Relatório da Prática Profissional

O presente relatório de estágio, elaborado no âmbito do Mestrado de Ensino da Física e da Química, descreve as actividades desenvolvidas no decurso do Estágio Pedagógico que decorreu na Escola Secundária com 3.º Ciclo de António Gedeão, durante o ano lectivo de 2011/2012, sob a orientação pedagógica do Professor Vítor Manuel Neves Duarte Teodoro e a orientação de estágio da professora Teresa Rodrigues. Durante o estágio pedagógico o professor estagiário acompanhou as actividades lectivas das turmas A e D do 9.º ano de Escolaridade, na disciplina de Ciências Físico-Químicas, tendo leccionado um total de 13 aulas respeitantes aos módulos “Propriedades dos Materiais e Tabela Periódica dos Elementos” e “Ligação Química” da Unidade “Classificação dos Materiais”. O professor estagiário acompanhou igualmente as actividade lectivas da turma 12.º A/B, na disciplina de Física, tendo leccionado um total de 12 aulas respeitantes ao módulo “Circuitos Eléctricos” da Unidade “Electricidade e Magnetismo”. Participou nas actividades de direcção de turma na turma A do 9.º ano, em acompanhamento da orientadora de estágio. Participou nos conselhos de turma das três turmas referidas e em actividades da escola, que foram ocorrendo ao longo do ano lectivo. Acompanhou duas visitas de estudo ao Museu da Electricidade, uma visita de estudo ao Instituto Tecnológico e Nuclear e a visita de estudo à Expo FCT. Adicionalmente participou numa acção de formação intitulada “Tecnologias de Informação em Sala de Aula”, na qualidade de dinamizador da formação, visando a formação de docentes nas TIC e seu uso em sala de aula. Desenvolveu-se um estudo de investigação educacional intitulado “Representações Sociais da Física e Química” que visou avaliar de que forma os sentimentos, atitudes e concepções dos alunos condicionam o seu desempenho nestas matérias e as suas escolhas futuras, bem como o seu desempenho escolar, ao nível do 3.º Ciclo do Ensino Básico.

Novos fluídos electroreológicos. Nanofibras de Polianilina dopadas com ácido canforsulfónico

A existência de um Efeito Electroreológico (ER) constata-se quando se verifica uma variação acentuada das propriedades reológicas induzidas pelas presença de um campo electrico numa amostra. Este fenómeno é tipico mas não exclusivamente observado em suspensões de particulas polarizáveis. Neste trabalho levou-se a cabo o estudo do efeito electroreológico de uma suspensão, em óleo de silicone, de nanofibras de polianilina (PANI) dopadas com ácido canforsulfónico (CSA). Foram preparadas soluções poliméricas com diferentes concentrações de nanofibras (1 e 2 % p/p) em dois óleos de silicone de diferentes viscosidades, 20 e 50 cSt. O estudo das propriedades electroreológicas foi efectuado tanto em regime estacionário, com a taxa de corte a variar entre 0.01 e 1000 s-1, como em regime oscilatório, com a frequência angular a variar entre 0.1 e 20 Hz, ambos na presença de campos eléctricos com intensidades até 2kV.mm-1 e à temperatura ambiente. As suspensões de nanofibras de polianilina dopadas com ácido canforsulfónico dispersas em óleo de silicone apresentam um efeito electroreológico intenso, visivel através de um aumento superior a 2 décadas no valor da viscosidade para baixas taxas de corte e valores elevados de campo eléctrico, demonstrando assim a sua potencialidade como material inteligente .

Lightweight concrete masonry units based on processed granulate of corn cob as aggregate

A research work was performed in order to assess the potential application of processed granulate of corn cob (PCC) as an alternative lightweight aggregate for the manufacturing process of lightweight concrete masonry units (CMU). Therefore, CMU-PCC were prepared in a factory using a typical lightweight concrete mixture for non-structural purposes. Additionally, lightweight concrete masonry units based on a currently applied lightweight aggregate such as expanded clay (CMU-EC) were also manufactured. An experimental work allowed achieving a set of results that suggest that the proposed building product presents interesting material properties within the masonry wall context. Therefore, this unit is promising for both interior and exterior applications. This conclusion is even more relevant considering that corn cob is an agricultural waste product.

Localization in underground tunnels

Positioning technologies are becoming ubiquitous and are being used more and more frequently for supporting a large variety of applica- tions. For outdoor applications, global navigation satellite systems (GNSSs), such as the global positioning system (GPS), are the most common and popular choice because of their wide coverage. GPS is also augmented with network-based systems that exploit existing wireless and mobile networks for providing positioning functions where GPS is not available or to save energy in battery-powered devices. Indoors, GNSSs are not a viable solution, but many applications require very accurate, fast, and exible positioning, tracking, and navigation functions. These and other requirements have stim- ulated research activities, in both industry and academia, where a variety of fundamental principles, techniques, and sensors are being integrated to provide positioning functions to many applications. The large majority of positioning technologies is for indoor environments, and most of the existing commercial products have been developed for use in of ce buildings, airports, shopping malls, factory plants, and similar spaces. There are, however, other spaces where positioning, tracking, and navigation systems play a central role in safety and in rescue operations, as well as in supporting speci c activities or for scienti c research activities in other elds. Among those spaces are underground tunnels, mines, and even underwater wells and caves. This chapter describes the research efforts over the past few years that have been put into the development of positioning systems for underground tun- nels, with particular emphasis in the case of the Large Hadron Collider (LHC) at CERN (the European Organization for Nuclear Research), where localiza- tion aims at enabling more automatic and unmanned radiation surveys. Examples of positioning and localization systems that have been devel- oped in the past few years for underground facilities are presented in the fol- lowing section, together with a brief characterization of those spaces’ special conditions and the requirements of some of the most common applications. Section 5.2 provides a short overview of some of the most representative research efforts that are currently being carried out by many research teams around the world. In addition, some of the fundamental principles and tech- niques are identi ed, such as the use of leaky coaxial cables, as used at the LHC. In Section 5.3, we introduce the speci c environment of the LHC and de ne the positioning requirements for the envisaged application. This is followed by a detailed description of our approach and the results that have been achieved so far. Some last comments and remarks are presented in a nal section.

Vestuário interactivo para desporto e reabilitação

Dissertação de mestrado em Design e Marketing

Monitorização e controlo em ambientes industriais através de rede de sensores sem fios

Dissertação de mestrado integrado em Engenharia de Telecomunicações e Informática

Performance assessment of electrically small antennas for implantable microsystems with wireless power and communications

Dissertação de mestrado integrado em Engenharia Biomédica (área de especialização em Eletrónica Médica)

Transferência de Energia sem fios para carregamento de baterias

Dissertação de mestrado integrado em Engenharia Eletrónica Industrial e Computadores

Proyecto integrado en el Area de Microelectrónica para el Diseño de circuitos integrados (Programa de Modernización Tecnológica III I-P - PAE 2006)

El objetivo general de este proyecto estratégico es incorporar una actividad de alto valor agregado como es el diseño de circuitos integrados dentro del segmento de alta tecnología de la cadena productiva nacional. Para ello resulta necesario cumplimentar los siguientes objetivos específicos:• Fortalecer los grupos de investigación y desarrollo que realizan tareas dentro de este área temática, tanto en infraestructura como en recursos humanos; • Fortalecer y desarrollar la Industria Electrónica mediante la incorporación de estas nuevas tecnologías en sus productos; • Representar y asistir a los grupos de diseño locales en la búsqueda de oportunidades para realizar “outsourcing” de diseño para compañías del exterior; • Establecer una primer masa crítica de diseñadores, que funcione como impulsora de la actividad en el medio; • Generar una red a nivel local, donde convivan empresas, universidades y profesionales. La mejora continua en las prestaciones de los productos y en los procesos productivos ha llevado a que la microelectrónica esté presente en los más diversos ámbitos de la actividad humana, con la perspectiva de ir incrementando constantemente su participación. Por eso mismo, un país que pretenda insertarse en el mundo de manera soberana no puede menospreciar la necesidad de incrementar la capacidad de su industria en el área. Los componentes de la Cadena de valor de la ME son los siguientes: • Diseño del circuito, con valor agregado de conocimientos y experiencia del diseñador; • Herramientas de Software de diseño (CAD) con verificación y simulación; • Prototipeo de circuitos y ensayo (testing); • Fabricación de chip en línea; •Encapsulado y testeo. Salvo el primer eslabón, los restantes requieren de una gran inversión en infraestructura, con una permanente actualización. Sin embargo, el Diseño de circuitos es perfectamente abordable en la Argentina, dado que solo requiere de conocimiento y experiencia, y se puede realizar sobre computadoras estándar.

Diseño de celdas analógicas embebidas en sistemas en un chip (SOC)

La metodología actual de diseño de celdas analógicas embebidas se basa en una tecnología CMOS fija, no teniendo dichos módulos características de reutilización y de migración hacia otras tecnologías. Para avanzar a un mayor nivel de productividad en el diseño se necesita un cambio de paradigma. Este cambio en la metodología necesita reducir tiempo y esfuerzo en el desarrollo, incrementar la predictibilidad y reducir el riesgo involucrado en el diseño y la fabricación de complejos sistemas en un chip (SOC). Las celdas digitales embebidas se han aplicado al diseño VLSI digital debido a que la síntesis a través de lenguajes de descripción de hardware (HDL) permite mapear complejos algoritmos en una descripción sintáctica digital, la cual puede luego ser automáticamente colocada e interconectada (place&route). Sin embargo, dada la falta de automatización del diseño electrónico en el dominio analógico, como así también por factores como el ruido, el corrimiento y falta de apareamiento, el uso de los circuitos analógicos ha sido muy bajo en la medida de lo posible, por lo que las celdas analógicas embebidas son ahora un cuello de botella en el diseño de SOC. Por lo expuesto, en el proyecto que se propone se planea diseñar celdas analógicas embebidas con características de: bajo consumo, reutilización, bajo costo y alta performance para satisfacer el notable crecimiento del mercado de los sistemas portables alimentados por batería y el de sistemas de identificación remotamente energizados (RFID). Conjuntamente con el Área de Comunicaciones, se propone un generador de tensión de alimentación a partir de una señal de RF.

Estudio de parámetros de calidad de la carne

El objetivo general del trabajo es estudiar, mediante la espectrofotometría de reflectancia, los diversos factores que influyen sobre el desarrollo del color de los productos elaborados a base de carne de origen bovino y porcino. El proceso de fabricación de embutidos crudo-curados es muy antiguo. El conocimiento, basado en la metodología científica del proceso y de dichos fenómenos permitirá la estandarización del mismo y su mejora. En una primera etapa se trabajó sobre la parte magra de la pasta cárnica que se forma durante la elaboración de productos, asignando prioridad al estudio de las primeras operaciones del proceso de fabricación, en las cuales ocurren fenómenos bioquímicos y biológicos relacionados con el desarrollo del color. El trabajo se planteó mediante un diseño factorial contemplando los diferentes tratamientos que permitirán conocer el efecto individual de los factores básicos y de sus interacciones. Las determinaciones de color se realizaron por medio de espectrofotometría de reflectancia, usando el espacio de color CIELAB, el iluminante D65 y el observador 10º. Los parámetros de color serán L* (luminosidad), a* (rojo-verde) y b* (amarillo-azul), a partir de las cuales se calcularán las magnitudes psicofísicas H* (tono) y C* (croma), el cociente a*/b* y las diferencias de color (∆E*).

Manipulador Robótico

El uso de robots industriales junto con los sistemas de diseño asistidos por computadora (CAD), y los sistemas de fabricación asistidos por computadora (CAM), son la última tendencia en automatización de los procesos de fabricación. Aunque el crecimiento del mercado de la industria Robótica ha sido lento en comparación con los primeros años de la década de los 80´s, de acuerdo a algunas predicciones, la industria de la robótica está en su infancia. Ya sea que éstas predicciones se realicen completamente, o no, es claro que la industria robótica, en una forma o en otra, permanecerá. En la actualidad el uso de los robots industriales está concentrado en operaciones muy simples, como tareas repetitivas que no requieren tanta precisión. En los 80´s las tareas relativamente simples como las máquinas de inspección, transferencia de materiales, pintado automotriz, y soldadura son económicamente viables para ser robotizadas. Los análisis de mercado en cuanto a fabricación predicen que en ésta década y en las posteriores los robots industriales incrementarán su campo de aplicación, ésto debido a los avances tecnológicos en sensórica, los cuales permitirán tareas mas sofisticadas. El futuro es muy incierto y seguramente los ROBOTS tendrán mucho que ver en nuestra vida diaria en los próximos años y tenemos que lograr que la Argentina no solo este presente, en desarrollos que ameriten una publicación Internacional, si no también que puedan ser, en conjunción con la Universidad, la industria y aportes de capitales privados, diseñados, construidos, aplicados y comercializados según las necesidades de nuestro medio, desde el reemplazo de miembros humanos a personas con discapacidades, el alivio al hombre en tareas inhumanas y también en aplicaciones industriales aun no explotadas. Actualmente la investigación en el área de robótica en la Argentina, esta enfocada a problemas de electrónica y control. La mecánica no forma parte de dicho ambiente científico como puede verse en las 4 últimas Jornadas Argentinas de Robótica. En todos los casos se trabaja en la investigación de algoritmos o métodos de control montados en pequeños robots comerciales. El proyecto ROBOT-01 propone la construcción de un manipulador de 7 grados de libertad, aplicando las mas modernas técnicas de Simulación, diseño, CAD-3D, materiales compuestos, construcción de micro-mecánica, electrónica y software. El brazo manipulador estará diseñado para ser continuado o asociado con una mano robótica y con una base móvil autónoma, las que serán encaradas en proyectos futuros, o con interacción con otros grupos de investigación similares de otras Universidades

MEDICIÓN DE UN BRAZO DE PALANCA Y CÁLCULO DE LA INCERTIDUMBRE

En este trabajo se detalla el procedimiento de calibración del brazo de palanca de un freno de ensayo de motores eléctricos, el cual constituye la parte inicial de un proceso de calibración más amplio consistente en verificaciones adicionales de celdas de carga y medidores de velocidad. Dicho procedimiento se desarrolló y ejecutó íntegramente en el laboratorio del CIDEME (Centro de Investigación, Desarrollo y Ensayo de Máquinas Eléc-tricas), que está en proceso de implementación de las normas de calidad IRAM 301/ISO 17025. Consistió básicamente en 1) el diseño y la construcción de un calibre ajustado a las características del freno, 2) la medición y verificación de dicho instrumento, 3) su montaje en el freno y el marcado de la longitud del brazo de palanca, y 4) la obtención de la incertidumbre de la medición. La tarea se llevó a cabo con éxito, ya que permitió obtener valores acordes a los estándares del laboratorio y ganar experiencia para extender el procedimiento a los otros frenos de menor potencia disponibles.

MEDICIÓN DE UN BRAZO DE PALANCA Y CÁLCULO DE LA INCERTIDUMBRE

En este trabajo se detalla el procedimiento de calibración del brazo de palanca de un freno de ensayo de motores eléctricos, el cual constituye la parte inicial de un proceso de calibración más amplio consistente en verificaciones adicionales de celdas de carga y medidores de velocidad. Dicho procedimiento se desarrolló y ejecutó íntegramente en el laboratorio del CIDEME (Centro de Investigación, Desarrollo y Ensayo de Máquinas Eléc-tricas), que está en proceso de implementación de las normas de calidad IRAM 301/ISO 17025. Consistió básicamente en 1) el diseño y la construcción de un calibre ajustado a las características del freno, 2) la medición y verificación de dicho instrumento, 3) su montaje en el freno y el marcado de la longitud del brazo de palanca, y 4) la obtención de la incertidumbre de la medición. La tarea se llevó a cabo con éxito, ya que permitió obtener valores acordes a los estándares del laboratorio y ganar experiencia para extender el procedimiento a los otros frenos de menor potencia disponibles.

Desarrollo de metodología e instrumentación para el análisis de compuestos de interés biológico en sistemas de flujo continuo

La cromatogafía líquida de alta perfomance (HPLC) se ha transformado en una de las herramientas analíticas preferidas en el ámbito académico, tecnológico e industrial. Aunque la técnica data de fin de la década del ´60, no ha sido hasta mediado de los años '70 que la misma ganó popularidad, fundamentalmente por los avances logrados en la reproducibilidad de la fabricación de fases estacionarias, mejores bombas de alta presión y el desarrollo de detectores más sensibles. La cromatografía líquida de alta performance es en la actualidad una técnica de gran utilidad en la química clínica y en la bioquímica. Esta técnica resulta muy útil para el análisis de compuestos a nivel de trazas dentro de las complejas matrices biológicas. El objetivo principal del presente proyecto es realizar investigaciones en el área de la Química Analítica, específicamente química bioanalítica, a fin de desarrollar metodologías y detectores electroquímicos altamente sensibles y selectivos para el análisis de compuestos de interés biológico mediante cromatografía líquida de alta presión. El proyecto comprende tres líneas íntimamente relacionadas: A) Análisis de metabolitos de catecolaminas por HPLC con apareamiento iónico, en orina de ratas cuyas madres han sido sometidas a estrés por inmovilización; esto permitirá correlacionar el efecto del estrés prenatal en los niveles de catecolaminas presentes en las crías. Esta línea está comprendida en un objetivo más amplio que es correlacionar el efecto del estrés prenatal sobre la madurez sexual de las crías. B) Análisis de antibióticos del grupo de las fluoroquinolonas mediante técnicas electroquímicas y de HPLC. Se pretenden elucidar los procesos de electrodo que ocurren durante la electrorreducción de antibióticos del grupo de las fluoroquinolonas, para de esta manera desarrollar detectores electroquímicos para sistemas de flujo continuo. C) Desarrollo de un micropotenciostato computarizado para la detección en sistemas de flujo continuo. (...) También se pretende implementar el uso de un microelectrodo anular desarrollado en la Comisión Nacional de Energía Atómica.