Modeliza����o das camadas junto aos el��ctrodos em descargas de arco de alta press��o

Nesta disserta����o foi realizada a modeliza����o num��rica das camadas de n��o-equil��brio junto aos c��todos e ��nodos em descargas de arco de alta press��o. Ao contr��rio de trabalhos anteriores, a modeliza����o �� uni cada, i.e., baseia-se num ��nico conjunto de equa����es escritas sem suposi����es simpli cativas tais como equil��brio t��rmico, equil��brio de ioniza����o (Saha) e quaseneutralidade, e n��o utiliza uma divis��o a priori do dom��nio de c��lculo em sub- camadas com propriedades f��sicas diferentes. Processos de transporte de i��es e electr��es s��o descritos no ��mbito do modelo de difus��o. Foi tamb��m desenvolvida uma teoria da camada de ioniza����o junto ao c��todo no ��mbito do modelo multi uido. Os resultados obtidos s��o comparados com dados experimentais. Os resultados da tese elucidam a f��sica de transfer��ncia de corrente atrav��s das camadas junto aos el��ctrodos em descargas de arco de alta press��o, e servem para melhor compreen- der os fen��menos que ocorrem em v��rios dispositivos industriais, como as l��mpadas de descarga de muito alta press��o e as tochas de plasma.

Compara����o e valida����o de v��rios m��todos de mapeamento cortical para o planeamento pr��-cir��rgico por Imagem Funcional de Resson��ncia Magn��tica

Na an��lise funcional de imagens do c��rebro podem utilizar-se diferentes m��todos na identifica����o de zonas de activa����o. Tem havido uma evolu����o desde o m��todo de correla����o [19], para outros m��todos [9] [14] at�� o m��todo baseado no modelo linear generalizado que �� mais comum ser utilizado hoje e que levou ao pacote de software SPM [15]. Deve-se principalmente �� versatilidade que o m��todo tem em realizar testes com diferentes objectivos. T��m sido publicados alguns estudos comparativos. Poucos t��m sido quantitativos [20] e quando o s��o, o n��mero de m��todos testados �� reduzido[22]. H�� muitos estudos comparativos do ponto de vista da estat��stica envolvida (da matem��tica) mas que t��m em geral apenas ns acad��micos. Um objectivo deste estudo �� comparar os resultados obtidos por diferentes m��todos. �� de particular interesse averiguar o comportamento de cada m��todo na fronteira do local de activa����o. As diferen��as ser��o avaliadas numericamente para os seguintes m��todos cl��ssicos: t de Student, coeficiente de correla����o e o modelo linear generalizado. Tr��s novos m��todos s��o tamb��m propostos - o m��todo de picos de Fourier, o m��todo de sobreposi����o e o m��todo de amplitude. O segundo pode ser aplicado para o melhoramento dos m��todos de t de Student, coe ciente de correla����o e modelo linear generalizado. Ele pode no entanto, tamb��m manter-se como um m��todo de an��lise independente. A influ��ncia exercida em cada m��todo pelos par��metros pertinentes �� tamb��m medida. �� adoptado um conjunto de dados cl��nicos que est�� amplamente estudado e documentado. Desta forma elimina-se a possibilidade dos resultados obtidos serem interpretados como sendo espec��ficos do caso em estudo. H�� situa����es em que a influ��ncia do m��todo utilizado na identifica����o das ��reas de activa����o de imagens funcionais do c��rebro �� crucial. Tal acontece, por exemplo, quando um tumor desenvolve-se perto de uma zona de activa����o respons��vel por uma fun����o importante . Para o cirurgi��o tornase indispens��vel avaliar se existe alguma sobreposi����o. A escolha de um dos m��todos dispon��veis poder�� ter infu��ncia sobre a decis��o final. Se o m��todo escolhido for mais conservador, pode verificar-se sobreposi����o e eliminar-se a possibilidade de cirurgia. Por��m, se o m��todo for mais restritivo a decis��o final pode ser favor��vel �� cirurgia. Artigos recentes t��m suportado a ideia de que a resson��ncia magn��tica funcional �� de facto muito ��til no processo de decis��o pr��-operat��rio [12].O segundo objectivo do estudo �� ent��o avaliar a sobreposi����o entre um volume de activa����o e o volume do tumor. Os programas inform��ticos de an��lise funcional dispon��veis s��o variados em v��rios aspectos: na plataforma em que funcionam (macintosh, linux, windows ou outras), na linguagem em que foram desenvolvidos (e.g. c+motif, c+matlab, matlab, etc.) no tratamento inicial dos dados (antes da aplica����o do m��todo de an��lise), no formato das imagens e no(s) m��todo(s) de an��lise escolhido(s). Este facto di culta qualquer tentativa de compara����o. �� partida esta poder�� apenas ser qualitativa. Uma compara����o quantitativa implicaria a necessidade de ocorrerem tr��s factos: o utilizador tem acesso ao c��digo do programa, sabe programar nas diferentes linguagens e tem licen��a de utiliza����o de software comercial (e.g. matlab). Sendo assim foi decidido adoptar uma estrat��gia unificadora. Ou seja, criar um novo programa desenvolvido numa linguagem independente da plataforma, que n��o utilize software comercial e que permita aplicar (e comparar quantitativamente) diferentes m��todos de an��lise funcional. A linguagem escolhida foi o JAVA. O programa desenvolvido no ��mbito desta tese chama-se C��rebro.

Sistema de Comunica����es para as Ilhas Desertas

Esta disserta����o tem como principal objectivo, propor um sistema de comunica����es para as Ilhas Desertas que vise atender ��s necessidades expostas pelo PNM - Parque Natural da Madeira. Localizadas a 22 milhas mar��timas do Funchal, as ilhas Desertas n��o disp��em de cobertura da rede m��vel GSM - Global Standard for Mobile, nem de qualquer outra infra-estrutura de comunica����es que permita a comunica����o entre os vigilantes e a esta����o de servi��o - doca. Esta falta de comunica����o torna-se mais problem��tica aquando da realiza����o de ac����es de fiscaliza����o e vigil��ncia, j�� que em caso de acidente n��o ser�� poss��vel pedir aux��lio. Dada esta realidade propomos a cria����o de uma rede de r��dio m��vel terrestre para as Ilhas Desertas, com a instala����o de v��rios repetidores UHF no topo das ilhas. O projecto desta rede ser�� fundamentado com a realiza����o de um estudo de cobertura para as tr��s ilhas que incluir�� a avalia����o e an��lise de v��rios modelos de propaga����o. Esta an��lise �� realizada com recurso a duas ferramentas de software, Radio-Mobile e DifractionLoss, tendo este ��ltimo sido desenvolvido no ��mbito desta disserta����o. De forma a melhorar a cobertura da rede GSM na esta����o de servi��o do PNM na Deserta Grande, sugerem-se duas solu����es: a primeira consiste na instala����o de um repetidor GSM de frequ��ncia deslocada e a segunda na instala����o de uma NanoBTS. Al��m da falta de comunica����o na ��rea das ilhas Desertas, a falta de comunica����o com a ilha da Madeira �� tamb��m uma realidade. Perante esta situa����o sugere-se a cria����o de uma liga����o por feixes hertzianos de alta frequ��ncia entre a esta����o de servi��o do PNM na Deserta Grande e a sede do PNM, localizada na zona do Jardim Bot��nico na Ilha da Madeira. O projecto desta liga����o apresenta um planeamento e dimensionamento de acordo com as necessidades apresentadas pelo PNM, assim como um estudo de propaga����o baseado num procedimento te��rico e em simula����es de software. �� tamb��m proposto um sistema de videovigil��ncia controlado remotamente com o objectivo de permitir a monitoriza����o remota dos lobos-marinhos.

Sheaves, local homeomorphisms and local sets as Hilbert locale modules

We give a thorough account of the various equivalent notions for \sheaf" on a locale, namely the separated and complete presheaves, the local home- omorphisms, and the local sets, and to provide a new approach based on quantale modules whereby we see that sheaves can be identi��ed with certain Hilbert modules in the sense of Paseka. This formulation provides us with an interesting category that has immediate meaningful relations to those of sheaves, local homeomorphisms and local sets. The concept of B-set (local set over the locale B) present in [3] is seen as a simetric idempotent matrix with entries on B, and a map of B-sets as de��ned in [8] is shown to be also a matrix satisfying some conditions. This gives us useful tools that permit the algebraic manipulation of B-sets. The main result is to show that the existing notions of \sheaf" on a locale B are also equivalent to a new concept what we call a Hilbert module with an Hilbert base. These modules are the projective modules since they are the image of a free module by a idempotent automorphism On the ��rst chapter, we recall some well known results about partially ordered sets and lattices. On chapter two we introduce the category of Sup-lattices, and the cate- gory of locales, Loc. We describe the adjunction between this category and the category Top of topological spaces whose restriction to spacial locales give us a duality between this category and the category of sober spaces. We ��nish this chapter with the de��nitions of module over a quantale and Hilbert Module. Chapter three concerns with various equivalent notions namely: sheaves of sets, local homeomorphisms and local sets (projection matrices with entries on a locale). We ��nish giving a direct algebraic proof that each local set is isomorphic to a complete local set, whose rows correspond to the singletons. On chapter four we de��ne B-locale, study open maps and local homeo- morphims. The main new result is on the ��fth chapter where we de��ne the Hilbert modules and Hilbert modules with an Hilbert and show this latter concept is equivalent to the previous notions of sheaf over a locale.

Uma introdu����o ��s filas de espera

Esta tese trata de sistemas de filas de espera estudando o seu comportamento ao longo do tempo e quando se encontram em estado de equil��brio. A tese �� constitu��da por tr��s grandes cap��tulos. Em primeiro lugar s��o apresentados alguns conceitos b��sicos da probabilidade, da estat��stica e de processos de estoc��sticos. S��o tamb��m descritas as condi����es e caracter��sticas necess��rias para formar um sistema de filas de espera. Em seguida desenvolvemos v��rios tipos de sistemas de filas de espera markovianos, estudando v��rias caracter��sticas de cada modelo, entre elas o n��mero esperado de clientes no sistema e na fila, o tempo esperado que um cliente aguarda no sistema e na fila, ap��s o sistema estar em equil��brio. Apresentamos tamb��m alguns gr��ficos e compara����es. Por fim, fazemos uma abordagem a alguns sistemas de filas de espera n��o markovianos, com um estudo menos aprofundado, mas sempre tentando determinar as caracter��sticas que foram determinadas nos modelos markovianos.

Documenta����o da arquitectura de um sistema de software

Este documento �� o relat��rio final de um projecto de Mestrado, da Universidade da Madeira em colabora����o com a empresa Informar. O objectivo deste projecto consistiu na documenta����o da arquitectura de software do sistema ARQUO. O pacote de documenta����o, resultado final deste projecto, consiste na documenta����o das v��rias vistas aplicadas ao sistema e �� documenta����o que se aplica a mais do que uma dessas vistas. A escolha do ���template��� a usar para documentar o sistema, a escolha das vistas, o estudo sobre a forma como modelar a informa����o de cada vista e a forma de apresenta����o do pacote de documenta����o foram os passos mais importantes do projecto.

Explorando a fun����o quadr��tica com o software Geogebra numa turma do 10�� ano

O presente relat��rio de est��gio tem como objectivo principal descrever a minha reflex��o geral do que foi o meu ano de est��gio pedag��gico e, tamb��m, uma an��lise e reflex��o da minha experi��ncia com a introdu����o das tecnologias de informa����o e comunica����o (TIC), nomeadamente o software Geogebra, na aprendizagem dos alunos na tem��tica da Fun����o Quadr��tica do 10��Ano. Na minha reflex��o do est��gio, procurei transmitir tudo o que senti e aprendi nesta minha passagem pela Escola B��sica e Secund��ria Dr. ��ngelo Augusto da Silva, nomeadamente nas turmas um e quatro do 10��Ano e a turma um do 9�� Ano de escolaridade enquanto que, na an��lise da experi��ncia que efectuei, procurei compreender se as TIC foram ou n��o facilitadoras da aprendizagem dos meus alunos. A quest��o central deste meu estudo foi: (1) A introdu����o das TIC na aula de Matem��tica �� imprescind��vel na aprendizagem do aluno? Para responder a esta quest��o utilizei uma investiga����o qualitativa. Desta forma recolhi os dados atrav��s de uma observa����o participante e, tamb��m da interpreta����o do meu orientador cooperante e da minha colega de est��gio. Para completar a minha recolha de dados recorri a grava����es em suporte audiovisual. Depois de uma an��lise profunda dos dados recolhidos pude concluir que: (i) a introdu����o das TIC na tem��tica da Fun����o Quadr��tica, nomeadamente o software Geogebra, foi uma mais-valia para a aprendizagem dos alunos do 10��1, n��o s�� por ser um instrumento motivador como tamb��m foi uma ferramenta facilitadora do seu processo de aprendizagem.

Interactive interface for stress relief

Every time more we hear in our everyday statements like "I'm stressed!", "Don��t worry me more than I am." But in what sense can we use technology to combat these congestions that we deal with daily? Well, one way would be to use technology to create objects, systems or applications that can spoil us and preferably be imperceptible by the user and, for this we have the ubiquitous computing and nurturant technologies. The ubiquitous computing is increasingly discussed as well as ways to make your computer more subtle in the view of the user, which is subject of research and development. The use of technology as a source of relaxation and spoil us is a strand that is being explored in the context of nurturant technologies. Accordingly, this thesis is focused on the development of an object and several applications with which we can interact. The object and applications have the purpose to spoil us and help us relax after a long day at work or in some situation more stressful. The object developed employs technologies like the use of accelerometers and the applications developed employs communications between computers and Web cameras. This thesis begins with a brief introduction to the areas of research and others that we can include in this thesis, such as ubiquitous computing and the nurturant technologies, providing yet general information on stress and ways to mitigate it. Later is described some of the work already done and that influenced this thesis as well as the prototypes developed and the experiences performed, ending with a general conclusion and future work.

Balance-bot

Research on inverted pendulum has gained momentum over the last decade on a number of robotic laboratories over the world; due to its unstable proprieties is a good example for control engineers to verify a control theory. To verify that the pendulum can balance we can make some simulations using a closed-loop controller method such as the linear quadratic regulator or the proportional���integral���derivative method. Also the idea of robotic teleoperation is gaining ground. Controlling a robot at a distance and doing that precisely. However, designing the tool to takes the best benefit of the human skills while keeping the error minimal is interesting, and due to the fact that the inverted pendulum is an unstable system it makes a compelling test case for exploring dynamic teleoperation. Therefore this thesis focuses on the construction of a two-wheel inverted pendulum robot, which sensor we can use to do that, how they must be integrated in the system and how we can use a human to control an inverted pendulum. The inverted pendulum robot developed employs technology like sensors, actuators and controllers. This Master thesis starts by presenting an introduction to inverted pendulums and some information about related areas such as control theory. It continues by describing related work in this area. Then we describe the mathematical model of a two-wheel inverted pendulum and a simulation made in Matlab. We also focus in the construction of this type of robot and its working theory. Because this is a mobile robot we address the theme of the teleoperation and finally this thesis finishes with a general conclusion and ideas of future work.

Implementa����o em hardware de uma Rede Neuronal com ummicroprocessador embebido em FPGA

O objectivo deste trabalho �� a implementa����o em hardware de uma Rede Neuronal com um microprocessador embebido, podendo ser um recurso valioso em v��rias ��reas cient��ficas. A import��ncia das implementa����es em hardware deve-se �� flexibilidade, maior desempenho e baixo consumo de energia. Para esta implementa����o foi utilizado o dispositivo FPGA Virtex II Pro XC2VP30 com um MicroBlaze soft core, da Xilinx. O MicroBlaze tem vantagens como a simplicidade no design, sua reutiliza����o e f��cil integra����o com outras tecnologias. A primeira fase do trabalho consistiu num estudo sobre o FPGA, um sistema reconfigur��vel que possui caracter��sticas importantes como a capacidade de executar em paralelo tarefas complexas. Em seguida, desenvolveu-se o c��digo de implementa����o de uma Rede Neuronal Artificial baseado numa linguagem de programa����o de alto n��vel. Na implementa����o da Rede Neuronal aplicou-se, na camada escondida, a fun����o de activa����o tangente hiperb��lica, que serve para fornecer a n��o linearidade �� Rede Neuronal. A implementa����o �� feita usando um tipo de Rede Neuronal que permite apenas liga����es no sentido de sa��da, chamado Redes Neuronais sem realimenta����o (do Ingl��s Feedforward Neural Networks - FNN). Como as Redes Neuronais Artificiais s��o sistemas de processamento de informa����es, e as suas caracter��sticas s��o comuns ��s Redes Neuronais Biol��gicas, aplicaram-se testes na implementa����o em hardware e analisou-se a sua import��ncia, a sua efici��ncia e o seu desempenho. E finalmente, diante dos resultados, fez-se uma an��lise de abordagem e metodologia adoptada e sua viabilidade.

Execu����o de t��neis nas forma����es vulc��nicas da Ilha da Madeira: o caso do t��nel 1 da nova liga����o Vasco Gil-Fundoa �� cota 500

Este trabalho pretende contribuir para um melhor conhecimento ao n��vel da execu����o de t��neis em forma����es vulc��nicas, mais especificamente na Ilha da Madeira, visto esta regi��o ter sido nos ��ltimos anos palco da constru����o de in��meros t��neis rodovi��rios, que forneceram novos dados, experiencias e metodologias na execu����o de t��neis em maci��os vulc��nicos. Assim sendo, esta tese foca inicialmente a geologia da Ilha da Madeira com o objectivo de dar a conhecer as caracter��sticas litol��gicas das rochas que comp��em os maci��os vulc��nicos assim como �� feita uma abordagem �� hist��ria e evolu����o dos t��neis existentes na regi��o, com realce para os v��rios tipos de t��neis executados e para os acidentes mais comuns que acontecem durante a escava����o neste tipo de maci��os. Depois s��o abordados os estudos geol��gicos e geot��cnicos que s��o indispens��veis antes do inicio da execu����o dos t��neis e tamb��m os m��todos de escava����o utilizados em maci��os vulc��nicos. �� ainda abordado o estudo das vibra����es causadas pelo uso de explosivos na escava����o de t��neis visto ser o m��todo mais usado na regi��o. Por fim �� relatado o acompanhamento realizado durante a execu����o de um t��nel na Ilha da Madeira, com particular destaque ao estudo das vibra����es causadas devido �� detona����o de explosivos.

Simula����o do comportamento espectral de redes de per��odo longo em fibra ��ptica

Esta tese �� dedicada ��s redes de per��odo longo, LPG���s, em fibra ��ptica, escritas por exposi����o a radia����o ultravioleta (UV) ou por exposi����o a descargas el��ctricas, e ��s suas aplica����es em comunica����es ��pticas e em sistemas sensores. Numa primeira fase estudaram-se os aspectos te��ricos fundamentais para a compreens��o das LPG, nomeadamente os dois modelos matem��ticos propostos na literatura, para a transmiss��o espectral de uma LPG, o modelo de duas camadas e o modelo de tr��s camadas. Em seguida, estudou-se o deslocamento do comprimento de onda ressonante perante mudan��as de par��metros externos. Aqui, verificou-se que para varia����es da temperatura no exterior da LPG, o deslocamento do comprimento de onda ressonante �� linear. Por outro lado, para varia����es de ��ndice de refrac����o exterior, verificou-se que �� medida que o ��ndice exterior se aproxima dos valores do ��ndice de refrac����o da bainha, o comprimento de onda ressonante tende para valores mais baixos. Por ��ltimo, realizou-se um estudo da transmiss��o espectral de duas aplica����es que envolvem LPG���s, nomeadamente dois tipos de interfer��metros e filtros ��pticos. Numa segunda fase, foi desenvolvida uma ferramenta de simula����o destes modelos, que permitia n��o s�� a obten����o dos espectros de transmiss��o das LPG���s mas tamb��m a obten����o das curvas de phase matching em fun����o do per��odo da rede e do comprimento de onda ressonante. A aplica����o permitia tamb��m a obten����o das curvas do deslocamento do comprimento de onda ressonante, perante varia����es do ��ndice de refrac����o exterior ou da temperatura. Para al��m disso, essa ferramenta realiza a simula����o dos espectros de transmiss��o de filtros ��pticos e de interfer��metros de Michelson e de Mach-Zehnder constru��dos com base em LPG���s. A ��ltima fase do trabalho, a componente laboratorial, foi realizada na Unidade de Optoelectr��nica e Sistemas Electr��nicos do INESC Porto, onde foram constru��dos e testados os dispositivos estudados anteriormente, com o intuito de validar a aplica����o desenvolvida. A ferramenta de simula����o demonstrou ser capaz de simular de forma adequada os diversos aspectos do comportamento das LPG���s que foram estudados. A compara����o dos resultados obtidos permitiu concluir que o modelo mais correcto para o estudo das LPG���s �� o modelo de tr��s camadas, o que est�� de acordo com o esperado.

Argilas modificadas como catalisadores ��cidos s��lidos

Important bentonitic deposits are present in Porto Santo Island, part of the Madeira Archipelago. Several locations were selected and samples were collected and characterised. The bentonite obtained at Serra de Dentro (SD) was selected for further laboratorial work. The fine fraction of SD bentonite was purified using several methods and the sodium homoionic form was prepared. This was the starting material used in the three generic types of modifications: metal exchange, acid activation and pillaring. These modifications produce materials with markedly different acidic (e.g. Br��nsted and/or Lewis acidity), textural (e.g. increase of the surface area and active site accessibility) or structural (e.g. creation of permanent porous structures) properties. The wide range of materials obtained (including reference clays counterparts) was characterised in terms of chemical, structural, textural and catalytic properties. Limonene is an important raw material produced in Portugal, and its aromatisation reaction was chosen for the catalytic characterisation of the clay catalysts prepared.

Padr��es de aleatoriedade na modela����o do acaso

A soma de vari��veis aleat��rias com n��mero de parcelas �� aleat��rio, para al��m do evidente interesse conceptual e te��rico, tem larga resson��ncia na investiga����o do processo de risco e em processos de ramifica����o. Reformulamos a teoria de Panjer (1981), que permite o c��lculo iterativo do risco agregado, com o recurso a valores m��dios de uniformes, descrevendo uma extens��o da classe de Panjer, e estudando em detalhe a equa����o funcional que a caracteriza. Aplicamos essas ideias na caracteriza����o de aleatoriedade discreta, exemplificando com o comportamento das f��meas de p��ssaros que investem na promiscuidade de parceiros para garantir a diversidade gen��tica da prog��nie, tendo no entanto o cuidado de manter as apar��ncias de fidelidade, para garantir a coopera����o do parceiro no sucesso da ninhada. Apresentamos as transformadas de Laplace e fun����es geradoras numa perspectiva que leva a uma introd����o natural de transformadas de Pareto, cuja relev��ncia exemplificamos.