888 resultados para Faculdade de Ciências Exatas e da Engenharia
Resumo:
Nesta dissertao de mestrado prope-se simular um sistema para melhorar a qualidade da energia elctrica produzida por um parque elico, utilizando conversores multinvel NPC costas com costas e controlo ptimo predictivo. Neste trabalho feito o controlo da potncia activa e reactiva que fornecida rede de energia elctrica, a partir de um gerador elico e optimizada a forma de onda alternada e sinusoidal de tenso trifsica sem neutro, minimizando o tremor das correntes e a distoro harmnica total, contribuindo para melhorar a qualidade de energia da rede ou de sistemas de alimentao para aplicaes crticas como so os sistemas de telecomunicaes. Recorre-se ao Matlab/Simulink para simular e comparar os resultados obtidos no sistema de converso de energia de um parque elico com o conversor costas com costas com controlo ptimo predictivo com os resultados obtidos com o conversor costas com costas PWM, disponvel na biblioteca do software de simulao.
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A capacidade de prever a produo de energia elica com preciso num parque elico de extrema relevncia tanto do ponto de vista econmico bem como de controlo e estabilidade da rede eltrica. Vrios e diferentes mtodos tm sido utilizados para este propsito, como os fsicos, estatsticos, lgica difusa e redes neuronais artificiais. Os dados disponveis dos parques elicos contm rudo e leituras inesperadas em relao s entradas disponveis. Lidar com estes dados no uma tarefa simples mas, neste trabalho, as Redes Neuronais Artificiais so usadas para prever a potncia gerada baseada em medies locais do vento. Os resultados mostram que as Redes Neuronais Artificiais so uma ferramenta que deve ser considerada nestas difceis condies, uma vez que elas proporcionam uma preciso razovel nas suas previses.
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Existem diversos mtodos de formular a composio de um beto, dos quais, este estudo reala a metodologia aplicada s curvas de referncia, nomeadamente a de Faury. No mbito desta dissertao, o estudo do beto foi focado nas propriedades da resistncia compresso e trabalhabilidade, e nos factores que as influenciam para a obteno dos resultados pretendidos. A dificuldade deste estudo surgiu na obteno da trabalhabilidade desejada, derivada do tipo de agregados existentes na empresa e incertezas na quantificao da gua de amassadura. Esta foi analisada, com especial destaque, para os parmetros de absoro e humidade, em que o ensaio normativo da obteno da capacidade de absoro dos agregados, poder no ser o mais indicado para quantificar o valor real deste parmetro. Notou-se que o mtodo de Faury para determinar a gua de amassadura, no era o mais indicado, por no ter em conta os parmetros anteriormente referidos. Foram realizados diversos ensaios de obteno de parmetros necessrios para efectuar uma formulao acertada. Foram tambm realizadas diversas amassaduras, com composies distintas, de forma a analisar a sua influncia nos resultados. Estes foram analisados atravs de critrios de conformidade, para classificao do beto em termos de resistncia. Foi possvel concluir que os resultados da formulao da composio do beto, dependem muito da qualidade dos agregados utilizados, como a sua forma, porosidade e homogeneidade do material ptreo. De acordo com os resultados experimentais, foi concluda a existncia de uma insuficincia de finos nas composies criadas para o beto, sugerindo uma curva real granulometria de referncia para potencializar a trabalhabilidade para o tipo de agregados utilizados neste estudo.
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Aps o temporal que se abateu sobre a ilha da Madeira no dia 20 de Fevereiro de 2010 ficou a dvida se a tragdia podia ter sido evitada ou pelo menos minimizada. A intensa interveno humana, principalmente na baixa da cidade do Funchal, alterou o normal curso das ribeiras. Esse facto levantou a questo se o homem estar a ser negligente ou irresponsvel na maneira como constri nas suas proximidades. Posto isto, o Governo Regional da Madeira achou que algo mais poderia ser investigado em relao ao comportamento das ribeiras em situaes extremas, tal como a sucedida. Com o intuito de responder a estas e outras questes, equipas da UMa (Universidade da Madeira), IST (Instituto Superior Tcnico) e LREC (Laboratrio Regional de Engenharia Civil) iniciaram, em cooperao, um estudo que foi denominado por Estudo de Avaliao do Risco de Aluvies na Ilha da Madeira. Ao autor deste trabalho foi concedida a oportunidade de fazer parte deste importante estudo para a Ilha da Madeira e de poder realizar esta dissertao no mbito do mesmo. Foram estudadas as trs mais importantes ribeiras do Funchal (Joo Gomes, Santa Luzia e So Joo) e as ribeiras da Ribeira Brava e Tabua. O presente trabalho, em particular, incidiu sobre a bacia hidrogrfica e Ribeira de So Joo. Este trabalho inicia-se por uma base terica, onde feita uma caracterizao biofsica Ilha da Madeira e mais detalhadamente bacia hidrogrfica da Ribeira de So Joo. Segue-se uma pequena referncia a eventos semelhantes e anteriores ao de 20 de Fevereiro. A parte prtica do trabalho consiste no tratamento e interpretao dos dados levantados nas visitas de campo. Estimaram-se os valores sucedidos no dia do evento para caudais mximos e velocidades de escoamento em seces transversais da ribeira previamente seleccionadas. Estimou-se tambm o volume para o material slido que foi depositado no leito e nas ruas ou estradas que se situam dentro da rea da bacia hidrogrfica da Ribeira de So Joo. Foi feita tambm uma caracterizao granulomtrica desse mesmo material slido. Por fim elaboraram-se listas e mapas com as infra-estruturas danificadas. Finalmente foram propostas algumas medidas preventivas que podero minimizar as consequncias de futuras aluvies.
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Esta dissertao tem como principal objectivo comparar os mtodos propostos pelo Eurocdigo 2, atravs de uma anlise paramtrica dos efeitos de segunda ordem em pilares de beto armado. Os mtodos estudados foram o mtodo simplificado baseado na Curvatura Nominal e o Mtodo Geral. Atravs da comparao destes dois mtodos verificou-se se o dimensionamento efectuado para o primeiro mtodo correcto e se encontra do lado da segurana. Para este efeito so analisado noventa e seis prticos, onde setenta e dois so prticos simples e vinte e quatro so prticos parede. Todos os prticos apresentam uma estrutura simples, constituda por dois elementos verticais, pilar ou parede, e um elemento horizontal, viga. Os noventa e seis prticos so divididos em dois grupos. Um grupo em que a ligao entre pilar viga rotulada e o outro grupo onde a ligao rgida. Dentro de cada grupo definido oito conjuntos de prticos cuja diferena reside na percentagem de carga que cada um dos elementos verticais recebe, sendo estas caractersticas iguais para os dois grupos. Cada conjunto constitudo por seis prticos em que variada a esbelteza. Em todos os modelos analisados manteve-se as mesmas caractersticas de materiais e aces. Efectuou-se um primeiro dimensionamento atravs do mtodo baseado na curvatura nominal, onde obteve-se os esforos e armaduras, que sero utilizados para a modelao no mtodo geral. Este mtodo geral, consiste numa anlise no linear, e efectuado num programa de anlise no linear de elementos finitos, Atena. A modelao efectuou-se da seguinte forma: aplicou-se numa primeira fase a totalidade da carga vertical aplicada estrutura de forma incremental, e quando esta atingiu a carga de dimensionamento, aplicou-se a carga horizontal tambm de forma incremental at ao colapso da estrutura. De acordo com os resultados obtidos, pode concluir-se que o dimensionamento efectuado pelo mtodo simplificado est do lado da segurana, sendo em alguns casos em que possui pilares esbeltos demasiado conservativo, onde obteve-se mais 200% de carga horizontal.
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Esta tese de mestrado descreve o desenvolvimento, implementao e teste de um sistema de medio de energia concebido para um ambiente domstico, baseado no circuito integrado medidor de energia Teridian 71M6515H. O sistema desenvolvido envia periodicamente os valores monitorizados para uma base de dados, atravs de uma rede sem fios com base no protocolo IEEE 802.11 (Wi-Fi). Os dados podem ser acedidos remotamente em tempo real, atravs de uma pgina na internet, onde possvel consultar a quantidade de energia consumida acumulada. Na primeira fase deste trabalho realizou-se o enquadramento do tema no contexto atual, realizando-se o estudo de alguns sistemas domsticos de monitorizao do consumo de energia eltrica existentes no mercado. Numa segunda fase foi realizado o estudo dos componentes a serem utilizados, o desenho da placa de circuito impresso e o desenvolvimento do firmware, para que todo o processamento e manipulao dos dados fossem realizados pela unidade de aquisio de dados. Em seguida procedeu-se construo da unidade de aquisio e programao para o registo dos valores numa base de dados. A ltima fase consistiu nos testes de funcionamento da unidade de aquisio em conjunto com a aplicao de registo de dados. Com a implementao do sistema desenvolvido o consumidor domstico poder ter conhecimento, em tempo real, do custo de funcionamento dos equipamentos que possui e assim tomar decises para os utilizar de forma mais racional, o que se pode traduzir numa economia dos recursos energticos.
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Tabletop computers featuring multi-touch input and object tracking are a common platform for research on Tangible User Interfaces (also known as Tangible Interaction). However, such systems are confined to sensing activity on the tabletop surface, disregarding the rich and relatively unexplored interaction canvas above the tabletop. This dissertation contributes with tCAD, a 3D modeling tool combining fiducial marker tracking, finger tracking and depth sensing in a single system. This dissertation presents the technical details of how these features were integrated, attesting to its viability through the design, development and early evaluation of the tCAD application. A key aspect of this work is a description of the interaction techniques enabled by merging tracked objects with direct user input on and above a table surface.
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Apesar desta tese se propor abordar exclusivamente variveis categorizadas e medidas que descrevem a relao entre estas variveis, consideramos extremamente relevante estender ao caso em que uma das variveis em estudo de uma varivel contnua. Tais medidas, quando usadas corretamente, fornecem uma descrio til da estrutura implcita numa tabela de contingncia. Ao longo dos anos, muitos cientistas deduziram medidas de associao de acordo com o que se propunham avaliar. Perante um conjunto to variado de medidas, o nosso objetivo foi sumariz-las, classific-las em grupos mais gerais e estabelecer em que situaes de que a sua utilizao indicada. Apesar de estarmos interessados em avaliar a concordncia, realizmos que era essencial incluir nesta tese os testes de ajustamento e a anlise de tabelas de contingncia.
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A integrao da Histria da Matemtica no ensino da Matemtica defendida h muito tempo e em vrios pases. Embora a discusso sobre os prs e contras dessa integrao seja de longa data, a tendncia nos ltimos anos tem sido a procura de uma base terica e de uma metodologia que alicercem essa integrao. Uma das formas apontadas na literatura para a integrar na sala de aula atravs de problemas histricos, tendo sido esta tambm a forma adoptada neste estudo. Esta investigao tem como objectivo caracterizar a aprendizagem da Matemtica quando mediada por problemas histricos. Para tal, foram formuladas as seguintes questes: (1) Que aspectos do ambiente de aprendizagem ajudam na aprendizagem da Matemtica quando so usados problemas histricos? (2) De que forma os problemas histricos actuam como artefactos mediadores da aprendizagem da Matemtica? (3) Como que o uso dos problemas histricos na sala de aula contribui para promover a aprendizagem da Matemtica? (4) Quais as contradies ocorridas quando so utilizados problemas histricos nas aulas de Matemtica? Nesta investigao, de natureza qualitativa, foi adoptado o paradigma interpretativo e os dados foram recolhidos atravs de uma observao participante completa. Atendendo aos objectivos do estudo, e tomando o sistema de actividade da sala de aula como a unidade de anlise, foram recolhidos dados, em algumas aulas de Matemtica e de Estudo Acompanhado de Matemtica de uma turma do 8 ano, entre Setembro de 2006 e Maio de 2007. Os dados foram analisados luz da Teoria da Actividade, na perspectiva de Engestrm (1987), tendo sido seguido o esquema metodolgico proposto por Mwanza (2002). Os resultados deste estudo mostram que os problemas histricos, quando usados como um artefacto mediador, num ambiente de aprendizagem devidamente apoiado pela orientao e questionamento da professora, ajudam os alunos a compreender os contedos leccionados, alm de desempenharem um importante papel de motivao.
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O estudo aqui apresentado teve como objetivo compreender como que os alunos aprendem Geometria. Para melhor estudar este problema, o mesmo foi dissecado em trs questes: (a) Qual o papel dos materiais manipulveis na estruturao do pensamento geomtrico dos alunos? (b) Como comunicam as ideias geomtricas? (c) Como que os modelos concretos facilitam a passagem do concreto para o abstrato? Analisou-se o trabalho de uma turma do oitavo ano de escolaridade em torno da realizao de duas tarefas que compreendiam a deduo dos critrios de paralelismo e perpendicularidade entre planos, e entre retas e planos, e a resoluo de problemas realistas com base nesses critrios. A investigao realizada foi de natureza qualitativa e os dados foram recolhidos pela investigadora atravs de registos audiovisuais, com cmara e vdeo, do trabalho dos alunos. A anlise dos dados fez-se com base nas questes acima apresentadas. Das concluses que advm do estudo destaca-se o papel essencial dos materiais manipulveis, e dos modelos concretos, na construo e concetualizao do conhecimento geomtrico dos alunos. De referir ainda a importncia das atividades de natureza exploratria e investigativa, as quais incidiram sobre problemas abertos, onde as descobertas feitas foram mais convincentes e surpreendentes e a explicao lgica das mesmas permitiram matematizar a realidade.
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Este trabalho surge no mbito do Mestrado no Ensino da Matemtica no 3 Ciclo do Ensino Bsico e Secundrio, lecionado na Universidade da Madeira no ano letivo de 2011/2012 e tem como objetivo, estudar a prtica das atividades investigativas em contexto de sala de aula e assim compreender de que forma estas contribuem para a aprendizagem da matemtica. Uma vez que o ensino baseado na mecanizao de conceitos pode inibir o desenvolvimento do pensamento dos alunos, como contribuir para uma atitude negativa em relao a esta disciplina, consideramos pertinente a realizao deste estudo, onde as atividades de investigao constituem uma ferramenta matemtica fundamental para a aquisio e desenvolvimento do esprito crtico, to necessrio na sociedade em que esto inseridos. Faremos em primeiro lugar, uma abordagem terica, onde se identifica o conceito e os objetivos deste tipo de atividades, passando ento para o estudo particular da aplicao destas atividades nas turmas lecionadas no referido ano letivo. Centramo-nos sobretudo no aluno, como agente ativo da sua prpria aprendizagem e no professor, como um agente de inovao curricular, onde o seu trabalho se baseia numa abordagem metodolgica inovadora do ensino-aprendizagem.
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A engenharia estrutural em Portugal est em parte circunscrita s solues em beto armado e s estruturas metlicas, facto que se deve ao domnio das tcnicas construtivas associadas a essas solues e aceitao que tm perante a comunidade em geral. Nessa perspetiva, desenvolveu-se o presente estudo, com o intuito de apresentar uma alternativa igualmente adequada, que, quando bem planeada desde a conceo, pode permitir uma reduo significativa dos custos. Ao longo do presente estudo procura-se discutir as situaes em que a alvenaria estrutural pode ser adotada e como desenvolver os trabalhos de coordenao de projeto de modo a preparar uma execuo de obra rentvel e com qualidade. Nesse sentido, numa fase inicial do documento apresenta-se a histria da alvenaria estrutural e a forma como esta evoluiu ao longo do tempo e, posteriormente, discute-se o estado atual da alvenaria estrutural em Portugal. Dado o interesse que este tema poder ter para os mercados da construo nacional e, particularmente regional, entendeu-se necessrio o contacto direto com a obra, tendo sido realizada uma visita a Frana com o propsito de observar, no terreno, as tcnicas construtivas que lhe esto associadas. Adicionalmente, tirou-se partido de informao recolhida em anterior deslocao ao Brasil, sendo que, os dois pases referidos apresentam uma slida tradio de utilizao da alvenaria estrutural na edificao. Posteriormente aborda-se o conceito de projeto, de modo a introduzir o tema da coordenao de projetos em edifcios de alvenaria estrutural. Sendo a fase de coordenao essencial para o sucesso do projeto e para o aumento da produtividade e da rentabilidade do sistema, foi dada particular relevncia s vrias especialidades que compem um projeto, o modo como se deve processar e tratar a informao a transmitir entre os responsveis por cada um desses projetos, e os cuidados a ter na sua compatibilizao. Como forma de agilizar e melhorar o processo de compatibilizao, proposto um conjunto de checklists, com os principais itens que devem ser sujeitos a anlise por parte dos projetistas envolvidos.
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O presente trabalho surgiu da necessidade de compreender de que modo a incluso de atividades de natureza investigativa (atividades de investigao ou atividades exploratrias) contribui para a aprendizagem matemtica de alunos do secundrio. Com este propsito foram formuladas as seguintes questes: Como age o aluno perante este tipo de atividade? Que tipo de conhecimentos mobiliza o aluno nestas atividades? e Que benefcios (para o aluno) so alcanados com este tipo de tarefa? O estudo envolveu os alunos de uma turma do dcimo ano e trs atividades que foram desenvolvidas ao longo do ano letivo. Estas atividades abrangem duas grandes reas da Matemtica: a geometria e as funes. Tendo em conta que os dados resultantes da aplicao das tarefas eram essencialmente constitudos por pormenores descritivos e de difcil tratamento estatstico, adotei para a sua anlise uma abordagem de tipo qualitativo. Embora as atividades aqui apresentadas e desenvolvidas na sala de aula, tenham uma estrutura aberta, o seu grau de complexidade no muito elevado, pelo que as considerei atividades de explorao. A ltima tarefa proposta no entanto menos estruturada do que as duas primeiras, tendo constatado que nesta ltima alguns alunos alargaram as suas reflexes, o que lhes permitiu aprofundar a investigao. Os diversos materiais utilizados nas atividades tiveram um papel muito importante no desenvolvimento das mesmas e no surgimento de alguns processos matemticos. Foi tambm constatado uma melhoria na autonomia dos alunos, medida que se sucediam as tarefas e ainda a ocorrncia de ligaes entre diversos temas da Matemtica de uma forma coerente e integrada.
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This dissertation presents and discusses the preparation of molecular wires (MW) candidates that would then be probed for electron transfer properties. These wires are bridged by 1,4-diethynylbenzene derivatives with alkoxy side chains with palladium and ruthenium metal complex termini. Characterization of these compounds was performed by usual spectroscopic techniques like 1H, 13C{1H} and 31P{1H} NMR, MS, FTIR and UV-Vis as well as by cyclic voltammetry which allowed classifying the candidates in the RobinDay system and determination of bridges side chain and length effects on electronic transport. Preparation of the 1,4-diethynylbenzene derivatives was done with synthetic pathways that relied heavily in palladium catalyzed cross-couplings (Sonogashira). A family of single ringed 1,4-diethynylbenzene ligands with different length alkoxy side chains (OCH3, OC2H5, OC7H15) was thus prepared allowing for the influence of these ring decorations to be assessed. The ruthenium binuclear rods showed communication between metal centres only when the shorter ligands were used whereas the longer Ru complexes showed only one redox pair in CV studies which is in agreement to non-communicating metal centres. Cyclic voltammetry studies show irreversible one wave processes for palladium dinuclear complexes, making these rods function as molecular insulators. Fluorescence decay studies performed on the prepared compounds (ligands and complexes) show a pattern of decreasing decay times upon coordination to the metal centres which can due to ligand charge redistribution upon coordination leading to non-radiative relaxation paths. Regarding the X-ray structures, two new ligand related structures were obtained as well as new structure for a palladium rod. The effect of the side chains was observed to be important to the wires electronic properties when comparing with the analogues without a side chain. The effect brought by longer chains is nevertheless almost negligible.
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Madeira wine is a product of well-established reputation, whose aroma and flavour is the result of unique combinations. Particularly, its maturation may include estufagem, wherein wine is usually heated at 45 C for three months. During this period, several chemical changes may occur, so it is essential to assess its impact on the wine. In this sense, the main objective of the thesis was to evaluate the effect estufagem on the chemical constituents of Madeira wine, specifically on those molecules potentially important in the development of its typical features. Firstly, analytical methodologies capable of determining the target compounds, combining precision and reproducibility to execution effectiveness, were developed. Then various monovarietal Madeira wines were analysed during estufagem under standard and overheating conditions in order to assess its effect. The following compounds were evaluated: furans, amino acids, biogenic amines, polyphenols, organic acids and volatile compounds. In addition, the total polyphenolic composition, the antioxidant potential and the colour of these wines were also evaluated. The results show that most constituents change due to the heating process. Particularly, the heating promotes the development of 5-hydroxymethylfurfural (HMF) in sweet wines submitted to estufagem at higher temperatures. Moreover, estufagem provides the decrease of most amino acids, suggesting their involvement in the formation of the bouquet of these wines. Regarding the total polyphenol content and antioxidant potential of these wines they do not seem to be greatly affected by the heating step, however most monomeric polyphenols decrease during this process. The thermal processing of Madeira wines favours the development of the volatile composition, especially of volatiles usually reported as typical aromas of Madeira wines. Finally, it was demonstrated that the thermal degradation of sugars, especially of fructose, promotes the emergence of volatile compounds identified in baked wines.
