Projeto de uma unidade de produção de biodiesel num reator ultrassónico pela via supercrítica

A concretização deste estágio na INCBIO teve como principal objetivo o projeto e dimensionamento de uma unidade de produção de biodiesel por transesterificação nãocatalítica num reator ultrassónico com condições supercríticas de pressão e temperatura. Com vista à concretização do trabalho, iniciou-se a realização do estudo do estado da arte relativo à produção de biodiesel, com particular enfoque na produção de biodiesel por via catalítica e por via supercrítica e na produção de biodiesel com uso de tecnologia ultrassónica. Conclui-se que nenhum estudo contempla a combinação simultânea da produção de biodiesel por via supercrítica através da tecnologia ultrassónica. Este estudo do estado da arte permitiu ainda definir as condições de temperatura, pressão e rácio mássico (250 °C, 95 bar e 1:1 respetivamente) a considerar no projeto da unidade de produção de biodiesel deste trabalho. Com base no estudo do estado da arte efetuado e com base nas características da matéria procedeu-se à definição do processo de produção de biodiesel. Para a definição do processo começou-se por elaborar o diagrama de blocos do processo (BFD) e o diagrama de fluxo do processo (PFD). Com base nos diagramas e na composição da matéria-prima, procedeu-se à quantificação dos reagentes (metanol) com base na estequiometria das reações envolvidas e ao cálculo do balanço de massa. O balanço de massa foi calculado com base na estequiometria das reações envolvidas e foi também calculado através do software de simulação ASPEN PLUS. Após o cálculo do balanço de massa elaborou-se o diagrama de tubulação e instrumentação (P&ID), que contém todos os equipamentos, válvulas, instrumentação e tubagens existentes na unidade. Após a definição do processo e cálculo do balanço de massa procedeu-se ao dimensionamento mecânico e cálculo hidráulico dos tanques, tubagem, bombas, permutador de calor, reator ultrassónico, válvulas de controlo e instrumentação de acordo com as normas ASME. Nesta fase do trabalho foram consultados diversos fornecedores possíveis para a compra de todo o material necessário. O dimensionamento mecânico e cálculo hidráulico efetuados permitiram, entre outras informações relevantes, obter as dimensões necessárias à construção do layout e à elaboração do desenho 3D. Com os resultados obtidos e desenhos elaborados, é possível avançar com a construção da unidade, pelo que pode-se inferir que o objetivo de projetar uma unidade de produção de biodiesel num reator ultrassónico com condições supercríticas foi alcançado. Por fim, efetuou-se uma análise económica detalhada que possibilita a comparação de uma unidade de produção de biodiesel por via catalítica (unidade de produção da INCBIO) com a unidade de produção de biodiesel num reator ultrassónico com condições supercríticas (unidade projetada neste trabalho). Por questões de confidencialidade, não foram revelados maior parte dos resultados da análise económica efetuada. No entanto, conclui-se que os custos de construção da unidade de produção de biodiesel num reator ultrassónico com condições supercríticas são mais baixos cerca de 35 a 40%, quando comparados com os custos de construção da unidade de produção de biodiesel por via catalítica, evidenciando assim que a combinação em simultâneo das condições supercríticas com a tecnologia ultrassónica possibilita a diminuição dos custos de produção.

Providing Adaptation for an Adaptive Hypermedia System

O ensino à distância cresceu consideravelmente nos últimos anos e a tendência é para que continue a crescer em anos vindouros. No entanto, enquanto que a maioria das plataformas de ensino à distância utilizam a mesma abordagem de ensino para todos os utilizadores, os estudantes que as usam são na realidade pessoas de diferentes culturas, locais, idades e géneros, e que possuem diferentes níveis de educação. Ao contrário do ensino à distância tradicional, os sistemas de hipermédia adaptativa educacional adaptam interface, apresentação de conteúdos e navegação, entre outros, às características, necessidades e interesses específicos de diferentes utilizadores. Apesar da investigação na área de sistemas de hipermédia adaptativa já estar bastante desenvolvida, é necessário efetuar mais desenvolvimento e experimentação de modo a determinar quais são os aspetos mais eficazes destes sistemas e avaliar o seu sucesso. A Plataforma de Aprendizagem Colaborativa da Matemática (PCMAT) é um sistema de hipermédia adaptativa educacional com uma abordagem construtivista, que foi desenvolvido com o objetivo de contribuir para a investigação na área de sistemas de hipermédia adaptativa. A plataforma avalia o conhecimento do utilizador e apresenta conteúdos e atividades adaptadas às características e estilo de aprendizagem dominante de estudantes de matemática do segundo ciclo. O desenvolvimento do PCMAT tem também o propósito de auxiliar os alunos Portugueses com a aprendizagem da matemática. De acordo com o estudo PISA 2012 da OCDE [OECD, 2014], o desempenho dos alunos Portugueses na área da matemática melhorou em relação à edição anterior do estudo, mas os resultados obtidos permanecem abaixo da média da OCDE. Por este motivo, uma das finalidades deste projeto é desenvolver um sistema de hipermédia adaptativa que, ao adequar o ensino da matemática às necessidades específicas de cada aluno, os assista com a aquisição de conhecimento. A adaptação é efetuada pelo sistema usando a informação constante no modelo do utilizador para definir um grafo de conceitos do domínio específico. Este grafo é adaptado do modelo do domínio e utilizado para dar resposta às necessidades particulares de cada aluno. Embora a trajetória inicial seja definida pelo professor, o percurso percorrido no grafo por cada aluno é determinado pela sua interação com o sistema, usando para o efeito a representação do conhecimento do aluno e outras características disponíveis no modelo do utilizador, assim como avaliação progressiva. A adaptação é conseguida através de alterações na apresentação de conteúdos e na estrutura e anotações das hiperligações. A apresentação de conteúdos é alterada mostrando ou ocultando cada um dos vários fragmentos que compõe as páginas dum curso. Estes fragmentos são compostos por diferentes objetos de aprendizagem, tais como exercícios, figuras, diagramas, etc. As mudanças efetuadas na estrutura e anotações das hiperligações têm o objetivo de guiar o estudante, apontando-o na direção do conhecimento mais relevante e mantendo-o afastado de informação inadequada. A escolha de objectos de aprendizagem adequados às características particulares de cada aluno é um aspecto essencial do modelo de adaptação do PCMAT. A plataforma inclui para esse propósito um módulo responsável pela recomendação de objectos de aprendizagem, e um módulo para a pesquisa e recuperação dos mesmos. O módulo de recomendação utiliza lógica Fuzzy para converter determinados atributos do aluno num conjunto de parâmetros que caracterizam o objecto de aprendizagem que idealmente deveria ser apresentado ao aluno. Uma vez que o objecto “ideal” poderá não existir no repositório de objectos de aprendizagem do sistema, esses parâmetros são utilizados pelo módulo de pesquisa e recuperação para procurar e devolver ao módulo de recomendação uma lista com os objectos que mais se assemelham ao objecto “ideal”. A pesquisa é feita numa árvore k-d usando o algoritmo k-vizinhos mais próximos. O modelo de recomendação utiliza a lista devolvida pelo módulo de pesquisa e recuperação para seleccionar o objecto de aprendizagem mais apropriado para o aluno e processa-o para inclusão numa das páginas Web do curso. O presente documento descreve o trabalho desenvolvido no âmbito do projeto PCMAT (PTDS/CED/108339/2008), dando relevância à adaptação de conteúdos.

Avaliação da Idade Gestacional do Recém-Nascido pela Ecografia Transfontanelar (Estudo Comparativo com os Métodos de Ballard e de Malina)

A ecografia transfontanelar, permitindo identificar as modificações da superfície do cérebro relacionáveis com a idade gestacional, constitui um método não invasivo de determinação desta, necessitando de manuseamento mínimo o que representa uma vantagem relativamente a outros métodos nomeadamente no caso de o RN estar submetido a terapia intensiva. O objectivo deste trabalho foi avaliar o grau de precisão da ecografia transfontanelar para a avaliação da idade gestacional em comparação com outros métodos clássicos como os de Ballard e de Malina. O cálculo da idade gestacional em semanas foi feito com base na contagem a partir do primeiro dia da última menstruação. O estudo incidiu sobre 60 RN admitidos para a nossa UCIN tendo, para o efeito, a ecografia transfontanelar sido executada durante os primeiros três dias de vida. Para a determinação da idade gestacional foram aplicados os diagramas de correlação anátomo-ecográfica de acordo com os critérios de Murphy, Rennie e Cooke. Obteve-se uma melhor correlação entre a idade cronológica e a idade gestacional calculada pelo método ecográfico transfontanelar (r=0,834) relativamente à calculada por outros métodos, respectivamente de Ballard (r=0,775) e de Malina (r=0,713). Em suma, de acordo com a nossa experiência no âmbito da avaliação da idade gestacional em RN submetidos a terapia intensiva, a ecografia revelou-se um método mais preciso relativamente aos métodos de Ballard e de Malina.

Contribuição para o estudo do despacho técnico-económico no sistema electroprodutor em Moçambique

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Energias Renováveis – Conversão Eléctrica e Utilização Sustentáveis

Elaboração de um diagrama TAC para um aço de alta tenacidade API X-70

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia de Materiais

Recuperação automática da modelação comportamental com aplicações ao ensaio baseado em modelos

O problema dos sistemas de software legados sem documentação ou com documentação obsoleta, continua a ser uma realidade no mundo empresarial. O progressivo aumento da dimensão e complexidade dos sistemas desenvolvidos vem aumentar a necessidade de existirem mecanismos de modelação e documentação de apoio às actividades de manutenção e teste. Apesar da investigação que tem sido levada a cabo para tentar apresentar cada vez melhores abordagens à resolução deste problema,o seu uso no mundo empresarial ainda é muito esparso. Tal deve-se, pelo menos em parte, ao facto de muitas das abordagens propostas acabarem por representar um acrescento do esforço e do tempo, que as organizações não estão em condições de disponibilizar. Esta dissertação contribui com uma abordagem automatizada de suporte às actividades de documentação de sistemas, de manutenção e de testes. Para demonstrar a aplicabilidade e usabilidade da abordagem, propõe-se a implementação de uma ferramenta de apoio. A abordagem proposta baseia-se em técnicas já existentes e consolidadas, mas propõe extensões que permitem melhorar a sua integração,usabilidade e eficiência na sua aplicação. O problema fulcral aqui tratado é a inexistência ou insuficiência de documentação sobre os sistemas desenvolvidos. De modo a mitigar este problema, é apresentado um mecanismo de recuperação da modelação dinâmica de sistemas legados e respectiva geração de artefactos documentais,nomeadamente diagramas de sequência (UML), cartões CRC e matrizes de CRUD. Finalmente, introduzem-se técnicas de rastreabilidade e de apoio a testes de qualidade e cobertura para os sistemas construídos, usando uma metáfora de coloração de diagramas UML.

Contributo da modelação participada para a avaliação integrada da sustentabilidade. O caso da avaliação ambiental estratégica

A Avaliação Integrada da Sustentabilidade (AIS) é um processo cíclico e interactivo. O conjunto de princípios subjacentes à AIS dizem respeito aos trade‐offs entre valores, horizontes longos e curtos, entre domínios sociais, económicos e ecológicos e entre diferentes níveis de escalas de análise. Um processo de AIS inclui um sistema de interesse que é caracterizado por um problema persistente, motivando o potencial de uma política de intervenção, culminando numa decisão ponderada que recomende ou rejeite uma dada proposta. A Avaliação Ambiental Estratégica (AAE) surge como uma avaliação de Planos, Programas ou Políticas, no sentido de enquadrar desde uma fase inicial de planeamento, as questões ambientais, a um nível estratégico. Muitos autores e diversas equipas de AAE encaram já estes processos de uma forma integrada. A literatura evidenciou algumas lacunas apontadas a este processo, bem como o espaço existente para novos métodos. A modelação participada consiste numa ferramenta baseada na metodologia de dinâmica de sistemas, apresentando‐se como uma plataforma promissora no envolvimento de partes interessadas nos processos de tomada de decisão em ambiente. Qualquer forma de participação num processo de modelação, pode ser aceite como modelação participada. Estes processos foram bastante bem sucedidos em alguns casos de planeamento com vista à sustentabilidade. Neste sentido, efectuou‐se uma análise comparativa de um conjunto de AAE’s, considerando uma escala de cinco parâmetros (factores de avaliação, indicadores, participação, alternativas e efeitos cumulativos). Esta análise teve o intuito de facilitar o entendimento sobre o comportamento das AAE relativamente a estes aspectos, de forma a identificar oportunidades de melhoria. Foram realizadas entrevistas a um conjunto de peritos na área de AAE, com o objectivo de recolher a opinião sobre este tema. Posteriormente, foi desenvolvido um modelo conceptual de aplicação da modelação participada a processos de AAE. Este modelo não tem o objectivo de se sobrepor às metodologias existentes mas tenta colmatar alguns aspectos menos conseguidos da AAE revelados pela análise comparativa entre as AAE’s e pelas entrevistas realizadas. Conclui‐se que esta metodologia, mais propriamente a modelação participada em dinâmica de sistemas, poderá contribuir positivamente para processos de AAE. As principais vantagens surgem numa fase de definição de âmbito, nomeadamente na estruturação do processo participativo, na identificação das inter‐relações entre os diferentes factores de avaliação e na identificação de alternativas e efeitos cumulativos. Pode também ser útil para a fase de avaliação de efeitos, através da construção de um modelo de simulação, sendo que esta fase demonstrou alguns pontos fracos relacionados com a informação disponível e a morosidade do processo.

Levantamento, identificação e classificação de dados para a gestão da manutenção numa empresa industrial

O presente trabalho refere-se à análise de conceitos gerais de manutenção e sua gestão, aplicados a uma indústria de produção de fibra têxtil sintética. Contempla uma primeira fase de organização e segmentação de um registo histórico de dados, para a identificação de equipamentos críticos e o seu impacto a nível capital na instalação industrial, e uma outra fase de caracterização de tipos de avaria comuns para a definição de um plano de acções. Neste contexto o trabalho visa o estudo de um equipamento essencial ao processo produtivo, pois a ocorrência de uma avaria/falha traduz-se na paragem da máquina e consequentemente perda na produção. Partindo dos dados organizados sobre avarias comuns identificam-se as causas raiz, com recurso a diagramas de causa e efeito. Acrescenta-se uma análise dos investimentos necessários para cumprir algumas das acções do plano. A estrutura de dados realizada permite à empresa dispor de uma nova ferramenta de apoio à gestão da manutenção, com vista a uma melhor preparação de trabalhos futuros e consequente aumento da produtividade.

Pressões sobre cortinas de contenção em solos com nível freático elevado

No pré-dimensionamento de cortinas de contenção flexíveis multi-escoradas são frequentemente utilizados diagramas aparentes, sobretudo para a previsão das cargas nas escoras. Nos casos de níveis freáticos elevados, tais diagramas, em especial quando dizem respeito a solos arenosos, foram obtidos em situações em que foi possível proceder ao rebaixamento do nível freático. O trabalho pretende contribuir para a compreensão da distribuição das pressões totais sobre a cortina nos casos em que tal rebaixamento não se verifique. Começa-se por fazer uma breve análise do problema com base no publicado na bibliografia. Recorrese a análises tensão-deformação, por elementos finitos, para o estudo de um caso-base, comparando-se cenários em que não se considera a presença de água no terreno com outros em que tal presença se verifica, tanto modelando os efeitos da percolação como assumindo que a cortina impede a entrada de água para a escavação. Procede-se a análise paramétrica que procura estudar os efeitos nas pressões na cortina da altura enterrada, do peso volúmico do solo, da rigidez das escoras, da rigidez da parede, da largura de escavação, da escala do problema e da resistência do terreno. Analisam-se os resultados obtidos e tiram-se algumas conclusões sobre os diagramas a adoptar no pré-dimensionamento para os casos de nível freático elevado.

Identificação das práticas de inovação aberta nas parcerias estratégicas: avaliação realizada com prestadores de cloud computing

No atual contexto da inovação, um grande número de estudos tem analisado o potencial do modelo de Inovação Aberta. Neste sentido, o autor Henry Chesbrough (2003) considerado o pai da Inovação Aberta, afirma que as empresas estão vivenciando uma “mudança de paradigma” na maneira como desenvolvem os seus processos de inovação e na comercialização de tecnologia e conhecimento. Desta forma, o modelo de Inovação Aberta defende que as empresas podem e devem utilizar os recursos disponíveis fora das suas fronteiras sendo esta combinação de ideias e tecnologias internas e externas crucial para atingir uma posição de liderança no mercado. Já afirmava Chesbrough (2003) que não se faz inovação isoladamente e o próprio dinamismo do cenário atual reforça esta ideia. Assim, os riscos inerentes ao processo de inovação podem ser atenuados através da realização de parcerias entre empresas e instituições. A adoção do modelo de Inovação Aberta é percebida com base na abundância de conhecimento disponível, que poderá proporcionar valor também à empresa que o criou, como é o caso do licenciamento de patentes. O presente estudo teve como objetivo identificar as práticas de Inovação Aberta entre as parcerias mencionadas pelas empresas prestadoras de Cloud Computing. Através da Análise de Redes Sociais foram construídas matrizes referentes às parcerias mencionadas pelas empresas e informações obtidas em fontes secundárias (Sousa, 2012). Essas matrizes de relacionamento (redes) foram analisadas e representadas através de diagramas. Desta forma, foi possível traçar um panorama das parcerias consideradas estratégicas pelas empresas entrevistadas e identificar quais delas constituem, de fato, práticas de Inovação Aberta. Do total de 26 parcerias estratégicas mencionadas nas entrevistas, apenas 11 foram caracterizadas como práticas do modelo aberto. A análise das práticas conduzidas pelas empresas entrevistadas permite verificar algumas limitações no aproveitamento do modelo de Inovação Aberta. Por fim, são feitas algumas recomendações sobre a implementação deste modelo pelas pequenas e médias empresas baseadas em tecnologias emergentes, como é o caso do conceito de cloud computing.

Argamassas de cais NHL2 e aérea. A influência dos agregados

O crescimento do mercado da reabilitação de edifícios torna importante o estudo de materiais que sejam adequados para este tipo de obras. Essencialmente devido a questões de compatibilidade, as cais de construção estão de novo a ser utilizadas em algumas obras em edifícios antigos. Neste trabalho, estudaram-se argamassas com base numa cal hidráulica natural NHL2, classificada segundo a última versão da norma NP EN 459Z1:2011, que foi recentemente lançada no mercado, e compararam-se com argamassas com base em cal aérea CL90 (com características conhecidas),ambas de produção nacional e classificadas segundo essa norma. Para além do ligante, o agregado, e nomeadamente a sua distribuição granulométrica, também desempenha um papel muito importante nas características das argamassas. Neste trabalho utilizou-se como agregado silicioso uma areia fina, uma areia grossa e uma areia resultante de mistura e com distribuição granulométrica semelhante à da areia CEN de referência. Assim, o objectivo desta dissertação foi essencialmente conhecer o comportamento físico e mecânico das argamassas, e a forma como o tipo de ligante (fracamente hidráulico ou aéreo) e a granulometria das areias o influencia. Produziram-se e caracterizaram-se, no estado fresco e endurecido, aos 28 e aos 90 dias, seis composições de argamassas ao traço 1:3 de NHL2 e de CL90 com as três granulometrias distintas de agregados. Os resultados obtidos mostram que as argamassas de NHL2 apresentam grandes poros esféricos, característicos dos ligante hidráulicos, e grandes poros-fissura, característicos dos ligantes aéreos; a existência deste dois tipos de poros provoca uma tendência de redução dos parâmetros mecânicos com a progressão da cura e maiores valores de porosidade aberta em relação às argamassas CL. As argamassas produzidas com a mistura de areias obtiveram resistências mecânicas mais elevadas, menor porosidade e melhor comportamento em relação à água que as argamassas produzidas com areias monogranulares.

Desenvolvimento do modelo para avaliação de parâmetros hemodinâmicos do sistema mãe-placenta

Uma das principais causas de mortalidade durante a gravidez está relacionada com variações na pressão arterial materna, tal como a pré-eclâmpsia. Esta dissertação surgiu da necessidade de compreender o que provoca alterações na pressão arterial, a sua relação com o fluxo e velocidade e os efeitos nas artérias uterinas. De forma a perceber os efeitos da pressão no fluxo sanguíneo, modelou-se o sistema arterial materno, desde a aorta até às artérias uterinas, numa ferramenta de desenho tridimensional. Neste modelo foi aplicado um método de cálculo utilizando uma ferramenta de dinâmica de fluídos computacional, no qual se simulou o fluxo sanguíneo. Utilizaram-se como parâmetros de entrada, na aorta ascendente, uma função de velocidade e um valor saudável de pressão arterial central, e como parâmetro de saída introduziram-se vários valores de pressão arterial periférica normal e típicos de situações patofisiológicas, tais como hipertensão e pré-eclâmpsia. Obtiveram-se diagramas de velocidade, pressão e tensão de corte ao longo de todo o modelo arterial. Em cada saída do modelo, obtiveram-se os valores de fluxo calculados automaticamente, para cada pressão de saída introduzida. Alguns dos valores de fluxo obtidos foram comparados com valores existentes na literatura, de forma a avaliar a eficácia do modelo desenhado, concluindo-se que este produzia valores próximos dos reais. Desta forma efectuaram-se várias simulações, através das quais se percebeu que aumentando a pressão nas artérias uterinas, e mantendo constante a pressão de entrada, o fluxo de saída também aumenta.

Interpretação hidrogeoquímica das águas subterrâneas da ilha de Marajó.

As pesquisas desenvolvidas pelo IDESP na Ilha de Marajó possibilitaram estudos de hidrogeoquímica das águas subterrâneas. As amostras foram coletadas em poços escavados e em poços tubulares. Os resultados das análises físico-químicas evidenciaram significativas variações nas concentrações dos parâmetros de qualidade de água, refletindo a complexidade hidrogeológica da área. As maiores concentrações de sólidos totais dissolvidos ocorrem na parte central e norte da área, sendo pequena na parte sul, sudeste e noroeste. As águas são predominantemente do tipo sódio-cloretada, seguidas pelos tipos mista-cloretada e mista-bicarbonatada. A utilização de diagramas semi-logarítimicos de Schoeller possibilitou o agrupamento das águas subterrâneas com características químicas similares. A evolução da composição das águas subterrâneas evidencia o aumento da concentração dos íons dissolvidos das zonas de fluxo ativo em áreas de recarga para as zonas de fluxo muito lento. Misturas de águas doces com águas salobras conatas ocorrem em proporções variadas. A redução de sulfatos pela matéria orgânica e a troca de bases e adsorção são fenômenos que atuam na concentração dos íons dissolvidos.

Refinement and variability techniques in model transformation of software requirements

Tese de Doutoramento em Tecnologias e Sistemas de Informação

A relational algebra approach to ETL modeling

The MAP-i Doctoral Programme in Informatics, of the Universities of Minho, Aveiro and Porto