CardioML: integrating personal cardiac information for ubiquous diagnosis and analysis

The latest medical diagnosis devices enable the performance of e-diagnosis making the access to these services easier, faster and available in remote areas. However this imposes new communications and data interchange challenges. In this paper a new XML based format for storing cardiac signals and related information is presented. The proposed structure encompasses data acquisition devices, patient information, data description, pathological diagnosis and waveform annotation. When compared with similar purpose formats several advantages arise. Besides the full integrated data model it may also be noted the available geographical references for e-diagnosis, the multi stream data description, the ability to handle several simultaneous devices, the possibility of independent waveform annotation and a HL7 compliant structure for common contents. These features represent an enhanced integration with existent systems and an improved flexibility for cardiac data representation.

Construção de um variador de frequência

A dificuldade de controlo de um motor de indução, bem como o armazenamento de energia CC e posterior utilização como energia alternada promoveram o desenvolvimento de variadores de frequência e inversores. Assim, como projeto de tese de mestrado em Automação e Sistemas surge o desenvolvimento de um variador de frequência. Para elaboração do variador de frequência efetuou-se um estudo sobre as técnicas de modulação utilizadas nos inversores. A técnica escolhida e utilizada é a Sinusoidal Pulse Width Modulation (SPWM). Esta técnica baseia-se na modelação por largura de impulso (PWM), o qual é formado por comparação de um sinal de referência com um sinal de portadora de elevada frequência. Por sua vez, a topologia escolhida para o inversor corresponde a um Voltage Source Inverter (VSI) de ponte trifásica completa a três terminais. O desenvolvimento da técnica de modulação SPWM levou ao desenvolvimento de um modelo de simulação em SIMULINK, o qual permitiu retirar conclusões sobre os resultados obtidos. Na fase de implementação, foram desenvolvidas placas para o funcionamento do variador de frequência. Assim, numa fase inicial foi desenvolvida a placa de controlo, a qual contém a unidade de processamento e que é responsável pela atuação de Insulated Gate Bipolar Transistors (IGBTs). Para além disso, foi desenvolvida uma placa para proteção dos IGBTs (evitando condução simultânea no mesmo terminal) e uma placa de fontes isoladas para alimentação dos circuitos e para atuação dos IGBTs. Ainda, foi desenvolvida a técnica de SPWM em software para a unidade de controlo e finalmente foi desenvolvida uma interface gráfica para interação com o utilizador. A validação do projeto foi conseguida através da variação da velocidade do motor de indução trifásico. Para isso, este foi colocado a funcionar a diversas frequências de funcionamento e a diferentes amplitudes. Para além disso, o seu funcionamento foi também validado utilizando uma carga trifásica equilibrada de 3 lâmpadas de forma a ser visualizada a variação de frequência e variação de amplitude.

Sobrevivência das redes de transporte da nova geração

Trabalho Final de Mestrado para obtenção do grau de Mestre em Engenharia de Electrónica e Telecomunicações

O relato integrado e a responsabilidade social da empresa no contexto da economia social

Dissertação de Mestrado apresentada ao Instituto de Contabilidade e Administração do Porto para a obtenção do grau de Mestre em Contabilidade e Finanças, sob orientação de Doutora Ana Maria Alves Bandeira e de Doutora Deolinda Aparício Meira

Avaliação do Desempenho Energético e da Qualidade do Ar Interior do Edifício Principal do Parque Biológico de Vila Nova de Gaia

A presente dissertação tem como principal propósito avaliar o desempenho energético e a qualidade do ar interior do edifício principal do Parque Biológico de Vila Nova de Gaia (PBG). Para esse efeito, este estudo relaciona os termos definidos na legislação nacional em vigor até à presente data, e referentes a esta área de atuação, em particular, os presentes no SCE, RSECE, RCCTE e RSECE-QAI. Para avaliar o desempenho energético, procedeu-se numa primeira fase ao processo de auditoria no local e posteriormente à realização de uma simulação dinâmica detalhada, cuja modelação do edifício foi feita com recurso ao software DesignBuilder. Após a validação do modelo simulado, por verificação do desvio entre os consumos energéticos registados nas faturas e os calculados na simulação, igual a 5,97%, foi possível efetuar a desagregação dos consumos em percentagem pelos diferentes tipos de utilizações. Foi também possível determinar os IEE real e nominal, correspondendo a 29,9 e 41.3 kgep/m2.ano, respetivamente, constatando-se através dos mesmos que o edifício ficaria dispensado de implementar um plano de racionalização energética (PRE) e que a classe energética a atribuir é a C. Contudo, foram apresentadas algumas medidas de poupança de energia, de modo a melhorar a eficiência energética do edifício e reduzir a fatura associada. Destas destacam-se duas propostas, a primeira propõe a alteração do sistema de iluminação interior e exterior do edifício, conduzindo a uma redução no consumo de eletricidade de 47,5 MWh/ano, com um período de retorno de investimento de 3,5 anos. A segunda está relacionada com a alteração do sistema de produção de água quente para o aquecimento central, através do incremento de uma caldeira a lenha ao sistema atual, que prevê uma redução de 50 MWh no consumo de gás natural e um período de retorno de investimento de cerca de 4 anos. Na análise realizada à qualidade do ar interior (QAI), os parâmetros quantificados foram os exigidos legalmente, excetuando os microbiológicos. Deste modo, para os parâmetros físicos, temperatura e humidade relativa, obtiveram-se os resultados médios de 19,7ºC e 66,9%, respetivamente, ligeiramente abaixo do previsto na legislação (20,0ºC no período em que foi feita a medição, inverno). No que diz respeito aos parâmetros químicos, os valores médios registados para as concentrações de dióxido de carbono (CO2), monóxido de carbono (CO), ozono (O3), formaldeído (HCHO), partículas em suspensão (PM10) e radão, foram iguais a 580 ppm, 0,2 ppm, 0,06 ppm, 0,01 ppm, 0,07 mg/m3 e 196 Bq/m3, respetivamente, verificando-se que estão abaixo dos valores máximos de referência presentes no regulamento (984 ppm, 10,7 ppm, 0,10 ppm, 0,08 ppm, 0,15 mg/m3 e 400 Bq/m3). No entanto, o parâmetro relativo aos compostos orgânicos voláteis (COV) teve um valor médio igual a 0,84 ppm, bastante acima do valor máximo de referência (0,26 ppm). Neste caso, terá que ser realizada uma nova série de medições utilizando meios cromatográficos, para avaliar qual(ais) são o(s) agente(s) poluidor(es), de modo a eliminar ou atenuar as fontes de emissão.

Modelação numérica de uma caldeira doméstica a pellets

A biomassa é uma das fontes de energia renovável com maior potencial em Portugal, sendo a capacidade de produção de pellets de biomassa atualmente instalada superior a 1 milhão de toneladas/ano. Contudo, a maioria desta produção destina-se à exportação ou à utilização em centrais térmicas a biomassa, cujo crescimento tem sido significativo nos últimos anos, prevendo-se que a capacidade instalada em 2020 seja de aproximadamente 250 MW. O mercado português de caldeiras a pellets é bastante diversificado. O estudo que realizamos permitiu concluir que cerca de 90% das caldeiras existentes no mercado português têm potências inferiores a 60 kW, possuindo na sua maioria grelha fixa (81%), com sistema de ignição eléctrica (92%) e alimentação superior do biocombustível sólido (94%). O objetivo do presente trabalho foi o desenvolvimento de um modelo para simulação de uma caldeira a pellets de biomassa, que para além de permitir otimizar o projeto e operação deste tipo de equipamento, permitisse avaliar as inovações tecnológicas nesta área. Para tal recorreu-se o BiomassGasificationFoam, um código recentemente publicado, e escrito para utilização com o OpenFOAM, uma ferramenta computacional de acesso livre, que permite a simulação dos processos de pirólise, gasificação e combustão de biomassa. Este código, que foi inicialmente desenvolvido para descrever o processo de gasificação na análise termogravimétrica de biomassa, foi por nós adaptado para considerar as reações de combustão em fase gasosa dos gases libertados durante a pirólise da biomassa (recorrendo para tal ao solver reactingFoam), e ter a possibilidade de realizar a ignição da biomassa, o que foi conseguido através de uma adaptação do código de ignição do XiFoam. O esquema de ignição da biomassa não se revelou adequado, pois verificou-se que a combustão parava sempre que a ignição era inativada, independentemente do tempo que ela estivesse ativa. Como alternativa, usaram-se outros dois esquemas para a combustão da biomassa: uma corrente de ar quente, e uma resistência de aquecimento. Ambos os esquemas funcionaram, mas nunca foi possível fazer com que a combustão fosse autossustentável. A análise dos resultados obtidos permitiu concluir que a extensão das reações de pirólise e de gasificação, que são ambas endotérmicas, é muito pequena, pelo que a quantidade de gases libertados é igualmente muito pequena, não sendo suficiente para libertar a energia necessária à combustão completa da biomassa de uma maneira sustentável. Para tentar ultrapassar esta dificuldade foram testadas várias alternativas, , que incluíram o uso de diferentes composições de biomassa, diferentes cinéticas, calores de reação, parâmetros de transferência de calor, velocidades do ar de alimentação, esquemas de resolução numérica do sistema de equações diferenciais, e diferentes parâmetros dos esquemas de resolução utilizados. Todas estas tentativas se revelaram infrutíferas. Este estudo permitiu concluir que o solver BiomassGasificationFoam, que foi desenvolvido para descrever o processo de gasificação de biomassa em meio inerte, e em que a biomassa é aquecida através de calor fornecido pelas paredes do reator, aparentemente não é adequado à descrição do processo de combustão da biomassa, em que a combustão deve ser autossustentável, e em que as reações de combustão em fase gasosa são importantes. Assim, é necessário um estudo mais aprofundado que permita adaptar este código à simulação do processo de combustão de sólidos porosos em leito fixo.

Petri net based development of globally-asynchronous locally-synchronous distributed embedded systems

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

Process virtualization theory (PVT) and institutional theory (INT) to explain SAAS adoption

Software as a service (SaaS) is a service model in which the applications are accessible from various client devices through internet. Several studies report possible factors driving the adoption of SaaS but none have considered the perception of the SaaS features and the pressures existing in the organization’s environment. We propose an integrated research model that combines the process virtualization theory (PVT) and the institutional theory (INT). PVT seeks to explain whether SaaS processes are suitable for migration into virtual environments via an information technology-based mechanism. INT seeks to explain the effects of the institutionalized environment on the structure and actions of the organization. The research makes three contributions. First, it addresses a gap in the SaaS adoption literature by studying the internal perception of the technical features of SaaS and external coercive, normative, and mimetic pressures faced by an organization. Second, it empirically tests many of the propositions of PVT and INT in the SaaS context, thereby helping to determine how the theory operates in practice. Third, the integration of PVT and INT contributes to the information system (IS) discipline, deepening the applicability and strengths of these theories.

A systematic methodology to analyse the performance and design configurations of business interoperability in cooperative industrial networks

This thesis proposes a methodology for modelling business interoperability in a context of cooperative industrial networks. The purpose is to develop a methodology that enables the design of cooperative industrial network platforms that are able to deliver business interoperability and the analysis of its impact on the performance of these platforms. To achieve the proposed objective, two modelling tools have been employed: the Axiomatic Design Theory for the design of interoperable platforms; and Agent-Based Simulation for the analysis of the impact of business interoperability. The sequence of the application of the two modelling tools depends on the scenario under analysis, i.e. whether the cooperative industrial network platform exists or not. If the cooperative industrial network platform does not exist, the methodology suggests first the application of the Axiomatic Design Theory to design different configurations of interoperable cooperative industrial network platforms, and then the use of Agent-Based Simulation to analyse or predict the business interoperability and operational performance of the designed configurations. Otherwise, one should start by analysing the performance of the existing platform and based on the achieved results, decide whether it is necessary to redesign it or not. If the redesign is needed, simulation is once again used to predict the performance of the redesigned platform. To explain how those two modelling tools can be applied in practice, a theoretical modelling framework, a theoretical Axiomatic Design model and a theoretical Agent-Based Simulation model are proposed. To demonstrate the applicability of the proposed methodology and/or to validate the proposed theoretical models, a case study regarding a Portuguese Reverse Logistics cooperative network (Valorpneu network) and a case study regarding a Portuguese construction project (Dam Baixo Sabor network) are presented. The findings of the application of the proposed methodology to these two case studies suggest that indeed the Axiomatic Design Theory can effectively contribute in the design of interoperable cooperative industrial network platforms and that Agent-Based Simulation provides an effective set of tools for analysing the impact of business interoperability on the performance of those platforms. However, these conclusions cannot be generalised as only two case studies have been carried out. In terms of relevance to theory, this is the first time that the network effect is addressed in the analysis of the impact of business interoperability on the performance of networked companies and also the first time that a holistic approach is proposed to design interoperable cooperative industrial network platforms. Regarding the practical implications, the proposed methodology is intended to provide industrial managers a management tool that can guide them easily, and in practical and systematic way, in the design of configurations of interoperable cooperative industrial network platforms and/or in the analysis of the impact of business interoperability on the performance of their companies and the networks where their companies operate.

Impact performance prediction of injection-molded talc-filled polypropylene through thermomechanical environment assessment

Due to the fact that different injection molding conditions tailor the mechanical response of the thermoplastic material, such effect must be considered earlier in the product development process. The existing approaches implemented in different commercial software solutions are very limited in their capabilities to estimate the influence of processing conditions on the mechanical properties. Thus, the accuracy of predictive simulations could be improved. In this study, we demonstrate how to establish straightforward processing-impact property relationships of talc-filled injection-molded polypropylene disc-shaped parts by assessing the thermomechanical environment (TME). To investigate the relationship between impact properties and the key operative variables (flow rate, melt and mold temperature, and holding pressure), the design of experiments approach was applied to systematically vary the TME of molded samples. The TME is characterized on computer flow simulation outputsanddefined bytwo thermomechanical indices (TMI): the cooling index (CI; associated to the core features) and the thermo-stress index (TSI; related to the skin features). The TMI methodology coupled to an integrated simulation program has been developed as a tool to predict the impact response. The dynamic impact properties (peak force, peak energy, and puncture energy) were evaluated using instrumented falling weight impact tests and were all found to be similarly affected by the imposed TME. The most important molding parameters affecting the impact properties were found to be the processing temperatures (melt andmold). CI revealed greater importance for the impact response than TSI. The developed integrative tool provided truthful predictions for the envisaged impact properties.

Modeling separator membranes physical characteristics for optimized lithium ion battery performance

The effect of varying separator membrane physical parameters such as degree of porosity, tortuosity and thickness, on battery delivered capacity was studied in order to optimize performance of lithium-ion batteries. This was achieved by a theoretical mathematical model relating the Bruggeman coefficient with the degree of porosity and tortuosity. The inclusion of the separator membrane in the simulation model of the battery system does not affect the delivered capacity of the battery. The ionic conductivity of the separator and consequently the delivered capacity values obtained at different discharge rates depends on the value of the Bruggeman coefficient, which is related with the degree of porosity and tortuosity of the membrane. Independently of scan rate, the optimal value of the degree of porosity is above 50% and the separator thickness should range between 1 μm at 32 μm for improved battery performance.

Experimental and numerical studies of hybrid PCM embedded in plastering mortar for enhanced thermal behaviour of buildings

This paper proposes a methodology for improvement of energy efficiency in buildings through the innovative simultaneous incorporation of three distinct phase change materials (here termed as hybrid PCM) in plastering mortars for façade walls. The thermal performance of a hybrid PCM mortar was experimentally evaluated by comparing the behaviour of a prototype test cell (including hybrid PCM plastering mortar) subjected to realistic daily temperature profiles, with the behaviour of a similar prototype test cell, in which no PCM was added. A numerical simulation model was employed (using ANSYS-FLUENT) to validate the capacity of simulating temperature evolution within the prototype containing hybrid PCM, as well as to understand the contribution of hybrid PCM to energy efficiency. Incorporation of hybrid PCM into plastering mortars was found to have the potential to significantly reduce heating/cooling temperature demands for maintaining the interior temperature within comfort levels when compared to normal mortars (without PCM), or even mortars comprising a single type of PCM.

Análise e simulação da produção de moldes para injeção de plásticos

Dissertação de mestrado em Engenharia Industrial

Utilização de modelos de simulação para a melhoria de um sistema de restauração: estudo de caso de uma cantina universitária

Dissertação de mestrado em Engenharia Industrial

Modelo de gestão integrada dos contratos públicos eletrónicos orientados ao valor público

Tese de Doutoramento em Tecnologias e Sistemas de Informação.