Modelação não linear de estruturas metálicas e mistas em situação de incêndio no software OpenSees

Os incêndios em edifícios representam um fenómeno que pode ter consequências devastadoras quando não controlado, não só em termos de perdas de vidas humanas, como em termos económicos. No passado, a ocorrência de incêndios de grandes dimensões mostrou os efeitos do fogo descontrolado nos edifícios, assim como a ineficiência dos meios de segurança ativa ao fogo. Nas últimas duas décadas, estas questões motivaram o estudo e compreensão da ação dos incêndios nas estruturas dos edifícios. Neste trabalho estuda-se a modelação da ação do fogo em estruturas metálicas e mistas, com o objetivo de contribuir para a sua melhor caracterização. A presente tese foca-se na validação e compreensão da implementação de análises termo-mecânicas a estruturas mistas no software de elementos finitos OpenSees (Open System for Earthquake Engineering Simulation), contribuindo assim para futuros estudos, não só de análises de estruturas mistas sujeitas a incêndio, mas também de análises de estruturas mistas sujeitas a eventos consecutivos, como sismo seguido de incêndio. Neste trabalho é feita uma breve descrição do fenómeno fogo, assim como dos processos inerentes à dinâmica de um incêndio que constituem uma fonte de incerteza para a modelação de cenários de incêndio num edifício. Posto isto, são abordados alguns modelos de incêndios presentes nos Eurocódigos, assim como o recente modelo de fogos móveis(“Travelling fires”). São realizados exemplos de aplicação no software e dois casos de estudo. O primeiro consiste na modelação de dois ensaios ao fogo realizados na Alemanha em 1986 em estruturas metálicas à escala 1/4. O segundo consiste na modelação de um ensaio ao fogo a uma viga de betão armado simplesmente apoiada, realizado no Instituto Superior Técnico em 2010. Os modelos numéricos desenvolvidos no OpenSees contabilizam as não linearidades físicas e geométricas, com elementos finitos de plasticidade distribuída e com uma formulação baseada em deslocamentos. Os resultados numéricos são então comparados com os experimentais, de modo a validar as análises termo-mecânicas no OpenSees.

Simulação em sistemas de Bonus Malus

O objectivo desta dissertação é comparar os resultados obtidos para a evolução de uma carteira de seguro automóvel através do método tradicional de Sistemas de Bonus Malus com uma projecção do seu comportamento esperado, obtida recorrendo-se a métodos de Simulação Discreta. Com este propósito, são descritas as duas metodologias: a primeira utiliza conceitos de Processos Estocásticos (Cadeias de Markov, distribuições estacionárias e processos de contagem), a segunda passa pela geração de Números Pseudo-Aleatórios e de amostras aleatórias. Os resultados obtidos permitiram concluir que existe, efectivamente, uma concordância entre as duas formulações, mas o grau de concordância dependerá dos pressupostos utilizados.

Utilização da tecnologia de separação por membranas na reabilitação de sistemas de tratamento de água

Os sistemas de tratamento de água, existentes e de futuro, deverão ter em consideração diversos aspectos multidisciplinares, tais como o fenómeno de sobrepopulação, a escassez de água, a deterioração da qualidade das águas superficiais, o aumento das exigências legais e o aumento dos custos de energia. Neste sentido, os processos de separação por membranas (PSM), foram estudados para aferir acerca da sua aplicação na produção de água de elevada qualidade para consumo humano, independentemente das variações de qualidade na origem. Neste trabalho avaliou-se a qualidade da água da Albufeira de Monte Novo, concluindo-se que esta se encontra eutrofizada e com parâmetros indicadores da qualidade da água classificados com nível >A3. A linha de tratamento convencional, instalada na ETA de Monte Novo, foi avaliada perante um cenário de deterioração da qualidade da água bruta e de novos objectivos definidos para a qualidade final da água tratada. Sem a existência de uma nova etapa final de afinação, não é garantida a completa remoção de parâmetros microbiológicos (microrganismos potencialmente patogénicos, vírus, cianotoxinas) e de subprodutos da desinfecção. Foi proposta uma solução de reabilitação da linha de tratamento, que inclui um processo integrado de UF, complementado pela linha de tratamento existente, que actua como pré-tratamento. Esta solução foi analisada em termos de custos operacionais, comparativamente à solução actualmente instalada. Em comparação, o consumo energético anual da solução ETA-UF, tanto em época baixa, como em época alta, foi mais elevado, e o consumo de reagentes foi mais reduzido. Globalmente, a poupança obtida através das menores dosagens de reagentes, permitiu à solução ETA-UF diluir o efeito de um maior consumo energético, obtendo-se uma redução de 11% nos custos anuais operacionais e um custo de 0,08 €/m3 de água tratada. Tendo em conta o elevado investimento inicial na solução ETA-UF, o período de retorno foi de 6 anos, para um horizonte de projecto de 16 anos.

Aprendizagem das funções e sistemas de equações no 8.º ano com recurso à calculadora gráfica

Este estudo, realizado no 8.º ano de escolaridade, tem como principal objetivo compreender como a calculadora gráfica medeia a aprendizagem das Funções e dos Sistemas de Equações. Foca-se na aprendizagem que os alunos fazem destes conceitos, na relação que estabelecem entre as várias representações e no modo como utilizam a calculadora gráfica na realização das tarefas propostas. Ao longo deste estudo, procura-se responder às seguintes questões: Como é que os alunos usam a calculadora gráfica na resolução de tarefas que envolvem Funções e Sistemas de Equações? Como é que os alunos integram o uso de diferentes representações do conceito de Função? Qual o papel deste artefacto enquanto mediador das aprendizagens? Far-se-á o enquadramento teórico baseado na literatura de referência, no que respeita ao processo de apropriação da calculadora gráfica por parte dos alunos; à álgebra e ao pensamento algébrico; às Funções e diferentes representações; aos Sistemas de Equações; à calculadora gráfica; ao papel do professor; às tarefas e à modelação matemática. Seguiu-se uma metodologia de investigação de natureza qualitativa, baseada num estudo de caso referente a alunos com desempenhos académicos distintos. A recolha de dados foi baseada na observação de aulas, nos registos escritos pelos alunos e na análise dos procedimentos recolhidos das calculadoras gráficas ao longo da realização das tarefas propostas. A investigadora assumiu, essencialmente, o papel de observadora participante. Da análise dos dados pode constatar-se que no seu trabalho com Funções e Sistemas de Equações, os alunos, optam muitas vezes pelo uso da calculadora gráfica, nomeadamente em questões relacionadas com a representação gráfica, no entanto, conseguem usar de forma eficaz as várias representações. As conclusões alcançadas apontam sobretudo para uma forma diferente de olhar estes temas quando a abordagem é feita através de várias representações com recurso à calculadora gráfica. Esta ferramenta, além de ser utilizada de diferentes modos, desempenhou um papel fundamental como mediadora das aprendizagens desenvolvidas.

Sistemas geotérmicos de baixa entalpia estudos de caracterização térmica

A crescente atenção revelada pelas sociedades nos últimos anos, no que respeita à sustentabilidade energética do planeta, tornou-se o principal impulsionador para o desenvolvimento de formas de exploração de energia que contribuem para a redução dos gases com efeito de estufa. A energia geotérmica de baixa entalpia (Shallow Geothermal Energy–SGE) é um dos tipos de energia verde utilizados para aquecimento e arrefecimento de edifícios. Nas últimas décadas, tem vindo a demonstrar uma elevada eficácia energética e aplicabilidade em diversos países em todo o mundo. Aos sistemas convencionais de exploração abertos e fechados, seguiram-se os sistemas com estruturas de fundações termoactivas. A Suíça e Áustria foram os países pioneiros onde se iniciou a exploração utilizando este tipo de estruturas, primeiro com recurso a lajes de fundo e depois, em 1984, através de estacas. A utilização generalizada de fundações de forma bi-funcional poderá resultar numa compensação sustentável dos seus custos de implementação. No entanto, é necessário conhecer de forma sólida o comportamento geotécnico dos solos face à imposição das diferentes acções térmicas provocadas pelos Sistemas Geotérmicos de Baixa Entalpia. A eficácia dos Ground Energy Systems (GES) está directamente associada à capacidade que os solos apresentam para fornecer ou dissipar calor. O desempenho dos GES e a sua eficiência está ainda por avaliar relativamente às condições existentes em Portugal. As propriedades térmicas dos solos são um desses aspectos, sendo da maior relevância na avaliação do seu desempenho. Nesta dissertação são abordados os diferentes mecanismos de transferência de calor nos solos bem como propriedades térmicas necessárias para a sua caracterização. Apresenta-se também um caso prático, para o qual foi realizada caracterização térmica e posterior modelação numérica de uma estrutura termoactiva, determinando-se os campos de temperaturas máximos e mínimos e os fluxos térmicos provocados pelo seu funcionamento.

Deteção e diagnóstico de falhas em sistemas de acionamento com máquinas de indução hexafásicas

A automatização dos processos industriais, onde os acionamentos eletromecânicos representam a sua principal componente, levou à necessidade destes equipamentos funcionarem de forma ininterrupta. No entanto, nenhum acionamento está isento da ocorrência de uma falha, ou de uma combinação de falhas simultâneas, resultando num deficiente funcionamento ou mesmo na sua paragem. Neste contexto, a máquina de indução hexafásica apresenta-se especialmente indicada, pelas vantagens que o aumento do número de fases possibilita, para sistemas que requerem uma elevada disponibilidade. O trabalho apresentado nesta dissertação tem como objetivo principal o estudo da deteção e diagnóstico de falhas num acionamento baseado em máquina de indução hexafásica. A metodologia adotada no trabalho baseia-se no desenvolvimento de um modelo matemático adequado à simulação e análise do funcionamento da máquina hexafásica, em modo normal e com falha, e no desenvolvimento de estratégias/métodos de deteção e diagnóstico de falhas, quer para a máquina de indução hexafásica quer para o respetivo inversor. Os métodos propostos são baseados na análise de padrões das correntes de fases. Deste trabalho resultou ainda a implementação de um protótipo laboratorial de acionamento hexafásico. Os resultados obtidos por simulação e provenientes dos ensaios experimentais permitem validar o modelo proposto para a máquina de indução hexafásica, em modo normal e com falha, assim como os métodos de deteção e diagnóstico de falhas propostos. É ainda analisada a capacidade de funcionamento do acionamento desenvolvido em modo de falha

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.

Sistemas de Informação de Marketing, Geomarketing e níveis estratégicos em organizações no Brasil

Este trabalho procura verificar qual aplicação dos SIM - Sistemas de Informação de Marketing e do Geomarketing (através do recurso aos Sistemas de Informação Geográfica) nos vários níveis estratégicos em organizações no Brasil, mais precisamente na cidade de São Paulo. Outro objectivo é descortinar quais as principais vantagens reconhecidas pelas organizações no que toca à utilização do Geomarketing para apoio à tomada de decisão. São apresentadas várias definições para proporcionar um claro entendimento do tema, e destacam-se as seis actividades que segundo a literatura consultada concentram a maioria das aplicações do Geomarketing: segmentação do mercado, análise do potencial do mercado, organização e avaliação da força de vendas, localização do negócio, roteirização e programação de veículos, e, promoção de marketing. Em cada uma das actividades citadas, é feita referência a um case brasileiro para que o leitor possa familiarizar-se com o panorama deste país no que concerne à utilização do Geomarketing. Para alcançar os referidos objectivos, além de uma cuidada revisão bibliográfica, foi também desenhada uma pesquisa qualitativa que levou em conta o Modelo Conceitual de Goñi (2008) que integra os SIM - Sistemas de Informação de Marketing e os vários níveis estratégicos e apresenta as suas diferentes aplicações em cada um desses níveis: operacional, táctico e estratégico. O referido modelo foi já aplicado no México em 30 empresas de grande e médio porte, pelo que se buscou replicar essa pesquisa no Brasil, através de entrevistas em profundidade, numa amostra de 10 organizações de grande porte pertencentes a dois segmentos distintos (Segmento Comércio e Segmento Educação). Este estudo revelou que, tal como nas empresas mexicanas, os gestores e CEOs brasileiros, utilizam e reconhecem a importância dos Sistemas de Informação de Marketing, aos quais recorrem, na maioria das vezes, em todos os níveis estratégicos. O grau de utilização dos vários tipos de informações de marketing elencados no Modelo Conceitual de Goñi (49 tipos de informação de marketing diferentes) é superior nas organizações brasileiras pois a maioria afirmou recorrer à sua totalidade. Estas informações podem também ser fornecidas por vários SIM e utilizadas em vários níveis estratégicos, não existindo uma regra relativamente ao sistema de output da informação, ou layer estratégica em que é utilizada. O Segmento Comércio, composto essencialmente por empresas do ramo supermercadista recorre ao Geomarketing em 60% das actividades pesquisadas, já o Segmento Educação, composto por instituições de ensino superior, utiliza o Geomarketing em 49% das suas acções. Ambos os segmentos identificaram diversas iv vantagens na prática do Geomarketing como a possibilidade de cruzamento de várias variáveis em simultâneo, a disposição dessa informação em mapas ou o carácter intuitivo das interfaces gráficas dos softwares SIG. Tudo isso permite encontrar padrões nos dados que de outra forma não seriam facilmente identificados, uma maior rapidez e facilidade na análise dos dados, melhor percepção da informação, possibilidade de criação de novos indicadores, entre outros. Estas vantagens resultam numa tomada de decisão mais rápida e assertiva.

Sistemas aquosos bifásicos uma ferramenta sustentável para a extração de ácido clavulânico a partir de diferentes fontes

O ácido clavulânico (AC) é um inibidor de β-lactamases que tem vindo a ser largamente utilizado na área médica. Embora seja de extrema importância, o desenvolvimento de processos alternativos de produção e purificação é ainda insignificante, sendo fundamental o estudo de técnicas de extração mais biocompatíveis, como os Sistemas Aquosos Bifásicos (SABs). Assim, este trabalho objetivou o estudo de Sistemas Aquosos Bifásicos baseados em polímeros como uma ferramenta alternativa para a extração de AC. Foram testados dois SPAB compostos por Polietileno Glicol (PEG) com massa molecular (M) de 4000 g/mol e Poliacrilato de Sódio de 8000 g/mol, nos quais foi alterado o eletrólito indutor da formação de fases, em particular, sulfato de sódio (Na2SO4,) e cloreto de sódio (NaCl). Ademais, este trabalho visou também avaliar a eficiência de extração do AC, bem como compreender o efeito dos contaminantes no processo de migração. Para tal, foi avaliada a extração do AC a partir de três fontes distintas: solução pura (99,9%); solução comercial (60%); diretamente a partir do sobrenadante de um meio fermentando de Streptomyces clavuligerus. Os resultados obtidos demonstraram que independentemente da fonte inicial do AC, ambos os SABs poliméricos promoveram uma partição preferencial do AC para a fase rica em PEG, sendo o coeficiente de partição maior nos sistemas com Na2SO4 do que com NaCl. Após identificar a grande capacidade de partição de AC, o SAB com PEG/NaPA/Na2SO4 foi também utilizado para avaliar a partição de proteínas presente no meio fermentado, sendo também obtida uma preferencial partição destas para a fase rica em PEG. Assim, apesar da baixa capacidade de purificação de AC frente a proteínas contaminantes, os SABs estudados demonstraram que podem ser uma técnica alternativa sustentável e bastante econômica para uma etapa inicial de clarificação/concentração de bioprodutos a partir de caldos fermentados.

Macrofauna da liteira em sistemas agroflorestais sobre pastagens abandonadas na Amazônia Central

As densidades (ind/m2) e biomassas (mg/m2) de grupos selecionados da macrofauna da liteira (isópodos, diplópodos c cupins) foram estudadas sob diferentes sistemas agroflorestais (SAFs) implantados em áreas de pastagens degradadas c abandonadas na Amazônia central. O estudo foi feito na Estação de Pesquisa Agroflorestal da EMBRAPA/CPAA, 70 km ao norte de Manaus, usando-sc três blocos ao acaso, com cinco tratamentos, em quinze parcelas de 3000 m2; cada bloco tinha quatro diferentes tipos de SAFs e uma capoeira (CAP), usada como controle, onde se manteve a regeneração natural existente. Os SAFs eram dois sistemas agrossilviculturais, um com base em palmeiras e outro mais diversificado, denominado multiestrato, e dois sistemas agrossilvipastoris, de altos e baixos insumos. Em cada parcela, foram coletadas 50 amostras da macrofauna da liteira, usando-se um quadro de madeira de 50 x 50 cm, nas estações chuvosa e seca. A densidade e biomassa da macrofauna foram maiores no SAF mais diversificado (multiestrato) e geralmente maiores sob liteiras de cupuaçu e palmeiras, destacando-se o grupo dos isópodos com as maiores densidades c biomassas, seguido pelos diplópodos, nos SAFs, e pelos cupins, na capoeira. Todos os SAFs apresentaram maiores densidades e biomassas da macrofauna do que a capoeira, indicando a formação de micro-sítios favoráveis à sua ação, devido à melhor qualidade da liteira produzida e/ou da abundância localizada de liteiras de menor qualidade produzida pelas diversas espécies plantadas. Os resultados sugerem a melhoria do funcionamento dos processos de reciclagem no solo e, assim, das perspectivas de sustentabilidade da produção.

Modelação de ambientes ubíquos na plataforma APEX

Dissertação de Mestrado em Engenharia Informática

Adoção e difusão de aplicações das tecnologias da informação: iniciativas lançadas no âmbito de processos de implantação de aplicações em organizações – estudo de práticas profissionais e proposta de ferramenta de suporte

Tese de Doutoramento Tecnologias e Sistemas de Informação

Designing next generation car washing machines with rotary brushes

Tese de Doutoramento - Leaders for Technical Industries (LTI) - MIT Portugal

Plataforma para suporte ao ciclo de vida de organizações virtuais e seleção dinâmica de parceiros e fornecedores

Tese de Doutoramento em Engenharia Industrial e de Sistemas

Educação para a sustentabilidade: O uso de Sistemas de Informação Geográfica Participativos como instrumento de participação de crianças e adolescentes na construção de sociedades mais sustentáveis

Tese de Doutoramento em Ciências da Educação (Área de Conhecimento: Educação ambiental e para a Sustentabilidade)