Célula fotovoltaicas de silício cristalino: homojunções obtidas pelo método de prédeposição de dopante a baixa temperatura e heterojunções HIT

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia de Materiais

Laser solar de Nd: YAG bombeado por guias de onda

São propostas novas cavidades de bombeamento para lasers solares do estado sólido de Nd: YAG com o objectivo de melhorar a potência laser de saída e eficiência de bombeamento. São implementados quatro sistemas de guias de onda, um dos sistemas é simétrico e bombeado lateralmente, sendo os restantes três sistemas bombeados lateralmente e pela extremidade. A influência da geometria dos guias de onda no desempenho do bombeamento, o perfil do feixe à saída dos guias e a absorção por parte do cristal de Nd:YAG são optimizados minuciosamente, sendo modelados através do software Zemax. A cavidade de ressonância e as características do feixe são modelados em Lascad. Construíram-se e testaram-se três guias de onda de secção, octogonal, cilíndrica e quadrada. A potência laser multimodo para o sistema ótico bombeado por guia de onda cilíndrica de 20mm de diâmetro e concentrador cónico, foi de 21W, representando uma eficiência de colecção de 11.6W/m2, apresentando um erro de colecção para ΔX=1.3mm de 4.4%.

Cultivo e processamento de plantas aromáticas

Recentemente assistiu-se a um crescimento de explorações de plantas aromáticas e medicinais. A qualidade final destas é influenciada por diversos fatores, que vão desde as práticas agrícolas ao seu processamento. No processamento, a maioria dos custos são relacionados com a secagem, pelo que a utilização de secadores solares é fundamental no controlo dos custos, aumentando a competitividade das explorações agrícolas de plantas aromáticas e medicinais no mercado. No que concerne aos seus óleos essenciais, as práticas agrícolas extremas e a região de implementação da exploração pode provoca alterações num ou mais constituintes da composição do óleo essencial, pelo que se deve ter em atenção estes fatores pois podem provocar perda de qualidade do produto final.

Distribuição espacial e características dos criadouros de Aedes albopictus e Aedes aegypti em Fortaleza, Estado do Ceará

INTRODUÇÃO: desde seu registro, em 2005, no município de Fortaleza, o Aedes albopictus tem exibido uma rápida dispersão. Um estudo visando à identificação das áreas de sua ocorrência, os seus criadouros e a associação com Aedes aegypti e outros culicídeos foi realizado durante o ano de 2008. MÉTODOS: foram coletadas, de janeiro a julho de 2008, amostras de formas imaturas de culicídeos provenientes de imóveis situados nos bairros de Fortaleza, ressaltando-se algumas características dos criadouros, tais como localização (intradomicílio ou peridomicílio), presença de cobertura (proteção contra a incidência de raios solares e chuva), turbidez da água (água límpida e não límpida), material constituinte, volume, altura em relação ao nível do solo e presença simultânea de diferentes espécies de culicídeos no mesmo criadouro. RESULTADOS: a localização no intradomicílio foi um fator importante para os criadouros do Aedes albopictus [RP=0,52 IC95% (0,33-0,81)], por outro lado, a turbidez da água e a cobertura do depósito não se mostraram como diferenciadores para a infestação [p>0,05]. Para o Aedes aegypti a ausência de turbidez da água foi significativa para a infestação nos criadouros [RP=1,14 IC95% (1,06-1,22)]. CONCLUSÕES: a ausência de uma das espécies nos criadouros favorecia sua infestação por outra; criadouros não infestados por Aedes albopictus tinham uma prevalência de infestação de 2,05 [IC95%1,72-2,44] vezes maior pelo Aedes aegypti. Não houve associação significativa entre volume e altura do criadouro e infestação por ambas as espécies. As duas espécies encontram-se dispersas por todo o município, ocupando os mais diversos tipos de criadouros. No entanto, pode-se identificar uma ligeira separação física, com uma infestação maior do Aedes albopictus no peridomicílio.

Caracterização física de argamassas de cal aérea com resíduos de cerâmica

A reabilitação e manutenção das fachadas antigas requer especial atenção sobretudo porque os materiais atualmente utilizados não correspondem, muitas vezes, aos requisitos exigidos para o efeito. No caso concreto das argamassas de reboco é possível observar com frequência erros associados à escolha dos produtos, que induzem uma degradação acelerada dos revestimentos e particularmente dos respetivos suportes, comprometendo a durabilidade dos sistemas. Era frequente, no passado, o recurso a argamassas de cal aérea e, em alguns casos, com incorporação de resíduos de cerâmica, que lhes conferiam um desempenho melhorado. Nestas circunstâncias, e tendo em conta o volume de resíduos produzidos pelas indústrias cerâmicas, geralmente depositados em aterro, o desenvolvimento de soluções de argamassas de revestimento com incorporação destes resíduos poderá apresentar-se como uma solução viável, não só do ponto de vista técnico, mas também ambiental. Este estudo apresenta a caracterização de argamassas de cal aérea ao traço 1:2 e 1:3 com resíduos de cerâmica, destinadas à reabilitação de rebocos de edifícios, no que respeita ao comportamento face à presença de água. Verifica-se que a introdução de resíduos conduziu ao aumento da resistência à difusão do vapor de água, da absorção de água por capilaridade e da porosidade aberta e à redução da capacidade de secagem. No entanto as diferenças face às argamassas de referência só de cal foram geralmente pouco significativas, pelo que particularmente as argamassas ao traço 1:2 com resíduos indiciam ser adequadas para aplicação em edifícios antigos.

Reforço de placas de betão armado com argamassas armadas para acções de explosão

Quando uma explosão, com origem terrorista ou acidental, ocorre perto de estruturas vulneráveis, pode causar grandes estragos e perdas de vida. Existem diversos estudos experimentais e numéricos que analisaram reforços de estruturas de betão com Polímeros Reforçados com Fibras (FRP) contra o efeito de explosivos. Apesar dos bons resultados, estas soluções são pouco económicas. Existe, portanto, a necessidade de continuar a desenvolver novos métodos mais económicos, para aumentar a resistência dos vários elementos que compõem a estrutura de um edifício contra os efeitos de explosões. Nesta dissertação estudou-se a utilização de 3 diferentes tipos de reforço em placas de betão armado. Estas placas, com 2,6x2,17 m e 12 cm de espessura, originalmente foram projectadas como painéis para fachadas de edifícios, foram ensaiadas para acções de explosões normais ao seu plano. Os reforços estudados nesta dissertação podem assim ser utilizados para reforçar lajes e paredes de betão armado de fachadas de edifícios. Os 3 diferentes tipos de reforço, com 2 cm de espessura em toda a área da face que representa o interior do edifício, têm como base uma calda de cimento. A sua diferença está no tipo de armadura utilizada. Na solução A, é utilizada uma malha distendida galvanizada em aço. Nas soluções B e C são utilizadas fibras de aço contínuas. Estudos recentes desenvolveram e caracterizaram esta Calda Reforçada com Fibras Unidirecionais (CRFU) [1] [2]. Este compósito diverge face aos outros, desenvolvidos até então, por ser reforçado com uma manta não-tecida de fibras de aço contínuas e unidireccionais. Nesta dissertação, esta Calda Reforçada com Fibras Contínuas de aço é utilizada como reforço contra os efeitos de uma explosão nas soluções B e C. Na solução B, é utilizado 1% de fibras na direcção do vão, e na solução C, é utilizado 0,5 % de fibras em direcções ortogonais. Para ensaio experimental foram preparadas 4 placas de betão armado: três com os reforços já mencionados e uma sem reforço, como referência. Estas placas foram ensaiadas, simplesmente apoiadas em dois bordos paralelos, com um vão livre de 2,3 m. A placa A não foi ensaiada por rotura do modelo aquando da sua montagem. A placa C foi utilizada num ensaio preliminar com o objectivo de testar o sistema de ensaio. No primeiro ensaio desta placa, foram utilizados 2n kg de TNT a 3 m de distância, não provocando qualquer dano na placa. No segundo ensaio foram utilizados 8 kg de TNT a 2 m de distância, levando a placa à rotura. A placa B e a placa de referência foram ensaiadas com 8 kg de TNT a 3 m de distância. Os resultados mostram que os danos na placa reforçada diminuíram cerca de 40%.

Proposta e avaliação termodinâmica de soluções para o aproveitamento da exergia na regaseificação de GNL

Uma vez que o gás natural liquefeito (GNL) é transportado a uma temperatura criogénica de -162 °C e como os gasodutos recebem o gás natural (GN) à temperatura ambiente, existe neste sistema exergia que pode ser usada na produção de energia elétrica. A presente dissertação consiste na proposta, avaliação e comparação termodinâmica de diferentes ciclos para produção de energia elétrica, através do aproveitamento da exergia do GNL, aquando da sua transformação em GN, para introdução nos gasodutos. Neste trabalho, considerou-se como caso de estudo o terminal de GNL de Sines, em Portugal, que atualmente não tem implementada nenhuma solução para o aproveitamento da exergia disponível. Considerando os critérios de projeto, definidos de acordo com as características do terminal de Sines e, usando água do mar como fonte de calor, simularam-se e compararam-se os seguintes tipos de ciclos: o ciclo existente no terminal (CE), sem produção de energia; o ciclo de expansão direta do GN (CED); os ciclos tipo Rankine (CTR); os ciclos tipo Rankine com expansão direta (CTR+ED); e os ciclos tipo Rankine com apoio de energia solar (CTRS). Consideraram-se sete fluidos de trabalho (FT) diferentes: propano, etano, etileno, dióxido de carbono, R134a, R143a e propileno. As potências líquidas máximas obtidas para cada ciclo demonstram que: com o CE gastam-se cerca de 1182 kW para fazer o processamento de GNL; com o CED é possível gastar apenas 349 kW; com os CTR é possível obter uma potência líquida positiva ao processar o GNL, produzindo até 2120 kW (usando propileno como FT); com os CTR+ED é possível produzir 2174 kW (também usando propileno com FT); e com os CTRS é possível produzir até 3440 kW (valor médio anual) (usando etano como FT). Fez-se a otimização multi-objetivo dos ciclos tendo-se considerado alguns aspetos económicos. Além da maximização da potência líquida, para os CED, CTR e CTR+ED minimizou-se a área de transferência de calor total dos permutadores de calor e para os CTRS minimizou-se a área de coletores solares instalada.

Argamassas de cal hidráulica natural NHL3.5 com metacaulino – Caracterização após três anos em cura laboratorial e marítima

A presente dissertação enquadra-se num estudo que esteve inserido nos projetos FCT-METACAL e FCT-LIMECONTECH, e cujos resultados foram já parcialmente publicados por GRILO et al. (2014a e 2014b). Nesse estudo produziram-se e caraterizaram-se, aos 28, 90 e 180 dias, argamassas de cal hidráulica natural, NHL3.5 produzida em Portugal, com substituições percentuais de ligante por metacaulino (Mk). Outro fator estudado foi a influência do tipo de cura, estando as amostras das argamassas sujeitas a 3 tipos de cura diferentes: standard, marítima e húmida. Aos 180 dias de cura, as argamassas com 10% de substituição de Mk apresentaram melhorias nas resistências mecânicas e melhorias evidentes no comportamento em relação à absorção de água e secagem. No geral as características das argamassas indiciavam a sua adequação para a conservação de fachadas de edifícios antigos e aplicação na reabilitação de edifícios com suportes mais resistentes ou mesmo em construção nova. No presente estudo foram caracterizadas as mesmas argamassas, desta feita com 3 anos de idade, e avaliada a evolução das suas caraterísticas até esta idade em cura marítima e húmida. Ao contrário do previsto, as resistências mecânicas das argamassas com substituição de metacaulino tiveram reduções nos seus valores, chegando, em alguns casos, a ficar abaixo dos valores das argamassas sem Mk. Pela caracterização química e mineralógica constata-se que essa redução foi motivada pela instabilidade dos compostos pozolânicos formados pelo Mk, embora esses compostos tenham sido os responsáveis pelas elevadas resistências mecânicas registadas a idades jovens. As argamassas com Mk apresentaram um melhor comportamento à água, devido ao refinamento da sua estrutura porosa. Dos ensaios realizados apenas o índice de secagem e o ensaio de resistência aos sais revelaram resultados piores nas argamassas com Mk, quando em comparação com as argamassas de referência, só com NHL. Em relação ao tipo de cura, verificou-se não existirem grandes diferenças entre a cura húmida e a marítima.

O programa edificado da vila de Mourão e a persistência de formas do modo clássico na época barroca (ca. 1681‑1750)

No período moderno, tornando‑se a edificação em arte e ciência, alguns dos seus distintos aspectos desenvolveram‑se segundo necessidades sobretudo funcionais, que definiram ciclos identificáveis na arquitectura portuguesa através de formas e concepções sóbrias. Considerando‑se a génese do Classicismo desde meados do século XVI e a influência do fomento de programas de fortificação militar do século XVII na redefinição urbana, apresenta‑ se o caso da edificação da Vila de Mourão (Alentejo), como exemplo de arranjo a partir da nova fortificação sobre o aglomerado medieval entretanto arrasado, que veio a conservar elementos de classicismo depurado, num contexto que é, porém, de viragem para a afirmação do Barroco, mas introduzindo sinais tendentes à concepção que transforma os focos urbanos em cenários de expressão social, a que concorrem traçados de fachadas, ruas e praças.

Uma ferramenta para cálculo da máxima intensidade da ilha de calor noturna

O objetivo deste artigo é verificar a influência da geometria urbana na intensidade de ilhas de calor noturnas com uso de uma ferramenta computacional desenvolvida como extensão de um SIG. O método deste trabalho está dividido em três principais etapas: desenvolvimento da ferramenta, calibração do modelo e simulação de cenários hipotéticos com diferentes geometrias urbanas. Um modelo simplificado que relaciona as intensidades máximas de ilha de calor urbana (ICUmáx) com a geometria urbana foi incorporado à subrotina de cálculo e, posteriormente, adaptado para fornecer resultados mais aproximados à realidade de duas cidades brasileiras, as quais serviram de base para a calibração do modelo. A comparação entre dados reais e simulados mostraram uma diferença no aumento da ICUmáx em função da relação H/W e da faixa de comprimento de rugosidade (Z0). Com a ferramenta já calibrada, foi realizada uma simulação de diferentes cenários urbanos, demonstrando que o modelo simplificado original subestima valores de ICUmáx para as configurações de cânions urbanos de Z0 < 2,0 e superestima valores de ICUmáx para as configurações de cânions urbanos de Z0 ≥ 2,0. Além disso, este estudo traz como contribuição à verificação de que cânions urbanos com maiores áreas de fachadas e com alturas de edificações mais heterogêneas resultam em ICUmáx menores em relação aos cânions mais homogêneos e com maiores áreas médias ocupadas pelas edificações, para um mesmo valor de relação H/W. Essa diferença pode ser explicada pelos diferentes efeitos na turbulência dos ventos e nas áreas sombreadas provocados pela geometria urbana.

Painéis sandwich customizados para a reabilitaçãoo do património edificado

Entendendo a presente crise do setor da construção como uma oportunidade para promover a reabilitação do parque habitacional existente, este trabalho tem como objetivo o desenvolvimento de um conceito de painéis sandwich customizáveis para a renovação multifuncional de edifícios. Mais do que uma solução convencional, esta proposta visa combinar materiais de construção sustentáveis, sistemas e tecnologias disponíveis com ferramentas de fabrico e design avançado, numa abordagem integrada e personalizada de soluções de pré-fabricação em massa para a reabilitação do parque habitacional. Pretende-se com a adoção das soluções propostas contribuir não só para a redução da ineficiência energética dos edifícios, mas também minimizar os problemas de construção existentes, estudando também a incorporação na fachada de módulos avançados, como painéis solares, para melhorar o seu desempenho energético.

Princípios para a reabilitação sustentável low cost de edifícios antigos: estudo de um quarteirão no centro da cidade do Porto

Dissertação de mestrado em Construção e Reabilitação Sustentável

High strain rate constitutive modeling forhistorical structures subjected to blast loading

Doctoral Thesis Civil Engineering

Soluções otimizadas de reabilitação de edifícios residenciais para atingir os nZEB

A produção e consumo dos vários tipos de energia são dos grandes responsáveis pelas emissões de gases com efeito de estufa que contribuem para as alterações climáticas. No sentido de reduzir as emissões tendo em vista a mitigação das alterações climáticas, o setor dos edifícios, enquanto um dos grandes consumidores de energia, é um alvo de intervenção importante no que concerne à redução dos consumos e consequentes emissões de CO2. Neste contexto, nos últimos anos a Comissão Europeia tem vindo a publicar Diretivas com um grau de exigência crescente em relação ao desempenho dos edifícios, de modo a torna-los mais eficientes , ainda que de uma forma que seja rentável no ciclo de vida do edifício. De modo a perceber o potencial de melhoria de desempenho energético dos edifícios do parque habitacional português, analisaram-se alguns edifícios representativos do mesmo, com e sem medidas de melhoria de desempenho energético, avaliando a rentabilidade do investimento ao Soluções otimizadas de reabilitação de edifícios residenciais para atingir os nZEB 104 longo do ciclo de vida do edifício. Os resultados permitem verificar que as medidas que têm maior impacto são a alteração dos sistemas de climatização e preparação de águas quentes sanitárias e a melhoria do desempenho das fachadas e coberturas. O presente documento foca-se especificamente nas componentes opacas das fachadas, apresentando os níveis ótimos de rentabilidade para o seu desempenho energético em operações de reabilitação de edifícios existentes de diferentes épocas e em diversas zonas climáticas, e mostrando como estes elementos podem contribuir para a obtenção de edifícios de energia quase-zero.

A Casa do Côto: entre a definição medieval e o desígnio contemporâneo

Dissertação de mestrado integrado em Arquitectura