Análise da qualidade das águas, Ribeira Brava

O planeamento e gestão dos recursos hídricos é nos dias de hoje uma tarefa complicada, mas interessante e necessária, tendo em vista a satisfação de cada vez mais exigentes padrões de vida das populações e da qualidade do ambiente. Para que sejam possíveis escolhas e decisões judiciosas sobre a melhor forma de utilizar a água disponível, a sua gestão deve ser enformada por leis, actuações administrativas e disposições económico-financeiras, as quais determinam a necessidade da existência de sistemas institucionais competentes para as implementar. Sob o paradigma da sustentabilidade no contexto dos recursos hídricos, procedeu-se a uma avaliação do estado qualitativo das águas superficiais e subterrâneas do concelho da Ribeira Brava, quer a nível da distribuição de águas quer a nível das águas residuais. Inicialmente, caracterizou-se a região hidrográfica em estudo quanto aos aspetos geográficos, demográficos, socioeconómicos, bem como uma perspetiva quanto à caracterização hidrológica e geomorfológica da bacia hidrográfica a ser monitorizada. Posteriormente, apresentou-se, sob um manto teórico, o funcionamento de todo o sistema de abastecimento de água desde a captação até à sua devolução à natureza, passando pelas ETA, redes de distribuição e ETAR, passando a descrever-se a realidade em termos de infraestruturas existentes no concelho da Ribeira Brava. De seguida, procedeu-se à análise paramétrica temporal nas ETA e ETAR do concelho, cruzando esses dados com a legislação em vigor. Como etapa final, retratam-se as principais ilações quanto à monitorização efetuada, quer a nível de águas de distribuição, quer a nível das águas residuais, bem como se contribui com algumas recomendações, tendo em conta a manutenção e melhoria quantitativa e qualitativa da água no concelho da Ribeira Brava.

Resíduos da indústria agro-alimentar como possíveis fontes de ácido ferúlico

A indústria agro-alimentar produz anualmente uma grande quantidade de subprodutos, ainda tratados como desperdício. A indústria cervejeira, em particular, está associada à produção de vários resíduos, entre os quais o bagaço de malte, também designado bagaço de cerveja ou dreche. Sendo produzida numa razão de 20 kg por cada 100 litros de cerveja, só na Ilha da Madeira a produção de dreche ultrapassa as 2000 toneladas/ano. O presente trabalho foi realizado com o intuito de estudar a utilização da dreche como material de partida para a extracção de ácido ferúlico, um ácido hidroxicinâmico com elevada bioactividade e aplicações. A caracterização físico-química da dreche permitiu determinar um teor de humidade de aproximadamente 70% e um teor de cinzas de cerca de 3,6%. A distribuição granulométrica da dreche seca, revelou que cerca de 70% das partículas que a constituem têm dimensão entre 1 e 0,25 mm. A extracção com acetona produziu um extracto contendo 5 compostos de natureza fenólica, determinados por LC-MS. A hidrólise alcalina – uma das técnicas que permitem a extracção de compostos como o ácido ferúlico a partir de matrizes lenhocelulósicas – foi estudada em amostras de dreche submetidas a tratamento prévio. O pré-tratamento com ácido diluído demonstrou ser eficiente na extracção do ácido ferúlico a partir da dreche. A extracção em autoclave mostrou ser eficiente na extracção do ácido ferúlico [0,28% (m/m)] e uma simplificação do procedimento posterior à reacção de hidrólise alcalina fez aumentar o rendimento de extracção em cerca de 84%, comparativamente ao procedimento habitual. As condições óptimas de hidrólise alcalina em tubos autopressurizados aconteceram a 120 ºC, por 1,5 horas, num rácio de 20 mL/g e NaOH (1,5%). O processo de purificação do ácido ferúlico extraído por adsorção numa resina sintética resultou em percentagens de adsorção de 90,83% e de dessorção em torno dos 68,70%.

Desenvolvimento do catálogo online para a Biblioteca Municipal do Funchal

O presente relatório tem como objetivo apresentar e expor de forma detalhada o projeto ‘Desenvolvimento do Catálogo Online para a Biblioteca Municipal do Funchal’, realizado no âmbito de estágio curricular de fim de curso do Mestrado de Engenharia Informática, da Universidade da Madeira. Este decorreu no Departamento de Sistemas de Informação da Câmara Municipal do Funchal. O projeto surge da necessidade de ter uma ferramenta que sirva o propósito do catálogo bibliográfico online para a Biblioteca Municipal do Funchal. Esta biblioteca, tendo sido alvo de um processo de modernização, adquiriu um conjunto de ferramentas para catalogação bibliográfica digital. Nestas, contudo, não estava incluído nenhum mecanismo que permitisse aos leitores da biblioteca consultar o seu vasto catálogo, nem existia um mecanismo que facilitasse o processo de pedidos de empréstimos. O objetivo deste estágio foi a implementação íntegra de uma plataforma web que sirva o propósito de catálogo bibliográfico, seguindo todas as normas nacionais e internacionais de catalogação bibliográfica, de forma a ir de acordo com os padrões já estabelecidos, permitindo também a consulta de informação e o pedido ou extensão de empréstimos de exemplares associados a este catálogo. Pretendeu-se a implementação de uma hemeroteca digital possibilitando a visualização de publicações periódicas selecionadas para o efeito e, por fim, a implementação de mecanismos de gestão tanto do catálogo como da hemeroteca. Na realização deste projeto, conseguiu-se dar resposta aos objetivos estabelecidos, tendo sido implementada e publicada uma plataforma web a qual é acessível a todos os utilizadores da biblioteca e vai ao encontro de tudo o que possa ser desejado de um catálogo bibliográfico e de uma hemeroteca online.

Madeira wine vinification process: analysis and control

The present study was done in collaboration with J. Faria e Filhos company, a Madeira wine producer, and its main goal was to fully characterize three wines produced during 2014 harvest and identify possible improving points in the winemaking process. The winemaking process was followed during 4 weeks, being registered the amounts of grapes received, the fermentation temperatures, the time at which fermentation was stopped and evolution of must densities until the fortification time. The characterization of musts and wines was done in terms of density, total and volatile acidity, alcohol content, pH, total of polyphenol, organic acids composition, sugars concentration and the volatile profile. Also, it was developed and validated an analytical methodology to quantify the volatile fatty acids, namely using SPME-GC-MS. Briefly, the following key features were obtained for the latter methodology: linearity (R2=0.999) e high sensitivity (LOD =0.026-0.068 mg/L), suitable precision (repeatability and reproducibility lower than 8,5%) and good recoveries (103,11-119,46%). The results reveal that fermentation temperatures should be controlled in a more strictly manner, in order to ensure a better balance in proportion of some volatile compounds, namely the esters and higher alcohols and to minimize the concentration of some volatiles, namely hexanoic, octanoic and decanoic acids, that when above their odours threshold are not positive for the wine aroma. Also, regarding the moment to stop the fermentation, it was verified that it can be introduced changes which can also be benefit to guarantee the tipicity of Madeira wine bouquet.

Estudo da composição e das propriedades bioactivas de plantas produtoras de bagas

O consumo de frutas e vegetais tem sido associado à prevenção de várias doenças crónicas, nomeadamente doenças cardiovasculares, diabetes, cancro e outras que envolvam processos inflamatórios. As bagas destacam-se pelo seu elevado conteúdo em polifenóis, cujas propriedades antioxidantes contribuem para a manutenção da saúde humana. O presente trabalho teve como alvo de estudo as diferentes partes morfológicas (bagas e folhas) de espécies produtoras de bagas, nomeadamente Elaeagnus umbellata, a Rubus grandofolius, a Sambucus lancolata, a Vaccinium padifolium e a Vaccinium cylindraceum, tendo em vista a sua valorização como produtos alimentares e/ou nutracêuticos. A caracterização físico-química destas espécies permitiu determinar que o teor total de sólidos solúveis (TSS) das bagas varia de 4,4 a 16,5 °Brix. As bagas demonstraram ser a parte morfológica com teor de humidade mais elevado. A análise do perfil fenólico por HPLC-DAD-ESI/MSn, no modo negativo, dos extractos metanólicos mostrou que as folhas apresentam maior conteúdo de compostos fenólicos, comparativamente às bagas. Os ácidos hidroxicinâmicos (derivados dos ácidos cafeicos, cumárico e ferúlico), os ácidos cafeoilquínicos, bem como os flavonóis-O-glicosilados (derivados da quercetina e canferol) predominam nestas espécies. A análise pelo modo positivo permitiu a identificação de antocianinas glicosiladas (delfinidina, cianidina, petunidina, peonidina e malvidina) nas bagas e folhas jovens da espécie Vaccinium padifolium. Os ensaios in vitro de simulação da digestão gastrointestinal permitiram compreender a sua influência na actividade antioxidante dos extractos. Após a digestão, as folhas continuam a apresentar maior capacidade antioxidante do que as bagas. Adicionalmente, concluiu-se que as enzimas presentes neste processo têm menor influência do que o pH e a força iónica dos sucos digestivos. O estudo do efeito inibitório in vitro dos extractos sobre a actividade de enzimas responsáveis pelo metabolismo dos hidratos de carbono permitiu determinar que os viii Joana Pinto (2016) extractos foram mais eficientes na inibição da actividade da α-glucosidase do que na inibição da actividade da α-amilase.

Metodologias de determinação de alturas de onda para dimensionamento de obras marítimas

O clima marítimo ao longo da costa da Região Autónoma da Madeira (RAM) apresenta algumas diferenças, sendo para isso fundamental efetuar uma análise das características oceanográficas e geotécnicas do Arquipélago da Madeira. A referida análise tem como pressuposto retratar, o mais fiável possível, as diferenças, incidindo especialmente nos Portos do Funchal, Caniçal, Porto Moniz e Porto Santo. A caracterização e simulação da propagação da agitação marítima, aplicada a estruturas portuárias da RAM, representam o cerne desta dissertação, sendo os seus objetivos primordiais: a definição da onda de projeto de uma obra marítima; a descrição da metodologia de determinação de estimativas de longo prazo; a análise comparativa; a definição de metodologias de cálculo e a aplicação a registos da costa da RAM. Numa primeira fase procedeu-se à recolha de informação bibliográfica e de todos os registos informáticos disponibilizados pelas identidades responsáveis, nomeadamente a Administração dos Portos da Região Autónoma da Madeira (APRAM). Posteriormente efetuou-se um registo fotográfico das estruturas portuárias de modo a poder enquadra-las geograficamente na região. Com recurso aos dados fornecidos pela APRAM e a folhas de cálculo desenvolvidas no programa Microsoft Excel foi possível efetuar uma análise das alturas de onda significativa, do período de pico e da direção de ocorrência, por forma a poder caracterizar a agitação marítima que ocorre em cada um dos locais alvo deste estudo, sendo esta complementada pela análise das variáveis oceanográficas através do programa Carol. O passo seguinte incidiu sobre a análise da propagação da agitação marítima em cada um dos locais analisados, com recurso ao programa Mopla e à caracterização supracitada, por forma a conseguir definir a altura de onda que ocorre na estrutura portuária em causa. Como tarefa final são expostas as principais conclusões, algumas considerações finais e alguns objetivos que deveriam ser alcançados num futuro próximo.

Educação matemática crítica na sala de aula: contributo na formação de jovens interventivos com a matemática

Os níveis de insucesso na disciplina de matemática nas nossas escolas associados à falta de motivação manifestada por muitos alunos por esta disciplina têm vindo a preocupar todos os intervenientes no processo educativo, que se empenham na busca incansável de novas metodologias que visem combater esta problemática. Surge a necessidade de repensar as práticas pedagógicas de forma a promover uma verdadeira educação matemática alternativa à visão tradicional que impera desde há muito nas nossas salas de aula. Mas, para além da taxa de insucesso e desinteresse, estarão os alunos com resultados notórios à disciplina preparados para participar de forma consciente e autónoma na sociedade onde se encontram inseridos? Será que o ensino da matemática contribui para emancipar estes jovens? Através deste estudo pretendi compreender de que forma a implementação, nas aulas de matemática, de atividades elaboradas à luz da Educação Matemática Crítica poderá contribuir na formação de jovens interventivos com a matemática. A abordagem teórica reflete algumas das minhas preocupações sobre educação matemática, transparecendo a visão de alguns autores sobre esta ao longo dos tempos; analisa o porquê do insucesso do atual modelo de Educação Matemática nas nossas escolas e, por fim, contempla a urgência de uma transição para um tipo de ensino alicerçado numa Educação Matemática Crítica que eduque para a cidadania como resposta ao fracasso dado pelo modelo tradicional às exigências sociais. Esta abordagem teórica abriu portas a novos conhecimentos acerca do que deverá ser uma “verdadeira” educação matemática. O estudo realizado foi do tipo qualitativo e tomou como método a observação participante. A recolha de dados foi realizada através de análises críticas a notícias vinculadas à comunicação social e através da realização de propostas de trabalho envolvendo situações reais e presentes na vivência dos meus alunos, nas quais eles tiveram que investigar e interagir com conceitos matemáticos de forma a tomarem posições críticas perante as mesmas. Algumas atividades geraram a aquisição de novos conhecimentos matemáticos devido à necessidade de justificação das suas opiniões. Através desta investigação ficou evidente a necessidade de alterar o poder formatador da matemática nas nossas práticas como professores e substituir as mesmas pela realização de atividades que proporcionem o desenvolvimento da capacidade dos alunos interagirem criticamente. Neste tipo de tarefas, os alunos mostraram-se mais motivados que na resolução de atividades rotineiras que estavam habituados a realizar. Também reconheceram a importância da Educação Matemática Crítica na sua formação e como promessa ficou a continuação da realização de mais atividades deste género.

Relationship between sport commitment and sport consumer behavior

The purpose of this study was to examine the relationships between sport commitment and three types of sport consumer behaviors: participation frequency, sporting goods and media consumption. A survey was conducted among sport participants of both individual and team sports, fitness and outdoor activities (n= 900). The survey included questions related to demographic information, measures of sport commitment and sport consumption behavior. The results analyzed trough structural equation modeling showed that the sport commitment influences positively the participation frequency, sporting goods consumption and media consumption. Implications of these results are discussed and suggestions for future research on sport consumers are provided.

Coaching or gaming? Implications of strategy choice for home based stroke rehabilitation

Background: The enduring aging of the world population and prospective increase of age-related chronic diseases urge the implementation of new models for healthcare delivery. One strategy relies on ICT (Information and Communications Technology) home-based solutions allowing clients to pursue their treatments without institutionalization. Stroke survivors are a particular population that could strongly benefit from such solutions, but is not yet clear what the best approach is for bringing forth an adequate and sustainable usage of home-based rehabilitation systems. Here we explore two possible approaches: coaching and gaming. Methods: We performed trials with 20 healthy participants and 5 chronic stroke survivors to study and compare execution of an elbow flexion and extension task when performed within a coaching mode that provides encouragement or within a gaming mode. For each mode we analyzed compliance, arm movement kinematics and task scores. In addition, we assessed the usability and acceptance of the proposed modes through a customized self-report questionnaire. Results: In the healthy participants sample, 13/20 preferred the gaming mode and rated it as being significantly more fun (p < .05), but the feedback delivered by the coaching mode was subjectively perceived as being more useful (p < .01). In addition, the activity level (number of repetitions and total movement of the end effector) was significantly higher (p <.001) during coaching. However, the quality of movements was superior in gaming with a trend towards shorter movement duration (p=.074), significantly shorter travel distance (p <.001), higher movement efficiency (p <.001) and higher performance scores (p <.001). Stroke survivors also showed a trend towards higher activity levels in coaching, but with more movement quality during gaming. Finally, both training modes showed overall high acceptance. Conclusions: Gaming led to higher enjoyment and increased quality in movement execution in healthy participants. However, we observed that game mechanics strongly determined user behavior and limited activity levels. In contrast, coaching generated higher activity levels. Hence, the purpose of treatment and profile of end-users has to be considered when deciding on the most adequate approach for home based stroke rehabilitation.

Avaliação do comportamento dinâmico da torre sineira da Sé Catedral do Funchal

O objetivo principal deste trabalho consiste na caracterização dinâmica da Torre Sineira da Sé Catedral do Funchal. Esta caracterização tem como base o recurso a técnicas de análise experimental, e em simultâneo, a simulações numéricas. As técnicas experimentais utilizadas baseiam-se na utilização de metodologias de identificação dinâmica com base em medições da resposta estrutural provocada pela excitação ambiente, i.e. vento e tráfego. A campanha de ensaios foi realizada em cinco séries de medição com acelerômetros piezoelétricos de alta sensibilidade e recorrendo a equipamento de aquisição de dados de alto desempenho. Ao longo do trabalho são descritas as principais características dos ensaios, bem como os resultados obtidos recorrendo a técnicas de análise modal operacional, culminando na obtenção dos parâmetros modais dos principais modos de vibração da estrutura. Após o tratamento dos resultados obtidos experimentalmente, estes foram usados para calibrar um modelo numérico implementado num software comercial de elementos finitos. Este modelo tem como base técnicas de modelação correntemente utilizadas na simulação deste tipo de estruturas, bem como parâmetros plausíveis para definir o comportamento mecânico dos materiais. Posteriormente, os resultados obtidos em ambas as abordagens são diretamente comparados, tendo sido possível observar uma boa correspondência entre ambos. Esta dissertação termina com as principais conclusões e com a identificação dos principais desenvolvimentos para trabalhos futuros.

Lean e sua aplicabilidade na indústria da construção

Nos tempos que correm a gestão de topo das empresas tem como desafio adaptar-se às exigências do mercado, tendo em conta a crise atravessada nos diversos setores. O lean mais do que uma ferramenta, é uma filosofia de vida que visa a excelência. Esta filosofia contém dois pilares importantes, a melhoria contínua e o respeito pelas pessoas. A melhoria contínua pretendida visa a obtenção do valor esperado e definido perante um desafio. O lean é uma filosofia de gestão que nasce após a segunda guerra mundial caracterizado como sistema de produção enxuto que visa eliminação de desperdícios. Algumas empresas do setor da construção após verificar os resultados satisfatórios noutras áreas, impuseram a implementação da filosofia lean nas suas organizações. Esta implementação passa por adotar ferramentas que visam a eliminação de desperdícios, produção puxada e a flexibilidade de processos. A construção adotou ferramentas tais como: just in time, definição de valor, definição de desperdício, fluxo contínuo, task time, sistema puxado, poka-yoke, kanban, heijunka (nivelamento de produção), seis sigmas, last planner, kaizen, fluxo de valor, 5S`s. A presente tese pretende clarificar algumas destas ferramentas e conceitos, aproximando-os da área da construção. Inclui-se um questionário a um grupo de trabalhadores de uma empresa de construção que está na fase inicial de implementação do lean. O questionário visou entender em que fase se encontra a implementação e a importância dada ao tema pelos trabalhadores. Foram analisados alguns casos práticos onde a gestão da empresa decidiu implementar o lean.

Caracterização térmica de tubos de explorações petrolíferas em águas profundas

Este trabalho foi realizado devido aos novos desafios existentes na área petrolífera, pois tem-se verificado novas necessidades na transferência de calor em tubagens em águas profundas. Com estes novos cenários de produção em águas profundas, existe a preocupação de garantir o escoamento do produto evitando cenários de obstrução nas tubagens. Os principais problemas aquando da exploração petrolífera prendem-se com a ocorrência de parafinas nas paredes dos tubos bem como a formação de hidratos. É descrito neste trabalho as soluções existentes para a transferência do produto e comparação das mesmas. Numa segunda fase é realizado um modelo matemático para análise térmica das tubagens comparando os materiais isolantes propostos, afim de garantir a temperatura mínima do fluido circulante. De salientar que houve a preocupação de ter em conta uma paragem na exploração do petróleo, por motivos de manutenção por exemplo, e garantir dessa maneira a temperatura mínima do mesmo. Este trabalho propõe soluções de isolamento térmico e discute todos os desafios e problemas existentes.

OpenDataHub: an open dataset management system

This thesis presents a cloud-based software platform for sharing publicly available scientific datasets. The proposed platform leverages the potential of NoSQL databases and asynchronous IO technologies, such as Node.JS, in order to achieve high performances and flexible solutions. This solution will serve two main groups of users. The dataset providers, which are the researchers responsible for sharing and maintaining datasets, and the dataset users, that are those who desire to access the public data. To the former are given tools to easily publish and maintain large volumes of data, whereas the later are given tools to enable the preview and creation of subsets of the original data through the introduction of filter and aggregation operations. The choice of NoSQL over more traditional RDDMS emerged from and extended benchmark between relational databases (MySQL) and NoSQL (MongoDB) that is also presented in this thesis. The obtained results come to confirm the theoretical guarantees that NoSQL databases are more suitable for the kind of data that our system users will be handling, i. e., non-homogeneous data structures that can grow really fast. It is envisioned that a platform like this can lead the way to a new era of scientific data sharing where researchers are able to easily share and access all kinds of datasets, and even in more advanced scenarios be presented with recommended datasets and already existing research results on top of those recommendations.

A virtual agent to sustaining children's engagement in language learning

In this thesis we aimed to explore the potential of gamification - defined as “the use of game elements in non-game contexts” [30] - in increasing children's (aged 5 to 6) engagement with the task. This is mainly due to the fact that our world is living a technological era, and videogames are an example of this engagement by being able to maintain children’s (and adults) engagement for hours straight. For the purpose of limiting complexity, we only addressed the feedback element by introducing it with an anthropomorphic virtual agent (human-like aspect), because research shows that virtual agents (VA’s) can influence behavioural change [17], or even induce emotions on humans both through the use of feedback provided and their facial expressions, which can interpreted in the same way as of humans’ [2]. By pairing the VA with the gamification concept, we wanted to 1) create a VA that is likely to be well-received by children (appearance and behaviour), and 2) have the immediate feedback that games have, so we can give children an assessment of their actions in real-time, as opposed to waiting for feedback from someone (traditional teaching), and with this give students more chances to succeed [32, 43]. Our final system consisted on a virtual environment, where children formed words that corresponded to a given image. In order to measure the impact that the VA had on engagement, the system was developed in two versions: one version of the system was limited to provide a simple feedback environment, where the VA provided feedback, by responding with simple phrases (i.e. “correct” or “incorrect”); for the second version, the VA had a more complex approach where it tried to encourage children to complete the word – a motivational feedback - even when they weren’t succeeding. Lastly we conducted a field study with two groups of children, where one group tested the version with the simple feedback, and the other group tested the ‘motivational’ version of the system. We used a quantitative approach to analyze the collected data that measured the engagement, based on the number of tasks (words) completed and time spent with system. The results of the evaluation showed that the use of motivational feedback may carry a positive effect on engaging children.

Motivating the use of public transit through a mobile glanceable display

With increasing concerns about the impact of global warming on human life, policy makers around the world and researchers have sought for technological solutions that have the potential to attenuate this process. This thesis describes the design and evaluation of an information appliance that aims to increase the use of public transportation. We developed a mobile glanceable display that, being aware of the user’s transportation routines, provides awareness cues about bus arrival time, grounded upon the vision of Ambient Intelligence. We present the design process we followed, from ideation to building a prototype and conducting a field study, and conclude with a set of guidelines for the design of relevant personal information systems. More specifically we seek to test the following hypotheses: 1) That the tangible prototype that provides ambient cues will be used more frequently than a similar purpose mobile app, 2) That the tangible prototype will reduce the waiting time at the bus stop, 3) That the tangible prototype will result to reduced anxiety on passengers, 4) That the tangible prototype will result to an increase in the perceived reliability of the transit service, 5) That the tangible prototype will enhance users’ efficiency in reading the bus schedules and 6) That the tangible prototype will make individuals more likely to use public transit. In a field study, we compare the tangible prototype against the mobile app and a control condition where participants were given no external support in obtaining bus arrival information, other than their existing routines. Using qualitative and quantitative data, we test the aforementioned hypotheses and explore users’ reactions to the prototype we developed.