Prensa electromagnética com recuperação de energia para corte e moldagem de chapas e tubos de AL

Foi desenvolvido um conversor de potência e atuador mecânico para a moldagem e corte, por ação de pressão magnética, de chapas e tubos de Al, com uma energia máxima de descarga de 10kJ. O conversor é composto por duas malhas de descarga em paralelo e duas malhas de recuperação de energia. O circuito é capaz de gerar uma corrente de pico de 50kA com uma taxa de variação máxima de 2kA/s através de um atuador, recuperar até 32% da sua energia inicial e diminuir o tempo de carga dos bancos de condensadores no mesmo valor, reduzindo assim a potência da fonte de alimentação primária Foram construídos vários atuadores de forma a otimizar o processo, considerando as várias funções pretendidas, como a deformação ou corte de chapas e compressão de tubos. O circuito elétrico aproximado desenvolvido em Matlab/Simulink foi validado, considerando apenas o funcionamento da malha primária sem o atuador e a dinâmica associada, sendo capaz de simular as respostas do sistema para várias situações específicas, tornando-se numa ferramenta para otimização do mesmo. Experimentalmente, os resultados obtidos provam ser possível cortar chapas Al de 0,5 e 0,8mm, com apenas 13% da energia total do circuito, e comprimir tubos de Al com 2mm de espessura e 50mm de diâmetro com apenas 2,4kJ. A topologia do circuito e a construção da máquina tiveram em conta vários aspetos que melhoram a proteção de pessoas e equipamentos e devida à sua configuração este é capaz de suportar variações de capacidade nos bancos de condensadores e variações de indutância nas bobinas de recuperação de energia sem se danificar.

Reabilitação de coberturas em tribunais

Este trabalho tem por objectivo identificar as patologias mais frequentes nas coberturas inclinadas, revestidas com telha cerâmica, existentes nos edifícios construídos de raiz para tribunais, bem como propor as soluções de reabilitação mais adequadas. Para alcançar este objectivo desenvolveu-se uma metodologia que consistiu no levantamento da tipologia de todas as coberturas existentes, no estudo e análise das patologias mais frequentes, das soluções de reabilitação mais adequadas e dos respectivos custos envolvidos. Com este trabalho facilmente se concluiu que as patologias mais frequentes neste tipo de coberturas, verificam-se nos materiais de revestimento e nos sistemas de drenagem das águas pluviais. Quanto às soluções de reabilitação, as mesmas dependem do tipo de patologia detectada e dos materiais constituintes da cobertura. Constatou-se também que a reabilitação de uma cobertura é normalmente condicionada por razões económicas, pelo que deverá ser sempre elaborada uma estimativa de custos com o maior rigor possível, o que dependerá da avaliação feita às patologias existentes e do conhecimento das soluções de reabilitação.

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.

Concepção e aplicação de soluções optimizadas de cofragem

O estágio relatado no presente documento centrou-se na actividade de cofragem da obra do Centro Comercial Fórum Sintra. O empreiteiro geral da obra é o consórcio Mota-Engil/Opway e o dono de obra a Multi Development Portugal - Promotora, S.A.. O estágio foi desenvolvido na empresa Confrasilvas Cofragens S.A, subempreiteiro de cofragem da referida obra, onde o estagiário colabora como director de obra na especialidade da cofragem. Esta obra apresenta singularidades específicas ao nível das soluções de cofragem relativamente a todas as outras obras em que o estagiário esteve envolvido na sua experiência profissional anterior. Pelo que representou uma oportunidade de aprendizagem e desenvolvimento de conhecimentos na área da cofragem. Nomeadamente, distingue-se o facto de a solução de cofragem adoptada para a execução de lajes ser inovadora por se tratar de “mesas maciças” de cofragem, compostas por prumos travados entre si por bastidores e tubos, aparafusados a um tabuleiro (estrutura metálica) revestido a contraplacado, que em conjunto constituem uma peça única, tanto na montagem como na descofragem de lajes. O outro aspecto singular de relevo é o facto de existirem elementos de betão à vista com estereotomia, o que a nível de cofragem requer um estudo aprofundado das betonagens, dos moldes que são necessários fabricar e montar para cada betonagem, bem como os aspectos construtivos específicos da actividade. Este documento tem como objectivo expor as competências adquiridas durante o estágio do aluno, resultantes do desenvolvimento dos conhecimentos e experiências adquiridas no meio académico e profissional. Como responsável em obra pelos trabalhos de cofragem a metodologia utilizada pelo estagiário contempla as etapas e aspectos técnicos da execução da cofragem como: a análise de projecto, a realização de preparações para o fabrico e montagem de cofragem, o planeamento de betonagens, a gestão do material e da mão-de-obra. Questões como a produção, a segurança e a qualidade também são abordadas. O estagiário tem uma participação activa desde a concepção até ao produto final. Nesta medida, conclui-se que o presente estágio se revelou uma mais-valia e uma oportunidade de desenvolver as competências na área da cofragem.

Projecto climatização e ventilação: unidade de saúde familiar

Nesta Tese Final de Mestrado vai ser desenvolvido um projecto de climatização, ventilação e ar condicionado (AVAC) de um edifício do tipo Hospitalar, sem internamento, designado por “Unidade de Saúde Familiar”, com o objectivo de se discutirem os conceitos teóricos e práticos em todos os aspectos que fazem parte integrante de um projecto deste tipo. A Tese Final de Mestrado baseia-se num sistema hidráulico centralizado a 4 tubos, ao longo da qual se irão dimensionar e seleccionar todos os equipamentos necessários para manter a temperatura ambiente dentro dos limites de conforto e limitar os níveis de ruído e a qualidade do ar interior dentro de valores regulamentares, sempre dentro de parâmetros económicos sustentáveis. Ao elaborar esta Tese Final de Mestrado procurou-se seguir critérios e concepções que garantam a obtenção de elevados níveis de qualidade, tendo presente a preocupação de assegurar uma condução fiável, económica e simples da instalação. Procurou-se também seguir uma rigorosa definição de conceitos e parâmetros reguladores do projecto ao nível de qualidade dos equipamentos e das exigências de montagem face à legislação e regulamentação vigentes DL 78/2006 de 4 de Abril – Sistema Nacional de Certificação Energética e da Qualidade do Ar Interior nos Edifícios, RSECE – Regulamento dos Sistemas Energéticos de Climatização em Edifícios (DL. nº 79/2006), RCCTE – Regulamento das Características de Comportamento Térmico dos Edifícios (DL. nº 80/2006), DL 9/2007, de 13 de Janeiro – Regulamento Geral sobre o Ruído.

Avaliação do potencial de arrefecimento passivo de um edifício de serviços

As tendências arquitectónicas actuais baseadas na adopção de extensas áreas de envidraçados e de construções com inércia térmica média a fraca resultam num risco acrescido de sobreaquecimento do ambiente interior dos edifícios, e no consequente aumento do consumo de energia para arrefecimento dos mesmos, tornando mais urgente a necessidade de estudar as melhores estratégias para contrariar esse aumento. A presente dissertação destinada à obtenção de grau de Mestre enquadra-se nesta temática e pretende avaliar o potencial de poupança eléctrica gerada por um sistema de arrefecimento passivo num edifício de serviços. Numa primeira fase, identificaram-se as diferentes estratégias de arrefecimento passivo que influenciaram o desempenho dos edifícios no passado e, comparando com edifícios dos nossos dias que com sucesso, aplicaram-se essas mesmas estratégias, demonstrou-se que podemos utilizar recursos da arquitectura vernacular nos edifícios contemporâneos. Posteriormente para avaliar o potencial de arrefecimento em edifícios de serviços para as condições climáticas portuguesas, realizou-se um estudo específico para um edifício real de serviços situado em Coimbra, e recorrendo-se ao software Autodesk Ecotect™, procedeu-se à análise energética da situação actual do edifício, conseguindo-se assim observar os pontos fortes e os pontos fracos do sistema existente. Com base na informação obtida foram testadas soluções a nível de climatização recorrendo à ventilação natural permitindo assim melhorar o desempenho do edifico. Novamente com o programa de cálculo Autodesk Ecotect™ e o Autodesk Green Building Studio™ foi possível fazer uma simulação destes cenários, e compará-los com os resultados da situação existente, podendo desta forma verificar o verdadeiro potencial de arrefecimento do edifício com as medidas propostas

Soluções de reabilitação de rebocos exteriores em edifícios antigos

Associando o papel que a reabilitação de edifícios pode vir a registar de futuro aos rebocos de edifícios antigos, o trabalho desenvolvido pretende apresentar diferentes soluções de reabilitação consoante o suporte em causa, com base nas características fundamentais exigidas na execução de rebocos. O trabalho realizado incluiu uma campanha experimental, em laboratório e in-situ, onde se avaliou a influência de alguns factores de aplicação (tipo de argamassa, natureza do suporte, número de camadas e espessura da camada) no desempenho mecânico (ultra-sons, resistência à compressão e flexão, pull-off, martelo de schimdt, retração), físico (tubos de Karsten, humidade superficial e absorção por capilaridade) e químico (pH e teor em sais) e as funções a respeitar numa solução de reabilitação. Assim sendo, foram estabelecidos três tipos de rebocos – praticado em obra, tradicional e pré-doseado – e três suportes – betão, pedra e tijolo – por forma a conhecer as características de cada um a curto prazo e a sua adequabilidade aos suportes usados. Com a realização dos ensaios também foi possível identificar e analisar os aspectos que condicionam os resultados alcançados e como tal, a interpretação dos dados exige prudência.

The effect of metal transfer modes and shielding gas composition on the emission of ultraafine particles in MAG steel welding

The present study aims to characterize ultrafine particles emitted during gas metal arc welding of mild steel and stainless steel, using different shielding gas mixtures, and to evaluate the effect of metal transfer modes, controlled by both processing parameters and shielding gas composition, on the quantity and morphology of the ultrafine particles. It was found that the amount of emitted ultrafine particles (measured by particle number and alveolar deposited surface area) are clearly dependent from the main welding parameters, namely the current intensity and the heat input of the Welding process. The emission of airborne ultrafine particles increases with the current intensity as fume formation rate does. When comparing the shielding gas mixtures, higher emissions were observed for more oxidizing mixtures, that is, with higher CO2 content, which means that these mixtures originate higher concentrations of ultrafine particles (as measured by number of particles. by cubic centimeter of air) and higher values of alveolar deposited surface area of particles, thus resulting in a more hazardous condition regarding welders exposure.

Estudo comparativo de soluções de materiais poliméricos em redes prediais de água e esgotos

O objetivo deste trabalho é estudar as tubagens de polímeros aplicadas nas redes prediais de águas e esgotos. A utilização deste tipo de material tem vindo a aumentar, mas o conhecimento por parte de projetistas e instaladores não tem vindo a acompanhar o ritmo de crescimento. Esta análise irá permitir um maior conhecimento dos materiais disponíveis e das suas caraterísticas próprias, o que induz a uma escolha acertada e a uma instalação adequada. No início do trabalho clarificou-se o significado e a origem dos polímeros, contando a sua história. Visitou-se a fábrica de tubos Fopil para pesquisar o processamento de polímeros. Explicou-se o fabrico de polímeros, que varia de acordo com as propriedades e aplicações desejadas. Os tubos poliméricos disponíveis no mercado para abastecimento de águas e esgotos foram analisados em relação às suas caraterísticas, vantagens e desvantagens e ligações disponíveis. Existem cuidados a ter no transporte, armazenamento e manuseamento dos tubos. Após a análise das caraterísticas técnicas, fez-se o estudo económico para os tubos existentes no mercado. Para isso foi considerado o abastecimento a um edifício multifamiliar com seis apartamentos. O projetista deve estar sempre informado, quer a nível tecnológico, quer a nível económico, para assim poder fazer a escolha mais acertada a nível de qualidade e a nível de preço. Ao realizar este estudo concluiu-se que nas instalações de redes de abastecimento de águas, o PB é o que tem o preço mais atrativo e tem caraterísticas ótimas. O PE-X tem o preço mais elevado, mas a sua qualidade não é proporcional ao seu preço. Nas instalações de redes de esgotos o material mais económico é o PP, que é o que apresenta as melhores caraterísticas.