Dos bytes aos átomos: reflexões e experimentações artísticas sobre o universo da impressão 3D

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Um processo para utilizar a tecnologia de impressão 3D na construção de instrumentos didáticos para o ensino de Ciências

Pós-graduação em Educação para a Ciência - FC

Projeto e Construção de um Veleiro Autónomo, utilizando materiais compósitos, Impressão a 3D e Aprendizagem Máquina

Este trabalho consistiu no projeto e construção de um veleiro autónomo de pequena escala. No início do trabalho, é feito um estudo acerca dos diferentes tipos de veículos autónomos, dando mais enfase aos veleiros. Em seguida, é iniciado o projeto do casco do veleiro, aplicando conceitos básicos de Arquitetura Naval. A forma do casco é desenhada com recurso ao programa DELFT Ship Free, onde são realizados estudos hidrodinâmicos do mesmo. Posteriormente é retratado a construção do casco projetado, com recurso a materiais compósitos e impressão 3D de componentes do veleiro. São ainda descritos os sensores, controladores, atuadores e programação desenvolvida para o veleiro. É também realizado um estudo sumário da estimativa de consumos e autonomia do sistema. No final, encontram-se os resultados obtidos das provas de mar efetuadas ao veleiro.

Impressoras 3D: o direito da propriedade intelectual precisará alcançar novas dimensões?

A presente monografia tem como objeto a análise dos possíveis impactos causados no campo da Propriedade Intelectual oriundos do desenvolvimento da tecnologia de impressão 3D. Este trabalho se estrutura em torno de três grandes seções. A primeira visa à apresentação das impressoras 3D ao leitor, descrevendo um pouco de sua história e, também, suas aplicações. A segunda expõe os principais contornos jurídicos que caracterizam a Propriedade Intelectual e os direitos dela decorrentes, relacionando-os com a impressão 3D. Na última seção, por fim, realiza-se uma reflexão quanto aos desafios apresentados no decorrer do texto e, também, a apresentação de situações que indicam possíveis rumos para a interação entre a tecnologia em questão e a Propriedade Intelectual.

Caos e complexidade: design de superficie e os novos paradigmas da ciencia

The expressive possibilities within the field of surface design come up with increasingly larger with the emergence of technologies that allow the construction of forms and structures of high complexity such as three-dimensional printing. Establishing a relationship between design and complex systems, this work seeks to address the significant interrelationship of new paradigms of science, designed from concepts such as chaos, complexity and self-organization along with the cyber and parametric design, assuming thus the consequent impact of these in the creation and construction of process surfaces. Starting from the investigation of the applicability of the aforementioned conceptual bases, will be exemplified prospects of surface, produced in the first instance through computer interfaces, assigning the emergence of new creative processes and technology. Furthermore, elucidating biomimetics and its importance in the design of the design as a means of inspiration in complex systems of nature.

Análises físico-químicas e biológicas de diferentes scaffolds à base de polihidroxibutirato e polihidroxibutirato-co-valerato

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Análises físico-químicas e biológicas de diferentes scaffolds à base de polihidroxibutirato e polihidroxibutirato-co-valerato

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Construção de escalas de silhuetas brasileiras para crianças entre quatro e seis anos de idade

O objetivo principal deste trabalho foi desenvolver duas escalas de silhuetas para crianças de ambos os sexos entre quatro e seis anos de idade, para avaliação da percepção e insatisfação com o tamanho corporal. O estudo foi composto por duas etapas. A primeira etapa envolveu a construção de uma escala de silhuetas bidimensional e uma escala de silhuetas tridimensional, a partir das fotos de 18 crianças voluntárias, divididas em nove crianças de cada sexo, sendo uma representante para cada intervalo de IMC estabelecido para a construção das escalas. Para garantir as qualidades psicométricas dos instrumentos, estabeleceram-se os valores médios de IMC correspondentes para cada figura com incremento constante de 1,9 Kg/m². Foram fotografadas crianças com Índice de Massa Corporal correspondente às médias dos intervalos estabelecidos para as figuras da sequência das escalas. Estas fotos foram transformadas por um designer gráfico em um arquivo para impressão 3D e um arquivo 2D frontal de silhuetas infantis. A segunda etapa contemplou a análise das qualidades psicométricas dos instrumentos. A coleta de dados ocorreu em quatro escolas particulares em diferentes cidades. Participaram do estudo 193 crianças de quatro a seis anos de idade, sendo 102 do sexo feminino e 91 do sexo masculino. As escalas foram apresentadas para cada criança em ordem ascendente ou aleatória, perguntando-se Qual figura representa seu corpo atual? e Qual figura representa o corpo que você gostaria de ter?, sendo a discrepância entre a figura que representa o IMC Atual e a que representa o IMC Desejado, caracterizada como Insatisfação com o tamanho corporal, e a discrepância entre a figura que representa o IMC Real e a que representa o IMC Atual caracterizada como Inacurácia da percepção do tamanho corporal. A escala bidimensional é apresentada na forma de nove cartões plastificados para cada gênero, com 12,5cm de altura por 6,5cm de largura, com a figura centralizada. A escala tridimensional é composta de nove bonecos para cada gênero impressos através da tecnologia de impressão 3D, com 12cm de altura. A Escala de Silhuetas Bidimensional mostrou valores de fidedignidade satisfatórios para Acurácia e Satisfação para crianças de seis anos, podendo ser um indicativo da influência do ambiente e do desenvolvimento em crianças menores. A Escala de Silhuetas Tridimensional apresentou-se mais adequada para a avaliação da Insatisfação com o tamanho corporal em relação a Bidimensional, mostrando que detalhes mais reais permitem um melhor julgamento por parte das crianças, seja do corpo como um todo, seja de partes dele. Este estudo sugere que as escalas de silhuetas podem ser usadas em crianças, e que pré-escolares já conseguem cumprir a tarefa de selecionar a figura que representa seu corpo nesta faixa etária. A construção e desenvolvimento das escalas mostraram-se ser válidas e permitem a investigação mais acurada de fatores relacionados as dimensões perceptivas da imagem corporal em pré-escolares, porém, parecem refletir também outras fontes de variância e influência que precisam ser investigadas.

Development of a magnetic resonance compatible wrist device for the analysis of movement encoding in the brain

Tese de mestrado integrado em Engenharia Biomédica e Biofísica, apresentada à Universidade de Lisboa, através da Faculdade de Ciências, 2016

Caraterização e modelação do comportamento mecânico da resina fotopolimerizada V-Flash FTI-GN

A utilização de tecnologias de prototipagem em objetos e estruturas do dia-a-dia é cada vez maior. Porém, os componentes que é possível fabricar estão em geral associados a protótipos demonstrativos não funcionais. Para ultrapassar estas limitações têm vindo a ser desenvolvidos novos materiais, procurando a melhoria das suas características mecânicas. A presente dissertação insere-se no projeto Firend®, que se tem vindo a desenvolver numa parceria entre a Academia Militar e outras instituições como o Instituto Superior Técnico e procura avaliar a viabilidade da utilização da técnica de deposição de resina fotopolimerizável por ultra-violeta no fabrico de projéteis para o transporte especial de agentes extintores, procurando caracterizar o desempenho deste material em condições operativas simulativas do disparo real. A pesquisa bibliográfica da presente dissertação baseou-se numa breve introdução aos materiais poliméricos. O trabalho teórico consistiu na modelação numérica através do método dos elementos finitos do ensaio de compressão utilizando o programa Deform® e na respetiva validação do modelo através de comparação dos resultados das simulações com dados experimentais existentes na literatura da especialidade. O trabalho experimental fundamentou-se no fabrico e preparação de provetes através da tecnologia de impressão 3D, na descrição das ferramentas utilizadas e do plano experimental. No final verificou-se a fratura de todos os provetes ensaiados e uma grande dispersão dos resultados, conseguindo-se apenas retirar uma tensão de segurança que não deve ser ultrapassada. De acordo com o estudo realizado o material ensaiado demonstrou-se não ser apropriado para a aplicação pretendida e recomenda-se a avaliação de outros materiais igualmente utilizados pelas técnicas de prototipagem rápida, tais como uma mistura de uma resina polimérica com um outro material com características mecânicas mais adequadas.

Uma Nova Abordagem à Joalharia Tradicional Portuguesa numa Perspetiva do Eco Design

O design de joias apresenta grandes possibilidades de inserção no mercado atual, devido à grande procura por parte do consumidor, de um acessório que seja revelador de um significado especial e que esteja em perfeita sintonia com as mais recentes tendências do mercado. O Designer de joias além das tendências, necessita conhecer em profundidade as distintas técnicas de produção, os diferentes materiais, para assim responder aos mais variados requisitos. Deve ainda revelar a sua marca pessoal, demonstrando assim a sua criatividade e o domínio dos processos exigidos para a produção de joias. A joia sendo um artefacto que utiliza como referência o corpo e que além disso, reflete o tempo em que foi concebido, é um objeto pessoal que carrega uma mensagem simbólica e emocional. Deste modo, tendo como ponto de partida a simbiose da Joalharia Tradicional Portuguesa e o Traje Popular, anterior ao séc. XX, foi nossa intenção desenvolver este estudo, visando a compreensão da simbologia e função destas duas áreas, bem como, compreender o seu papel perante a sociedade, no que diz respeito aos materiais e técnicas utilizados no período anterior ao Séc. XX comparativamente com o que se produz na nossa contemporaneidade. Ambiciona-se nesta dissertação, desenvolver um projeto ecológico na joalharia, guiado pelos princípios do eco design e pela tecnologia da prototipagem rápida. É nossa intenção demostrar que esta junção potencia a inserção de novas técnicas, como a prototipagem rápida na confeção de novos conceitos na joalharia, desta vez, idealizados para uma abordagem contemporânea

Scaffolds porosos à base de fosfatos de cálcio para regeneração óssea

Graças ao aumento da esperança média de vida do ser humano, a engenharia de tecidos tem sido uma área alvo de enorme investigação. A utilização de estruturas tridimensionais porosas e biodegradáveis, denominadas de scaffolds, como matriz para a adesão e proliferação celular tem sido amplamente investigada. Existem atualmente diversas técnicas para a produção destas estruturas mas o grau de exigência tem vindo a aumentar, existindo ainda lacunas que necessitam ser preenchidas. A técnica de robocasting consiste numa deposição camada a camada de uma pasta coloidal, seguindo um modelo computorizado (CAD) e permite a produção de scaffolds com porosidade tamanho de poro e fração de porosidade controlados, boa reprodutibilidade, e com formas variadas, as quais podem ser idênticas às dos defeitos ósseos a preencher. O presente estudo teve como objetivo produzir scaffolds porosos à base de fosfatos de cálcio através de robocasting. Para tal, foram estudadas duas composições de pós à base de β-TCP, uma pura e outra co-dopada com estrôncio, zinco e manganês. Inicialmente os pós foram sintetizados pelo método de precipitação química por via húmida. Após a síntese, estes foram filtrados, secos, calcinados a 1000ºC e posteriormente moídos até possuírem um tamanho médio de partícula de cerca de 1,5 μm. Os pós foram depois peneirados com uma malha de 40μm e caracterizados. Posteriormente foram preparadas várias suspensões e avaliado o seu comportamento reológico, utilizando Targon 1128 como dispersante, Hidroxipropilmetilcelulose (HPMC) como ligante e polietilenimina (PEI) como agente floculante. Por fim, e escolhida a melhor composição para a formação da pasta, foram produzidos scaffolds com diferentes porosidades, num equipamento de deposição robótica (3D Inks, LLC). Os scaffolds obtidos foram secos à temperatura ambiente durante 48 horas, sinterizados a 1100ºC e posteriormente caracterizados por microscopia eletrónica de varrimento (SEM), avaliação dos tamanhos de poro, porosidade total e testes mecânicos. Ambas as composições estudadas puderam ser transformadas em pastas extrudíveis, mas a pasta da composição pura apresentou uma consistência mais próxima do ideal, tendo originado scaffolds de melhor qualidade em termos de microestrutura e de propriedades mecânicas.

Monitoramento por microcontrolador do cultivo de spirulina em fotobiorreator raceway

A oportunidade de produção de biomassa microalgal tem despertado interesse pelos diversos destinos que a mesma pode ter, seja na produção de bioenergia, como fonte de alimento ou servindo como produto da biofixação de dióxido de carbono. Em geral, a produção em larga escala de cianobactérias e microalgas é feita com acompanhamento através de análises físicoquímicas offline. Neste contexto, o objetivo deste trabalho foi monitorar a concentração celular em fotobiorreator raceway para produção de biomassa microalgal usando técnicas de aquisição digital de dados e controle de processos, pela aquisição de dados inline de iluminância, concentração de biomassa, temperatura e pH. Para tal fim foi necessário construir sensor baseado em software capaz de determinar a concentração de biomassa microalgal a partir de medidas ópticas de intensidade de radiação monocromática espalhada e desenvolver modelo matemático para a produção da biomassa microalgal no microcontrolador, utilizando algoritmo de computação natural no ajuste do modelo. Foi projetado, construído e testado durante cultivos de Spirulina sp. LEB 18, em escala piloto outdoor, um sistema autônomo de registro de informações advindas do cultivo. Foi testado um sensor de concentração de biomassa baseado na medição da radiação passante. Em uma segunda etapa foi concebido, construído e testado um sensor óptico de concentração de biomassa de Spirulina sp. LEB 18 baseado na medição da intensidade da radiação que sofre espalhamento pela suspensão da cianobactéria, em experimento no laboratório, sob condições controladas de luminosidade, temperatura e fluxo de suspensão de biomassa. A partir das medidas de espalhamento da radiação luminosa, foi construído um sistema de inferência neurofuzzy, que serve como um sensor por software da concentração de biomassa em cultivo. Por fim, a partir das concentrações de biomassa de cultivo, ao longo do tempo, foi prospectado o uso da plataforma Arduino na modelagem empírica da cinética de crescimento, usando a Equação de Verhulst. As medidas realizadas no sensor óptico baseado na medida da intensidade da radiação monocromática passante através da suspensão, usado em condições outdoor, apresentaram baixa correlação entre a concentração de biomassa e a radiação, mesmo para concentrações abaixo de 0,6 g/L. Quando da investigação do espalhamento óptico pela suspensão do cultivo, para os ângulos de 45º e 90º a radiação monocromática em 530 nm apresentou um comportamento linear crescente com a concentração, apresentando coeficiente de determinação, nos dois casos, 0,95. Foi possível construir um sensor de concentração de biomassa baseado em software, usando as informações combinadas de intensidade de radiação espalhada nos ângulos de 45º e 135º com coeficiente de determinação de 0,99. É factível realizar simultaneamente a determinação inline de variáveis do processo de cultivo de Spirulina e a modelagem cinética empírica do crescimento do micro-organismo através da equação de Verhulst, em microcontrolador Arduino.

A utilização de modelos estereotáxicos na preparação cirúrgica

Dissertação para obtenção do grau de Mestre no Instituto Superior de Ciências da Saúde Egas Moniz

APLICAÇÃO DE IMAGEM 3D, ATRAVÉS DE ANAGLIFO, PARA FINS DE OBSERVAÇÃO DO PATRIMÔNIO CULTURAL RELIGIOSO EM RECIFE – PE

A cidade do Recife concentra um patrimônio material e imaterial com valores seculares e intangíveis. Estes bens fazem parte de um acervo histórico construído ou iniciado nos séculos XVI, XVII e XVIII com uma arquitetura barroca de características bem pernambucanas. Com o crescimento da cidade e intervenção humana nesta área, os bens patrimoniais religiosos têm necessitado de cuidados para que seus valores não se percam com o tempo. E na expectativa de contribuir para a conservação e preservação desses, aplica-se a estereoscopia, uma técnica fotogramétrica de obter dados tridimensionais a partir de instrumentos óticos com o propósito de observação e obtenção de dados dignos de confiança. Neste caso, a técnica utilizada foi o anaglifo que faz uso de fotografias terrestres processadas em softwares especializados que resultam no registro impresso e digital de imagens tridimensionais, seja para a promoção do turismo cultural ou para um planejamento do tombamento, conservação e preservação de bens patrimoniais, como os templos católicos pesquisados no Recife.