Controlo automático de um interferómetro para monitorização e caracterização de sensores interferométricos

A indústria de sensores de fibra óptica está a tornar-se cada vez mais importante e emprega diferentes técnicas que permitem monitorizar uma grande variedade de parâmetros. Uma das técnicas que apresenta grandes potencialidades, devido ao seu elevado desempenho, é a técnica interferométrica, que fornece, simultaneamente, uma grande sensibilidade e uma larga gama dinâmica. Além destas vantagens, juntam-se as vantagens comuns associadas a todos os sensores de fibra óptica, tais como passividade eléctrica, fiabilidade e possibilidade de multiplexagem, que também se aplicam aos sensores interferométricos. Outra técnica muito utilizada no ramo dos sensores de fibra óptica, em configurações interferométricas com intuito de interrogação, é a técnica de interferometria de luz branca. Esta técnica permite precisão de medição, insensibilidade a flutuações da potência óptica ao longo do sistema de interrogação, assim como uma resolução elevada. Com o intuito de tornar os sistemas de instrumentação / interrogação mais compactos e flexíveis foi desenvolvida uma plataforma de instrumentação virtual, que consiste em aplicações de software que implementam as funções dos instrumentos físicos em ambiente computacional. Esta área permite obter sistemas de instrumentação / interrogação menos complexos, de maior portabilidade e com um custo mais reduzido. Esta dissertação tem como objectivo o desenvolvimento de um sistema de interrogação de sensores de fibra óptica interferométricos controlado automaticamente através de instrumentação virtual, sendo necessário numa fase inicial um estudo aprofundado dos sensores de fibra óptica, das diferentes técnicas de interrogação e da área de instrumentação virtual. O capítulo 1 é o capítulo de introdução, onde são apresentados de forma genérica os diferentes conceitos inerentes ao trabalho, nomeadamente sensores de fibra óptica e os conceitos de interrogação de sensores interferométricos e conceitos de instrumentação virtual. Os sensores interferométricos são abordados com mais detalhe no capítulo 2. Neste capítulo são abordados os conceitos teóricos de interferometria, assim como os diferentes esquemas interferométricos geralmente utilizados em sensores de fibra óptica.No capítulo 3 são apresentados os diferentes esquemas de detecção de sinal utilizados para interrogar sensores interferométricos de fibra óptica. É apresentada a técnica de interferometria de luz branca e os esquemas de detecção de sinal homódina e heteródina. O conceito de instrumentação, com ênfase nos sistemas de instrumentação virtual é apresentado no capítulo 4. É abordado o tema de sistemas de instrumentação tradicionais e de instrumentação virtual, dando ênfase às vantagens destes últimos. É também apresentado o ambiente de programação LabVIEW e o amplificador lock-in virtual, utilizado no desenvolvimento do projecto. No capítulo 5 é apresentado o desenvolvimento do sistema de interrogação de sensores interferométricos proposto inicialmente. Todo o desenvolvimento, desde implementação do interferómetro receptor, passando pelo sistema de controlo baseado em instrumentação virtual, até à caracterização do sistema está documentado neste capítulo. A monitorização e caracterização de sensores interferométricos com o sistema apresentado no capítulo 5 estão documentadas no capítulo 6. No capítulo 7 são apresentadas as conclusões relativas ao trabalho desenvolvido, assim como as perspectivas futuras de evolução do sistema implementado.

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.

Efeitos de Solanum sisymbriifolium Lam. e S. nigrum L. sobre o nemátode - das - lesões - radiculares (Pratylenchus goodeyi (Cobb) Sher & Allen, 1953) parasita da bananeira (Musa acuminata Colla)

A cultura da bananeira é de grande importância económica para a Ilha da Madeira. A procura de formas de agricultura mais sustentáveis, como é o caso da agricultura biológica, tem levado ao desenvolvimento de estratégias alternativas aos produtos fitofarmacêuticos que possam ser utilizadas pelos agricultores. O objectivo geral deste trabalho foi o contribuir para a agricultura da Madeira desenvolvendo uma estratégia de luta contra o nemátode-das-lesões-radiculares, Pratylenchus goodeyi, utilizando Solanum sisymbriifolium e S. nigrum como cultura armadilha ou como biofumigante. Os isolados de P. goodeyi foram obtidos a partir da cultura in vitro em discos de cenoura e de raízes de bananeira infectadas pelo nemátode. Apesar de P. goodeyi se ter reproduzido nas plantas de S. sisymbriifolium e de S. nigrum, os factores de reprodução foram muito baixos (0,001), podendo estas plantas serem consideradas como resistentes ou, pelo menos, hospedeiros fracos. Os efeitos da incorporação, de diferentes partes de S. sisymbriifolium e S. nigrum (raízes, raízes+parte aérea e parte aérea), no solo com plantas de bananeira, infectadas com P. goodeyi, foram avaliados em relação ao crescimento das plantas de bananeira e à reprodução do nemátode. Verificou-se que qualquer uma das espécies de Solanum influenciou o crescimento das plantas de bananeira, principalmente daquelas em que as raízes foram incorporadas no solo. A reprodução de P. goodeyi nas plantas de bananeira, apenas infectadas com o nemátode, foi superior à sua reprodução nas plantas em que ocorreu incorporação no solo. Relativamente aos efeitos dos extractos aquosos das plantas de Solanum na mortalidade de P. goodeyi concluiu-se que os extractos de S. sisymbriifolium foram os mais eficazes, principalmente na concentração de 250 mg/ml. De acordo com os resultados obtidos, conclui-se que as plantas S. sisymbriifolium e S. nigrum poderão ser utilizadas como biofumigante e como adubo verde, contribuindo para melhorar a qualidade e a quantidade das produções, eliminando os efeitos negativos, de produtos de origem química, sobre a saúde e o ambiente.

Configuração interferómetrica diferencial para medição de deformação e temperatura

Este documento descreve a implementação de um sistema interferométrico diferencial para a interrogação de redes de Bragg com o objectivo da medição diferencial de deformação e temperatura. Foram implementados dois sistemas de interrogação, um utiliza uma configuração implementada através de instrumentação física, e outro, uma configuração implementada através de instrumentação virtual, desenvolvida com recurso ao ambiente LabVIEW®. O esquema diferencial permite diminuir os efeitos de sensibilidade cruzada indissociáveis a estes sistemas. Foram realizados testes de deformação e temperatura de forma a validar o funcionamento do sistema virtual. Em ambos os casos, os resultados foram próximos dos obtidos com o sistema convencional, verificando-se que a instrumentação virtual é uma forma de aproveitar as vantagens que este esquema de interrogação apresenta: grande sensibilidade e elevada gama dinâmica, e permite reduzir uma de suas desvantagens, o elevado custo. Verificou-se ainda a viabilidade da aplicação da configuração estudada num sistema de análise térmica diferencial para identificação de compostos em amostras desconhecidas. O sistema foi demonstrado utilizando uma mistura de acetona e metanol. Do trabalho realizado nesta dissertação foi possível efectuar algumas publicações que foram submetidas em Revistas e Conferências Científicas. A primeira ao Symposium On Enabling Optical Networks and Sensors SEON - 2010, Anexo A. A segunda à 21st International Conference on Optical Sensors - OFS 2011, Anexo B. E uma terceira submetida à revista Journal of Lightwave Technology, Anexo C.

Medidas da complexidade da estrutura de algoritmos codificados em C

Nesta dissertação defendemos uma forma nova de medir o produto de software com base nas medidas usadas na teoria dos sistemas complexos. Consideramos o uso dessas medidas vantajoso em relação ao uso das medidas tradicionais da engenharia de software. A inovação desta dissertação sintetiza-se em considerar o produto de software como um sistema complexo, dotado de uma estrutura que comporta vários níveis e na proposta da correlação de gama longa como medida da complexidade de estrutura de programas fontes. Essa medida, invariante para a escala de cada nível da estrutura, pode ser calculada automaticamente. Na dissertação, primeiro descrevemos o processo de desenvolvimento do software e as medidas existentes para medir o referido processo e produto e introduzimos a teoria dos sistemas complexos. Concluímos que o processo tem características de sistema complexo e propomos que seja medido como tal. Seguidamente, estudamos a estrutura do produto e a dinâmica do seu. processo de desenvolvimento. Apresentamos um estudo experimental sobre algoritmos codificados em C, que usamos para validar hipóteses sobre a complexidade da estrutura do produto. Propomos a correlação de gama longa como medida da complexidade da estrutura. Estendemos essa medida a uma amostra codificada em Java. Concluímos, evidenciando as limitações e as potencialidades dessa medida e a sua aplicação em Engenharia de Software.

Cartografias da Madeira: roteiros culturais na produção ficcional de Helena Marques

Esta dissertação procura analisar diversos aspetos da História e Cultura do Arquipélago da Madeira, entre finais do século XIX até à atualidade, tais como costumes, tradições e influências estrangeiras, entre outras. A partir de alguns romances de Helena Marques, que recorre à Ilha da Madeira para contextualizar a maioria das suas histórias, apresenta-se uma proposta de roteiro cultural a partir do percurso de algumas entidades ficcionais para pôr em evidência alguns desses aspetos históricos culturais abordados. O roteiro encontra-se dividido em três grupos: espaço público, espaço religioso e museus/espaços culturais.

Morfologia, performance e fatores contextuais do nadador salvador infanto-juvenil madeirense

O objetivo central do presente estudo foi triplo: (1) reunir a bibliografia existente sobre o nadador infanto-juvenil; (2) avaliar a estrutura, a composição corporal e a aptidão física geral e específica do nadador infanto-juvenil madeirense e (3) investigar as relações entre o crescimento físico humano, a aptidão física e as variáveis contextuais. A amostra incluiu 97 nadadores, 46 do sexo masculino e 51 do sexo feminino, 11-16 anos, que integravam 4 clubes de Natação Pura Desportiva da Região Autónoma da Madeira. A altura, o peso corporal, a envergadura, os diâmetros ósseos, os comprimentos e larguras, os perímetros musculares e as pregas de adiposidade subcutânea foram medidos. A aptidão física geral e específica, a atividade física, o estatuto socioeconómico (ESE) e a prática desportiva foram quantificados. O teste t, o teste de Mann-Whitney U, o teste para a diferença entre duas proporções independentes e a análise de regressão múltipla foram utilizados na análise estatística dos dados. Os nadadores apresentaram valores médios mais elevados do que as nadadoras na altura, peso corporal, envergadura, comprimento e/ou largura dos segmentos e na quase totalidade dos diâmetros ósseos e perímetros musculares. As nadadoras apresentaram valores médios mais elevados do que os nadadores nas pregas de adiposidade subcutânea. Os nadadores apresentaram mais massa isenta de gordura do que as nadadoras. O tipo físico do nadador foi mesomorfo equilibrado (3,2-4,6-3,1) e o da nadadora endo-mesomorfo (4,3-3,5-2,9). Os nadadores apresentaram desempenhos mais elevados na quase totalidade dos testes motores. As nadadoras foram mais proficientes no ‘sit and reach’. As nadadoras, 14-16 anos, apresentaram valores médios mais elevados no peso corporal, envergadura, diâmetro biacromial, percentagem de gordura, batimento em placas, ‘sit ups’, anos de prática formal e total de horas de treino semanal, comparativamente aos 11-13 anos. As nadadoras foram, também, mais altas e pesadas, aos 11-13 anos, do que as não-atletas. A idade, o rácio envergadura/altura, a percentagem de gordura corporal, o ‘sit and reach’, o salto em comprimento sem corrida preparatória, os ‘sit ups’, o ‘shuttle run’, a corrida de 12 minutos, o índice dos tempos livres e o total de competições nacionais por época desportiva explicaram 75,9% da variância no teste de nado de 12 minutos. Os resultados demonstraram um diferencial morfofuncional em função do sexo, idade e população de estudo. Os preditores do teste de nado de 12 minutos foram os indicadores de crescimento físico humano, a aptidão física e as variáveis contextuais.

Implementação de sistemas eólicos para redes de sensores sem fios

O trabalho tem por objetivo principal estudar a utilização de aerogeradores para microprodução de energia (menor que 1 W) de forma a poderem alimentar os nós das redes de sensores sem fios. Para tal, analisaram-se dois tipos de aerogeradores, os de eixo vertical e os de eixo horizontal, tendo-se efetuado simulações de CFD (Computational Fluid Dynamics) para verificar o desempenho das turbinas, de forma a determinar qual é o mais adequado. Foi realizado o projeto dos dois sistemas e analisou-se em particular as turbinas, os geradores e os conversores de potência de forma a avaliar o desempenho. Efetuaram-se simulações para determinar o comportamento esperado e posteriormente realizaram-se as medições experimentais num túnel de vento, tendo-se concluído que, para a dimensão dos aerogeradores desenvolvidos, o sistema vertical produz mais potência que o de eixo horizontal para velocidades de vento inferiores a 4,5 m/s e tem a grande vantagem de não ser significativamente afetado pela turbulência do vento. No entanto, o sistema de eixo horizontal é sempre mais eficiente para qualquer velocidade de vento, devido ao seu coeficiente de potência ser sempre superior ao do sistema vertical. Também se comparou o desempenho do conversor DC-DC redutor-elevador inversor com o elevador tendo-se determinado que o segundo apresenta melhor desempenho, na gama de valores de tensão utilizados no trabalho. Por fim implementaram-se os sistemas em ambiente real de forma a verificar como se comportam quando estão expostos aos elementos com a velocidade e a direção do vento a variar. Concluiu-se que mesmo com ventos fracos a potência produzida é suficiente para carregar uma bateria de 3,6 V (tensão nominal) e alimentar a carga, pelo que o uso de energia eólica é uma boa alternativa à energia fotovoltaica.

O uso do lúdico como inovação pedagógica na aprendizagem de genética: um facilitador no desempenho do aprendiz

A disciplina de Biologia tem encontrado, ao longo de seu percurso, algumas resistências no que se refere ao aprendizado da mesma, particularmente quando se refere aos conteúdos da Genética. Temas complexos relacionados a inúmeras pesquisas genômicas geram polêmicas e levam a discussões, dentro e fora da sala de aula, sobre as sérias implicações de ordem social, ética e moral que advêm desse universo científico. Essa gama de conteúdos relacionados à pesquisa genômica, como organismos transgênicos, clonagem, e especialmente a utilização de células-tronco, leva a discussões sobre os riscos, benefícios e as implicações éticas, sociais e morais provenientes das biotecnologias geradas por essas pesquisas. Para acompanhar essa evolução gerada pelos avanços da ciência, é necessário preparar pessoas com senso crítico e capacidade para participarem dos debates contemporâneos e as implicações que surgem com os avanços científicos e tecnológicos. No entanto, no ensino da Biologia, em especial aquele voltado para a genética, normalmente não existe uma preocupação em familiarizar o aluno com os códigos da ciência, de forma que ele consiga contextualizá-los e relacioná-los com a vida prática e cotidiana, bem como com os aspectos subjetivos com os quais a ciência trata. Este contexto colabora para que o aluno sinta dificuldade em entender e assimilar os conhecimentos dessa pertinência e assim passe a engessar as estatísticas com elevado índice de reprovações na disciplina de Biologia, especialmente nas escolas da rede pública. Portanto, esta pesquisa se desenvolve no sentido de examinar as questões relacionadas à metodologia do ensino tradicional e a prática pedagógica que se utiliza de jogos como instrumentos facilitadores da aprendizagem, buscando, assim, analisar, investigar e verificar as razões das resistências no aprendizado de genética a partir do jogo como instrumento inovador de aprendizagem.