Investigação no ensino de engenharia biomédica: dois casos de estudo

Desde os anos oitenta que os avanços das ciências básicas e das ciências da engenharia têm dado um impulso sem precedentes à investigação médica, o que criou as condições para a afirmação da Engenharia Biomédica como ramo autónomo da Engenharia. Este novo ramo da Engenharia impôs-se em domínios que incluem a imagiologia biomédica, a bioinformática, a biotecnologia, a biomecânica, os biomateriais, a engenharia de tecidos, próteses e orgãos artificiais, a análise e modelação de sinais fisiológicos e a gestão de sistemas de saúde. Já no século XXI, o volume de saber acumulado e a motivação para acelerar desenvolvimentos científicos e tecnológicos, levou à criação e organização nas universidades de uma oferta de cursos de graduação e pós-graduação em Engenharia Biomédica. Apesar do espectro muito largo da Engenharia Biomédica e dos cursos criados, é possível, mesmo ao nível de Mestrado pós-Bologna (licenciatura pré-Bologna), dar uma formação avançada que permita aos alunos realizar trabalhos de investigação complexos e com impacto clínico. Neste artigo apresentamos dois destes casos de sucesso, representativos do papel da investigação ao longo do ensino bem actual da Engenharia Biomédica. No primeiro, intitulado “Caracterização Tridimensional da Placa de Ateroma da Bifurcação Carotídea com Ultrasonografia 3D”, é apresentado um método inovador de diagnóstico da Aterosclerose, baseado na reconstrução e caracterização tridimensional da lesão aterosclerótica ao nível da bifurcação carotídea. O segundo trabalho, intitulado “Reconstrução da Frente de Onda e Simulação da Acuidade Visual no Estudo do Impacto das Aberrações Ópticas em Olhos Submetidos a Cirurgia”, apresenta uma ferramenta computacional que gera informação adicional sobre a medição da frente de onda obtida com aparelhos comerciais, permitindo estudar o impacto de aberrações ópticas na acuidade visual de diferentes olhos. Este artigo está organizado em quatro partes. A primeira parte é uma nota histórica introdutória à Engenharia Biomédica em geral. A segunda parte apresenta o que do ponto de vista de ensino superior em Engenharia Biomédica, ao nível de Mestrado Integrado de 1º e 2º ciclos, pode em geral viabilizar a fácil inserção dos estudantes na Investigação, conduzindo-os de imediato a resultados de investigação concretos. A terceira parte constitui a parte central deste artigo onde se apresentam dois exemplos ilustrativos do sucesso da formação de 5 anos em Engenharia Biomédica e da inserção da investigação, desde muito cedo, nessa formação. Por fim, na quarta secção apresentam-se as conclusões.

Protecção radiológica em Portugal: análise da nova directiva internacional (oportunidades e ameaças)

A Comissão Europeia irá lançar, num futuro próximo, uma nova directiva relativa à protecção radiológica - Basic Safety Standards – a qual irá substituir, num único documento, os actualmente existentes. Durante as últimas três décadas, em Portugal, a protecção radiológica contra radiações ionizantes tem sido regulada segundo cinco directivas, publicadas entre 1989 e 2003. Têm sido relatados vários incidentes ocorridos em ambiente clínico, nomeadamente naqueles que operam com radiação ionizante, pois na maioria dos casos, as regras, boas práticas e infra-estruturas não estão adequadas para esta finalidade. As questões ligadas com esta temática estão agora em análise e sob discussão pública. É, contudo, importante entender os desafios e requisitos da nova directiva para melhorar e assegurar a excelência dos resultados nas organizações de cuidados de saúde. Este novo documento reúne as abordagens da International Commission on Radiation Protection (ICRP), International Atomic Energy Agency (IAEA), Nuclear Energy Agency (NEA), International Radiation Protection Association (IRPA) e World Health Organization (WHO) e também de outros especialistas na matéria. O propósito da nova directiva aplicada a qualquer exposição previamente planeada baseia-se no princípio ALARA (optimização das práticas, justificação da exposição e limitação da dose). O objectivo deste estudo é, na opinião das partes interessadas, identificar as oportunidades que podem resultar da implementação da nova directiva.

Gestão de empreendimentos de iniciativa municipal na área da educação

A requalificação e a modernização do parque escolar do 1º ciclo de ensino básico e do pré-escolar é uma competência atribuída aos municipios e implica a existência de um plano de intervenção e a construção de novos centros escolares, bem como a ampliação e requalificação dos edifícios existentes.Procura-se com esta dissertação e a partir de uma situação específica associada a empreendimentos escolares de iniciativa municipal, abordar a temática da gestão de projectos.A dissertação ora apresentada encontra-se estruturada em cinco partes essenciais: A primeira, corresponde ao estado actual, abordando as metodologias da gestão de projectos mais usadas. A segunda, parte do conceito de ciclo de vida de um projecto, descreve o modelo de fases sucessivas e integra-o no modelo de grupos de processos. A terceira, apresenta uma proposta de modelo de gestão de projectos gerado por distintos processos e inclui um guia de referência e de técnicas. A quarta, descreve os processos de gestão dos custos e determina com base num conjunto de projectos analisados: i) indicadores específicos, para uso em estimação de custos; ii) funções lineares, que relacionam características físicas de um edifício escolar com custo estimado de execução; iii) estrutura de custos, para obter informação valiosa do ponto de vista técnico-económico no domínio da promoção deste tipo de empreendimentos. Finalmente a última, reúne as conclusões e aponta orientações futuras de pesquisa.Propõe-se, portanto, uma forma diferente de observar a gestão de projectos no âmbito da Administração Local, considerando-se a implementação do modelo de processos uma via para a obtenção de resultados mais rigorosos e participativos e ao mesmo tempo aponta-se para uma nova orientação sobre qualidade em gestão de projectos.

Degradação do betão por fenómenos de carbonatação: consequências nas armaduras das edificações após anos 50 na cidade de Lisboa

A carbonatação e as suas consequências sobre o betão são do conhecimento do meio científico e técnico, e tem sido analisada há já algumas décadas. A perda do ambiente favorável criado pelo betão em torno das armaduras, provocada pela reacção do dióxido de carbono existente no ar com o hidróxido de cálcio do betão, é o início de um processo que conduz à degradação das estruturas de betão armado. Esta dissertação está estruturada em duas partes fundamentais. Na primeira parte ilustra-se o estado da arte ao desenvolver os temas, directa e indirectamente relacionados com o fenómeno da carbonatação e sua influência sobre as armaduras. Pretendeu-se envolver o conhecimento adquirido, nos temas que vão desde o fabrico do cimento até à sua hidratação, correlacionando as suas características e propriedades. Na segunda parte é analisado o caso de estudo relativo à cidade de Lisboa, pelo esforço de obter algum conhecimento, no que respeita ao fenómeno da carbonatação nas edificações e do respectivo impacto passados mais de 50 anos. Em face do actual estado da arte da edificação e da reabilitação no país, e concretamente na cidade Lisboa, considera-se com sentido de oportunidade o tema desenvolvido. É deste modo possibilitado o conhecimento efectivo da amplitude do fenómeno da carbonatação em alguns edifícios, bem como o estado de degradação da sua estrutura.

Ampliação do porto de pesca de Rabo de Peixe

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 na empresa Consulmar – Consultores e Projectistas, Lda. com o objectivo de realizar o acompanhamento do projecto que consiste na Ampliação do Porto de Pesca de Rabo de Peixe, na Ilha dos Açores. O estudo dividiu-se em três partes: a primeira parte consistiu no acompanhamento da fase de Estudo prévio, onde a empresa Consulmar, Lda. apresenta o estudo de várias soluções ao cliente; a segunda parte consistiu no acompanhamento da fase de Projecto Base, em que o cliente escolhe as soluções que acha mais convenientes para se elaborar um estudo mais profundo para o desenrolar da obra; por fim, a terceira parte consistiu no dimensionamento de uma ponte-cais contemplada no projecto em questão. Para tal, a ponte-cais foi modelada através do programa de cálculo automático SAP 2000, sendo a partir dos valores obtidos feito o dimensionamento. Por fim, o trabalho desenvolvido foi muito enriquecedor, pois permitiu o estudo das fases mais relevantes de um Projecto de Estruturas e desta forma ter algum conhecimento da vida profissional esperada no futuro.

Estudo das tensões interlaminares e rotura de elementos curvos em materiais compósitos

Este trabalho aborda o comportamento mecânico de elementos curvos em materiais compósitos aquando sujeitos a forças e momentos nas extremidades. Os modos de falha mais comuns são estudados em detalhe: falha transversal na matriz devido a tensões de flexão (tensões circunferenciais), ou falha por delaminagem devido as tensões interlaminares de tracção verificadas ao longo da espessura na região curva (tensões radiais). Inicialmente, faz-se uma abordagem sobre a influência de Z-Pins na resistência interlaminar, uma abordagem sobre os efeitos de bordo, e sobre tensões interlaminares com base em teorias Layerwise de ordem superior. Salienta-se, ainda, a importância do estudo feito com o World-Wide Failure Exercise (WWFE) (Hinton et al. 2004) na comunidade científica relacionada com o tema dos materiais compósitos. O presente trabalho, é essencialmente dividido em duas partes: modelos analíticos e modelos numéricos. São estudados provetes curvos, em forma de C (semicircular), geometria analisada por Ko e Jackson (1989); e em forma de L (cantoneira de abas iguais), analisados por Sun e Kelly (1988). Começa-se por fazer uma análise teórica, através da Teoria Multicamada, ao trabalho Ko e Jackson, autores da mesma. Analisou-se também, através desta teoria, a parte em quarto de círculo da viga estudada por Sun e Kelly. Após ter a solução analítica bem compreendida, essa teoria é aplicada ao principal estudo deste trabalho, um provete semicircular, usando os empilhamentos de Sun e Kelly. É ainda estudado, e aplicado a este último, o critério de falha em três dimensões (3D) proposto por Hashin (1980). Na segunda parte, é feita uma validação numérica dos três casos anteriores, com recurso ao software comercial de elementos finitos (EF), ANSYS. Estes estudos de EF têm a diferença, relativamente aos originais, de serem em 3D, podendo assim ser retiradas todas as tensões necessárias para se aplicar o critério de falha. No final, é feita uma comparação geral entre os resultados analíticos e numéricos.

Reabilitação, demolição com reconstrução de edifícios, nos bairros históricos de Lisboa

A reabilitação do edificado nos bairros históricos de Lisboa desperta, actualmente, um grande interesse e cresce o reconhecimento da importância cultural, económica, social e ambiental da reabilitação do seu património edificado. É possível reabilitar as construções mais antigas, introduzindo-lhes alterações que respondam às exigências actuais. É, no entanto, necessário distinguir entre o edificado que justifica a reabilitação e o que pode ser substituído por demolição parcial ou total, seguida de reconstrução criteriosa de novos edifícios. Este trabalho está estruturado em duas partes fundamentais: - Na primeira apresenta-se um enquadramento, onde se aborda a problemática dos edifícios antigos degradados nos bairros históricos de Lisboa e se faz a caracterização do Bairro Alto, Mouraria e Alfama e dos edifícios antigos Pré-Pombalinos, Pombalinos e Gaioleiros. Nela se abordam questões acerca das condições do estado de conservação e de segurança destes edifícios. De acordo com os níveis de conservação, um edifício antigo corrente poderá ser reabilitado ou demolido, por apresentar riscos para a segurança pública e/ou pelo facto de a sua recuperação não ser tecnicamente viável. Quanto às intervenções nos bairros históricos, estas apresentam condicionalismos específicos, os quais deverão ser tidos em conta na fase de demolição parcial e de reconstrução, enquadrando o ciclo de vida dos edifícios; - Na segunda parte é apresentado um caso de estudo de dois edifícios antigos confinantes, localizados em Alfama, que evidenciam elevado estado de degradação, no qual se aborda a aplicação prática das questões analisadas e desenvolvidas na primeira parte do trabalho. Vivemos numa época em que os problemas energéticos se colocam com crescente acuidade e, por isso, na proposta de reconstrução dos edifícios, o trabalho desenvolvido procura constituir uma resposta adequada à satisfação das necessidades dos utilizadores a que se destina, mas que não comprometa os interesses das gerações futuras.

Acompanhamento da reabilitação e reforço estrutural da ponte de Santa Margarida sobre o Rio Sado

O presente relatório enquadra-se no âmbito do trabalho final de Mestrado do curso de Engenharia Civil, área de especialização de Estruturas, do Instituto Superior de Engenharia de Lisboa. O estágio decorreu na empresa TECNOVIA – Sociedade de Empreitadas, S.A. e teve como objecto uma prestação de serviços para a Estradas de Portugal que consistiu na reabilitação e reforço estrutural da Ponte de Santa Margarida sobre o Rio Sado, na E.N.259 ao km 20+490, do Concelho de Grândola. Após seis anos de curso, o estágio numa empresa de construção foi a opção que pareceu mais enriquecedora para conclusão do curso de Engenharia Civil e para o futuro da minha vida profissional. Esta opção deve-se ao desejo de verificar na prática a aplicação dos conhecimentos obtidos ao longo do curso, de conhecer a vivência de trabalhar numa obra e inserido numa equipa profissional, lidando com as responsabilidades inerentes à profissão. A estrutura do relatório encontra-se dividida em quatro partes, respeitantes à reabilitação e reforço da Ponte. Uma introdução que aborda os objectivos do presente relatório. Um capítulo que descreve a obra e os principais trabalhos de reabilitação e reforço de que será alvo. Um capitulo que descreve os procedimentos dos trabalhos acima descritos na Ponte, complementado com fotografias. Um outro capítulo que integra os aspectos mais importantes sobre a Higiene e Segurança em Obra.

Acompanhamento da construção do Centro Escolar do Agrupamento nº 1 de Beja Escola EB1 de Santa Maria

O presente relatório traduz a sequência do Estágio Curricular realizado na Câmara Municipal de Beja, ao longo de 4 meses. Procurei com este documento, reflectir os conhecimentos adquiridos no decurso do estágio, sobretudo através da experiência que me foi concedida em poder viver o dia-a-dia de um Engenheiro Civil em obra, neste caso a construção do Centro Escolar do Agrupamento Nº 1 de Beja (Escola EBI Santa Maria). A estrutura do relatório está dividida em 4 partes, respeitantes essencialmente à construção da referida Escola. Uma introdução que aborda especificamente os objectivos do presente relatório, um capítulo que abrange o acompanhamento de todas as fases da construção da Escola Básica Nº1 e Jardim de Infância de Santa Maria, complementado com fotografias, um outro capítulo que integra os aspectos mais importantes sobre a Higiene e Segurança em Obra e ainda um outro sobre a Direcção e Fiscalização de Obra, que permitiu optimizar a gestão do processo construtivo. São também referidas outras obras acompanhadas ao longo do Estágio e finalmente a conclusão retirada deste percurso relevante para a aquisição de experiências de qualquer Engenheiro Civil recém-formado.

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.

Construção de uma obra: ligação entre Santa Quitéria e Três Paus Viana

O presente relatório enquadra-se no âmbito do trabalho final de Mestrado do curso de Engenharia Civil, área de especialização de Estruturas, do Instituto Superior de Engenharia de Lisboa, sobre a temática da Construção de uma estrada. O estagiário procurou com este documento, reflectir os conhecimentos adquiridos ao longo dos quatro meses de estágio na empresa Tecnovia-Madeira, através da experiencia adquirida em obra. Com este estágio pôde estabelecer uma relação entre conhecimentos teóricos adquiridos e sua subsequente aplicação prática. Este estágio consistiu no acompanhamento em obra da ligação entre Santa Quitéria e Três Paus Viana – Funchal. As principais tarefas acompanhadas foram trabalhos de desmatação, decapagem, escavação e construção de muros de contenção de betão ciclópico. A estrutura do relatório está dividida em 4 partes, respeitantes à construção da referida estrada. Uma introdução que aborda os objectivos do presente relatório, um capítulo que apresenta os conhecimentos de Engenharia utilizados ou adquiridos, um outro capitulo que abrange os trabalhos acompanhados referindo todas as fases construção da estrada, e finalmente uma conclusão deste estágio.

UMTS versus DVB-SH na transmissão de sinais de vídeo

Dissertação para obtenção do grau de Mestre em Engenharia de Electrónica e Telecomunicações

Projecto e simulação de uma instalação para estudo da absorção de CO2 com soluções de aminas

Este trabalho visa, como objectivo principal, contribuir para o estudo da absorção de CO2 em gases de combustão, utilizando MEA. Tem também, como objectivo secundário, o dimensionamento de uma unidade de absorção assim como uma avaliação económica do respectivo projecto. Assim, esta tese divide-se em duas partes: a primeira parte refere-se ao projecto da instalação piloto para captura de CO2 utilizando a tecnologia de absorção gasosa e de modo a ser possível a utilização de soluções de aminas. A segunda parte desta tese descreve a simulação da operação da instalação de absorção de CO2 em HYSYS, e a respectiva avaliação económica do projecto, na impossibilidade prática de realizar ensaios laboratoriais, considerando o espaço de tempo que medeia entre a especificação do equipamento a adquirir e a recepção desses mesmos equipamentos, incompatível com o tempo disponível para a realização desta tese de Mestrado. Na primeira parte do trabalho foi realizada a avaliação de uma unidade já existente no IST permitindo, dessa forma, verificar o estado da mesma assim como o material que é necessário adquirir de forma a conseguir a sua conversão numa unidade de absorção de CO2 em contínuo. Após a conclusão deste estudo, pode concluir-se que a instalação piloto terá um custo, com bases nos orçamentos, de 7.262€. Na segunda parte do projecto foi realizada uma simulação em HYSYS da operação de captura de CO2. Esta simulação tinha como principal objecto poder determinar as melhores condições operatórias a utilizar na unidade, para posterior comparação com os resultados que irão, posteriormente, ser obtidos em laboratório, ficando-se na captura de CO2 a partir dos efluentes gasosos da Central Termoeléctrica de Sines que é uma unidade do sistema gerador nacional candidata a fazer-se a captura de CO2 recorrendo a esta tecnologia. Desta forma, a simulação apresentou os seguintes resultados principais: uma percentagem de CO2 capturado de 90,61%. A unidade apresenta um custo de 82€/ton CO2 e um custo operacional de 28 M€/ano. Por fim, os resultados obtidos pelo simulador HYSYS foram comparados com outros resultados obtidos em ASPEN PLUS, tendo sido possível concluir que o HYSYS é o simulador mais fiável devido a fiabilidade do pacote de propriedades, e mais simples de trabalhar em comparação como o ASPEN PLUS, quando aplicado a esta situação. Este trabalho resultou na apresentação de uma comunicação em painel no 2º Encontro do IBB, em Braga em Outubro de 2010 e, ainda na elaboração de um artigo submetido a uma revista internacional.

Guia para implementação de um sistema de gestão da responsabilidade social (incluindo as dimensões qualidade, ambiente e segurança) no sector químico dos detergentes e produtos de higiene e limpeza

A indústria química dos detergentes e produtos de higiene e limpeza desenvolve e comercializa produtos que são essenciais na promoção da qualidade de vida. Neste segmento de mercado actuar responsavelmente significa actuar eticamente ao longo da toda a cadeia de valor. A performance do negócio pode ser melhorada de forma sustentável (económica, ambiental e socialmente) tendo em consideração as necessidades das Partes Interessadas. Esta Tese desenvolve um Guia para a implementação de um Sistema de Gestão da Responsabilidade Social, segundo a norma NP 4469-1:2008, neste sector químico de actividade, integrando no seu Modelo de Gestão as seguintes dimensões: Qualidade (Norma NP EN ISSO 9001:2008), Ambiente (Norma NP EN ISSO 14001:2004) e Segurança e Higiene no Trabalho (Norma OHSAS 18001:2007).

Síntese de complexos de ferro (II) e Ruténio (II) com potenciais aplicações como condutores moleculares

De sua definição, um condutor molecular é “ uma molécula dimensional” que permite a troca de um electrão entre as extremidades através de uma ponte, sendo elas mesmas capazes de trocar electrões com o exterior. Os condutores moleculares envolvendo centros metálicos podem ser constituídos por um sistema orgânico deslocalizado que estabelece a ponte entre os centros metálicos terminais, sendo ambas as partes responsáveis pelo desempenho final do condutor molecular. Os espaçadores orgânicos são responsáveis pelas propriedades electrónicas e pelo comprimento do condutor, enquanto que os centros metálicos, ao introduzirem electrões no sistema, aumentam a condutividade. No capítulo 1 faz-se uma breve introdução aos condutores moleculares, como podem ser avaliados segundo a sua estrutura. Outro assunto abordado é a influência de compostos, mostrando deste modo a interferência do tipo de espaçadores utilizados. Faz-se ainda uma breve apresentação sobre os compostos homo e heterobimetálicos. Finalmente, apresenta-se uma pequena revisão sobre os compostos organometálicos σ-metálicos. No capítulo 2 apresenta-se a síntese e caracterização dos compostos orgânicos, nomeadamente ρ-NΞCC6H4CCSiMe3, ρ-NΞCC6H4CCH e ρ-HCΞCC6H4CCH. No capítulo 3 descreve-se a síntese de diversos complexos monometálicos de Ferro (II) e ruténio (II) com os ligandos acima referidos e diferentes fragmentos metálicos [FeCp(CO)2]+, [FeCp(dppe)]+, [RuCp(dppe)]+ e [RuCp(PPh3)2]+. Os complexos obtidos foram caracterizados utilizando as técnicas espectroscópicas usuais: RMN, IV, UV-vis. A eficiência da interacção electrónica entre os centros, ao longo do sistema тт, foi avaliada por estudos electroquímicos (voltametria cíclica). No capítulo 4 encontram-se descritas as diversas tentativas de síntese dos compostos homo e heterobimetálicos. Os ligandos e fragmentos utilizados foram os mesmos que no capítulo anterior. O capítulo 5 descreve os pormenores experimentais da síntese e a caracterização espectroscópica dos compostos apresentados nos capítulos anteriores, bem como as condições gerais em que foram obtidos.