Optimização de sistemas híbridos fotovoltaicos‐eólicos em zonas insulares de diversidade climática‐Arquipélago da Madeira

Nesta tese apresento um estudo detalhado sobre vários aspectos relacionados com a optimização de sistemas híbridos fotovoltaicos-eólicos em zonas insulares de diversidade climática-arquipélago da Madeira que foi desenvolvido no Laboratório Regional de Engenharia Civil e com algumas deslocações no Laboratório de Energia Solar da Universidade de Vigo entre 2002 e 2007. Foi baseado nos conhecimentos adquiridos ao longode 25 anos de prática profissional de estudo, projecto, montagem e monitorização de tecnologias solares e eólicas, para produção de electricidade em locais isolados, bem como pesquisa e análise climatológica. Como resultado final e após a criação de uma base de dados climáticos para fins energéticos, determinámos os dias característicos de radiação solar e temperatura para cada um dos doze meses do ano, nas seis estações meteorológicas estudadas. Estes dias são de grande utilidade também para a elaboração de outros estudos. Após o tratamento dos dados constatou-se que a evolução das temperaturas ao longo do ano, tanto no caso das médias como nas médias dos valores máximos e nas médias dos valores mínimos,segue uma tendência similar em todas as estações. Concluimos que, a altitude é o factor determinante nestas diferenças, de tal maneira que quanto maior for a altitude menor são, em geral, as temperaturas médias. No estudo da irradiação global constatámos que na ilha do Porto Santo há mais 4% de radiação solar que na ilha da Madeira. Já na costa norte da Madeira, mais precisamente em São Jorge a média diária mensal e anual é inferior em cerca de 16.5 % em relação ao Porto Santo. Contudo, a costa sul da Madeira apresenta valores de radiação interessantes para o aproveitamento energético. Na abordagem à produção fotovoltaica e eólica, desenvolvemos um novo conceito que relaciona a produção eléctrica por metro quadrado de terreno horizontal, referente à área dos módulos fotovoltaicos e à área de afectação dos aerogeradores. Este novo conceito permite facilmente comparar sistemas energéticos diferentes utilizando diferentes recursos energéticos, permitindo também comparar a energia eléctrica produzida com a energia solar recebida e, deste modo, extrapolar os resultados para a toda a superfície do arquipélago. Finalmente, no que diz respeito à optimização de sistemas híbridos fotovoltaicos-eólicos nas seis zonas climáticas do arquipélago da Madeira, calculámos a produção eólica diária e a produção média diária para cada um dos doze meses do ano, bem como a média anual, isto por metro quadrado de área varrida pelo rótor do aerogerador, para que os resultados se pudessem comparar com os resultados anteriormente obtidos na produção fotovoltaica, reportados também a metro quadrado de área de módulo. No que concerne à produção máxima e comparativa de sistemas (100% fotovoltaicos e 100% eólicos), estudámos várias hipóteses para que os resultados fossem os mais gerais possíveis, tendo-se chegado à conclusão de que se se relacionar a procura de energia/consumo com a produção anual do sistema híbrido, não é necessário fazer a simulação dos sub-sistemas fotovoltaicos-eólicos em tamanho real, bastando apenas conhecer a proporção exacta destes, e extrapolar os resultados obtidos em percentagem para qualquer dimensão. Da análise comparativa dos resultados da produção energética das diferentes composições percentuais fotovoltaico-eólico, podemos avaliar facilmente o grau de cobertura de energia renovável. Conhecidas as percentagens de cobertura da procura que se obtêm com energias renováveis, é possível definir com segurança as percentagens solar-eólica que oferecem as melhores opções técnicas. Em termos de optimização técnica, concluímos que o único factor que diferencia um sistema híbrido de outro, nos 6 locais estudados, é a área do módulo fotovoltaico e a área varrida pelo rótor do aerogerador. Finalmente, concluímos que os custos das instalações híbridas e do kWh renovável produzido nos locais estudados, diminuem em todos os locais ao diminuir a percentagem do sub-sistema eólico no sistema híbrido fotovoltaico-eólico, sendo o custo mais baixo reportado sempre à Instalação toda solar (100% fotovoltaica).

Tábula: uma framework para o desenvolvimento de aplicações REST

O desenvolvimento de aplicações web nos nossos dias é uma área importante, devido à disseminação do acesso à Internet e à utilização do browser como uma aplicação cliente universal. A aplicação web típica em HTML está sendo desafiada por tecnologias que permitem interfaces ricas que comunicam com um backend através de serviços. As ferramentas existentes para criar aplicações web ainda não adoptaram esta abordagem e o suporte existente é omissa em oferecer programadores ferramentas dinâmicas e fáceis de usar. Web Services tradicionais baseados em SOAP e Representacional State Transfer (REST) são alternativas para a comunicação entre o frontend e no backend. O REST ganhou recentemente visibilidade e a sua menor dificuldade de aprendizagem parece adequada para muitas aplicações. No entanto, a falta de normas leva a implementar serviços REST de muitas formas diferentes, mesmo na mesma plataforma, não existindo um acordo comum sobre como descrevê-los. Nesta dissertação, propomos uma nova framework para o desenvolvimento rápido de aplicações baseadas em REST. Para esse efeito, especificações e serviços de administração são apresentadas a fim de resolver os problemas de configuração de uma camada de serviços baseada em REST. Além disso, é apresentada uma nova abordagem para processar os pedidos, permitindo também a aplicação dos princípios AOP. Finalmente, é apresentada a implementação de uma framework que suporte estas especificações. Neste âmbito, temos por objectivo expor as potencialidades dinâmicas desta framework, tendo em vista a maximização da produtividade do programador na criação de aplicações baseadas em REST, minimizando o reinício do servidor e suportando dinamicamente uma ampla gama de mudanças.

Avaliação da percentagem de massa gorda numa população pediátrica: comparação entre os métodos DXA e antropometria

Objectivo: Proceder à validação da equação de Slaugther e col., (1988), na estimação da percentagem de massa gorda (%MG), em crianças com 9 anos de idade, tendo a DXA como método de referência. Metodologia: A avaliação da composição corporal foi realizada em 450 crianças, das quais 219 eram raparigas (idade: 9.74 ± 0.33 anos; altura: 136.88 ± 6.8 cm; peso: 33.77 ± 8.16 kg; índice de massa corporal (IMC): 17.85 ± 3.16 kg/m2) e 231 eram rapazes (idade: 9.75 ± 0.33 anos; altura: 137.17 ± 6.97cm; peso: 34.3 ± 8.09 kg; IMC: 18.09 ± 3.17 kg/m2), pela DXA (QDR – 1500: Hologic, Waltham, MA, pencil beam mode, software version 5.67 anhanced whole body analisis) e pelas pregas adiposas subcutâneas, cujo os valores das pregas adiposas tricipital e geminal foram utilizados na equação desenvolvida por Slaugther e col., (1988). Na análise estatística, foram utilizadas a comparação de médias, a regressão linear e a concordância entre os métodos. Resultados: A %MG obtida por ambos os métodos apresentou diferenças significativas (p<0.05) entre os géneros, sendo as raparigas as que apresentam, em média, maiores valores de gordura corporal. Tanto para os rapazes como para as raparigas a %MGDXA é superior à %MGSKF. Na predição dos valores de %MG, a equação de Slaugther e col., (1988) tem para ambos os sexos (raparigas: r=0.94; EPE=3.2 e rapazes: r=0.96; EPE=2.7) uma correlação elevada com reduzido erro padrão de estimação com a DXA. Na análise de concordância entre os métodos, os rapazes parecem apresentar uma maior concordância entre o método alternativo e o método de referência, com os limites de concordância a variarem entre -9.26 e 1.57, enquanto nas raparigas variam entre -11.19 e 3.16. Em ambos os sexos é visível a subestimação, em valor médio, do método de referência, com uma média da diferença a situar-se nos -3.8% e -4.0%, respectivamente para rapazes e raparigas. Discussão: A equação de Slaugther e col., (1988) explica, para as raparigas, 87.5% da variância do método de referência, enquanto nos rapazes, 91.3% da variância é explicada.A diferença entre os métodos alternativo e de referência está dependente do nível de adiposidade, sendo que o método alternativo tende a sobrestimar a %MG nas crianças mais magras e a subestimar nas mais gordas. A equação de Slaugther e col., (1988) apresentou uma validade aceitável na avaliação da composição corporal num grupo de crianças, constituindo uma alternativa rápida na estimação da composição corporal numa avaliação inicial em escolas, clubes e estudos de larga escala. Contudo a sua utilidade, para uma correcta intervenção na saúde da criança, pode apresentar uma validade limitada, pelo que pode ser justificada a utilização de um método mais válido em termos clínicos, como a DXA.

Avaliação e validação de instalações interativas para museus

Desenhar e avaliar experiências interativas digitais para museus, são processos complexos que requerem muita atenção, sobretudo nos aspectos que contribuem para que a mesma seja uma experiência de aprendizagem rica e cativante. Por outro lado, a avaliação de instalações interativas em museus é uma tarefa muito exigente devido à interseção de múltiplos campos de pesquisa, como a interação humano computador, design e multimédia, museologia, estudo de audiências e outros. Neste projeto foi criada uma plataforma com dez parâmetros específicos que permite avaliar e guiar o desenho de instalações interativas, concebidos especificamente para museus. A conceção da plataforma foi baseada em métodos e princípios de avaliação de usabilidade atuais, bem como na literatura sobre museologia. Seguidamente foi refinada de forma iterativa e, por fim, foi validada através de um estudo de longo prazo, sobre a interatividade do em todos os museus interativos da Ilha da Madeira. Além disso, e em paralelo com a criação desta plataforma de avaliação, foi criada, desenhada e desenvolvida uma instalação interativa cujo objetivo principal seria oferecer uma experiência de visita ao museu completamente diferente do que os visitantes estão habituados, na Madeira. Foi instalada na Casa-Museu Frederico de Freitas e apresentou um feedback muito positivo por parte dos visitantes do museu, que afirmaram ter gostado da experiência e ter adquirido algum conhecimento sobre a história e cultura da Madeira. A criação desta instalação permitiu aplicar a plataforma de avaliação criada, de forma iterativa ao longo de todo o processo de design e desenvolvimento, guiando e apoiando todas as fases e tomadas de decisão. Os resultados obtidos enfatizam a importância de adotar a plataforma proposta para futuras pesquisas sobre avaliação museus interativos. Além disso, demonstram a utilidade desta plataforma no design e desenvolvimento de instalações interativas que, por sua vez, revelaram ter um impacto positivo na integração nos museus da Região.

Potencial solar dos edifícios públicos da RAM

As energias renováveis têm sido cada vez mais a alternativa encontrada para substituir o uso dos combustíveis fósseis na produção de energia. Neste contexto, surge a oportunidade de realizar um estudo sobre o “Potencial Solar dos Edifícios Públicos da RAM” como objeto de trabalho desta tese de Mestrado em Engenharia de Telecomunicações e Redes de Energia (METRE). Pretende-se que este estudo sirva para impulsionar o investimento nesta área por parte dos decisores regionais, dotando-os de um estudo do potencial de produção de energia solar nos edifícios públicos da RAM. Através de estudos desenvolvidos pelo LREC, ERAMAC - Maximização da Penetração das Energias Renováveis e Utilização Racional da Energia nas Ilhas da Macaronésia, e do Joint Research Centre (JRC), contendo dados do Instituto Meteorológico (IM), da Agência Regional da Energia e Ambiente da Região Autónoma da Madeira (AREAM), do LREC e do World Meteorological Organization (WMO), avaliou-se a radiação solar na RAM, através de tabelas e mapas de radiação solar, contendo a radiação solar global diária média mensal e média anual. Posteriormente fez-se uma análise da oferta do mercado atual de painéis fotovoltaicos (PV) em termos de eficiência, distinguindo as várias gerações de tipos de painéis introduzidos no mercado. Foram realizadas várias pesquisas em diversas áreas de energias renováveis e tecnologias existentes para, posteriormente, se realizar uma seleção e introspeção da informação essencial ao tema de forma a definir-se a fase de desenvolvimento desta tese. Com o auxílio da ferramenta computacional Quantum GIS, foram identificados alguns edifícios públicos com a dimensão e exposição solar apropriada para a colocação de sistemas solares nos mesmos. De seguida, foi realizado uma análise do preço pago/recebido por kWh consumido/produzido e cinco casos de estudos, nos quais foram focados os diferentes impactos de várias tecnologias solares nos prédios públicos da RAM, avaliando financeiramente os custos e retorno do investimento na aplicação destas tecnologias em cada caso, através das ferramentas computacionais, SolTerm e RETScreen. Finalmente retirou-se as respetivas conclusões acerca das opções tomadas, por exemplo, na escolha das tecnologias solares a implementar, os seus custos, o retorno do investimento, preços dos painéis fotovoltaicos, entre outros.

As lojas dos museus e o seu papel na valorização e divulgação das instituições museológicas da Região Autónoma da Madeira

Ao longo da sua existência as instituições museológicas foram evoluindo em termos estruturais e culturais e repensando as suas políticas, adaptando-as aos novos tempos. O Museu é agora encarado como um espaço activo, dinâmico e atractivo onde as colecções já não são o único objectivo e a pessoa assume um papel central. Procurando sintonizar-se com as necessidades e exigências das comunidades que pretendem servir, os museus começaram a utilizar o marketing como forma de proporcionar aos seus visitantes um conjunto de benefícios capazes de satisfazer ou melhorar a sua experiência de visita. Efectivamente o sucesso dos museus depende hoje do tipo de produto oferecido ao cliente, dos serviços, da acessibilidade, da comunicação e do entretenimento, além do carácter educativo, tornando-se por isso necessário oferecer um leque mais alargado de serviços, para ir ao encontro de um mercado cada vez mais exigente. A combinação da actividade principal do museu com a oferta de serviços complementares, como as lojas, desempenha um papel fulcral na obtenção de visitas satisfatórias. As lojas de museu são actualmente consideradas como uma política incontornável de valorização e divulgação dos museus, constituindo igualmente uma fonte de financiamento com crescente importância. O propósito deste trabalho, visa o estudo das lojas dos museus da Região Autónoma da Madeira, perceber a sua importância na divulgação dos museus e do património regional e propor melhorias ao seu funcionamento, para que as lojas dos museus locais vejam desenvolvidas todas as suas potencialidades em termos de comunicação e maximização de receitas.

Ansiedade infantil em contexto cirúrgico: estudo experimental

Na infância, a hospitalização, em especial por circunstâncias cirúrgicas, constitui uma experiência potencialmente ameaçadora e causadora de ansiedade, medo e stress, que não se circunscreve apenas à criança, mas também aos pais e à família. A presença de níveis elevados de ansiedade infantil pode ter consequências nefastas e comprometedoras do desenvolvimento psicológico. A preparação psicológica da criança é crucial para a redução da ansiedade e das alterações do comportamento pós-hospitalização, razão porque considerámos fundamental colmatar a inexistência de um programa similar destinado ao utente pediátrico do HDESPDL. Desta forma, concebemos o Programa Infantil de Preparação para a Cirurgia (PIPCirurgia), um instrumento de preparação psicológica destinado a crianças entre os 6-11 anos propostas para cirurgia eletiva com internamento programado. O PIPCirurgia pretende preparar criança e pais, trabalhar estratégias de coping e reduzir a ansiedade e as alterações comportamentais pós-hospitalização. Validámos a sua utilidade através de um plano metodológico experimental aplicado a uma amostra de 60 crianças, equitativamente subdividida em Grupo Experimental (submetido ao PIPCirurgia) e Grupo de Controlo (recebeu o procedimento atualmente disponibilizado pela instituição). A investigação efetivou-se através de dois estudos, Estudo I: Ansiedade infantil e Caraterísticas Sociodemográficas e Estudo II: Efeitos do PIPCirurgia na redução da Ansiedade Infantil e das Alterações do Comportamento Pós-Hospitalização. Utilizaram-se métodos de recolha de dados quantitativos. Aplicou-se um Questionário de Caraterização Sociodemográfica, a versão traduzida e validada para a população portuguesa do State-Trait Anxiety Inventory for Children, e uma versão por nós traduzida e testada do Post-Hospitalization Behavior Questionnaire. Concluímos que, para as amostras em estudo, existiu uma relação entre a Ansiedade Infantil e a presença de antecedentes familiares de doença, assim como entre a Ansiedade-Estado pré-operatória e a situação de emprego materno. Confirmou-se a utilidade do PIPCirurgia para reduzir a Ansiedade Infantil relacionada com a cirurgia e minimizar as alterações comportamentais pós-hospitalização.

Inovação na aprendizagem de matemática mediante o uso de jogos cooperativos

Atualmente, o ensino de matemática tem sido configurado, pelos estudantes, como algo de difícil compreensão e pouca utilidade prática, comprometendo diretamente o processo de aprendizagem. Partindo dessa realidade, esse estudo objetiva descrever se existe inovação pedagógica na aprendizagem de matemática mediante o uso de jogos cooperativos. Foi considerado relevante, visto que visa conhecer se há mudança paradigmática em relação ao modo como o processo de aprendizagem dos conteúdos matemáticos é facilitado aos estudantes, com o uso de jogos cooperativos. Esse estudo esteve inserido na concepção de inovação pedagógica conforme delineado por Fino (2011), o qual concebe a inovação como uma mudança paradigmática no modelo tradicional de ensino. Os pressupostos teóricos que embasaram esse estudo foram autores que pesquisam a temática “jogos cooperativos em contexto escolar”. Essa investigação teve abordagem qualitativa do tipo descritiva e inspiração etnográfica realizada durante o período de janeiro a julho de 2014 na Unidade Escolar SESI Petrolina, Pernambuco, Brasil. Participaram 31 sujeitos, sendo 01 professora de matemática e 30 estudantes do 2º ano do Ensino Médio. Os instrumentos utilizados na coleta de dados foram: observação participante, diário de campo, análise de documentos e entrevista aberta, os quais foram analisados a partir da perspectiva de Bardin (2009). Essa investigação apresentou que, apesar dos conteúdos de matemática serem considerados pelos alunos como sendo de difícil compreensão e aprendizagem, quando o professor realiza atividades diferenciadas, tais como, mediante o uso de jogos cooperativos, visando romper com modelo tradicional de ensino, é possível mobilizar e direcionar o desejo do aluno para aprender de forma dinâmica, motivadora, prazerosa e autônoma. Desse modo, consideramos que a prática pedagógica da professora colaboradora objetiva possibilitar momentos de aprendizagens distintas do modelo tradicional por valorizar e promover espaços de aprendizagens onde o aluno possa ser compreendido como construtor do seu processo de aprendizagem.

WIKI-Sapientia: um ambiente de construção de aprendizagem através da colaboração entre os pares

Esta dissertação visa apresentar a trajetória e os resultados da análise da utilização do ambiente virtual Wiki-Sapientia, no Campus Ipojuca, que se situa na cidade com mesmo nome. As observações presenciais e on-line foram realizadas no período compreendido entre fevereiro e maio de 2012. A maior preocupação foi investigar a possibilidade de uso desse ambiente e na fase da utilização perceber se, de fato, esse ambiente pode vir a ser promotor de aprendizagem colaborativa para os que se dispõem a utilizá-lo. Buscamos conhecer o conceito que os sujeitos da pesquisa têm sobre aprendizagem colaborativa, sobre Wiki, entre outros. Buscamos entender também o grau de satisfação dos alunos com a metodologia adotada por seus professores e o julgamento dos estudantes quanto à possibilidade de um ambiente virtual de aprendizagem vir a contribuir para a melhoria de suas aprendizagens. O estudo de caso foi direcionado a uma turma de Automação Industrial do curso técnico do Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de Pernambuco - IFPE, composta por 36 estudantes e orientada por 11 docentes, pelo fato de este curso ser um dos mais alinhados à realidade de expansão industrial, local, porém por ser também o de maior evasão e reprovação deste Campus. Foi procedida a aplicação de questionários e de entrevistas, de forma censitária aos professores e estudantes. A análise dos dados quantitativos ocorreu com o auxílio do programa SPSS; já a análise dos dados qualitativos orientou-se pela análise de discurso. Esse estudo sinaliza para algumas considerações sobre a utilidade do Wiki-Sapientia como promotora do saber coletivo, ao mesmo tempo, que sugere a adoção dessa ferramenta para todos os Campi que formam o IFPE.

Soluções de reabilitação e reforço com GFRP: aplicações na Região Autónoma da Madeira

Este trabalho consiste na apresentação de técnicas de reabilitação e reforço e a sua adaptação ao GFRP (Glass Fiber Reinforced Polymer). O foco incidiu sobre as estruturas degradadas pela corrosão das armaduras, e apresenta-se uma vasta gama de técnicas de intervenção. Encamisamento, proteção eletroquímica, adição de armaduras são as técnicas mais desenvolvidas ao longo do trabalho. São ainda abordados os tipos de produtos de recobrimento, as técnicas de aplicação do recobrimento, bem como as ferramentas com maior utilidade para a reabilitação e reforço. De seguida faz-se um breve resumo das características e potencialidades do material GFRP, aborda-se alguns dos principais fornecedores, fazendo uma descrição dos produtos comercializados por estes, e ainda uma análise de preços por metro linear de varão GFRP. Por fim apresenta-se um levantamento fotográfico realizado na Região Autónoma da Madeira, de estruturas que apresentem sinais claros de corrosão das armaduras, com o objetivo de perceber a aplicabilidade dos varões de GFRP na reabilitação das mesmas. Apresenta-se ainda, uma possível técnica de reabilitação/reforço para todos os casos apresentados, utilizando os varões de GFRP. O levantamento fotográfico tem ainda o objetivo de perceber as principais causas de deterioração de estruturas na região, e de criar uma base de estruturas a necessitar de intervenção urgente.