Desenvolvimento de um sistema de diagnóstico de falhas em motores elétricos de indução

Os motores trifásicos de indução são os mais utilizados na indústria a nível mundial essencialmente devido à sua versatilidade, fiabilidade e baixo custo. Apesar da alta fiabilidade destes motores, o decorrer do tempo acaba por inevitavelmente levar a um desgaste que se poderá tornar excessivo quando negligenciado, levando assim o motor à situação de avaria. De forma a contornar este problema que resulta em gastos energéticos e prejuízos financeiros para as empresas, consequentes da paragem dos seus sistemas produtivos, as empresas recorrem à prática da manutenção preditiva. Através de uma monitorização contínua dos parâmetros de funcionamento, são realizados sucessivos diagnósticos não invasivos aos sistemas produtivos, nomeadamente motores, prevenindo deste modo o surgimento de falhas e avarias, identificando a origem do problema. A presente dissertação foi elaborada no âmbito da realização de um estágio numa empresa do setor eletromecânico. A referida empresa comercializa equipamentos industriais, dentro dos quais motores elétricos, entre outros componentes de acionamentos eletromecânicos, prestando serviços de manutenção dos mesmos. Este trabalho visou uma reformulação de um projeto de uma bancada para realização de testes de capacidade dos motores. A bancada de ensaio, além de reformulada, ganhou novas funcionalidades. Foi desenvolvido um sistema de análise e diagnóstico de falhas mecânicas em motores elétricos, através da inclusão de sensores adaptados para monitorização dos parâmetros de funcionamento. A escolha das técnicas utilizadas teve por base uma análise dos modos de falha dos elementos do motor. Para facilitar o trabalho do operador, foi incluída uma consola com botões de navegação e um mostrador em LCD para visualização do menu. Foram também comparados dois sistemas diferentes para simulação de carga, ou seja, de teste à capacidade dos motores. No âmbito desta dissertação está a ser preparado um artigo e uma apresentação para o 13º CNM (Congresso Nacional de Manutenção da APMI).

Estudo experimental de um sistema BIPV/T-PCM

A União Europeia tem dado cada vez mais enfoque à eficiência energética nos edifícios e à sua capacidade de produção de energia, tendo lançado a directiva “Energy Performance of Buildings Directive” com o intuito de que até 31 de Dezembro de 2018 todos os edifícios novos sejam “nZEB-nearly Zero Energy Building”, o que significa que devem por um lado diminuir o seu consumo energético, aumentando a sua eficiência, e por outro lado produzir localmente e através de fontes de energias renováveis toda, ou quase toda, a energia de que necessitam. A presente tese está integrada no Projecto “Frame – Prefabricated systems (modules) for low-energy buildings: design, prototyping and testing” (Ref: PTDC/AURAQI-AQI/117782/2010) que está a ser desenvolvido na Unidade de Eficiência Energética do Laboratório Nacional de Energia e Geologia (LNEG). Neste trabalho é desenvolvido e analisado um sistema BIPV/T-PCM (Building Integrated Photovoltaic Thermal – Phase Change Materials) que engloba todo um novo conceito de captação, armazenamento e gestão da energia solar em fachadas. Este sistema é composto por um módulo fotovoltaico, uma bateria de PCM (Materiais de Mudança de Fase) e todo um sistema de fluxo de ar que permite a gestão da energia colectada e armazenada. Foi também desenvolvido teoricamente um código de gestão energética para a manipulação do sistema. O sistema em estudo apoia-se em três objectivos principais: aquecer no inverno; arrefecer no verão; e aumentar a eficiência do PV arrefecendo-o. Na sequência do trabalho realizado verificou-se que o conceito do sistema em estudo alcança alguns dos objectivos propostos, tendo ainda potencial para se continuar o seu desenvolvimento. O sistema em estudo é um sistema inovador, e como tal está a ser registada uma patente com base no conceito desenvolvido.

Estereótipos do aluno cigano no sistema escolar e a sua influência na aprendizagem do português

O presente estudo insere-se no campo de pesquisa relativo à integração e inclusão escolar da etnia cigana no sistema de ensino português num contexto de política legislativa e educação inclusiva e intercultural. Pretendemos identificar o conhecimento dos docentes sobre educação inclusiva e intercultural, quais as práticas pedagógicas interculturais desenvolvidas com alunos de etnia cigana e compreender se as dificuldades linguísticas destes alunos são avaliadas num contexto de educação inclusiva e intercultural. Tivemos, similarmente, como intuito auscultar a existência de estereótipos dos docentes, relativos aos alunos de etnia e cultura ciganas, e sua influência na inclusão escolar e no processo de aprendizagem da linguagem portuguesa.

Desenvolvimento de um sistema para a medição do efeito electroóptico

Foi desenvolvido um sistema para a medição do efeito electróptico em meios ópticos com propriedades de óptica não-linear. O sistema baseia-se numa técnica interferométrica implementada através de um interferómetro de Michelson funcionando em modo de transmissão, no qual se mede a diferença de fase entre os ramos do interferómetro gerada pelo efeito electróptico numa amostra onde é aplicado um potencial elétrico. O coeficiente electróptico a ser medido, pode ser escolhido pela aplicação do sinal eléctrico de uma amostra na direção adequada bem como do alinhamento desta num porta-amostras. O sistema foi calibrado usando um cristal com propriedades ópticas não-lineares padrão, o fosfato de dihidrogénio e potássio, tendo sido utilizado o coeficiente electróptico r63 como referência. O valor medido experimentalmente foi de 10;5 0;2pm=V , pelo que o valor tabelado se encontra dentro desta medida. A bancada óptica implementada revelou também estabilidade no que diz respeito ao ruído ambiente. Este sistema será utilizado no futuro para a medição de coeficientes electrópticos em filmes finos poliméricos, que contenham cromóforos com polarizabilidades electrónicas não-lineares elevadas.

Estudo técnico-económico de um sistema solar termoelétrico com back-up a biomassa

Este trabalho consistiu no estudo técnico-económico (dimensionamento) de uma central térmica solar de torre norte, com back-up a biomassa (pellets) para produção de energia elétrica. A partir da plataforma PVGIS obteve-se a irradiação normal direta, DNI, da região do Alentejo, Portugal, segundo critérios descritos na secção 3.1. O valor anual obtido foi de 2319 !"ℎ/%&, valor este que foi convertido em energia elétrica, obtendo-se, assim, um montante de 105.761.800 kWh por ano, em 25 anos. Estas importâncias foram obtidas através dos equipamentos que constituem a central, entre eles o campo solar (composto por 2067 helióstatos com área total de 188097 %&), a torre (convertendo a concentração da DNI para energia térmica ao fluído de transferência de calor, HTF), o bloco de potência (composta por permutador de calor, turbina, gerador elétrico e outros) e com ajuda de uma caldeira a biomassa (pellets) que consome cerca de 24.001,23 toneladas de pellets por ano. O estudo económico foi realizado num modelo executável no Excel, calculando, assim, o custo total do sistema, 138.515.886,87 €. A partir deste valor calcularam-se os indicadores económicos (Valor Atualizado Líquido, VAL=-12.282540,28 €) com uma tarifa bonificada de 0,22114 €/kWh, que indica que o sistema termo solar com back-up a biomassa (pellets) não é viável economicamente (e o mesmo acontece com o sistema termo solar sem a biomassa). O dimensionamento técnico do sistema CSP de torre é feito a partir de um modelo matemático executado em Excel e MatLab e pelo software System Advisor Model, SAM e o da caldeira a pellets é concretizado também no Excel. Os resultados do modelo matemático foram comparados com os valores obtidos no SAM para o mês típico de julho comprovando, assim, as fórmulas e conceitos contidos no estado da arte. Realizou-se, também, uma comparação dos valores anuais do sistema obtidos no SAM com os valores reais da Gemasolar (em Espanha), demonstrando então a veracidade dos valores obtidos no dimensionamento feito para Portugal.

Revisão documental do Sistema de Gestão de Qualidade e Segurança Alimentar numa produção de gelado artesanal

A pressão da concorrência está a mudar a indústria alimentar, tornando necessária a adoção e melhoria sistemática de Sistemas de Gestão da Qualidade e Segurança Alimentar. Este é um assunto que assume uma importância primordial, sendo da responsabilidade de todos os intervenientes da cadeia alimentar. O controlo da Qualidade e Segurança Alimentar assumiu maior destaque com a introdução do Codex Alimentarius e toda a documentação que o teve por base. Actualmente, para além do Sistema HACCP, podem ser implementadas outras normas tais como a ISO 9001, ISO 22 000, a Norma BRC e a IFS. Para o controlo eficaz dos alimentos é necessário conhecer os perigos a que estão sujeitos. Quando detetados previamente podem ser evitadas doenças de origem alimentar, que continuam a ser um problema de saúde pública, tanto nos países desenvolvidos como em desenvolvimento. A implementação do Sistema HACCP facilita o cumprimento das exigências legais e permite o uso mais eficiente de recursos na resposta a questões relacionadas com a inocuidade dos alimentos. Esta implementação pode ocorrer em todas as etapas de processamento e desenvolvimento de alimentos. O sistema deve ser passível de ser adaptado a mudanças e deve manter-se em constante atualização. O objetivo geral da presente dissertação é observar e compreender o contexto real de trabalho da Santini, empresa dedicada à produção artesanal de gelado e bolacha, e efetuar a análise do Sistema HACCP implementado de forma a proceder à sua revisão documental e melhoria contínua. Foi necessário um conhecimento profundo do funcionamento da empresa, sendo que para isso foi realizado o acompanhamento de todas as etapas do produção e, posteriormente, a revisão de todos os documentos, entre eles o Manual de Boas Práticas e documentos associados, bem como o Manual HACCP.

Concepção e desenvolvimento de um sistema de limpeza de circuitos hidráulicos

Atualmente na indústria, surge a dificuldade expressa de encontrar soluções viáveis para a limpeza dos seus circuitos hidráulicos. As soluções existentes no mercado são por vezes incomportáveis, seja devido ao elevado custo inerente ou porque têm associado um tempo de paragem do equipamento industrial demasiado elevado. Dentro das tubagens existentes nos circuitos hidráulicos é possível distinguir dois tipos: flexíveis e rígidas. As flexíveis, apesar de terem um custo superior ao das rígidas, a facilidade de montagem permite a sua substituição, sempre que se deteta algum desgaste. A concepção duma tubagem rígida é feita através de um tubo de aço inoxidável, dando-lhe a forma adequada, cravando-se, de seguida, as ponteiras. Este método apesar de mais económico é muito mais demorado e por esta razão, a solução existente para este tipo de tubagens passa pela limpeza interna das impurezas. Este tema tem um elevado interesse devido às implicações que advêm da utilização de uma instalação de tubagens com impurezas incrustadas. A libertação dessas impurezas, causam a maioria das avarias em componentes sensíveis, o que equivale a perdas monetárias consideráveis por parte das entidades industriais. A solução para este problema, passa pelo desenvolvimento de uma unidade hidráulica de flushing, capaz de efetuar a limpeza dos circuitos, assegurando no seu final uma contaminação reduzida dentro das normas reguladoras da contaminação do óleo. A tecnologia do flushing, tem por base a utilização de escoamentos turbulentos com a finalidade de aumentar a tensão de corte junto das paredes das tubagens e por consequência remover as impurezas nela inclusa. O projeto prevê a concepção e construção de uma unidade de flushing que, após ser testada e validada, esteja em condições de ser comercializada tanto a nível nacional como internacional.

Podcast educacional aplicado às Ciências Naturais: o sistema nervoso

O processo ensino-aprendizagem das ciências naturais é desafiado para se adaptar às necessidades e estilo de vida atual dos alunos. Este desafio, para os docentes, é a inovação das estratégias pedagógicas orientadas para a mudança conceptual. As escolas podem estar equipadas com vários recursos tecnológicos, mas a sua integração no processo ensino-aprendizagem, como práticas inovadoras e promotoras de uma utilização efetiva por parte dos discentes, é ainda limitada. Cabe ao professor do século XXI incrementar a utilização das Tecnologias de Inovação e Comunicação nas suas práticas letivas permitindo aos alunos, que temos na sala de aula, e que nasceram na era digital, uma maior motivação e potenciação das suas aprendizagens. O conteúdo “O Sistema Nervoso”, só abordado no 9º ano de escolaridade, temática incluída no tema organizador “Viver Melhor na Terra”, envolve termos científicos complexos, sendo sempre um grande desafio para os docentes a sua abordagem em contexto educativo. Neste contexto enunciou-se o seguinte problema de estudo: o podcast aplicado como auxiliar de aprendizagem do segmento de conteúdo “O Sistema Nervoso”, levará a uma melhoria dos resultados escolares dos alunos do 9º ano? Para este estudo utilizou-se uma metodologia mista, envolvendo 19 alunos, permitindo a utilização de vários métodos e diferentes formas de obter dados e os analisar. É um estudo de caso e os resultados mostram o impacto da utilização de um podcast educacional como auxiliar de aprendizagem de um conteúdo, “O Sistema Nervoso”. O ensino-aprendizagem deixou de estar confinado à sala de aula, podendo ocorrer em qualquer lugar e a todo o momento, de acordo com a escolha dos alunos e respeitando o ritmo de aprendizagem de cada um. A audição do podcast revelou-se um instrumento facilitador do trabalho autónomo, já que é um reforço pedagógico e/ou estratégia de ensino diferenciado, funcionando como um auxiliar esclarecedor, através do qual os alunos clarificam as suas dúvidas, o que não conseguiriam fazer sozinhos. Permite, ainda, recriar o ambiente de sala de aula na explicação dos conteúdos.

Implementação de um Sistema b-Learning na Escola Secundária do Nambambe-Lubango

Esta dissertação tem como objecto de estudo a implementação de um sistema b-learning na Escola Secundaria do Nambambe -Lubango, uma vez que a instituição reúne condições para a sua materialização, ainda que não a tenha. Por isso, pensámos fazer um estudo pormenorizado sobre o tema, a fim de descrever e explicar as condições existentes para a sua implantação. O Sistema a ser utilizado é o Moodle, com todas as suas ferramentas e potencialidades, nomeadamente: o fórum e a avaliação, que poderão complementar as actividades presenciais com maior rigor e originalidade. A metodologia empregue é o estudo de caso com vista a explicar a implantação do b-learning que é a modalidade aceite para ser efectuada nesta instituição, a julgar pelas vantagens que ela oferece e os benefícios que trará para o processo de ensino-aprendizagem, mormente para os professores e alunos em termos de tecnologia, informação e conhecimento, libertando-se da infoexclusão digital. Com a pesquisa bibliográfica referente à temática e aplicação de um questionário dirigido aos professores e alunos que, depois de analisados os dados, podemos concluir que os inqueridos revelam competências básicas para a execução do projecto e os benefícios que este sistema oferecer para qualquer aprendente, tanto durante a vida como ao longo da vida.

Melhoramento e automatização de um sistema de revestimento com laser

O revestimento com laser permite criar revestimentos localizados pela adição de uma liga similar ou dissimilar. O revestimento visa melhorar as características da superfície metálica, tais como a dureza, a resistência ao desgaste por atrito, à corrosão e à fadiga térmica dos componentes sujeitos a condições adversas de trabalho por prolongados períodos de tempo. Esta dissertação tem como objetivo o melhoramento da configuração, a automatização do sistema de revestimento com laser do Laboratório de Laser do Instituto Superior Técnico (IST) da Universidade de Lisboa, utilizado pelo Centro de Física e Engenharia de Materiais Avançados do Instituto Superior Técnico – CeFEMA e a realização de ensaios de deposições com o fim de validação. Foram estudadas as configurações possíveis para o sistema de posicionamento da amostra, do laser e a configuração para o posicionamento com precisão do bocal de adição de pós ao banho de fusão. Após este estudo foram apresentadas e implementadas as propostas de melhoria do sistema inicial. Para tornar o sistema funcional, foi desenvolvido um controlador para comandar as três guias motorizadas de movimento linear OWIS, o laser IPG YLR e o alimentador de pós PLASMA-TECHNIK. Para simplificar a utilização aos investigadores do CeFEMA foi ainda desenvolvida uma interface gráfica que permite ao utilizador definir os principais parâmetros do processo Para a validação do trabalho desenvolvido foram realizados diversos ensaios de deposição da liga Ti52Ta num substrato de titânio. Através dos ensaios de deposição foi estudada a influência de alguns parâmetros do processo na geometria do revestimento obtido, como a altura, a profundidade, o ângulo do cordão, a diluição entre o material de adição e o substrato, tendo ainda sido estudada a influência dos parâmetros do processo na eficiência de deposição.