Associação do meio (urbano, semi-urbano e rural) ao crescimento físico humano, à maturação biológica, à actividade física e à aptidão na criança e no adolescente madeirense

O objectivo central do presente estudo consistiu em investigar a associação do meio (urbano, semi-urbano e rural) ao crescimento físico humano, à maturação biológica, à actividade física e à aptidão na criança e no adolescente madeirense. Amostra foi constituída por 1498 sujeitos, 758 rapazes e 740 raparigas, que participaram no ‘Estudo de Crescimento da Madeira’. As características de crescimento físico humano incluem a altura, o peso, os diâmetros ósseos, os perímetros musculares e as pregas de adiposidade subcutânea. A idade esquelética foi estimada usando o método Tanner-Whitehouse (TW2). A actividade física e a aptidão foram avaliadas através do questionário de Baecke e da bateria de testes motores Eurofit, respectivamente. Os rapazes e as raparigas do meio urbano e semi-urbano apresentaram uma tendência para valores médios mais elevados nos perímetros musculares e nas pregas de adiposidade subcutânea. Apenas aos 14-15 anos, os rapazes do meio urbano estavam avançados na sua maturação esquelética (escalas RUS, Carpal e TW2 20-ossos). As crianças e adolescentes madeirenses do meio urbano apresentaram valores mais elevados de prática regular e sistemática de um ou mais desportos. Os resultados para as componentes da aptidão física não favorecem um único meio sócio-geográfico. Os rapazes do meio urbano e/ou semi-urbano foram mais proficientes na flexibilidade, força e resistência muscular, e potência, enquanto os rapazes rurais apresentaram melhores resultados na resistência aeróbia, força estática, e velocidade/agilidade. As raparigas do meio urbano e/ou semi-urbano apresentaram melhores resultados na velocidade/agilidade, enquanto as raparigas do meio rural foram mais proficientes na força estática e na força e resistência muscular. A eliminação dos diferenciais negativos no crescimento físico humano, na maturação biológica, na actividade física e na aptidão associados ao meio sócio-geográfico irá resultar numa melhor saúde das crianças e adolescentes madeirenses.

Sensores de pressão em fibra óptica para o estudo dos fenómenos da percolação da água em solos

Dada a necessidade de obtermos sistemas monitorizados com elevada precisão, de grande durabilidade e resistentes às condições atmosféricas, surgiu a possibilidade de aplicação das fibras ópticas como sensores para monitorização de pressão. Nesse contexto, as fibras “hetero-core” (fibra óptica composta por uma fibra multimodo entre duas fibras ópticas monomodo) e a utilização de lentes GRIN (“GRaded INdex”) em conjunto com superfícies reflectoras permitem a determinação da pressão e são objecto de estudo desta dissertação. Em termos de aplicação, o objectivo principal desta tese de mestrado foi de proporcionar o projecto e desenvolvimentos da medida de pressão em 48 pontos para um tanque de estudo dos fenómenos de percolação da água nos solos e que é pertencente à Secção de Geotecnia do Departamento de Engenharia Civil da Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto. Inicialmente, foi caracterizado um sistema contendo uma fibra “hetero-core” à qual foi aplicada uma curvatura, com auxílio de uma carruagem micrométrica. Este sistema permitiu a simulação do mesmo efeito de aplicação de pressão à fibra “hetero-core”. Na configuração seguinte, usou-se um OTDR (“Optical Time Domain Reflectometer”) para visualização e registo das perdas encontradas durante o processo de dobrar e esticar da fibra “hetero-core”. Ao longo deste registo, várias configurações foram testadas até ser encontrada a cabeça sensora com melhor comportamento para monitorizar a pressão. A multiplexagem foi conseguida ao colocar dois sensores em série, sendo cada um deles constituído por uma fibra “hetero-core” colocada no fundo de um tubo de água disposto verticalmente. Com a adição da água no tubo de água, a curvatura na fibra “hetero-core” aumentava, notando-se claramente que as perdas também subiam. Os resultados obtidos nesta configuração foram bastante satisfatórios permitindo a independência entre os dois sensores dispostos em série. Posteriormente, foi testada uma nova configuração sensora, o sensor de fibra óptica para monitorização de pressão foi construído com recurso a uma lente GRIN e uma superfície reflectora. Esta lente, disposta diante de um espelho, permitiu emitir e captar luz de um determinado comprimento de onda devido à reflexão do sinal luminoso no espelho. Com sucessivos incrementos, afastou-se e aproximou-se a lente ao espelho, registando-se e observando-se as perdas de potência obtidas com auxílio do OTDR. Também para esta configuração foi testada a multiplexagem de vários sensores, tendo sido utilizadas as seguintes opções: um acoplador de 2:1; um acoplador 4:1 e um comutador óptico. Verificou-se que a utilização de um comutador óptico é o melhor caso para a monitorização de pressão de múltiplos sensores. A multiplexagem com recurso ao comutador foi possível, uma vez que permitia a medição independente de cada sensor de pressão num determinado tempo. Com este resultado, é possível monitorizar 48 sensores com recurso ao OTDR, multiplexados temporalmente. Toda esta implementação prática da dissertação foi realizada nas instalações da Unidade de Optoelectrónica e Sistemas Electrónicos no INESC Porto, onde foram caracterizados e estudados sensores com diferentes características que poderão ser lidas neste documento. A componente teórica foi efectuada na Universidade da Madeira.

Sistema autónomo de alimentação para monitorização ambiental

Este projecto tem como principal objectivo a criação de sistemas autónomos de^alimentação para redes de sensores sem fios (RSSF) que prolonguem a autonomia das mesmas. Considerando que, geralmente, a alimentação das RSSF é fornecida por baterias e devido à limitação que estas impõem a nível de durabilidade e autonomia é crucial desenvolver sistemas capazes de captar e armazenar energia ambiental de modo a disponibilizá-la aos nós sensores quando estes necessitarem. Assim sendo, este projecto apresenta três protótipos cujo intuito visa prolongar a longevidade dos nós sensores. Nesta conformidade recorreu-se ao aproveitamento da energia produzida pelo sol, vento e cursos de água. Foram estudados dois protótipos solares, um com ligação directa ao elemento de armazenamento e o outro com um circuito que deve transferir o máximo de potência fornecida pela fonte. Para o aproveitamento do fluxo de ar foi desenvolvido um pequeno gerador trifásico com uma estrutura de captação de energia segundo o modelo de pás do aerogerador Savonius. As características (tensão e corrente) foram analisadas com o objectivo de poder desenvolver um circuito de controlo de carga para as baterias. O último sistema de controlo foi dirigido ao aproveitamento da água proveniente das levadas ou ribeiras. Este sistema também é composto por um pequeno gerador trifásico ao qual foi associado um sistema de pás do tipo Pelton. Este protótipo foi proposto para situações em o caudal à saída de um reservatório se mantém constante evitando desta forma, a necessidade de utilização de elementos de armazenamento de energia Todos os sistemas possuem circuitos que permitem a monitorização de variáveis fundamentais para a avaliação dos mesmos. Para a transferência de dados foi utilizada uma rede de sensores sem fios, com recurso a um rádio XBee. Estes dados são encaminhados para uma base de dados presente na estação central. Após todo o tratamento de dados, a informação é disponibilizada através de uma página da Internet.

A relação matemática-realidade na educação e formação de adultos

O Relatório de Mestrado aqui em apreciação tem como tema “A Relação Matemática- Realidade na Educação e Formação de Adultos” e foi elaborado no âmbito do Mestrado em Ensino de Matemática no 3º Ciclo do Ensino Básico e no Secundário, ministrado na Universidade da Madeira no ano letivo 2011/2012. No presente estudo, pretende-se compreender a forma como os adultos evidenciam competências matemáticas, adquiridas nos mais diversos contextos sociais, culturais e humanos. Nesta perspetiva, a atividade proposta consistiu em estudar uma situação real, no que respeita ao consumo de eletricidade e, assim, averiguar se a tarifa e a potência contratadas eram as mais vantajosas. Os adultos alvo desta investigação foram formandos de um curso de habilitação escolar, de nível B3, integrado no âmbito do projeto Educação e Formação de Adultos da Escola Básica dos 2º e 3º Ciclos Dr. Eduardo Brazão de Castro. Para descrever, estudar e compreender a forma como se processa a evidenciação de competências matemáticas nos adultos, optou-se por uma abordagem metodológica de carácter qualitativo, de cunho descritivo e interpretativo. Concluída a atividade e efetuada uma análise à intervenção dos formandos, aquando da apresentação do tema “Tarifas de Eletricidade de Baixa Tensão Normal” e ao desempenho da formanda Ana na realização da atividade proposta, foi possível comprovar que estes são detentores de saberes matemáticos inerentes a muitas situações do dia-a-dia.

GreenEnergy: produção de energia eléctrica a partir de fontes de energia renovável para sistemas de microprodução

O uso de energias renováveis está cada vez mais presente no nosso quotidiano. A forte aposta por parte de várias empresas, grupos privados e habitações domésticas na produção de energia renovável tem vindo a crescer bastante nos últimos anos, porque além de ser uma energia limpa, é economicamente vantajosa. No âmbito residencial na Ilha da Madeira, tem havido um grande crescimento na microprodução de energia fotovoltaica. Para que se consiga converter energia garantindo os critérios e qualidade da energia elétrica maximizando a eficiência são necessários conversores eletrónicos de potência, responsáveis pela conversão e gestão da energia produzida a partir de uma fonte de energia renovável e conversão para a REE (Rede Elétrica de Energia). A oferta de soluções na área tem vindo a aumentar com o aumento dos pedidos do mercado, existindo cada vez mais concorrência, devido ao surgimento de sistemas mais compactos e eficientes. Neste trabalho é desenvolvido um sistema para microprodução de energia renovável, através de uma ou mais fontes de energia, de maneira a que este seja compacto e eficiente, além de adicionar várias soluções a nível de software (automatismos) de maneira a aumentar as funções do sistema sem utilizar hardware adicional. Apresentam-se também resultados de simulação de maneira a demonstrar todas as funcionalidades do sistema. Conseguiu-se demonstrar que é possível melhorar o rendimento, qualidade de energia e diminuir os custos dos sistemas de conversão de energia utilizando software, mantendo o hardware do sistema. Além das melhorias no sistema que o software permite, conseguiu-se adicionar novos modos de funcionamento ao sistema utilizando automatismos.

Simulação de um sistema aerogerador com controlo óptimo predictivo

Nesta dissertação de mestrado propõe-se simular um sistema para melhorar a qualidade da energia eléctrica produzida por um parque eólico, utilizando conversores multinível NPC costas com costas e controlo óptimo predictivo. Neste trabalho é feito o controlo da potência activa e reactiva que é fornecida à rede de energia eléctrica, a partir de um gerador eólico e é optimizada a forma de onda alternada e sinusoidal de tensão trifásica sem neutro, minimizando o tremor das correntes e a distorção harmónica total, contribuindo para melhorar a qualidade de energia da rede ou de sistemas de alimentação para aplicações críticas como são os sistemas de telecomunicações. Recorre-se ao Matlab/Simulink para simular e comparar os resultados obtidos no sistema de conversão de energia de um parque eólico com o conversor costas com costas com controlo óptimo predictivo com os resultados obtidos com o conversor costas com costas PWM, disponível na biblioteca do software de simulação.

Previsão de produção de energia elétrica a partir do vento

A capacidade de prever a produção de energia eólica com precisão num parque eólico é de extrema relevância tanto do ponto de vista económico bem como de controlo e estabilidade da rede elétrica. Vários e diferentes métodos têm sido utilizados para este propósito, como os físicos, estatísticos, lógica difusa e redes neuronais artificiais. Os dados disponíveis dos parques eólicos contêm ruído e leituras inesperadas em relação às entradas disponíveis. Lidar com estes dados não é uma tarefa simples mas, neste trabalho, as Redes Neuronais Artificiais são usadas para prever a potência gerada baseada em medições locais do vento. Os resultados mostram que as Redes Neuronais Artificiais são uma ferramenta que deve ser considerada nestas difíceis condições, uma vez que elas proporcionam uma precisão razoável nas suas previsões.

Otimização de microprodução em redes inteligentes de energia

As energias renováveis têm-se tornado uma alternativa viável e complementar aos combustíveis fósseis, pelo facto de serem energias virtualmente inesgotáveis, limpas e economicamente vantajosas. Um dos principais problemas associados às fontes de energia renováveis é a sua intermitência. Este problema impossibilita o controlo da produção de energia e reflete-se na qualidade da energia elétrica. Em sistemas de microprodução de energia, este problema pode ser atenuado com a inclusão de sistemas de armazenamento intermédio que possibilitam o armazenamento do excedente extraído das fontes renováveis, podendo ser utilizado como recurso auxiliar na alimentação de cargas ou como meio de estabilização e otimização do desempenho da Rede Elétrica de Energia (REE), evitando variações bruscas na energia transferida para a mesma. Os sistemas de microprodução com armazenamento intermédio podem ser considerados fundamentais na implementação do conceito de Rede Inteligente de Energia (RIE), visto serem sistemas de energia descentralizados que permitem uma melhor gestão da energia elétrica e uma consequente redução de custos. No presente trabalho desenvolveu-se um sistema de microprodução de energia renovável compatível com as fontes renováveis fotovoltaica e eólica, possuindo um banco de baterias como sistema de armazenamento intermédio. A construção deste sistema teve como principal objetivo seguir as referências de potência impostas pela RIE, independentemente das condições meteorológicas, com recurso à energia armazenada nas baterias, evitando a introdução de perturbações na REE ao nível da tensão e da frequência. Estudou-se o comportamento do sistema na ocorrência de variações bruscas da fonte renovável, perturbações na tensão da REE e introdução de cargas lineares e não lineares. Foi desenvolvido um protótipo experimental com painéis fotovoltaicos, no qual foram registados os valores de alguns parâmetros da qualidade da energia elétrica. Obteve-se uma resposta de aproximadamente 25 μs por parte das baterias para cada Watt de potência requisitado pela RIE.

A especialização metabólica em jovens futebolistas do escalão de iniciados e infantis

O trabalho com jovens futebolistas deverá ser escudado em elevados níveis de conhecimento sobre as capacidades físicas e a forma como estas se desenvolvem nas crianças. O objetivo do presente trabalho é de perceber se se observa a existência de especialização metabólica em jovens futebolistas pertencentes ao escalão de iniciados (idade: 13 a 15 anos) e infantis (idade: 10 a 12 anos). Para responder ao objetivo definido, avaliou-se a potência aeróbia (PA) e a potência anaeróbia (PAN) de uma amostra constituída por 64 participantes. Destes, 11 eram praticantes federados infantis de futebol (idade: 11,7 ± 0,5 anos; peso: 44,1 ± 6,9 Kg; IMC: 20,6 ± 2,7 kg/m2), e 21 participantes federados iniciados de futebol (Idade: 13,9 ± 0,7 anos; Peso: 54,9 ± 10,6 Kg; IMC: 20,5 ± 3,0 kg/m2). O grupo de controlo era constituído por 11 participantes do escalão etário de infantis (Idade 10,9 ± 0,3 anos; Peso 40,1 Kg ± 7,3; IMC: 19,2 ± 2,4 kg/m2) e 21 participantes do escalão etário de iniciados (Idade: 13,9 ± 0,8 anos; Peso: 58,9 ± 11,7 Kg; IMC: 22,1 ± 4,4 kg/m2), mas sem prática desportiva federada. A PA (protocolo de Balke modificado com análise direta de gases) e a PAN (protocolo Wingate para o trem inferior) foram avaliadas e comparadas entre grupos, assim como o nível de correlação entre as variáveis aeróbias e as variáveis anaeróbias (SPSS 20.0). Os resultados verificados indicam que para o escalão de infantis o treino não é um factor conducente a uma superior PA e PAN entre os grupos mas que para o escalão dos iniciados a prática regular da modalidade produz efeitos sobre estas componentes. No entanto, no que concerne há especialização metabólica, esta não se verifica em nenhum escalão embora se possa admitir que há indicadores de que esta se comece a manifestar no escalão de iniciados.

Implementação de sistemas eólicos para redes de sensores sem fios

O trabalho tem por objetivo principal estudar a utilização de aerogeradores para microprodução de energia (menor que 1 W) de forma a poderem alimentar os nós das redes de sensores sem fios. Para tal, analisaram-se dois tipos de aerogeradores, os de eixo vertical e os de eixo horizontal, tendo-se efetuado simulações de CFD (Computational Fluid Dynamics) para verificar o desempenho das turbinas, de forma a determinar qual é o mais adequado. Foi realizado o projeto dos dois sistemas e analisou-se em particular as turbinas, os geradores e os conversores de potência de forma a avaliar o desempenho. Efetuaram-se simulações para determinar o comportamento esperado e posteriormente realizaram-se as medições experimentais num túnel de vento, tendo-se concluído que, para a dimensão dos aerogeradores desenvolvidos, o sistema vertical produz mais potência que o de eixo horizontal para velocidades de vento inferiores a 4,5 m/s e tem a grande vantagem de não ser significativamente afetado pela turbulência do vento. No entanto, o sistema de eixo horizontal é sempre mais eficiente para qualquer velocidade de vento, devido ao seu coeficiente de potência ser sempre superior ao do sistema vertical. Também se comparou o desempenho do conversor DC-DC redutor-elevador inversor com o elevador tendo-se determinado que o segundo apresenta melhor desempenho, na gama de valores de tensão utilizados no trabalho. Por fim implementaram-se os sistemas em ambiente real de forma a verificar como se comportam quando estão expostos aos elementos com a velocidade e a direção do vento a variar. Concluiu-se que mesmo com ventos fracos a potência produzida é suficiente para carregar uma bateria de 3,6 V (tensão nominal) e alimentar a carga, pelo que o uso de energia eólica é uma boa alternativa à energia fotovoltaica.

Projeto de um sistema de conversor multinível para painéis fotovoltaicos

A produção de energia elétrica a partir de fontes de energia renovável está gradualmente a ser uma alternativa à energia produzida a partir de combustíveis fósseis. A técnica de conversão dessas mesmas energias para energia elétrica, para entrega na Rede de Energia Elétrica (REE), é cada vez mais estudada para que se obtenha uma maior eficiência assim como qualidade. Neste trabalho desenvolve-se um projeto de conversão de energia fotovoltaica, para produção de energia elétrica para a rede utilizando um conversor multinível, otimizando a transferência de potência assim como melhorando a forma da corrente AC. A conversão multinível é uma topologia que tem algumas vantagens relativamente à topologia de 2 níveis, permitindo trabalhar com níveis de tensão mais elevados, melhorando a qualidade de energia. O conversor multinível de díodos ligados ao ponto neutro utiliza condensadores para criar os níveis de tensão, que neste trabalho vão ser usados para ligar os painéis, otimizando a transferência de potência. Aplica-se um método de controlo das correntes AC para terem a forma a alternada e sinusoidal e em fase com a tensão da rede. Os resultados experimentais mostram que a utilização do algoritmo de procura do ponto de máxima potência dos painéis permitem a extrair a máxima potência, de acordo com as condições de irradiação solar e temperatura dos painéis.

Precificação de energia eólica offshore no Brasil

Offshore wind power emits low amounts of gases, is renewable and has better performance than onshore due to its greater stability and higher wind power density, less visual and noise impact, among others. Brazil has a high capacity of generation, but has not yet developed any offshore projects. High costs are a strong impediment. This study is an effort towards pricing offshore resources through Livelized Cost of Energy - LCOE, which represents the minimum return to cover the costs of development, production and maintenance of a wind project. Initially LCOE was calculated for all Brazilian onshore wind farms listed at Bloomberg New Energy Finance R○, accounting for 71 farms. Then hypothetical offshore wind farms were created from the onshore farms, tripling the cost of generation, which is consistent with the literature, and estimating the offshore energy for two locations off the Brazilian coast using satellite data extracted from National Oceanic and Atmospheric Administration. The results demonstrate that offshore resources have the potential to significantly reduce the energy price due to the better performance of the wind at sea

Para transvalorar a dança contemporânea: potências de dança no (do) corpo-artista

Tanto no contexto acadêmico quanto no artístico e mercadológico, é crescente a discussão sobre o espaço de conceituação da dança contemporânea e suas fissuras, que deixam de abarcar esta ou aquela manifestação artística ou mesmo acaba por abarcar aquelas manifestações que não se encaixam em outros espaços de conceituação. No presente trabalho objetivamos a investigar, a Dança na Contemporaneidade, para além do que se entende por dança contemporânea, em sua capacidade de atravessar os espaços de conceituação já estabelecidos, para implicar em uma pluralidade de fazeres. Objetivamos também pensar a potência que a Dança imprime no corpo do artista criador, pensando também como este se comporta no espaço de entre linguagens . A dissertação que aqui se apresenta encontrou enquanto estratégia metodológica o recurso da metáfora, partindo das ideias de travessia, cartografia e cidades invisíveis para a construção do pensamento sobre o corpo do artista e suas relações com as diferentes linguagens artísticas, tomando por base uma retomada das experiências estéticas e artísticas de sua proponente. Dialogando experiências práticas e referenciais teóricos, inicialmente tratamos da dança contemporânea em seus problemas de classificação que apontam para a necessidade de um pensamento contemporâneo em dança, que pense as manifestações artísticas em seus pontos convergentes, e não nos divergentes que as situam sob diversas nomenclaturas. No capítulo seguinte discutimos a possibilidade de contaminação entre as linguagens artísticas a partir do próprio corpo-artista. Discorremos também sobre a dança enquanto agenciamento e resposta aos impulsos resultantes da relação com o espaço e outros corpos, pensando como o corpo do vivente se organiza nesta relação de compartilhamento de experiências. Mostrando uma potência do corpo artista criador que se dedica à transvaloração das fronteiras entre as linguagens para a organização do seu fazer. Por fim, apontamos para a diversidade na metodologia de processos de criação que variam de acordo com as possibilidades técnicas e necessidades estéticas de cada artista criador

Caracterização físico-química e efeitos de frações polissacarídicas da alga amansia multifida na coagulação, inflamação, radicais livres e viabilidade celular

Galactans are polysaccharides sulfated present in the cell wall of red algae. Carrageenans are galactans well known in the food industry as gelling polysaccharides and for induce inflammatory process in rodents as animal model. The extraction of polysaccharides from A. multifida has been carried out by proteolysis and precipitation in different volumes of acetone, which produced three fractions (F1, F2, and FT). Chemical and physical analyses revealed that these fractions are sulfated galactan predominantly. Results of the antioxidant activity assays showed that all of these fractions have antioxidant activity and that was associated with sulfate content of the analysis of reducing power and total antioxidant capacity. However, these fractions were not effective against lipid peroxidation. The fraction FT presented higher activity on the APTT test at 200 μg (> 240 s). The assessment of the hemolytic activity showed that the FT fraction has the best activity, increasing lyses by the complement system to 42.3% (50 μg) (p< 0,001). The fraction FT showed the best yield, anticoagulant and hemolytic activity between the three fractions and therefore it was choose for the in vivo studies. The Inflammation assessment using the FT fraction (50 mg / kg MB) showed that the cellular migration and the IL-6 production increased 670.1% (p< 0,001) and 531.8% (p< 0,001), respectively. These results confirmed its use as an inflammation inducer in animal model. Cytotoxicity assay results showed that all fractions have toxic effects on 3T3 and HeLa cells after exposition of 48 hours, except when 100 μg for both F1 and FT were used. These results arise the discussion whether these polysaccharides it should be used as additive in foods, cosmetics and medicines.

Desenvolvimento de um sistema de nitretação por plasma em fonte pulsada e sua influencia sobre a nitretação do titânio

The pulsed plasma nitriding is a solution currently used in the metallurgical industry to resolve problems earlier in the processing of parts by using plasma DC voltage. These problems consisted mainly of edge effect and opening arches caused due to non-uniformity of electric fields on uneven surfaces. By varying the pulse width can reduce these effects. However, variations in pulse width can drastically affect the population of the plasma species and hence the final microstructure of the nitrided layer. In literature, little is known about the effect of process parameters on the properties of the plasma species and, consequently, the surface properties. We have developed a system of nitriding with pulsed source with fixed period of 800  pulse width is variable. Examined the variation of these parameters on the properties of nitrided surface when keeping constant temperature, gas composition, flow, pressure and power. It was found that the values of width and pulse repetition time of considerable influence in the intensities of the species present in plasma. Moreover, we observed the existence of the edge effect for some values of pulse widths, as well as changes in surface roughness and hardness