Estudo do comportamento acústico de protótipo inovador para compartimentação modular interior

A presente dissertação consiste no estudo acústico de um módulo amovível para compartimentação interior, considerando um primeiro protótipo, ainda em desenvolvimento. É um elemento vertical de divisão de espaços interiores, pré-fabricado que não requer a utilização de calhas ou apoio técnico, de rápido e fácil posicionamento, ajustável ao pé direito do local onde é instalado, mantendo, ainda assim, as características chave de uma divisória convencional. Um conjunto de módulos deste tipo, dispostos linearmente, formarão um divisor que permitirá a personalização de qualquer área interior, nomeadamente habitações, escritórios, galerias, entre outros. A principal característica que diferencia este elemento das soluções existentes actualmente no mercado é a sua mobilidade depender exclusivamente de um conjunto de rolamentos integrados na base de cada módulo. Através de um sistema de elevação incorporado, o utilizador pode baixar o módulo, movê-lo para a posição desejada e voltar a elevá-lo até que este fique comprimido contra a laje do tecto, ficando assim estável. O trabalho realizado pretendeu aprofundar conhecimentos na área de acústica para que possam ser introduzidas modificações num segundo protótipo a ser desenvolvido futuramente. Dessa forma, realizaram-se diversos ensaios que decorreram no laboratório de acústica do LNEC. Inicialmente procedeu-se à materialização de um ensaio de absorção sonora, realizado para uma única tipologia do módulo, e efectuou-se um mapeamento de medições do nível de pressão sonora. A execução de adaptações no sistema e a abertura na parede, que separa as câmaras reverberantes, possibilitou a concretização de diversos ensaios de isolamento sonoro a sons aéreos para diferentes tipologias do mesmo. Os resultados destes ensaios permitiram não só concluir quais os materiais que deverão ser preferencialmente contemplados neste tipo de solução, com vista a um melhor desempenho acústico, como também adiantar dados adicionais que poderão ser relevantes na fase de projecto deste tipo de estruturas aligeiradas.

Aferição do spastiMed em contexto clínico

A espasticidade é uma alteração motora provocada por uma lesão do Sistema Nervoso Central. Esta alteração evidencia-se quando há um movimento passivo do membro afectado e há uma resistência associada, a contrariar o movimento. Esta resistência deve-se à hiperexcitabilidade do reflexo de estiramento tónico e é tanto maior, quanto maior a velocidade do movimento. Uma vez que tem um grande impacto na qualidade de vida do indivíduo, nomeadamente na sua independência, é imperativo um melhor diagnóstico para maior entendimento desta condição e melhor possibilidade de reabilitação do indivíduo. Para tal é necessário maior objectividade e robustez na quantificação da espasticidade. Actualmente não há consenso quanto à metodologia de avaliação, havendo várias abordagens, destacando-se os métodos clínicos, neurofisiológicos e biomecânicos. Destas abordagens, a mais comum é a utilização de métodos clínicos que se fundamentam na capacidade subjectiva do clínico sentir a resistência ao estiramento passivo do membro afectado. Os métodos neurofisiológicos são de difícil execução, uma vez que se baseiam em dados de electromiografia, não sendo exequível em contexto clínico, com a rapidez necessária. Nos métodos biomecânicos existentes ainda subsiste grande dificuldade em criar instrumentação adequada para aplicação clínica e os resultados obtidos revelam grande dependência humana do executante que efectua o diagnóstico. O protótipo desenvolvido, SpastiMed, tenta quantificar esta disfunção, rectificando esta subjectividade, para um maior rigor e objectividade no seu diagnóstico. Trata-se de um dispositivo motorizado e controlado electronicamente. O objectivo deste projecto é comprovar a fiabilidade do protótipo na detecção e quantificação da espasticidade biomecanicamente. Para tal, foi necessário efectuar alguns melhoramentos na configuração electromecânica, redesenhou-se a interface para ser aplicado em contexto clínico e adquiriu-se dados em indivíduos que não apresentam diagnóstico de espasticidade. Também foram recolhidos alguns dados de indivíduos com esta disfunção, para posterior criação de algoritmos automáticos de avaliação. Agregando estes factores a um instrumento de reduzidas dimensões e fácil aplicação no indivíduo, simplifica-se a sua utilização em ambiente clínico, reduzindo também a dependência humana para avaliação da espasticidade.

Protótipo para o diagnóstico do estado dos vasos sanguíneos

De acordo com estatísticas recentes, as doenças cardiovasculares e as principais complicações associadas, como a Aterosclerose e a Hipertensão Arterial, constituem a principal causa de morte em todo o mundo. Verifica-se ainda uma incidência crescente na população jovem, mas ainda não existem métodos suficientemente eficazes para o diagnóstico precoce de Aterosclerose. Deste modo, o objectivo principal do presente trabalho consiste no desenvolvimento da instrumentação e de um método não-invasivo, rápido e barato, que permita caracterizar o estado dos vasos sanguíneos na sua norma e patologia. Neste trabalho propõe-se uma metodologia inovadora para a avaliação do estado dos vasos sanguíneos, baseada na análise do sinal fotopletismográfico de propagação da onda de pulso, tendo-se efectuado um estudo comparativo de dois métodos de aquisição de pulsos: Método 1, no qual se adquirem pulsos das digitais da mão e do pé; e Método 2, pelo qual se obtêm os pulsos da Radial e da “pedis dorsalis”. Os principais parâmetros analisados neste trabalho foram o Índice de Rigidez (m/s) e Índice de Reflexão (%), que depende essencialmente do tónus das artérias periféricas. Igualmente, foi determinada a Velocidade da Onda de Pulso pelo Método Gold-Standard e pelo Método de Frank, e o Índice de Função do Endotélio (%), que foi obtido recorrendo à Hiperemia Reactiva. No Capítulo 1 do presente trabalho, apresentam-se os aspectos mais importantes da Aterosclerose e os métodos de diagnóstico actualmente utilizados, bem como os fundamentos gerais da hemodinâmica e as propriedades mecânicas e fisiológicas dos vasos sanguíneos. No Capítulo 2 analisam-se os métodos não-invasivos utilizados em estudos clínicos para a medição da velocidade de propagação da onda de pulso, e também se apresenta uma nova metodologia para a caracterização do estado dos vasos sanguíneos, que consiste na análise de vários de parâmetros a partir do sinal fotopletismográfico da onda de pulso. No Capítulo 3 descreve-se a instrumentação utilizada na actividade experimental desenvolvida, assim como as principais características dos sensores para a aquisição do sinal fotopletismográfico. Destaca-se ainda a calibração efectuada, o software utilizado para o processamento das medidas experimentais, e a elaboração da rotina de aquisição de dados. Os dados experimentais, adquiridos através do método proposto para diferentes faixas etárias, estão apresentados no Capítulo 4, bem como a análise e discussão dos resultados obtidos. E finalmente, no Capítulo 5, apresentam-se as principais conclusões e as perspectivas futuras.

Plataforma smartphone para biossensores de espectroscopia de infravermelho próximo

O tema “Plataforma smartphone para biossensores de Espectroscopia de Infravermelho Próximo”, surge no âmbito da instrumentação médica, na área das BCI – Brain Computer Interfaces, devido à necessidade de encontrar um dispositivo portátil, de custo acessível e elevada performance que permita obter informação acerca da actividade neuronal do córtex motor no decorrer duma determinada tarefa. O objectivo do trabalho consiste no desenvolvimento duma sonda capaz de detectar as alterações hemodinâmicas que ocorrem no córtex, bem como toda a instrumentação inerente à aquisição do sinal e transmissão dos dados para um computador, a análise dos dados e por fim o desenvolvimento de uma aplicação em Android para visualização dos resultados. Foi desenvolvida uma banda para a cabeça, composta pela sonda NIRS: LEDs (Light-Emiting Diodes) de 940nm e 660nm e os respectivos fototransístores de detecção, bem como toda a electrónica de condicionamento do sinal captado. Num módulo à parte, alimentado por duas baterias de 9V, encontram-se os circuitos electrónicos onde é possível regular ganhos de amplificação e offsets. Os dados foram adquiridos pelo microcontrolador Arduíno Uno, usando uma taxa de amostragem de 50Hz em cada um dos dois canais utilizados. O controlo do Arduíno foi feito utilizando o LabVIEW. Para o processamento dos dados, visualização e cálculo das concentrações de oxi e desoxi-hemoglobina no sangue recorreu-se ao Matlab. O sistema foi calibrado com recurso a um oxímetro de pulso clínico usado em cinco indivíduos saudáveis. Finalmente o sistema foi testado ao colocar-se o sensor NIRS sobre o córtex motor esquerdo de nove indivíduos saudáveis destros, fazendo-se uma aquisição de dados durante dois minutos. Utilizou-se um paradigma de 10s de repouso seguido de 10s a abrir e fechar a mão. O sistema NIRS conseguiu medir as alterações que ocorrem nas concentrações de oxi e desoxi-hemoglobina devido à actividade motora de abrir e fechar a mão. Dado o princípio físico ser o mesmo do dos oxímetros convencionais, conseguiu-se ainda medir com sucesso a frequência cardíaca e a saturação percentual de oxigénio após a calibração do sensor. As medidas podem ser visualizadas numa aplicação desenvolvida para o Android. Os resultados sugerem que com esta abordagem, este tipo de dispositivo pode estar disponível a baixo custo quer para doentes quer para indivíduos saudáveis, por exemplo em aplicações de telemóvel.

Limitações dos sistemas de transmissão AC quando aplicados a parques eólicos offshore

De modo a garantir as metas propostas pela União Europeia de diminuição de emissão de gases poluentes, alguns países membros apostaram na tecnologia eólica offshore. Com a evolução tecnológica, estes países pretendem aumentar as potências instaladas nos parques eólicos offshore, garantindo a sua otimização ao estarem em águas profundas, tendo assim um maior aproveitamento do potencial eólico. Com esta dissertação, realizou-se um estudo para analisar, sob o ponto de vista de modelos, as limitações dos sistemas de transmissão em HVAC (High Voltage Alternating Current) quando estabelecidos em cabos submarinos. Os mecanismos dos sistemas de alimentação em HVAC, na forma tradicional (linhas aérea), são confrontados com condicionalismos. Este tipo de infraestrutura submarina impõe restrições, pelo simples facto dos parâmetros de capacidade e indutância serem bastante significativos, que para uma situação de trânsito de energia, inviabilizam o transporte de energia, devido ao elevado consumo de potência reativa, bem como os seus custos extremamente elevados. Assim, os sistemas de alimentação em HVAC quando aplicados a parques eólicos offshore apresentam limitações. O recurso à tecnologia HVDC (High Voltage Direct Current), poderá ser a solução que se revela mais adequada para os sistemas de transmissão de energia associados aos parques eólicos offshore. Para além dos fatores técnicos é fundamental considerar os custos associados à construção e exploração do parque eólico, sendo fundamental analisar todos os dados relacionados com o projeto.

Reabilitação de taludes de aterro em encostas – análise de um caso numa ferrovia em Odemira

A presente dissertação refere-se ao acompanhamento de uma reabilitação, a cargo da empresa Tecnasol (antigo grupo EDIFER), empreendida num aterro de uma ferrovia, na região de Odemira, situado numa encosta xistenta/pelítica. Trata-se de um trecho centenário de uma linha ferroviária, em curva, que se estende ao longo de cerca de 250 m, construído em aterros de qualidade fraca que demonstravam sinais de instabilidade ao longo dos últimos anos. O autor participou ativamente nas reuniões de obra, no desenvolvimento e planeamento da obra, no controlo das atividades de produção, segurança e controlo de qualidade, integrado numa equipa com competência e experiente na área da geotecnia. Neste contexto, faz-se referência à problemática dos taludes de aterro em infraestruturas de transporte, em particular dos situados a meia encosta, e descrevem-se as principais etapas da obra, abordando-se o seu enquadramento histórico, bem como as medidas de monotorização adotadas, tanto em fase de obra, como anteriormente. Finalmente tecem-se algumas considerações sobre eventuais soluções alternativas e de futuros trabalhos a desenvolver.

Caracterização do conforto acústico em edifícios de habitação

A presente dissertação tem como objectivo realizar uma avaliação da percepção do conforto acústico no interior das habitações, pelos seus habitantes. Estes dados subjectivos foram posteriormente relacionados com os descritores físicos utilizados para a caracterização do desempenho acústico de elementos construtivos. Para as amostras seleccionadas, três empreendimentos em Lisboa, os resultados acústicos dos mesmos foram obtidos pela análise de diversas notas técnicas, realizadas pelo departamento de Acústica e Iluminação do Laboratório Nacional de Engenharia Civil de Portugal. No âmbito deste estudo e em conjunto com o Laboratório Nacional de Engenharia Civil, e laboratórios congéneres europeus, desenvolveu-se um estudo, no formato de questionário, sobre as características de conforto acústico no interior dos edifícios de habitação em Portugal, o questionário COST TU0901. O questionário foi analisado em três partes. A 1ª parte corresponde à análise das questões referentes aos dados pessoais, a 2ª parte contém questões que pretendem medir a percepção dos moradores ao ruído no último ano e a 3ª parte tenta medir a sensibilidade dos mesmos ao ruído. Este estudo tem por base as respostas de 89 moradores de três empreendimentos, A,B e C, ao questionário mencionado anteriormente, que posteriormente foram analisadas através do pro-grama de cálculo estatístico SPSS - Statistical Package for the Social Science. Resultaram do estudo alguns indicadores comparáveis mas conclui-se que é essencial aumentar a amostra de casos de estudo para a apresentação de melhores resultados finais. As respostas ao questionário ajudaram na definição das exigências apropriadas que devem integrar a legislação sobre os requisitos acústicos de edifícios. Estas exigências têm como finalidade a prevenção de construção de soluções construtivas inadequadas, e a definição de condições de conforto acústico satisfatório. Exigências demasiado restritivas, conduzem a preços de habitações desnecessários, e por esse facto é importante avaliar as opiniões dos residentes, e a correspondente percepção sobre a satisfação relativamente ao isolamento acústico dos edifícios.

Contributo para a modelação do estudo do comportamento de barragens de aterro com o auxílio de redes neuronais artificiais

O conhecimento do comportamento das barragens de aterro é essencial para garantir o seu funcionamento adequado e para que os objetivos de utilização delineados inicialmente para o respetivo aproveitamento hidráulico possam ser cumpridos. Os fatores de maior relevância num estudo deste tipo de barragens, considerando que apenas estão sob solicitações estáticas, são as pressões de água, registadas em piezómetros, os caudais percolados e os deslocamentos superficiais, geralmente medidos em marcas de nivelamento ou em alvos colocados em peças de centragem forçada. Na presente dissertação pretende-se, com base no conhecimento dos registos dessas medições feitas anteriormente e recorrendo a modelos de inteligência artificial, predizer o valor que se obteria em próximas medições, ajudando assim a decidir qual o melhor procedimento para remediar ou tratar um problema de comportamento relacionado com as variáveis em estudo. Esta dissertação divide-se essencialmente em três partes. Primeiramente, introduzem-se os conceitos relativos à segurança de barragens de aterro, de acordo com o regulamento de segurança adotado em Portugal, dando relevo ao tipo de observação a que são submetidas. Seguidamente, introduz-se o conceito de redes neuronais artificiais e apresenta-se a base de dados, criada com o intuito de uniformizar e melhorar a organização dos valores em estudo das barragens de aterro, que têm sido acompanhadas pelo Laboratório Nacional de Engenharia Civil. Com esta pretende-se facilitar a utilização destes elementos por programas de inteligência artificial. Por último, é feito o enquadramento de um caso de estudo, uma barragem de aterro no Norte de Portugal – barragem de Valtorno-Mourão. Utilizando o Neuroph Studio, os dados relativos à observação desta barragem são aplicados numa rede neuronal artificial, Multi Layer Perceptron Backpropagation Neural Network, permitindo antever comportamentos futuros. Os resultados obtidos são discutidos e perspetivam-se trabalhos para continuar a desenvolver a investigação efetuada.

Requalificação de um espectrómetro Kratos XSAM 800 para espectroscopia de fotoelectrões de Raios-X

A espectroscopia de fotoelectrões de raios-X (XPS - X-ray Photoelectron Spectroscopy)é uma das técnicas de análise de superfícies mais importantes e mais usadas em diversasáreas científico-tecnológicas e industriais. Com ela é possível determinar quantitativa equalitativamente a composição elementar e a composição química aproximada, respectivamente,e estrutura electrónica dos elementos presentes para diferentes tipos de materiais. O laboratório de ciência de superfícies do Departamento de Física da FCT-UNL encontra-se equipado com um sistema de ultra-alto vácuo Kratos XSAM 800 contendo a instrumentação necessária para se realizar XPS. No entanto, o equipamento precisava de uma requalificação. O controlo e aquisição de dados do espectrómetro era feito por um computador PDP11 de 16-bits que actualmente não é comercializado e não tem qualquer suporte técnico por parte do fabricante. Foi substituído por um computador moderno e por uma placa genérica de aquisição de dados. Para que a análise quantitativa pela técnica de XPS seja precisa, é necesssário fazer a caracterização do sistema. Isso implica o conhecimento de parâmetros como a função de transmissão do espectrómetro e a linearidade da resposta do sistema de detecção. Foi feito um estudo da linearidade da resposta do sistema de detecção e determinou-se experimentalmente a função de transmissão do espectrómetro. Os resultados obtidos para a função de transmissão mostraram estar qualitativamente de acordo com os resultados obtidos por outros na literatura. A transmissão da coluna óptica do analisador de energia de electrões foi posteriormente submetida a um processo de optimização, através da implementação de um algoritmo evolutivo diferencial para optimização de funções, recorrendo a linguagem de programação gráfica LabVIEWTM.

Voice and presence

De que forma pode a voz ser considerada enquanto tema de investigação filosófica? Utilizando principalmente aproximações fenomenológicas, esta tese é uma tentativa de mapear uma constelação transdisciplinar de pontos-­‐chave temáticos, onde a voz surge como uma manifestação expressa de presença e de processos vitais. Simultaneamente situada, corpórea e transgressora no contexto da noção de território acústico, a ambiguidade da voz e o seu potencial enquanto fenómeno, conceito e ressonância tangível de subjetividade, são explorados através do recurso a análise de fontes pertencentes à Filosofia Antiga, aos Estudos Sonoros, à Ciência Acústica, à Fenomenologia e à Pesquisa Artística.