 1911, a consagrar na Constituição da República de 1976, como direitos fundamentais, a infância e a ratificar a Convenção dos Direitos da Criança em 1990. Contudo, muitos compromissos permanecem incumpridos, não porque os direitos das crianças sejam demasiado ambiciosos, inatingíveis ou tecnicamente impossíveis de aplicar, mas porque a agenda da infância não é ainda considerada como uma prioridade política, económica e social. Este facto é ilustrativo de uma sociedade em tensão entre os seus discursos oficiais sobre os direitos da criança e a acção na área das “políticas para a infância”. A partir da análise de indicadores plasmados nos relatórios da Comissão Nacional de Protecção de Crianças e Jovens em Risco, na primeira década do século XXI, propomo-nos compreender as tensões, os riscos e ambiguidades que caracterizam a infância das crianças portuguesas em situação de risco e analisar o impacto da Convenção dos Direitos da Criança na definição de políticas públicas para a infância em situação de risco.

Desenvolvimento de materiais poliméricos resistentes à radiação UV: determinação quantitativa de estabilizadores à radiação UV

A presente tese teve por objectivo principal o desenvolvimento de métodos que permitissem quantificar alguns aditivos HALS (Hindered Amine Ligth Stabilizers - Aminas Estericamente Impedidas Estabilizadoras à luz), tais como, Tinuvin 622®, Chimassorb 944® e Chimassorb 2020® presentes em amostras de corda sintética. Os métodos de quantificação compreenderam a hidrólise básica para o Tinuvin 622® e a hidrólise ácida para ambos os Chimassorbs, e a separação e identificação por HPLC-MS/MS dos produtos da mesma. Procedendo à realização do método com o respectivo padrão de cada aditivo foi possível obter-se uma curva de calibração para o Tinuvin 622® (y = 899733 X - 96173; r = 0,9979) e para o Chimassorb 944® (y = 44177 X - 18248; r = 0,9965). Relativamente ao Chimassorb 2020® foram realizados alguns ensaios preliminares fundamentais para o desenvolvimento de um método de quantificação para este aditivo. Para o Tinuvin 622® foram realizados ainda ensaios de forma a desenvolver-se um método em que a quantificação ocorresse exclusivamente pela separação do hidrolisado no HPLC com detector UV. Dado que o Tinuvin 622® não apresenta absorção no UV optou-se por realizar a derivatização fluorescente deste através da esterificação com PyCOOH (ácido pirenobutírico) em meio ácido. Nas amostras de corda foram realizados ensaios de envelhecimento e tracção, ensaios de brilho, ensaios de absorção, bem como a quantificação do Tinuvin 622® nas cordas com e sem tratamento de irradiação (envelhecimento). Comprovou-se que as amostras de corda contêm cerca de 0,2% de Tinuvin 622® e que a corda preta não contém aditivo HALS. Verificou-se que em cordas sujeitas à radiação UV, a tensão de ruptura é influenciada pela quantidade de Tinuvin 622® e que esta por sua vez depende do tempo de exposição a que a corda foi sujeita. Por outro lado, concluiu-se que a cor (pigmentos) e o brilho não apresentam influência significativa na resistência das cordas quando expostas à radiação UV.

Wells turbine: fiberglass flanges

A introdução desta tese começa por realizar um enquadramento do projecto em mão, apresentando a central de energia das ondas em que se encontram os componentes em fibra de vidro a projectar. Esta central usa o princípio de variação de coluna de água, e encontra-se localizada na ilha do Pico, Açores. São de seguida apresentados os objectivos deste trabalho, que consistem na selecção de materiais de fabrico dos componentes, desenvolvimento de uma metodologia para projectar juntas aparafusadas em materiais compósitos, dimensionamento e comparação de duas juntas concorrentes em materiais compósitos: junta solicitada à tracção e junta solicitada ao corte, validação da análise e estudo das causas dos vários tipos de falha destas juntas. A parte I deste trabalho é o resultado da pesquisa bibliográfica efectuada para levar a cabo os objectivos definidos. Assim, começa por se fazer uma descrição dos materiais e processos de fabrico que mais se adequam ao presente projecto, nomeadamente fibra de vidro, resinas, tecidos, impregnação manual, RTM e infusão por vácuo. Daqui resultou que os materiais mais adequados para esta aplicação são fibra de vidro do tipo E e resina polyester devido ao seu baixo custo e larga utilização em aplicações estruturais marinhas. O processo de fabrico mais eficiente é a infusão por vácuo devido á sua vocação para pequenas séries de produção, a poupança que permite em termos de mão-de-obra, a complacência com normas de emissão de voláteis e as boas propriedades das partes produzidas. No capítulo II da parte I são discutidos os tópicos relacionados com juntas em materiais compósitos. Da pesquisa levada a cabo conclui-se que as grandes vantagens das juntas aparafusadas são a sua facilidade de montagem e desmontagem, facilidade de inspecção e capacidade de ligar quaisquer tipos de materiais. Quanto à furação de compósitos é importante referir a necessidade de utilizar ferramentas resistentes e parâmetros de maquinação que minimizem o dano infligido aos laminados. Isto é possível através da selecção de ferramentas com passos baixos que reduzam igualmente a dimensão do seu centro estático responsável pela força axial exercida sobre o laminado - principal factor causador de dano. Devem-se igualmente utilizar baixas velocidades de avanço e elevadas velocidades de rotação. É importante salientar a importância da realização de pré-furação, de utilização de um prato de suporte na superfície de saída do laminado e a existência de ferramentas especialmente concebidas para a furação de compósitos. Para detectar e quantificar o dano existente num furo destacam-se os métodos de inspecção ultrasónica e a radiografia. Quanto aos parâmetros que influenciaram o comportamento de juntas aparafusadas destacam-se os rácios largura/diâmetro, distância ao bordo/diâmetro, espessura/diâmetro, pré-tensão, fricção, sequência de empilhamento e respectivas proporções, dimensão das anilhas e folga entre o parafuso e o furo. A pesquisa efectuada visando metodologias de projecto fiáveis ditou a necessidade de utilizar métodos que permitiram determinar o parafuso mais carregado de uma junta, efectuar o cálculo de tensões no mesmo, e ainda métodos que permitam determinar a primeira falha que ocorre no laminado bem como a falha final no mesmo. O capítulo III da primeira parte descreve os métodos de análise de tensões necessários para as metodologias de projecto utilizadas. Aqui é apresentada a teoria clássica da laminação, um método para determinação do parafuso mais carregado, um método analítico baseado na teoria da elasticidade anisotrópica de um corpo e o método dos elementos finitos. O método para determinar o parafuso mais carregado - análise global - consiste num modelo bidimensional de elementos finitos em que 2 laminados coincidentes são modelados com elementos lineares de casca com 4 nós, sendo a extremidade de um laminado restringida em todos os graus de liberdade e a extremidade oposta do segundo laminado carregada com a carga pretendida. Os laminados são ligados através de elementos mola que simulam os parafusos, sendo a sua constante de rigidez previamente calculada para este fim. O método analítico modela o contacto assumindo uma distribuição de pressão cosinoidal ao longo de metade do furo, e é válido para laminados simétricos e quasi-isotrópicos. O método dos elementos finitos é o que mais factores permite ter em conta, sendo os modelos tridimensionais com um elemento por camada os que melhor modelam o estado de tensões experienciado por uma junta aparafusada em materiais compósitos. O tópico de análise de falha é abordado no capítulo 4 da primeira parte. Aqui são apresentados os resultados do world wide failure exercice que compara vários critérios de falha existentes até 2004, fazendo-se referência a desenvolvimentos recentes que têm ocorrido nesta área. O critério de Puck surge como aquele que permite previsões de falha mais exactas. O critério de falha de Hashin 3D foi o escolhido para o presente trabalho, devido à sua facilidade de implementação num modelo de elementos finitos, à sua capacidade para detectar modos de falha subcríticos e à sua utilização em trabalhos anteriores que apresentaram previsões de falha muito próximas dos dados experimentais. Também neste capítulo se apresentaram os vários tipos de falha de uma junta aparafusada em materiais compósitos, apresentando as causas de cada uma. Por fim, na última secção, apresenta-se o método de dano progressivo que se desenvolveu para prever a primeira falha final do laminado. Este é muito interessante tendo permitido previsões de falha muito próximas dos resultados experimentais em trabalhos anteriores. Este método é iterativo e encontra-se dividido em 3 passos: Análise de tensões, análise de falha utilizando o critério de Hashin 3D e degradação de propriedades, de acordo com o tipo de falha detectada. Para além dos passos referidos, existe ainda um quarto responsável pelo fim da análise que consiste na aferição da existência ou não de falha final e respectivo tipo de falha (por pressão de contacto, por tensão ou por esforços de corte). No capítulo V da primeira parte é apresentado o resultado de uma pesquisa das normas de teste necessárias para obter as propriedades dos materiais requeridas para a aplicação dos métodos descritos neste trabalho. A parte II deste trabalho consiste na aplicação dos métodos apresentados na parte I ao caso concreto em estudo. Os softwares Microsoft Excel, Matlab e ANSYS foram utilizados para este fim. A junta começa por ser dimensionada estimando a espessura necessária do componente e o número e características dos parafusos. De seguida foi feita uma análise global à flange em estudo determinando a força suportada pelo parafuso mais carregado. Após esta análise desenvolveu-se um modelo tridimensional de elementos finitos da zona em que se encontra o parafuso mais carregado, utilizando elementos sólidos lineares e isoparamétricos de 8 nós e uma malha gerada pelo método directo. Aplicou-se a este modelo o algoritmo de dano progressivo descrito na primeira parte. Começou por se incluir explicitamente o parafuso, anilhas, pré-tensão e a modelação dos vários contactos com fricção posteriormente simplificado o modelo restringindo radialmente os nós da porção carregada do furo, excluindo os factores mencionados inicialmente. Procurou-se validar o modelo utilizando o método de cálculo de tensões descrito na primeira parte, desenvolvendo um programa em Matlab para o efeito. Tal não foi possível tendo-se incluído a tentativa realizada em anexo. Para efeitos de dimensionamento, desenvolveu-se um modelo de elementos finitos de duas dimensões da junta em causa, utilizando elementos de casca lineares de quatro nós isoparamétricos com uma espessura unitária. Através da análise de tensões efectuada com este modelo, e utilizando um método combinado programado em linguagem paramétrica, foi possível dimensionar as duas juntas concorrentes pretendidas. Este método combinado consistiu no cálculo de tensões em pontos localizados sobre uma curva característica e utilização de um critério de falha quadrático para cálculo da espessura necessária para a junta. O dimensionamento ditou que a junta solicitada à tensão necessita de pelo menos 127% das camadas e do custo de uma junta solicitada ao corte equivalente.

Sensor de glicose polarimétrico

Esta tese tem como principal objectivo a investigação teórica e experimental do desempenho de um sensor polarimétrico baseado num cristal líquido para medição da concentração de glicose. Recentemente uma série de sensores polarimétricos baseados em cristais líquidos foram propostos na literatura e receberam considerável interesse devido as suas características únicas. De facto, em comparação com outros moduladores electro-ópticos, o cristal líquido funciona com tensões mais baixas, tem baixo consumo de energia e maior ângulo de rotação. Além disso, este tipo de polarímetro pode ter pequenas dimensões que é uma característica interessante para dispositivos portáteis e compactos. Existem por outro lado algumas desvantagens, nomeadamente o facto do desempenho do polarímetro ser fortemente dependente do tipo de cristal líquido e da tensão a ele aplicada o que coloca desafios na escolha dos parâmetros óptimos de operação. Esta tese descreve o desenvolvimento do sensor polarimétrico, incluindo a integração dos componentes de óptica e electrónica, os algoritmos de processamento de sinal e um interface gráfico que facilita a programação de diversos parâmetros de operação e a calibração do sensor. Após a optimização dos parâmetros de operação verificou-se que o dispositivo mede a concentração da glicose em amostras com uma concentração de 8 mg/ml, com uma percentagem de erro inferior a 6% e um desvio padrão de 0,008o. Os resultados foram obtidos para uma amostra com percurso óptico de apenas 1 cm.

Projecto de um conversor redutor CC-CC comutado para SoC

A evolução da tecnologia CMOS tem possibilitado uma maior densidade de integração de circuitos tornando possível o aumento da complexidade dos sistemas. No entanto, a integração de circuitos de gestão de potência continua ainda em estudo devido à dificuldade de integrar todos os componentes. Esta solução apresenta elevadas vantagens, especialmente em aplicações electrónicas portáteis alimentadas a baterias, onde a autonomia é das principais características. No âmbito dos conversores redutores existem várias topologias de circuitos que são estudadas na área de integração. Na categoria dos conversores lineares utiliza-se o LDO (Low Dropout Regulator), apresentando no entanto baixa eficiência para relações de conversão elevadas. Os conversores comutados são elaborados através do recurso a circuitos de comutação abrupta, em que a eficiência deste tipo de conversores não depende do rácio de transformação entre a tensão de entrada e a de saída. A diminuição física dos processos CMOS tem como consequência a redução da tensão máxima que os transístores suportam, impondo o estudo de soluções tolerantes a “altatensão”, com o intuito de manter compatibilidade com tensões superiores que existam na placa onde o circuito é incluído. Os sistemas de gestão de energia são os primeiros a acompanhar esta evolução, tendo de estar aptos a fornecer a tensão que os restantes circuitos requerem. Neste trabalho é abordada uma metodologia de projecto para conversores redutores CCCC comutados em tecnologia CMOS, tendo-se maximizado a frequência com vista à integração dos componentes de filtragem em circuito integrado. A metodologia incide sobre a optimização das perdas totais inerentes à comutação e condução, dos transístores de potência e respectivos circuitos auxiliares. É apresentada uma nova metodologia para o desenvolvimento de conversores tolerantes a “alta-tensão”.