Relatório da Prática Profissional

O presente relatório de estágio, elaborado no âmbito do Mestrado de Ensino da Física e da Química, descreve as actividades desenvolvidas no decurso do Estágio Pedagógico que decorreu na Escola Secundária com 3.º Ciclo de António Gedeão, durante o ano lectivo de 2011/2012, sob a orientação pedagógica do Professor Vítor Manuel Neves Duarte Teodoro e a orientação de estágio da professora Teresa Rodrigues. Durante o estágio pedagógico o professor estagiário acompanhou as actividades lectivas das turmas A e D do 9.º ano de Escolaridade, na disciplina de Ciências Físico-Químicas, tendo leccionado um total de 13 aulas respeitantes aos módulos “Propriedades dos Materiais e Tabela Periódica dos Elementos” e “Ligação Química” da Unidade “Classificação dos Materiais”. O professor estagiário acompanhou igualmente as actividade lectivas da turma 12.º A/B, na disciplina de Física, tendo leccionado um total de 12 aulas respeitantes ao módulo “Circuitos Eléctricos” da Unidade “Electricidade e Magnetismo”. Participou nas actividades de direcção de turma na turma A do 9.º ano, em acompanhamento da orientadora de estágio. Participou nos conselhos de turma das três turmas referidas e em actividades da escola, que foram ocorrendo ao longo do ano lectivo. Acompanhou duas visitas de estudo ao Museu da Electricidade, uma visita de estudo ao Instituto Tecnológico e Nuclear e a visita de estudo à Expo FCT. Adicionalmente participou numa acção de formação intitulada “Tecnologias de Informação em Sala de Aula”, na qualidade de dinamizador da formação, visando a formação de docentes nas TIC e seu uso em sala de aula. Desenvolveu-se um estudo de investigação educacional intitulado “Representações Sociais da Física e Química” que visou avaliar de que forma os sentimentos, atitudes e concepções dos alunos condicionam o seu desempenho nestas matérias e as suas escolhas futuras, bem como o seu desempenho escolar, ao nível do 3.º Ciclo do Ensino Básico.

Sistema de gestão de energia renovável para autoconsumo

A procura crescente de energia ao longo do tempo, e também o seu custo, tem estimulado a procura de novas formas de geração ou aproveitamento energético, donde se pode destacar a geração de energia eléctrica para autoconsumo. À semelhança de já muitos países aderentes aos sistemas de autoconsumo, Portugal também já tem legislação que permite a utilização deste tipo de sistemas através de Unidades de Produção para Autoconsumo (UPAC). Este tipo de sistemas trazem consigo vantagens tanto para o produtor, que produz a sua própria energia e assim poderá ter algum retorno financeiro, como também para a rede eléctrica nacional (RESP) que, mercê da disponibilidade de mais fontes de energia, tem a possibilidade de ficar menos sobrecarregada em períodos de ponta. Com o intuito de aproveitar ao máximo a energia produzida para autoconsumo e evitar estar a utilizar energia da rede em períodos em que a energia produzida não consegue dar resposta à procura, este trabalho propõe-se a optimizar os níveis de autoconsumo destes sistemas, que no geral apresentam valores entre os 20% e 40% anuais no sector residencial. Deste modo, e de acordo com o que é definido por Demand-Side Management (DSM) será desenvolvido neste trabalho de dissertação um projecto deste tipo, que consiste na monitorização e gestão da energia produzida numa habitação ou indústria. O desenvolvimento deste projecto assenta na criação de um sistema de autoconsumo, constituído por um painel fotovoltaico, sensores, actuadores e uma carga, assim como hardware que permitirá monitorizar, de forma remota, as condições de funcionamento do sistema e fazer a gestão de energia do mesmo, de forma remota, recorrendo para isso às tecnologias de Informação e Comunicação. As aplicações de software responsáveis por essa gestão serão desenvolvidas com recurso à linguagem JAVA e Arduino Programming Language. Será utilizado um módulo Wi-Fi que permitirá a troca de dados entre Cliente (Arduino UNO com Microchip RN-171-XV) e Servidor (Aplicação em JAVA presente num computador). No final serão analisados os levantamentos de energia produzida e avaliado se o controlo de cargas é feito consoante as melhores condições de aproveitamento da energia produzida.

Flexão estática em amostras pequenas livres de defeitos

O Laboratório de Engenharia da Madeira do Centro de Pesquisa de Produtos Florestais realizou inúmeros ensaios físicos e mecânicos, em madeiras originárias da areas a ser alagada na Hidroelétrica de Balbina. O presente trabalho pretende relatar o ensaio de flexão estática obedecendo aos seguintes passos: a) revisão bibliográfica sobre flexão estática, descrevendo além do método de calculo para determinação dos esforços, fatores que influem na resistência da madeira submetida à flexão; b) apresentação do ensaio de flexão estática, adotado pelo CPPF, divulgação dos dados experimentais e discussão sobre o tipo de ruptura que ocorrem nas madeiras do Amazonas; e c) estudo da relação entre módu lo de elasticidade a flexão, modulo de ruptura e densidade com os dados obtidos nos ensaios.

Qualidade do carvão vegetal produzido com madeiras da região de Manaus em fornos de alvenaria

Algumas características de madeiras da região de Manaus, no Amazonas foram determinadas, como identificação anatômica, densidade básica e umidade, visando reconhecer o material para produção de carvão vegetal. Identificou-se 28 famílias botânicas sendo que 50% do material foi representado por Anonaceae, Lecythidaceae e Sapotaceae. Quanto a gênero, encontrou-se 43, destes sobressairam-se Miconia, Guateria, Brasimum Goupiae Eschweilera, representando 38% das madeiras. As espécies Goupia glabra, Aldina heterophylla, Jacaranda copaia, Diplotropis purpurea e Tapirina guianensis foram as de maior ocorrência na madeira estudada. A densidade básica média foi 0,73 g/cm3 e a umidade média, sendo a madeira seca ao ar livre, ficou em 24.16% base úmida. A madeira foi carbonizada em fornos de alvenaria e do carvão obtido determinou-se características físicas e químicas. Os resultados médios foram: tamanho médio 45,30mm; friabilidade 15,46% de finos gerados menor que 13 mm e índice de quebra de 39,13%; tensão máxima de ruptura foi 43,36kgf/cm2; densidade aparente 0,51 e verdadeira 1,48; porosidade 65,28%; umidade 6,80%; matérias voláteis 17,65%; cinzas 2,29%; carbono fixo 80,06% e poder calorífico superior 6.826 Kcal/kg.

Configurador de sistemas distribuídos de controlo especificados através de redes de Petri IOPT

O objetivo principal deste trabalho é desenvolver um protótipo de ferramenta que permita a geração de ficheiros de configuração de sistemas distribuídos de controlo em plataformas específicas permitindo a integração de um conjunto de componentes previamente definidos. Cada componente é caracterizado como um módulo, identificando-se o conjunto de sinais e eventos de entrada e saída, bem como o seu comportamento, normalmente especificado através de um modelo em redes de Petri IOPT – RdP-IOPT (Input-Output Place-Transitions). O formato PNML (Petri Net Markup Language) será utilizado para a representação de cada componente. Os componentes referidos poderão ser obtidos através de vários métodos, nomeadamente através de ferramentas em desenvolvimento, que se encontram disponíveis em http://gres.uninova.pt/IOPT-Tools/ e também através da sua edição no editor de IOPT, como resultado da partição de um modelo expresso em IOPT, utilizando o editor Snoopy-IOPT em conjugação com a ferramenta SPLIT. Serão considerados várias formas para interligação dos componentes, incluindo-se ligações diretas e wrappers assíncronos num contexto de sistemas Globalmente Assíncronos Localmente Síncronos - GALS bem como diferentes tipos de barramentos e ligações série, incluindo Network-On-Chip específicos. A descrição da interligação entre componentes é gerada automaticamente pela ferramenta desenvolvida, tendo em conta resultados de dissertações de mestrado anteriores. As plataformas especificas de suporte à implementação incluem FPGA’s da serie Xilinx Spartan3,3E e Xilinx Virtex, e várias placas de desenvolvimento.

Wave4IOPT - editor e visualizador web de formas de onda – aplicação a controladores digitais especificados com modelos de Redes de Petri IOPT

Este trabalho tem o objectivo de criar um Editor e Visualizador Web de Formas de Onda para controladores digitais especificados com modelos Redes de Petri Input-Output Place-Transition (IOPT). Após uma análise das ferramentas existentes e constatando-se a inexistência de uma ferramenta adequada a essa função, desenvolveu-se uma ferramenta denominada Wave4IOPT, que permite a visualização das formas de onda de sinais e eventos de entrada e de saída ao longo do tempo. A ferramenta permite também a visualização dos resultados do histórico de uma simulação de uma Rede de Petri IOPT, proveniente do Simulador das IOPT-Tools. Esta ferramenta incorpora funcionalidades de edição, modos de visualização e um módulo básico de identificação e correcção de erros dos valores das formas de onda. O Wave4IOPT está disponível a partir de um browser e prevê-se que venha a estar integrado no ambiente de ferramentas IOPT-Tools. Esta ferramenta foi construída utilizando tecnologias Web como HTML, JavaScript, CSS, SVG e JSON. Adicionalmente, o Wave4IOPT poderá também servir para a edição, visualização e análise de outros tipos de sinais digitais, desde que sejam preenchidos os requisitos da estrutura do ficheiro JSON que será lido pela ferramenta.

Utilização de madeiras de espécies nativas e exóticas da Amazônia visando a produção de celulose Kraft

Foram estudadas as características tecnológica das madeiras e das polpas kraft de cinco espécies da damília Moraceae, nativas da Amazônia, Brasimum parinarioidesDukhe (amapá), Pourouma longipendula Dukhe (embaubarana), Clarisia racemosa R.&P. (guariúba), Helycostylis tomentosa Rubby (inharé), Brasimum rubescens Taub. (muirapiranga) e das espécies exóticas Anthocephalus chinenses (Lamb). Rich, Eucalyptus degluptaBlume e Gmelina arborea Roxb. Foram determinadas as características dendrométricas, químicas e as densidades básicas das madeiras. Estudos de deslignificação demonstraram que as espécies inharé e muirapiranga foram mais difíceis de serem deslignificadas. As polpas foram branqueadas pelas sequências CEDED, CEHDED e C/DEDED. Os maiores consumos de reagentes químicos nos branqueamentos foram verificados para as polpas com teores de lignina residual mais elevados. Os melhores valores para comprimento de auto-ruptura, alongamenteo e arrebentamento foram obtidos pelas polpas não branqueadas oriundas das espécies exóticas. As polpas das espécies amapá, guariúba, e inharé acrescentaram valores mais elevados para resistência ao rasgo.

Viabilidade e superação da dormência em sementes de Araçá-boi (Eugenia stipitata ssp. sororia)

O araçá-boi (Eugenia stipitata ssp. sororia McVaugh - Myrtaceae) é uma frutífera amazônica com potencial agroindustrial. O presente trabalho verificou os efeitos da desidratação sobre a viabilidade de sementes e avaliou métodos de escarificação mecânica (por descascamento e lixamento) na superação da dormência de sementes dessa espécie. A qualidade fisiológica das sementes é afetada pela redução do teor de água. As sementes apresentam comportamento recalcitrante, sendo que o nível crítico de umidade pode estar situado entre 58,8 e 47,1%. A desidratação a níveis iguais ou inferiores a 25,76% de água provocou a morte em 100% das sementes. As sementes devem ser semeadas, preferencialmente, logo após a extração e limpeza. O tegumento das sementes apresenta resistência mecânica à expansão do embrião. A remoção total do tegumento foi o método mais eficiente na superação da dormência, pois elimina a resistência na região onde ocorrerá a ruptura pelo embrião, com tempo médio de emergência de 66 dias e percentagem final de emergência de 96%. Os lixamentos provocaram injúrias mecânicas nas sementes, tendo consequências diretas na emergência e vigor.

Caracterização da fluência em tração em betões autocompactáveis, com restrição da retração de secagem

No presente artigo apresentam-se os resultados de uma campanha experimental com vista à caracterização do comportamento viscoelástico de três amassaduras de betão auto- compactável com relações água-cimento distintas. O objetivo do estudo consiste emcaracterizar o fenómeno da fluência do betão em tração através da imposição de restrições à livre retração de secagem, recorrendo a um dispositivo inovador – ‘Variable Restraint Frame’ (VRF) – , desenvolvido especificamente para a realização deste tipo de ensaios. O VRF permite realizar ensaios em controlo de força e de deslocamento. Avaliaram-se as deformações de fluência em tração para betões autocompactáveis de três classes de resistência distintas, além de se apresentarem as restantes características mecânicas. O VRF apresenta algumas potencialidades inovadoras, que o distingue m dos seus congéneres, pois permite avaliar com uma precisão assinalável as deformações de fluência, além de possibilitar a caraterização da evolução do módulo de elasticidade do betão em tração ao longo da hidratação do cimento, bem como permitir a avalia ção da fluência em tração mesmo que ocorra a fissuração do provete.

Promoção da autonomia dos alunos na aprendizagem de programação para a WEB

Relatório de estágio de mestrado em Ensino de Informática

Avaliação experimental de elementos de pequenas dimensões de madeira Câmbala

O presente artigo baseia-se na caracterizar das propriedades fundamentais de um lote de madeira de Câmbala proveniente do Congo. Pretende-se determinar a sua massa volúmica, módulo de elasticidade e tensão de rotura à flexão. Para esse efeito, foram ensaiados 433 provetes de pequenas dimensões à flexão segundo o procedimento preconizado na norma ISO 3133[1], e quantificadas as suas massas volúmicas seguindo as prescrições da norma ISO 3131[2]. Dos resultados experimentais obtidos, constatou-se que os mesmos se situam nos intervalos previstos na bibliografia existente.

Pesquisa experimental para avaliação da eficiência da fibra de aço na resistência à punção de lajes lisas reforçadas simetricamente

O presente artigo é dedicado à avaliação experimental da eficiência do reforço com fibra de aço em termos da resistência à punção de lajes lisa carregadas simetricamente. Para este fim, oito lajes de 2550 x 2550 x 150 mm3 foram ensaiadas até a ruína, onde se investigou a influência do consumo de fibras (0, 60, 75 e 90 kg/m3) e da resistência do concreto (50 e 70 MPa). Duas lajes de referência, sem fibras, uma para cada classe de resistência do concreto, e uma laje para cada consumo de fibra e para cada classe de resistência do concreto compuseram o programa experimental. Todas as lajes foram armadas à flexão com barras de aço (armadura convencional) de forma a garantir a ruína por punção das lajes de referência. O único reforço transversal foi garantido pelas fibras de aço hooked ends com comprimento e diâmetro de 37 e 0,55 mm, respectivamente, e resistência à tração de aproximadamente 1100 MPa. Os resultados revelaram que as fibras de aço são muito eficientes em converter uma ruína frágil por cisalhamento em uma ruína dúctil por flexão, aprimorando ambos, carga de ruptura e deslocamento. Neste artigo o programa experimental é abordado em detalhe e os principais resultados são apresentados e discutidos.

Structure-property relationships in polymer nanocomposites

Tese de Doutoramento em Ciência e Engenharia de Polímeros e Compósitos

Estimativa das propriedades de flexão estática de seis espécies de madeiras amazônicas por meio da técnica não-destrutiva de ondas de tensão

A utilização de técnicas não-destrutivas (NDT) pode incrementar o nível de informação tecnológica sobre espécies de madeira conhecidas, bem como daquelas ainda não estudadas. A principal vantagem das técnicas NDT é que são rápidas e várias medidas podem ser feitas, melhorando assim o nível de confiança dos resultados. Nesse contexto, o trabalho objetivou avaliar a viabilidade de utilização da técnica de ondas de tensão na estimativa de propriedades de flexão de seis espécies de madeiras amazônicas. As espécies foram escolhidas com base na sua densidade: Balfourodendron riedelianum, Cedrela fissilis, Cordia goeldiana, Bowdichia virgilioides, Dipteryx odorata and Tabebuia sp. Foram obtidas vinte amostras por espécie nas dimensões segundo ASTM D143-94 para a determinação das propriedades de flexão, totalizando assim 120 amostras. Antes do ensaio destrutivo em flexão estática, as amostras foram avaliadas não-destrutivamente por meio da técnica de ondas de tensão para a determinação do módulo de elasticidade dinâmico e a velocidade de propagação das ondas tensão. De acordo com os resultados, os modelos de regressão foram altamente significativos para a predição das propriedades de flexão do conjunto de espécies. Dessa forma, pode-se concluir que o método é adequado para predizer as propriedades de flexão onde há variação, por exemplo, entre espécies. No entanto, quando a variabilidade é baixa, como dentro da espécie, os modelos apresentaram baixa previsibilidade.

Influência da gramatura na resistência da linha de cola aos esforços de cisalhamento em painéis compensados de Copaifera duckei Dawyer e Eperua oleifera Ducke

A madeira por ser um material de origem orgânica responde de várias maneiras aos diversos produtos nela empregados, inclusive a aplicação de cola a qual depende do seu teor de umidade, tendendo a atingir um teor de umidade em equilíbrio dinâmico com a umidade relativa da atmosfera. Atualmente utilizam-se lâminas com teores de umidade entre 5 e 15% de acordo com o tipo de resina utilizada. O presente estudo avaliou o efeito de 04 gramaturas (270; 330; 364 e 390 g/m²) na produção de painéis compensados utilizando as espécies: Copaifera duckei Dawyer e Eperua oleifera Ducke. As espécies utilizadas foram retiradas da área de manejo florestal sustentável da Gethal Indústria de Madeira Compensada Ltda localizada em Manicoré-Am. As lâminas foram produzidas com espessuras de 2,2 mm. As variáveis do ciclo de prensagem foram controladas seguindo as orientações técnicas estabelecidas pelo fabricante da resina. Foi avaliada a resistência da linha de cola, com amostras da capa e do miolo em condições seca e pós-fervura. Para análise estatística foi aplicado um delineamento inteiramente casualizado com arranjo em esquema fatorial dos tratamentos. Confrontando os valores médios da tensão de ruptura e a percentagem de falha na madeira obtidos nesta pesquisa, ensaio seco e pós-fervura, com os da literatura, foi verificado que os painéis avaliados atendem aos critérios estabelecidos, podendo ser indicados para uso interior e exterior, pois de acordo com a Norma EN 314-2 (1993) o valor médio da tensão de ruptura em conjunto com a porcentagem de falha na madeira encontram-se em um padrão aceitável de comportamento.