Comparação entre um método aproximado e um método numérico para cálculo de deformações em treliças e otimização dessas estruturas

Pretende-se estudar a utilização de um método analítico relativamente básico para cál-culo de deformações em treliças com vãos consideravelmente longos, com o intuito de ajudar o projetista a conceber um futuro projeto antes de conhecer a geometria da estrutura reticulada as-sim como as áreas de secção transversal dos elementos que a compõe. Numa primeira fase é avaliado o grau de aproximação à realidade do método analítico, e numa segunda fase é avaliado o ganho que pode ser obtido por utilização de métodos numéricos, podendo esta dissertação ser dividida em duas partes:  Uma análise estrutural comparativa entre um método analítico aproximado para o cálculo de deformações em treliças e um método numérico obtido a partir de um programa for-mulado para se usar em MATLAB, o PROAES, com o objetivo de avaliar a sua aderência à realidade;  Otimização dessas estruturas, primeiro de topologia para definir quais os elementos que serão necessários para a composição geométrica da treliça e em seguida uma combinação de otimização dimensional com otimização de forma para definir o valor das áreas de secção transversal de cada um dos elementos e a posição dos nós que os unem. Pretende-se também salientar a importância da carga crítica em estruturas do tipo tre-liça, nos elementos sujeitos a esforços normais de compressão, e qual a influência na geometria da estrutura e nas suas dimensões. O programa PROAES torna-se vantajoso face a outros algoritmos de otimização porque tem em conta as derivadas dos constrangimentos em ordem às variáveis consideradas no projeto, o que para além de acelerar o processo de otimização a nível informático, torna-se mais focado na procura de uma solução, na medida em que é um método determinístico e não aleatório, como é o caso, por exemplo, do método dos algoritmos genéticos.

Estudo numérico da interação de ondas com um quebra-mar poroso utilizando o código IHFOAM

A presente dissertação tem como principal objetivo a validação da ferramenta IHFOAM do código OpenFOAM para problemas de interação de ondas com estruturas costeiras porosas, concretamente a interação de ondas com o quebra-mar poente do porto de pesca de Albufeira. Numa primeira parte deste trabalho analisa-se o comportamento do código com malhas de diferentes tipos, mais especificamente, estuda-se os efeitos sobre o escoamento de uma malha não estruturada no meio poroso em relação a uma malha estruturada. Isto é de extrema importância, devido ao tempo dispensado na construção de uma malha estruturada com elementos rectangulares. É ainda estudada a dependência da simulação numérica com o modelo de turbulência. O estudo mostra que os efeitos dos diferentes tipos de malha na zona porosa influenciam pouco o escoamento, sendo aceitável o recurso a malhas não estruturadas na zona porosa, em contraste com a escolha do modelo de turbulência que se mostra muito importante para a simulação. Numa segunda parte, são calibrados os parâmetros do meio poroso usados pelo modelo numérico. Apresenta-se o método utilizado para a calibração dos parâmetros e são estudados os seus efeitos sobre o comportamento hidráulico da estrutura. O estudo é realizado com duas alturas de ondas, uma altura de onda que não gera galgamento e uma altura de onda que gera galgamento. Foram colocadas várias sondas numéricas ao longo de um canal de ondas que medem a elevação de superfície livre simulada. Para os ensaios com galgamento, mediu-se a altura da água galgada e o volume galgado, podendo-se assim estudar os efeitos dos parâmetros do meio poroso do quebra-mar sobre o galgamento. A calibração sequencial dos parâmetros mostrou-se muito eficaz, gerando resultados muito bons. Ao longo do estudo entende-se a forte dependência do comportamento hidrodinâmico da estrutura, dos parâmetros e a necessidade de os calibrar, para cada caso estudado. Conclui-se que o IHFOAM é muito interessante para o estudo numérico de interação de onda-estrutura porosa, obtendo resultados satisfatórios para a superfície livre dentro e fora do quebra-mar. O galgamento, sendo um processo muito rápido, foi razoavelmente simulado e captado pelo código.

Estudo exploratório – Caracterização da exposição a elementos tóxicos com recurso a metodologias multivariadas

O mercado das bebidas comerciais em Portugal tem aumentado ano após ano, sendo uma das principais fontes de hidratação não só da população portuguesa como europeia. Em contrapartida, sumos e néctares, analogamente ao arroz e à água, podem apresentar quantidades que embora sejam vestigiais, poderão ser expressivas relativamente a alguns contaminantes (arsénio, cádmio e chumbo), prejudiciais ao Homem, existentes no organismo humano através da bioacumulação. O estudo inicia-se com a realização de um questionário à população estudantil da FCT-UNL sobre os hábitos de consumo, que contou com a participação de mais de 500 alunos. Paralelamente e com um total de 23 sumos analisados pelo INSA, ao nível de 12 diferentes tipos de elementos químicos seguiram-se à análise estatística multivariada, com o intuito de separar sumos e néctares de acordo com os elementos químicos. Para este estudo utilizaram-se as análises de componentes principais e de clusters, considerando três abordagens diferentes ao tratamento do limite de quantificação. Tendo este estudo conduzido a resultados similares entre as abordagens, o passo seguinte centrou-se na análise dos sumos de laranja que contrariamente apresentam resultados díspares. Com o objectivo de quantificar o teor dos contaminantes presentes nos alimentos que fazem parte dos hábitos de consumo dos estudantes combinou-se a informação proveniente dos inquéritos com a informação da composição dos contaminantes e estimou-se a ingestão diária dos três químicos. Os valores estimados para a dose de ingestão tolerável provisória, no presente trabalho determinado numa base diária, ficam muito aquém dos valores toleráveis provisórios de ingestão tabelados, apresentando assim baixos níveis de nocividade para os alunos.

Implementação de metodologias para a contagem da flora específica do iogurte e de bifidobactérias na empresa SGS Portugal, S.A.

É do conhecimento geral que a população portuguesa está cada vez mais preocupada com a sua saúde e qualidade de vida, bem como em mudar alguns dos seus hábitos alimentares. Consequentemente, a procura por alimentos que proporcionam, para além de boas propriedades organolépticas e nutritivas, benefícios à saúde do consumidor, aumentou significativamente nas últimas décadas, onde os produtos lácteos fermentados surgem em grande destaque. Vários são os microrganismos empregues no desenvolvimento de produtos lácteos fermentados. Na produção de iogurtes, são utilizadas culturas lácteas tradicionais (Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus e Streptococcus thermophilus), também denominadas por flora específica do iogurte, e/ou bactérias probióticas, como as bifidobactérias, devido às suas boas características tecnológicas, terapêuticas e sensoriais. O trabalho descrito nesta dissertação de mestrado foca-se na validação e implementação de metodologias que permitem a contagem da flora específica do iogurte e de bifidobactérias, em iogurtes, na empresa SGS Portugal, S.A. A enumeração da flora específica do iogurte teve como base a norma ISO 7889:2003, por meio da técnica de sementeira por incorporação no meio de cultura apropriado e posterior contagem em placa dos microrganismos presentes. Foram analisadas 20 amostras de iogurtes, obtendo-se valores de contagens da flora específica do iogurte na ordem de 108 UFC/g de produto, indo ao encontro dos valores estabelecidos pela legislação portuguesa em vigor. A enumeração de bifidobactérias teve como base a norma ISO 29981:2010, por meio da técnica de sementeira por incorporação no meio de cultura apropriado e posterior contagem em placa dos microrganismos presentes. Das 20 amostras de iogurtes probióticos analisadas, apenas 15 obtiveram resultados positivos, apresentando valores de contagens de bifidobactérias superiores a 106 UFC/g de produto. Estas amostras, para além de apresentarem valores de acordo com os valores estabelecidos pela legislação portuguesa em vigor, são terapeuticamente eficazes, durante todo o prazo de validade do produto, uma vez que apresentam valores de contagem de bactérias probióticas superiores a 106 UFC/g, sendo este o padrão mínimo necessário para que um iogurte seja considerado como probiótico. Com base nos resultados obtidos e no cumprimento dos parâmetros preconizados nos procedimentos de validação de métodos microbiológicos, foi possível a validação destas metodologias e as suas implementações na empresa SGS Portugal, S.A.

Influência de forças de percolação na estabilidade de obras geotécnicas. Implementação e validação de modelo numérico

A percolação da água nos solos impõe-lhe forças, designadas por forças de percolação, que alteram a distribuição das forças de massa e, portanto, das tensões efectivas no maciço. Neste trabalho desenvolve-se, implementa-se e valida-se um programa numérico de análise de escoamentos capaz de caracterizar eficazmente o comportamento da água nos solos em regime permanente. O programa detalha as pressões de água, as cargas hidráulicas, as velocidades e as forças de percolação. Em seguida, para avaliar a influência do escoamento de água na estabilidade das mais variadas obras geotécnicas recorre-se a um programa de elementos finitos que implementa numericamente o teorema cinemático da análise limite. Os exemplos de aplicação realizados para validação demonstram que o cálculo implementado conduz a resultados muito semelhantes, por vezes melhores, aos obtidos por outros autores, tanto a nível analítico como numérico. Conclui-se o trabalho com o estudo da influência de escoamentos com componente maioritariamente vertical na capacidade resistente de fundações superficiais. No caso de um escoamento estritamente vertical é necessária a condição de permeabilidade de fundação. A impermeabilidade da fundação altera o regime de escoamento, e, portanto, a distribuição das forças de percolação e das tensões efectivas. Este estudo tem como objectivo avaliar preliminarmente a influência desta alteração na capacidade resistente de fundações superficiais.

Metodologias Participativas: Os media e a educação

Este livro reúne experiências e reflexões de académicos e não académicos sobre as potencialidades dos media para envolver e capacitar comunidades. Ao longo destas páginas, encontram-se textos que documentam propostas educativas e cívicas em torno dos media ou refletem sobre as capacidades dos media para trabalhar no seio das comunidades, incluindo as esferas da infância/juventude e/ou dos adultos e seniores. As metodologias participativas têm uma grande tradição em países da América Latina, de África e da Ásia e estão agora a ser mais usadas na Europa, particularmente, em Portugal. Esta inspiração reflete-se nas diferentes geografias que podem ser encontradas nesta obra, desde Reino Unido, Alemanha ou Brasil, até ao Quénia. Este livro está dividido em quatro partes. Uma primeira foca-se no projeto que deu mote ao livro, o RadioActive Europe, dando conta das suas práticas em Portugal e noutros países europeus. De seguida, juntamos experiências comunitárias e participativas nacionais e internacionais e, por fim, expomos vários caminhos de reflexão em torno da literacia e dos media.

Modelo de utilização conjunta das metodologias Lean e TRIZ

As exigências crescentes e as rápidas mudanças nos mercados obrigam as organizações a pensarem cada vez mais na inovação e melhoria contínua. Hoje em dia qualquer estratégia de crescimento, e até mesmo a própria sobrevivência nos mercados, passa cada vez mais pela aplicação de novas abordagens e metodologias. A redução de desperdícios, melhoria contínua, inovação e a capacidade de resolução de problemas tornaram-se de extrema importância nas últimas décadas. Nesta linha estratégica, a metodologia Lean é reconhecida e divulgada dentro das organizações devido aos benefícios advindos da sua aplicação e dos resultados positivos na identificação de desperdícios. Identificados os desperdícios, a metodologia especializada na resolução de problemas é a TRIZ – Teoria da Resolução Inventiva de Problemas. A TRIZ tem vindo a ganhar popularidade tanto a nível académico, como a nível empresarial. A TRIZ promove a inovação sistemática e a procura de novas soluções para os problemas existentes, apresentando técnicas e ferramentas analíticas para a resolução de problemas dos produtos, processos e organizações, permitindo assim desenvolver soluções inovadoras. Esta metodologia permite também que a inovação deixe de ser esporádica, não dependendo apenas da capacidade individual de cada um e de momentos de inspiração, evoluindo para a inovação sistemática que pode ser gerida e ensinada. Torna-se de muita utilidade a realização de estudos de aplicação conjunta das duas metodologias. Nesta dissertação foi elaborada a proposta de um modelo, que permite efetuar a análise de sistemas com vista à identificação dos desperdícios/contradições e a sua eliminação/redução, através da utilização conjunta das ferramentas analíticas da TRIZ e do Lean. Foi demonstrado que as metodologias complementam-se. A TRIZ com a sua vertente de inovação e de resolução de problemas poderá constituir um contributo importante nos sistemas de aplicação do Lean.

Metodologias de Sistemas de Informação Geográfica em sistemas de produção florestal : uma aplicação geoestatística

As florestas são uma fonte importante de recursos naturais, desempenhando um papel fulcral na sustentabilidade ambiental. A sua gestão quer territorial quer económica, conduz a uma maximização da produção, sem alteração da qualidade da matéria-prima. Portugal apresenta mais de um terço do seu território coberto por floresta, apresentando uma possibilidade de aplicação de sistemas de gestão, territorial e económica que maximizem a sua produção. Os Sistemas de Informação Geográfica (SIG) são modelos da realidade em que é possível integrar toda a informação disponível sobre um assunto tendo por base um campo comum a todos as variáveis, a localização geográfica. Os SIG podem contribuir de diversas formas para um maior desenvolvimento das rotinas e ferramentas de planeamento e gestão florestal. A sua integração com modelos quantitativos para planeamento e gestão de florestas é uma mais-valia nesta área. Nesta dissertação apresentam-se modelos geoestatísticos, com recurso a Sistemas de Informação Geográfica, de apoio e suporte à produção de pinha em Pinheiro-manso (Pinus pinea L.). Procurando estimar as áreas com melhor propensão à produção, a partir de dados amostrais. Estes foram previamente estudados tendo sido selecionadas quatro variáveis: largura da copa, área basal, altura da árvore e produção de pinha. A geoestatística aplicada, inclui modelos de correlação espacial: kriging, onde são atribuídos pesos às amostras a partir de uma análise espacial baseada no variograma experimental. Foi utilizada a extensão Geostatistical Analyst do ArcGis da ESRI, para realizar 96 krigings para as quatro variáveis em estudo, com diferentes parametrizações, destes foram selecionados 8 krigings. Com base nos critérios de adequação dos modelos e da análise de resultados da predição dos erros - cross validation. O resultado deste estudo é apresentado através de mapas de previsão para a produção de pinha em Pinheiro manso, em que foram analisadas áreas com maior e menor probabilidade de produção tendo-se realizado análises de comparação de variáveis. Através da interseção de todas as variáveis com a produção, podemos concluir que os concelhos com maiores áreas de probabilidade de produção de pinha em Pinheiro manso, da área de estudo, são Alcácer do Sal, Montemor-o-Novo, Vendas Novas, Coruche e Chamusca. Com a realização de um cruzamento de dados entre os resultados obtidos dos krigings, e a Carta de Uso e Ocupação do Solo de Portugal Continental para 2007 (COS2007), realizaram-se mapas de previsão para a expansão do Pinheiro manso. Nas áreas de expansão conseguimos atingir aumentos mínimos na ordem dos 11% e máximo na ordem dos 61%. No total consegue-se atingir aproximadamente 128 mil ha para área de expansão do Pinheiro manso. Superando, os valores esperados pelos Planos Regionais de Ordenamento Florestal, abrangidos pela área da amostra em estudo, em que é esperado um incremento de cerca de 130 mil hectares de área de Pinheiro manso para 2030.

Estudo do galgamento em estruturas marítimas verticais utilizando o modelo numérico AMAZON

O galgamento oceânico é um fenómeno associado à interação de ondas com estruturas marítimas. Nesta dissertação estudou-se o galgamento em estruturas marítimas verticais através da aplicação do modelo numérico AMAZON, que é um modelo bidimensional, baseado na resolução das equações não lineares de águas pouco profundas. Para validar a sua aplicação a estruturas marítimas verticais impermeáveis, os resultados de caudal médio galgado obtidos com o modelo AMAZON foram comparados com os resultados de ensaios em modelo físico bidimensional realizados anteriormente e disponíveis na base de dados do projeto europeu CLASH. Os resultados foram ainda comparados com os das fórmulas empíricas e semi-empíricas de Van der Meer & Bruce de 2014, de Goda de 2008 e de Hedges & Reis de 2015. Antes da sua validação, o modelo foi calibrado utilizando um dos ensaios do CLASH. Para tal, realizou-se uma análise de sensibilidade a alguns parâmetros do modelo, concretamente da dimensão mínima da malha, da escala de aplicação do AMAZOM (à escala reduzida ou à do protótipo), da forma de modelação da parede vertical, já que, dado este modelo ser integrado na vertical, não é possível considerar paredes verticais sem utilizar um artifício de cálculo, dos valores de alguns dos parâmetros de entrada do modelo (profundidade mínima molhada e a profundidade mínima de fricção) e da dimensão do domínio de cálculo. Os resultados da calibração do AMAZON mostram que, por causa da precisão do modelo para os menores caudais médios de galgamento, se deve aplicar o modelo à escala do protótipo. Para estruturas verticais, a aproximação que o modelo faz, por defeito, para a secção vertical da estrutura através de um talude fictício a 10:1 apresenta melhores resultados que a utilização de um talude a 20:1. Contudo, ambos requerem a adoção de uma dimensão da malha bastante reduzida nesta zona e na sua vizinhança (0.03 m). No caso em estudo, os dois parâmetros de entrada do modelo não têm impacto significativo nos resultados, ao contrário do domínio de cálculo que, tal como recomendado na literatura de referência, se deve iniciar (fronteira de entrada) a aproximadamente um comprimento de onda do pé da estrutura. Os resultados obtidos mostram que, em geral, o AMAZON subestima o valor medido do caudal médio galgado com erros relativos variáveis entre -91% e -49%; apenas para um caso o modelo sobrestima o caudal médio, com um erro relativo de 43%. Quando comparado com as formulações empíricas e semi-empíricas, a fórmula de Van der Meer & Bruce apresenta melhores aproximações aos caudais médios medidos que constam na base de dados do CLASH, seguida da fórmula de Goda e dos resultados do modelo AMAZON, embora estes dois últimos apresentem valores bastante próximos. Assim, uma vez que o modelo está em constante desenvolvimento, espera-se que no futuro seja uma ferramenta mais poderosa. Contudo, enquanto não se fizerem melhorias no modelo e/ou não se estender a outros ensaios a análise feita no âmbito desta dissertação, os resultados sugerem que não há vantagem na sua utilização face às formulações empíricas e semi-empíricas disponíveis, tendo também em conta o significativo tempo computacional exigido para executar o AMAZON com a dimensão da malha escolhida.

Estratégias pedagógicas na aprendizagem da emissão de som no clarinete: respiração, material e metodologias de estudo

Relatório de estágio de mestrado em Ensino de Música

Estudo numérico sobre o reforço de pilares de betão armado reforçados com cantoneiras e presilhas metálicas. Análise paramétrica.

A presente comunicação descreve o estudo paramétrico desenvolvido com base no método dos elementos finitos (MEF) para analisar a influência de factores geométricos e mecânicos no comportamento à flexo-compressão de pilares de betão armado (BA) reforçados com cantoneiras e presilhas de aço (steel caging). Com base num modelo de elementos finitos 3D, levou-se a cabo um estudo numérico sobre a influência de vários fatores no comportamento à flexo-compressão de pilares BA. Esses factores são: a dimensão dos pilares, a dimensão dos elementos que formam o reforço (cantoneiras e presilhas) e as propriedades mecânicas dos materiais constituintes do pilar de betão armado e do reforço (cantoneiras e presilhas de aço).

Estudo experimental e numérico sobre o comportamento de vigas mistas com conector Crestbond

Nesta comunicação apresenta-se um estudo sobre vigas mistas em aço e betão onde se utilizam conectores do tipo Crestbond contínuos para estabelecer a ligação entre a viga metálica e a laje de betão e garantir o funcionamento misto entre estes dois elementos. Apresentam-se os resultados de ensaios numéricos e experimentais obtidos em vigas mistas de aço e betão realizadas com conectores Crestbond, na Universidade do Minho. Os provetes consistem numa viga metálica IPE200 com um conector CR40 R10 contínuo, posicionado sobre o banzo superior da viga e soldado em todo o seu desenvolvimento, e uma laje betão armado com secção transversal de 0.40×0.10 m2. Os provetes apresentam um vão de 3.0 m e um comprimento total de 3.2 m. O modelo numérico foi desenvolvido no software Atena 3D.

Geometria urbana e ilha de calor noturna: análise baseada em um modelo numérico

A geometria urbana e uma das causas do fenomeno da ilha de calor,pois provoca alteracao do balanco energetico nas cidades. Essa pesquisa visa identificar um raio de abrangencia adequado para a determinacao da influencia termica da geometria urbana. Para isso explora ferramentas de um Sistema de Informacoes Geograficas, aplicando um modelo numerico (o modelo de Oke), que relaciona a geometria urbana e a intensidade da ilha de calor. Dados térmicos reais sao comparados a dados simulados para diferentes raios de abrangencia. Os resultados apontaram que o raio de 30 m e o que em media permite maior aproximacao entre dados reais e dados simulados. Alem disso, verificou-se que o modelo aplicado demonstra comportamento diferenciado, conforme o grau de homogeneidade das alturas das edificacoes.

Aplicação de metodologias Lean na secção de tecelagem de uma empresa têxtil

Dissertação de mestrado integrado em Engenharia e Gestão Industrial