Monitorização do teor de humidade do solo para a condução de rega em estufa numa cultura de alface

Dissertação de Mestrado, Engenharia e Gestão de Sistemas de Água, 23 de Junho de 2016, Universidade dos Açores.

Desenho e implementação de uma plataforma integrada para monitorização e gestão de uma rede de um departamento da UMa

A área da gestão de sistemas e redes tem vindo a alcançar um papel crucial em todas as áreas das Tecnologias de Informação (TI). Com o constante desenvolvimento das redes, em dimensão, inovação tecnológica ou em heterogeneidade, o processo de gestão e monitorização destes sistemas tornou-se cada vez mais exigente e complexo, forçando diversas organizações a investir na implementação ou aquisição de algum software de apoio para os gestores de redes. Com o presente trabalho, pretende-se implementar uma solução integrada para permitir uma gestão preventiva e correctiva dos sistemas da rede informática de um dos departamentos da Universidade da Madeira, denominado por Centro de Competências de Ciências Exactas e da Engenharia (CCCEE). A abordagem a essa solução começa por dar a conhecer alguns dos princípios mais importantes das tradicionais arquitecturas de gestão de redes, e por apresentar um modelo de referência que disponibiliza um conjunto de boas práticas para a gestão de TI. O trabalho continua com o estudo das características da rede informática existente nas instalações do CCCEE, identificando-se não só as reais necessidades na área da gestão e monitorização das TI, como também os principais problemas que a nova solução deveria intervir. A partir destes dados e através de uma análise a um conjunto de ferramentas de gestão e monitorização de redes, selecionou-se a que mais se adequava à realidade do CCCEE. Este trabalho terminou com a monitorização e gestão, contínua e eficiente, das tecnologias de informação do CCCEE, através da implementação da arquitectura de uma solução integrada, de acordo com requisitos e políticas do CCCEE.

Monitorização das condições de operação de uma caldeira a biomassa

A reduzida informação e o pouco trabalho científico desenvolvido na área de sistemas de combustão de biomassa de média potência, faz dos objectivos propostos neste trabalho elementos importantes. O trabalho científico a seguir apresentado, vai permitir obter as bases para o desenvolvimento de condições apropriadas de operação de sistemas de combustão a biomassa, aumentando a eficiência e a rentabilidade económica deste tipo de sistema energético. O principal objetivo do presente trabalho consistiu na aplicação de metodologias de monitorização que permitam caracterizar e melhorar a eficiência do sistema de combustão, na implementação dos métodos escolhidos e na monitorização das condições de operação de uma caldeira industrial de combustão de biomassa, destacando-se: (i) monitorização dos caudais de alimentação de biomassa à caldeira realizada por sistemas de alimentação sem-fim; (ii) análise e monitorização de temperaturas e pressão; (iii) monitorização do caudal de ar de combustão; (iv) monitorização do caudal de gases de exaustão; (v) monitorização da potência térmica; (vi) monitorização da composição do efluente gasoso. A caracterização físicas de amostras de biomassa, o teste a diferentes tipos de biomassa com diferentes condições de operação e a recolha de amostras de cinzas de combustão para a caracterização físico-química são outros métodos de monitorização e caracterização aplicados. Também foi desenvolvido e aplicado um ensaio de controlo do sistema de alimentação em modo de operação manual e comparado com o sistema de controlo do sistema de alimentação em modo de operação automático. O estudo realizado permite concluir que deve ser desenvolvido e implementado um algoritmo de controlo e operação da fornalha que permita um doseamento mais adequado dos caudais de combustível e ar de combustão com vista a melhorar o desempenho do sistema combustão.

Desenvolvimento de um biossensor para monitorização de acetilcolina, um biomarcador associado à Doença de Alzheimer

A presente dissertação teve como objetivo o desenvolvimento e caracterização de sensores potenciométricos com base em polímeros de impressão molecular (MIP, do inglês, Molecularly Imprinted Polymer) para a determinação da molécula alvo, a acetilcolina. A acetilcolina (ACh) é um neurotransmissor que está associado à doença de Alzheimer. Os materiais biomiméticos desenvolvidos para a interação com a ACh foram obtidos por polimerização em bulk, recorrendo a uma combinação de nanotubos de carbono com monómeros de anilina, dispersos em solvente plastificante oNFOE e PVC. Para aferir sobre o efeito da impressão de ACh na resposta dos materiais MIP, foram igualmente preparados e avaliados materiais de controlo, ou seja, materiais sem impressão molecular (NIP). O controlo da constituição química destes materiais foi realizado recorrendo a Espectroscopia de Raman e Espectroscopia de Infravermelho com transformada de Fourier (FTIR, do inglês Fourier Transformed Infrared Spectroscopy). Os materiais desenvolvidos foram integrados em membranas seletivas de ião, preparadas com ou sem aditivo iónico lipófilo, de carga negativa ou positiva. A avaliação das características gerais das membranas baseou-se na comparação das caraterísticas dos diversos elétrodos. Estas caraterísticas foram obtidas a partir de curvas de calibração, conseguidas para valores de pH diferentes. Em meio ácido, mais precisamente para pH 4, as membranas com materiais impressos e aditivo aniónico foram as que apresentaram as melhores características analíticas, quer em termos de sensibilidade (+83,86 mV década-1) quer em gama de linearidade (de 3,52×10-5 a 1,73×10-3 M). O estudo de seletividade realizado aos sensores revelou que os elétrodos cuja membrana possuía aditivo aniónico apresentavam menores valores de log KPOT. A presença desse constituinte fez com que a seletividade aumentasse nesses mesmos elétrodos. A espécie menos interferente foi a creatina e a mais interferente a creatinina. Os elétrodos foram, ainda, aplicados em amostras de soro sintético. A qualidade dos resultados obtidos dependeu do nível de concentração em estudo, sendo possível identificar uma região onde os resultados foram exatos e precisos. De uma forma geral, os biossensores com MIP e aditivo aniónico apresentaram um desempenho adequado à prossecução deste estudo em amostras reais.

Exploring coordination-driven self-assembly with autonomous chemical robots

The work presented herein focused on the automation of coordination-driven self assembly, exploring methods that allow syntheses to be followed more closely while forming new ligands, as part of the fundamental study of the digitization of chemical synthesis and discovery. Whilst the control and understanding of the principle of pre-organization and self-sorting under non-equilibrium conditions remains a key goal, a clear gap has been identified in the absence of approaches that can permit fast screening and real-time observation of the reaction process under different conditions. A firm emphasis was thus placed on the realization of an autonomous chemical robot, which can not only monitor and manipulate coordination chemistry in real-time, but can also allow the exploration of a large chemical parameter space defined by the ligand building blocks and the metal to coordinate. The self-assembly of imine ligands with copper and nickel cations has been studied in a multi-step approach using a self-built flow system capable of automatically controlling the liquid-handling and collecting data in real-time using a benchtop MS and NMR spectrometer. This study led to the identification of a transient Cu(I) species in situ which allows for the formation of dimeric and trimeric carbonato bridged Cu(II) assemblies. Furthermore, new Ni(II) complexes and more remarkably also a new binuclear Cu(I) complex, which usually requires long and laborious inert conditions, could be isolated. The study was then expanded to the autonomous optimization of the ligand synthesis by enabling feedback control on the chemical system via benchtop NMR. The synthesis of new polydentate ligands has emerged as a result of the study aiming to enhance the complexity of the chemical system to accelerate the discovery of new complexes. This type of ligand consists of 1-pyridinyl-4-imino-1,2,3-triazole units, which can coordinate with different metal salts. The studies to test for the CuAAC synthesis via microwave lead to the discovery of four new Cu complexes, one of them being a coordination polymer obtained from a solvent dependent crystallization technique. With the goal of easier integration into an automated system, copper tubing has been exploited as the chemical reactor for the synthesis of this ligand, as it efficiently enhances the rate of the triazole formation and consequently promotes the formation of the full ligand in high yields within two hours. Lastly, the digitization of coordination-driven self-assembly has been realized for the first time using an in-house autonomous chemical robot, herein named the ‘Finder’. The chemical parameter space to explore was defined by the selection of six variables, which consist of the ligand precursors necessary to form complex ligands (aldehydes, alkineamines and azides), of the metal salt solutions and of other reaction parameters – duration, temperature and reagent volumes. The platform was assembled using rounded bottom flasks, flow syringe pumps, copper tubing, as an active reactor, and in-line analytics – a pH meter probe, a UV-vis flow cell and a benchtop MS. The control over the system was then obtained with an algorithm capable of autonomously focusing the experiments on the most reactive region (by avoiding areas of low interest) of the chemical parameter space to explore. This study led to interesting observations, such as metal exchange phenomena, and also to the autonomous discovery of self assembled structures in solution and solid state – such as 1-pyridinyl-4-imino-1,2,3-triazole based Fe complexes and two helicates based on the same ligand coordination motif.

Gestão nos Serviços com Sistemas de Monitorização e Implementação do Smart Pricing

A presente dissertação foi elaborada no âmbito do Mestrado em Engenharia Electrotécnica (MEE) no Instituto Superior de Engenharia do Porto (ISEP), em regime empresarial, na empresa PH Energia Lda. Tem-se verificado que, ao longo dos últimos anos, os mercados estão cada vez mais competitivos, tornando-se quase imperativo que as empresas apostem numa boa otimização dos processos produtivos. Produzir cada vez mais, mais rapidamente e com menos recursos disponíveis, ou seja, de forma eficiente, são os desafios de todas as empresas que pretendem permanecer no mercado. Neste contexto surge o tema de tese, “Gestão nos Serviços com Sistemas de Monitorização e Implementação do Smart Pricing”, cujo objetivo tem como base principal a otimização das plataformas da PH Energia numa cultura de melhoria contínua e orientação para o cliente e promover aplicação da tarifa indexada e Smart Pricing em empresas de maneira a que exista uma maior poupança. Ao longo desta dissertação, foram desenvolvidos cálculos associados à monitorização e gestão nos serviços, bem como demonstrada a viabilidade dos mesmos na aplicação de tarifasindexadas e Smart Pricing no setor empresarial e, para finalizar, a compensação que é possível obter ao deslocar o diagrama de cargas, mantendo sempre o mesmo consumo. Na elaboração deste trabalho fez-se o cruzamento de duas plataformas informáticas designadas GesEnergy e Kisense, com ajuda da empresa VPS que tem como parceria a empresa Energia Simples. Em relação ao plano indexado, foram realizados dois estudos de dois balcões do Banco Popular de Portugal de forma a explicitar quando e como deve ser aplicada a tarifa indexada, gestão da procura, bem como deve ser deslocação do consumo, de forma a abranger as horas mais vantajosas em que o preço de energia elétrica é mais baixo.

Análisis narratológico comparativo de los cuentos “La fosa numerada”, de Melitón Barba; “Los robots deben ser atentos”, de Álvaro Menen Desleal; y “La muerte de churruca”, de José María Méndez

Finalmente se realiza el análisis de las muestras elegidas con la finalidad de identificar si los aspectos del método de Barthes se cumplen a cabalidad y qué tipo de discrepancias surgen en cada interpretación, si es que existen se comprobarán por medio de la comparación entre ellas lo cual permitirá obtener resultados para verificar la vigencia de los métodos a través del tiempo, visualizando y sustentando el tema de este trabajo, además de contribuir en futuras investigaciones de la temática

An idiotypic immune network as a short-term learning architecture for mobile robots

A combined Short-Term Learning (STL) and Long-Term Learning (LTL) approach to solving mobile robot navigation problems is presented and tested in both real and simulated environments. The LTL consists of rapid simulations that use a Genetic Algorithm to derive diverse sets of behaviours. These sets are then transferred to an idiotypic Artificial Immune System (AIS), which forms the STL phase, and the system is said to be seeded. The combined LTL-STL approach is compared with using STL only, and with using a handdesigned controller. In addition, the STL phase is tested when the idiotypic mechanism is turned off. The results provide substantial evidence that the best option is the seeded idiotypic system, i.e. the architecture that merges LTL with an idiotypic AIS for the STL. They also show that structurally different environments can be used for the two phases without compromising transferability.

TORP: The Open Robot Project A Framework for Module-Based Robots

The development of robots has shown itself as a very complex interdisciplinary research field. The predominant procedure for these developments in the last decades is based on the assumption that each robot is a fully personalized project, with the direct embedding of hardware and software technologies in robot parts with no level of abstraction. Although this methodology has brought countless benefits to the robotics research, on the other hand, it has imposed major drawbacks: (i) the difficulty to reuse hardware and software parts in new robots or new versions; (ii) the difficulty to compare performance of different robots parts; and (iii) the difficulty to adapt development needs-in hardware and software levels-to local groups expertise. Large advances might be reached, for example, if physical parts of a robot could be reused in a different robot constructed with other technologies by other researcher or group. This paper proposes a framework for robots, TORP (The Open Robot Project), that aims to put forward a standardization in all dimensions (electrical, mechanical and computational) of a robot shared development model. This architecture is based on the dissociation between the robot and its parts, and between the robot parts and their technologies. In this paper, the first specification for a TORP family and the first humanoid robot constructed following the TORP specification set are presented, as well as the advances proposed for their improvement.

Tendências das aves noturnas em Portugal: metodologias e análise de um programa de monitorização baseado em colaboradores voluntários

Uma avaliação das metodologias de análise e recolha de dados aplicadas pelo Programa NOCTUAPortugal é de extrema importância para se apurar se estas são as mais indicadas em estudos de citizen science. Comparou-se os resultados de diferentes metodologias analíticas de estimação das tendências populacionais das espécies de aves noturnas durante o período de realização do Programa NOCTUA-Portugal (análise gráfica simples, modelos lineares generalizados (GLM-Poisson e GLMM), modelos aditivos generalizados (GAM-LOESS e GAM-mgcv) e software TRIM). Analisou-se a metodologia de censo de modo a avaliar o número de registos face à duração dos pontos de escuta, comparar a eficiência do ponto de deteção com outros estudos, variação das respostas ao longo da noite e efeito da época do ano, vento, nebulosidade e luminosidade da lua. Os resultados mostraram que a metodologia analítica mais indicada era o GLMM e que não era necessário realizar nenhum ajuste em particular na metodologia de censo; Trends in nocturnal birds in Portugal Methods and analysis of a volunteer-based monitoring program ABSTRACT: An evaluation of the methodologies of analysis and data collection applied by NOCTUA-Portugal Program is extremely important to determine whether these are the most suitable in citizen science studies. We compared the results of different analytical methodologies to estimate population trends of the species of nocturnal birds during the period of the NOCTUA-Portugal Program (simple graphical analysis, generalized linear models (GLM-Poisson and GLMM), generalized additive models (GAM-LOESS and GAMmgcv) and software TRIM). We analyzed the field methodology to assess the effect of point duration on the number of records, compared the point count efficiency with other sources, the variation of responses throughout the night, the effect of time of year, wind, cloud cover and moon luminosity. The results showed that the most suitable analytical methodology was the GLMM and it was not necessary to make any particular adjustment in the field methodology.

Monitorização do cumprimento do protocolo: ensino à pessoa submetida a ventiloterapia

A ventilação não invasiva (VNI), assume cada vez maior importância na prática clinica, por ser considerada uma opção terapêutica segura e eficaz, sem necessidade de recorrer a métodos invasivos da via aérea. (Ferreira et al., 2009) Os enfermeiros, no desempenho do seu exercício profissional, ensinam a pessoa/família, constituindo-se, a educação para a saúde, como um elemento fundamental nos cuidados de enfermagem. (Phaneuf, 2001) Torna-se essencial, a utilização de protocolos de ensino estruturado ao utente/família submetido a VNI, permitindo a promoção de boas práticas. Com o presente trabalho, pretende-se perceber se o protocolo de ensino à pessoa submetida a ventiloterapia está a ser aplicado conforme preconizado, aos utentes internados no serviço de Pneumologia do CHMT, EPE. A natureza do estudo emerge a partir de um estudo descritivo simples, transversal, retrospetivo e observacional. O instrumento de recolha de dados utilizado foi a aplicação de uma grelha de auditoria aos registos de enfermagem. Os resultados obtidos, revelaram que o protocolo de ensino foi aplicado à totalidade de utentes com necessidade de ensino. A taxa média de conformidades obteve 94% e a percentagem de conformidade por diagnóstico e intervenção de enfermagem, situou-se acima dos 80%