A qualitive reasoning approach for improving query results for sketch based queries by topological analysis of spatial aggregation

Dissertation submitted in partial fulfillment of the requirements for the Degree of Master of Science in Geospatial Technologies.

Ensaio para a implementação de procedimentos de um plano de manutenção das juntas de dilatação do estádio do Dragão

No Estádio do Dragão existem doze juntas de dilatação localizadas simetricamente, que separam o estádio em doze corpos independentes, com o objetivo de minimizar a fendilhação provocada pelas movimentações da estrutura resultantes da solicitação de ações diretas e, principalmente, indiretas nessa mesma estrutura. Neste relatório explicar-se-á a importância, causas e objetivos que levam à necessidade de utilização destas juntas de dilatação em geral nas edificações, e no caso particular do estádio referido. Este elemento estrutural é considerado pela empresa responsável pela manutenção do Estádio do Dragão como a causa de um dos principais problemas recorrentes no estádio que necessitam de uma exigente atenção. Esta consideração deve-se ao fato das intervenções nas juntas de dilatação terem um custo de manutenção bastante oneroso e também pelo frequente aparecimento de novas patologias associadas a este elemento, tais como infiltrações de água, que necessitam de uma reparação urgente. Portanto, no sentido de resolver estas patologias decorrentes do mau funcionamento dos sistemas de juntas existentes no Estádio do Dragão, foi proposto pela PortoEstádio a elaboração de procedimentos de um plano de manutenção das juntas de dilatação que permitisse planear as intervenções e mitigar o aparecimento dessas patologias, com o objetivo principal de minimizar os custos inerentes à manutenção das juntas de dilatação. Estes procedimentos solicitados e demais elementos complementares são apresentados no presente trabalho, com a classificação dos sistemas de juntas do Estádio do Dragão, identificação das principais patologias nos diversos sistemas de juntas, escolha de novos sistemas para substituição dos existentes no estádio e finalmente, a criação de uma calendarização de intervenções nas juntas para a implementação de um plano de manutenção preventiva neste elemento de grande importância estrutural.

Minimização do impacto ambiental do processo de curtume de pele de bovino

O presente trabalho teve como objectivo a minimização do impacto ambiental do processo de curtume da pele de bovino. A indústria de curtumes transforma a pele, material putrescível, em couro, material nobre, termicamente estável e imputrescível. A transformação da pele em couro origina uma carga poluente apreciável quer quanto a efluentes líquidos quer quanto a resíduos sólidos. O fluxo produtivo da indústria de curtumes pode dividir-se em quatro sectores: ribeira, curtume, tinturaria e acabamento, sendo que os três primeiros geram efluentes líquidos com elevada carga poluente. Neste trabalho, foram avaliadas as fases do processo que geram efluentes líquidos: molho, caleiro, curtume e tinturaria. Na avaliação do processo do molho testou-se uma protease e uma lipase contra um molhante e um desengordurante tradicional, agentes químicos normalmente utilizados no molho mas menos biodegradáveis que as enzimas testadas. Salienta-se o bom resultado obtido quanto à eficiência do molho Na avaliação do processo de caleiro testaram-se várias alternativas no sentido da redução da quantidade de sulfureto de sódio utilizada e da minimização da carga poluente. Entre as alternativas, depilação por oxidação, depilação enzimática com e sem destruição do pêlo, elegeu-se a depilação enzimática sem destruição do pêlo que conduziu a resultados com menor impacto ambiental, nomeadamente a redução da % da quantidade de sulfureto de sódio, sendo a redução da carga poluente de 4,19 % de sulfureto, 32.80% de sólidos suspensos totais (SST),27.09% de sólidos totais (ST) e de 76.90% da carência química de oxigénio (CQO) no efluente de caleiro. No processo do curtume da pele é utilizado crómio como agente de curtume em cerca de 80% das peles tratadas, sendo este metal problemático em termos ambientais. No sentido de reduzir a quantidade de crómio utilizada no processo foi realizado um planeamento factorial onde as variáveis a estudar foram a concentração de crómio e a temperatura, tendo este como objectivo observar qual a quantidade mínima de crómio necessária para termos um produto final nas condições desejadas e gerando um menor impacto ambiental. Concluiu-se desenvolvendo um processo que mostra ser possível reduzir a quantidade de sal de crómio de 7% para 5%, além de ter um impacto ambiental claramente menos agressivo nos efluentes de curtume gerado. Este processo quando comparado com o processo tradicional permite a redução de 27% na CQO, 79% nos SST, 11% nos ST e 38% no teor de crómio Na avaliação do processo de tinturaria foi estudado um processo compacto contra o processo tradicional, tendo-se concluído pelo menor impacto ambiental do processo estudado, nomeadamente ao nível da redução do consumo de água e da carga poluente gerada. A comparação dos dois processos, no que respeita à carga poluente gerada, permitiu concluir por uma redução de 39% da CQO, 50% dos SST, e 12% dos ST quando aplicado o processo compacto Por fim foi feita uma avaliação do impacto ambiental do efluente global gerado pelos processos considerados com menor impacto ambiental contra o processo tradicional, normalmente aplicado na indústria. A aplicação do conjunto dos processos desenvolvidos, quando comparada com a aplicação do conjunto dos processos tradicionais, mostra uma redução de 1% no sulfureto, 40% na CQO, 60 % nos SST, 42 % no crómio e 11% nos ST, mostrando claramente que é possível reduzir a carga poluente da indústria de curtumes atuando no processo. Este trabalho mostrou a importância de atuar no processo para minimizar os custos de tratamento e mesmo de investimento dos efluentes da indústria de curtumes. Importa salientar que os processos desenvolvidos necessitam de validação a uma escala semi-industrial.

Heurísticas de pesquisa local para problemas de máquina única

O escalonamento é uma das decisões mais importantes no funcionamento de uma linha de produção. No âmbito desta dissertação foi realizada uma descrição do problema do escalonamento, identificando alguns métodos para a optimização dos problemas de escalonamento. Foi realizado um estudo ao caso do problema de máquina única através do teste de várias instâncias com o objectivo de minimizar o atraso pesado, aplicando uma Meta-Heurística baseada na Pesquisa Local e dois algoritmos baseados no SB. Os resultados obtidos reflectem que os algoritmos baseados no SB apresentaram resultados mais próximos do óptimo, em relação ao algoritmo baseado na PL. Os resultados obtidos permitem sustentar a hipótese de não existirem algoritmos específicos para os problemas de escalonamento. A melhor forma de encontrar uma solução de boa qualidade em tempo útil é experimentar diferentes algoritmos e comparar o desempenho das soluções obtidas.

Balancing and lot-sizing mixed-model lines in the footwear industry

This report describes the full research proposal for the project \Balancing and lot-sizing mixed-model lines in the footwear industry", to be developed as part of the master program in Engenharia Electrotécnica e de Computadores - Sistemas de Planeamento Industrial of the Instituto Superior de Engenharia do Porto. The Portuguese footwear industry is undergoing a period of great development and innovation. The numbers speak for themselves, Portugal footwear exported 71 million pairs of shoes to over 130 countries in 2012. It is a diverse sector, which covers different categories of women, men and children shoes, each of them with various models. New and technologically advanced mixed-model assembly lines are being projected and installed to replace traditional mass assembly lines. Obviously there is a need to manage them conveniently and to improve their operations. This work focuses on balancing and lot-sizing stitching mixed-model lines in a real world environment. For that purpose it will be fundamental to develop and evaluate adequate effective solution methods. Different objectives may be considered, which are relevant for the companies, such as minimizing the number of workstations, and minimizing the makespan, while taking into account a lot of practical restrictions. The solution approaches will be based on approximate methods, namely by resorting to metaheuristics. To show the impact of having different lots in production the initial maximum amount for each lot is changed and a Tabu Search based procedure is used to improve the solutions. The developed approaches will be evaluated and tested. A special attention will be given to the solution of real applied problems. Future work may include the study of other neighbourhood structures related to Tabu Search and the development of ways to speed up the evaluation of neighbours, as well as improving the balancing solution method.

Localização Ótima de Aparelhos de Corte Normalmente Abertos e Normalmente Fechados em Redes de Distribuição

Tipicamente as redes elétricas de distribuição apresentam uma topologia parcialmente malhada e são exploradas radialmente. A topologia radial é obtida através da abertura das malhas nos locais que otimizam o ponto de operação da rede, através da instalação de aparelhos de corte que operam normalmente abertos. Para além de manterem a topologia radial, estes equipamentos possibilitam também a transferência de cargas entre saídas, aquando da ocorrência de defeitos. As saídas radiais são ainda dotadas de aparelhos de corte que operam normalmente fechados, estes têm como objetivo maximizar a fiabilidade e isolar defeitos, minimizando a área afetada pelos mesmos. Assim, na presente dissertação são desenvolvidos dois algoritmos determinísticos para a localização ótima de aparelhos de corte normalmente abertos e fechados, minimizando a potência ativa de perdas e o custo da energia não distribuída. O algoritmo de localização de aparelhos de corte normalmente abertos visa encontrar a topologia radial ótima que minimiza a potência ativa de perdas. O método é desenvolvido em ambiente Matlab – Tomlab, e é formulado como um problema de programação quadrática inteira mista. A topologia radial ótima é garantida através do cálculo de um trânsito de potências ótimo baseado no modelo DC. A função objetivo é dada pelas perdas por efeito de Joule. Por outro lado o problema é restringido pela primeira lei de Kirchhoff, limites de geração das subestações, limites térmicos dos condutores, trânsito de potência unidirecional e pela condição de radialidade. Os aparelhos de corte normalmente fechados são localizados ao longo das saídas radiais obtidas pelo anterior algoritmo, e permite minimizar o custo da energia não distribuída. No limite é possível localizar um aparelho de corte normalmente fechado em todas as linhas de uma rede de distribuição, sendo esta a solução que minimiza a energia não distribuída. No entanto, tendo em conta que a cada aparelho de corte está associado um investimento, é fundamental encontrar um equilíbrio entre a melhoria de fiabilidade e o investimento. Desta forma, o algoritmo desenvolvido avalia os benefícios obtidos com a instalação de aparelhos de corte normalmente fechados, e retorna o número e a localização dos mesmo que minimiza o custo da energia não distribuída. Os métodos apresentados são testados em duas redes de distribuição reais, exploradas com um nível de tensão de 15 kV e 30 kV, respetivamente. A primeira rede é localizada no distrito do Porto e é caraterizada por uma topologia mista e urbana. A segunda rede é localizada no distrito de Bragança e é caracterizada por uma topologia maioritariamente aérea e rural.

Sustainability of systems interoperability in dynamic business networks

Dissertação para obtenção do Grau de Doutor em Engenharia Electrotécnica e de Computadores

Empirical models for quantification of machining damage in composite materials

Dissertação para obtenção do Grau de Doutor em Engenharia Mecânica

Benefits of Selective Vitamin D Receptor Activators in Kidney Transplanted Patients

Severe chronic kidney disease may lead to disturbances, such as hyperphosphatemia, increased secretion of fibroblast growth factor -23 (FGF -23) and vitamin D deficiency. These may increase plasmatic levels of parathyroid hormone, and decrease plasmatic levels of calcium. Altogether, these may contribute to the development of secondary hyperparathyroidism, and to abnormalities in mineral metabolism. Kidney transplantation is the best option to improve longevity and quality of life in end -stage chronic kidney disease patients. Vitamin D deficiency has been associated with cardiovascular disease, which is the leading cause of death in chronic kidney disease. Therefore, diagnosing this deficiency may be pivotal for minimizing mortality in chronic kidney disease, because pharmacological treatments for this deficiency may be prescribed. Calcitriol is indicated for the treatment of vitamin D deficiency, both in chronic kidney disease and in kidney transplanted patients. However, calcitriol may increase the plasmatic levels of calcium and phosphorous, which can lead to vascular calcifications, that have been associated with cardiovascular mortality. Selective vitamin D receptor activators are indicated for the treatment of vitamin D deficiency in chronic kidney disease. These have the advantage of being associated with lower increases of plasmatic levels of calcium and phosphorous. These drugs also seem to have additional effects that may minimise patient morbidity and mortality, especially due to potentially reducing cardiovascular events. Unfortunately, there are few studies about the use of these drugs in kidney transplanted patients. Here we present a review about the physiology of vitamin D, the consequences of its deficiency in chronic kidney disease and in kidney transplanted patients, and about the diagnosis and treatment of this deficiency. Finally, we discuss the new line of research about the efficacy and safety of selective vitamin D receptor activators in kidney transplanted patients.

Supply chain integration model: practices and customer values

Dissertation to obtain PhD in Industrial Engineering

Distributed replicated macro-components

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Informática

Development of a satellite based PM10 concentration product for urban areas

Dissertação para obtenção do Grau de Doutor em Engenharia do Ambiente

Clearing the cloudy crystal balls: Hybrid modelling for energy and climate change mitigation scenarios – A case study for Portugal

Dissertação para obtenção do Grau de Doutor em Ambiente

Planning and verification of multipath routing protocols

Conventionally the problem of the best path in a network refers to the shortest path problem. However, for the vast majority of networks present nowadays this solution has some limitations which directly affect their proper functioning, as well as an inefficient use of their potentialities. Problems at the level of large networks where graphs of high complexity are commonly present as well as the appearing of new services and their respective requirements, are intrinsically related to the inability of this solution. In order to overcome the needs present in these networks, a new approach to the problem of the best path must be explored. One solution that has aroused more interest in the scientific community considers the use of multiple paths between two network nodes, where they can all now be considered as the best path between those nodes. Therefore, the routing will be discontinued only by minimizing one metric, where only one path between nodes is chosen, and shall be made by the selection of one of many paths, thereby allowing the use of a greater diversity of the present paths (obviously, if the network consents). The establishment of multi-path routing in a given network has several advantages for its operation. Its use may well improve the distribution of network traffic, improve recovery time to failure, or it can still offer a greater control of the network by its administrator. These factors still have greater relevance when networks have large dimensions, as well as when their constitution is of high complexity, such as the Internet, where multiple networks managed by different entities are interconnected. A large part of the growing need to use multipath protocols is associated to the routing made based on policies. Therefore, paths with different characteristics can be considered with equal level of preference, and thus be part of the solution for the best way problem. To perform multi-path routing using protocols based only on the destination address has some limitations but it is possible. Concepts of graph theory of algebraic structures can be used to describe how the routes are calculated and classified, enabling to model the routing problem. This thesis studies and analyzes multi-path routing protocols from the known literature and derives a new algebraic condition which allows the correct operation of these protocols without any network restriction. It also develops a range of software tools that allows the planning and the respective verification/validation of new protocols models according to the study made.

Rigid pavements distresses - pavement condition index evaluation

Pavements require maintenance in order to provide good service levels during their life period. Because of the significant costs of this operation and the importance of a proper planning, a pavement evaluation methodology, named Pavement Condition Index (PCI), was created by the U.S. Army Corps of Engineers. This methodology allows for the evaluation of the pavement condition along the life period, generally yearly, with minimum costs and, in this way, it is possible to plan the maintenance action and to adopt adequate measures, minimising the rehabilitation costs. The PCI methodology provides an evaluation based on visual inspection, namely on the distresses observed on the pavement. This condition index of the pavement is classified from 0 to 100, where 0 it is the worst possible condition and 100 the best possible condition. This methodology of pavement assessment represents a significant tool for management methods such as airport pavement management system (APMS) and life-cycle costs analysis (LCCA). Nevertheless, it has some limitations which can jeopardize the correct evaluation of the pavement behavior. Therefore the objective of this dissertation is to help reducing its limitations and make it easier and faster to use. Thus, an automated process of PCI calculation was developed, avoiding the abaci consultation, and consequently, minimizing the human error. To facilitate also the visual inspection a Tablet application was developed to replace the common inspection data sheet and thus making the survey easier to be undertaken. Following, an airport pavement condition was study accordingly with the methodology described at Standard Test Method for Airport Pavement Condition Index Surveys D5340, 2011 where its original condition level is compared with the condition level after iterate possible erroneous considered distresses as well as possible rehabilitations. Afterwards, the results obtained were analyzed and the main conclusions presented together with some future developments.