Técnicas preditivas aplicadas a controlo de processos

A necessidade que as indústrias têm, hoje em dia, de lidar com processos cada vez mais complexos, onde a quantidade de variáveis a controlar e restrições processuais a impor aumentou exponencialmente nas últimas décadas. Uma maior competitividade e eficiência, lado-a-lado com a redução de custos, proporcionou à comunidade científica e industrial explorar mais profundamente o controlo de processos, com vista à construção de técnicas avançadas para fazer face a estas exigências. O controlo preditivo baseado em modelos - MPC- engloba diversas classes de controladores que utilizam algoritmos de predição/previsão e modelos matemáticos representativos do sistema, que juntamente com restrições processuais permitem operar junto de referências e tornar o controlo mais eficiente e seguro. O sucesso do MPC nos sistemas lineares com restrições deve-se, sobretudo, ao facto de reduzir o problema de optimização a um problema de programação quadrática, de fácil implementação e resolução. Além do mais, trata-se de um tipo de controlo bastante flexível e, ao mesmo tempo, mais robusto que o controlo clássico ou convencional, já que pode lidar com processos multivariáveis sem precisar de alterações significativas na sua construção. Neste trabalho aplicam-se técnicas de controlo preditivo a processos não lineares multivariáveis. Estuda-se, ainda, o desempenho desta classe de controladores comparando-a com técnicas de controlo convencional. Nomeadamente, estuda-se um sistema de três tanques em que o caudal é manipulado através de válvulas com característica não linear. O processo é modelado através de princípios de conservação e é validado por um conjunto real de ensaios que permitiu, ainda, obter experimentalmente a característica das válvulas. O modelo validado permitiu desenvolver um controlador preditivo multivariável para controlar os níveis da instalação. Demonstra-se que os controladores preditivos apresentam grandes vantagens em relação ao controlo clássico com malhas independentes.

Aplicação de ferramentas de simulação de processos

Este trabalho foi efectuado com o propósito de interpretar, compreender e explicar algumas ferramentas de simulação de processos, em particular o Aspen Energy Analyzer (AEA), o Aspen Economic Evaluation (AEE) e o seu funcionamento integrado com o Aspen Hysys(AH). O AH é uma ferramenta de modelação de processos para a concepção de projectos de engenharia química, o AEA é uma ferramenta de modelação de redes de integração energética. O AEE integrado no AH é uma ferramenta que permite incorporar estudos económicos numa fase preliminar do desenvolvimento de um projecto de engenharia. A abordagem a este trabalho foi efectuada através do estudo de Casos. O Caso I foi baseado na resolução de um problema no AEA através da construção e optimização de uma rede de permutadores de calor. Os Casos II e III foram baseados na construção de um flowsheet de produção de Benzeno e de Cloreto de Vinil, respectivamente, e cada Caso foi dividido em dois cenários diferentes. Para o efeito foram utilizados os softwares AEA para a integração energética dos processos, o AH para construção do fluxograma do processo e o AEE para os estudos económicos dos diferentes cenários. Finalmente, os Casos IV e V dizem respeito à resolução de um problema de integração energética. O Caso IV foi baseado num problema de optimização da rede de permutadores através do aumento da sua área. Já o Caso V foi baseado na informação inicial das correntes do caso anterior e em dois cenários diferentes, nos quais foi estudada a influência dos preços das utilidades na construção da rede de permutadores. A conclusão foi que as ferramentas de modelação, particularmente o AH, o AEA e o AEE são uma mais-valia extraordinária para ajudar o utilizador na tomada de decisões em fases bastante preliminares da engenharia de processos.

Dynamic equilibrium through reinforcement learning

Reinforcement Learning is an area of Machine Learning that deals with how an agent should take actions in an environment such as to maximize the notion of accumulated reward. This type of learning is inspired by the way humans learn and has led to the creation of various algorithms for reinforcement learning. These algorithms focus on the way in which an agent’s behaviour can be improved, assuming independence as to their surroundings. The current work studies the application of reinforcement learning methods to solve the inverted pendulum problem. The importance of the variability of the environment (factors that are external to the agent) on the execution of reinforcement learning agents is studied by using a model that seeks to obtain equilibrium (stability) through dynamism – a Cart-Pole system or inverted pendulum. We sought to improve the behaviour of the autonomous agents by changing the information passed to them, while maintaining the agent’s internal parameters constant (learning rate, discount factors, decay rate, etc.), instead of the classical approach of tuning the agent’s internal parameters. The influence of changes on the state set and the action set on an agent’s capability to solve the Cart-pole problem was studied. We have studied typical behaviour of reinforcement learning agents applied to the classic BOXES model and a new form of characterizing the environment was proposed using the notion of convergence towards a reference value. We demonstrate the gain in performance of this new method applied to a Q-Learning agent.

Comportamento dinâmico da rede eléctrica da ilha de São Vicente em Cabo Verde: estabilidade de tensão

Neste trabalho é efectuado, não só o diagnóstico em regime permanente, mas também o estudo, simulação e análise do comportamento dinâmico da rede eléctrica da ilha de São Vicente em Cabo Verde. Os estudos de estabilidade transitória desempenham um importante papel, tanto no planeamento como na operação dos sistemas de potência. Tais estudos são realizados, em grande parte, através de simulação digital no domínio do tempo, utilizando integração numérica para resolver as equações não-lineares que modelam a dinâmica do sistema e dependem da existência de registos reais de perturbação (ex: osciloperturbografia). O objectivo do trabalho será também verificar a aplicabilidade dos requisitos técnicos que as unidades geradoras devem ter, no que concerne ao controlo de tensão, estabelecidos na futura regulamentação europeia desenvolvida pela ENTSO-E (European Network Transmission System Operator for Electricity). De entre os requisitos analisou-se a capacidade das máquinas existentes suportarem cavas de tensão decorrentes de curto-circuitos trifásicos simétricos, Fault Ride Through, no ponto de ligação à rede. Identificaram-se para o efeito os factores que influenciam a estabilidade desta rede, em regime perturbado nomeadamente: (i) duração do defeito, (ii) caracterização da carga, com e sem a presença do sistema de controlo de tensão (AVR) em unidades de geração síncronas. Na ausência de registos reais sobre o comportamento do sistema, conclui-se que este é sensível à elasticidade das cargas em particular do tipo potência constante, existindo risco de perda de estabilidade, neste caso, para defeitos superiores a 5ms sem AVR. A existência de AVR nesta rede afigura-se como indispensável para garantir estabilidade de tensão sendo contudo necessário proceder a uma correcta parametrização.

Eliminação do Cr(VI) na fase de neutralização de um efluente industrial proveniente de processos de galvanoplastia

A presente tese teve por base a identificação e resolução de um problema existente no tratamento de efluentes provenientes dos processos de tratamento de superfícies por galvanoplastia, na OGMA – Indústria Aeronáutica de Portugal S.A.. Observou-se a ocorrência, esporádica, de crómio hexavalente, (Cr (VI)), em valor superior ao valor limite de emissão (VLE). Os resultados foram monitorizados e os dados recolhidos no decorrer da actividade de tratamento de efluentes, durante o período de, aproximadamente, 5 anos (2006 a 2011). A recolha de resultados decorreu no âmbito da actividade profissional da mestranda, que, para além da responsabilidade técnica dos processos de galvanoplastia na empresa, é também responsável pelo suporte técnico ao processo de tratamento de efluentes resultantes da actividade de tratamento de superficies por processos de galvanoplastia. A empresa OGMA – Indústria Aeronáutica de Portugal S.A., é uma empresa de actividade aeronáutica dedicada à Fabricação e Manutenção de aeronaves, nomeadamente a prestação de serviços de Manutenção, Revisão e Modernização de, Aeronaves, Motores e Componentes, bem como Fabricação e Montagem de Aeroestruturas. Integrada na OGMA, S.A. encontra-se a área de tratamentos electroquímicos, onde são realizados processos de tratamento de materiais metálicos por electrodeposição, deposição química e conversão química. Desta actividade resulta uma quantidade considerável de efluentes líquidos que necessitam de tratamento adequado previamente à sua descarga em cursos de água. Devido ao tipo de contaminantes que estes efluentes possuem, o tratamento dos mesmos é realizado em várias etapas, passando pela oxidação de cianetos, a redução de cromatos e a neutralização. Posteriormente segue-se uma sedimentação e a remoção de lamas. De modo a garantir um controlo dos parâmetros de descarga dos efluentes tratados, de acordo com a legislação ambiental em vigor, o efluente obtido é analisado periodicamente em laboratório acreditado. Na perspectiva de solucionar o problema em questão, procedeu-se à realização de ensaios experimentais utilizando os efluentes provenientes dos tanques de reacção da redução de cromatos e da oxidação de cianetos da linha com cádmio, com especial incidência na variação dos intervalos de pH recomendados para cada uma das fases do tratamento de efluentes, e observação do comportamento das misturas em termos de presença de Cr (VI), quando sujeitos a variações de pH. Após análise dos dados disponíveis e realização de todos os ensaios, conclui-se que, o processo de oxidação de cianeto da linha com cádmio e o processo de redução de cromatos na mesma linha estão a funcionar adequadamente. Concluiu-se que o reaparecimento de Cr (VI) ocorre devido à existência de hipoclorito de sódio, em excesso, no tanque de oxidação de cianeto que, quando passa para o tanque de neutralização e entra em contacto com o efluente proveniente do tanque de redução de cromatos, oxida parte do crómio trivalente, (Cr (III)), existente, a Cr (VI). Para impedir a ocorrência deste fenómeno separou-se todo o efluente contendo crómio que passou a ser tratado na linha de tratamento de efluentes isenta de cádmio, não entrando assim em contacto com o efluente que contém hipoclorito não reagido, evitando a oxidação do Cr (III) a Cr (VI).

Processos de transição para a vida pós-escolar de crianças e jovens com deficiência : Um estudo de caso no concelho da Lourinhã

A integração de crianças e jovens com deficiência após o seu período escolar emerge como uma necessidade social face os direitos atribuídos a esse grupo social. O presente trabalho de investigação procurou compreender o processo de integração da criança e jovem com deficiência a partir do contexto escolar, analisando o processo de transição para a vida pós-escolar de seis crianças e jovens que frequentam uma escola no concelho da Lourinhã. Procuramos ainda, ouvir os encarregados de educação, professores e técnicos que trabalham com estas crianças, no sentido de analisar os seus discursos sobre estes processos de transição. Do ponto de vista teórico e metodológico considerou-se, ao longo do trabalho, o aluno deficiente como ator social, da mesma forma que procuramos no decorrer das nossas observações, recolhas de dados e das análises feitas ressaltar a “voz” ativa dos mesmos. Dos resultados apurados no nosso campo empírico de estudo, consegue-se identificar as expetativas e preocupações em torno da transição pós-escolar, nomeadamente as questões de integração laboral.

Formação de gestores locais de saúde: processos para identificar estratégias de atuação

No Brasil, nos anos recentes, e acompanhando a maior participação dos municípios nas ações de saúde, observa-se a necessidade crescente de instrumentos que possam contribuir para a melhor formação de gestores locais, complementares às atividades de natureza acadêmica. Nesse sentido realizou-se estudo com o objetivo de construir processo de capacitação de gestores mediante seleção de focos de abordagem para identificar estratégias efetivas para modificação das condições de saúde. Foi feita uma experiência para desenvolvimento de "estudos de casos", com 8 municípios considerados bem sucedidos das regiões Norte e Nordeste do Brasil, com utilização da abordagem por focos na estruturação das informações. Com base nessas informações, foi realizado seminário com 21 gestores locais das duas regiões, reunindo pequenos grupos e intermediando com atividades coletivas. Durante o seminário, gestores municipais de saúde adquiriram maior conhecimento das estratégias implementadas e identificaram alternativas concretas de intervenção para as suas realidades. A proposta metodológica de ensino por estudo de caso utilizando uma prévia elaboração conceitual mediante o agrupamento das diversas dimensões dos casos, facilitou a formação de gestores municipais de saúde a partir de experiências práticas.

Processos de identificação e sinalização de crianças com problemas na linguagem oral pelos educadores de infância

Um dos maiores desafios da Educação de Infância é sem dúvida a possibilidade de contribuir para que as crianças, que vão passando pelas nossas salas de jardim-de-infância, sejam cada vez mais autónomas e melhor integradas, que as suas dificuldades de linguagem e outras, possam ser ultrapassadas, ou pelo menos minimizadas, de modo que se sintam cada vez melhor adaptada à sociedade da qual fazem parte. Este trabalho incide sobre o modo como os educadores de infância identificam e sinalizam as crianças que manifestam problemas na linguagem oral. O trabalho desenvolveu-se através de um estudo exploratório, centrando-se em seis educadoras de infância e seis crianças identificadas como tendo problemas na linguagem oral e teve como propósito perceber como é feito o despiste e encaminhamento das crianças, quando estas manifestam problemas nesta área de desenvolvimento. Como metodologia de recolha de dados utilizámos as técnicas da entrevista e da observação em sala de atividades. Concluímos que os educadores reconhecem a importância de ser feito o despiste precoce dos problemas na linguagem oral, dentro das suas salas, pois consideram que é aí o espaço privilegiado de desenvolvimento das crianças, já que é no jardim-de-infância, que as crianças passam a maior parte do seu dia. No entanto, na maioria dos casos revelam dificuldades na identificação específica desses problemas.

Projecto de estabilidade da Escola Superior de Enfermagem Artur Ravara

O presente trabalho, refere-se ao projecto de estabilidade, em betão armado e pré-esforçado, da Escola Superior de Enfermagem Artur Ravara, situada na zona da EXPO em Lisboa. O edifício apresenta-se com uma implantação em “L”, tendo como dimensões máximas 38,50m x 54,80m e desenvolve-se em altura por quatro pisos, dos quais, dois são enterrados. A estrutura do edifício em causa, apresenta duas juntas de dilatação, por forma a tornar desprezáveis os efeitos devidos à retracção e diminuição de temperatura, dividindo o edifício em três blocos. As suas fundações são indirectas, constituídas por estacas moldadas no terreno e respectivos maciços de encabeçamento. As lajes são fungiformes aligeiradas de moldes perdidos, de modo a permitir vencer maiores vãos, que variam entre os 6,60m e os 10,00m, e permitindo também maior rapidez de execução e maior economia. As consolas de 3,50m de vão, em laje maciça, são suportadas por vigas pré-esforçadas de secção variável. Para o cálculo automático da estrutura e da obtenção dos respectivos desenhos das armaduras, foi utilizado o programa de cálculo automático, Tricalc 7.1. O conteúdo do projecto em questão, sendo de carácter académico, não corresponde à versão real, à qual não se teve acesso. O dimensionamento das fundações, devido à fraca resistência dos solos e o dimensionamento da estrutura, devido à geometria e dimensões do edifício, permitiram enfrentar desafios interessantes. Tais desafios, deram possibilidade de enriquecer bastante os conhecimentos sobre a engenharia de estruturas.

A dimensão estética nos processos de arte-educação refletidas

Essa pesquisa reflecte o quanto a estética é ou não admitida nos processos de arte educação, e a partir de uma abordagem que traça desde o levantamento histórico da sua literacia no Brasil e as leis que a fundamentam numa analogia com a Literacia em Portugal. Trata-se de questionar e provar a importância da vivência estética no desenvolvimento do ser humano e os seus fundamentos filosóficos, norteadores para uma melhor aplicabilidade da Arte na Educação. Privilegia, entre outras coisas, o despertar da sensibilidade para uma aprendizagem libertadora, liberdade que condiciona o lugar do sujeito como passivo ou activo em sua comunidade, deixando-se orientar ou não, por exemplo pela tendência mundial da mecanização num mundo globalizado e capitalista, principalmente em países, como o Brasil, cuja a falta de interesse governamental ao acesso de informação e à geração de senso crítico por parte comunidade, além de alienação, gera discrepâncias na qualidade do ensino e abismos intelectuais. Através da descrição de três experiências, entre o Brasil e Portugal, pretende-se elucidar como as questões acima citadas colocam-se na prática.

Aplicação do lean construction no controlo e gestão em processos de produção

O presente trabalho é constituído por uma descrição das metodologias de fabrico de misturas betuminosas a quente, identificação de normas e requisitos a cumprir pelos materiais constituintes para cada tipo de mistura e sua função. Os princípios Lean definiram a lógica de trabalho do novo sistema de gestão e controlo de processos na produção de misturas betuminosas na TGA. A filosofia do pensamento Lean tem origem no sistema de produção da Toyota (TPS, Toyota Production System), criado por Taiichi Ohno (1988), os seus resultados foram tão evidentes que iniciou-se um processo de estudo sobre o conceito aplicado. Lean Thinking, (“pensamento magro“), foi utilizado pela primeira vez por James Womack e Daniel Jones em 1996 como conceito de liderança e gestão empresarial, sendo desde então aplicado este termo mundialmente como filosofia de gestão baseada na criação de valoratravés de eliminação do desperdício. Lean Construction utiliza os princípios Lean e aplica à construção civil, pode ser definida como uma forma de organizar a produção minimizando o desperdício de materiais, tempo e esforço. Alcançado através de uma melhoria sistemática de processos de construção, dos métodos de selecção de fornecimento e confiança no trabalho. A Lean Construction está em desenvolvimento em todo o mundo, mas em Portugal não se verifica essa tendência. Foi efectuado um estudo de todas as actividades realizadas no fabrico e controlo de misturas betuminosas, permitindo identificar desperdícios e aplicar medidas de eficiência produtiva. Analise e apresentação de resultados obtidos com a aplicação dos novos processos de gestão, controlo e produção nos centros de produção. Este trabalho demonstra que a introdução da filosofia Lean permite aumentar níveis de eficiência tornando a empresa mais competitiva.

Gestão da qualidade na tradução: implementação de processos de controlo e avaliação dos Projectos de

Orientação: Manuel F. Moreira da Silva

O piano (bem) informado : processos de interiorização e crescimento

Este livro debruça-se sobre questões ligadas à metodologia do piano, incluindo aspectos técnicos, musicais e artísticos, num enquadramento que engloba algumas das principais reflexões éticas, estéticas e filosóficas de referência. O objetivo deste trabalho é a partilha de uma visão baseada na experiência pessoal e profissional na área do piano. Este texto assume uma certa continuidade com as grandes contribuições de autores tais como Ludwig Deppe, Matthay Tobias, Grigory Kogan, Heinrich Neuhaus e George Kochevitsky publicado. Ao mesmo tempo que se integra e complementa alguma dessa literatura especializada, aponta ideias, sugestões e pontos de vista caracterizados pela inovação e aplicabilidade racional e científica.

Relatório de estágio em terapia manual ortopédica

No âmbito de completar o mestrado em Fisioterapia, opção Terapia Manual Ortopédica (TMO), foi realizado um estágio com carácter profissionalizante de modo a aplicar e explorar as novas teorias e técnicas adquiridas na parte curricular do mestrado. O estágio decorreu na Clínica Fisiátrica Alto Minho, localizada em Arcos de Valdevez, vila do distrito de Viana do Castelo, onde residia uma população maioritariamente idosa e rural. Tendo em conta a idade avançada da população da clínica, os casos mais frequentes eram de processos degenerativos próprios da idade – artrose. De modo a aplicar as técnicas de terapia manual leccionadas, foram, em conjunto com a direcção da clínica, seleccionados os casos em que as mesmas técnicas poderiam ser aplicadas, nomeadamente, casos do foro neuro-músculo-esqueléticos. A TMO é uma abordagem terapêutica dirigida para pacientes neuromúsculo- esqueléticos, e engloba essencialmente técnicas manuais de mobilização e manipulação, e exercícios terapêuticos, com vista a gerir a dor e proporcionar a recuperação do paciente, incidindo também na prevenção (IFOMT 2004). Ao longo do mestrado foram então adquiridos conhecimentos teóricos dos mecanismos da dor e teórico/práticos de osteopatia; de tensão neural; do conceito de Mulligan; do conceito de estabilidade dinâmica, assim como de exercícios terapêuticos. Várias técnicas de todas estas vertentes foram possíveis de aplicar em estágio, seguindo-se os princípios de uma avaliação subjectiva e objectiva dirigida para a selecção da melhor técnica a aplicar ou da melhor conjugação de técnicas, englobando o paciente como um membro activo da sua recuperação, ou seja, pondo-o a par da sua situação clínica, dos objectivos de tratamento e das metas a atingir e colaborando quer na clínica, quer em casa. De modo a consolidar os conhecimentos adquiridos foi apresentado um estudo de caso de lombocitalgia, sintomatologia com grande prevalência e incidência na população portuguesa (Direcção-Geral da Saúde 2004), assim como serão de seguida expostas diferentes Fichas Clínicas dos casos abordados, demonstrando a metodologia utilizada em estágio. O objectivo específico neste relatório é demonstrar a eficácia da TMO em casos específicos e a importância de um tratamento activo, com colaboração do paciente, na recuperação do mesmo.

Gestão de riscos na construção de túneis e obras subterrâneas

Na engenharia civil, a construção de túneis e obras subterrâneas sempre foi particularmente afectada por incidentes, nomeadamente colapsos com consequências trágicas, a que nos últimos anos se tem dado uma maior importância. O elevado grau de incerteza que caracteriza este tipo de obras, devido à variável e complexa envolvente geológica, pode muitas vezes sujeitá-las a problemas que põem em causa a sua estabilidade e consequentemente a sua segurança e sustentabilidade económica. A análise destes incidentes e a preocupação de mitigar as suas consequências conduziu a que, organizações internacionais, particularmente as grandes empresas seguradoras, dirigissem a sua atenção para o problema, a ponto de desenvolverem procedimentos adequados à gestão dos riscos que estes obras envolvem. A gestão de riscos em obras subterrâneas tem cada vez mais um papel relevante neste tipo de empreendimentos na identificação, estudo e mitigação dos perigos que põem em causa a sua construção e consequentemente originam derrapagens financeiras. Deste modo, torna-se uma ferramenta de tomada de decisões importante para os elementos responsáveis actuarem de modo atempado no controlo da obra de forma a evitar qualquer tipo de desvio técnico e económico e garantir a sua qualidade. Este Trabalho Final de Mestrado pretende fazer um levantamento e uma sistematização da temática da gestão dos riscos que ocorrem durante a construção de túneis e obras subterrâneas. Neste, são abordados, primeiramente os processos e os princípios globais de gestão de riscos em empreendimentos, os diferentes tipos de riscos e a sua respectiva gestão. Seguidamente, é abordada a aplicação destes princípios à geotecnia e construção de obras subterrâneas e os seus procedimentos. São analisados os diversos mecanismos de colapso de túneis, as suas causas prováveis, incluindo a componente geológica, as várias medidas de monitorização e mitigação dos mesmos. Por fim, é feito um breve resumo das ferramentas que podem ser utilizadas na gestão e monitorização do processo de construção, recorrendo a métodos lógicos e matemáticos.