Control system for actuation and sensing in digital microfluidics devices

Digital Microfluidics (DMF) is a second generation technique, derived from the conventional microfluidics that instead of using continuous liquid fluxes, it uses only individual droplets driven by external electric signals. In this thesis a new DMF control/sensing system for visualization, droplet control (movement, dispensing, merging and splitting) and real time impedance measurement have been developed. The software for the proposed system was implemented in MATLAB with a graphical user interface. An Arduino was used as control board and dedicated circuits for voltage switching and contacts were designed and implemented in printed circuit boards. A high resolution camera was integrated for visualization. In our new approach, the DMF chips are driven by a dual-tone signal where the sum of two independent ac signals (one for droplet operations and the other for impedance sensing) is applied to the electrodes, and afterwards independently evaluated by a lock-in amplifier. With this new approach we were able to choose the appropriated amplitudes and frequencies for the different proposes (actuation and sensing). The measurements made were used to evaluate the real time droplet impedance enabling the knowledge of its position and velocity. This new approach opens new possibilities for impedance sensing and feedback control in DMF devices.

RadioActive Europe: jovens, o digital e as suas comunidades

Neste artigo, apresentamos uma discussão sobre as potencialidades da rádio e dos media digitais para uma educação para os media. Esta contextualização, que inclui o contexto português relativamente ao uso da rádio como meio em contexto educativo, pretende criar o pano de fundo para a exposição da metodologia aplicada pelo investigação-ação, concentrados em formas de empoderamento que efetivamente constituam elementos de crescimento curricular dos jovens envolvidos e que possam ser usados na procura de emprego. Em seguida, estaremos em condições de expor e refletir sobre os dados preliminares de aplicação do projeto, que decorre entre 2013 e 2014 em cinco países europeus, centrando-nos em processos de ligação ao digital e de ligação à comunidade envolvente.

Digital microfluidic devices: the role of the dielectric layer

Digital microfluidics (DMF) is a field which has emerged in the last decade as a re-liable and versatile tool for sensing applications based on liquid reactions. DMF allows the discrete displacement of droplets, over an array of electrodes, by the application of voltage, and also the dispensing from a reservoir, mixing, merging and splitting fluidic operations. The main drawback of these devices is due to the need of high driving volt-ages for droplet operations. In this work, alternative dielectric layers combinations were studied aiming the reduction of these driving voltages. DMF chips were designed, pro-duced and optimized according to the theory of electrowetting-on-dielectric, adopting different combinations of parylene-C and tantalum pentoxide (Ta2O5) as dielectric ma-terials, and Teflon as hydrophobic layer. With both devices’ configurations, i.e., Parylene as single dielectric, and multilayer chips combining Parylene and Ta2O5, it was possible to perform all the fluidic opera-tions in the microliter down to hundreds of nanoliters range. Multilayer chips presented significant reduction on driving voltages for droplet op-erations in silicone oil filler medium: from 70 V (parylene only) down to 30 V (parylene/Ta2O5) for dispensing; and from 50 V (parylene only) down to 15 V (parylene/Ta2O5) for movement. Peroxidase colorimetric reactions were successfully performed as proof-of-concept, using multilayer configuration devices.

Simulação numérica da interação de ondas com um quebra-mar poroso utilizando o código OpenFoam

O principal objetivo desta dissertação é explorar o potencial do código OpenFoam, no estudo de problemas de engenharia costeira, mais especificamente a interação de ondas com quebra-mares porosos. Neste sentido, inicialmente é realizada a validação do código numérico porousInterFoam, onde é estudada a dependência de malha e de modelos de turbulência. Conclui-se que os resultados numéricos obtidos apresentam uma boa correlação com os experimentais. Em seguida é feita uma comparação com outros códigos numéricos, nomeadamente o porousWaveFoam e o IHFOAM onde se verificam resultados idênticos. Por fim, é realizada uma simulação através do porousWaveFoam, da interação de uma onda regular com um quebra-mar poroso, e conclui-se, comparando os resultados obtidos com os resultados dos ensaios experimentais no Laboratório Nacional de Engenharia Civil (LNEC), que a elevação da superfície livre é bem modelada.

Desenvolvimento de um modelo computacional para simulação de limitadores de corrente supercondutores indutivos

As redes do sistema de energia elétrica formam uma infraestrutura determinante para a qualidade da energia fornecida. À medida que os níveis de falha de corrente aumentam, surge um risco crescente de que tais falhas excedam a capacidade de proteção dos dispositivos energéticos, expondo as redes a danos muito dispendiosos. A tecnologia dos materiais supercondutores de alta temperatura possibilitou a criação de uma nova gama de limitadores de corrente, cujas características são consideravelmente vantajosas face aos dispositivos convencionais. Apesar da necessidade de um sistema criogénico, estes dispositivos operam de forma passiva, limitando eficazmente os picos de corrente e sem a interrupção do fornecimento de energia. Com este trabalho pretende-se desenvolver um modelo computacional, em Simulink, adequado à simulação de limitadores de corrente supercondutores do tipo indutivo (LCSi) de blindagem magnética, que possam ser utilizados na simulação de diferentes tipos de redes (com distintas cargas e fontes).

Simulação de estruturas meandriformes por objectos e estatísticas multiponto e avaliação da porosidade – aplicação a reservatórios siliciclásticos

Neste trabalho apresenta-se uma metodologia destinada a simular a morfologia e a porosidade de canais de areia em reservatórios fluviais. Como informação de partida utilizam-se um ou vários canais de areia de treino, em estrutura vectorial, que sejam representativos do reservatório, e leis de distribuição das dimensões largura e profundidade dos canais. Para a simulação da morfologia dos canais de areia, são calculados os ângulos azimutais de todos os segmentos de recta das linhas poligonais que constituem os canais de treino, a que se segue a codificação em classes de azimute e a determinação de estatísticas multiponto destas classes. Seguidamente, faz-se a simulação estocástica dos novos canais no volume do reservatório, ou seja, são geradas novas linhas poligonais condicionadas às estatísticas multiponto, a que se associam as dimensões largura e profundidade. Este algoritmo multiponto é muito eficiente, porque é a 1D, e contorna a problemática da variável azimute ser do tipo circular. A avaliação da porosidade é feita em simultâneo na conversão do modelo vectorial da morfologia dos canais de areia para o modelo matricial da malha de blocos do reservatório. Para cada bloco reservatório é contabilizada a proporção de não canal / canal e das fácies conforme um modelo conceptual de zonamento na secção do canal. A estimativa da porosidade média de cada bloco do reservatório é obtida pela soma do produto da proporção de cada fácies pela respectiva porosidade de referência. Para ilustrar as potencialidades da metodologia proposta apresenta-se um caso de estudo com dados sintéticos. De acordo com critérios geológicos e estratigráficos, consideraram-se quatro fácies na secção do canal que são discriminadas lateralmente e em profundidade por valores de referência de porosidade. O algoritmo de simulação morfológica capturou adequadamente a morfologia das imagens de treino e gerou várias imagens equiprováveis que depois foram convertidas em porosidade.

Digital microfluidics on paper

This thesis is one of the first reports of digital microfluidics on paper and the first in which the chip’s circuit was screen printed unto the paper. The use of the screen printing technique, being a low cost and fast method for electrodes deposition, makes the all chip processing much more aligned with the low cost choice of paper as a substrate. Functioning chips were developed that were capable of working at as low as 50 V, performing all the digital microfluidics operations: movement, dispensing, merging and splitting of the droplets. Silver ink electrodes were screen printed unto paper substrates, covered by Parylene-C (through vapor deposition) as dielectric and Teflon AF 1600 (through spin coating) as hydrophobic layer. The morphology of different paper substrates, silver inks (with different annealing conditions) and Parylene deposition conditions were studied by optical microscopy, AFM, SEM and 3D profilometry. Resolution tests for the printing process and electrical characterization of the silver electrodes were also made. As a showcase of the applications potential of these chips as a biosensing device, a colorimetric peroxidase detection test was successfully done on chip, using 200 nL to 350 nL droplets dispensed from 1 μL drops.

Web Design como ferramenta de Comunicação Digital

WEB DESIGN COMO FERRAMENTA DE COMUNICAÇÃO DIGITAL: DESIGN E DESENVOLVIMENTO DE SITES, UTILIZANDO O GESTOR DE CONTEÚDOS WORDPRESS; DESIGN DE CONTEÚDOS VISUAIS PARA O FACEBOOK DE UMA MARCA

Simulação de uma linha de produção com elevada variabilidade: uma abordagem Teoria das Restrições/DBR

A exigente corrida pela satisfação do cliente conduziu as organizações a uma generalizada aplicação de metodologias de melhoria contínua. Não obstante, frequentemente as expectativas não são correspondidas, levando ao insucesso destas aplicações. Para solucionar o problema vários autores defendem uma integração entre a Teoria das Restrições, Lean e Seis Sigma, denominada TLS. Ao invés de atacar, simultaneamente, todos os problemas do sistema, as equipas de melhoria devem focar-se nos elementos que impedem a organização de atingir o seu propósito. Nesta integração a Teoria das Restrições fornece o foco na restrição, ao passo que o Lean e Seis Sigma facultam as ferramentas necessárias à implementação da melhoria, através da redução de desperdícios e variação nos pontos de alavancagem do sistema. Na sua aplicação aos sistemas produtivos, o Drum-Buffer-Rope (DBR) é um mecanismo fundamental para lidar com a variabilidade e potenciar o Throughput do sistema. A presente dissertação é baseada na linha de produção da Fábrica de Transformadores Siemens do Sabugo. Recorreu-se à simulação para construir um modelo da linha de produção, identificar as restrições do sistema, verificar o impacto que a variabilidade tem no mesmo, dimensionar os seus recursos e simular as potenciais melhorias da aplicação do DBR. Para obter uma representação fiel do sistema real foi imprescindível observar o sistema, recolher dados correspondentes ao input no modelo e desenvolver uma análise criteriosa dos mesmos. Em linhas com elevada variabilidade decorrente de uma produção por encomenda, a análise do input ganha maior importância. Para tal foi proposta uma metodologia recorrendo a métodos de inferência estatística. Os resultados do estudo indicam as melhorias obtidas com a introdução do DBR na linha de produção e validam a simulação como poderosa ferramenta no apoio à tomada de decisão.

Simulação de comportamento de fogo em zonas florestais no alentejo central : comparação de modelos de combustível

Anualmente os incêndios florestais causam prejuízos por territórios por todo o mundo. Nas últimas décadas, estudos sobre o comportamento do fogo e avanços em tecnologias SIG, deram origem a modelos matemáticos de previsão e à sua inserção em sistemas informáticos de simulação de comportamento e propagação de fogo. A utilização destes necessita da caracterização das variáveis que determinam o comportamento do fogo: variáveis topográficas, condições meteorológicas e combustível vegetal. A vegetação assume-se como a única variável que pode ser controlada através de medidas de gestão e a mais estudada por todo o mundo. A sua caracterização é geralmente efetuada através de modelos de combustível, que consiste num conjunto de propriedades quantificáveis utilizadas nos modelos de comportamento do fogo. Através da utilização do simulador FARSITE, foi efetuada a simulação de comportamento de fogo em áreas de ocorrência de incêndios florestais localizadas na região do Alentejo Central, Portugal, recorrendo a diversos conjuntos de modelos de combustível para caracterizar a vegetação. Os resultados evidenciam, no geral, um maior rigor dos modelos de combustível customizados na caracterização da vegetação da área de estudo.

DYNAMOD – A dynamic agent based modelling framework for digital businesses

Digital Businesses have become a major driver for economic growth and have seen an explosion of new startups. At the same time, it also includes mature enterprises that have become global giants in a relatively short period of time. Digital Businesses have unique characteristics that make the running and management of a Digital Business much different from traditional offline businesses. Digital businesses respond to online users who are highly interconnected and networked. This enables a rapid flow of word of mouth, at a pace far greater than ever envisioned when dealing with traditional products and services. The relatively low cost of incremental user addition has led to a variety of innovation in pricing of digital products, including various forms of free and freemium pricing models. This thesis explores the unique characteristics and complexities of Digital Businesses and its implications on the design of Digital Business Models and Revenue Models. The thesis proposes an Agent Based Modeling Framework that can be used to develop Simulation Models that simulate the complex dynamics of Digital Businesses and the user interactions between users of a digital product. Such Simulation models can be used for a variety of purposes such as simple forecasting, analysing the impact of market disturbances, analysing the impact of changes in pricing models and optimising the pricing for maximum revenue generation or a balance between growth in usage and revenue generation. These models can be developed for a mature enterprise with a large historical record of user growth rate as well as for early stage enterprises without much historical data. Through three case studies, the thesis demonstrates the applicability of the Framework and its potential applications.

Jornalismo Cultural na Era Digital: O caso do Expresso

O presente relatório é o resultado de uma reflexão que tem como base um estágio de três meses na redacção do jornal Expresso, nomeadamente na secção do Diário e do Online. A partir de uma análise às publicações dedicadas à cultura, pretende-se explorar as potencialidades digitais como contributo para uma narrativa dinâmica, interactiva e imersiva. Procura-se compreender se, de facto, os elementos multimédia ganham mais possibilidades criativas quando aplicados no jornalismo cultural. Para esse efeito, este relatório encontra-se dividido em quatro partes consoante o enquadramento dos temas analisados. Primeiramente estabelece-se um enquadramento teórico que conceptualiza as duas temáticas centrais deste relatório: jornalismo cultural e jornalismo digital. Numa segunda fase é descrita a experiência de um estágio no Expresso, bem como se contextualizam os seus anos de estórias. De seguida, surgem as questões de investigação devidamente aplicadas no âmbito de análise. Através de uma reflexão qualitativa às publicações do Expresso Online e Diário dedicadas a temáticas culturais e publicadas durante o período de um mês, conclui-se que o jornalismo cultural pode possibilitar ao leitor uma experiência completa. As potencialidades digitais servem como contributo para o despertar de sensações, para uma narrativa abrangente e reflexiva. Há falta de activismo jornalístico ou, antes, de exploração das capacidades da área que vão muito para além do carácter informativo

Aplicação da teoria moderna do portfólio à selecção de canais de marketing digital

O intuito desta dissertação é investigar em que medida a Teoria Moderna do Portfólio pode ser aplicada à selecção de um portfólio de canais ou de tácticas de Marketing Digital, de modo a obter o melhor compromisso entre o retorno esperado do investimento e o respectivo risco. Anteriores aplicações da teoria do portfólio ao Marketing, enquanto meio de racionalizar a selecção do portfólio, concentraram-se no uso deste modelo em decisões relacionadas com portfólios de produtos, de clientes e segmentos de clientes, de formatos de retalho e de promoções de preço. Não se encontraram evidências de que a abordagem proposta neste texto tenha já sido tentada. A evolução tecnológica nas últimas duas décadas trouxe a adopção generalizada de smartphones e tablets e também a revolução da internet, originando a proliferação do e-mail, dos blogs e dos sites de redes sociais. Devido à infinidade de meios para chegar aos consumidores, os marketers enfrentam actualmente grandes desafios no planeamento e na definição das suas estratégias de Marketing. Em resposta, consultoras detêm ferramentas para a análise de portfólios de canais de Marketing que permitem às empresas e aos marketers, em particular, melhorar o desempenho da sua actividade e maximizar o rendimento da sua despesa de Marketing. Contudo, além de dispendiosas e estritamente analíticas, estas ferramentas são muito sofisticadas, baseando-se em algoritmos e raciocínios complexos que nem sempre são evidentes para os marketers, o que dificulta a sua compreensão e consequentemente a sua adopção. Sem uma ferramenta de análise, é frequente os marketers fundamentarem as suas decisões nos resultados das campanhas online anteriores, registados pelas Web Analytics, e na sua experiência profissional. Assim, crê-se que a Teoria Moderna do Portfólio, baseando-se em conceitos estatísticos simples, possa representar para os marketers uma ferramenta útil no apoio à selecção do conjunto de canais ou de tácticas de Marketing Digital que melhor se adequa aos interesses e aos objectivos estratégicos das organizações. A Teoria Moderna do Portfólio tem como principais vantagens a análise e selecção de portfólios com base na sua combinação de retorno esperado e risco de investimento (retorno ajustado ao risco), por oposição a considerar exclusivamente o retorno esperado, e a simplicidade estatística do modelo, por oposição aos softwares das consultoras. O presente estudo fundamentou-se na literatura existente acerca da Teoria Moderna do Portfólio, concebida em 1952 por Harry Markowitz, bem como no conceito de Sharpe Ratio, por William Sharpe, tendo-se revisto também conceitos genéricos de Marketing e Marketing Digital. Dado que a medição do retorno financeiro do investimento em Marketing – central ao estudo – não é tão linear quanto a medição dos retornos de activos financeiros, revelou-se necessário introduzir algumas alterações à teoria do portfólio original. Estas alterações tomaram em consideração as principais conclusões dos estudos anteriores sobre a aplicação do modelo a outras áreas. Para desenvolver o modelo proposto, utilizou-se o Microsoft Excel. Seguidamente, procedeu-se à sua prova de conceito através de uma abordagem empírica, utilizando dados de uma empresa portuguesa de Marketing Digital. Concluiu-se que é possível aplicar a Teoria Moderna do Portfólio à selecção de canais ou tácticas de Marketing Digital de uma empresa, com as devidas adaptações, para determinar as parcelas do orçamento de comunicação de uma organização a alocar a cada tipo de canal ou táctica.