Sistema sensor em fibra ótica para deteção de gás

O presente trabalho descreve duas técnicas de deteção de gás baseadas em fibra ótica e apresenta dois sistemas sensores testados em ambiente laboratorial, usando técnicas de processamento de sinal usualmente associadas à espetroscopia de absorção. O estudo inicial do estado da arte dos sensores baseados em fibra ótica para a deteção de gases apresenta soluções com elevada seletividade, sensibilidade e resolução que permitem tempos de resposta curtos e esquemas de multiplexagem versáteis. A técnica de espetroscopia de absorção direta (DAS) permite a deteção de gases de forma simples e com alguma eficácia, mas com uma baixa relação-sinal-ruido. A espetroscopia por modulação de comprimento de onda (WMS) é uma técnica muito eficaz e de elevada sensibilidade para a deteção de gases, dado que a deteção é deslocada para frequências afastadas do ruído base, melhorando significativamente a relação-sinal-ruído. Estas técnicas foram escolhidas para a implementação de dois sistemas optoeletrónicos, totalmente controlados pelas respetivas aplicações em LabVIEW para a deteção e monitorização de amónia (NH3), dióxido de carbono (CO2) e metano (CH4). O trabalho é finalizado com a caraterização laboratorial dos sistemas e avaliação do desempenho, permitindo a otimização dos sistemas e técnicas implementados. De referir que o trabalho realizado nas instalações da Unidade de Optoeletrónica e Sistemas Eletrónicos (UOSE) do Instituto de Engenharia de Sistemas e Computadores (INESC), Tecnologia e Ciência (TEC), laboratório associado coordenado pelo INESC Porto, permitiu, excelentes condições de trabalho, essenciais para implementar de forma prática os diversos conceitos estudados, bem como testar e caraterizar todos os sistemas desenvolvidos em ambiente laboratorial. O trabalho desenvolvido enquadra-se no âmbito do projeto europeu ECOAL-MGT (Gestão ecológica de pilhas de resíduos de carvão), que será implementado para monitorização remota de parâmetros fundamentais de uma escombreira de carvão em auto-combustão em S.ºPedro da Cova, Portugal.

Ética e espiritualidade: contributos para o exercício competente da liderança e eficácia das organizações educativas

A vivência da pós-modernidade, caracterizada por imprevisibilidades, descontinuidade e ritmo acelerado, tem conduzido o homem globalizado a sentimentos de desajustamento e inadequação permanentes com repercussões a nível existencial. Perante um espaço e tempo histórico onde impera um individualismo narcísico próprio de uma sociedade consumista, egoísta e alheia à noção de Bem Comum, assiste-se a um (re)pensar e (re)valorizar as questões da ética e da espiritualidade que, em oposição às noções de produtividade e competitividade, emergem como garante de uma acção humana que se pretende autêntica e, por isso mesmo, eficaz e repleta de sentido e significação. Tratando-se de uma temática profundamente rica e abrangente, assistida por um crescendo inegável do interesse da comunidade científica nacional e internacional, o presente trabalho investigativo pretende assumir-se como um contributo efectivo para a compreensão das representações que têm as lideranças escolares acerca da ética e da espiritualidade e das relações/implicações que essas mesmas representações assumem no exercício da liderança competente e na eficácia das organizações educativas. A pertinência do estudo, de natureza qualitativa, decorre do facto de as organizações educativas serem organizações que traduzem valores, estarem organizadas em torno de valores e terem como finalidade última a educação para os valores. Os resultados apresentados sugerem que as representações da ética e da espiritualidade das lideranças educativas são condicionadas pelas crenças pessoais; que as lideranças educativas, em contexto organizacional, regem as suas acções de forma consistente mediante um conjunto de princípios assumidamente pessoais e que esta sua forma de actuar contribui para o estabelecimento de relações positivas no trabalho com os liderados que, desta forma, se sentem envolvidos no atingir dos objectivos organizacionais, melhorando o seu empenho e aumentando a sua produtividade.

Investigação numérica do desempenho de um sensor de fibra ótica de índice de refração, baseado em SPR e utilizando COMSOL multiphysics

Esta tese é dedicada aos sensores de fibra ótica especificamente aos sensores baseados no fenómeno de ressonância de plasmão de superfície, SPR (Surface Plasmon Resonance), gerados em fibras óticas com configuração do tipo “D”, para aplicação em sensores refratométricos. Numa primeira parte desta dissertação são descritos os aspetos teóricos fundamentais para a compreensão dos fenómenos de ressonância de plasmões de superfície e a sua utilização em sistemas sensores. Estes fenómenos ocorrem na superfície de interface entre metais e outros meios materiais, sendo capazes de afetar as propriedades em reflexão e transmissão de uma onda eletromagnética incidente (feixe luminoso), de uma forma que é fortemente dependente dos meios na proximidade do metal. Assim, a medição das propriedades do feixe luminoso, como por exemplo o comprimento de onda de ressonância com SPR, permite monitorizar esses meios. Numa segunda fase foi implementada a simulação destes modelos, em COMSOL Multiphysics, que permitia não só a obtenção dos espetros de transmissão dos fenómenos de ressonância de plasmões de superfície, mas também a obtenção das distribuições do campo elétrico e magnético em função das dimensões do sensor. O COMSOL permitiu também a obtenção das curvas do deslocamento do comprimento de onda ressonante, perante variações do índice de refração exterior, da espessura do metal, da espessura da bainha e da espessura de outro elemento de elevado índice de refração. A fase seguinte foi verificar que os resultados dos métodos teóricos para os diferentes parâmetros de estudo eram semelhantes aos resultados obtidos no COMSOL. Conclui-se que com este programa é possível criar novos sensores em fibra ótica, baseados em SPR, para melhorar e otimizar os parâmetros de ressonância e sensibilidade do sensor. A última fase do trabalho baseou-se na modelização de uma fibra cuja configuração seja tal que possa criar um pequeno efeito de antena e fazer com que parte da luz seja guiada para o exterior da fibra e possa interatuar com o meio externo para melhor sensibilidade.