Orientação de campo da máquina assíncrona: controlo preditivo

Nesta dissertação de Mestrado foi realizado o estudo teórico e a respectiva comprovação experimental da aplicação do Controlo por Orientação de Campo para a máquina assíncrona trifásica permitindo a imposição das correntes com recurso ao Controlo Preditivo. Foi efectuado inicialmente a modelização do sistema, ondulador de tensão trifásico e máquina assíncrona trifásica, e o estudo do Controlo Preditivo mais adequado a aplicar ao sistema. Depois de realizado o Controlo por Orientação de Campo foi projectado e dimensionado um anel exterior para controlo de velocidade. Os ensaios com recurso inicialmente à simulação numérica em ambiente Matlab/Simulink e posterior experimentação laboratorial, permitem a validação dos modelos teóricos e da técnica de controlo utilizada. Foram realizados testes em regime estacionário e regime dinâmico para diferentes referências de velocidade. Os ensaios efectuados em simulação e experimentais foram comparados com a solução de imposição das correntes através de controladores histeréticos, nesta dissertação designada por técnica clássica. A implementação laboratorial do protótipo, foi realizada através do projecto, dimensionamento e construção de vários módulos para o efeito. O rectificador trifásico tem entrada compatível com as tensões nominais da rede, inclui também uma resistência de pré-carga dos condensadores, e uma resistência de dissipação para limitar a tensão no barramento de tensão DC. O módulo integrado de potência para funcionamento como ondulador de tensão trifásico tem uma estrutura compacta, onde estão incluídos drivers de disparo dos seus semicondutores, e algumas protecções inerentes ao seu bom funcionamento. Para implementação do Controlo por Orientação de Campo e o anel exterior para controlo de velocidade, foi usado um controlador digital de sinal do fabricante dSPACE.

Projeto de um conversor eletrónico para utilização num sistema eólico de produção de energia

Dissertação para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Electrotécnica no Ramo de Automação e Electrónica Industrial

Utilização de modelos numéricos no cálculo estrutural de barragens gravidade de betão

O principal objectivo desta dissertação é a verificação da segurança de barragens gravidade. A verificação da segurança de estruturas pode ser efectuada recorrendo a diversas metodologias quer experimentais quer numéricas. Com este trabalho, procurou-se utilizar uma metodologia, baseada em métodos numéricos, específica e já devidamente testada no dimensionamento de barragens, mas de difícil acesso à grande maioria da comunidade técnico científico (Método dos Elementos Discretos), como forma de validação de uma metodologia mais corrente e de mais fácil acesso (Método dos Elementos Finitos). Como introdução ao tema é feita uma abordagem geral às barragens, diferenciando os vários tipos existentes. São apresentados os conceitos fundamentais da mecânica dos sólidos, e o comportamento estrutural de barragens, tal como os princípios de segurança a ter em conta num projecto de barragens de betão. Com base na descrição dos modelos de controlo de segurança de barragens gravidade efectuada, foram desenvolvidos dois modelos numéricos baseados em cada uma das metodologias de análise escolhida. Os modelos foram efectuados para um perfil típico de uma barragem gravidade de betão. Os métodos numéricos são desenvolvidos nos programas de cálculo SAP2000 e no 3DEC respectivamente para o Método dos Elementos Finitos e o Método dos Elementos Discretos. É feita a análise da estrutura através das duas metodologias, com base nos resultados em termos de deslocamentos, deformadas e tensões para as acções e combinações consideradas. Em face dos resultados numéricos são retiradas as conclusões elucidativas, sobre as metodologias mais correctas que deverão ser implementadas na verificação da segurança de barragens gravidade.

Modelos de simulação em MATSim aplicados à análise de sistemas de transporte

Dissertação para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Civil na Área de Especialização de Vias de Comunicação e Transportes

Contribuição para a adaptação e validação da versão portuguesa da Motor Assessment Scale

Introdução: A Motor Assessment Scale (MAS) tem mostrado ser um instrumento válido e fidedigno na avaliação do progresso clínico de indivíduos que sofreram um Acidente Vascular Cerebral (AVC). Objectivos: Traduzir e adaptar a MAS à realidade portuguesa e contribuir para a validação da versão portuguesa, avaliando a sua consistência interna. Metodologia: Após um processo de tradução, revisão por peritos, retroversão e comparação com a versão original, obteve-se a versão portuguesa da MAS. Procedeu-se a um estudo correlacional transversal para avaliação da consistência interna; a amostra final incluiu 30 sujeitos, 16 do sexo masculino e 14 do sexo feminino, com idades entre os 42 e 85 anos (média de 64±11,85 anos), com hemiparésia ou hemiplegia decorrente de AVC e que realizavam fisioterapia em um de 6 Hospitais seleccionados por conveniência; a média do tempo de diagnóstico foi de 306±1322,82 dias e do tempo de fisioterapia foi de 47±57,57 dias. Resultados: Obteve-se uma média de 24±14,51 pontos nas pontuações totais e um coeficiente de Alfa de Cronbach de 0,939, sem a exclusão de qualquer item; as correlações inter item variaram entre 0,395 e 0,916. Conclusões: Apesar da reduzida amostra e da sua heterogeneidade nas características e pontuações da escala, a Versão Portuguesa da MAS apresentou uma forte consistência interna, verificando-se que os itens estão, na sua maioria, muito correlacionados entre si, o que sustenta a adequação de cada item e apoia que, de forma geral, esta escala tem uma concepção lógica e estruturada.

Bobinas de radiofrequência em estudos mamários por ressonância magnética: modelos e qualidade de imagem

Em três equipamentos de Ressonância Magnética [1,5T] avaliaram-se e compararam-se 3 modelos de bobinas dedicadas para estudos mamários. A variável qualidade de imagem foi avaliada quantitativamente através dos indicadores: (i) relação entre o sinal e o ruído (SNR) e (ii) uniformidade do sinal (U). Na avaliação qualitativa consideram-se as variáveis: (iii) conforto proporcionado às voluntárias durante o exame, (iv) acessibilidade à mama para procedimentos de intervenção, (v) manipulação e posicionamento pelos Técnicos de Radiologia, (vi) possibilidade de selecção uni ou bilateral na aquisição da imagem e (vii) orientação da paciente dentro do magneto. Para a obtenção das imagens, 3 mulheres voluntárias, sem história conhecida de patologia mamária que representavam os padrões mamários 1, 2 e 3 da classificação BIRADS (35, 53 e 72 anos) foram submetidas a uma sequência RM utilizando-se a técnica de saturação espectral da gordura (SPIR), em ponderação T2. Procedeu-se a uma análise de variância factorial com cinco factores fixos sem réplicas e verificou-se que existiam diferenças significativas nas imagens relativamente aos valores médios da SNR e U nas três bobinas [SNR (valor-p=0, F=277,193) e U (valor-p=0, F=1487,95)]. A análise das comparações múltiplas de Tukey, permitiu verificar que existem diferenças significativas entre os valores médios da SNR e da U entre todas as combinações de pares de bobinas, sendo a bobina Z a que apresentou os valores médios da SNR e da U significativamente mais elevados [SNR (15,08u.a.) e U (0,58u.a.)] e, por isso, permitindo obter melhores imagens. Quanto à bobina X verificaram-se os valores de (SNR=4,77 e U=0,30u.a.) e para a bobina Y o SNR (2u.a.) e a U (0,06u.a). Verificou-se que a posição da ROI nos procedimentos de medida (correlação de Spearman) não influencia a qualidade da imagem (valor-p≥0 em todas as bobinas). A classificação mais elevada relativamente ao conforto foi atribuída à bobina X, seguindo-se a bobina Z. A escolha do modelo da bobina é importante para promover o aumento da qualidade das imagens, do conforto da paciente e manipulação nas manobras de posicionamento. Este estudo poderá contribuir como regulador dos aspectos financeiros e comerciais desenvolvidos entre marcas concorrentes no mercado.

Contributo para a validação da escala de avaliação de competências dos ortoptistas no rastreio visual infantil

Neste estudo de investigação foi analisada a estrutura factorial do questionário de “Competências dos Ortoptistas no Rastreio Visual Infantil - CORVI” e construída uma escala de avaliação de competências no rastreio visual infantil. Questionário CORVI é um questionário específico de autopreenchimento constituído por 47 itens, apresentados sob a forma de afirmações, agrupados por 3 dimensões analíticas de análise adaptadas do Tuning Educacional Structures in Europe (2004): competências sistémicas, competências interpessoais e competências instrumentais. Os itens que o constituem permitem identificar a percepção dos inquiridos sobre as competências que consideram possuir para a prática profissional do rastreio visual infantil. Este questionário foi submetido a validação facial e a pré-teste. A consistência interna foi analisada com recurso à Reliability Analysis com análise do índice alpha de Cronbach (α). Obtiveram-se bons valores de consistência interna para todas as dimensões de análise “Competências Sistémicas” (α = 0,916), “Competências Interpessoais” (α = 0,949) e “Competências Instrumentais” (α = 0,892).

Desenvolvimento de modelos para análise dinâmica de estruturas: Aplicação a barragens de betão e estruturas auxiliares

Com este trabalho mostra-se a importância da utilização integrada de modelos numéricos e de resultados da observação do comportamento dinâmico com vista ao controlo de segurança de grandes estruturas, particularizando para o caso da barragem do Cabril e da respectiva torre das tomadas de água. Descrevem-se os fundamentos da dinâmica de estruturas sob a perspectiva da realização de estudos no domínio do tempo e no domínio da frequência, e referem-se os princípios em que se baseiam as metodologias de identificação modal, utilizadas na interpretação e análise de resultados de ensaios de vibração ambiental. Apresentam-se os fundamentos do método dos elementos finitos na perspectiva da sua implementação computacional para análise dinâmica de estruturas, e apresenta-se sumariamente o programa MEFDIN3D, desenvolvido em MATLAB no âmbito deste trabalho, o qual permite a análise estática e dinâmica de estruturas utilizando elementos finitos de placa e tridimensionais. Analisam-se os parâmetros dinâmicos da torre, em termos de frequências naturais e configurações modais, utilizando modelos numéricos 2D (MEFDIN3D e SAP 2000) e um modelo 3D em SAP 2000. Os resultados destes modelos numéricos são comparados com resultados experimentais obtidos a partir de: i) ensaios de vibração ambiental com medição de acelerações no topo da torre e no corpo da barragem e; ii) de um sistema de observação em contínuo do comportamento dinâmico da barragem do Cabril, recentemente instalado em obra pelo LNEC. Após a calibração dos modelos numéricos, apresenta-se um estudo de previsão do comportamento dinâmico da torre sob acções sísmicas, efectuando a análise no domínio do tempo e por espectro de resposta. Por fim, apresentam-se resultados de um cálculo sísmico 3D da barragem do Cabril com o MEFDIN3D.

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.

Gestão integrada de sistemas de execução de processos WS-BPEL

O trabalho de projecto consiste numa proposta de solução para gestão integrada de sistemas de execução de processos de negócio. Os processos de negócio definem um quadro de realização de tarefas numa organização. Perante a constante evolução dos parâmetros do negócio, as organizações necessitam de adoptar metodologias que permitam ter mais controlo sobre a definição e execição dos seus processos, contribuindo para a sua automatização. Paralelamente a esta evolução, surgem iniciativas de linguagens para definição de processos e sistemas de execução provenientes de diversos fornecedores. Todos ele apresentam funcionalidades que permitem o acesso à informação de gestão de processos, mas, na sua generalidade, através de aplicações ou interfaces programáticas proprietárias. Esta abordagem constitui um problema de dependência das aplicações de gestão de processos relativamente à especificidade da gestão em diversos sistemas de execução de uma organização. O desenvolvimento deste projecto, com a elaboração de um protótipo demonstrador, visa a validação de um modelo uniforme para representação e acesso á informação de gestão dos processos de negócio. A estratégia elaborada segue uma abordagem de gestão integrada que permite unificar a gestão de processos em diversos sistemas de execução, usufruindo de outros modelos de referência para sustentar a proposta apresentada.

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.

Biblioteca para a realização de security token services

A família de especificações WS-* define um modelo de segurança para web services, baseado nos conceitos de claim, security token e Security Token Service (STS). Neste modelo, a informação de segurança dos originadores de mensagens (identidade, privilégios, etc.) é representada através de conjuntos de claims, contidos dentro de security tokens. A emissão e obtenção destes security tokens, por parte dos originadores de mensagens, são realizadas através de protocolos legados ou através de serviços especiais, designados de Security Token Services, usando as operações e os protocolos definidos na especificação WS-Trust. O conceito de Security Token Service não é usado apenas no contexto dos web services. Propostas como o modelo dos Information Cards, aplicável no contexto de aplicações web, também utilizam este conceito. Os Security Token Services desempenham vários papéis, dependendo da informação presente no token emitido. São exemplos o papel de Identity Provider, quando os tokens emitidos contêm informação de identidade, ou o papel de Policy Decision Point, quando os tokens emitidos definem autorizações. Este documento descreve o projecto duma biblioteca software para a realização de Security Token Services, tal como definidos na norma WS-Trust, destinada à plataforma .NET 3.5. Propõem-se uma arquitectura flexível e extensível, de forma a suportar novas versões das normas e as diversas variantes que os Security Token Services possuem, nomeadamente: o tipo dos security token emitidos e das claims neles contidas, a inferência das claims e os métodos de autenticação das entidades requerentes. Apresentam-se aspectos de implementação desta arquitectura, nomeadamente a integração com a plataforma WCF, a sua extensibilidade e o suporte a modelos e sistemas externos à norma. Finalmente, descrevem-se as plataformas de teste implementadas para a validação da biblioteca realizada e os módulos de extensão da biblioteca para: suporte do modelo associado aos Information Cards, do modelo OpenID e para a integração com o Authorization Manager.

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.

Empreendedorismo e novos modelos de gestão

Os principais desafios impostos às empresas portuguesas em engenharia industrial são uma preocupação! O empreendedorismo pode influenciar a maneira de gestão das mesmas. Esta dissertação pretende analisar o impacto das práticas de gestão, mais concretamente uma orientação empreendedora no desempenho das empresas portuguesas. Para tal foram estudadas empresas portuguesas, no sentido de saber as suas preocupações para com orientações empreendedoras e consequentemente avaliar a sua evolução e eficácia de uma forma empírica. O estudo realiza-se no sector das energias renováveis, sector este com um forte crescimento e evolução. A eficácia de empresas na área das energias renováveis, foi então estudada no sentido de aferir a evolução e o valor criado, com a utilização de práticas e políticas com vista à inserção de um espírito empreendedor Os resultados sugerem a influência da utilização de práticas empreendedoras no sistema interno de empresas bem como boas práticas e orientações para a aplicação de modelos de gestão virados para o empreendedorismo e as suas relações no desempenho das empresas portuguesas.