Otimização da implementação em GPUs de um algoritmo de simulação de materiais granulares

As simulações que pretendam modelar fenómenos reais com grande precisão em tempo útil exigem enormes quantidades de recursos computacionais, sejam estes de processamento, de memória, ou comunicação. Se até há pouco tempo estas capacidades estavam confinadas a grandes supercomputadores, com o advento dos processadores multicore e GPUs manycore os recursos necessários para este tipo de problemas estão agora acessíveis a preços razoáveis não só a investigadores como aos utilizadores em geral. O presente trabalho está focado na otimização de uma aplicação que simula o comportamento dinâmico de materiais granulares secos, um problema do âmbito da Engenharia Civil, mais especificamente na área da Geotecnia, na qual estas simulações permitem por exemplo investigar a deslocação de grandes massas sólidas provocadas pelo colapso de taludes. Assim, tem havido interesse em abordar esta temática e produzir simulações representativas de situações reais, nomeadamente por parte do CGSE (Australian Research Council Centre of Excellence for Geotechnical Science and Engineering) da Universidade de Newcastle em colaboração com um membro da UNIC (Centro de Investigação em Estruturas de Construção da FCT/UNL) que tem vindo a desenvolver a sua própria linha de investigação, que se materializou na implementação, em CUDA, de um algoritmo para GPUs que possibilita simulações de sistemas com um elevado número de partículas. O trabalho apresentado consiste na otimização, assente na premissa da não alteração (ou alteração mínima) do código original, da supracitada implementação, de forma a obter melhorias significativas tanto no tempo global de execução da aplicação, como no aumento do número de partículas a simular. Ao mesmo tempo, valida-se a formulação proposta ao conseguir simulações que refletem, com grande precisão, os fenómenos físicos. Com as otimizações realizadas, conseguiu-se obter uma redução de cerca de 30% do tempo inicial cumprindo com os requisitos de correção e precisão necessários.

Método de ensino de português para falantes de russo: proposta de materiais didáticos bilingues

Após breve observação da história do desenvolvimento das relações entre Portugal e a Rússia e da situação atual do ensino do português Língua Estrangeira, na Federação Russa, incluindo os programas, metodologias, estratégias, materiais didáticos feitos na Rússia, procede-se a uma análise das dificuldades que têm os falantes de russo, as causas e fontes das complicações mais recorrentes tendo em conta os erros mais típicos dos falantes de russo na aprendizagem de língua portuguesa. Centraremos o nosso trabalho na produção de uma sequência didática que corresponda às necessidades do destinatário que tem como língua nativa o russo.

Estudo da influência das tensões residuais induzidas por shot peening na vida à fadiga de molas de lâmina para a indústria automóvel

A vida à fadiga de um componente submetido a variações de tensão é determinante para o sucesso de um projecto. O shot peening é um tratamento superficial que visa introduzir tensões residuais de compressão, para aumentar a vida à fadiga de componentes sujeitos a esforços cíclicos. Este trabalho teve como principal objectivo analisar o efeito deste tratamento na resistência à fadiga de molas de lâmina para a indústria automóvel, medida através da intensidade de Almen. Numa primeira fase pretendeu-se estudar o efeito do processo de shot peening na vida à fadiga, e numa segunda fase, estudar o efeito dos principais parâmetros do processo. Verificou-se que para intensidades de Almen mais elevadas ocorrem defeitos superficiais do tipo de sobreposição (overlap) que diminuem a vida à fadiga. Assim, não existe benefício considerável em trabalhar com intensidades de Almen elevadas, pois existe um aumento da probabilidade de falha, recomendando-se o cumprimento da especificação actualmente em uso na empresa. A redução da variabilidade do processo só é possível com um investimento em novos equipamentos (turbinas de nova geração e dispositivos de controlo de caudal). No entanto é possível aumentar a produtividade e reduzir os custos associados ao processo com os equipamentos existentes, aumentando o caudal de alimentação das turbinas, a velocidade do transportador e diminuindo a velocidade das turbinas

Avaliação da resistência à fadiga de instrumentos endodônticos sujeitos a polimento electrolítico e a tratamento térmico específico

Esta dissertação teve como principais objectivos determinar a resistência à fadiga de instrumentos endodônticos de Níquel-Titânio sujeitos a polimento electrolítico e tratamento térmicopor autoclave, assim como estudar o comportamento estrutural dos instrumentos, através de análise numérica pelo método dos elementos finitos, quando sujeitos à curvatura em três regiões distintas. Vinte e dois instrumentos Hyflex (Coltene, Switzerland), com dois tamanhos diferentes (.04/20 e .06/20), foram divididos em 3 grupos: Grupo I, 4 instrumentos (dois de cada tamanho) sem qualquer tipo de tratamento térmico ou superficial; Grupo II, 12 instrumentos (seis de cada tamanho) submetidos a polimento electrolítico; Grupo III, 6 instrumentos (três de cada tamanho) submetidos a polimento electrolítico e tratamento térmico por autoclave. Todos os instrumentos foram sujeitos a testes de fadiga por flexão rotativa. Os instrumentos foram polidos, aplicando uma potência de 30 V, durante 3 segundos, a uma taxa de escoamento da solução electrolítica igual a 1. O tratamento térmico em autoclave foi realizado a uma temperatura e pressão de 134ºC e 2,16 bar, respectivamente, durante 30 minutos. O raio e ângulo de curvatura impostos durante os ensaios experimentais foram de 4,7 mm e 45º, respectivamente. A velocidade de rotação utilizada para testar os instrumentos foi de 500 rpm. O tempo até à fractura foi registado e o número de ciclos à fractura foi calculado. Calculou-se a área circular equivalente do instrumento Hyflex .06/20, em 3 regiões diferentes do mesmo (apical, central e coronal), na secção do instrumento correspondente a metade do comprimento do arco imposto pela curvatura do canal. Os valores de extensão teóricos foram calculados com o objectivo de comparar com a distribuição de tensão e extensão obtida pelo método dos elementos finitos. Os valores calculados analiticamente estão coerentes com os valores obtidos pelo método dos elementos finitos. Existe um grande risco de fractura do instrumento durante o tratamento endodôntico de canais radiculares que imponham curvaturas coronais aos instrumentos. Analisando os resultados obtidos experimentalmente, verifica-se que existem diferenças significativas, na duração e no número de ciclos à fadiga, entre os instrumentos polidos e não polidos e entre os instrumentos com e sem tratamento térmico por autoclave. Conclui-se que o polimento electrolítico tem uma influência significativa na vida à fadiga dos instrumentos Hyflex .04/20 e .06/20. O tratamento térmico por autoclave tem uma influência negativa nos instrumentos Hyflex .04/20 e uma influência positiva nos instrumentos Hyflex .06/20.

Materiais para uma construção sustentável: o caso da cortiça

Vários países têm sofrido um aumento populacional elevado nos últimos anos, em particular os países em vias de desenvolvimento. Deste crescimento populacional decorre um peso adicional sobre os recursos do planeta, em parte resultante da construção de novas habitações. O sector da construção, apesar de ser uma das áreas económicas mais relevantes para o desenvolvimento é também responsável por um grande impacto ambiental em resultado do consumo de recursos e de energia. Os materiais usados na construção consomem recursos naturais e promovem uma utilização energética que por sua vez contribui para a emissão de gases com potencial de aquecimento global. Com a necessidade de construir novas habitações existe também imperiosa responsabilidade de serem adoptados materiais mais sustentáveis, com valores de energia incorporada inferiores usados actualmente, o que se traduzirá num menor impacte no meio ambiente. A vantagem de utilização de recursos naturais renováveis é muito vantajosa para a sustentabilidade do sector da construção. Um desses materiais é a cortiça, e é nela e nas suas aplicações em construção civil o tema em que este trabalho se foca. Tendo em consideração que o sector da construção civil é o sector da actividade humana que consome mais recursos naturais e utiliza mais energia de modo intensivo, o desenvolvimento e uso de materiais mais ecológicos para a construção é um importante vector de sustentabilidade. O impacto que a extracção e posterior transformação das matérias-primas em materiais aptos para serem introduzidos na construção de novas habitações tem de ser analisada em face ao ciclo de vida de cada material. O presente trabalho, analisando o recurso Cortiça e o seu potencial de utilização para a construção enquanto material, torna visível que a mesma pode ser aplicada como solução sustentável para as futuras construções que pela pressão demográfica virão a ser necessárias desenvolver.

A Importância da Utilização de Materiais Autênticos no Ensino-Aprendizagem de Língua Estrangeira

O presente relatório apresenta uma reflexão, levada a cabo durante a realização da Prática de Ensino Supervisionada, sobre a importância da utilização de materiais autênticos no ensino de línguas estrangeiras e sobre a forma como enriquece o contexto de aprendizagem. Analisamos as perspectivas de vários autores no que diz respeito à definição de materiais autênticos e às vantagens e desvantagens associadas à leccionação com recurso a esses materiais e exploramos alguns conceitos e processos relacionados com essa temática, tais como a avaliação da autenticidade dos textos, materiais, actividades/tarefas de ensino desenvolvidas e das atitudes e percepções dos alunos face a esta estratégia pedagógica. Por último, detemo-nos nos programas de ensino das Línguas Inglesa e Espanhola em vigor em Portugal à luz desta questão.

Optimização das condições de moldação de materiais compósitos para construção de ferramenta de reparação de defeito em radome de aeronave

Com o objectivo de construir uma ferramenta de reparação de defeitos em radomes de aeronaves, torna-se necessário identificar quais os materiais e as técnicas apropriadas para esta tarefa, listando a tecnologia, o conhecimento e os recursos humanos existentes na empresa e no mercado, na tentativa de rentabilizar os custos de construção da ferramenta de reparação. Para os prepreg’s de fibra de carbono, a técnica aconselhada é a Moldação por Saco de Vácuo, enquanto que para os tecidos de fibra de vidro impregnados de resina, a Moldação por Infusão de Resina Assistida por Vácuo é a técnica aconselhada. Após a análise de resultados dos ensaios de Tracção e de Flexão, obtêm-se dados para calcular a espessura mínima aconselhada para as paredes da ferramenta de reparação, de modo a que não sofra qualquer distorção aquando da sua utilização nas reparações efectuadas em autoclave. Após se calcular qual a espessura mínima da parede da ferramenta, faz-se o cálculo e a análise de custos para ambas as soluções, de modo a perceber a viabilidade financeira de cada uma das técnicas, concluindo-se qual a solução mais facilmente rentabilizável.

Análise da influência das variáveis do processo de furação de materiais compósitos sobre o dano através do método de Taguchi com características dinâmicas

Hoje em dia a utilização de materiais compósitos por parte das indústrias é cada vez maior porque conseguem satisfazer as exigências actuais de maneira mais eficiente do que os materiais convencionais. Com o fabrico de compósitos pretende-se atingir valores óptimos de parâmetros como a forma, massa, força, durabilidade, rigidez, custos, etc. O processo de furação em materiais compósitos é um processo bastante complexo porque a furação provoca danos no material que podem comprometer as suas ligações. O dano mais importante na furação de materiais compósitos é a delaminação, por esta razão, investigações conduzidas no sentido de a reduzir ou eliminar são essenciais. A espessura dos componentes e o diâmetro dos furos são requisitos dos produtos a fabricar, mas a maioria dos modelos presentes na literatura não contempla a sua variação. Mantendo estes dois factores constantes é possível observar o efeito dos parâmetros de corte e definir os respectivos modelos empíricos, mas ainda não foi concretizado um modelo global que seja fiável do ponto de vista dos aspectos físicos do processo. Neste trabalho estudou-se a influência das variáveis do processo de furação a alta velocidade em compósitos reforçados com fibra de carbono no dano resultante através do método de Taguchi com características dinâmicas, considerando como factores de sinal a espessura do provete e o diâmetro da ferramenta e como factores de controlo as restantes variáveis, velocidade de corte e velocidade de avanço. O propósito da sua utilização foi a análise individual do efeito de cada factor de sinal, para evitar que o seu predomínio no factor de delaminação possa camuflar a influência dos parâmetros de corte. Em relação ao método utilizado, verificou-se não ser possível desacoplar os efeitos dos factores de sinal. Consequentemente, verificou-se que a influência dos parâmetros de corte fica imperceptível face ao efeito da espessura da peça e do diâmetro pretendido, não permitindo encontrar um modelo empírico generalizado. O facto do modelo de Taguchi com características dinâmicas não ser adequado pode ainda indiciar que não é possível generalizar os mecanismos do processo com base nestas variáveis.

Modelos e materiais de ensino da matemática moderna em Portugal (1950-1965)

Este artigo tem por base um estudo enquadrado no uso de materiais/modelos de ensino da Matemática na década de 60, aquando da implementação do Movimento Matemática Moderna, em Portugal. Para atingir este objectivo definimos três questões: 1) Já havia interesse no uso destes novos métodos de ensino, e consequentemente no uso de materiais diversos que levassem a uma melhor aprendizagem por parte dos alunos, antes da década de 60? 2) De que modo os professores aplicaram e usaram estes métodos/materiais na sua prática docente? E que formação tiveram? 3) Quais os métodos e materiais que os professores utilizavam nas suas aulas? O foco central deste trabalho parte da análise de dois artigos escritos na revista Labor, o primeiro em 1952 e o segundo em 1960, pelo professor António Augusto Lopes1 sobre o uso de materiais no 1º ciclo e o Laboratório de Matemática. Toda a pesquisa deste trabalho focou-se na interpretação de material fornecido pelo professor Lopes (manuscritos, relatórios, livros e fotografias, documentos do Ministério da Educação Nacional), bem como por reflexões e comentários do próprio, registadas na forma de entrevista,2 sobre o que foi o Movimento Matemática Moderna ao nível da prática docente, com recurso a novas metodologias e materiais de ensino. O período que irá ser analisado em termos cronológicos será de 1957 a 1965, isto porque é um período experimental e de mudança. A reunião de 57 da CIEAEM em Madrid é o marco histórico que irá despoletar o interesse da Comissão e de Augusto Lopes para a aplicação dos novos materiais\modelos. Apesar de só em 1965 serem criadas as primeiras turmas piloto para aplicação das metodologias e dos novos materiais\modelos preconizadas pelo MMM.

Utilização e criação de materiais didáticos para o ensino-aprendizagem de saberes culturais

O tema deste relatório de Prática de Ensino Supervisionada remete para a investigação de um modo específico de ensino-aprendizagem de conhecimentos culturais e socioculturais: a criação de materiais didáticos pelo professor e aluno. Ponderando as finalidades, os objetivos e as competências fomentadas em currículos elaborados pelo Ministério da Educação, a preocupação em divulgar os respetivos conteúdos e em estimular a curiosidade discente também se manifestou na consideração de outras orientações pedagógicas e no recurso a materiais variados, com o intuito de formar uma bagagem cultural necessária para o percurso de vida do aluno, enquanto cidadão (trans)nacional, responsável e autónomo. As atividades expostas neste trabalho foram dinamizadas em duas escolas públicas de Lisboa, com a colaboração de discentes do 3.º Ciclo do Ensino Básico e do Ensino Secundário nas disciplinas de Português e de Espanhol Língua Estrangeira. Num primeiro tempo, explorou-se principalmente os materiais criados pela professora. Num segundo, solicitou-se gradualmente a responsabilidade do aluno no processo de ensinoaprendizagem, ao criar os seus próprios materiais. Finalmente, a docente usou e adaptou materiais pertencentes ao quotidiano para fins didáticos. A construção autónoma de aprendizagens referentes a saberes culturais revelouse limitada na hora de o discente se posicionar em qualidade de agente cultural, dentro e fora da sala de aula. Constatou-se a necessidade de realçar e desenvolver a participação discente recorrendo aos seus interesses e conhecimentos, interligados aos conteúdos programáticos a respeitar. Além disso, chegou-se à conclusão da importância da cooperação docente para fomentar e enriquecer o ensino-aprendizagem de saberes culturais, através de iniciativas como a articulação curricular, a partilha de materiais e a realização de reuniões para a discussão, reflexão e seleção de conteúdos a desenvolver com os alunos. Sugere-se, por conseguinte, uma maior coprodução entre docentes e discentes, bem como uma maior coatividade entre professores, nomeadamente para um ensino-aprendizagem eficiente de conhecimentos culturais e socioculturais no âmbito das disciplinas de Português e de Espanhol Língua Estrangeira.

Materiais para o ensino do português como língua estrangeira: uma proposta de aprendizagem baseada em tarefas

No contexto editorial internacional existem, atualmente, materiais de alguma qualidade destinados à aprendizagem de segundas línguas (L2), mas que, no entanto, poderiam beneficiar muito mais de uma efetiva integração dos resultados recentes da investigação desenvolvida na área da Aquisição de Segundas Línguas (ASL). No contexto nacional, a situação não parece ser muito diferente, sendo também a experiência de docência dos autores que parece orientar a conceção dos materiais, para além de ser habitual o recurso a metodologias que se centram, essencialmente, na apresentação, prática e produção, embora exista outro tipo de lacunas que se traduz na falta de materiais dirigidos a públicos mais específicos, como estudantes que aprendem português em contexto universitário, ao contrário do que se verifica, internacionalmente, para o ensino de outras línguas. Em termos de abordagens pedagógicas, embora os investigadores na área da ASL não estejam de acordo em relação ao modo como a instrução pode contribuir para o desenvolvimento de L2, tem sido proposto que o Ensino de Línguas Baseado em Tarefas e a instrução com foco na forma podem promover o tipo de processo de aprendizagem que se considera facilitar a aquisição de um novo idioma. Contudo, apesar de existir uma base psicolinguística e um conjunto de evidências que sustentam a escolha de “tarefas” como base para o ensino e aprendizagem de L2, têm havido ainda poucas tentativas para elaborar manuais ou outros materiais que reflitam, de facto, a adoção de um ensino baseado em tarefas, nomeadamente, em Portugal, onde não parece haver, ainda, uma tradição de uso de tarefas no ensino da língua. Perante a existência de várias lacunas subjacentes ao processo de elaboração de materiais didáticos dirigidos à aprendizagem de L2, em particular no contexto nacional, o presente trabalho tem como finalidade contribuir para o enriquecimento e atualização da área, mediante a planificação de um curso de línguas baseado em tarefas, dirigido a estudantes de nível inicial que aprendem Português como Língua Estrangeira em universidades europeias, o qual será acompanhado por materiais didáticos e sugestões para implementação em sala de aula.

Caraterização reológica e avaliação da resistência à fadiga de mastiques betuminosos com o reómetro de corte dinâmico

Numa mistura betuminosa, o mastique betuminoso envolve os agregados grossos e preenche os vazios do esqueleto mineral, influenciando deste modo as propriedades da mistura durante a produção (ex: trabalhabilidade) e em serviço (ex: estabilidade). O presente estudo pretende investigar e avaliar o comportamento reológico e mecânico do mastique na gama de temperaturas a que um pavimento flexível está sujeito em serviço. O comportamento mecânico é avaliado através da resistência à fadiga. Oito mastiques foram formulados com dois betumes, um puro e outro modificado com polímeros SBS, e dois fíleres para duas relações volumétricas. Os resultados experimentais foram analisados e comparados com os obtidos em outro estudo relativos à caraterização dos betumes (Pereira, 2014). Os ensaios de caraterização reológica foram realizados num reómetro rotacional, em regime oscilatório e utilizando uma geometria de pratos paralelos. As propriedades utilizadas para a caraterização reológica são o módulo complexo (

Produção de misturas betuminosas a quente com incorporação de material fresado

A incorporação de materiais reciclados na construção de estradas, como substituição de materiais virgens é percebida como uma oportunidade de economizar recursos, e evitar o impacto associado à sua extração e transporte. Desta forma, a incorporação de material fresado (do termo inglês RAP - Reclaimed Asphalt Pavement) em misturas betuminosas produzidas a quente em central tem sido uma alternativa satisfatória. Neste trabalho, foram estudadas três misturas betuminosas do tipo macadame betuminoso (AC 20 base 35/50), tradicional e com taxas de incorporação de RAP de 10% e 20%, com o objetivo de efetuar uma análise comparativa do seu comportamento. Começou-se por realizar um estudo Marshall de forma a determinar a percentagem ótima de betume a usar em cada mistura e, posteriormente, a composição foi transposta para central para o seu fabrico. No final foram realizados ensaios de caracterização mecânica sobre as misturas para avaliar o seu desempenho, através de ensaios de sensibilidade à água, módulo de rigidez, resistência à fadiga e à deformação permanente. Esta dissertação teve o apoio da empresa Tecnovia – Sociedade de Empreitadas S.A., com a disponibilização de instalações e materiais para o trabalho experimental. De acordo com os resultados obtidos, é possível concluir que as misturas recicladas apresentaram um comportamento satisfatório, quando comparado com as misturas tradicionais.

Plano de gestão de matérias-primas e materiais de embalagem

À medida que o abastecimento alimentar da nação se torna global e mais complexo, decisões acerca de políticas, perspetivando a prevenção da contaminação e doenças, tornaram-se preponderantes na indústria alimentar. As empresas do sector constroem sistemas de rastreabilidade e monitorização não só para ir de encontro com normas ou requisitos legais, mas para aumentar a produtividade através da melhoria da gestão de dados. Se estes sistemas forem robustos o suficiente podem aumentar o controlo da segurança e qualidade alimentar, melhorar a gestão de fornecedores e a habilidade de comercializar produtos autenticados. As normas dos clientes são cada vez mais exigentes e requerem também uma avaliação de risco completa para todas as matérias-primas, incluindo embalagens. Considerando a norma BRC, nesta dissertação uma avaliação de risco foi executada para os grupos de matérias-primas e materiais de embalagem da empresa Europastry. Perigos biológicos, físicos e químicos, incluindo alergéneos, foram analisados para as matérias-primas. Materiais de embalagem foram avaliados principalmente pela sua frequência de compra e presença ou não de não-conformidades, certificados e outros requisitos legais. Na avaliação de fornecedores, a possibilidade de fraudes, rastreabilidade, certificação, frequência de compra e não conformidades foram também analisadas. Os resultados permitiram concluir que os grupos “Especiarias e Condimentos” e “Charcutaria” apresentam um risco médio para a segurança alimentar, enquanto o grupo “Carnes” apresenta um risco baixo. Os restantes grupos não apresentam qualquer risco. Procedimentos foram desenvolvidos para a aceitação dos materiais baseados na avaliação de risco. Aqui, características organoléticas, biológicas e químicas, origem, temperatura de armazenamento e validade foram avaliadas tendo sido estabelecido limites de aceitação para os diferentes critérios. Usando ferramentas informáticas, procedimentos de monitorização e de aprovação de fornecedores, capazes de assegurar um sistema de rastreabilidade eficaz e a gestão efetiva dos riscos para a qualidade e segurança dos materiais, foram desenvolvidos com sucesso.

Análise de novos materiais de adição para reparação naval

A crescente competitividade empresarial existente nos dias de hoje leva as empresas a adquirir uma postura diferente face ao mercado. A concorrência dos países que têm como maior trunfo a abundância de mão-de-obra barata como a China, Índia e Coreia do Sul, obriga os países ditos mais desenvolvidos a traçar uma nova estratégia. Essa estratégia passa pela diferenciação do produto em termos qualitativos, pela procura de novos materiais e técnicas de fabrico inovadoras, pela implementação de alta tecnologia aliada à constante preocupação ambiental. A Lisnave é uma empresa prestadora de serviços na área da reparação e manutenção naval, área que se tem vindo a mostrar bastante lucrativa no sector naval. Nos inúmeros serviços prestados pela empresa, o recurso a juntas soldadas é constante, levando à necessidade de se realizar um estudo de novos materiais de adição utilizados no processo de soldadura por fios fluxados autoprotegidos. Trata-se de um processo que pode funcionar em estaleiro e que permite maiores rendimentos, uma redução significativa no desperdício de material por se tratar de um consumível continuo, levando a uma redução de tempo de soldadura e consequentemente a uma redução do custo global de soldadura. Este trabalho visou estudar a soldadura em reparação naval de 2 fios consumíveis: Um fio autoprotegido (FABSHIELD XLR-8) e um fluxado (FLUXOFIL 19HD) com protecção gasosa por