Saneamento básico do fluxo cíclico para a inovação da NB 688

O estado actual do saneamento básico na Bolívia e noutros Países em desenvolvimento, por factores que exercem pressões sobre os recursos hídricos, é incompatível entre a oferta existente e a crescente procura de água. Cria-se um desequilíbrio, agravado pela distribuição temporal e espacial, bem como pela degradação acelerada dos meios receptores, devido ao forte crescimento demográfico das populações, novos hábitos de vida e desenvolvimento urbano e industrial, sem um adequado planeamento. A desejável adaptação da Norma Boliviana 688, apostando numa descentralização dos sistemas de tratamento de águas residuais como uma alternativa eficiente, eficaz e sustentável, pressupõe, um tratamento com uma tecnologia adequada. No presente trabalho propõem-se, dentro do enquadramento teórico no contexto adaptado à NB 688, os fundamentos dos modelos de saneamento básico do fluxo linear caracterizando-se por uma autodepuração impossível provocando um impacto ambiental irrecuperável, pois apresentam perda de nutrientes, sistemas de ligações unitários para as águas residuais, não existem estações de tratamento ou o funcionamento é deficiente. No entanto, o modelo do fluxo cíclico caracteriza-se pela autodepuração viável, capital ambiental sustentável e eficiente mediante as ligações dos sistemas separativos das águas residuais, disposição de estações de tratamentos, reutilização das águas residuais tratadas, inovando em termos de produtividade e de reutilização de nutrientes, fechando o ciclo da água e nutrientes. Inovar a Norma Boliviana 688 considerando um saneamento sustentável do fluxo cíclico, adaptadas para as diversas populações, protegendo a sua saúde, garantindo a implantação de estações de tratamentos eficientes descentralizadas, valorizando a qualidade das águas tratadas aptas para culturas de rega, oferecendo benefícios económicos, socias e ambientais.

Determinação da prevalência de fibrilhação auricular na população portuguesa ao nível da NUTS III usando modelos hierárquicos bayesianos

A Fibrilhação Auricular é uma alteração do ritmo cardíaco designada por arritmia. Esta patologia é considerada a forma de arritmia mais frequentemente observada na prática clínica e que constitui uma importante causa de morbilidade pelo risco inerente de desenvolvimento de AVC. Em 2010 foi realizado um estudo epidemiológico na população Portuguesa com o objectivo determinar a prevalência de Fibrilhação Auricular na população portuguesa com idade igual ou superior a 40 anos, sob o acrónimo de FAMA. Os dados publicados indicaram uma estimativa de prevalência de 2,5%, com um aumento da prevalência em função da classe etária. A nível regional não foram observadas diferenças na taxa de prevalência. Estudos de mapeamento de doenças mostraram que a determinação de taxas de prevalência por região, quando o número de casos observados é relativamente baixo, apresentam sobredispersão e, consequentemente, uma falta de precisão nas estimativas obtidas através um método frequencista clássico. A utilização de modelos Bayesianos hierárquicos no mapeamento de doenças tem apresentado vantagem na estimação de valores de risco da doença comparativamente à abordagem clássica. Assim, é objectivo deste trabalho determinar a prevalência de Fibrilhação Auricular na população Portuguesa por região, ao nível da NUTS III, usando modelos hierárquicos Bayesianos. Os dados utilizados neste estudo são os dados referentes ao estudo FAMA, pós-estratificados para correcção dos ponderadores. O modelo Bayesiano proposto por Besag, York e Mollié (1991) foi usado para modelar os dados, covariando para a idade e índice de massa corporal. A revisão do desenho do estudo e o recálculo dos ponderadores foi realizado com recurso ao software R, survey, e a análise Bayesiana efectuada através do WinBugs. iii Os resultados deste estudo demonstram que o uso de modelos Bayesianos são uma melhor opção para a estimação de valores risco relativo e prevalência da doença. Contudo, a utilização de covariáveis não resultou numa melhoria considerável ao contrário do que seria esperado. Conclui-se que a Fibrilhação Auricular apresenta variações regionais significativas, a nível de NUTS III, que não devem ser desvalorizadas na determinação de políticas de saúde pública para controle da doença.

Modelos de previsão de preços de commodities

O principal objectivo deste trabalho assenta em desenvolver modelos de previsão de preços de commodities para assim comparar a capacidade preditiva da simulação de Monte Carlo com a das redes neuronais. A simulação de Monte Carlo é principalmente utilizada para avaliar as opções, já as redes neuronais são utilizadas para fazer previsões, classificações, clustering ou aproximação de funções. Os diversos modelos desenvolvidos foram aplicados na previsão do preço futuro do milho, petróleo, ouro e cobre. Sendo que os horizontes temporais testados neste trabalho foram 1 dia, 5 dias, 20 dias e 60 dias. Através da análise do erro absoluto médio percentual (MAPE) concluiu-se que no geral o modelo individual que apresentou um melhor desempenho preditivo foram as redes neuronais. Contudo, nas previsões a 1 e a 5 dias os resultados obtidos foram semelhantes para ambos os modelos. Para se tentar melhorar os resultados obtidos pelos modelos individuais foram aplicadas algumas técnicas de combinação de modelos. A combinação de modelos demonstrou no geral capacidade para melhorar os resultados dos modelos individuais, porém apenas para o horizonte a 60 dias é que os resultados melhoraram significativamente.

Modelação numérica de corpos flutuantes – extratores pontuais

Os conversores pontuais de energia das ondas baseiam-se no movimento de um flutuador. Neste trabalho modela-se a resposta de um corpo flutuante quando excitado por ondas regulares e irregulares. Ao contrário da engenharia naval, onde se pretende minimizar os movimentos de um navio face à agitação, na conversão da energia das ondas interessa que o comportamento do corpo flutuante seja ressonante. No entanto, ambos os problemas são modelados pelos mesmos modelos matemáticos. O objetivo deste trabalho é o desenvolvimento de um modelo numérico que permita conhecer o movimento do flutuador quando livre ou ligado a um sistema de conversão de energia Power Take-off (PTO). Nesta dissertação considera-se que o corpo tem apenas liberdade para efetuar movimentos de arfagem. A resolução numérica da dinâmica do extrator apoia-se na teoria linear, sendo nesta dissertação efetuada com recurso ao código comercial Ansys – AQWA, de utilização comum em problemas offshore. Numa primeira fase simulam-se situações para as quais existem resultados publicados na bibliografia, validando-se a metodologia utilizada. Posteriormente, estuda-se o comportamento do sistema de extração para ondas regulares e estados do mar típicos. Variam-se os coeficientes de amortecimento, elásticos e a massa quer do flutuador quer do sistema PTO, otimizando a extração de energia. Utilizam-se análises no tempo e na frequência. O estudo permitiu concluir que é fundamental, do ponto de vista da eficiência energética, que o sistema funcione com características ressonantes, o que é conseguido quando a velocidade do flutuador está em fase com a força de excitação hidrodinâmica. O ajuste da condição de ressonância é conseguida variando os coeficientes elásticos e massa do PTO ou a massa do flutuador.

Análise não linear do comportamento dinâmico de passadiços pedonais pré-fabricados

Os terramotos têm sido considerados uma das forças mais destrutivas e violentas da natureza, causando grandes tragédias e perdas económicas significativas. O objetivo principal do presente estudo é avaliar o comportamento global e local de três pontes pedonais, pré-fabricadas, durante a ação sísmica regulamentar. Através destas análises, pretende-se avaliar o risco de colapso das estruturas por “descalçamento” do tabuleiro e, caso necessário, propor soluções para evitar este fenómeno e melhorar o desempenho sísmico dos passadiços. No domínio de pontes, o “descalçamento dos apoios” é um tipo de rotura que pode ocorrer em estruturas com tramos simplesmente apoiados, onde os problemas surgem geralmente na interface de ligação tabuleiro-pilar, podendo conduzir ao derrubamento do primeiro. Este tipo de ligação é geralmente constituído por um conjunto de varões de aço – ferrolhos, chumbados verticalmente ao capitel do pilar e que atravessam placas de neoprene, ficando instalados no negativo das vigas. A selagem dos varões é normalmente realizada com argamassa de alta resistência. Os problemas que surgem neste tipo de ligação estão associados, a maior parte das vezes, à falta de manutenção e ao insuficiente comprimento de entrega do tabuleiro na zona dos aparelhos de apoio. A simulação do comportamento da estrutura durante as várias fases construtivas e aplicação de cargas, até ao colapso total, implica a utilização de uma ferramenta adequada. A modelação numérica foi efetuada com recurso ao programa de cálculo não-linear de estruturas Extreme Loading for Structures, baseado no Método dos Elementos Aplicados. O método considera os efeitos da não-linearidade física e geométrica, permitindo analisar o comportamento das estruturas durante a fase elástica e inelástica, passando pela cedência das armaduras, abertura e propagação de fendas até à separação dos elementos. Com base neste trabalho, foi possível verificar alterações significativas na resposta sísmica da estrutura, nomeadamente devido à eventual degradação dos ferrolhos.

Uma abordagem para derivar modelos de requisitos a partir de mecanismos de reconhecimento de voz

A elicitação de requisitos é uma das primeiras actividades do processo de Engenharia de Requisitos. Através desta etapa é possível capturar e estruturar os requisitos dos stakeholders e do sistema a ser implementado. Tipicamente esta estruturação é representada através de notação gráfica com o auxílio de ferramentas CASE. Estas ferramentas tornam esta actividade exclusiva, em termos de acessibilidade, a engenheiros sem deficiências físicas devido à complexidade das funcionalidades oferecidas pelas mesmas que permitem construir estes modelos. Nesta dissertação de mestrado é proposto desenvolver uma abordagem com suporte de uma ferramenta para melhorar a acessibilidade, e consequentemente,integrar um engenheiro de requisitos com limitações físicas na actividade de elicitação de requisitos. A ferramenta também possibilita uma alternativa para os stakeholders em geral para produzir modelos sem usar as mãos quando for mais conveniente. Esta abordagem propõe usar mecanismos de voz na geração de modelos de requisitos, mais concretamente modelos de requisitos orientados a objectivos, modelos de objectos e modelos de features usando técnicas de Model-Driven Development (MDD) (e.g., metamodelos). O stakeholder assim irá capturar os seus requisitos através de mecanismos de reconhecimento de voz, sendo automaticamente realizada uma transformação do seu discurso para um modelo KAOS, para um modelo conceptual ou para um modelo de features.

Soldadura por fricção linear assistida por corrente eléctrica das ligas AA 6082-T6 a Ti6Al4V

A ligação dissimilar de ligas de alumínio a ligas de titânio tem elevado potencial para aplicações nas indústrias aeroespacial, automóvel e naval, devido à sua baixa razão peso/resistência mecânica. Contudo, soldar ligas de alumínio a ligas de titânio apresenta-se como um grande desafio, principalmente devido à formação de fases intermetálicas frágeis que têm um efeito negativo nas propriedades mecânicas da junta. Neste estudo, foram realizadas ligações dissimilares das ligas AA6082-T6 a Ti6Al4V, por Fricção Linear assistida por Corrente Eléctrica. Para a utilização de corrente eléctrica na Soldadura por Fricção Linear foram desenvolvidas, produzidas e testadas duas novas ferramentas. A estrutura da ligação foi analisada, por microscopia óptica e electrónica de varrimento. Controlando os parâmetros de soldadura foi possível obter soldaduras topo a topo e sobrepostas com um bom aspecto superficial e com continuidade metálica na interface. Nas ligações topo-a-topo observaram-se defeitos na raiz do cordão. As estruturas na zona soldada dependem fortemente da posição do pino em relação à interface. O uso da corrente eléctrica permitiu reduzir os defeitos na raiz, como vazios e falta de ligação na mesma, sem afectar as características metalúrgicas da interface. A utilização da corrente eléctrica permite aumentar a viscoplasticidade do material e facilitar a deformação plástica à volta do pino.

Avaliação da qualidade em modelos de requisitos i*

As abordagens de engenharia de requisitos orientada a objetivos oferecem mecanismos que ajudam na elicitação e modelação de requisitos. A presente dissertação centra-se no framework i*, uma das mais importantes linguagens de especificação de modelos de requisitos orientados a objetivos, que conta com grupos de trabalho em mais de vinte países e com sete edições de workshops internacionais. Existem alguns problemas que podem afetar a qualidade de modelos i*. A sua criação pode resultar em modelos complexos e/ou incompletos, assim como incorretos devido ao mau uso da notação do i*. Estes problemas contribuem para a existência de dificuldades na gestão e compreensão dos sistemas de software o que, por sua vez, leva a um aumento dos custos de desenvolvimento. A qualidade dos modelos deve, então, ser uma preocupação constante, por forma a que sejam construídos modelos corretos, completos e cuja complexidade acidental seja minimizada. Não obstante a sua importância, a gestão eficaz destes três aspetos é, ainda, um problema em aberto. Nesta dissertação é proposto um conjunto de métricas para dar suporte à avaliação quantitativa dos atributos de qualidade complexidade, completude e correção nos modelos de requisitos i*. As métricas são definidas seguindo a abordagem Goal-Question- Metric, sendo definidas tanto de modo informal, em língua natural, como formalmente, em OCL (Object Contraint Language), e incorporadas numa ferramenta de modelação i* para que possam ser recolhidas de modo automático. As métricas são avaliadas experimentalmente, através de um conjunto de casos de estudo reais e académicos, e teoricamente, através de propriedades deWeyuker.

Modelação automática 2D de mineralizações filonianas – aplicação às Minas da Panasqueira

Neste trabalho apresenta-se uma metodologia protótipo destinada a efectuar a modelação automática a 2D da morfologia de mineralizações filonianas. Em primeiro lugar procede-se à estimação do número de ocorrências de filões em cada bloco, de uma malha de blocos, em que se subdividiu o volume em estudo. Esta intensidade de ocorrências é quantificada por uma variável que representa o número de filões por metro linear(NFM) intersectados por uma sondagem vertical, e constitui o objectivo de intensidade a atingir. Seguidamente são gerados por simulação, linhas poligonais ou arcos correspondentes ao posicionamento dos filões no perfil. Estes arcos ligam alguns pares de intersecções de filões amostrados nas sondagens e são escolhidos ao acaso segundo regras de orientação e distância. Seguidamente faz-se a avaliação da intensidade local de filões do modelo e, para os locais onde exista défice de filões relativamente ao objectivo, são adicionadas intersecções virtuais, ou seja, que não foram reconhecidas por sondagens. Este procedimento continua até o modelo dos filões se aproximar do objectivo previamente definido. O conjunto dos arcos em cada perfil, associado às espessuras de intersecção observadas nas sondagens, constitui um modelo morfológico dos filões em estrutura vectorial. No final faz-se a avaliação quantitativa do modelo e da incerteza. Os dados do estudo prático que motivaram o desenvolvimento da metodologia foram recolhidos no depósito mineral das Minas da Panasqueira. Os resultados obtidos no estudo mostram que a introdução de uma metodologia automática para a modelação vectorial de filões mineralizados é uma mais-valia, porque permite gerar modelos mais realistas e com melhor controlo geológico e resolução do que as abordagens clássicas de possança e acumulação, constituindo um auxiliar precioso de avaliação de reservas de minério.

Análise de estruturas de edifícios sujeitas a ações acidentais

As ações acidentais em estruturas, tais como o impacto de veículos, explosões de gás, ataques terroristas, etc., podem provocar o colapso progressivo dos edifícios e a perda de um número elevado de vidas humanas. A conceção das estruturas deve garantir que estas possuam um elevado grau de robustez para evitar fenómenos de colapso progressivo. O objetivo desta dissertação é descrever o estado da arte no que respeita a edifícios submetidos ao colapso progressivo. Ainda no âmbito deste tema, pretende fazer-se uma abordagem às medidas tomadas em matéria de legislação para prevenir este efeito. Por fim, demonstra-se o dimensionamento de um edifício, através de vários modelos baseados na análise estática linear e não-linear, sujeito a uma ação acidental e apresenta-se um estudo comparativo entre os resultados obtidos neste exercício.

Desenvolvimento experimental e simulação numérica em soldadura por fricção linear assistida por corrente elétrica

A soldadura por fricção linear (SFL) é um processo de ligação no estado sólido com capacidade para soldar materiais dissimilares e ligas metálicas de baixa soldabilidade. Contudo, nas juntas soldadas com uma configuração topo-a-topo é possível o aparecimento de defeitos na raiz do cordão, nomeadamente, de falta de penetração e de alinhamentos de óxidos. Estes defeitos são responsáveis pela diminuição da resistência mecânica das juntas, sobretudo quando sujeitas a esforços de fadiga. Existem variantes do processo para eliminar este tipo de defeitos, no entanto, verificam-se algumas dificuldades tecnológicas e a competitividade do processo é afetada. No âmbito deste trabalho desenvolveu-se uma variante do processo designado soldadura por fricção linear assistida por corrente elétrica (SFLAE). Esta variante consiste em introduzir uma corrente elétrica de elevada intensidade na zona da raiz do cordão, por forma a que o calor gerado por efeito de Joule aqueça o material e aumente o fluxo visco-plástico nessa zona, tendo em vista atenuar ou eliminar os defeitos na raiz. Foram concebidas e produzidas ferramentas de SFL dedicadas, melhorado um modelo analítico do processo, realizadas simulações numéricas para permitir compreender alguns fenómenos físicos envolvidos no processo, e realizados ensaios experimentais de validação. A análise aos cordões permitiu observar uma diminuição da espessura dos defeitos na raiz em três ensaios realizados na liga AA1100 e AA6084-T6 usando intensidades de corrente de 300 A. Dos resultados de microdureza e de medição de condutividade elétrica é possível concluir que a microestrutura do material não é significativamente alterada pela passagem de corrente elétrica.

Uma abordagem ágil para transformar modelos cognitivos em modelos comportamentais e de domínio

No processo de desenvolvimento de software, um dos problemas recorrentes é garantir que as expectativas das partes interessadas (stakeholders) estão a ser satisfeitas. Expectativas essas que correspondem ao comportamento do sistema. A disciplina de Engenharia de Requisitos estuda a melhor forma de capturar, especificar, validar e gerir requisitos. No entanto, os modelos utilizados que expressam os comportamentos, muitas das vezes, não são entendidos por parte dos stakeholders. Com a introdução das metodologias ágeis, que se baseiam no princípio de uma colaboração ativa e contínua dos stakeholders durante o desenvolvimento de software, os pressupostos da disciplina de Engenharia de Requisitos foram questionados e fizeram nascer novas práticas. Uma prática que emergiu foi o Desenvolvimento Orientado ao Comportamento (BDD). Surgiu com a finalidade de dar a capacidade aos stakeholders de expressarem, sob a forma textual, o comportamento que desejam para o seu software, de forma simples e sucinta. No entanto, não existindo restrições nem validações automáticas na escrita dos stakeholders, é criada a possibilidade de introdução de ambiguidade e perda de informação quando a equipa de desenvolvimento utiliza os cenários descritos. Dado este problema, propomos uma abordagem em que os stakeholders consigam especificar cenários comportamentais, de forma cognitiva, com uma representação simples, clara e mais precisa. Criamos duas linguagens, o DomainMap e o BehaviorMap, que estão relacionadas entre si: uma para representar modelos de domínio e outra para representar cenários BDD, respetivamente. Foi executada uma experiência com 15 indivíduos para comparar o esforço cognitivo na compreensão entre cenários BehaviorMap e cenários textuais e os resultados mostraram que o BehaviorMap teve melhor desempenho.

Diffusional kurtosis imaging using a fast heuristic constrained linear least squares algorithm: a plugin for OsiriX

Diffusion Kurtosis Imaging (DKI) is a fairly new magnetic resonance imag-ing (MRI) technique that tackles the non-gaussian motion of water in biological tissues by taking into account the restrictions imposed by tissue microstructure, which are not considered in Diffusion Tensor Imaging (DTI), where the water diffusion is considered purely gaussian. As a result DKI provides more accurate information on biological structures and is able to detect important abnormalities which are not visible in standard DTI analysis. This work regards the development of a tool for DKI computation to be implemented as an OsiriX plugin. Thus, as OsiriX runs under Mac OS X, the pro-gram is written in Objective-C and also makes use of Apple’s Cocoa framework. The whole program is developed in the Xcode integrated development environ-ment (IDE). The plugin implements a fast heuristic constrained linear least squares al-gorithm (CLLS-H) for estimating the diffusion and kurtosis tensors, and offers the user the possibility to choose which maps are to be generated for not only standard DTI quantities such as Mean Diffusion (MD), Radial Diffusion (RD), Axial Diffusion (AD) and Fractional Anisotropy (FA), but also DKI metrics, Mean Kurtosis (MK), Radial Kurtosis (RK) and Axial Kurtosis (AK).The plugin was subjected to both a qualitative and a semi-quantitative analysis which yielded convincing results. A more accurate validation pro-cess is still being developed, after which, and with some few minor adjust-ments the plugin shall become a valid option for DKI computation

Modelação de paredes em alvenaria estrutural de tijolo

As construções em alvenaria representam grande parte da cultura do passado, e constituem a maioria dos edifícios existentes em Portugal. Para além disso, a elevada probabilidade da ocorrência de um grande sismo em Portugal, e as consequências resultantes, conduz à necessidade de um estudo mais detalhado e aprofundado acerca do comportamento deste tipo de estruturas. As metodologias modernas de avaliação de estruturas requerem análises estruturais cada vez mais detalhadas, o que torna necessário o estudo de modelos numéricos com recurso a programas de cálculo, capazes de prever aproximadamente o comportamento deste tipo de estruturas. O desenvolvimento verificado nesses programas de cálculo, assim como a grande lacuna existente no estudo de estruturas em alvenaria, resultante da dificuldade associada à caracterização mecânica deste tipo de material, e da complexidade da sua resposta estrutural quando sujeitas à acção sísmica, têm conduzido a um crescente interesse pelo estudo de estruturas em alvenaria. O forte comportamento inelástico de painéis de alvenaria torna inadequado o uso de análises estáticas lineares, e por esta razão, têm sido propostas várias estratégias que permitem lidar com o comportamento não linear deste tipo de estruturas. A análise pushover permite avaliar o desempenho da estrutura quando sujeita à acção sísmica que, normalmente, consiste na comparação entre o deslocamento exigido pelo sismo com a capacidade de deformação da estrutura, sendo esta última obtida a partir da curva de capacidade da estrutura. As diferentes ferramentas numéricas existentes, baseadas normalmente no uso de macro-elementos, alguns dos quais abordados neste trabalho, não são novidade no estudo de estruturas de alvenaria, mas as potencialidades actuais ainda não estão completamente estudadas, em particular no que diz respeito às aplicações não lineares e à problemática envolvida na escolha dos parâmetros mecânicos que caracterizam o material em estudo. Deste modo, neste trabalho estuda-se o macro-modelo, implementado no software 3DMacro, através da modelação de uma parede em alvenaria, com recurso ao programa referido, com o objectivo de obter a curva de capacidade da parede. Os resultados obtidos foram comparados com os resultados experimentais, assim como com outros estudos presentes na literatura, de modo a mostrar a adequabilidade do macro-modelo em estudo e contribuir para o conhecimento e impulsionamento do uso destas ferramentas neste contexto.