Direct Power Control of Matrix Converter Based Unified Power Flow Controllers

This paper presents the Direct Power Control of Three-Phase Matrix Converters (DPC-MC) operating as Unified Power Flow Controllers (UPFC). Since matrix converters allow direct AC/AC power conversion without intermediate energy storage link, the resulting UPFC has reduced volume and cost, together with higher reliability. Theoretical principles of DPC-MC method are established based on an UPFC model, together with a new direct power control approach based on sliding mode control techniques. As a result, active and reactive power can be directly controlled by selection of an appropriate switching state of matrix converter. This new direct power control approach associated to matrix converters technology guarantees decoupled active and reactive power control, zero error tracking, fast response times and timely control actions. Simulation results show good performance of the proposed system.

Auditoria e optimização energética de uma unidade fabril

A crise do petróleo em 1973 preocupou a população mundial e, desde então, os temas relacionados com a energia têm sido debatidos, sendo um dos mais importantes, a Melhoria da Eficiência Energética. O objectivo de corresponder às necessidades energéticas com a melhoria da eficiência em vez de aumentar a produção de energia tem sido, fortemente, ambicionado nos últimos anos. Esta Tese de Mestrado surge através da necessidade de uma unidade fabril reduzir a sua factura energética, que tem sido crescente ao longo dos últimos anos, de forma a melhorar a sua competitividade. O principal objectivo deste trabalho será, portanto, a melhoria da eficiência energética e, consequente, redução dos consumos energéticos e encargos associados. Foi definida como meta energética, situar o consumo específico abaixo dos 900 kWh/ton, sendo que, 850kWh/ton é a média dos consumos específicos deste tipo de indústria. Para a execução deste trabalho realizou-se numa primeira fase uma Auditoria Energética com o objectivo de recolher informação sobre as várias formas de energia consumidas e as necessidades energéticas específicas de cada utilização. Através deste levantamento e da análise dos registos históricos foram identificados os principais consumidores de energia e as principais áreas de intervenção. Após o trabalho de auditoria, foi elaborado um relatório com recomendações e medidas de racionalização energéticas. Por fim, foi desenvolvido um ante-projecto adequado a este tipo de indústria, que passa pela instalação de um Sistema de Co(Tri geração. Após a implementação de medidas de racionalização energética o consumo específico diminuiu de 910 kWh/ton (Janeiro a Setembro 2008) para 850 kWh/ton (Outubro 2008 a Abril 2009), sendo este o valor médio da indústria de produção de préformas. Finalmente, é sugerido um modelo de gestão energética para este tipo de indústria tendo em conta o estudo desenvolvido em Cogeração.

Qualidade comparada da congelação de géneros alimentícios por processo criogénico, por meio de azoto líquido e por anídrico carbónico

A congelação alimentar é um dos mais importantes processos de conservação de géneros alimentícios a nível mundial. Este estudo analisa de forma comparada os processos de congelação clássica e criogénica de produtos alimentares em geral, e em particular do camarão. Focaliza as mudanças ocorridas durante o processo de congelação bem como a importância e consequência dos cristais de gelo formados durante o processo. É feita uma abordagem à velocidade da frente de frio e ao efeito que o ciclo congelação-descongelação trás à qualidade final do produto. Os dados colectados permitem evidenciar uma clara vantagem no uso da congelação criogénica no que respeita à qualidade final do produto uma vez que este apresenta uma clara melhoria das suas propriedades globais em especial na oleosidade e sabor. Por outro lado, demonstra-se que a congelação clássica permite uma maior contenção de custos associados à congelação uma vez que possibilitou uma poupança de dois milhões de Euros após um funcionamento ao longo de 11 anos, segundo os pressupostos estabelecidos. Constatou-se que a crio-congelação deverá ser aplicada no processamento de produtos de elevado valor comercial, ou em locais onde as tarifas eléctricas tenham um valor elevado, ou ainda em produtos que, devido à sua constituição, assim o exija. Considerando estas conclusões principais, o estudo inviabiliza, neste momento, o uso de azoto líquido na congelação total de camarão dentro do território de Moçambique para comércio em Portugal.

Estudo comparativo de eficácia de larvitrampas e ovitrampas para vigilância de vetores de dengue e febre amarela

Com a finalidade de aprimorar a vigilância entomológica dos vetores de Dengue e Febre Amarela - Aedes aegypti e Aedes albopictus - no Estado de São Paulo, Brasil, realizou-se estudo comparativo de eficácia de larvitrampas (armadilhas de larvas), e ovitrampas (armadilhas de ovos). A região estudada é infestada somente pelo Aedes albopictus, espécie que conserva hábitos silvestres, mas também coloniza criadouros artificiais. A primeira parte do estudo foi realizada em área periurbana de Tremembé-SP, onde foram comparados três ocos de árvore, 23 ovitrampas e 5 larvitrampas. A segunda parte dos experimentos desenvolveu-se no Município de Lavrinhas-SP, no distrito de Pinheiros, onde 20 ovitrampas foram instaladas (uma por quadra) e 5 larvitrampas foram localizadas em pontos estratégicos (comércios, depósitos e postos). Os resultados obtidos mostraram que a ovitrampa, além da capacidade de positivar-se mesmo em presença de criadouros naturais, possui eficiência superior à larvitrampa. Constatou-se que para avaliação de efeitos da termonebulização as ovitrampas apresentaram uma significativa redução na média de ovos, o que não se verificou em relação ao Índice de Breteau.

Limiting Internal Supply Voltage Spikes in DC-DC Converters

Implementing monolithic DC-DC converters for low power portable applications with a standard low voltage CMOS technology leads to lower production costs and higher reliability. Moreover, it allows miniaturization by the integration of two units in the same die: the power management unit that regulates the supply voltage for the second unit, a dedicated signal processor, that performs the functions required. This paper presents original techniques that limit spikes in the internal supply voltage on a monolithic DC-DC converter, extending the use of the same technology for both units. These spikes are mainly caused by fast current variations in the path connecting the external power supply to the internal pads of the converter power block. This path includes two parasitic inductances inbuilt in bond wires and in package pins. Although these parasitic inductances present relative low values when compared with the typical external inductances of DC-DC converters, their effects can not be neglected when switching high currents at high switching frequency. The associated overvoltage frequently causes destruction, reliability problems and/or control malfunction. Different spike reduction techniques are presented and compared. The proposed techniques were used in the design of the gate driver of a DC-DC converter included in a power management unit implemented in a standard 0.35 mu m CMOS technology.

A comparative benchmarking analysis of main Iberian container terminals: a DEA approach

Benchmarking is an important tool to organisations to improve their productivity, product quality, process efficiency or services. From Benchmarking the organisations could compare their performance with competitors and identify their strengths and weaknesses. This study intends to do a benchmarking analysis on the main Iberian Sea ports with a special focus on their container terminals efficiency. To attain this, the DEA (data envelopment analysis) is used since it is considered by several researchers as the most effective method to quantify a set of key performance indicators. In order to reach a more reliable diagnosis tool the DEA is used together with the data mining in comparing the sea ports operational data of container terminals during 2007.Taking into account that sea ports are global logistics networks the performance evaluation is essential to an effective decision making in order to improve their efficiency and, therefore, their competitiveness.

Cálculo das recomendações de ingestão protéica: aplicação a pré-escolar, escolar e adulto utilizando alimentos brasileiros

As recomendações de ingestão protéica variam conforme o teor de proteína, da quantidade de aminoácidos essenciais oferecidas e da digestibilidade da dieta. Em geral as recomendações protéicas tomam por base um alimento considerado padrão como o ovo ou o leite. No entanto, a nível populacional, ingere-se misturas de alimentos em quantidades e qualidades diferentes, que variam de região para região. A título de ilustração foram calculadas as recomendações de ingestão protéica para uma mistura de alimentos habitualmente usados pela população brasileira e consumida por três grupos etários diferentes: o pré escolar, o escolar e o adulto. São apresentadas 10 combinações de alimentos, todas tendo como principal fonte protéica o arroz e/ou o feijão. Observa-se que a recomendação de ingestão protéica do pré escolar, pode variar entre 1,15 a 1,77 g/kg por dia dependendo da mistura utilizada. Discute-se também a importância da quantidade de alimentos ingeridos e a presença de outros nutrientes. Sugere-se que ao se recomendar a ingestão protéica de uma determinada mistura de alimentos sejam considerados os seguintes fatores: teor total de nitrogênio, quantidade de aminoácidos essenciais, digestibilidade, peso total da mistura e a presença de outros nutrientes.

Fissuras lábio-palatais: estudo caso-controle

Realizou-se um estudo caso-controle com o propósito de se detectar possíveis fatores de risco para o aparecimento de fissuras orais. Foram objeto de análise: local de moradia da mãe nos quatro primeiros meses de gestação, poluição, aplicação de pesticida/herbicida na lavoura, doenças dos pais, doenças da mãe nos quatro primeiros meses de gestação, ingestão medicamentosa nesse período, hereditariedade, tabagismo, consumo de bebida alcoólica e exposição a raio-X. Foram aplicados formulários às mães referentes aos 450 casos, sendo 354 portadores de fissuras labiais ou lábio-palatais e 96 de fissuras palatinas, e às mães referentes aos 450 controles. Empregou-se análise multivariada e as variáveis hereditariedade (RR=4,96), epilepsia na mãe (RR=2,39) e ingestão de anti-inflamatório (RR=2,59) foram consideradas fatores de risco para fissuras labiais ou lábio-palatais. As variáveis hereditariedade (RR=2,82) e poluição (RR=2,58) foram consideradas fatores de risco para fissuras palatinas.

Estrutura fatorial do questionário de morbidade psiquiátrica de adultos aplicado em amostras populacionais de cidades brasileiras

A análise de componentes principais é uma técnica de estatística multivariada utilizada para examinar a interdependência entre variáveis. A sua principal característica é a capacidade de reduzir dados, e tem sido usada para o desenvolvimento de instrumentos de pesquisas psiquiátricas e na classificação dos transtornos psiquiátricos. Esta técnica foi utilizada para estudar a estrutura fatorial do Questionário de Morbidade Psiquiátrica do Adulto (QMPA). O questionário foi composto de 45 questões de resposta sim/não que identificam sintomas psiquiátricos, uso de serviço e de drogas psicotrópicas. O questionário foi aplicado em 6.470 indivíduos maiores de 15 anos, em amostras representativas da população de três cidades brasileiras (Brasília, São Paulo e Porto Alegre). O estudo teve como objetivo comparar a estrutura fatorial do questionário nas três regiões urbanas brasileiras. Sete fatores foram encontrados que explicam 42,7% da variância total da amostra. O fator 1, Ansiedade/Somatização ("eigenvalue" (EV) = 3.812 e variância explicada (VE) = 10,9%); O fator 2, Irritabilidade/Depressão (EV = 2.412 e VE = 6,9%); O fator 3, Deficiência Mental (EV= 2.014 e VE = 5,8%); O fator 4, Alcoolismo (EV = 1.903 e VE = 5,4%); O fator 5, Exaltação do Humor (EV = 1.621 e VE = 4,6%); O fator 6, Transtorno de Percepção (EV = 1.599 e VE = 4,6%) e o fator 7, Tratamento (EV = 1.592 e VE = 4,5%).O QMPA apresentou estruturas fatoriais semelhantes nas três cidades. Baseados nos achados, são feitas sugestões para que algumas questões sejam modificadas e para a exclusão de outras em uma futura versão do questionário.

Obras de arte em betão: anomalias, gestão e técnicas de reabilitação

Cada vez mais há a consciência da necessidade de conservar e prolongar a vida útil das obras de arte, quer pelo elevado nível de deterioração que se tem registado em algumas obras, quer pela redução da sua funcionalidade em resultado do aumento de tráfego automóvel. O presente documento desenvolve-se no sentido de fornecer algumas indicações quanto ao estado de conservação das obras de arte em betão a nível nacional. Para o efeito, efectuou-se uma campanha de inspecção a uma série de obras na zona da grande Lisboa e analisaram-se as anomalias mais susceptíveis de ocorrerem em obras deste tipo, identificando as possíveis causas e consequências associadas. Apresenta-se ainda, de uma forma sucinta, a maneira como se efectua actualmente a gestão da manutenção do parque de obras de arte e, Portugal. São descritas algumas técnicas de ensaio e diagnóstico aplicáveis, assim como acções de manutenção e técnicas de reabilitação. Por fim apresenta-se três casos de estudo, onde se aplicaram alguns dos conceitos explorados ao longo do trabalho. O trabalho é acompanhado por um extenso registo fotográfico, de forma a melhor compreender os assuntos abordados.

Mudanças no padrão de alimentação da população urbana brasileira (1962-1988)

Objetivou-se avaliar o comportamento do padrão alimentar da população urbana brasileira ao longo das três últimas décadas. As fontes de dados foram duas pesquisas nacionais de orçamentos familiares realizadas no início da década de 60 (1961-63) e no final da década de 80 (1987-88) e um inquérito nacional sobre consumo alimentar realizado em meados da década de 70 (1974-75), restringindo-se a análise a sete áreas metropolitanas estudadas em comum pelas três pesquisas. O padrão alimentar foi caracterizado a partir da participação relativa de diferentes alimentos na dieta e do consumo relativo de nutrientes específicos. As mudanças principais mostraram-se semelhantes nas regiões Nordeste e Sudeste e envolveram: 1) redução no consumo relativo de cereais, feijão, raízes e tubérculos; 2) substituição de banha, toucinho e manteiga por óleos e margarinas; e 3) aumento no consumo relativo de leite e derivados e ovos. Essas mudanças deterninaram diminuição na participação relativa de carboidratos na dieta e aumento na participação de lipídios. A proporção total de proteínas manteve-se estável entre as pesquisas (ao redor de 12%), crescendo, entretanto, a participação específica de proteínas de origem animal na dieta. Situação inversa foi observada com os lipídios, registrando-se aumento da fração correspondente aos lipídios de origem vegetal, o que levou ao predomínio dos ácidos graxos poli-insaturados sobre os saturados e à redução do consumo relativo de colesterol. As implicações das mudanças no padrão alimentar da população urbana do país são discutidas à luz de recomendações dietéticas enunciadas pela Organização Mundial de Saúde.

Método de captura e recaptura: nova metodologia para pesquisas epidemiológicas

O método de captura e recaptura, embora não seja novo, tem sido pouco usado em estudos epidemiológicos. Trata-se de método bem adaptável e adequado para estudar populações incomuns ou esquivas, como usuários de drogas endovenosas. Tem sido usado para estudar populações diversas como prostitutas que trabalham na rua ou volume de células vermelhas no homem. Permite ainda estimar a incidência e a prevalência de doenças de forma mais precisa do que os métodos tradicionais e com uma melhor relação custo-benefício. Devido à sua relevância dentro do campo da epidemiologia, decidiu-se realizar uma revisão sobre esse método, enfocando a história, as principais aplicações e apontando as suposições teóricas que o fundamentam. Seu potencial para futuras pesquisas epidemiológicas é promissor.

Aplicação de zeólitos modificados por dessilicação à catálise bifuncional

Este trabalho experimental teve como principal objectivo o estudo da influência do método de dessilicação – convencional e por accão de radiação microondas – numa amostra de zeólito mordenite de razão Si/A1 de 10. Por outro lado, estudou-se a influência da variação da razão Si/A1 nos tratamentos de dessilicação utilizando como amostra de base uma mordenite com razão Si/A1 de 45. As amostras foram caracterizadas por difracção de raios-X, espectroscopia de infravermelho, microscopia electrónica de transmissão e adsorção de azoto. Adicionalmente, nas amostras dessilicadas a partir do zeólito da razão Si/A1=10 foram testados o envelhecimento e a reprodutibilidade. Amostras selecionadas foram também caraterizadas por RMN. Para avaliar a influência do tratamento de dessilicação na acidez e porosidade das amostras recorreu-se à reacção modelo de isomerização de m-xileno. As propriedades hidrogenantes das amostras suportadas com Pt foram avaliadas pela reacção modelo de hidrogenação do tolueno. As potencialidades dos catalisadores bifuncionais foram testadas na reacção de hidroisomerização do n-hexano. Os resultados obtidos demonstram que a realização de tratamentos de dessilicação por acção da radiação de microondas permite reduzir substancialmente a duração do tratamento alcalino, e em simultâneo com o desenvolvimento da mesoporosidade observa-se a formação de microporos mais largos que os característicos da mordenite. Com os tratamentos convencionais ocorre apenas o desenvolvimento da mesoporosidade. Relativamente à acidez, as amostras dessilicadas por acção da radiação de microondas apresentaram propriedades mais próximas das do zeólito de partida. Os estudos relativamente à influência da razão Si/A1 mostraram que a amostra de partida com razão Si/A1=45 é mais sensível e frágil à duração do tratamento alcalino do que a amostra com razão Si/A1 de 10. Entre outros factores, estes resultados parecem estar relacionados com o tamanho das cristalites. Nas amostras suportadas com Pt, a reacção modelo de hidrogenação do tolueno, mostrou que o processo de dessilicação permite aumentar a actividade hidrogenante, uma vez que a presença de mesoporosidade facilita o acesso do reagente aos centros metálicos. Na hidroisomerização do n-hexano, a amostra PtM10_0,1_120V foi a que permitiu obter maior selectividade de produtos bi-ramificados.

Gestão de roturas em sistemas em pressão para tubagens de diâmetro superior a 350 mm: a técnica sahara

Este estudo visa caracterizar e comparar técnicas de detecção de fugas de água, aplicadas a tubagens em pressão, em serviço e de diâmetro superior a 350 mm. Este trabalho justifica-se pela elevada percentagem de perdas hídricas reportados ao IRAR pelas entidades gestoras do sector, que no ano de 2008 atingiu o valor de 37%, bastante superior ao limite máximo definido por esta entidade reguladora (15%). Tendo em conta este dado, conclui-se que o combate às perdas de água continua a ser uma linha estratégica primordial para as entidades gestoras, constituindo a inspecção de tubagens, uma das actividades importantes neste contexto. Actualmente, a actividade de inspecção de tubagens de água usufrui de um leque diversificado de técnicas de inspecção. Algumas dessas técnicas podem ser aplicadas em tubagens de gás, de águas residuais e de abastecimento de água. Neste estudo apresentam-se três técnicas de inspecção de tubagens utilizadas em condutas de abastecimento de água - a técnica de inspecção visual, a técnica Smartball e a técnica Sahara - e compara-se duas: a técnica Sahara e a técnica Smartball. É no âmbito da conclusão deste trabalho, que se aborda a técnica Sahara, apresentando um caso concreto da sua aplicação, realizado na EPAL, S.A., em condutas de adução de diâmetro superior a 350 mm. A aplicação da técnica Sahara na EPAL em 2007 e 2008 promoveu a queda do valor das perdas reais e anuais reportadas à entidade reguladora. Após a inspecção com recurso a esta técnica, a empresa poupou mais de 640000 m3/ano. Este valor equivale a cerca de 3 dias de consumo de água no município de Lisboa.

Caracterização da remoção de metais pesados na ETAR da Charneca (Óbidos), Águas do Oeste

Este trabalho teve como objectivos a quantificação analítica de quatro metais pesados (chumbo, níquel, crómio e cádmio) nas diferentes etapas da ETAR da Charneca (Óbidos) identificando, através dos coeficientes de partição, os principais mecanismos de remoção dos metais em cada etapa de tratamento. Foram também determinados os parâmetros mais importantes na caracterização de águas residuais (pH, CQO, ST, STV, SS e SSV). Foram realizadas duas campanhas de amostragem, uma primeira com o objectivo de aperfeiçoamento dos planos de amostragem e selecção dos métodos analíticos a adoptar e uma segunda para o cumprimento dos objectivos do trabalho. A determinação de metais pesados foi efectuada por Espectrometria de Absorção Atómica de Chama (FAAS) e Espectrometria de Absorção Atómica de Câmara de Grafite (GFAAS). Os restantes parâmetros analíticos foram determinados pelos métodos de referência (APHA, 1998). No período de amostragem, o afluente à ETAR apresentou concentrações reduzidas dos metais em estudo com valores médios de 11,78 µg/L. De entre os metais destacavam-se, no entanto, o crómio e de níquel, com concentrações respectivamente 27,83 µg/L e 17,50 µg/L. As amostras de areias, extraídas na obra de entrada, apresentaram concentrações mais significativas de chumbo e crómio, enquanto as amostras de gorduras, recolhidas no mesmo ponto, apresentaram concentrações mais elevadas de níquel e crómio. As amostras do efluente final revelaram concentrações muito reduzidas dos quatro metais estudados com a concentração média a situar-se nos 7,34 µg/L. Verificou-se uma remoção na fase líquida do efluente de cerca de 85% para o chumbo, 39% para o níquel e 34% para o crómio. No cádmio não se verificou remoção na fase líquida. Concluiu-se que a remoção dos metais é determinada por uma transferência destes para a fase sólida e que ocorre fundamentalmente no reactor biológico onde uma parte significativa dos metais pesados é absorvida pela biomassa presente. Nas lamas desidratadas, os metais encontrados em maior concentração foram o chumbo e o crómio com concentrações de respectivamente 130,64 mg/Kgmat.seca e 87,99 mg/Kg mat.seca, embora todos os metais pesados estudados apresentem uma situação de conformidade com os requisitos de lamas para valorização agrícola, estabelecidos na legislação nacional.