Desenvolvimento de um sensor óptico para determinação de Norfloxacina

A presente dissertação descreve o desenvolvimento e a caracterização de sensores ópticos com base em membranas de poli(cloreto de vinilo), PVC, para determinação de Norfloxacina em amostras do sector da aquacultura. Estes sensores basearam-se na reacção colorimétrica entre um metal imobilizado em PVC e a Norfloxacina. O metal foi escolhido com base em ensaios prévios de reacção colorimétrica entre a Norfloxacina e várias espécies metálicas, nomeadamente, Fe(III), Al(III), Pb(II), Aluminon, Mo(II), Mn(II), Ni(II), Cu(II), Co(II), Sn(II) e V(V). A reacção mais intensa foi obtida com o Fe(III). Neste sentido, numa primeira fase foram desenvolvidos sensores baseados em Fe(III). O efeito de alguns parâmetros experimentais na resposta desses sensores foi avaliado de modo univariado. Incluem-se aqui o efeito do pH, avaliado entre 2,00 e 6,00, e o da concentração de Fe(III), variada entre cerca de 1,00x10-5 M e 2,00x10-4 M. Os melhores valores foram obtidos a pH 3, para o qual se verificou um comportamento linear entre cerca de 1,00x10-5 M e 1,70x10-4 M de Fe(III). Utilizando as condições seleccionadas anteriormente, procedeu-se à caracterização do complexo sob ponto de vista químico. Os valores obtidos apontaram para a necessidade de um excesso de Fe(III) de, pelo menos, 10 vezes, no sentido de garantir a máxima extensão de complexação. O complexo referido apresentou, nestas condições, um comportamento linear ao longo do intervalo de concentrações de cerca de 7,00x10-5 M a 7,00x10-4 M em NOR. O complexo formado foi estável ao longo de 90 minutos. As condições óptimas para análise desse complexo numa superfície sólida foram obtidas após avaliação do efeito da quantidade de Fe(III) e do tipo e quantidade de solvente mediador (o-nitrofenil octil éter, di-n-octilftalato, dibutilftalato, bis(etilhexil)sebacato, bis(etilhexil)ftalato). O bis(etilhexil)sebacato foi o solvente mediador escolhido e a relação de quantidade entre o PVC e o solvente mediador foi igual a 1:2. O procedimento de preparação do sensor sólido e subsequente optimização foi aplicado a outras espécies metálicas, para além do Fe(III), tais como, Cu(II), Mn(II) e aluminon. A conjugação de todos estes metais permitiu desenvolver um array de sensores para despistagem de Norfloxacina em águas de aquacultura. Algumas membranas sensoras foram aplicadas com sucesso no controlo de Norfloxacina em amostras de águas ambientais dopadas. Os resultados obtidos com membranas de Fe(III) e Cu(II) foram exactos, tendo-se registado valores de concentração próximos dos reais. O método proposto permitiu, por isso, a despistagem rápida e eficaz da presença de um antibiótico em águas ambientais, permitindo ainda o seu doseamento a um baixo custo. Numa perspectiva de rotina, e tendo em vista a despistagem deste antibiótico, este método revelou-se mais rápido e mais barato do que os demais métodos descritos na literatura para este efeito.

Rede de monitorização ambiental em tempo- real com sistemas móveis

A compreensão das interacções entre os oceanos, a linha de costa, a qualidade do ar e as florestas só será possível através do registo e análise de informação geo-temporalmente referenciada. Mas a monitorização de grandes áreas apresenta o problema da cobertura espacial e temporal, e os custos nela envolvidos pela impossibilidade de disseminar a quantidade de estações de monitorização necessários à compreensão do fenómeno. É necessário então definir metodologias de colocação de sensores e recolha de informação de forma robusta, económica e temporalmente útil. Nesta dissertação apresentamos uma estratégia de monitorização ambiental, para meios hídricos, (ou de grande dimensão) que baseada em sistemas móveis e alguns princípios da geoestatística, fornece uma ferramenta de monitorização mais económica, sem prejuízo da qualidade de informação. Os modelos usados na geoestatística assentam na ideia de que medidas mais próximas tendem a serem mais parecidas do que valores observados em locais distantes e fornece métodos para quantificar esta correlação espacial e incorporá-la na estimação. Os resultados obtidos sustentam a convicção do uso de veículos móveis em redes de sensores e que contribuímos para responder à seguinte questão “Qual a técnica que nos permite com poucos sensores monitorizar grandes áreas?”. A solução passará por modelos de estimação de grandezas utilizados na geoestatística associados a sistemas móveis.

Desenvolvimento de sistema de teste de caixas de controlo electrónico

O objectivo desta Tese/Dissertação é conceber um sistema para a BOSCH Termotecnologia S.A., na qual exerço as funções de Engenheiro de Qualidade de Fornecedores de peças electrónicas, que permita testar funcionalmente dois tipos de PCBA (Printed Circuit Board Assembled) utilizados em dois modelos de esquentador estanque com denominação Celsius e Celsius Plus, produzidos nesta empresa para mercados de todo o Mundo. Os PCBA foram desenvolvidos internamente pelo departamento de ENG (Departamento de Desenvolvimento) e são actualmente peças de compra cujo fornecedor está localizado na China. Em primeiro lugar foi efectuado um estudo das necessidades da empresa relativamente aos projectos necessários para melhorar os processos de investigação de falhas e melhoria de Qualidade dos fornecedores de peças electrónicas, no contexto do departamento onde este projecto se insere. A conclusão chegada foi que existe uma grande necessidade de investigar avarias nas PCBA de compra do fornecedor asiático de forma rápida e precisa, de modo a que seja possível trabalhar mais activamente e rapidamente na melhoria de Qualidade do mesmo, melhorando, por exemplo, os seus processos produtivos. Em segundo lugar concebeu-se a solução a realizar. Optou-se por um conjunto hardware e software desenvolvido de raiz, que inclui um jig (gabarit anti-erro – Poke Yoke) dotado de agulhas para o teste FCT (Functional Circuit Test), um hardware de aquisição de dados analógicos e digitais adquirido para o projecto, um hardware de interface entre o PC (Personal Computer) e o hardware de aquisição de dados, e um software desenvolvido em LabVIEW versão 8.6 (Laboratory Virtual Instruments Engineering Workbench).

Estratégias de implementação de plataformas de e-maintenance na indústria: desenvolvimento de uma aplicação para um sistema logístico de viaturas

Mestrado em Engenharia Electrotécnica – Sistemas Eléctricos de Energia

Estimação nos modelos bivariados de médias móveis de valor inteiro

Nas últimas décadas, o estudo das séries temporais de contagem univariadas tem sido objecto de interesse crescente na literatura. Uma das classes de modelos mais populares é a dos modelos auto-regressivos e médias móveis de valor inteiro não-negativo, INARMA, obtida através da substituição da multiplicação por um operador aleatório, chamado thinning, nos modelos ARMA convencionais. Os modelos INAR para séries de contagem univariadas têm sido amplamente estudados na literatura no que diz respeito quer às suas propriedades probabilísticas quer à inferência estatística. Por outro lado, a classe alargada de modelos de médias móveis para séries de valor inteiro, INMA, em que as operações thinning em instantes diferentes são dependentes entre si, não tem sido objecto de tanta atenção. De facto os modelos INMA não são Markovianos pelo que a inferência estatística apresenta dificuldades adicionais. Actualmente o interesse na análise de séries temporais de contagem centra-se em modelos e métodos para séries multivariadas. Neste trabalho, consideram-se os modelos INMA bivariados propostos por Torres et al. (2012). Nesta classe alargada de modelos bivariados INMA, a estrutura de dependência entre as duas séries temporais é introduzia pela dependência entre os dois processos de chegada enquanto que a dependência em cada série é definida pela dependência de operações thinning em instantes diferentes. Consideram-se estimadores baseados em momentos: método dos momentos (MM), método dos momentos generalizados (GMM) e método dos momentos eficiente (EMM), assim como estimadores baseados na função geradora de probabilidades.

Desenvolvimento musical e educação no mundo social

Na aproximação do milénio, as funções da música e o acesso à música estão a transformar-se rapidamente. O antropólogo Merriam sugeriu que "provavelmente não há nenhuma outra actividade humana cultural que seja tão inHuente e que alcance, modele e frequentemente controle tanto o comportamento humano" (1964: 218) como a música, e a investigação psicológica está a começar a revelar o enorme poder que a música pode exercer sobre as pessoas, de várias maneiras. O meu próprio interesse reside nas funções psicológicas da música, que poderão genericamente ser resumidas em três domínios principais, nomeadamente as funções cognitivas, emocionais e sociais. Nesta apresentação argumenta-se que as funções sociais da música têm sido seriamente neglicenciadas e que, na verdade, estas funções complementam as cognitivas e as emocionais em aspectos importantes. Estas considerações devem estar no centro da educação musical. Considerando que as utilizações da música aumentam e se diversificam é importante que os jovens estejam na linha da frente das mudanças que estão a ocorrer e que assim possam tirar o máximo partido de eventuais benefícios. Isto é importantíssimo sobretudo numa época em que, pelo menos no Reino Unido, a música está a lutar pela sua sobrevivência como uma disciplina do currículo nacional, em resultado do pensamento recente do governo acerca da importância das competências básicas, ou seja, os três "R" (Ler, escrever, contar). Precisamos de ser capazes de mostrar que o quarto "R", "ritmo", pode promover benefícios na vida cognitiva, emocional e social das crianças, o que o torna tão indispensável como o número e a literacia. Esta apresentação engloba quatro áreas principais. Em primeiro lugar, abordam-se as transformações sociais e tecnológicas que têm ocorrido na própria música, aproximadamente durante a última década: o aumento das redes de computadores e o uso da Internet, a miniaturização e os custos decrescentes do equipamento pessoal de audição, o impacto do sistema MIDI, estão a exercer uma inHuência profunda na indústria da música e na educação musical. Em segundo lugar, referem-se algumas áreas específicas de investigação em educação musical para ilustrar a importância do contexto social, nomeadamente as preferências musicais dos adolescentes, os trabalhos de composição de crianças realizados em grupo e o conceito de auto-identidade na formação de professores de música. Esta breve abordagem leva a um resumo das funções sociais da música para o indivíduo, que parecem centrar-se na auto-identidade, nas relações interpessoais e no humor. Finalmente, propõe-se uma nova agenda para a investigação, centrada no contexto social.

Investigação em educação musical: perspectivas para o seu desenvolvimento em Portugal

As profundas transformações ocorridas na sociedade portuguesa, em geral, e na educação e na música, em particular, durante as duas últimas décadas, têm suscitado inúmeros debates nos meios educativos e nos órgãos de comunicação social. A expansão do ensino da música parece ter estimulado o desenvolvimento de uma maior consciência do papel da educação musical, bem como da necessidade de investigação nesta área. Nesta apresentação são abordadas diversas questões relativas à investigação em educação musical em geral e, em particular, no nosso país. São salientadas a necessidade e a importância da investigação no contexto educativo português, referindo-se o desenvolvimento recente da investigação em educação musical em Portugal. Algumas metodologias de investigação são apresentadas sumariamente e são também sugeridos temas e áreas de investigação considerados pertinentes.

Investigar o desenvolvimento musical da criança nos primeiros anos de escolaridade

Este artigo discute, em geral, os problemas que se colocam na investigação em contexto de sala de aula e, em particular, na investigação sobre o desenvolvimento musical. Na primeira parte apresentam-se algumas perspectivas teóricas acerca da avaliação das capacidades mus icais de crianças nos primeiros anos de escolaridade, bem como investigação nesta área do conhecimento. Na segunda parte discutem-se alguns exemplos práticos extraídos de um estudo levado a cabo pela autora, tendo em conta, por um lado, a possibilidade da sua aplicação futura e, por outro, os resultados obtidos.

Sistemas de avaliação de desempenho e gestão por objectivos: concepção, implementação e desenvolvimento

Trabalho de natureza profissional para a atribuição do Título de Especialista do Instituto Politécnico do Porto, na área de Recursos Humanos, defendido a 26-09-2012.

Desenvolvimento de uma metodologia baseada em redes neuronais para o cálculo da energia produzida por aerogeradores

O uso da energia eólica para a produção de eletricidade apresenta na última década um crescimento apreciável. Monitorizar o desempenho dos aerogeradores torna-se um processo incontornável, quer por motivos financeiros, quer por questões operacionais. Os investimentos despendidos na construção de parques eólicos são muito consideráveis, pelo que é essencial a análise constante dos aspetos preponderantes no retorno do investimento. A maximização da energia produzida por cada aerogerador é o objetivo principal da monitorização dos parques eólicos. Os sistemas Supervisory Control and Data Acquisition (SCADAs) instalados nos parques eólicos permitem uma supervisão em tempo real relativamente ao estado e funcionamento dos aerogeradores, adquirindo uma elevada importância na avaliação dos rendimentos energéticos e anomalias de funcionamento, garantido desta forma melhorias de produtividade. O objetivo deste trabalho é estimar a energia produzida pelos aerogeradores quando ocorrem falhas de comunicação com o seu contador interno ou avaria do mesmo. A ocorrência destas situações não permite a monitorização da energia produzida durante esse período. Foram analisados dados operacionais dos aerogeradores relativos a um parque eólico localizado na zona Norte de Portugal, sendo usados os dados recolhidos pelo sistema SCADA sobre a forma de médias de 10 min referentes ao período de janeiro de 2011 a agosto 2011. O desempenho da rede neuronal depende da qualidade e quantidade do conjunto de dados usados para o treino da rede. Os dados usados devem representar de forma fiel o estado que se pretende para o equipamento. Para a obtenção do objetivo proposto foi fundamental a identificação das grandezas disponíveis a utilizar no método de cálculo da energia produzida. Os resultados obtidos com aplicação das redes neuronais no método de cálculo da energia produzida por aerogeradores demonstram que independentemente do período de indisponibilidade da informação referente à energia produzida é possível estimar o valor da mesma.

Desenvolvimento do sistema de controlo de um braço robotizado e respetiva interface com o utilizador

A robótica tem evoluído de forma significativa nos últimos anos e passa a ser indispensável em várias aplicações nas áreas da engenharia, aeronáutica, medicina, entre outras. O estado da arte do presente trabalho está dividido em duas partes, uma que aborda vários aspetos relacionados com a robótica e outra com os aspetos da fundamentação matemática por de trás da robótica, porque para controlar o robô é necessário implementar expressões matemáticas para o poder controlar. Neste trabalho é apresentado um sistema de controlo do braço robótico MENTOR e o desenvolvimento de uma interface para o utilizador. Para o controlo do braço robótico foi necessário calcular a cinemática direta e inversa, para que se possa obter os ângulos das juntas para uma dada posição ou qual é a posição final do braço robótico para um valor das juntas. O sistema é bastante flexível e foi desenvolvido para ser utilizado essencialmente para aprendizagem de robótica, podendo no entanto ser utilizado em outras aplicações.

Desenvolvimento de módulos para planeamento e controlo de execução de missões de veículos aéreos não tripulados

Com a evolução da tecnologia, os UAVs (unmanned aerial vehicles) são cada vez mais utilizados, não só em missões de risco para o ser Humano, mas também noutro tipo de missões, como é o caso de missões de inspeção, vigilância, busca e salvamento. Isto devese ao baixo custo das plataformas assim como à sua enorme fiabilidade e facilidade de operação. Esta dissertação surge da necessidade de aumentar a autonomia dos UAVs do projeto PITVANT (Projeto de Investigação e Tecnologia em Veículos Aéreos Não Tripulados), projeto de investigação colaborativa entre a AFA (Academia da Força Aérea) e a FEUP (Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto), relativamente ao planeamento de trajetórias entre dois pontos no espaço, evitando os obstáculos que intersetem o caminho. Para executar o planeamento da trajetória mais curta entre dois pontos, foi implementado o algoritmo de pesquisa A*, por ser um algoritmo de pesquisa de soluções ótimas. A área de pesquisa é decomposta em células regulares e o centro das células são os nós de pesquisa do A*. O tamanho de cada célula é dependente da dinâmica de cada aeronave. Para que as aeronaves não colidam com os obstáculos, foi desenvolvido um método numérico baseado em relações trigonométricas para criar uma margem de segurança em torno de cada obstáculo. Estas margens de segurança são configuráveis, sendo o seu valor por defeito igual ao raio mínimo de curvatura da aeronave à velocidade de cruzeiro. De forma a avaliar a sua escalabilidade, o algoritmo foi avaliado com diferentes números de obstáculos. As métricas utilizadas para avaliação do algoritmo foram o tempo de computação do mesmo e o comprimento do trajeto obtido. Foi ainda comparado o desempenho do algoritmo desenvolvido com um algoritmo já implementado, do tipo fast marching.

Desenvolvimento de uma ferramenta para cálculo de estruturas em material compósito

Os desafios à engenharia moderna são cada vez maiores, pretendendo-se quase sempre obter estruturas mais leves, com propriedades mecânicas atrativas e muitas vezes com geometrias complexas. Com tais requisitos, um dos materiais que tem vindo a ter uma crescente aplicação é o material compósito. Contudo, no que toca ao cálculo estrutural destes materiais, tudo se torna mais complexo, já que são materiais que geralmente são formados por empilhamento de várias camadas de material heterogéneo, podendo estas encontrarem-se dispostas segundo diferentes orientações. Assim, a utilização de um software que permita a previsão das propriedades mecânicas de uma estrutura em material compósito através da micromecânica, a aplicação da Teoria Clássica dos Laminados e de um critério de rotura, como por exemplo o de Tsai-Hill, é fundamental para agilizar o processo de estudo da estrutura a fabricar. Para dar uma resposta a tal necessidade foi desenvolvida uma aplicação, em MATLAB® GUI, denominada CAFE – Composite Analysis For Engineers, com ambiente gráfico apelativo, que permite determinar todas as variáveis importantes no estudo de estruturas em material compósito. Esta aplicação visa suportar e agilizar a aprendizagem desta área do conhecimento, permitindo também o acesso ao código de cálculo por parte do utilizador, de modo a conhecerem-se as equações utilizadas e, eventualmente, ser alvo de futuros desenvolvimentos. O programa desenvolvido foi alvo de validação, recorrendo-se para tal, a uma comparação dos resultados obtidos entre o respetivo programa e por um outro programa de grande fiabilidade. Assim sendo, concluiu-se que o software CAFE apresenta resultados válidos, encontrando-se apto a ser utilizado.

Hemovigilância: desenvolvimento de um sistema de segurança do doente em Medicina Transfusional

Os Sistemas de Vigilância devem ser parte integrante e integrada dos Sistemas de Saúde, devendo ser capazes de detetar e prevenir os Problemas de saúde dos indivíduos e das populações. A hemovigilância corporiza-se por um ciclo sistemático de ações, que se iniciam com a recolha dos dados relevantes, realizado de um modo regular, frequente e periódico, seu ordenamento, consolidação, e interpretação descritiva e análise de tendências temporais e na estimativa de taxas. Focaliza-se ainda na disseminação rápida do verificado aos profissionais que participaram na recolha de dados, assim como a outros decisores que dela necessitem para levar a cabo ações de controlo e prevenção. O presente trabalho teve como Objetivo conhecer em profundidade os “porquês” e o “como” do desenvolvimento do Sistema de Hemovigilância Português evidenciando a sua unidade e identidade próprias identificando pistas para a explicação da sua implementação. O desenho aplicado foi um estudo de caso, sob a forma de caso histórico. Procurou-se reconstituir a evolução do sistema Português de Hemovigilância durante o período de tempo que decorreu entre 1995 e a atualidade. A implementação de um sistema de vigilância, como é o caso da hemovigilância assume-se claramente como um problema de planeamento, realizado em contextos que são de evolução lenta, mas que sofrem também influência de outros sistemas (programas) mas que de um modo geral visam prevenir ou controlar a doença, lesões, incapacidades ou morte. Apesar das dificuldades de implementação, o estudo e debate até agora realizado sobre o Projeto Nacional de Hemovigilância tem contribuído para um melhor conhecimento desta área e ser motor impulsionador da melhoria da prestação de cuidados em Medicina transfusional. Os resultados que se obtiveram representam um avanço na capacidade de analisar a segurança da transfusão, permitindo melhorar o conhecimento das intercorrências do processo transfusional e ao detetar falhas na cadeia transfusional, permitir emitir recomendações adequadas a uma melhoria sustentada da qualidade da transfusão. O desenvolvimento e implementação deste Sistema é um exemplo de cooperação entre Instituições do Serviço Nacional de Saúde, nomeadamente, o Instituto Português de Sangue a Autoridade para os Serviços de Sangue e Transplantação, as Unidades de Saúde, os notificadores e os profissionais que trabalham em toda a cadeia transfusional. A existência de um Sistema de Hemovigilância é uma exigência legal. No entanto, para além da satisfação desse cumprimento, em Portugal, verificamos que progressivamente, harmonicamente, tem vindo a ser alicerçada, construída participadamente por toda a comunidade científica e profissional a possibilidade de reconhecer a realidade portuguesa.