Controlo preditivo sobre redes de sensores e actuadores sem fios com tolerância a falhas de comunicação

Dissertação apresentada na Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Electrotécnica e de Computadores

Estudo exploratório da calendarização de múltiplos projectos pela cadeia crítica

Dissertação apresentada na Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa para a obtenção do grau de Mestre em Engenharia e Gestão Industrial

Sistemas estruturais de edifícios industriais pré-fabricados em betão

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Civil – Ramo de Construção pela Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa

Engineering Temporal and Spatial Aspects in OWL using Patterns

WWW is a huge, open, heterogeneous system, however its contents data is mainly human oriented. The Semantic Web needs to assure that data is readable and “understandable” to intelligent software agents, though the use of explicit and formal semantics. Ontologies constitute a privileged artifact for capturing the semantic of the WWW data. Temporal and spatial dimensions are transversal to the generality of knowledge domains and therefore are fundamental for the reasoning process of software agents. Representing temporal/spatial evolution of concepts and their relations in OWL (W3C standard for ontologies) it is not straightforward. Although proposed several strategies to tackle this problem but there is still no formal and standard approach. This work main goal consists of development of methods/tools to support the engineering of temporal and spatial aspects in intelligent systems through the use of OWL ontologies. An existing method for ontology engineering, Fonte was used as framework for the development of this work. As main contributions of this work Fonte was re-engineered in order to: i) support the spatial dimension; ii) work with OWL Ontologies; iii) and support the application of Ontology Design Patterns. Finally, the capabilities of the proposed approach were demonstrated by engineering time and space in a demo ontology about football.

Alternativas Processuais e Valorização de Correntes da Refinaria de Matosinhos.

Evolução, ato ou efeito de evoluir, sequência de transformações, desenvolvimento progressivo. Se tudo à nossa volta se transforma, a indústria tem de acompanhar esse sistema evolutivo, tornando assim imprescindível alterar ou melhorar processos de produção quando estes não se enquadram com a realidade, ou porque o mercado se altera, ou porque as necessidades mudam, ou por simplesmente ser mais rentável. Sendo a Galp Energia uma empresa que se encontra sempre na vanguarda da evolução tecnológica, encontra no Departamento de Engenharia Química do Instituto Superior de Engenharia do Porto um aliado na procura do melhor modo de valorizar os seus produtos. A Refinaria de Matosinhos tem atualmente duas correntes de gasolina leve e uma de refinado que apresentam grande potencialidade de valorização. Parte destas correntes incorporam atualmente a pool de nafta química da refinaria que é vendida à Repsol Polímeros. O desafio que é proposto baseia-se em valorizar essas correntes através da sua isomerização aumentando o seu RON podendo então ter como fim a pool de gasolinas. Tirando partido da tecnologia disponível para este efeito são apresentados quatro cenários de possíveis soluções. Sendo os dois primeiros excluídos por violarem restrições impostas, o terceiro e quarto cenários foram analisados de um ponto de vista económico. O terceiro cenário conduz a gasolina leve da Fábrica de Aromáticos para a pool de gasolinas sem qualquer tratamento e a gasolina leve da Fábrica de Combustíveis continua a integrar a pool de nafta química. O refinado da Fábrica de Aromáticos será enviado para um splitter, sendo a corrente de topo destinada à pool de nafta química e a corrente de fundo enviada a um reator de isomerização, Isomalk-4SM, passando previamente por uma torre de argila de forma a assegurar que a restrição em teor de olefinas no reator não é violada. O efluente, com RON maior, integrará igualmente a pool de gasolinas. No quarto cenário a corrente de refinado da Fábrica de Aromáticos não sofre qualquer tratamento, continuando a alimentar a unidade de solventes, a gasolina leve da Fábrica de Aromáticos irá diretamente para a pool de gasolinas e a gasolina leve da Fábrica de Combustíveis passará pelo Isomalk-2SM para aumentar o índice de octanos garantido assim ter condições de integrar a pool de gasolinas. Dissertação de Mestrado em Engenharia Química Isomerização de Gasolina Leve O terceiro cenário apresenta um aumento de 4 576 773 € anuais nas receitas e o quarto alcança 11 333 982 € anuais. O investimento inicial total do terceiro cenário é de 28 821 608 € quando o quarto cenário carece de um investimento inicial de apenas 18 028 349 €. Quanto aos custos associados à implementação da unidade estes demonstram-se elevados, o terceiro cenário apresenta um custo de 23 133 429 € enquanto o do quarto cenário é de 13 998 797 €. O quarto cenário apresenta-se assim como a solução mais rentável para o objetivo desta dissertação.

Planeamento de redes de distribuição de energia

O planeamento de redes de distribuição tem como objetivo assegurar a existência de capacidade nas redes para a fornecimento de energia elétrica com bons níveis de qualidade de serviço tendo em conta os fatores económicos associados. No âmbito do trabalho apresentado na presente dissertação, foi elaborado um modelo de planeamento que determina a configuração de rede resultante da minimização de custos associados a: 1) perdas por efeito de joule; 2) investimento em novos componentes; 3) energia não entregue. A incerteza associada ao valor do consumo de cada carga é modelada através de lógica difusa. O problema de otimização definido é resolvido pelo método de decomposição de benders que contempla dois trânsitos de potências ótimos (modelo DC e modelo AC) no problema mestre e escravo respectivamente para validação de restrições. Foram também definidos critérios de paragem do método de decomposição de benders. O modelo proposto classifica-se como programação não linear inteira mista e foi implementado na ferramenta de otimização General Algebraic Modeling System (GAMS). O modelo desenvolvido tem em conta todos componentes das redes para a otimização do planeamento, conforme podemos analisar nos casos de estudo implementados. Cada caso de estudo é definido pela variação da importância que cada uma das variáveis do problema toma, tendo em vista cobrir de alguma todos os cenários de operação expetáveis. Através destes casos de estudo verifica-se as várias configurações que a rede pode tomar, tendo em conta as importâncias atribuídas a cada uma das variáveis, bem como os respetivos custos associados a cada solução. Este trabalho oferece um considerável contributo no âmbito do planeamento de redes de distribuição, pois comporta diferentes variáveis para a execução do mesmo. É também um modelo bastante robusto não perdendo o ‘norte’ no encontro de solução para redes de grande dimensão, com maior número de componentes.

Dimensionamento de pilares mistos aço-betão segundo a EN 1994-1-1 através de uma aplicação informática

O presente trabalho debruça-se sobre as estruturas mistas aço-betão, com foco nos pilares mistos e no seu dimensionamento segundo a norma europeia EN1994-1-1 (EC4) [1]. Um pilar misto aço-betão pode definir-se como um elemento de aço, laminado ou composto, que trabalha em conjunto com o betão, podendo as secções serem classificados como revestidas ou preenchidas. Com a crescente evolução das técnicas construtivas, as estruturas mistas aço-betão aparecem como soluções viáveis e seguras, tornando-se numa opção competitiva em relação às soluções tradicionais de betão armado e de aço estrutural. Isto, devido à grande capacidade de carga proporcionada por secções mais reduzidas, à boa relação de rigidez e bom comportamento perante os fenómenos de encurvadura. Com o surgimento da recente norma europeia EC4, não obstante a complexidade das metodologias de verificação da segurança propostas, há uma maior confiança na utilização deste tipo de estrutura por parte dos projetistas. É neste contexto que surge a necessidade de desenvolver ferramentas de cálculo expedito que possam ser utilizadas em gabinete de projeto, salvaguardando todos os aspectos regulamentares de verificação da segurança preconizados no EC4, de que é exemplo o dimensionamento de pilares mistos abordados no presente trabalho. De forma a validar a ferramenta desenvolvida é proposto um caso de estudo, com o objectivo de obter soluções de pilares mistos com dimensões otimizadas, fazendo as verificações previstas no EC4. Os resultados obtidos na ferramenta são comparados com os resultados obtidos através de cálculos analíticos.

Desenvolvimento de ferramentas BIM no âmbito do cálculo estrutural em situação de incêndio

Este trabalho insere-se no âmbito de um estágio curricular realizado no gabinete de projetos SE2P, durante o qual foram desenvolvidas ferramentas de cálculo estrutural em situação de incêndio, integradas numa metodologia de trabalho que segue os princípios inerentes à tecnologia BIM (Building Information Modeling). Em particular foi implementado um procedimento de análise ao fogo segundo os modelos simplificados prescritos pelos Eurocódigos. Estes modelos garantem a segurança estrutural, permitindo, de forma rápida e eficiente, a determinação das necessidades de proteção passiva para diferentes cenários, tendo em vista a obtenção da solução mais económica. Esta dissertação, para além da apresentação do trabalho desenvolvido em regime de estágio curricular, objetivou dotar o leitor de um documento que introduza os principais conceitos relativos ao cálculo estrutural em situação de incêndio, indicando as várias opções de análise e respetivas vantagens e desvantagens, ajudando a definir a sua adequabilidade ao projeto em estudo. Neste contexto é efetuada uma introdução geral ao fenómeno do fogo e às medidas mais correntes de proteção, indicando-se os documentos normativos aplicáveis tanto ao cálculo estrutural como aos materiais de proteção. É também abordada a interação entre as várias normas que devem ser consultadas quando é efetuada uma análise ao fogo, e quais se aplicam a cada fase da análise. Efetua-se uma clara distinção entre a análise do comportamento térmico e mecânico, indicando-se as principais propriedades dos materiais em função do tipo de análise e a forma como são afetadas pela temperatura. No campo da análise do comportamento térmico faz-se essencialmente referência aos modelos de cálculo simplificados do desenvolvimento da temperatura em elementos metálicos e vigas mistas, com e sem proteção passiva. No que concerne ao campo da análise do comportamento mecânico são descritos os modelos de cálculo simplificados para a verificação da segurança estrutural atendendo às ações e combinações em situação de incêndio e à perda de resistência a temperaturas elevadas. Relativamente ao trabalho desenvolvido na SE2P, relativo ao desenvolvimento de ferramentas de cálculo e a sua implementação na análise ao fogo, realiza-se uma descrição detalhada de todo o processo, e da forma como se integra no conceito BIM, utilizando informações provenientes da modelação das estruturas e introduzindo novos dados ao modelo. Realizou-se também a aplicação de todo o procedimento de análise e das ferramentas desenvolvidas, a um caso de estudo baseado num edifício de habitação. Este caso de estudo serviu também para criar cenários de otimização utilizando-se referências de preços de mercado para o aço, sua transformação em fábrica e sistemas de proteção passiva, demonstrando-se a dificuldade em encontrar caminhos rápidos e diretos de decisão no processo de otimização.

Resolução do problema de atribuição de salas a exames

Este trabalho pretende resolver o problema das alocações de salas a exames no Departamento de Engenharia Mecânica do Instituto Superior de Engenharia do Porto. A solução desenvolvida atribui salas a exames respeitando as restrições de capacidade de salas e a restrição de realização dum único exame por sala num determinado período, por forma a minimizar a atribuição de salas e, consequentemente, docentes a exames. Foi criado um modelo matemático, que representa as variáveis relevantes do problema, e realiza a sua implementação numa plataforma informática amigável para o utilizador. O modelo matemático foi validado comparando as suas soluções com as obtidas através do processo manual. Os resultados do novo método demonstram a sua supremacia relativamente ao modelo atual. No futuro, poderá ser estudada a possibilidade de usar esta ferramenta na resolução do mesmo problema em realidades diferentes da do Departamento de Engenharia Mecânica do ISEP.

Electricity markets modeling considering complex contracts and aggregators

All over the world, the liberalization of electricity markets, which follows different paradigms, has created new challenges for those involved in this sector. In order to respond to these challenges, electric power systems suffered a significant restructuring in its mode of operation and planning. This restructuring resulted in a considerable increase of the electric sector competitiveness. Particularly, the Ancillary Services (AS) market has been target of constant renovations in its operation mode as it is a targeted market for the trading of services, which have as main objective to ensure the operation of electric power systems with appropriate levels of stability, safety, quality, equity and competitiveness. In this way, with the increasing penetration of distributed energy resources including distributed generation, demand response, storage units and electric vehicles, it is essential to develop new smarter and hierarchical methods of operation of electric power systems. As these resources are mostly connected to the distribution network, it is important to consider the introduction of this kind of resources in AS delivery in order to achieve greater reliability and cost efficiency of electrical power systems operation. The main contribution of this work is the design and development of mechanisms and methodologies of AS market and for energy and AS joint market, considering different management entities of transmission and distribution networks. Several models developed in this work consider the most common AS in the liberalized market environment: Regulation Down; Regulation Up; Spinning Reserve and Non-Spinning Reserve. The presented models consider different rules and ways of operation, such as the division of market by network areas, which allows the congestion management of interconnections between areas; or the ancillary service cascading process, which allows the replacement of AS of superior quality by lower quality of AS, ensuring a better economic performance of the market. A major contribution of this work is the development an innovative methodology of market clearing process to be used in the energy and AS joint market, able to ensure viable and feasible solutions in markets, where there are technical constraints in the transmission network involving its division into areas or regions. The proposed method is based on the determination of Bialek topological factors and considers the contribution of the dispatch for all services of increase of generation (energy, Regulation Up, Spinning and Non-Spinning reserves) in network congestion. The use of Bialek factors in each iteration of the proposed methodology allows limiting the bids in the market while ensuring that the solution is feasible in any context of system operation. Another important contribution of this work is the model of the contribution of distributed energy resources in the ancillary services. In this way, a Virtual Power Player (VPP) is considered in order to aggregate, manage and interact with distributed energy resources. The VPP manages all the agents aggregated, being able to supply AS to the system operator, with the main purpose of participation in electricity market. In order to ensure their participation in the AS, the VPP should have a set of contracts with the agents that include a set of diversified and adapted rules to each kind of distributed resource. All methodologies developed and implemented in this work have been integrated into the MASCEM simulator, which is a simulator based on a multi-agent system that allows to study complex operation of electricity markets. In this way, the developed methodologies allow the simulator to cover more operation contexts of the present and future of the electricity market. In this way, this dissertation offers a huge contribution to the AS market simulation, based on models and mechanisms currently used in several real markets, as well as the introduction of innovative methodologies of market clearing process on the energy and AS joint market. This dissertation presents five case studies; each one consists of multiple scenarios. The first case study illustrates the application of AS market simulation considering several bids of market players. The energy and ancillary services joint market simulation is exposed in the second case study. In the third case study it is developed a comparison between the simulation of the joint market methodology, in which the player bids to the ancillary services is considered by network areas and a reference methodology. The fourth case study presents the simulation of joint market methodology based on Bialek topological distribution factors applied to transmission network with 7 buses managed by a TSO. The last case study presents a joint market model simulation which considers the aggregation of small players to a VPP, as well as complex contracts related to these entities. The case study comprises a distribution network with 33 buses managed by VPP, which comprises several kinds of distributed resources, such as photovoltaic, CHP, fuel cells, wind turbines, biomass, small hydro, municipal solid waste, demand response, and storage units.

Centro de Recursos para a Inclusão na Multideficiência: as equipas

A inclusão como paradigma educativo é cada vez mais aceite nos dias de hoje. Diversas publicações neste âmbito, tais como O Forúm Mundial de Educação para Todos (1990), a Declaração de Salamanca (1994) e o Enquadramento da Ação de Dakar (2000), bem como a ênfase dada à igualdade de oportunidades vêm sustentar uma política de educação para todos. As restrições à participação dos alunos com multideficiência legitimam um continuum de serviços que responda às suas particularidades. O projeto Centro de Recursos para a Inclusão (CRI) surge no âmbito da reorientação das escolas especiais, na passagem destes alunos para as escolas de ensino regular. A presente investigação descreve as práticas e perceções dos técnicos do CRI quanto à atuação da equipa e demais intervenientes no processo educativo dos alunos com multideficiência. Para o efeito, foram entrevistados todos os técnicos (32) de equipas CRI do distrito do Porto que atuam com aquela população em contexto escolar. Os resultados evidenciaram que os técnicos percecionam a sua equipa como tendo todas as valências terapêuticas necessárias, concordam com a inclusão de alunos com multideficiência na escola de ensino regular e salientam a necessidade de serem modificadas atitudes relativas à pragmatização desta abordagem. As práticas de avaliação dos alunos resultam de contributos individualizados dos intervenientes, conquanto a intervenção seja realizada nos contextos reais dos indivíduos. Por fim, os profissionais consideram fundamental participarem na elaboração da documentação relativa ao aluno e, consequentemente, sugerem um efetivo reconhecimento e envolvimento da equipa no trabalho desenvolvido nas escolas.

Aumentar as oportunidades de comunicação nos momentos de brincadeira - descrição de um programa de intervenção

Objetivo: Partindo da análise da literatura realizada, em que é salientada a ideia de que o desenvolvimento e aprendizagem ocorrem a partir das experiências e influência dos contextos em que as crianças estão incluídas e a partir das interações que estabelecem nesses mesmos contextos, pretende-se compreender, neste estudo, se partindo do contexto natural, com diferentes materiais e atores, é possível aumentar as oportunidades de comunicação e participação de uma criança com restrições ao nível da linguagem, nos momentos de jogo. Método: Foi delineado e implementado um programa de intervenção, num estabelecimento de ensino, na valência de pré-escolar, onde estiveram envolvidas uma criança de 4 anos com restrições ao nível da linguagem oral, o grupo de crianças em que estava incluída e a educadora do grupo. Para monitorização do programa e avaliação da sua eficácia realizou-se um pré e pós teste, onde foi definida a linha de base da criança. Ao longo do programa foram registados, a partir de uma grelha de observação da frequência dos atos comunicativos da criança, nas situações de jogo planificadas. Os comportamentos e modelagem realizada por parte educador, foram igualmente registados e analisados. Recorreu-se a realização de entrevistas semiestruturadas para a recolha de dados relativos à criança e perceção do educador. Resultados/Discussão: Os dados recolhidos demonstram um aumento significativo das tomadas de iniciativa verbal e alternância entre turnos, ao longo da intervenção por parte da criança alvo. A presença do adulto e dos pares parecem revelar-se como facilitador dos atos comunicativos da criança com restrições ao nível da linguagem

Centros de atividades ocupacionais: uma análise das atividades desenvolvidas

Em Portugal, os Centros de Atividades Ocupacionais (CAO) representam uma das principais respostas de apoio a jovens e adultos em situação de incapacidade. Contudo, a informação sistematizada sobre o teor das atividades desenvolvidas neste contexto, bem como sobre o significado que lhes é atribuído pelos técnicos e utilizadores destes serviços é reduzida. Este estudo teve por intenção caracterizar - através de uma pesquisa por inquérito -, o perfil de funcionalidade dos indivíduos apoiados nos CAO e descrever - com recurso também a um estudo de caso - as atividades promovidas por estes serviços quanto à sua natureza e diversidade, bem como quanto à sua significância para os utilizadores. Para o efeito, foram inquiridos - através de um questionário - técnicos de 23 instituições, e foram objeto de análise três instituições - através de observações em contexto a 109 utilizadores dos serviços, bem como entrevistas a três técnicos e seis utilizadores. A respeito do perfil de funcionalidade dos utilizadores dos CAO, observou-se, como denominador comum, a existência de deficiências e limitações/ restrições em vários domínios de funcionalidade, registando-se, maioritariamente, restrições severas no caso dos indivíduos predominantemente envolvidos em atividades estritamente ocupacionais, e restrições ligeiras e moderadas naqueles envolvidos em atividades socialmente úteis. As atividades cobrem vários domínios de atividades e participação e enquadram também respostas de natureza reabilitativa e de bem estar, notando-se preponderância do domínio de recreação e lazer - o que coincide com as preferências e interesses apurados na entrevista aos indivíduos. As atividades são desenvolvidas predominantemente em contexto de CAO. Nas atividades de recreação e lazer verifica-se maior recurso ao contexto comunitário, bem como maior diferenciação das estratégias de suporte usadas.

Utilização da Nitroglicerina na Fase Activa do Teste de Inclinação: Haverá Diferenças nos Idosos?

Está demonstrado o papel do teste de inclinação na avaliação de doentes com síncope de causa não esclarecida, sendo utilizado como a técnica gold standard para o diagnóstico da síncope neurocardiogénica, em particular com o recurso a agentes provocativos farmacológicos de modo a melhorar a acuidade diagnóstica. A estimulação com nitroglicerina sub-lingual é, regra geral, bem tolerada e permite aumentar a sensibilidade do teste reduzindo a sua duração. Neste sentido, tem-se verificado também o alargamento da sua aplicação em doentes idosos. Objectivos: Avaliar, numa população referenciada por síncope de etiologia desconhecida, a utilidade do teste de inclinação com recurso a nitroglicerina sub-lingual e comparar o tipo de respostas obtidas nos doentes idosos com o dos restantes doentes. Métodos: Estudámos 158 doentes submetidos a teste de inclinação com utilização de nitroglicerina como agente provocativo. Foram considerados doentes com idade <65 anos (Grupo A, n=74) e ≥65 anos (Grupo B, n=84). O teste de inclinação foi efectuado segundo o protocolo “italiano”, sob monitorização contínua do electrocardiograma e da tensão arterial (Task Force Monitor; CNSystems). Foram incluídos somente doentes assintomáticos na fase passiva do teste. O teste foi considerado positivo para resposta neurocardiogénica quando houve reprodução da sintomatologia acompanhada de bradicardia e/ou hipotensão arterial e as respostas foram definidas como cardio-inibitória, vasodepressora ou mista. Uma descida gradual e paralela da tensão arterial após administração de nitroglicerina seguida de síncope foi considerada como resposta exagerada aos nitratos. Resultados: Não se verificam diferenças na distribuição por sexos entre os grupos. O teste de inclinação foi positivo em 57% do Grupo A e 51% do Grupo B (p=NS), tendo ocorrido resposta exagerada aos nitratos em 11% e 16%, respectivamente (p=NS). Relativamente ao tipo de respostas neurocardiogénicas, as vasodepressoras foram mais frequentes no Grupo B (53% versus 24%; p=0,001) e as mistas tendencialmente mais frequentes no Grupo A (59% versus 40%; p=0,07), sem diferenças significativas no que se refere à resposta do tipo cardio-inibitória (17% nos Grupo A versus 7% no Grupo B; p=NS). Conclusões: Numa população com síncope de etiologia não conhecida, o teste de inclinação potenciado pela nitroglicerina: a) contribui de modo significativo para o esclarecimento diagnóstico com utilidade idêntica em idosos e nos restantes doentes. B) associa-se a maior incidência de resposta neurocardiogénica vasodepressora nos idosos embora com uma taxa semelhante de respostas exageradas aos nitratos.

Análise e dimensionamento de pavimentos mistos slim floor

Dissertação para obtencão do Grau de Mestre em Engenharia Civil - Perfil Estruturas