Estudo e desenvolvimento de uma solução de monitorização estrutural em túneis baseada na tecnologia de redes de Bragg em fibra ótica

Ao longo dos últimos anos, vários esforços e estudos foram feitos com o objetivo de colocar a fibra ótica no mercado, como um sistema preferencial de monitorização das mais diversas obras de Engenharia. Os sensores baseados na tecnologia em fibra ótica apresentam vantagens reconhecidas pelos mais diversos especialistas, sendo atualmente reconhecida como uma das soluções mais eficazes. Na engenharia Civil, a monitorização das grandes obras tem ganho uma importância crescente. Neste contexto, a monitorização de convergências em túneis visa o controlo da respectiva integridade estrutural ao longo da construção e a exploração da obra. Atualmente a solução de monitorização estrutural de túneis utilizada pela FiberSensing é uma solução desenhada em conjunto com a EPOS e o Cegeo (IST), baseada em sensores de Bragg em Fibra Ótica: o SysTunnel. O objetivo do estudo de uma solução alternativa encontra-se no facto do SysTunnel apresentar algumas debilidades no algoritmo de cálculo, sendo para o seu cálculo necessário a introdução de um parâmetro relacionado com o solo envolvente do túnel, facto que introduz incertezas no cálculo das convergências. O presente relatório tem como finalidade documentar o estágio curricular realizado na FiberSensing, entre 01/02/2014 a 31/07/2014. Este estágio teve como objetivo o desenvolvimento de uma solução alternativa de monitorização estrutural baseada na tecnologia das redes de Bragg para a monitorização das convergências em túneis.

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.

Electricity markets modeling considering complex contracts and aggregators

All over the world, the liberalization of electricity markets, which follows different paradigms, has created new challenges for those involved in this sector. In order to respond to these challenges, electric power systems suffered a significant restructuring in its mode of operation and planning. This restructuring resulted in a considerable increase of the electric sector competitiveness. Particularly, the Ancillary Services (AS) market has been target of constant renovations in its operation mode as it is a targeted market for the trading of services, which have as main objective to ensure the operation of electric power systems with appropriate levels of stability, safety, quality, equity and competitiveness. In this way, with the increasing penetration of distributed energy resources including distributed generation, demand response, storage units and electric vehicles, it is essential to develop new smarter and hierarchical methods of operation of electric power systems. As these resources are mostly connected to the distribution network, it is important to consider the introduction of this kind of resources in AS delivery in order to achieve greater reliability and cost efficiency of electrical power systems operation. The main contribution of this work is the design and development of mechanisms and methodologies of AS market and for energy and AS joint market, considering different management entities of transmission and distribution networks. Several models developed in this work consider the most common AS in the liberalized market environment: Regulation Down; Regulation Up; Spinning Reserve and Non-Spinning Reserve. The presented models consider different rules and ways of operation, such as the division of market by network areas, which allows the congestion management of interconnections between areas; or the ancillary service cascading process, which allows the replacement of AS of superior quality by lower quality of AS, ensuring a better economic performance of the market. A major contribution of this work is the development an innovative methodology of market clearing process to be used in the energy and AS joint market, able to ensure viable and feasible solutions in markets, where there are technical constraints in the transmission network involving its division into areas or regions. The proposed method is based on the determination of Bialek topological factors and considers the contribution of the dispatch for all services of increase of generation (energy, Regulation Up, Spinning and Non-Spinning reserves) in network congestion. The use of Bialek factors in each iteration of the proposed methodology allows limiting the bids in the market while ensuring that the solution is feasible in any context of system operation. Another important contribution of this work is the model of the contribution of distributed energy resources in the ancillary services. In this way, a Virtual Power Player (VPP) is considered in order to aggregate, manage and interact with distributed energy resources. The VPP manages all the agents aggregated, being able to supply AS to the system operator, with the main purpose of participation in electricity market. In order to ensure their participation in the AS, the VPP should have a set of contracts with the agents that include a set of diversified and adapted rules to each kind of distributed resource. All methodologies developed and implemented in this work have been integrated into the MASCEM simulator, which is a simulator based on a multi-agent system that allows to study complex operation of electricity markets. In this way, the developed methodologies allow the simulator to cover more operation contexts of the present and future of the electricity market. In this way, this dissertation offers a huge contribution to the AS market simulation, based on models and mechanisms currently used in several real markets, as well as the introduction of innovative methodologies of market clearing process on the energy and AS joint market. This dissertation presents five case studies; each one consists of multiple scenarios. The first case study illustrates the application of AS market simulation considering several bids of market players. The energy and ancillary services joint market simulation is exposed in the second case study. In the third case study it is developed a comparison between the simulation of the joint market methodology, in which the player bids to the ancillary services is considered by network areas and a reference methodology. The fourth case study presents the simulation of joint market methodology based on Bialek topological distribution factors applied to transmission network with 7 buses managed by a TSO. The last case study presents a joint market model simulation which considers the aggregation of small players to a VPP, as well as complex contracts related to these entities. The case study comprises a distribution network with 33 buses managed by VPP, which comprises several kinds of distributed resources, such as photovoltaic, CHP, fuel cells, wind turbines, biomass, small hydro, municipal solid waste, demand response, and storage units.

Análise paramétrica e optimização estrutural utilizando o software comercial ANSYS

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Civil

Avaliação de custos do colapso de um edifício

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Civil

Optimização estrutural na análise não linear dos modelos de escoras e tirantes

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Civil - Perfil Estruturas

Avaliação dos Custos da Consulta de Medicina/Imunodeficiência em 2002

O consumo de recursos económicos com a Saúde é uma preocupação constante dos governantes, dos administradores hospitalares e também dos profissionais de Saúde, sendo a área do seguimento/tratamento dos doentes infectados pelo Vírus da Imunodeficiência Humana (VIH) apontada como uma das que mais recursos consome. Os AA procuraram, pela avaliação dos doentes seguidos na Consulta de Medicina/Imunodeficiência do Hospital de Santo António dos Capuchos durante o período de um ano (2002), aferir de forma concreta os custos de funcionamento da mesma. Material e Métodos: Foram avaliados os utentes da Consulta de Medicina/Imunodeficiência do Hospital de Santo António dos Capuchos (HSAC) que nela compareceram, pelo menos, duas vezes durante o ano de 2002. O cálculo dos custos das consultas e dos exames complementares de diagnóstico baseou-se nos valores definidos nos Grupos de Diagnósticos Homogéneos (GDHs). O custo da terapêutica anti-retroviral foi calculado segundo os valores que nos foram fornecidos pela Farmácia do Hospital e assumindo o fornecimento mensal da mesma. Resultados: Foram avaliados 107 doentes correspondendo a 498 consultas (€11.424). Fizeram-se 244 determinações de carga viral €(24.321) e 245 estudos de subpopulações linfocitárias (€15.445). As restantes análises custaram €36.586. Dos 107 doentes, 85 estavam sob terapêutica anti-retroviral, com 3 ou 4 fármacos, tendo sido gasto, em média e por doente, €7.122. Foi necessário o internamento de 18 doentes, num total de 219 dias (€41.699). Conclusão: O custo médio anual por doente foi de €6.408.

Impacto da influência de um Sistema de Gestão Técnica Centralizada na redução dos custos de exploração de um edifício

É de conhecimento do meio, que os Sistemas de Gestão Técnica Centralizada (SGTC) são uma mais-valia para a redução de utilização de energia associados principalmente aos sistemas de Aquecimento, Ventilação e Ar Condicionado (AVAC) apesar das potencialidades serem abrangentes a outras áreas. No entanto, existe alguma lacuna quanto à quantificação dessa mais-valia, facto importante sobretudo para a alteração de mentalidades dos promotores e proprietários dos edifícios, que por falta de prova, normalmente apenas associam o SGTC a um investimento num serviço desnecessário. As potencialidades dos SGTC são muitas, a título de exemplo, redução na utilização de fontes de energia, gestão da manutenção de sistemas e equipamentos, análise de eficiências de equipamentos, entre muitas outras, sendo nesta dissertação estudado com mais profundidade a questão associada à diferença dos custos de exploração resultantes da utilização de energia num edifício por parte dos sistemas de AVAC, isto é, quais serão os ganhos na utilização da energia, associados ao sistema AVAC, que podem ser obtidos com a implementação de um SGTC. Para o efeito, utilizou-se os sistemas e equipamentos existentes no edifício ECOTERMOLAB, pertencente ao Instituto de Soldadura e Qualidade (ISQ), com o objetivo de verificar as diferenças de utilização de energia resultantes do funcionamento do edifício em normal atividade, isto é, o edifício com todos os seus sistemas operacionais, incluindo o SGTC, e o edifício em funcionamento sem o auxílio do SGTC, ou seja, todos os sistemas associados ao sistema AVAC em funcionamento em modo manual e sem recurso a variação de caudal na rede aeráulica e hidráulica. Em termos anuais, o ECOTERMOLAB consome, aproximadamente, cerca de 38,1 MWh de energia elétrica e 39,2 MWh de gás natural, o que representa uma utilização de energia primária de 14,4 tep/ano. Esta energia, representa um encargo financeiro anual de, aproximadamente, 9500€/ano, correspondente a 7000€/ano de energia elétrica e 2500€/ano de gás natural. Após a análise desenvolvida neste trabalho, conclui-se que o funcionamento do edifício sem controlo do sistema de AVAC por SGTC representaria em termos anuais a um aumento de, aproximadamente, 25,2 MWh e 6,2 MWh de energia elétrica e de gás natural, respetivamente. Em termos de energia primária, a diferença entre soluções origina um acréscimo na utilização de energia de 7,8 tep/ano o que representa um aumento de emissão de CO2 na ordem das 9,4 ton/ano. A avaliação económica, recaiu sobre a determinação de indicadores para avaliação da viabilidade de implementação de um SGTC, nomeadamente, o período de retorno simples, o valor atual líquido e a taxa interna de rentabilidade. Todos estes indicadores se revelaram positivos, apresentando um período de retorno ligeiramente superior a oito anos, um valor atual líquido positivo (8864,1€) e uma taxa interna de rentabilidade superior à taxa de custo de capital (11,2%).

Os Custos da Síndrome de Bexiga Hiperactiva

Objectivo: A síndrome de bexiga hiperactiva é um problema crescente. Reconhece-se agora que tem um impacto bastante relevante na qualidade de vida dos doentes, que se agrava com a idade. Os custos para a comunidade não são e mais ainda, não serão negligenciáveis no futuro. Material e Métodos: Foi realizada uma pesquisa numa base de dados de publicações médicas (Pubmed, Medline), limitada aos últimos 10 anos e com as palavras-chave: “overactive bladder” e “costs”. Todas as publicações que cumpriam os critérios desta pesquisa foram contabilizadas, tendo-se registado as suas conclusões, com vista ao cálculo dos custos presumíveis no futuro, relativos à bexiga hiperactiva e aos seus efeitos secundários estudados nestes últimos anos. Resultados: Foram seleccionados 109 artigos, 31 dos quais, artigos de revisão. É interessante verificar que apenas um foi encontrado com data anterior ao ano 2000. Foram identificados vários efeitos secundários associados à bexiga hiperactiva, que se somam aos custos directamente relacionados com esta situação. Conclusões: Este problema é objecto de estudo desde há pouco tempo. O número crescente de publicações reflecte uma maior consciencialização da parte dos profissionais de saúde. Os custos associados ao tratamento da bexiga hiperactiva bem como os custos associados ao tratamento das complicações associadas sugerem a necessidade urgente de considerar melhores políticas de tratamento.

Metodologia BIM, aplicada à preparação, controlo e gestão de obra

O âmbito deste trabalho envolve o teste do modelo BIM numa obra em construção pela Mota-Engil – Engenharia, na extração experimental de peças desenhadas de preparação e apoio à execução de obra. No capítulo 1 deste relatório são definidos o âmbito e os objetivos deste trabalho, é feito um enquadramento histórico do tema e abordados conceitos e atividades da preparação de obra, na sua forma tradicional. O estado do conhecimento da preparação de obras e mais em concreto da tecnologia BIM a nível nacional e internacional é abordado no capítulo 2. Nesse sentido procura-se definir os conceitos principais inerentes a esta nova metodologia, que passa por identificar e caraterizar a tecnologia envolvida e o seu nível de desenvolvimento. Com suporte em casos práticos de preparação de obra na sua forma tradicional, identificados e desenvolvidos no capítulo 3, foi compilado um processo tipo de peças desenhadas de suporte identificadas e caracterizadas no capítulo 4, frequentes e comuns à execução de diversos tipos de obras de edifícios. Assente na compilação baseada em casos práticos e no estudo do projeto de execução da empreitada que sustenta o presente trabalho, com base no qual o modelo BIM foi concebido, identificou-se um conjunto de peças desenhadas de preparação e apoio à execução dos trabalhos, em 2D, a extrair do modelo. No capítulo 5, é feita uma descrição do modo como foi estudado o projeto da obra, com evidência para os fatores mais relevantes, especificando os desenhos a extrair. Suportada pelo programa de modelação ArchiCAD, a extração do conjunto de desenhos identificados anteriormente foi conseguida com recurso às funcionalidades disponíveis no software, que permite a criação de desenhos 2D atualizáveis ou não automaticamente a partir do modelo. Qualquer alteração introduzida no modelo virtual é automaticamente atualizada nos desenhos bidimensionais, caso o utilizador assim o pretenda. Ao longo desse trabalho foram detetados e analisados os condicionalismos inerentes ao processo de extração, referidos no capítulo 6, para estabelecimento de regras de modelação padrão a adotar em futuras empreitadas, que possam simplificar a obtenção dos elementos desenhados de preparação necessários à sua execução. No ponto 6.3 são identificadas melhorias a introduzir no modelo. Em conclusão no capítulo 7 são abordadas especificidades do setor da construção que sustentam e evidenciam cada vez mais a necessidade de utilizar as novas tecnologias com vista à adoção de práticas e ferramentas padrão de apoio à execução de obras. Sendo a tecnologia BIM, transversal a todo o setor, a sua utilização com regras padrão na conceção dos modelos e na extração de dados, potencia a otimização dos custos, do tempo, dos recursos e da qualidade final de um empreendimento, ao longo de todo o seu ciclo de vida, para além de apoiar com elevada fiabilidade as tomadas de decisão ao longo desse período. A tecnologia BIM, possibilita a antevisão do edifício a construir com um elevado grau de pormenor, com todas as vantagens que daí advêm.

Metodologia BIM aplicada à conceção e produção de uma estrutura metálica

Este relatório apresenta o estágio curricular relativo ao curso de mestrado em engenharia civil na área de especialização de estruturas. O estágio decorreu no grupo O Feliz, S.A, uma metalomecânica sedeada em Braga. No âmbito do estágio, foi efetuada uma pesquisa e de seguida um projeto real aplicando a metodologia Building Information Modeling. Inicialmente, será feita uma apresentação da empresa e definidos os objetivos propostos para o estágio. Seguidamente, será apresentada toda a pesquisa realizada sobre o BIM para poder, seguidamente, realizar um projeto real utilizando esta metodologia, proposta pela empresa. Posteriormente é apresentado o projeto realizado com a metodologia BIM e todo o seu processo até chegar à sua construção. Por último, são apresentadas algumas das obras que estavam em curso durante a realização do presente trabalho e que houve a oportunidade de acompanhar, refletindo a experiência adquirida na área, durante o desenvolvimento do estágio.

Estudo da integridade estrutural da secção-mestra de lanchas de fiscalização rápida da classe “Centauro”

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Mecânica

Análise da aplicação do betume modificado com borracha em Portugal

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Civil – Perfil Construção

Projeto de estruturas do edifício administrativo de um polo logístico em Viana-Angola

O objetivo deste trabalho consiste em efetuar o dimensionamento estrutural de um edifício em betão armado, contemplando as diferentes fases, desde a conceção inicial, com a definição do modelo estrutural e escolha criteriosa dos elementos e soluções constituintes, até à fase final de dimensionamento, considerando para além das cargas gravíticas, a ação do vento e a ação sísmica. No âmbito deste trabalho considerou-se o dimensionamento de elementos estruturais nomeadamente, sapatas, paredes, pilares, vigas e lajes, com a verificação de segurança à flexão simples, flexão composta, esforço transverso e punçoamento, consoante a necessidade de cada elemento. Para tal, foi desenvolvido uma folha de cálculo automático (Macro) que permite a verificação da capacidade resistente de secções, à flexão simples e ao esforço transverso, quer em elementos com ou sem armadura de esforço transverso. Os esforços atuantes que estiveram na origem das verificações estruturais foram calculados com base na aplicação de um programa tridimensional de elementos finitos, nomeadamente o programa de cálculo ROBOT STRUCTURAL ANALYSIS. Os Critérios Gerais de Dimensionamento considerados, com base na regulamentação em vigor em Portugal – RSA, REBAP e Eurocódigos, bem como as Hipóteses de Cálculo consideradas na verificação aos estados limites últimos dos elementos estruturais são detalhadamente enunciados ao longo do trabalho. Os desenhos de elementos estruturais dimensionados, bem como os desenhos de dimensionamento do edifício encontram-se em Anexo.

Estudo do comportamento estrutural de fachadas em vidro

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Civ