Reconstitution of the failure of the Fonte Santa mine tailings dam. Modelling of the dam breaching process

Dissertação apresentada na Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Civil Perfil de Estruturas e Geotecnia

A Fractional Perspective to the Bond Graph Modelling of World Economies

Inspired in dynamic systems theory and Brewer’s contributions to apply it to economics, this paper establishes a bond graph model. Two main variables, a set of inter-connectivities based on nodes and links (bonds) and a fractional order dynamical perspective, prove to be a good macro-economic representation of countries’ potential performance in nowadays globalization. The estimations based on time series for 50 countries throughout the last 50 decades confirm the accuracy of the model and the importance of scale for economic performance.

Fractional Order Description of DNA

This study addresses the deoxyribonucleic acid (DNA) and proposes a procedure based on the association of statistics, information theory, signal processing, Fourier analysis and fractional calculus for describing fundamental characteristics of the DNA. In a first phase the 24 chromosomes of the Human are evaluated. In a second phase, 10 chromosomes for different species are also processed and the results compared. The results reveal invariance in the description and close resemblances with fractional Brownian motion.

Fractional Dynamics in the Rayleigh's Piston

This paper studies the dynamics of the Rayleigh piston using the modeling tools of Fractional Calculus. Several numerical experiments examine the effect of distinct values of the parameters. The time responses are transformed into the Fourier domain and approximated by means of power law approximations. The description reveals characteristics usual in Fractional Brownian phenomena.

Modelling and Control of Freeway Traffic

This paper presents the most recent developments of the Simulator of Intelligent Transportation Systems (SITS). The SITS is based on a microscopic simulation approach to reproduce real traffic conditions in an urban or non-urban network. In order to analyse the quality of the microscopic traffic simulator SITS a benchmark test was performed. A dynamical analysis of several traffic phenomena, applying a new modelling formalism based on the embedding of statistics and Laplace transform, is then addressed. The paper presents also a new traffic control concept applied to a freeway traffic system.

Towards a Mobile Three-dimensional Modelling System for Underground Structures

Robotica 2012: 12th International Conference on Autonomous Robot Systems and Competitions April 11, 2012, Guimarães, Portugal

Mathematical modelling of shallow flows: closure models drawn from grain-scale mechanics of sediment transport and flow hydrodynamics

Canadian Journal of Civil Engineering 36(10) 1605–16

Calibration Method for Underwater Visual Ground-Truth System

This work presents an automatic calibration method for a vision based external underwater ground-truth positioning system. These systems are a relevant tool in benchmarking and assessing the quality of research in underwater robotics applications. A stereo vision system can in suitable environments such as test tanks or in clear water conditions provide accurate position with low cost and flexible operation. In this work we present a two step extrinsic camera parameter calibration procedure in order to reduce the setup time and provide accurate results. The proposed method uses a planar homography decomposition in order to determine the relative camera poses and the determination of vanishing points of detected lines in the image to obtain the global pose of the stereo rig in the reference frame. This method was applied to our external vision based ground-truth at the INESC TEC/Robotics test tank. Results are presented in comparison with an precise calibration performed using points obtained from an accurate 3D LIDAR modelling of the environment.

Simulation Environment for Multi-Robot Cooperative 3D Target Perception

4th International Conference, SIMPAR 2014, Bergamo, Italy, October 20-23, 2014

Reconstrução de Superfícies usando um Scanner 3D de Luz Estruturada

Ao longo dos últimos anos, os scanners 3D têm tido uma utilização crescente nas mais variadas áreas. Desde a Medicina à Arqueologia, passando pelos vários tipos de indústria, ´e possível identificar aplicações destes sistemas. Essa crescente utilização deve-se, entre vários factores, ao aumento dos recursos computacionais, à simplicidade e `a diversidade das técnicas existentes, e `as vantagens dos scanners 3D comparativamente com outros sistemas. Estas vantagens são evidentes em áreas como a Medicina Forense, onde a fotografia, tradicionalmente utilizada para documentar objectos e provas, reduz a informação adquirida a duas dimensões. Apesar das vantagens associadas aos scanners 3D, um factor negativo é o preço elevado. No âmbito deste trabalho pretendeu-se desenvolver um scanner 3D de luz estruturada económico e eficaz, e um conjunto de algoritmos para o controlo do scanner, para a reconstrução de superfícies de estruturas analisadas, e para a validação dos resultados obtidos. O scanner 3D implementado ´e constituído por uma câmara e por um projector de vídeo ”off-the-shelf”, e por uma plataforma rotativa desenvolvida neste trabalho. A função da plataforma rotativa consiste em automatizar o scanner de modo a diminuir a interação dos utilizadores. Os algoritmos foram desenvolvidos recorrendo a pacotes de software open-source e a ferramentas gratuitas. O scanner 3D foi utilizado para adquirir informação 3D de um crânio, e o algoritmo para reconstrução de superfícies permitiu obter superfícies virtuais do crânio. Através do algoritmo de validação, as superfícies obtidas foram comparadas com uma superfície do mesmo crânio, obtida por tomografia computorizada (TC). O algoritmo de validação forneceu um mapa de distâncias entre regiões correspondentes nas duas superfícies, que permitiu quantificar a qualidade das superfícies obtidas. Com base no trabalho desenvolvido e nos resultados obtidos, é possível afirmar que foi criada uma base funcional para o varrimento de superfícies 3D de estruturas, apta para desenvolvimento futuro, mostrando que é possível obter alternativas aos métodos comerciais usando poucos recursos financeiros.

3D-nanostructured Au electrodes for the event-specific detection of MON810 transgenic maize

In the present work, the development of a genosensor for the event-specific detection of MON810 transgenic maize is proposed. Taking advantage of nanostructuration, a cost-effective three dimensional electrode was fabricated and a ternary monolayer containing a dithiol, a monothiol and the thiolated capture probe was optimized to minimize the unspecific signals. A sandwich format assay was selected as a way of precluding inefficient hybridization associated with stable secondary target structures. A comparison between the analytical performance of the Au nanostructured electrodes and commercially available screen-printed electrodes highlighted the superior performance of the nanostructured ones. Finally, the genosensor was effectively applied to detect the transgenic sequence in real samples, showing its potential for future quantitative analysis.

Minimal Criteria for the Diagnosis of Avulsion of the Puborectalis Muscle by Tomographic Ultrasound

Introduction and hypothesis Puborectalis avulsion is a likely etiological factor for female pelvic organ prolapse(FPOP). We performed a study to establish minimal sonographic criteria for the diagnosis of avulsion. Methods We analysed datasets of 764 women seen at a urogynecological service. Offline analysis of ultrasound datasets was performed blinded to patient data. Tomographic ultrasound imaging (TUI) was used to diagnose avulsion of the puborectalis muscle. Results Logistic regression modelling of TUI data showed that complete avulsion is best diagnosed by requiring the three central tomographic slices to be abnormal. This finding was obtained in 30% of patients and was associated with symptoms and signs of FPOP (P<0.001). Lesser degrees of trauma (‘partial avulsion’) were not associated with symptoms or signs of pelvic floor dysfunction. Conclusions Complete avulsion of the puborectalis muscle is best diagnosed on TUI by requiring all three central slices to be abnormal. Partial trauma seems of limited clinical relevance.

Bioactive beads for local sensing of proteases in 3D engineered tissues

Dissertação para obtenção do Grau de Doutor em Bioengenharia (MIT)

A adequação da oferta formativa dos cursos profissionais às necessidades do mercado de trabalho

Este estudo tem como objetivo principal analisar a oferta formativa a nível dos cursos profissionais e a sua adequação ao mercado de trabalho. Nesse sentido, analisou-se a evolução do ensino profissional em Portugal, nomeadamente em escolas públicas. A abertura das escolas secundárias da rede pública à educação e formação profissional tornou-se um facto incontornável, com a última revisão curricular do ensino secundário a permitir um arrojado salto no desenvolvimento, ao qual não é alheia a sua crescente valorização e consolidação no contexto da ação educativa. As sucessivas reformas do Ensino Secundário, também foram objeto de exploração deste trabalho. Ao longo das décadas, repercutiram-se várias reformas das políticas educativas que, entretanto, culminando na Reforma do Ensino Secundário, em 2004, assumiram a importância do ensino profissionalmente qualificante, com uma expressão no sistema educativo mais intensa que nunca. Neste estudo participaram alunos de um curso profissional, a Coordenadora do Agrupamento de Escolas e a Coordenadora da Associação Empresarial inquiridos sobre as representações que fazem sobre a oferta formativa disponibilizada e a da sua adequação ao mercado empresarial. O presente estudo permitiu perceber que a Escola não possui uma relação objetiva com o mercado empresarial, mas que os alunos têm vontade de se integrar numa empresa da sua região. O resultado do estudo aponta para a existência de uma oferta formativa que não parece estar adequada às necessidades do mercado de trabalho local.

Modelling and optimization of the ion exchange membrane bioreactor for removal of anionic pollutants from drinking water streams

Dissertação para obtenção do Grau de Doutor em Engenharia Química, especialidade de Engenharia Bioquímica