Sistema de monitorização de energia eléctrica

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Electrotécnica e de Computadores

Análise e avaliação de riscos ocupacionais em actividades de montagem eléctrica

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia e Gestão Industrial

A influência da posição postural no ciclo percepção - acção durante estimulação visual dinâmica

A influência da posição postural no ciclo percepção – acção foi investigada com base no potencial evocado visual relacionado com o movimento (M-VEP). Para tal, sinais EEG multicanal de 25 indivíduos saudáveis foram adquiridos durante as posições posturais ortostática (O) e sentada (S), sob estimulação visual dinâmica (ED) de afastamento (AF) e aproximação (AP) de um cenário virtual. Para gerar ED, os móveis e utensílios do cenário virtual foram expandidos (ou reduzidos) enquanto o piso, as paredes e o teto deslocam-se linearmente no sentido anterior (ou posterior) com uma velocidade de 1,2 m/s durante 1 s. O M-VEP foi estimado para cada posição e estimulação pelo cálculo da média coerente dos sinais EEG sincronizados com o início do movimento da ED, a qual evidenciou as componentes P1, N2 e P3 (dominânica N2 em relação a P1). Embora o M-VEP não dependa do sentido da estimulação (Wilcoxon, p > 0,20), o running t-test indicou que no intervalo 470 a 900 ms, após o início da ED, o grand-averaged do M-VEP para posição O difere (p < 0,10) daquele da posição S nas derivações parietais, frontais e centrais. Além disso, a distribuição da latência da componente P3 para O também difere daquela de S (Wilcoxon: p < 0,06), para as mesmas derivações, independentemente do sentido da ED. A correlação cruzada indicou atraso da componente P3 de S em relação à de O, em particular (p < 0,10) nas derivações frontais e centrais durante AP (50 ms) e somente centrais durante AF (30 ms). Estes resultados reflectem a antecipação do processamento cortical hierárquico relacionado com a cognição, o planeamento e a acção motora, associados às maiores exigências da posição ortostática para manter o equilíbrio evidenciando, portanto, a potencialidade deste protocolo para investigar o ciclo percepção – acção durante posições posturais distintas.

Soldadura por fricção linear assistida por corrente eléctrica das ligas AA 6082-T6 a Ti6Al4V

A ligação dissimilar de ligas de alumínio a ligas de titânio tem elevado potencial para aplicações nas indústrias aeroespacial, automóvel e naval, devido à sua baixa razão peso/resistência mecânica. Contudo, soldar ligas de alumínio a ligas de titânio apresenta-se como um grande desafio, principalmente devido à formação de fases intermetálicas frágeis que têm um efeito negativo nas propriedades mecânicas da junta. Neste estudo, foram realizadas ligações dissimilares das ligas AA6082-T6 a Ti6Al4V, por Fricção Linear assistida por Corrente Eléctrica. Para a utilização de corrente eléctrica na Soldadura por Fricção Linear foram desenvolvidas, produzidas e testadas duas novas ferramentas. A estrutura da ligação foi analisada, por microscopia óptica e electrónica de varrimento. Controlando os parâmetros de soldadura foi possível obter soldaduras topo a topo e sobrepostas com um bom aspecto superficial e com continuidade metálica na interface. Nas ligações topo-a-topo observaram-se defeitos na raiz do cordão. As estruturas na zona soldada dependem fortemente da posição do pino em relação à interface. O uso da corrente eléctrica permitiu reduzir os defeitos na raiz, como vazios e falta de ligação na mesma, sem afectar as características metalúrgicas da interface. A utilização da corrente eléctrica permite aumentar a viscoplasticidade do material e facilitar a deformação plástica à volta do pino.

Caracterização de filmes poliméricos para conversão de energia solar em energia eléctrica

Os polímeros são materiais de grande interesse científico e tecnológico já que podem ser utilizados no desenvolvimento de dispositivos para aplicação em electrónica e fotónica. Tendo em conta a sua aplicação em dispositivos de conversão de energia solar em energia eléctrica, o estudo das propriedades eléctricas e ópticas de filmes destes materiais, quando irradiados por radiação ultravioleta e visível, é fundamental. Neste trabalho caracterizaram-se as propriedades eléctricas e ópticas de filmes finos obtidos pelas técnicas de derramamento e de camada-por-camada (Layer-by-Layer (LbL)) obtidos a partir do poli(cloreto de xilideno tetrahidrotiofeno) (PTHT) que após aquecimento é convertido em poli(p-fenileno vinileno) (PPV). Assim, e através da técnica de derramamento, foram preparados filmes sobre suportes sólidos com eléctrodos interdigitais de forma a proceder à medição da condutividade em modo de corrente alternada (AC), isto é, à medição da resistência e da capacidade em função da frequência. Verificou-se, portanto, que a presença de luz leva à formação de portadores de carga, ou seja, na presença de luminosidade os filmes apresentam uma menor capacitância e resistência, para além de degradar o material. Esta degradação foi verificada, também, a partir da espectrofotometria de Ultravioleta-Visível (UV-Vis) e de infravermelho (IV). Medições de condutividade de volume, isto é, colocando os filmes entre eléctrodos paralelos de funções de trabalho diferentes, permitiram traçar as curvas características e verificar que os dispositivos obtidos se comportam como díodos. Recorreu-se, também, a técnicas de espectrofotometria de ultravioleta do vácuo (VUV) e UV-Vis para caracterizar filmes LbL obtidos a partir do PTHT e de um polieletrólito comum o poli(estireno sulfonado) (PSS) antes e após aquecimento. Os espectros obtidos, após análise dos picos, mostram que a técnica de VUV é a técnica indicada para analisar a conversão do PTHT em PPV. Este trabalho permitiu concluir que as propriedades eléctricas e ópticas destes filmes, estão dependentes da presença de luminosidade, de oxigénio e da humidade relativa pelo que dispositivos obtidos a partir deste polímero devem ser, sempre, encapsulados.

Caracterização de filmes poliméricos para conversão de energia solar em energia eléctrica

Os polímeros são materiais de grande interesse científico e tecnológico já que podem ser utilizados no desenvolvimento de dispositivos para aplicação em electrónica e fotónica. Tendo em conta a sua aplicação em dispositivos de conversão de energia solar em energia eléctrica, o estudo das propriedades eléctricas e ópticas de filmes destes materiais, quando irradiados por radiação ultravioleta e visível, é fundamental. Neste trabalho caracterizaram-se as propriedades eléctricas e ópticas de filmes finos obtidos pelas técnicas de derramamento e de camada-por-camada (Layer-by-Layer (LbL)) obtidos a partir do poli(cloreto de xilideno tetrahidrotiofeno) (PTHT) que após aquecimento é convertido em poli(p-fenileno vinileno) (PPV). Assim, e através da técnica de derramamento, foram preparados filmes sobre suportes sólidos com eléctrodos interdigitais de forma a proceder à medição da condutividade em modo de corrente alternada (AC), isto é, à medição da resistência e da capacidade em função da frequência. Verificou-se, portanto, que a presença de luz leva à formação de portadores de carga, ou seja, na presença de luminosidade os filmes apresentam uma menor capacitância e resistência, para além de degradar o material. Esta degradação foi verificada, também, a partir da espectrofotometria de Ultravioleta-Visível (UV-Vis) e de infravermelho (IV). Medições de condutividade de volume, isto é, colocando os filmes entre eléctrodos paralelos de funções de trabalho diferentes, permitiram traçar as curvas características e verificar que os dispositivos obtidos se comportam como díodos. Recorreu-se, também, a técnicas de espectrofotometria de ultravioleta do vácuo (VUV) e UV-Vis para caracterizar filmes LbL obtidos a partir do PTHT e de um polieletrólito comum o poli(estireno sulfonado) (PSS) antes e após aquecimento. Os espectros obtidos, após análise dos picos, mostram que a técnica de VUV é a técnica indicada para analisar a conversão do PTHT em PPV. Este trabalho permitiu concluir que as propriedades eléctricas e ópticas destes filmes, estão dependentes da presença de luminosidade, de oxigénio e da humidade relativa pelo que dispositivos obtidos a partir deste polímero devem ser, sempre, encapsulados.

Caracterização de materiais soldados com base na medição de perfis de condutividade eléctrica

Trabalhos recentes têm demonstrado que a medição de perfis de condutividade eléctrica é uma técnica eficaz, rápida e não destrutiva para a caracterização de materiais metálicos ligados por soldadura por fusão ou no estado sólido. Os resultados referentes às ligas de alumínio mostram que existe uma estreita correlação entre os perfis de condutividade eléctrica e os perfis de dureza, sendo os primeiros determinados sobretudo pelo tamanho de grão. Relativamente às ligas de aço, verifica-se que os perfis de condutividade eléctrica também permitem identificar as diferentes zonas termicamente afectadas devido aos processos de soldadura por fusão, as quais são geralmente descritas por zona fundida (ZF) e zona termicamente afectada (ZTA), sendo a sua extensão dependente sobretudo da Entrega Térmica (ET). Contudo, em algumas ligas, as características metalúrgicas que controlam as variações de condutividade eléctrica não estão devidamente descritas ou compreendidas. Nesse sentido, o objectivo do presente trabalho foi caracterizar os perfis de condutividade eléctrica em diferentes ligas de aço soldadas por fusão, identificando os principais aspectos metalúrgicos que lhes estão subjacentes. Foram realizados cordões de soldadura SER e TIG de aços P11, P22 e não ligado com diferentes parâmetros de soldadura. Os perfis de condutividade eléctrica foram medidos com sondas de correntes induzidas e com sondas de quatro pontos a diferentes profundidades, tendo sido comparados com os respectivos perfis de microdureza Vickers. Os resultados mostram que existe uma boa correlação entre a condutividade e a dureza, sendo que a condutividade é essencialmente determinada pelo tamanho de grão, e pela morfologia da fase ferrítica. A ferrite Witmanstatten facilita a passagem de corrente eléctrica ao contrário da ferrite poligonal que constitui um obstáculo à passagem de electrões. Pode confirmar-se que a medição dos perfis de condutividade é uma técnica com elevado potencial para complementar, ou em alguns casos substituir, a medição de durezas em ligas de aço soldadas por fusão.

Previsão de produção de energia eléctrica através de fontes de energia renováveis

Com o passar do tempo, a aposta em energias renováveis tem vindo a aumentar. De forma a prever o que se irá produzir com os sistemas de energias renováveis, é necessário desenvolver modelos preditivos, específicos para cada situação. No Departamento de Engenharia Electrotécnica (DEE) da Faculdade de Ciências e Tecnologia (FCT) encontra-se um sistema fotovoltaico e um sistema eólico em funcionamento, e assim de forma a ter uma estimativa da produção de energia de ambos os sistemas, propôs-se nesta dissertação desenvolver um modelo de previsão de produção de energia eléctrica para os sistemas fotovoltaico e eólico. Para desenvolver o modelo preditivo pretendido, em primeiro lugar recolheram-se os dados meteorológicos e de produção de energia no ano 2013 e realizou-se um processamento desses mesmos dados, com a linguagem de programação Java, uma vez que não se encontravam na melhor forma para serem analisados e utilizados para construção do modelo. Após realizado o processamento, como os dados do ano de 2014 existentes não eram suficientes para testar o modelo depois de ser desenvolvido, geraram-se dados meteorológicos para 2014 tendo em consideração os dados de 2013. Para os dados de energia produzida, criaram-se superfícies de aproximação a partir dos dados de 2013, e utilizando os dados meteorológicos gerados para 2014 obteve-se uma aproximação da energia produzida. Tendo todos os dados necessários para a construção do modelo e posteriormente para o testar, iniciouse o pré-processamento dos dados com recurso a filtros e à Análise em Componentes Principais. Por fim, construíram-se duas estruturas diferentes de Redes Neuronais Artificiais de modo a verificar qual se adequa melhor aos sistemas existentes. Para validar o modelo construído com base em redes neuronais testou-se o modelo com os dados de 2014, diferentes dos utilizados na sua construção. Com os resultados obtidos concluiu-se que o filtro mais adequado para o pré-processamento é o filtro Savitzky-Golay e a estrutura do modelo mais indicada para o pretendido será a Rede Neuronal Artificial (RNA) com apenas uma camada intermédia.

Gestão eficiente da energia eléctrica no edifício da Biblioteca da FCT e negociação de um novo contrato em mercado liberalizado

Nos últimos anos, a energia eléctrica tem vindo a conquistar, um lugar cada vez mais importante na sociedade, sendo nos nossos dias um bem essencial para o funcionamento normal das residências, empresas, indústrias e cidades. O problema que a presente dissertação analisa é transversal a inúmeros edifícios, que consomem diariamente uma grande quantidade de energia eléctrica, na ordem dos 900 kWh diários, ou mesmo superior. Desta forma, considera-se o consumo de eletricidade, e potenciais ineficiências no seu uso, num edifício universitário, nomeadamente a biblioteca da Faculdade de Ciências e Tecnologia (FCT) da Universidade Nova de Lisboa (UNL). Em termos mais específicos, pretende-se definir um consumo de energia mais eficiente, deslocando consumos de uns períodos horários para outros, onde as tarifas sejam mais económicas, aplicando medidas de participação ativa dos consumidores (PAC). Além disso, pretende-se simular a negociação de um novo contrato bilateral, entre um retalhista e um agente “gestor” da biblioteca da FCT, para obter um contrato melhorado, do ponto de vista do consumidor. Os principais objetivos desta dissertação são, deste modo, os seguintes: (i) estudar a contratação bilateral de energia em mercados liberalizados, com principal ênfase para a implementação de estratégias de negociação que possibilitem uma participação ativa dos consumidores, (ii) estudar a biblioteca da FCT e propor medidas de eficiência energética, e (iii) simular a negociação de um novo contrato bilateral, recorrendo ao simulador multi-agente MAN-REM. De forma sucinta, os resultados obtidos, permitem concluir que o consumo energético da biblioteca da FCT pode ser melhorado, e com base nos volumes de energia deduzidos, é possível negociar um novo contrato, mais favorável à FCT.

A estimulação cognitiva através da aprendizagem mediada: uma proposta de promoção das habilidades cognitivas em crianças de meio social desfavorecido

Partindo de dois referenciais teóricos da inteligência, psicométrico e cognitivo, esta tese centra-se no conceito de modificabilidade cognitiva e nos programas de estimulação (treino) cognitiva. Em particular é feita uma descrição detalhada do Programa de Enriquecimento Instrumental-PEI (Feuerstein et al., 1980), nomeadamente alguns conceitos centrais à sua fundamentação e implementação, por exemplo a experiência de aprendizagem mediada, o mapa cognitivo e a modificação cognitiva estrutural, pois que foi o programa considerado no nosso estudo empírico. Em termos empíricos procedemos à aplicação do PEI (tarefa de organização de pontos) junto de um grupo de crianças de 10 a 13 anos, do 4º ano do ensino fundamental, provenientes de um meio sociocultural desfavorecido. Este grupo representava a globalidade de uma turma da escola escolhida (25 crianças), havendo uma outra turma similar da mesma escola que serviu de grupo de comparação (26 crianças). O plano experimental inclui uma avaliação de pré-teste e pósteste com provas cognitivas e de leitura. Igualmente foi considerado o rendimento escolar das crianças, acrescentando-se no grupo experimental uma avaliação mais qualitativa assente nas funções cognitivas, atitudes e comportamentos das crianças ao longo da realização das atividades propostas no programa de estimulação cognitiva. Os resultados obtidos apontam para um efeito benéfico do programa quando comparamos as crianças do grupo experimental e de controlo no pós-teste em termos das habilidades cognitivas e numa das provas de leitura. Igualmente se observam melhorias nas suas funções cognitivas, atitudes e comportamentos de implicação na realização das tarefas ao longo do programa, registando-se uma melhoria do pré-teste para o pós-teste no rendimento académico, contudo esta melhoria ocorre igualmente no grupo de controlo. Estes resultados são discutidos à luz da investigação sobre os programas de treino cognitivo, e em particular do PEI, retirando-se ilações para a prática educativa e para a continuidade da investigação nesta área.

Efeitos da estimulação com corrente elétrica contínua pulsátil sobre as propriedades eletrofisiológicas atriais: estudo experimental da fibrilação atrial em cães

OBJETIVO: Avaliar se a estimulação atrial com corrente elétrica contínua pulsátil induz fibrilação atrial e os seus efeitos sobre as propriedades eletrofisiológicas atriais e as alterações histológicas atriais. MÉTODOS: Foram submetidos à toracotomia lateral direita 22 cães e implantados eletrodos de marcapasso no sulcus terminalis (ST), apêndice atrial direito (ADb) e na região póstero-inferior do átrio esquerdo (AE); um par de eletrodos foi suturado na auriculeta direita para estimulação com bateria alcalina de 9 Volts conectada a uma sistema (LM 555) que transforma a energia contínua linear da bateria em corrente contínua pulsátil, durante 60 min. A biópsia epicárdica atrial foi realizada antes e após a estimulação atrial. RESULTADOS: Não foram observadas diferenças nas durações dos períodos refratários efetivos atriais. Os tempos de condução intra-atrial, interatrial, bem como dos extra-estímulos atriais também prolongaram-se. A duração dos eletrogramas atriais prolongou-se durante ritmo sinusal e estimulação atrial programada; em 68% dos cães a fibrilação atrial foi induzida e sustentou-se. Foram observados edema intersticial e bandas de contração celular no subepicárdio à microscopia óptica, e intensa desorganização miofibrilar e aumento do tamanho das mitocôndrias à microscopia eletrônica. CONCLUSÃO: Esta técnica de estimulação atrial induz fibrilação atrial e provoca modificações atriais que aumentam sua vulnerabilidade para o surgimento de fibrilação atrial.

Efeitos da associação da estimulação atrial dinâmica em duplo sítio atrial com atenolol na prevenção da fibrilação atrial recorrente

OBJETIVO: Avaliar os efeitos da estimulação atrial otimizada (EAO) (estimulação duplo-sítio atrial, freqüência acima da intrínseca e algoritmo funcional específico) e uso de atenolol, na prevenção da fibrilação atrial (FA) recorrente. Desfecho primário: quantificar a taxa de episódios de FA. Desfechos secundários: qualidade de vida, avaliação de sintomas específicos cardiovasculares, taxa de internações hospitalares, taxa de cardioversões elétricas e farmacológicas e eventos cardíacos adversos. MÉTODOS: Vinte e sete pacientes com FA paroxística recorrente e doença do nó sinusal foram submetidos ao implante de marcapasso duplo-sítio atrial e ventricular e iniciaram com atenolol 100 mg/dia, a seguir foram randomizados em dois grupos, grupo I (3 meses iniciais com EAO e algoritmo especifico ligado e mais 3 com o mesmo desligado) e grupo II (seqüência inversa do grupo I). O modo de estimulação foi DDDR e após 3 meses, foram submetidos à avaliação clínica e eletrônica do sistema de estimulação - mudança automática de modo (AMS), Holter de 24 horas, ecocardiograma e questionário SF-36. Em seguida, foram cruzados e após 6 meses, nova avaliação. RESULTADOS: Pacientes com EAO, quando comparados ao grupo com algoritmo desligado, apresentaram menores taxas de: FA/semana (p<0,001), ativações do AMS (p<0,01), hospitalizações (p<0,001), cardioversões (p<0,001), além de melhores índices dos componentes físico e mental da qualidade de vida. CONCLUSÃO: A terapêutica híbrida, EAO associada ao uso de atenolol, reduziu a taxa de recorrência de FA e proporcionou melhora clínico funcional de pacientes com bradiarritmias sintomáticas.