Análise de fatores de concentrações de tensões em ligações tubulares

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Civil, perfil de Estruturas

Transístores de efeito de campo de silício cristalino obtidos pelo método de pré-deposição de dopante a baixa temperatura

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia de Materiais

Um elemento finito fisicamente não-linear para vigas mistas aço-betão

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Civil

Caracterização da aderência de varões nervurados sujeitos a ações repetidas e alternadas

Dissertação apresentada para obtenção do Grau de Doutor em Engenharia Civil, especialidade de Estruturas, pela Universidade Nova de Lisboa, Faculdade de Ciências e Tecnologia. A presente dissertação foi preparada no Laboratório Nacional de Engenharia Civil, no âmbito do protocolo existente entre a FCT e o LNEC.

Construção e caracterização de um transformador de 562,5 VA com núcleo de ferro amorfo

Nos sistemas de geração, transmissão e distribuição de energia, os transformadores de potência são um dos componentes mais comuns e importantes. Deste modo, o desempenho dos transformadores é fundamental para a eficiência global dos sistemas. Para optimizar a eficiência dos transformadores, a escolha do material ferromagnético a usar para a construção do núcleo, é um factor muito importante. Por exemplo, o uso de um material ferromagnético amorfo no núcleo de um transformador, em vez de aço silício, reduz as perdas magnéticas totais do dispositivo. Outra possível solução para aumentar a eficiência dos sistemas de distribuição de energia, é a instalação de transformadores supercondutores de alta temperatura (SAT), normalmente arrefecidos em azoto líquido a 77 K. Deste modo, um transformador de 562,5 VA com núcleo de ferro amorfo foi projectado e construído e as suas propriedades magnéticas mais importantes foram medidas à temperatura ambiente, e à temperatura criogénica para deste modo contribuir para uma melhoria da eficiência dos transformadores supercondutores. De seguida, foram comparadas com as propriedades magnéticas de um transformador com núcleo de aço silício de grão orientado. As perdas magnéticas totais do material amorfo à temperatura ambiente e criogénica, os parâmetros do esquema equivalente de Steinmetz e a impedância de curto-circuito são apresentadas e discutidas. Foi também caracterizado o comportamento do transformador em carga determinando, por exemplo, o rendimento e a regulação da tensão em função da carga do transformador. Aspectos de construção do transformador são também abordados.

Margarida de Saboia, Duquesa de Mântua (1589-1655) percurso biográfico e político na monarquia hispânica

Este trabalho aborda o vice-reinado de Margarida de Mântua em Portugal, integrandoo num percurso biográfico e político vivido sob a influência da Monarquia dos Habsburgo. Princesa de Saboia pelo nascimento e duquesa de Mântua pelo casamento, sempre privilegiou e cultivou a identidade com a linhagem materna, atuando como fiel aliada política do seu primo Filipe IV. A princesa Margarida foi nomeada para o exercício de um vice-reinado de sangue no cenário de crise da Monarquia Hispânica em Portugal que antecederia a Restauração de 1640. Deparou-se com um contexto de tensão militar com outras potências coloniais, marcado pela transformação das instituições políticas e da fiscalidade e pela agitação popular. Na análise das questões fundamentais que marcaram o vice-reinado, a avaliação da intervenção governativa da princesa Margarida é frequentemente limitada pelo preconceito de género, inerente à mentalidade da época, que percorre as fontes literárias e documentais. Descrita pelos seus contemporâneos como altiva e orgulhosa, Margarida de Mântua revelou-se determinada nas suas decisões e persistente nos seus objetivos.

Atores num Mundo Global: a análise do ciclo de vida e o processo de avaliação de impacte ambiental como instrumento de apoio à tomada de decisão

O tema da presente dissertação inscreve-se na complexa problemática da informação de suporte à tomada de decisão de infraestruturas básicas, com destaque para as denominadas “Trans European Networks – TENS”, infraestruturas de transportes, energia e telecomunicações. Tais processos de decisão, para além das abordagens mais comuns utilizadas nos Estudos de Impacte Ambiental (EIA), podem (devem?) considerar outras perspetivas assentes em considerações de impactes no ciclo de vida, em concreto a Análise do Ciclo de Vida (ACV), e integrar abordagens de procura de sustentabilidade nas vertentes económicas, ambiental e social. Aí chegados, estaremos mais próximos das estradas com melhor desempenho ambiental. A importância do tema firma-se na constatação da ansiedade e expectativas que normalmente envolvem os processos de decisão deste tipo de infraestruturas, principalmente quando as pessoas tomam conhecimento (1) que a sua concretização pode gerar impactes negativos no ambiente, de forma não limitada ao espaço local onde se inserem, mas antes causando efetivos danos ambientais a uma escala mais global. Nestas circunstâncias é comum sobrevirem processos de tensão entre as necessidades locais, promotoras dos empreendimentos, e as dinâmicas globais, conflitos que podem ser evitados, ou pelo menos atenuados, na medida em que os respetivos processos de decisão sejam mais informados e mais esclarecidos e esclarecedores da opinião pública. Não há dúvida que este género de projetos/empreendimentos/infraestruturas serão tendencialmente mais bem aceites pela Sociedade na medida em que sejam vistos local, regional e globalmente, como “ambientes construídos” que se baseiam na eficiência dos recursos e em princípios ecológicos saudáveis, que contribuem para o desenvolvimento económico, para a melhoria das condições de vida das populações e para a coesão social e territorial.Para um processo de decisão ser convenientemente instruído, é crucial que realce todos estes aspetos perante a sociedade. A estrutura adotada no trabalho articula uma primeira parte de embasamento teórico, com uma segunda parte que experiencia o estudo de um caso concreto, a abordagem de sustentabilidade na procura de uma estrada com satisfatório desempenho ambiental.

Dissuasão Visual: Arte, Cinema, Cronopolítica e Guerra em Directo

A percepção é essencial na cultura militar e as tecnologias da informação deram-lhe uma nova consistência. As funções perceptivas do ser humano estão agora plasmadas nas máquinas de guerra, replicando comportamentos e características fisiológicas próprias aos seres vivos. As máquinas de guerra são já sensíveis à luz, a variações térmicas ou acústicas. A essência humana, assim cristalizada sobre toda a aparelhagem de guerra, coloca em tensão os limites da diferenciação entre os campos da Arte, Cinema, Política e Guerra. Contudo, e antes ainda da era da máquina, o mundo estaria já repleto de motores naturais e poéticos. É Gilbert Simondon quem o diz, lembrando que por antecipação científica há muito que a mecanologia existe, antevendo a relação entre a indústria mais perfeita, a ciência mais bem equipada, e uma natureza no seu estado mais natural. Este será um ponto de partida verdadeiramente essencial – é que sempre tivemos a ilusão de que a técnica seria uma invenção humana quando, no fundo, foi a técnica militar e a guerra aquilo que permitiu a «fabricação do humano». Esta tese procura desvelar como o surgimento de novas tecnologias e de novos espaços para a guerra, forçaram a sua reproblematização em novas vias epistemológicas. Recuando até ao originário movimento geo-político, entroncamos numa interdefinição entre a ordem espacial e a individuação dos objectos técnicos, e procuraremos, a partir daí, saber como se concretizou a expansão da guerra moderna a todo os domínios e a todo o mundo.

Produção de biobaterias a partir de membranas obtidas pela técnica de electrofiação

O presente trabalho visa a Produção de Biobaterias a partir de Membranas obtidas pela técnica de Electrofiação. Com este trabalho pretendeu-se desenvolver um dispositivo electroquímico(biobateria) capaz de gerar energia eléctrica a partir de biofluidos, como a transpiração e o sangue, e com capacidade de satisfazer as necessidades de dispositivos electrónicos de baixo consumo. Para o desenvolvimento das biobaterias começou-se por produzir membranas de nanofibras de acetato de celulose, por electrofiação. As nanofibras produzidas, de forma regular e de baixa dispersão de diâmetros, conferem à membrana elevadas porosidade, flexibilidade e área superficial. Neste trabalho, as membranas de nanofibras são utilizadas como suporte físico (substrato) e separador, sendo os eléctrodos depositados sob a forma de filme fino, em ambas as faces da membrana, formando o dispositivo electroquímico. O comportamento electroquímico da membrana foi analisado por voltametria cíclica, pretendendo-se estudar as reacções electroquímicas e avaliar a cinética da transferência de electrões no processo de oxidação-redução. De um modo geral, verificou-se que a produção de energia depende não só dos materiais que formam o ânodo e o cátodo, mas também do tipo de solução utilizada como combustível, bem como da espessura da membrana. Os resultados mostraram ser possível obter correntes desde os 10 nA até os 0,6 mA, para uma área de 1cm2. Com o intuito de demonstrar as potencialidades destes dispositivos, algumas estruturas foram testadas sobre a pele suada, apresentando valores de tensão e correntes bastante promissores.

Produção e caracterização de biobaterias a partir de matrizes de nano-microfibras

Na vanguarda do desenvolvimento tecnológico impõe-se o desenvolvimento de sistemas inovadores capazes de gerar energia eléctrica e de responder às necessidades relativas de miniaturização da nova geração de biodispositivos electrónicos portáteis, sem fios e auto-suficientes. O objectivo deste trabalho consistiu na produção e caracterização de um dispositivo electroquímico (biobateria) de espessura reduzida e flexível, capaz de gerar energia eléctrica a partir de fluidos biológicos, como o sangue ou suor. Parte da investigação incidiu sobre a produção e caracterização da matriz de nano-microfibras de policaprolactona. Esta matriz constitui a base dos dispositivos produzidos. Foi obtida através da técnica de electrofiação, consistindo numa membrana porosa, flexível e com elevada área superficial. Posteriormente, em ambas as faces da membrana foram depositados eléctrodos metálicos pela técnica de evaporação térmica assistida por canhão de electrões. Os estudos realizados, que incluíram a análise do comportamento electroquímico através de voltametria cíclica e espectroscopia de impedância, revelaram que os dispositivos produzidos apresentam um desempenho que depende do tempo de imersão em fluidos biológicos (como o suor), da espessura da membrana assim como dos materiais empregues na formação dos eléctrodos. Por último, procedeu-se à demonstração da aplicabilidade do dispositivo produzido colocando-o sobre pele suada e obtiveram-se valores de tensão e corrente promissores que podem levar à aplicação deste dispositivo em pacemakers, dispositivos biomédicos auto-alimentados, entre outros.

Análise de um sistema de evacuação de produtos da combustão de turbinas a gás utilizadas para propulsão naval

De modo a eliminar a propagação de fissuras ocorridas em condutas de evacuação de produtos da combustão de turbinas a gás utilizadas para propulsão naval, neste estudo é feita a avaliação de diferentes geometrias alternativas para a estrutura mencionada, assim como se avalia a possibilidade de substituição local, nas zonas críticas, do material actualmente utilizado na conduta por uma nova liga de alta resistência. A possibilidade de utilizar um novo aço inoxidável austenítico Cr-Mn, de alta resistência (ThyssenKrupp, 2009), está a ser estudada e alguns resultados experimentais efectuados a este material, obtidos a temperatura ambiente e a alta temperatura, são apresentados. Este trabalho pode ser dividido em duas partes principais. Uma primeira parte onde se apresenta a análise experimental realizada e uma segunda parte, que trata a simulação numérica da conduta por elementos finitos. Na análise experimental foram realizados ensaios de tracção uniaxial, ensaios de dureza e de caracterização geométrica do cordão de soldadura de ligações soldadas de tipo topo a topo entre o aço AISI 316L e o aço Cr-Mn. Alguns dos resultados experimentais obtidos em provetes soldados com combinações dos materiais de base, aço AISI316L e Cr-Mn, a 24ºC e 350ºC, são: a tensão de cedência do aço Cr-Mn é cerca de 66% e 35% mais elevada que a obtida para o aço AISI 316L, a 24 e 350ºC, respectivamente; a tensão de rotura é também 33% e 19% mais elevada que o aço AISI 316L, para as mesmas temperaturas. Os ensaios de dureza revelam valores médios que estão de acordo com as propriedades mecânicas obtidas à temperatura ambiente. Tendo como referência os resultados experimentais obtidos para as propriedades mecânicas dos materiais, assim como a distribuição de temperaturas e de pressão interna devido aos gases resultantes da combustão, foi feita a simulação numérica de diferentes geometrias da conduta, tendo sido determinado o nível das tensões presentes na superfície da conduta. A distribuição de temperatura e pressão introduzidas nas análises numéricas foram calculadas e verificada a sua validade por comparação com os resultados obtidos por (Cruz, 2009). Os resultados das análises numéricas sugerem que a alteração da geometria actual da conduta pode ser benéfica uma vez que as tensões principais máximas induzidas na estrutura podem diminuir mais de 26%, quando comparadas com as tensões termomecânicas induzidas na geometria actual da conduta.

Novas matrizes para PDLCs com efeito de memória

O principal objetivo deste trabalho é desenvolver novas matrizes para PDLCs de modo a otimizar o par “matriz-cristal líquido”, diminuindo a ancoragem do cristal líquido na matriz para que este apresente maior efeito de memória permanente. Para tal, introduziram-se tensioativos a um dos sistemas estudados. No decorrer deste trabalho produziram-se filmes de cristal líquido disperso numa matriz polimérica (PDLC). Os filmes foram preparados a partir de uma mistura homogénea de cristal líquido comercializado pela MERCK e monómeros, nomeadamente dimetacrilato etoxilado de bisfenol a n=15 (BAEDMA n=15), diacrilato etoxilado de bisfenol a n=2 (BAEDA n=2) e diacrilato etoxilado de bisfenol a n=4 (BAEDA n=4) cuja polimerização foi realizada termicamente, utilizando o iniciador AIBN. Estudou-se ainda a opacidade/transparência dos filmes de PDLC, medindo-se a tensão elétrica necessária para a comutação entre os estados OFF/ON. Fizeram-se estudos eletro-óticos de modo a se determinar o efeito de memória permanente que os PDLCs apresentavam. Através desses estudos concluiu-se que o sistema BAEDA n=4/E7 (20/80) com 5% de TX100, possui um efeito de memória permanente de 99% e um E90 de 4 V/μm e o sistema BAEDA n=4/E7 (20/80) com 5% de TX45 possui um efeito de memória permanente de 85% e um E90 de 4V/μm. Os PDLCs produzidos caraterizaram-se através de Microscopia Eletrónica de Varrimento (SEM) com o objetivo de estudar a morfologia da rede polimérica, Microscopia de Luz Polarizada (POM) que permitiu observar a distribuição do cristal líquido na matriz, antes e depois de aplicar um campo elétrico e a Calorimetria Diferencial de Varrimento (DSC) a fim de determinar a temperatura de transição vítrea (Tg) dos monómeros e dos polímeros.

Transístores de óxidos semicondutores com óxido de alumínio produzido por solução

A integração da camada dieléctrica de AlOx em TFTs com ZTO, também produzido por solução, originou uma publicação científica que foi recentemente aceite numa revista da especialidade: R. Branquinho, D. Salgueiro, A. Santa, A. Kiazadeh, P. Barquinha, L. Pereira, R. Martins and E. Fortunato, Towards environmental friendly solution-based ZTO/AlOx TFTs, Semiconductor Science and Technology, in press.

Avaliação de risco dos trabalhadores de transportes terrestres de passageiros

Nesta dissertação descreve-se um estudo de análise e avaliação do risco ocupacional dos trabalhadores de uma empresa de transportes de passageiros, trabalho este que serviu para satisfazer uma necessidade periódica da própria empresa. A empresa de transportes em causa pediu anonimato e, por isso, será designada por empresa Alfa. Para o efeito, aplicou-se o Método de Avaliação de Risco Simplificado (MARS), com o intuito de analisar as tarefas dos seus trabalhadores, permitindo mapear os perigos e avaliar os riscos associados às mesmas. O objetivo específico do estudo foi o de avaliar a magnitude dos riscos existentes por categoria profissional e atividade, de forma a implementar medidas de controlo concretas e focadas em cada categoria abrangida. Aquando da realização deste trabalho, a empresa sugeriu a aplicação de uma metodologia diferente da utilizada anteriormente, embora também de “espectro largo”. Assim, foi utilizado o MARS. A este método genérico, a autora desta dissertação incluiu algumas modificações, nomeadamente a inclusão de sistemas de classificação harmonizados, para distinguir risco de acidente e risco para a doença. Os resultados obtidos permitiram identificar que as categorias profissionais de Maquinista e Encarregado de Tração são aquelas que apresentam risco mais elevado. Das sete categorias analisadas, os riscos mais relevantes para acidente de trabalho foram caraterizados por três variáveis chave; para a variável Contato, a modalidade de acidente mais grave é o contato com chama viva ou ambiente (cód.13), os Tipos de Lesão associados a este contato são as queimaduras (cód.061) e asfixia (cód.081), que podem atingir múltiplas Partes do Corpo (cód.78). Outra situação de risco importante é a falha na manutenção de comboios, que pode provocar a perda de controlo do veículo, e assim causar um acidente ferroviário grave, não só com o comboio, mas também com os seus passageiros. Por último, e apenas para o maquinista, a tarefa da travagem da carruagem em situação de emergência acarreta perigos distintos, mas todos eles associados ao mesmo tipo de acidente ferroviário (risco operacional). Já no que respeita às afeções da saúde e doenças profissionais, os riscos mais importantes identificados neste estudo são a tensão psíquica, o stresse, a diminuição da acuidade auditiva e a hipocusia. As medidas de controlo prioritárias são: o bom funcionamento do sistema AVAC e desenfumagem, os simulacros contra incêndio, o funcionamento dos sistemas de deteção de incêndios e dos sistemas de extinção automática de incêndios por água e a manutenção eficaz dos comboios. Este estudo demonstrou ser vantajoso o uso do sistema de classificação harmonizado de acidentes de trabalho (EEAT) do Eurostat (2001), a classificação de doenças profissionais do DR 76/2006 e outras afeções para a saúde, para caraterizar o perigo e o tipo de risco. É um benefício para as empresas a utilização desta terminologia, para efetuar uma AAR consistente e detalhada, ao qual acresce a vantagem de permitir comparar resultados internos com estatísticas nacionais e internacionais, desde que sejam aplicados sistematicamente estes sistemas de classificação.

Projeto de um altifalante digital

Devido ao crescente desenvolvimento das nanotecnologias, estando associadas a melhoria da eficiência energética assim como mais processamento de dados e a redução dos custos, esta dissertação possibilita todo o enquadramento com sistemas modernos ao nível do áudio digital. Tendo como base esta perspetiva, esta dissertação apresenta um sistema de áudio completo desde a fonte do sinal digital no PC até ao sinal analógico no altifalante. O sistema é constituído pelos seguintes módulos: a interface do utilizador no PC, o Processador Digital de Sinais (DSP), o amplificador digital e os altifalantes. O sistema é baseado na amplificação de classe D controlada por um modulador sigma delta (ΣΔM) digital. São abordadas as técnicas utilizadas e os cuidados a ter em conta em cada módulo, tendo como principal objetivo uma boa qualidade de áudio. Diferentes arquiteturas ΣΔM são primeiramente analisadas por simulações para validar a estabilidade e a funcionalidade, seguidamente são implementadas ao nível físico no protótipo para qualificar algumas medições elétricas e testes acústicos básicos. Depois de selecionados os ΣΔM mais promissores, o sistema foi avaliado pela análise de alguns testes elétricos de alto nível assim como gravações do sinal de áudio em um ambiente de estúdio controlado. Os resultados acústicos são comparados com um sistema de estúdio com reconhecimento no mercado. As medições finais do protótipo revelaram valores do rendimento de até 72%, a SNR na saída do amplificador digital de 73 dB através da leitura com o Audio Precision ATS-2, com uma THD de -75 dB e uma gama dinâmica (DR) de 75 dB. A tensão de alimentação pode ir dos 5 aos 12 Volt, utilizando uma metodologia H-bridge na saída do amplificador, e podendo ser aplicada uma carga mínima de 4 Ohm. O sistema desenvolvido demonstra-se promissor e possibilita melhorias através de otimização de cada elemento em particular, desde adicionar capacidades ao DSP através de novo firmware, ou melhorar a potência do amplificador digital consoante os requisitos da aplicação.