Determinação de dados fiabilísticos baseados em testes acelerados de vida

Os testes acelerados de vida são realizados com o objectivo de estimar determinados parâmetros fiabilísticos, referentes a um determinado tipo de bem, despoletando a ocorrência de um dado modo de falha específico, num período de tempo mais reduzido do que aquele em que, em condições de normal operação se verificaria. Torna-se assim possível, através da utilização dos testes acelerados de vida e dos modelos matemáticos de extrapolação de dados, prever a ocorrência de falhas e dos seus modos, permitindo assim realizar alterações aos projectos em estudo, antes mesmo de estes serem disponibilizados no mercado. O emprego deste tipo de metodologia possibilita às organizações uma economia de tempo na determinação dos dados de vida dos bens, o que se reflecte numa grande vantagem face aos testes realizados para normais condições de operação. No presente documento é feita uma abordagem muito objectiva dos conceitos de fiabilidade de modo a poder perceber os conceitos teóricos em que assentam as metodologias relacionadas com os testes acelerados de vida, bem como o estudo e análise das teorias que servem por base aos testes acelerados. No presente documento são analisados os modelos matemáticos de extrapolação de dados dos testes acelerados de vida, tais como o modelo de Arrhenius, o modelo de Eyring, o modelo da Lei da Potência Inversa e o modelo de Bazovsky. Para uma melhor compreensão dos conceitos é feita uma análise às distribuições mais utilizadas em fiabilidade, caso da distribuição de Weibull, da distribuição Normal e da distribuição Lognormal. Para implementar os conceitos e metodologias estudadas, obtiveram-se dados referentes a testes acelerados de vida de um óleo isolante de um transformador eléctrico, implementou-se a metodologia relacionada com o modelo da Lei da Potência Inversa através do software ALTA 8 e determinaram-se os parâmetros fiabilísticos correspondentes. De outro modo, foi ainda utilizado um método detalhado de resolução, utilizando o software Weibull++ 8, para posterior comparação de resultados.

Implementação de uma ferramenta informática para gestão da manutenção de um edifício

Esta tese surge na sequência da crescente atenção que é dada às ferramentas informáticas para gestão de manutenção de edifícios, justificada pelos elevados custos associados à exploração e manutenção dos edifícios, pelo que requer uma optimização contínua. A gestão de edifícios e instalações abrange a coordenação e o uso eficiente dos recursos disponíveis, entre os quais se incluem os técnicos, as instalações técnicas e os equipamentos. Desde hà algum tempo que se tem registado um grande progresso e aperfeiçoamento em aplicações informáticas ou software de manutenção de edifícios. Estes possuem um excelente controlo das instalações, do seu funcionamento, da monitorização dos custos previstos em função do desempenho real e da possibilidade de, em simultâneo, registarem informações essenciais, geralmente numa única base de dados. Actualmente encontram-se disponíveis no mercado nacional alguns sistemas de software com diferentes abordagens integradas, funções e graus de êxito. Procura-se ainda evidenciar a utilidade do seu manuseamento na Gestão da Manutenção de Edifícios e chamar a atenção para a necessidade de mais investigação e utilização destas metodologias no nosso país.

Colunas de jet-grouting na construção de túneis

A crescente utilização do espaço subterrâneo, em particular nos meios urbanos densamente ocupados em superfície e em condições geotécnicas difíceis, tem exigido um crescente desenvolvimento das técnicas de reforço dos terrenos com o objetivo de mitigar riscos de danos nas edificações. Dentro das várias técnicas seguidas o jet-grouting tem vindo a assumir um papel relevante no tratamento de solos de fraca qualidade geotécnica, pela sua versatilidade no modo de aplicação, quer em superfície quer em subterrâneo. Com a realização deste trabalho pretende-se efetuar um levantamento das técnicas de tratamento de terrenos por jet-grouting e a sua aplicação à construção de túneis. Assim, numa primeira fase, descreve-se o que é o jet-grouting, o modo como é aplicada a técnica de jet-grouting, quais as suas características, quais as propriedades adquiridas pelo produto final, como se realiza o controlo de qualidade de todo o processo de execução. Também se faz referência aos equipamentos e materiais utilizados, tal como às suas vantagens e desvantagens. Posteriormente faz-se referência aos problemas decorrentes da construção de túneis, da forma como influenciam o meio onde são escavados e o porquê da necessidade de reforço, chegando-se ao modo como a técnica de jet-grouting tem vindo a ser utilizada na construção dos túneis, citando-se alguns casos práticos. Por fim resumem-se os pontos mais importantes da realização deste trabalho.

Sistema de digitalização, detecção e classificação automática de recibos em dispositivos móveis

Ao longo dos últimos anos tem-se assistido a uma rápida evolução dos dispositivos móveis. Essa evolução tem sido mais intensa no poder de processamento, na resolução e qualidade das câmaras e na largura de banda das redes móveis de nova geração. Outro aspecto importante é o preço, pois cada vez mais existem dispositivos móveis avançados a um preço acessível, o que facilita a adopção destes equipamentos por parte dos utilizadores. Estes factores contribuem para que o número de utilizadores com “computadores de bolso” tenda a aumentar, possibilitando cada vez mais a criação de ferramentas com maior complexidade que tirem partido das características desses equipamentos. Existem muitas aplicações que exploram estas características para facilitar o trabalho aos utilizadores. Algumas dessas aplicações conseguem retirar informação do mundo físico e fazer algum tipo de processamento, como por exemplo, um leitor de códigos QR ou um OCR (Optical Character Recognizer). Aproveitando o potencial dos dispositivos móveis actuais, este trabalho descreve o estudo, a implementação e a avaliação de uma aplicação de realidade aumentada para adquirir e gerir recibos em papel de forma automática e inteligente. A aplicação utiliza a câmara do dispositivo para adquirir imagens dos recibos de forma a poder processá-las recorrendo a técnicas de processamento de imagem. Tendo uma imagem processada do recibo é efectuado um reconhecimento óptico de caracteres para extracção de informação e é utilizada uma técnica de classificação para atribuir uma classe ao documento. Para um melhor desempenho do classificador é utilizada uma estratégia de aprendizagem incremental. Após a correcta classificação é possível visualizar o recibo com informação adicional (realidade aumentada). O trabalho proposto inclui também a avaliação da interface e dos algoritmos desenvolvidos.

Processo de liofilização de produtos alimentares perecíveis

O presente trabalho, tem como objectivo a concepção de uma instalação frigorífica para armazenar camarões congelados e refrigerados, estudar o sistema frigorífico com o fluido frigorigéneo R-404A, e compará-lo com um liofilizador que tenha a mesma capacidade de processamento diária de camarão. Os produtos alimentares, em causa, são considerados perecíveis e requerem o frio para a conservação das suas características. Para tal, é necessário um correcto dimensionamento dos equipamentos que constituem o circuito frigorífico, tais como: compressores, condensadores, evaporadores, entre outros. O trabalho inicia-se com a definição dos objectivos principais para o desenvolvimento deste estudo. Após a definição dos objectivos, é feito uma análise aprofundada relativa à tecnologia de liofilização, definindo-se o seu historial de utilização, características principais, os vários componentes, a sua aplicação aos mais diversos produtos, entre outros parâmetros de análise. De seguida, caracteriza-se e dimensiona-se, através de um balanço térmico manual, a instalação frigorífica. Definem-se os vários equipamentos presentes, o layout da mesma, o circuito frigorífico e estabelecem-se os custos que esta instalação acarreta. Por fim, e de acordo com a produção diária estabelecida, é feita a selecção do liofilizador adequado. Neste capítulo do trabalho, também é feito um estudo económico respeitante ao liofilizador seleccionado, para que depois seja possível comparar a viabilidade económica entre os dois processos de conservação do produto.

Orientação de campo da máquina assíncrona: controlo preditivo

Nesta dissertação de Mestrado foi realizado o estudo teórico e a respectiva comprovação experimental da aplicação do Controlo por Orientação de Campo para a máquina assíncrona trifásica permitindo a imposição das correntes com recurso ao Controlo Preditivo. Foi efectuado inicialmente a modelização do sistema, ondulador de tensão trifásico e máquina assíncrona trifásica, e o estudo do Controlo Preditivo mais adequado a aplicar ao sistema. Depois de realizado o Controlo por Orientação de Campo foi projectado e dimensionado um anel exterior para controlo de velocidade. Os ensaios com recurso inicialmente à simulação numérica em ambiente Matlab/Simulink e posterior experimentação laboratorial, permitem a validação dos modelos teóricos e da técnica de controlo utilizada. Foram realizados testes em regime estacionário e regime dinâmico para diferentes referências de velocidade. Os ensaios efectuados em simulação e experimentais foram comparados com a solução de imposição das correntes através de controladores histeréticos, nesta dissertação designada por técnica clássica. A implementação laboratorial do protótipo, foi realizada através do projecto, dimensionamento e construção de vários módulos para o efeito. O rectificador trifásico tem entrada compatível com as tensões nominais da rede, inclui também uma resistência de pré-carga dos condensadores, e uma resistência de dissipação para limitar a tensão no barramento de tensão DC. O módulo integrado de potência para funcionamento como ondulador de tensão trifásico tem uma estrutura compacta, onde estão incluídos drivers de disparo dos seus semicondutores, e algumas protecções inerentes ao seu bom funcionamento. Para implementação do Controlo por Orientação de Campo e o anel exterior para controlo de velocidade, foi usado um controlador digital de sinal do fabricante dSPACE.

Operação e planeamento de redes de energia eléctrica com recurso ao trânsito optimizado de energia

Esta dissertação tem como objectivo explorar as potencialidades de aplicação do trânsito optimizado de energia (Optimal Power Flow - OPF), no contexto da operação e planeamento de redes de energia eléctrica. Para o efeito, são ilustradas diferentes funções objectivo, nomeadamente, a minimização: dos custos de combustível, da potência activa de perdas, da potência reactiva de perdas, do ajuste de carga, do ajuste da reactância das linhas e da inserção das reactâncias shunt e/ou baterias de condensadores. São ainda propostas duas abordagens, que recorrem ao OPF, para efectuar a resolução do problema da compensação do factor de potência, em redes de distribuição de energia eléctrica. Em cada abordagem, são inseridas baterias de condensadores comutáveis na rede, com o objectivo de conduzir a uma redução dos custos de geração de energia eléctrica. Na primeira abordagem, dimensionam-se as baterias de condensadores para o nível de carga mais elevado, enquanto na segunda abordagem proposta, o valor e localização dos condensadores, tem em conta o conjunto dos níveis de carga considerados para o qual se pretende efectuar o dimensionamento. As duas abordagens apresentam resultados distintos para a potência reactiva das baterias de condensadores adicionadas em cada barramento, bem como para a selecção dos escalões, que devem estar em funcionamento em diferentes níveis de carga. De forma a avaliar a qualidade das soluções efectua-se, uma avaliação técnico-económica para diferentes níveis admissíveis de compensação do factor de potência, tendo em conta cenários de carga considerados na óptica do planeamento. É proposta uma metodologia, com o objectivo de obter a solução do problema em função dos seguintes factores: orçamento disponível, nível de perdas considerado satisfatório, VAL e tan das cargas da rede. As abordagens propostas são aplicadas à rede de distribuição de energia eléctrica de São Vicente. São ainda efectuadas sensibilidades em relação à natureza da carga, mediante a variação da sua tan . Verifica-se que os resultados obtidos são robustos e que a segunda abordagem é mais vantajosa.

Comparação de duas ferramentas de cálculo do galgamento baseadas na análise de redes neuronais

O galgamento de estruturas marítimas é um fenómeno caracterizado pela passagem de água sobre o seu coroamento devido à ação da agitação marítima incidente. Numa estrutura do tipo quebra-mar de taludes, a onda marítima perde parte significativa da sua energia no espraiamento. Se a zona de talude emersa não for suficiente extensa para ocorrer a dissipação total da energia, o nível máximo de espraiamento excede a cota do coroamento da estrutura e verifica-se galgamento. O caudal médio de água que galga as estruturas, habitualmente medido em m3/s por metro linear de estrutura, constitui a par da estabilidade da estrutura, um dos principais parâmetros condicionantes em projeto. A quantificação incorreta dos efeitos do fenómeno pode não só originar implicações de índole financeira e económica, como colocar em risco a segurança de pessoas, bens e equipamentos, bem como as atividades que justificam a existência daquelas obras de proteção. Neste trabalho é utilizada uma metodologia recente de previsão de galgamentos em estruturas marítimas, a qual se baseia no conceito de análise de redes neuronais para o desenvolvimento das ferramentas de cálculo. São aplicadas as ferramentas NN_OVERTOPPING2, do projeto Europeu de investigação CLASH, e Overtopping, que faz parte da dissertação de doutoramento de Verhaeghe (2005). Esta segunda ferramenta mostra uma mais-valia em relação à primeira, por ter sido desenvolvida para prever galgamentos nulos para determinados estados de agitação incidentes nas estruturas. O caso de estudo é referente a um troço (em frente ao posto 2) do molhe Oeste do Porto de Sines que serve de abrigo ao terminal de graneis líquidos. Para o perfil desta estrutura existem dados de galgamentos que resultaram de ensaios em modelo físico reduzido realizados no LNEC. Devido à colocação diferenciada dos blocos Antifer em duas zonas do manto de proteção, o que lhe confere diferentes características de rugosidade e de permeabilidade, foi utilizada uma metodologia recomendada por Pullen et al. (2007) no cálculo do coeficiente de redução do galgamento f, que tem em conta, entre outras variáveis, aquelas características físicas. O presente trabalho visa comparar os resultados estimados pelas duas ferramentas de redes neuronais, tendo como referência os valores do caudal médio galgado por metro linear de estrutura obtidos nos referidos ensaios. Será observado que os resultados produzidos pelas ferramentas são bastante satisfatórios, apresentando no entanto significativas divergências no domínio dos pequenos galgamentos.

Projecto climatização e ventilação: unidade de saúde familiar

Nesta Tese Final de Mestrado vai ser desenvolvido um projecto de climatização, ventilação e ar condicionado (AVAC) de um edifício do tipo Hospitalar, sem internamento, designado por “Unidade de Saúde Familiar”, com o objectivo de se discutirem os conceitos teóricos e práticos em todos os aspectos que fazem parte integrante de um projecto deste tipo. A Tese Final de Mestrado baseia-se num sistema hidráulico centralizado a 4 tubos, ao longo da qual se irão dimensionar e seleccionar todos os equipamentos necessários para manter a temperatura ambiente dentro dos limites de conforto e limitar os níveis de ruído e a qualidade do ar interior dentro de valores regulamentares, sempre dentro de parâmetros económicos sustentáveis. Ao elaborar esta Tese Final de Mestrado procurou-se seguir critérios e concepções que garantam a obtenção de elevados níveis de qualidade, tendo presente a preocupação de assegurar uma condução fiável, económica e simples da instalação. Procurou-se também seguir uma rigorosa definição de conceitos e parâmetros reguladores do projecto ao nível de qualidade dos equipamentos e das exigências de montagem face à legislação e regulamentação vigentes DL 78/2006 de 4 de Abril – Sistema Nacional de Certificação Energética e da Qualidade do Ar Interior nos Edifícios, RSECE – Regulamento dos Sistemas Energéticos de Climatização em Edifícios (DL. nº 79/2006), RCCTE – Regulamento das Características de Comportamento Térmico dos Edifícios (DL. nº 80/2006), DL 9/2007, de 13 de Janeiro – Regulamento Geral sobre o Ruído.

Sustentabilidade hídrica de edifícios habitacionais

De acordo com os princípios e diretrizes globais do desenvolvimento sustentável e com vista a melhorar a resiliência dos sistemas de água, torna-se necessária uma mudança substancial nos padrões de produção e consumo da sociedade. Sendo a água um recurso limitado, que é necessário proteger e conservar, o seu uso eficiente é um bem imperativo, que se traduzirá em ganhos ambientais significativos. O impacte sobre este recurso causado pelos edifícios ao longo do seu ciclo de vida, nomeadamente durante a fase de operação, tem como resultado padrões de consumo muito elevados. Diante deste cenário, a introdução de equipamentos economizadores(torneiras, autoclismos, etc...) e a reutilização de águas cinzentas e captação de águas pluviais para usos não potáveis é uma alternativa estratégica, visto que a pressão sobre os recursos de água doce cresce em todo o mundo. Assim, há a necessidade de procurar fontes alternativas de água para reduzir o seu consumo e, consequentemente, o seu custo. Um estudo encomendado pela comissão da União Europeia, estima que a eficiência no uso da água pode ser melhorada em quase 40% só através de melhorias tecnológicas (introdução de equipamentos economizadores), e que com a adição da reutilização da água da chuva e das águas cinzentas este valor poderá subir para o dobro (80%) (Dworak, T. et al., 2007). Existem vários sistemas de certificação voluntária, onde está inserido uma vertente referente aos sistemas hídricos, tais como o BREEAM (Building Research Establishment Environmental Assessment Method), o LEED (Leadership in Energy & Environmental Design), a ANQIP (Associação Nacional para a Qualidade nas Instalações Prediais) e o LiderA, usualmente tidos como referências. Esta dissertação aborda as ações que podem ser praticadas para a diminuição do desperdício e o aumento da eficiência na utilização da água nas edificações, através de uma revisão bibliográfica e análise crítica. Assim, foi possível concluir que a aplicação de medidas sustentáveis relativas à água apresenta benefícios consideráveis, em termos ambientais e também de redução do consumo de água potável. No entanto, para fomentar o uso eficiente da água, a nível nacional, há ainda um longo caminho a percorrer, apesar de algumas iniciativas já estarem em andamento, como o PNUEA (Plano Nacional para o Uso Eficiente da Água).

Aplicação da filosofia lean na área da manutenção

A competitividade entre empresas e o preço excessivo dos produtos que os clientes não querem pagar, faz com que as empresas tomem medidas para evitar todo o tipo de desperdícios, rentabilizando ao máximo a sua cadeia de valor. A filosofia Lean foi uma das formas encontradas para identificar e eliminar alguns desses desperdícios, melhorando o processo produtivo e desta forma tornando as empresas mais competitivas. O Lean tem várias ferramentas podendo ser aplicadas em diversas áreas. Uma dessas áreas é a manutenção, onde se pretende que os equipamentos operem sem interrupções e com uma produção de qualidade. Algumas das ferramentas do Lean encaixam-se perfeitamente na área da manutenção para identificação de desperdícios, criação de valor, realização de planeamento, melhoria do sistema de trabalho na organização e até no próprio desenvolvimento dos trabalhadores. A presente dissertação visa mostrar algumas das ferramentas mais comuns da filosofia Lean com aplicabilidade na manutenção industrial. As ferramentas utilizadas servem sobretudo para identificar os desperdícios e criação de valor nesta área. Esta dissertação visa melhorar o desempenho nas actividades de manutenção industrial, envolvendo também a produção, serviços administrativos e segurança, entre outros. Com o presente trabalho ficou demostrado que antes da aplicação da filosofia Lean os desperdícios eram enormes e pouco visíveis aos trabalhadores e administradores da empresa. Depois de se aplicar a filosofia Lean constata-se que os custos com os desperdícios diminuíram drasticamente.

Comando e monitorização com PIC do conversor modulador bipolar

O presente trabalho apresenta a análise, o projecto, a implementação e os ensaios de um protótipo de comando e monitorização dum conversor de potência, um gerador modulador bipolar, através de microcontroladores PIC. Foram desenvolvidos os circuitos de comando e respectivo protótipo, o circutiro de aquisição de sinal e o sftware para comandar e monitorizar o conversor modulador bipolar.

Otimização de dose em mamografia

Mestrado em Radiações Aplicadas às Tecnologias da Saúde. Área de especialização: Imagem Digital com Radiação X.

Distribuição de sinais rádio e vídeo sobre fibra

As comunicações ópticas e as comunicações sem fios têm sofrido uma grande evolução ao longo das últimas décadas. Com o objectivo de juntar as vantagens de cada um dos sistemas surgiu o que se designa por rádio sobre fibra. Este sistema permite centralizar todo o processamento necessário num só local, na estação central, simplificando assim a estação base. Esta simplificação permite reduzir os custos de implementação e torna o sistema menos complexo. Esta dissertação de mestrado tem como objectivo principal estudar e simular um sistema que permite o envio de sinais vídeo e rádio pela fibra óptica para posterior difusão, utilizando o conceito de rádio sobre fibra. Os sinais enviados foram o LTE (Long Term Evolution), o UWB (Ultra WideBand) e o WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access). O primeiro disponibiliza o serviço de voz, o segundo disponibiliza o serviço de televisão e o último dá suporte à internet. Estes sinais foram modulados em OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplex), porque, posteriormente, estes sinais vão ser difundidos num ambiente sem fios e este tipo de modulação minimiza o efeito de multipercurso e da interferência intersimbólica. Com este estudo pretende-se verificar qual a viabilidade de um sistema que permite o envio de três sinais distintos simultaneamente (serviço Triple Play). Ao analisar os resultados deste sistema concluiu-se que a sua aplicabilidade pode apresentar algumas limitações, dependendo do tipo de modulação e do tipo de modulador que se utilize. Os moduladores ópticos utilizados foram o MZ (Mach-Zehnder) e o EA (Electro-Absorption). A qualidade do sinal recebido foi analisada com base no valor de EVM (Error Vector Magnitude). O primeiro modulador foi aquele que apresentou mais limitações, pois o desempenho do sistema é comprometido para distâncias superiores a 40 km e para potências de entrada inferiores a 0 dBm. Este tipo de sistema apresenta um EVM mais baixo quando a potência de entrada utilizada está entre 0 e 6 dBm. Se o modulador utilizado for o EA, o sistema apresenta um EVM mais baixo quando se utiliza um índice de modulação entre 20% e 30%, para uma potência de entrada entre 0 e 2 dBm.

Manual de manutenção preventiva de sistemas de elevação vertical para transporte de pessoas

Nos últimos anos, tem-se observado uma preocupação frequente com as questões estratégicas da manutenção, nomeadamente com o plano e modelo a adoptar, face aos constantes progressos que se têm verificado ao nível da incorporação de tecnologia nos equipamentos. A indústria de elevação tem-se dedicado em grande parte à realização de um serviço de manutenção baseado nas boas práticas adquiridas experimentalmente ao longo dos anos, de acordo com a legislação em vigor e com os seus objectivos operacionais de cada empresa. No entanto, existe a necessidade de estabelecer novas políticas de manutenção, que incorporem as mais recentes tendências, científicas e tecnológicas, que identifiquem os graus de criticidade de cada equipamento, de acordo com a sua fiabilidade e com a disponibilidade requerida pelos utilizadores e donos dos equipamentos, com o objectivo de aumentar o nível do serviço prestado e por consequência, a satisfação dos clientes. Tendo como caso de estudo uma empresa que exerce a sua actividade na área da elevação, este trabalho procura identificar os vários aspectos que careciam de melhoria no serviço de manutenção usualmente prestado, procurando dar especial importância ao planeamento, à programação e à metodologia a utilizar, por forma a tornar esse mesmo serviço mais eficiente e eficaz. Por outro lado, um serviço de manutenção, concretamente na área de elevação, pode e deve ser mais diferenciado, mais tangível, mais parametrizado, para que se possa avaliar e medir com mais assertividade a sua execução. São poucos, para não dizer que não existem, os estudos e trabalhos dedicados a este tema, pelo que o desafio deste trabalho foi precisamente esse, o de abordar um tema muito específico, mas de grande importância para o universo empresarial. Por essa razão, foram realizados vários inquéritos e entrevistas a pessoas que exercem a sua actividade profissional nesta área, tendo sido também realizadas auditorias a várias instalações e à forma como convencionalmente os técnicos de manutenção realizam as suas tarefas, com o objectivo de identificar os vários aspectos que careciam de melhoria. Com base nos resultados obtidos e nos conhecimentos adquiridos pelo autor na sua formação académica e ao longo da sua experiência profissional, definiram-se novas estratégias e orientações para a elaboração e implementação de um manual de manutenção, que possa ser seguido pelos técnicos que realizam diariamente o serviço de manutenção nas várias instalações que possuem espalhadas pelas suas rotas de manutenção.