Aplicação dos métodos de Taguchi e estudo da capacidade do processo: caso de estudo na indústria automóvel

Dissertação apresentada na Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Mecânica

Classificação da ocupação do solo através da segmentação de uma imagem de satélite de alta resolução

Este caso de estudo tem como objetivo demonstrar a utilidade da utilização de imagens de satélite de alta resolução para a produção de cartografia temática em áreas urbanas, bem como, experimentar a extracção de elementos de uma imagem de alta resolução a partir de protocolos de segmentação, aplicando uma abordagem orientada por regiões, e recorrendo a dados de uma cena do satélite WorldView2 com as suas novas 4 bandas adicionais. Definiu-se uma nomenclatura de ocupação de solo com base na fotointerpretação da imagem, criou-se uma legenda hierarquizada por 3 níveis de desagregação. No primeiro nível incluiu-se sete classes, no segundo nível as classes foram classificadas pelo nome dos objetos identificados na fotointerpretação, e o terceiro nível foram classificados pelas características dos objetos definidos no nível anterior. Foram criados segmentos de treino através do algoritmo da segmentação, que tem como função criar segmentos vetoriais com base na similaridade espectral e no valor espectral dos conjuntos dos pixéis vizinhos, testou-se varios parâmetros de segmentação de modo a obter o nível de segmentação que visivelmente na imagem se aproximasse mais aos objetos reconhecidos, para assim se gerar as assinaturas espectrais dos objetos representados pela segmentação, procedendo-se à classificação de ocupação de solo baseada nos segmentos.

Aplicação do método da capacidade de retenção de solventes na determinação da qualidade de farinhas panificáveis

A caracterização do trigo através de parâmetros estruturais, de processamento e de composição química, permite antecipar a sua aptidão tecnológica. As análises físico-químicas e reológicas aplicadas à farinha permitem avaliar e predizer o seu comportamento no processo de panificação. Foram estudados dois tipos de farinha de trigo a nível físico-químico, tendo-se determinado a humidade, cinza, proteína, glúten (húmido e seco) e capacidade de retenção de solventes, e a nível reológico, tendo-se realizado as avaliações alveográficas e farinográficas. Pretendeu-se aplicar o método da capacidade de retenção de solventes, que mede a capacidade de retenção de cada um de quatro solventes (água e soluções de ácido láctico, carbonato de sódio e sacarose) após centrifugação para determinação da qualidade das farinhas destinadas a produtos de panificação. Na farinha T65P2 verificou-se uma forte correlação entre a capacidade de retenção de solventes do ácido láctico e a extensibilidade, e entre a capacidade de retenção de solventes da sacarose e a absorção obtida no ensaio farinográfico. Para a farinha T65P3 verificou-se uma correlação forte entre a capacidade de retenção de solventes da água e o teor em cinza. O método de capacidade de retenção de solventes tem um potencial de aplicação que merece ser estudado no sentido de melhorar a predição científica sobre a aptidão dos trigos e as características panificáveis de farinhas de trigo.

Redes de acesso aleatório com capacidade de receção de múltiplos pacotes

Com o aumento do número de dispositivos móveis, os sistemas de comunicação sem fios têm evoluído de forma a aumentar os débitos de transferência de dados. Nos sistemas de comunicação sem fios tradicionais, um nó recetor apenas permite a receção de um sinal de cada vez (Single Packet Reception - SPR). Com o aparecimento de técnicas de receção múltipla (ex. CDMA, UWB, MU-MIMO), tornou-se possível a receção de múltiplos pacotes em simultâneo (Multipacket Reception - MPR). Porém, os protocolos de controlo de acesso ao meio (MAC) não foram adaptados de forma a tirar partido da capacidade de MPR no recetor. Esta dissertação aborda a condição de receção de múltiplos pacotes em simultâneo, caracterizando o número médio de pacotes recebidos, tendo em conta o número total de transmissões. A partir desta caracterização, é estudado o desempenho de três protocolos MAC. Os protocolos são baseados numa fase de negociação seguida de uma fase de transmissão. A caracterização do número médio de pacotes recebidos permite avaliar de uma forma integrada (nível físico e MAC) o desempenho dos diferentes protocolos MAC. Finalmente, a avaliação de desempenho evidencia o aumento de débito quando é utilizado MPR nas duas fases (negociação e transmissão), o que constitui um bom ponto de partida para o desenho de futuros protocolos MAC para sistemas MPR.

Fitorremediação de águas residuais contaminadas com Cd e Ni por três genótipos de Miscanthus

Fitorremediação, o uso de vegetação para a descontaminação de diferentes matrizes, é uma estratégia de baixo custo e tem sido apontada como uma metodologia passível de atenuar e estabilizar águas residuais. Neste contexto, este estudo tem como principal objectivo avaliar a capacidade fitorremediadora de três genótipos de Miscanthus (duas espécies - Miscanthus sinensis e Miscanthus floridulus, e um híbrido – Miscanthus x giganteus) a águas residuais contaminadas com cádmio e níquel (2,0 mg Ni/L e 0,2 mg Cd/L). Os resultados demonstraram que a irrigação com águas residuais contaminadas com Cd e Ni não afecta a produtividade dos três genótipos de Miscanthus em estudo e que o M. x giganteus e o M. floridulus registaram produtividades mais elevadas que o M. sinensis. Contudo, o M. x giganteus, demonstrou tendencialmente uma redução da sua produção com a contaminação de Cd. A biomassa obtida dos ensaios irrigados com águas residuais contaminadas apresentaram maior teor de Cd e Ni, do que a biomassa recolhida dos ensaios Controlo. O sistema Miscanthus-solo registou valores de remoção de Cd de 100%, e de Ni de 96-100%, no caso do M. x giganteus e do M. sinensis. O M. floridulus, contudo, demonstrou menos potencial de fitorremediação no que diz respeito à remoção de Ni das águas residuais: apenas 58% de Ni foi removido pelo sistema “biofiltrador”. Ainda assim, verificou-se a acumulação de Cd e Ni no perfil superior do solo devido à irrigação com as águas residuais contaminadas, o que demonstra a necessidade de controlo desta técnica de modo a prevenir possíveis efeitos negativos no ambiente.

Fitoremediação de águas residuais contaminadas com Zn ou Cu utilizando Arundo donax L.

A maioria dos países está demasiado dependente dos combustíveis fósseis para satisfazer as suas necessidades energéticas, em todos os seus principais sectores de actividade. A produção de culturas energéticas tem vindo a ser equacionada como uma alternativa muito promissora para substituir parcialmente esses recursos fósseis na produção de energia. De entre as diversas espécies, preferencialmente não alimentares, que podem ser cultivadas com o intuito de utilizar a sua biomassa para produzir energia, o Arundo donax apresenta-se como uma das mais promissoras, devido à sua elevada produtividade, resistência a baixos regimes hídricos, característicos dos países mediterrânicos nos meses de Verão, e a pragas. Para além do potencial de utilização como cultura energética, o Arundo donax também apresenta capacidade para remover metais pesados do substrato onde se encontra estabelecido, podendo ser utilizado para remover contaminantes do solo e das águas residuais. A utilização de águas residuais para irrigação de culturas energéticas, permite, não só, contrabalançar a escassez ou a sazonalidade da precipitação, mas também reduzir a necessidade de utilização de fertilizantes, combinando assim vantagens ambientais e económicas. Neste trabalho, foi avaliada a capacidade do Arundo donax na fitoremediação de águas residuais contendo zinco ou cobre, nomeadamente os efeitos na sua produtividade e qualidade da biomassa, bem como a capacidade de extrair aqueles metais da água residual afluente. Este ensaio foi realizado em vasos, em condições controladas, com diferentes regimes hídricos e com a duração de dois ciclos vegetativos. Os resultados obtidos permitem verificar que as concentrações de zinco e cobre testadas não afectam grandemente a produtividade nem a qualidade da biomassa produzida. Verificou-se uma maior acumulação de zinco nos rizomas e nas folhas e uma maior acumulação de cobre nas folhas e nas raízes. O sistema solo-planta consegue reter acima de 90% do zinco/cobre afluente, resultando na depuração da água residual. As percentagens de remoção pela planta podem ser superiores a 8% e 3% para zinco e para cobre, respectivamente. A rega de Arundo com águas residuais contaminadas com zinco ou cobre apresenta vantagens do ponto de vista ambiental, nomeadamente em termos de sequestro de carbono e na deplecção de recursos hídricos e minerais. Além disso a biomassa pode ser valorizada economicamente para produção de energia ou biomateriais.

Cenários de alterações de uso e ocupação do solo até 2040 em Portugal Continental

Uma previsão de alterações futuras, assim como a simulação de cenários, podem sobretudo auxiliar e permitir uma antevisão de políticas de desenvolvimento de ordenamento do território. O desenvolvimento dos Sistemas de Informação Geográfica (SIG) nesta área permite, em conjunto com modelos espaciais, a simulação de cenários alternativos de uso e ocupação do solo com base em alterações passadas. O presente estudo consiste, numa primeira parte, na previsão em termos quantitativos do uso e ocupação do solo em Portugal Continental, utilizando um modelo de Markov para os anos de 2020, 2030 e 2040, tendo como base as alterações ocorridas entre 1990 e 2000. Este modelo permite prever a mudança de forma quantitativa do uso e ocupação do solo com base nas alterações do período imediatamente anterior. Estas previsões foram feitas para todo o território continental e detalhadamente para cada uma das cinco regiões NUTS II. Numa segunda parte, o modelo espacial de simulação de alteração de uso e ocupação do solo para o ano de 2040 foi realizado com recurso a cadeias de Markov com Autómatos Celulares e com base em Regressão Logística. Foi através do modelo, baseado em Autómatos Celulares, e após validação positiva deste, que se simularam três cenários futuros: (1) cenário de sustentabilidade ambiental; (2) cenário de desenvolvimento industrial; e (3) cenário de desertificação utilizando como referência a previsão para 2040, considerando o cenário Business-as-Usual.

Produção de biodiesel, situação atual e perspetivas futuras

Foi objetivo deste trabalho, reunir informação sobre o estado atual do biodiesel no seu contexto geral em todo no mundo, fazendo um cruzamento de dados para nos ajudar a compreender a situação atual do biodiesel, em Portugal, assim como na Europa e no mundo. Começou-se por realçar a importância do Biodiesel, vantagens e desvantagens da utilização do biodiesel, considerando os aspetos ambientais, sociais e políticos associados à produção e utilização de biodiesel. No caso europeu, foi sublinhada a relevância da produção de biodiesel no contexto atual da diretiva renováveis. No que diz respeito a Europa, a colza e o girassol são as oleaginosas que representam um papel mais relevante na produção de biodiesel. A França e a Alemanha são países de destaque na Europa neste contexto, em que a Alemanha é responsável por cerca de 42% da produção mundial, sendo a sua produção feita a partir da colza. Na Europa, as principais empresas que estão a produzir biodiesel são a OVI, Prio Energy e Ecomotion. Os principais constrangimentos à produção de culturas para produção de biodiesel prendem-se com a mudança de uso do solo. Foi também objetivo salientar alguns aspetos e dados sobre a situação nacional. Atualmente as grandes produtoras de biocombustíveis – biodiesel –, a nível nacional são a Iberol e a Torrejana, detida pela Tracopol (base soja e colza). Estas duas empresas têm uma capacidade instalada de 200 mil toneladas, que é adquirida na totalidade pela Galp, o que permitiu atingir os 3% de penetração no combustível líquido comercializado. No entanto, em termos de área agrícola necessária a GALP aponta para a necessidade de 700000 e 1000000 ha, sendo inevitável a importação de semente para a produção de biocombustíveis. No que diz respeito ao continente americano, a oleaginosa mais usada é a soja sendo os principais países produtores o Brasil e os EUA. Também neste continente, a mudança do uso do solo é uma das principais condicionantes à produção destas culturas ricas em óleo. O continente asiático tem apostado fortemente na produção de culturas oleaginosas, com maior relevância para o óleo de palma. No extremo oriente, o óleo de palma é a matéria-prima mais representativa para a produção de biodiesel, sendo os principais países produtores a Malásia, a Indonésia e a China. A mudança do uso do solo é também problemática na produção de culturas para produção de óleo. No continente africano, Moçambique foi o país abordado com as suas culturas energéticas, as problemáticas das divisões dos terrenos e a aposta da Galp e da Visabeira no óleo de jatropha e de palma. No resto do continente a aposta tem recaído na produção de jatropha mas sem grandes sucessos.

Processos de Degradação do Solo na Região Autónoma dos Açores

A RAA ou o Arquipélago dos Açores é formado por nove ilhas, distribuías por três distintos grupos: O Grupo Oriental é composto por São Miguel e Santa Maria, o grupo Central é composto pelas Ilhas da Terceira, São Jorge, Graciosa, Pico e Faial e o grupo Ocidental é composto pelas Ilhas de Flores e Corvo. A RAA possui um clima temperado marítimo, que se caracteriza por temperaturas amenas com fracas amplitudes térmicas anuais, elevada humidade relativa do ar e por uma pluviosidade distribuída ao longo do ano. O Relevo é acidentado composto por montanhas que possuem diversas caldeiras, cones vulcânicos, ravinas de grande dimensão e vales estreitos e profundos por onde correm um grande número de pequenos cursos de água, denominados por ribeiras. Os solos presentes nas nove ilhas dos Açores pertencem na sua maioria à categoria - Andossolos - estes são uma das fases de criação de um solo de origem vulcânica, surgem por norma 200 anos após uma erupção vulcânica, alcançando o topo das suas características cerca de cento e cinquenta mil anos após a erupção. As ilhas que compõem a RAA estão muito expostas a processos de degradação do solo, principalmente através da erosão hídrica e da erosão do litoral. Este facto justifica-se pelas características topográficas, litológicas e climáticas das ilhas.

Avaliação da capacidade resistente de placas de ancoragem em condições drenadas

Esta dissertação tem por objetivo ser um contributo para o dimensionamento de placas de ancoragem dispostas verticalmente em solos respondendo em condições drenadas. Para tal, recorre-se a um programa de elementos fnitos que implementa os teoremas estático e cinemático da análise limite para o cálculo da carga última de uma placa de ancoragem. O documento mostra o estudo efetuado sobre a infuência dos parâmetros, quer geométricos, quer mecânicos, tanto do maciço como da placa, sobre a capacidade de carga registada. Do ponto de vista geométrico foi estudada em condições bidimensionais a infuência da profundidade relativa da colocação da placa. Em condições tridimensionais, para além deste aspeto, foi também estudada a infuência da largura da placa. Do ponto de vista mecânico estudou-se a infuência na capacidade de carga do ângulo de resistência ao corte assim como da rugosidade da placa. Os resultados deste estudo são apresentados sob a forma de fatores de arrancamento em função dos diversos parâmetros estudados. Os resultados obtidos são comparados com os resultados de carácter experimental e numérico teórico de outros autores encontrados na literatura. No final do trabalho, apresenta-se uma proposta sob forma gráfica de uma relação entre as capacidades de carga de uma placa finita e de uma placa corrida.