Concepção de um aparelho de medição 3D da coluna vertebral: Desenvolvimento de um software de detecção de apófises espinhosas e cálculo da distância ântero-posterior

Dissertação apresentada na Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Biomédica

Influência dos parâmetros de cálculo do RCCTE na avaliação do desempenho energético de edifícios residenciais

Dissertação apresentada à Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Mecânica

Otimização do processo de corte de chapa a laser na SERMEC LASER

O presente trabalho visa apresentar a temática da otimização da produção de corte laser numa empresa do ramo da indústria metalomecânica, denominada Sermec Laser e situada no concelho da Maia no Distrito do Porto. Para alcançar este objetivo foi necessário conhecer o funcionamento atual do processo, como por exemplo, os seus intervenientes, as taxas de ocupação do equipamento de corte a laser e os procedimentos. Só depois de ser explorada essa vertente será possível desenvolver um plano com vista a melhorar esse processo. Este projeto espera criar um plano de melhoria que será testado e, quando for validado, será implementado. As melhorias propostas por este plano passam pelo aumento da eficiência do processo de corte a laser e a alteração de parte do layout da empresa de forma a facilitar e agilizar este mesmo processo. O objetivo final será acrescentar mais valor ao processo, reduzindo os seus desperdícios. Com esta melhoria a empresa ficará a ganhar, pois irá produzir de forma mais ajustada às suas necessidades.

Análise de desempenho de algoritmos de otimização para extração de parâmetros em modelos semicondutores de potência

Apresenta-se nesta tese uma revisão da literatura sobre a modelação de semicondutores de potência baseada na física e posterior análise de desempenho de dois métodos estocásticos, Particle Swarm Optimizaton (PSO) e Simulated Annealing (SA), quando utilizado para identificação eficiente de parâmetros de modelos de dispositivos semicondutores de potência, baseado na física. O conhecimento dos valores destes parâmetros, para cada dispositivo, é fundamental para uma simulação precisa do comportamento dinâmico do semicondutor. Os parâmetros são extraídos passo-a-passo durante simulação transiente e desempenham um papel relevante. Uma outra abordagem interessante nesta tese relaciona-se com o facto de que nos últimos anos, os métodos de modelação para dispositivos de potência têm emergido, com alta precisão e baixo tempo de execução baseado na Equação de Difusão Ambipolar (EDA) para díodos de potência e implementação no MATLAB numa estratégia de optimização formal. A equação da EDA é resolvida numericamente sob várias condições de injeções e o modelo é desenvolvido e implementado como um subcircuito no simulador IsSpice. Larguras de camada de depleção, área total do dispositivo, nível de dopagem, entre outras, são alguns dos parâmetros extraídos do modelo. Extração de parâmetros é uma parte importante de desenvolvimento de modelo. O objectivo de extração de parâmetros e otimização é determinar tais valores de parâmetros de modelo de dispositivo que minimiza as diferenças entre um conjunto de características medidas e resultados obtidos pela simulação de modelo de dispositivo. Este processo de minimização é frequentemente chamado de ajuste de características de modelos para dados de medição. O algoritmo implementado, PSO é uma técnica de heurística de otimização promissora, eficiente e recentemente proposta por Kennedy e Eberhart, baseado no comportamento social. As técnicas propostas são encontradas para serem robustas e capazes de alcançar uma solução que é caracterizada para ser precisa e global. Comparada com algoritmo SA já realizada, o desempenho da técnica proposta tem sido testado utilizando dados experimentais para extrair parâmetros de dispositivos reais das características I-V medidas. Para validar o modelo, comparação entre resultados de modelo desenvolvido com um outro modelo já desenvolvido são apresentados.

Análise do fluxo de embalagens de madeira metodologia de cálculo da taxa de reciclagem

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia do Ambiente, perfil de Engenharia Sanitária

Estudo, dimensionamento, cálculo e desenho de projetos de engenharia no ramo das estruturas

O estágio formal serve de apoio à transição da vida académica para a vida profissional e permite complementar os conhecimentos adquiridos no instituto politécnico e respetiva aplicação prática. Sistematizando, o objetivo do estágio passa pela assimilação da realidade do exercício da profissão, admitindo a existência de condicionantes que obrigam a um conjunto de ações restritivas e optimizadoras, com a finalidade de atingir um nível de concretização com qualidade, tendo em conta aspetos técnicos, económicos, legais, éticos, ambientais e de segurança, respeitando a sociedade e respetivos valores na qual nos inserimos.

Cálculo do OEE na secção de maquinação da Tridec Lda.

O sucesso das organizações só é possível através da satisfação/superação das expectativas do mercado. Desta forma, a base para o sucesso reside na eficiência com que cada organização consegue cumprir a sua missão, só possível através de comunicações e de processos produtivos/serviços que acrescentem valor ao bem que disponibilizam. Cientes destes princípios, as organizações têm vindo a adoptar metodologias com o intuito de eliminar os desperdícios existentes nos seus negócios. Este trabalho resulta da necessidade de uma organização industrial de base tecnológica, a TRIDEC, identificar se no seu negócio existem desperdícios com origem na relação entre as suas duas unidades industriais, localizadas na Holanda e em Portugal. O trabalho foi possível pela parceria entre estudantes da Avans University, da Holanda, e do ISEP (o autor deste trabalho), e foi realizado em duas fases. Numa primeira fase foi liderado pelos estudantes Holandeses e consistiu na análise aos fluxos de comunicação entre as duas unidades. Estes resultados estão presentes no relatório dos colegas Holandeses, e destacam a necessidade haver uma maior relação de compromisso entre ambas as organizações. A segunda fase do trabalho foi centrada na unidade de Portugal, tendo-se efectuado uma análise ao seu desempenho com o enfoque a verificar-se na Produção, que culminou com o cálculo do OEE à Secção de Maquinação.

O método de cálculo de custos baseado nas actividades

O século XX, sobretudo na segunda metade, trouxe para os sistemas de informação empresariais (estes são o suporte de múltiplos modelos ligados à planificação, ao controlo e à tomada de decisões em geral) alterações espectaculares, cujo difícil domínio é o motor de novas propostas e achegas multidisciplinares. Como parte essencial dos referidos sistemas, a Contabilidade de Custos tem perseguido determinar valores unitários de bens ou serviços, de funções ou outros portadores de custos, com diferentes propósitos segundo objectivos, épocas e áreas geográficas concretas. Durante os últimos anos do século passado e no primeiro quartel deste, os cálculos ligaram-se essencialmente ao produto como forma de actuar sobre a eficiência laboral. Os engenheiros industriais (em empresas multinacionais americanas), preocupados em conseguir uma maior racionalidade na utilização dos recursos, estudaram profundamente a normalização e standardização dos materiais e equipamentos, o preestabelecimento de métodos e a medida dos tempos de trabalho. A sua investigação estendeu-se também à forma de organização mais adequada para o desenvolvimento da actividade empresarial; de tal forma que, sob a “batuta” de homens como F. W. Taylor (e o seu método de trabalho para definir tarefas e ferramentas mais adequadas a cada actividade), E. Mayo (e a sua preocupação pelas condições de trabalho em equipa) ou H. Fayol (e a sua procura sistemática das características que devem contribuir para a administração eficiente das organizações), foram-se confirmando os conteúdos actuais dos conceitos de disciplina e ordem, liderança e hierarquia, iniciativa e espírito de superação, etc; assim como novas formas de entender, organizar e realizar o trabalho, que configurarão relações laborais diferentes das herdadas da sociedade pré-industrial. Corolário de tudo foram a especialização e a departamentalização da empresa, bem como o progressivo aparecimento de uma estrutura funcional, com competências pessoais marcadas pela hierarquia. Os engenheiros, com o objectivo de racionalizarem ao máximo as tarefas produtivas, criaram as bases para o desenvolvimento do custo “standard” (padrão) e reuniram o seu estudo com os problemas da direcção geral do negócio: os padrões técnicos serão referência obrigatória para a remuneração do pessoal e a programação de existências e compras, assim como para determinar as actividades dos centros (base do cálculo dos orçamentos); e ainda se revelaram um óptimo instrumento de controlo. Acompanhando este movimento, o cálculo do custo industrial centrar-se-à nos produtos (como portadores finais dos diferentes consumos necessários para a sua obtenção) sobre a base dos padrões técnicos definidos para eles. Não obstante, na primeira metade do nosso século, e sob a pressão de uma procura crescente de informação financeira, iniciou-se a passagem da gestão de custos à contabilidade de custos: os textos de contabilidade dos anos 20 propõem o cálculo do custo de produção com uma orientação clara - valorizar as existências para a informação financeira (Balanço e Resultados no fim do exercício). Só depois da 2ª Guerra Mundial se começa a falar de gestão e, por consequência, de custos para a planificação, controlo e tomada de decisões (Johnson e Kaplan, 1987). Impõe-se uma reflexão sobre os diferentes significados que o custo tem tido ao longo do nosso século (ligando esses significados às circunstâncias que provocaram cada elaboração) para a sua construção futura.

Otimização Energética na Produção de Biodiesel

Enquadrado num contexto cada vez mais marcado pela necessidade imperiosa de adoção e desenvolvimento de práticas ambientais e energeticamente sustentáveis, este trabalho visa contribuir para a caracterização e otimização do consumo de energia na produção de biodiesel. O biodiesel pode ser encarado como uma boa resposta aos graves problemas que os combustíveis fósseis estão a provocar nas sociedades modernas, pois é uma fonte de energia biodegradável, não-tóxica e sintetizada a partir de várias matérias-primas. Porém, o elevado custo de produção, como consequência do elevado preço das matérias-primas, constitui o maior problema para a sua implementação e comercialização a grande escala. A produção de biodiesel é, em sua quase totalidade, conduzida por via de reação de transesterificação, usando óleo vegetal e álcool como matérias-primas. O objetivo geral deste trabalho é otimizar energeticamente um processo de produção de biodiesel, via catálise homogênea alcalina (BCHA). Para alcançar esse objetivo, um fluxograma típico de produção foi construído e analisado, tanto do ponto de vista energético como econômico. Posteriormente oportunidades de otimização do processo foram identificadas, no sentido de reduzir o consumo de utilidades, impacto ambiental e aumentar a rentabilidade econômica. A construção do processo, a caracterização da alimentação, os critérios de operacionalidade, a obtenção de resultados e demais fatores foram efetuados com auxílio de um software de simulação Aspen Plus versão 20.0 criado pela Aspen Technology products. Os resultados do trabalho revelaram que o processo BCHA produz uma corrente com 99,9 % em biodiesel, obedecendo às normas internacionais em vigor. Na parte energética, o processo BCHA base necessitou de 21.405,1 kW em utilidades quentes e 14.886,3 kW em utilidades frias. A integração energética do processo BCHA, segundo a metodologia pinch, permitiu uma redução das necessidades quentes para 10.752,3 kW (redução de 50 %) e frias para 4.233,5 kW (redução de 72 %). A temperatura no ponto de estrangulamento (PE) foi de 157,7 ºC nas correntes quentes e 147,7 ºC nas correntes frias. Em termos econômicos, o custo total é reduzido em 35% com a integração energética proposta. Essa diminuição, deve-se sobretudo à redução do custo operacional, onde as necessidades de vapor de muita alta pressão (VMAP), vapor de alta pressão (VAP) e água de resfriamento (AR) apresentaram quebras de 2 %, 92 % e 71 %, respectivamente. Como conclusão final, salienta-se que a integração do processo BCHA estudado é energética e economicamente viável.

Métodos de análise elástica e de análise plástica para cálculo de esforços em estruturas de aço

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Civil

Volume da Aurícula Esquerda: um "Velho" Cálculo Ecocardiográfico com uma Importância Prognóstica Renovada. Um Estudo em Doentes com Miocardiopatia Dilatada

Recentemente, surgiram alguns trabalhos que ressaltaram a importância do cálculo do volume da aurícula esquerda (VAE) como um marcador de eventos cardíacos adversos. Foi objectivo deste estudo avaliar a importância prognóstica deste parâmetro em doentes (dts) com deficiente função ventricular esquerda e correlacioná-lo com outros parâmetros clássicos de prognóstico – consumo de O2 (VO2 max) e pro-BNP (pBNP). Métodos: Analisou-se o volume da aurícula esquerda (VAE) por método de Simpson, numa população de 35 dts com cardiopatia dilatada (idiopática e isquémica) com fracção de ejecção (FE) 31±9,6% doentes (dts) eram de sexo masculino e a média de idades foi de 50,5±10,5 anos. Toda a população efectuou estudos de ecocardiografia convencional (incluindo avaliação por M-mode, bidimensional e Doppler), prova cardiorespiratória (VO2max) e doseamento de pro-BNP. O tempo médio de seguimento foi de 24 ± 4 meses, tendo-se considerado como eventos cardíacos (EC): internamento por insuficiência cardíaca, transplante e morte. Resultados: Dos parâmetros da ecocardiografia - o diâmetro da AE foi de 46,6±5,7mm, as dimensões do VE em diástole – 73,5±10mm e em sístole -58,9±11mm, a média da fracção de ejecção foi de 31±9,6%, o VAE foi de 78,6±33 ml, os volumes do VE foram de 214±82ml em diástole e de 153±75ml em sístole, 15 dts tinham padrão restritivo de enchimento ventricular (E/A>2), a média da área (Doppler cor) da insuficiência mitral foi de 4±3,3cm2, 14 dts tinham E/E’>15. O VO2 max médio foi de 20±5,8ml/kg/min e o pro-BNP de 3146±4629pg/mL. Para além da correlação de outros parâmetros clássicos ecocardiográficos com o prognóstico (volumes VE, FE e E/E’), o VAE e o volume indexado da AE (VAE/SC) mostraram uma correlação com o prognóstico (EC) com r=0,4 (p=0,02) que não se verificou para o diâmetro da AE (p=ns). Em relação à tolerância ao esforço, houve uma correlação inversa entre o diâmetro, o volume e o volume indexado da AE e o VO2max, com maior significado estatístico para o VAE e VAE/SC com r=-0,48, p=0,008. Quanto ao pro-BNP, quer o diâmetro, quer o VAE (ou volume indexado) tiverem o mesmo nível de significado estatístico (r=0,43; p=0,02). O valor predictivo de eventos (curvas ROC) para o VAE foi de 70ml e de 37ml/m2 para o VAE/m2. Conclusão: O volume da aurícula esquerda/volume indexado é um parâmetro ecocardiográfico com significado prognóstico em dts com deficiente função ventricular esquerda, correlacionando-se com a tolerância ao esforço e pro-BNP.

Análise do Desempenho de Técnicas de Otimização no Problema de Escalonamento

A optimização nas aplicações modernas assume um carácter fortemente interdisciplinar, relacionando-se com a necessidade de integração de diferentes técnicas e paradigmas na resolução de problemas reais complexos. O problema do escalonamento é recorrente no planeamento da produção. Sempre que uma ordem de fabrico é lançada, é necessário determinar que recursos serão utilizados e em que sequência as atividades serão executadas, para otimizar uma dada medida de desempenho. Embora ainda existam empresas a abordar o problema do escalonamento através de simples heurísticas, a proposta de sistemas de escalonamento tem-se evidenciado na literatura. Pretende-se nesta dissertação, a realização da análise de desempenho de Técnicas de Optimização, nomeadamente as meta-heurísticas, na resolução de problemas de optimização complexos – escalonamento de tarefas, particularmente no problema de minimização dos atrasos ponderados, 1||ΣwjTj. Assim sendo, foi desenvolvido um protótipo que serviu de suporte ao estudo computacional, com vista à avaliação do desempenho do Simulated Annealing (SA) e o Discrete Artificial Bee Colony (DABC). A resolução eficiente de um problema requer, em geral, a aplicação de diferentes métodos, e a afinação dos respetivos parâmetros. A afinação dos parâmetros pode permitir uma maior flexibilidade e robustez mas requer uma inicialização cuidadosa. Os parâmetros podem ter uma grande influência na eficiência e eficácia da pesquisa. A sua definição deve resultar de um cuidadoso esforço experimental no sentido da respectiva especificação. Foi usado, no âmbito deste trabalho de mestrado, para suportar a fase de parametrização das meta-heurísticas em análise, o planeamento de experiências de Taguchi. Da análise dos resultados, foi possível concluir que existem vantagem estatisticamente significativa no desempenho do DABC, mas quando analisada a eficiência é possível concluir que há vantagem do SA, que necessita de menos tempo computacional.

Otimização do Funcionamento da ETAR das Termas de S. Vicente, Penafiel

A água é um recurso natural único, escasso e essencial a todos os seres vivos, o que a torna um bem de extrema importância. Nos dias de hoje, o desperdício deste bem, aliado ao aumento da sua procura, tornou-se um problema devido à decrescente disponibilidade de água doce no nosso planeta. Todas as águas que rejeitamos depois da sua utilização para diversos fins, designadas de águas residuais, necessitam de tratamento antes de serem devolvidas ao meio ambiente. O seu tratamento é realizado numa Estação de Tratamento de Águas Residuais (ETAR) e o processo de tratamento depende das suas características. A ETAR das Termas de S. Vicente, em Penafiel, trabalha no seu limite de capacidade, apresenta uma sobrecarga hidráulica gerada por uma afluência de águas pluviais e o processamento das lamas geradas não permite uma secagem tão completa como seria desejável. Assim, este trabalho teve como objetivo o estudo do funcionamento desta ETAR com a finalidade de propor soluções que o possam otimizar. As soluções propostas para otimizar o funcionamento da ETAR em estudo são: i) a substituição de grades de limpeza manual por grades de limpeza automática de forma a reduzir a necessidade da intervenção do operador ao nível da remoção e condicionamento dos gradados; ii) a construção de um desarenador arejado que além de remover areias de diâmetro superior a 0,2 mm promove também a remoção de gorduras, protegendo desta forma os equipamentos a jusante da abrasão/desgaste prematuros e reduzindo a formação de depósitos nas tubagens; iii) a construção de um tanque de equalização de forma a garantir uma distribuição mais uniforme dos caudais e da carga poluente; iv) a substituição do enchimento do leito percolador por um meio de suporte plástico que permite atingir melhores eficiências de remoção neste tratamento biológico; v) a alteração do agente de desinfeção para radiação ultravioleta, evitando a adição de produtos químicos na água residual e possível formação de subprodutos prejudiciais ao ambiente, como ocorreria no caso da cloragem; e vi) a substituição da desidratação de lamas em leitos de secagem por filtros de banda, que é um processo mais rápido, que ocupa menos espaço e permite atingir elevadas eficiências de remoção de humidade. Para cada uma das sugestões são apresentadas as correspondentes especificações técnicas e dimensionamento. As sugestões de melhoria apresentadas neste trabalho constituem uma alternativa mais económica do que a ampliação da ETAR, que genericamente corresponde à duplicação da linha de tratamento atual. Devido à menor complexidade em termos de construção, estas sugestões podem vir a ser implementadas num futuro próximo, prolongando assim um pouco mais a vida útil da ETAR atual.