Aumento da eficiência e desempenho energético no processo de reabilitação de edifícios de habitação

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

Contributo do Ecotect para o estudo da eficiência energética em edifício de habitação

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

Eficiência energética de edifícios hoteleiros caso de estudo: Estalagem Casa João Chagas - Constância

O turismo è um dos setores com maior consumo energético a nível mundial, pois è o conforto que os hotéis fornecem aos seus clientes que lhes permite um desenvolvimento económico favorável, contribuindo assim para o desenvolvimento económico dos países. Este trabalho tem como objetivos contribuir para o estado do conhecimento no que respeita ao consumo energético do setor do turismo. Para isso foi realizada uma análise das necessidades de energia útil para aquecimento, arrefecimento e produção de águas quentes sanitárias, de uma estalagem do concelho de Constância, confrontando com os valores de consumo de eletricidade mensais verificados no ano de 2013, assim como valores obtidos em outros estudos realizados no sector do turismo. A finalidade desta análise de consumos e necessidades è aferir a eficiência energética da estalagem comparativamente com outros estabelecimentos da mesma categoria. Os resultados revelaram que o edifício apresenta um consumo eficiente de energia, nomeadamente no que respeita à energia para climatização e produção de águas quentes sanitárias (AQS). Contudo a energia despendida com iluminação e utilização de outros equipamentos elétricos è elevada em comparação com outros edifícios da mesma categoria.

Métodos inovadores para a bio-secagem do CDR produzido na linha de processo da unidade de Tratamento Mecânico e Biológico (TMB) – Caso de estudo na VALNOR SA

A presente dissertação foca-se em métodos inovadores para a bio-secagem do Combustível Derivado de Resíduos (CDR) produzido na linha de Tratamento Mecânico de Biológico (TMB), na VALNOR SA. O CDR representa 25 a 35% dos resíduos indiferenciados tratados numa unidade de TMB e que resulta do refugo e rejeitados retirados na linha de triagem mecânica e no processo de afinação do composto orgânico. O CDR pode ser utilizado como combustível alternativo ao combustível fóssil em centrais de co-geração e/ou cimenteiras. No caso da indústria cimenteira, a secagem do CDR é fundamental (a humidade média é de 40 a 50% e, terá de se reduzir para 20% ou inferior) de modo a aumentar o seu Poder Calorífico Inferior (PCI), para maior eficiência energética no processo produtivo nos fornos do clínquer e dar cumprimento à redução de utilização dos combustíveis fósseis que a União Europeia pretende. Com este trabalho, contribuiu-se com mais um passo no sentido de se viabilizarem as melhores opções técnico-ambientais e económicas para se cumprirem os objetivos prioritários no domínio da valorização dos resíduos passando a ser um recurso ou produto. Com efeito a substituição do combustível fóssil por um combustível alternativo do tipo do CDR não só se traduz em benefícios ambientais, nomeadamente a redução de deposição em aterro, a redução das emissões de Gases com Efeito de Estufa (GEE) e o cumprimento dos objetivos e metas do Plano Estratégico para os Resíduos Sólidos Urbanos (PERSU) 2020, como também enquadra evidentes vantagens económicas enquanto recurso alternativo e minimiza o valor do instrumento financeiro da Taxa de Gestão de Resíduos (TGR) que se prevê aumentar significativamente até 2020 no que respeita à deposição de resíduos/refugos/rejeitados em aterro.

Um modelo de avaliação da eficiência de gestão de projectos: caso de estudo EDP Distribuição

No mercado energético, o tema eficiência tem-se tornado um pilar fundamental na obtenção de valor estratégico para as organizações deste negócio. Este foco tem muito que ver com as alterações que este mercado tem vindo a sofrer nos últimos anos com a mudança de mercado regulado para um mercado liberalizado. Permitir que novos players entrem no mercado e com eles novas formas de executar o negócio, tem aumentado a competividade entre as várias or-ganizações no ramo da electricidade. Consequentemente, essas organizações focam-se cada vez mais na eficiência, produzindo o mesmo mas utilizando menos recursos, promovendo, em simultâneo, uma maior satisfação dos seus clientes. Paralelamente, as organizações na última década têm-se virado cada vez mais para a gestão de projectos, percebendo que através dela podem concretizar valor estratégico mais facilmente, com menor redundância. Assim, muitas organizações vivem actualmente em ambientes de multi-projecto, em que as iniciativas dos diferentes projectos são inúmeras e na maioria das vezes não existe capital suficiente para as satisfazer na totalidade. Perceber quais os projectos que acrescentam maior valor à organização torna-se fundamental. Neste contexto, a presente dissertação visa avaliar a eficiência na gestão de um tipo de projec-tos da EDP Distribuição, utilizando o método matemático Data Envelopment Analysis (DEA). Com este método avaliou-se a capacidade que a organização tem em converter inputs em out-puts nos projectos de telecomando da rede de distribuição que levou a cabo durante o ano de 2013. Após um estudo sobre gestão de projectos e da análise DEA, analisou-se a melhor forma de aplicar o método DEA em empresas de electricidade, especificando-se as variáveis do modelo que traduzem melhor o processo a avaliar. Pretende-se fornecer resultados específicos sobre como a organização pode melhorar os seus processos na gestão de projectos de telecomando indicando onde, como e em quanto a empresa é ineficiente, identificando adicionalmente ac-ções de melhoria.

Desenvolvimento de um dispositivo médico implantável

A cada vez maior relação entre áreas distintas, nomeadamente as engenharias mecânica, electrotécnica ou informática e a medicina, tem conduzido a grandes desenvolvimentos na área da saúde com o intuito de proporcionar ou restituir a qualidade de vida do ser humano. Com efeito, esta interacção permite a aplicação do saber individual para uma mesma finalidade, permitindo o desenvolvimento de dispositivos médicos com essa função. Os dispositivos médicos actualmente existentes podem ou não ser implantáveis consoante a sua aplicabilidade. Os implantáveis exigem, a nível do projecto, requisitos exigentes no que concerne aos materiais utilizados, biocompatíveis, e no que diz respeito às dimensões e forma para se adequarem física e fisiologicamente ao corpo humano. Esta investigação foca-se no desenvolvimento de um dispositivo médico implantável activo, nomeadamente uma prótese peniana hidráulica insuflável. Este tipo de prótese é um sistema mecânico complexo, amplamente utilizado nos casos das disfunções mais graves, de origem orgânica ou psicológica. Como no mercado, actualmente, apenas existem soluções de accionamento manual, pouco confortáveis para o utilizador que pode demorar bastante tempo até se adaptar ao seu modo de funcionamento, urge o desenvolvimento de um mecanismo mais prático. Neste trabalho foram estudados dois tipos de bombas hidráulicas para avaliação da melhor escolha em termos de facilidade de produção, fiabilidade, eficiência e baixo custo. A opção seleccionada foi a bomba peristáltica por reunir essas premissas. Desenvolveu-se um mecanismo hidráulico de accionamento automatizado, com um único reservatório-bomba e um sistema de controlo para controlar a insuflação e desinsuflação de todo o dispositivo, tornando-o mais prático do ponto de vista do utilizador. No que diz respeito ao projecto, reduziu-se o número de componentes relativamente às soluções existentes, e criou-se uma solução construtiva robusta e com fiabilidade mecânica. Foi ainda realizada uma pesquisa intensiva dos materiais possíveis de utilizar, e seleccionaram-se aqueles cujas características os tornam a melhor solução.

Metodologias TRIZ e Lean numa Indústria de unidades de tratamento de ar e de ventilação

Num mundo globalizado, as organizações têm sido forçadas a inovar em busca de novas técnicas de gestão, devido a limitações dos modelos de gestão tradicional. Para subsistir num mercado altamente competitivo, as organizações procuram diferenciar-se da concorrência por via de utilização de novas metodologias de gestão que permitam aumentar a eficiência dos processos internos. A implementação de fundamentos e técnicas da metodologia Lean, em conjunto com os conceitos e os instrumentos analíticos da metodologia TRIZ, pode auxiliar as organizações na procura de melhoria contínua em todas as áreas funcionais, encontrando soluções mais criativas e inovadoras. A presente dissertação foi elaborada no âmbito de um estágio curricular realizado numa empresa metalomecânica, que atua no setor industrial de tratamento de ar e de ventilação. Os objetivos do estágio delineados inicialmente visavam o estudo da melhoria de organização do armazém numa das unidades industriais do grupo. No decorrer do estágio, foi possível não só melhorar em vários aspetos o funcionamento do armazém, como também foram elaboradas e implementadas várias ações de melhoria nas outras áreas funcionais da empresa. A análise efetuada à situação atual da empresa e as soluções encontradas para os problemas identificados basearam-se em algumas técnicas e instrumentos analíticos das metodologias Lean e TRIZ. Entre os vários resultados obtidos, destacam-se a redução significativa de stocks, a reorganização da hierarquia funcional, a melhoria do fluxo de informação interna e externa (entre a empresa e os fornecedores), a criação de um sistema de deteção de não conformidades com origem nos fornecedores, entre outros. No desenvolvimento deste estágio e com base nos resultados obtidos, foi submetido e aceite um artigo e uma proposta para o concurso de projetos no âmbito de The 6th International Conference on Systematic Innovation (ICSI) & The 5th Global Competition on Systematic Innovation (GCSI).

Estudo de melhoria de gestão de manutenção de uma estação de tratamento de águas residuais

A globalização dos mercados torna o aumento da competitividade num dos objetivos principais das organizações. Uma gestão eficaz e eficiente da manutenção garante qualidade da organização, redução de desperdícios de tempo, de custos e de recursos e o aumento significativo da motivação dos intervenientes. Todos estes fatores tornam o departamento de manutenção num dos focos mais importantes para garantir a competitividade no mercado e a sustentabilidade da organização. A presente tese foi desenvolvida durante um estágio realizado em parceria entre a FCT/DEMI e o Serviço Municipalizado de Águas e Saneamento, SMAS, da câmara de Almada. O estágio foi realizado na Estação de Tratamento de Águas Residuais, ETAR, da Mutela, que trata de águas residuais de uma população de 147 000 habitantes, tendo um impacto crucial na qualidade de vida, saúde e preservação do ambiente numa área vasta. O objetivo inicial do estágio incidia na introdução de indicadores de eficiência de gestão de manutenção, uma vez que faltava uma quantificação dos efeitos das rotinas de manutenção preventiva já implementadas. No entanto, no decorrer do presente trabalho, surgiram novas metas, nomeadamente: implementação de algumas rotinas de manutenção lean e a melhoria de gestão da informação e documentação. Deste modo, foram propostas algumas melhorias que promoveram a redução de custos, aumento da qualidade dos processos de gestão de manutenção, aumento da disponibilidade e da fiabilidade dos equipamentos, melhoria na eficácia e eficiência das atividades de manutenção e maior motivação dos intervenientes da manutenção. Atualmente, está a ser preparado um artigo para o 13º congresso nacional de manutenção organizado pela Associação Portuguesa de Manutenção Industrial-APMI.

Aplicação da metodologia TRIZ numa indústria alimentar

Para fazer face à concorrência crescente que se sente em todos os mercados e à atual situação de pós crise na economia mundial, é cada vez mais necessário adotar novas estratégias e abordagens, completando com isso os métodos de gestão tradicionais. Neste sentido, há maior procura de novas metodologias e abordagens que permitam aumentar a eficácia e a eficiência dos processos nas organizações. Na indústria agroalimentar, é crucial reforçar a competitividade, tanto a nível nacional, como a nível internacional. A inovação sistemática pode contribuir significativamente para o desenvolvimento de soluções mais criativas e inovadoras para os problemas existentes. A metodologia TRIZ (Teoria de Resolução Inventiva de Problemas) é normalmente associada à inovação sistemática. A TRIZ oferece ferramentas, técnicas e conceitos que auxiliam na identificação e na resolução de problemas (contradições na terminologia TRIZ). A utilização desta metodologia visa a incrementar a criatividade e a inovação, proporcionando vantagens competitivas importantes às organizações em relação à concorrência. A presente dissertação incide na aplicação da metodologia TRIZ numa indústria agroalimentar – Dancake S.A - que produz e comercializa bolos, bolachas, biscoitos, tostas e outros produtos de pastelaria. O estudo centrou-se na linha de produção das bolachas crackers, tendo sido identificados vários problemas organizacionais e técnicos. Através da aplicação de algumas ferramentas analíticas da metodologia TRIZ (Matriz de Contradições, Matriz de Idealidade e Análise Substância - Campo), não só foram elaboradas propostas de resolução de problemas identificados, como também foram desenvolvidas propostas de melhoria de alguns aspetos de funcionamento da linha estudada. A implementação das propostas poderá aumentar a produtividade e reduzir significativamente os desperdícios, aumentando, assim, a eficácia e eficiência da linha. Com base nos resultados obtidos, está a ser preparada uma publicação para o CIBIM XII-Congresso Ibero-Americano de Engenharia Mecânica que terá lugar em Novembro de 2015 em Guaiaquil, Equador.

Modelo de estrutura organizacional baseado nos princípios do pensamento Lean

No caminho da competitividade, a gestão das Organizações tornou-se cada vez mais complexa. Como observaremos ao longo do trabalho, a complexidade resulta da realidade interna das Organizações mas, acima de tudo, do ambiente organizacional que condiciona fortemente a realidade interna. Para responder às diferentes solicitações, requisitos e pressões concorrenciais a integração tem-se mostrado uma vantagem competitiva para as Organizações que nesta ferramenta têm apostado, obtendo melhores resultados de produtividade e de motivação dos recursos humanos. Paralelamente à continua integração de diferentes aspectos, as Organizações têm procurado concentrar-se no seu core business e passar para outsourcing as actividades de apoio à sua missão, visando “emagrecer” a Organização mas mantendo ou melhorando os rácios de eficácia e eficiência. Para tanto, há que actuar sobre a Estrutura Organizacional concebendo uma gestão integrada de todas as actividades de suporte, visando libertar recursos para o cumprimento da missão da Organização. O presente trabalho visa apresentar uma Estrutura Organizacional que, assentando na Logística Estratégica e considerando os princípios do Pensamento Magro, permitirá a integração dos processos de suporte e a clarificação dos processos da missão, logo da competitividade da Organização. A análise detalhada das diferentes estruturas organizacionais conhecidas e normalmente implementadas nas Organizações, permitiu perceber que estas estruturas precisam de evoluir por forma a permitirem uma melhor resposta aos ambientes organizacionais mais turbulentos e complexos. Como resultante conceptual do presente trabalho alcançámos a Estrutura Organizacional Lean (EOL) com vantagens potenciais significativas nomeadamente ao nível da redução dos desperdícios organizacionais e da agilidade organizacional, sendo possível esperar um melhor desempenho organizacional. Para o desenvolvimento do trabalho recorremos à Soft Systems Methodology (SSM), aplicando, de forma simulada, o modelo numa empresa referência no mercado e avaliando o desempenho estimado com a aplicação do modelo à realidade organizacional em questão. Os resultados obtidos podem ser considerados muito interessantes segundo as vertentes da Eficácia, Eficiência, Efectividade, Ética e Elegância (5E’s).

Melhoria de processos de produção e operações numa empresa farmacêutica

Perante a conjuntura de instabilidade vivida a nível europeu e, principalmente, a nível nacional, a Industria Farmacêutica vê-se obrigada a fazer frente a certas dificuldades. Para tal, dá início a reduções orçamentais de grande dimensão, que requerem uma melhor e maior gestão e racionalização dos seus recursos. Deste modo, para a criação de vantagens competitivas, as Industrias devem focar-se na totalidade do seu negócio, desde a pesquisa de novos fármacos, ao desenvolvimento de processos de fabrico mais eficientes. O Laboratório Edol, como Pequena e Média Empresa nacional, detém um papel fundamental na economia portuguesa. Assim, de forma a manter a sua importância no dinamismo da economia, necessita de ajuda no desenvolvimento de linhas de produção mais eficazes. Perante isto, o Laboratório propôs a melhoria do processo de fabrico do creme hidratante ATL, uma vez que este produto, em especial, é líder em vendas e contém alguns constrangimentos na sua produção. Havia portanto, a necessidade de melhoria do processo com vista a um aumento significativo da sua produção. É neste contexto, que a aplicação de metodologias como o Lean e o Six Sigma se enquadram na perfeição nesta dissertação, que tem como objetivo eliminar fontes de desperdício e acrescentar valor aos produtos, em particular, no dermocosmético proposto por esta empresa. Ambas as filosofias demonstraram grande capacidade na melhoria do sistema, que levaram a propostas de sucesso e que atingiram as metas estipuladas – aumento de eficiência e produtividade do creme ATL. Para além disto, ainda foram descritas diversas ideias para projetos futuros de melhoria continua. De salientar que numa época de crescimento a nível de exportações, as empresas a nível nacional ou global, necessitam de otimizar as suas linhas para conseguirem dar vazão aos mercados internacionais. Como tal, o Lean e o Six Sigma, representam esse potencial. Dado isto, os objetivos propostos foram atingidos na íntegra, com o acrescento de novas soluções para a linha de produção e com uma gestão mais racional dos recursos humanos.

Integração de energias renováveis num modelo de edifício de Balanço Energético Quase Zero (NZEB)

Neste estudo aborda-se o novo conceito dos edifícios com necessidades quase nulas de energia (Nearly Zero Energy Buildings, NZEB) no parque edificado Europeu, nomeadamente os edifícios de habitação que serão construídos a partir de 2020. Estes edifícios terão que respeitar os requisitos mínimos de eficiência energética de modo a reduzir a dependência dos combustíveis fósseis que tem vindo a aumentar significativamente ao longo dos últimos anos. Ao longo deste trabalho foi modelado e dimensionado um edifício de habitação unifamiliar situado na zona de Lisboa e recorreu-se a técnicas e estratégias que aumentam a eficiência energética do mesmo. Este dimensionamento foi feito recorrendo ao software DesignBuilder, tendo sido em seguida efetuada uma análise energética, com recurso ao software EnergyPlus. Posteriormente à análise estar feita, realizou-se um estudo utilizando o software SolTerm para se integrar sistemas de produção de energia renovável no edifício, de modo a tentar suprir as necessidades energéticas do edifício no que se refere a aquecimento ambiente, águas quentes sanitárias (AQS) e necessidades elétricas. Para suprir as necessidades de arrefecimento e aquecimento que o sistema solar térmico não tem capacidade de suprir foi introduzida uma bomba de calor, reduzindo assim o consumo elétrico tornando o edifício mais sustentável. Já para produção de energia elétrica foi inserido um sistema solar fotovoltaico. Foi avaliada também nesta fase a relação custo-benefício da aplicação de cada um destes sistemas, de modo a escolher aquele que maximiza o suprimento das necessidades e que ao mesmo tempo é economicamente viável. Por último foi realizada uma análise crítica aos resultados obtidos e é feito o enquadramento com o que é pretendido num edifício NZEB.

Melhoramento e automatização de um sistema de revestimento com laser

O revestimento com laser permite criar revestimentos localizados pela adição de uma liga similar ou dissimilar. O revestimento visa melhorar as características da superfície metálica, tais como a dureza, a resistência ao desgaste por atrito, à corrosão e à fadiga térmica dos componentes sujeitos a condições adversas de trabalho por prolongados períodos de tempo. Esta dissertação tem como objetivo o melhoramento da configuração, a automatização do sistema de revestimento com laser do Laboratório de Laser do Instituto Superior Técnico (IST) da Universidade de Lisboa, utilizado pelo Centro de Física e Engenharia de Materiais Avançados do Instituto Superior Técnico – CeFEMA e a realização de ensaios de deposições com o fim de validação. Foram estudadas as configurações possíveis para o sistema de posicionamento da amostra, do laser e a configuração para o posicionamento com precisão do bocal de adição de pós ao banho de fusão. Após este estudo foram apresentadas e implementadas as propostas de melhoria do sistema inicial. Para tornar o sistema funcional, foi desenvolvido um controlador para comandar as três guias motorizadas de movimento linear OWIS, o laser IPG YLR e o alimentador de pós PLASMA-TECHNIK. Para simplificar a utilização aos investigadores do CeFEMA foi ainda desenvolvida uma interface gráfica que permite ao utilizador definir os principais parâmetros do processo Para a validação do trabalho desenvolvido foram realizados diversos ensaios de deposição da liga Ti52Ta num substrato de titânio. Através dos ensaios de deposição foi estudada a influência de alguns parâmetros do processo na geometria do revestimento obtido, como a altura, a profundidade, o ângulo do cordão, a diluição entre o material de adição e o substrato, tendo ainda sido estudada a influência dos parâmetros do processo na eficiência de deposição.

Avaliação da Sustentação da metodologia Lean numa organização: caso de estudo na EDP produção

Nos dias de hoje, são cada vez mais as organizações que procuram ser reconhecidas no mercado pela qualidade, pela eficiência e pela resposta rápida às mudanças sentidas. Neste contexto surgem muitos paradigmas e métodos de gestão que pretendem fazer face aos fatores externos que tornam os mercados tão voláteis. Dentre várias, destaca-se o Lean como forma de gestão, que advoga práticas e conceitos de melhoria contínua e redução de desperdícios em toda a cadeia de valor, visando sempre a satisfação do consumidor. Considerada uma forma de pensar, desenvolve as pessoas através da criação de uma cultura onde todos são encorajados a usar o pensamento, conhecimento e capacidades adquiridas para resolver problemas e melhorar continuamente. Mas apesar de o Lean ter surgido na indústria automóvel e ser passível de aplicar em todas as indústrias e serviços, não é uma mudança simples. Para tal, deve existir um sentido forte de liderança desde a gestão de topo até ao fim da estrutura hierárquica. Associada à implementação desta metodologia numa organização, surge também a necessidade de avaliar o desempenho destas nas organizações. Nesta ótica, são vários os modelos de avaliação desenvolvidos sendo que um dos mais reconhecidos é o Modelo de Shingo, criado pela Utah State University, que todos os anos atribui prémios a organizações que se queiram submeter a uma avaliação que reflita a adequação da organização à metodologia. No âmbito do tema e objetivos propostos pela organização que serviu de caso de estudo, foi então proposto e desenvolvido um Modelo de Avaliação da Sustentação da Metodologia Lean. O modelo teve como base princípios do Modelo de Shingo, tendo como objetivo identificar o estado do Lean implementado numa organização e de que forma este está intrínseco à gestão, baseando-se na perceção interna da organização e a perceção externa da entidade que o aplica, tendo sempre presente a visão do Lean enquanto metodologia de gestão. Os resultados obtidos demonstraram ser coerentes com as características da implementação da metodologia numa organização, confirmando mais uma vez, a importância da compreensão dos princípios da metodologia a par com a aplicação das ferramentas de apoio, de modo a alcançar uma implementação de sucesso. Foi também notável, o impacto que a liderança e o alinhamento numa organização têm numa transformação cultural desta dimensão. Apesar de a organização ter demonstrado um nível bom de adequação à metodologia, ainda tem um caminho a percorrer no sentido de tornar o Lean incorporado à cultura organizacional. Com o presente estudo é possível concluir que o Modelo de Avaliação proposto, é uma ferramenta útil no diagnóstico à implementação e na tomada de decisões no âmbito da sustentação da metodologia.