FE - DEM | Dissertações de Mestrado e Teses de Doutoramento
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- À procura do arquétipo de banco público em PortugalPublication . Viola, Nuno Filipe Rodrigues; Estêvão, Sara VelezA presente dissertação visa procurar a existência de caraterísticas do arquétipo de banco público português e, para tal, será feita uma pesquisa para contextualizar o arquétipo no design, as abordagens e formas de o projetar, a relação do arquétipo no design com a produção anónima e a importância dos designers aceitarem algumas formas como corretas e familiares e, com isso, projetarem produtos com uma inerente nostalgia. Nesta dissertação, pretende-se dar a conhecer o banco público. Este, irá ser apresentado com o auxílio de uma pesquisa aprofundada do mobiliário urbano e dos vários bancos que nele surgiram ao longo dos tempos, assim como o contexto do surgimento do banco como elemento constituinte da cidade para, desse modo, entender a sua influência e importância na vida social dos cidadãos. Serão, por fim, relacionados os bancos públicos mais comuns, com o objetivo de encontrar o arquétipo do banco público e, dessa forma, entender de que modo este surge no mobiliário urbano e quais as características que o constituem, como forma de encontrar o banco arquetípico ou com as caraterísticas arquetípicas em Portugal.
- Abordagem aos Elementos Essenciais numa Ótica de Prevenção de Riscos Ocupacionais na Indústria AgroalimentarPublication . Lourenço, Mariana Rodrigues; Lima, Tânia Daniela Felgueiras de Miranda; Gaspar, Pedro Miguel de Figueiredo Dinis OliveiraA Indústria Agroalimentar é a maior indústria Portuguesa, constituída principalmente por micro, pequenas e médias empresas (PME). As PME têm especificidades que torna particularmente ajustado o desenvolvimento de ferramentas que facilitem a comunicação e a partilha de conhecimento entre os empregadores e os trabalhadores. Nesta medida, identificar os fatores críticos de sucesso é determinante para o aumento da produtividade das PME. Em empresas com um pequeno número de colaboradores, como é o caso das PME, os acidentes de trabalho e as doenças profissionais incluem-se nesses fatores críticos dado o impacto que poderão acarretar no normal funcionamento das empresas. Neste contexto é importante salientar que as indústrias transformadoras são o setor de atividade económica que apresentam o maior número de acidentes de trabalho, visto que os trabalhadores estão constantemente expostos a inúmeros agentes físicos, químicos e biológicos. Assim, a Segurança e Saúde no Trabalho (SST) nas PME apresenta características próprias, que dificultam a implementação de medidas preventivas e consequentemente agravam a problemática da sinistralidade laboral. Esta dissertação visa fornecer uma abordagem aos elementos essenciais numa ótica de prevenção de riscos ocupacionais na indústria agroalimentar. Para tal recorre à análise e discussão dos dados recolhidos no âmbito do projeto +AGRO, em particular os constantes no relatório “Caracterização e Análise das Condições de Segurança e Saúde no Trabalho em Empresas Agroalimentares”, relativos aos subsetores dos produtos lácteos, cárneos, padaria/pastelaria e dos hortofrutícolas nas NUT’s II Norte, Centro e Alentejo. A análise dos resultados permite identificar que a nível global e nacional, as principais falhas verificadas são ao nível (1) das avaliações de riscos do ruído ocupacional, iluminação, ambiente térmico e vibrações; (2) da sinalização, falta de vias de circulação sinalizadas com as cores de segurança adequadas; (3) da iluminação geral, existência de demasiadas áreas de sombra e por fim (4) de riscos complementares, presença de riscos associados: a quedas ao mesmo nível, a quedas de objetos, a queimaduras térmicas, à utilização de máquinas e equipamentos, a incêndios, a risco de entalamento, choques, cortes ou perfurações e a riscos ergonómicos e de posturas incorretas. Apesar desta descrição, é importante salientar que a maioria destas empresas possui serviços de SST organizados conforme preconizado na Lei. O presente estudo pretende com a aplicação prática do conhecimento gerado, interpretar as exigências que estão no padrão ideal de trabalho através de uma revisão bibliográfica referente à realidade setorial no domínio da SST na indústria agroalimentar. Adicionalmente, visa identificar algumas práticas bem-sucedidas e soluções de fácil implementação, aplicáveis à resolução dos principais riscos visando a melhoria da gestão ao nível da SST para prevenir acidentes de trabalho e proporcionar melhores condições de trabalho nas PME dos subsetores agroalimentares.
- Uma abordagem experimental ao vento iónico gerado por um atuador a plasmaPublication . Santos, Guilherme Filipe Tomé Pereira; Marques, José Carlos PáscoaEsta dissertação teve como objetivos principais o estudo, projeto, construção e avaliação, de dois sistemas de visualização de escoamento, nomeadamente de dois sistemas schlieren, cujo objetivo final será o emprego destes sistemas como instrumentos de estudo para atuadores a plasma do tipo DBD. Com o intuito de melhor compreender o vento iónico, um fenómeno característico dos atuadores a plasma, que consiste na formação de um ”‘sopro”’, uma movimentação de ar, que se dá no mesmo sentido em que se dá a formação das descargas de plasma. No decorrer da presente dissertação, o leitor é guiado pelo processo de criação de dois sistemas schlieren, sistemas estes que após o seu correcto projecto e sua correta montagem, nos permitiram realizar uma vasta gama de ensaios, alguns dos quais temos o prazer de partilhar com o leitor interessado. Existem neste estudo dois tipos principais de ensaios, um desses tipos tem como objetivo principal o estudo do próprio sistema schlieren, a sua calibração, o outro grupo de ensaios visa primeiramente testar o desempenho dos sistemas construidos na avaliação do escoamento induzido por atuadores a plasma, e por fim claro avaliar o próprio escoamento induzido. Apesar de ambos os sistemas schlieren projetados, terem objetivos diferentes, no que ao estudo do escoamento induzido diz respeito, ambos permitem a visualização do escoamento induzido, por esse motivo é também feita uma pequena comparação entre as visualizações obtidas por ambos os sistemas aqui desenvolvidos. São também realizados ensaios por forma a testar os componentes constituintes de cada um dos sistemas. As dimensões dos alinhamentos utilizados, foram rigorosamente cumpridas, sendo que estas se apresentam como uma das melhores maneiras de melhorar a resolução dos sistemas. Testaram-se atuadores de plasma do tipo DBD, que foram previamente montados em uma superfícies plana e devidamente colocados no local de teste dos alinhamentos Schlieren desenvolvidos, por forma a ser possivel visualizar o escoamento induzido pelo mesmo, fenómeno esse que é invisível a olho nú. Os sistemas schlieren mostraram-se sensiveis o suficiente para serem capazes de produzir resultados relativamente ao escoamento induzido pelo atuador a plasma. A técnica de schlieren orientado para fundo é aqui proposta pela primeira vez para analisar quantitativamente o campo de temperaturas criado, por atuadores a plasma do tipo DBD em funcionamento.
- Abordagem para a avaliação do desempenho térmico de Data Centers baseada em novos índices (EUED, TWI e PDD) envolvendo elementos psicrométricosPublication . Santos, Alexandre Fernandes; Gaspar, Pedro Miguel de Figueiredo Dinis OliveiraCom a ascensão do mercado de Data Centers (DC), os gastos mundiais com infraestrutura de DC devem chegar a 200 biliões de dólares em 2021, que é um aumento de 6% em relação ao esperado para 2020 [1]. A eficiência energética nestas instalações de elevado consumo de energia é fundamental. Já existem metodologias para mensurar essa eficiência, como seja o índice PUE (Power Usage Effectiveness). Porém, este índice, apesar de importante, não reflete de forma integral a eficiência. Nesta tese, são apresentados os valores de PUE para 38 Data Centers a serem localizados em 37 cidades brasileiras e 1 cidade (Chicago) dos Estados Unidos da América, e comparada a eficiência deste índice com um novo criado, o índice de Eficiência no Consumo de Energia em fase de projeto (EUED - Energy Usage Effectiveness Design). A métrica do EUED, ao invés de considerar a potência como elemento de comparação, usa a energia. O PUE é apenas mensurado com mais precisão no campo em forma de energia, ou seja, kWh/kWh, de acordo com as condições externas das 8760 horas anuais. Este método possibilita ao Investidor, com os dados do ASHRAE Weather Data Viewer, fazer simulações em múltiplas cidades com o intuito de selecionar o local ideal para localizar um Data Center. Este poderá ainda simular o consumo de energia anual do Data Center, considerando as variações ao longo do ano da temperatura de bolbo seco e temperatura de bolbo húmido coincidentes do ar. Os consumos de energia com a infraestrutura, que consistem no somatório do consumo de energia com os equipamentos de ar condicionado, equipamentos de Tecnologias de Informação, iluminação e outros, nas diferentes cidades simuladas, fornece uma diferença de mais de 1,21% de São Paulo em relação a Curitiba e de 10,61% de Rio de Janeiro em relação a Curitiba. Os índices obtidos com aplicação do índice EUED foram respetivamente, de 1,25 [(kWh/ano)/(kWh/ano)] para Curitiba, 1,26 [(kWh/ano)/(kWh/ano)] para São Paulo e de 1,38 [(kWh/ano)/(kWh/ano)] para Rio de Janeiro, providenciando uma diferença de 16,86% para Curitiba, de 16,19% para São Paulo e de 10,31% para Rio de Janeiro em relação ao PUE COA (Power Usage Effectiveness - Constant Outdoor Air). Utilizando um método transparente ao projetar um sistema de energia com baixo impacte ambiental, o TEWI (Total Equivalent Warming Impact), corresponde a uma métrica do impacte do aquecimento global dos equipamentos com base no total de emissões diretas e indiretas, relacionadas a uma correlação equivalente dos gases com efeito estufa durante a operação do equipamento e a eliminação dos fluidos refrigerantes no fim da vida útil. Foi constatado que o consumo anual de energia de sistemas de Aquecimento, Ventilação e Ar Condicionado é aproximado para as duas cidades com condições climáticas similares, mas o TEWI é extremamente diferente, sendo em Chicago (EUA) de 1.781.566,043 [kg CO2/10 anos] e em Curitiba (Brasil) de 667.042,128 [kg CO2/10 anos]. Corresponde um gasto anual em Chicago relativamente a Curitiba de mais de 267%. Assim como o TEWI, numa visão holística dos processos, também foi criado o índice de Impacte Total da Água (TWI - Total Water Impact), em que os usos direto e indireto de água são utilizados para comparar sistemas de condensação a ar e a água num sistema de refrigeração. Para tal foram simulados chillers de condensação a ar e a água e foi obtido para uma capacidade de 200 TR (Toneladas de refrigeração), um consumo superior de 5% no sistema com condensação a ar e na capacidade de 500 TR, um consumo superior de 25% no sistema de condensação a água. Ou seja, à medida que a potência de refrigeração aumenta, verifica-se uma alteração da melhor eficiência no consumo de sistemas com chillers com condensação a água para sistemas com chillers com condensação a ar. Porém, à medida que surgem novos padrões, a eficiência do chiller está a tornar-se cada vez mais importante, pois chillers de rolamentos magnéticos arrefecidos a água em ambientes com temperatura elevado apresentam baixo valor de NPLV (Non-standard Part Load Value), certamente levando no futuro a índices de TWI mais baixos do que os de chillers arrefecidos a ar. De forma a simplificar a visão de eficiência num Data Center, foi criado um novo índice denominado Data Center de Design Perfeito (PDD - Perfect Design Data Center). Este índice facilita a visualização de um Data Center perfeito, utilizando uma classificação em ordem crescente. Para tal, foram criadas tabelas qualitativas para classificação de eficiência energética de DC a partir desse índice. Nas 37 cidades simuladas, aquela que apresentou melhor índice PDD, com o valor de 0,803 [(kWh/ano)/(kWh/ano)], foi a cidade de Curitiba e aquela que apresentou o pior índice PDD, com o valor de 0,694 [(kWh/ano)/(kWh/ano)], foi a cidade de Natal. Apesar das simulações terem sido realizadas para as principais 37 cidades brasileiras, este método pode ser replicado para qualquer local do globo, podendo gerar ao Investidor de Data Center, tabelas de decisão com as simulações energéticas. Este método apresentase como sendo o único que faz uso da psicrometria para decisão de instalação de um Data Center, fazendo uso de sistemas free cooling, adiabáticos ou de ar condicionado com variação do COP de acordo com a admissão do ar no condensador. O impacto dos índices PDD e EUED para um Data Center é equivalente ao IPLV (Integrated Part Load Value), para a escolha de um equipamento de ar condicionado.
- Accionamento linear de relutância variável comutado para tracção eléctrica ligeiraPublication . Fonseca, Davide Sérgio Baptista da; Cabrita, Carlos Manuel Pereira; Calado, Maria do Rosário AlvesEm linhas gerais, um motor de relutância é uma máquina eléctrica na qual o binário, ou a força linear de tracção, são produzidos pela tendência que a sua parte móvel apresenta em deslocar-se para uma posição que maximize a energia armazenada no circuito magnético. O primeiro registo de uma máquina construída com base neste princípio data de 1838, e diz respeito a um motor de tracção construído para equipar uma locomotiva eléctrica no Reino Unido. Devido ao facto do motor de relutância carecer de uma alimentação complexa, foi apenas a partir dos anos setenta do século XX que o seu interesse foi retomado, sobretudo no que respeita aos motores rotativos, tendo-se verificado a partir dessa altura um aumento crescente de publicações científicas e de realizações industriais. Contudo, é bastante escassa a literatura relativa às máquinas de relutância lineares, não se conhecendo ainda a existência de quaisquer aplicações industriais. Atendendo às elevadas potencialidades do motor linear de relutância variável comutada para aplicações em tracção eléctrica ferroviária, desenvolve-se nesta tese um sistema de accionamento para ser utilizado em material circulante motor destinado a sistemas de tracção eléctrica ligeira, de baixa velocidade, especialmente vocacionados para transporte urbano de passageiros. Este sistema de accionamento é constituído por um conversor electrónico de potência, por uma unidade de controlo que engloba o dispositivo de detecção da posição relativa entre as saliências polares do primário e do secundário da máquina, e pela máquina de tracção propriamente dita, que é um motor linear de relutância variável comutado de fluxo transversal. Como tarefas integrantes deste projecto, estabeleceu-se a estrutura mecânica e electromagnética da máquina tendo em atenção as condicionantes do traçado da via, a sua metodologia de cálculo optimizado, a escolha do conversor e do sistema de posicionamento mais adequados, a construção do motor, e a construção de um banco de ensaios estáticos e dinâmicos.
- Os acidentes de trabalho em perspetiva comparativa dos determinantes sociais, culturais e das condições de trabalhoPublication . Albuquerque, Marina Alexandra Tavares de; Coelho, Denis AlvesO objetivo desta dissertação é estudar as associações entre os acidentes de trabalho, os determinantes sociais e culturais e as condições de trabalho. A análise contribuirá para que se possam elaborar estratégias e medidas que permitam a redução da sinistralidade laboral e que proporcionem um ambiente de trabalho salubre e saudável. O estudo das associações, inicialmente, foi elaborado tendo como unidade de análise o país europeu. A informação relativa aos acidentes de trabalho fatais e não fatais ocorridos no ano de 2016 foi recolhida através de dados disponibilizados pelo EUROSTAT, sendo depois correlacionada com os resultados país a país do 8º European Social Survey (ESS) (dados de 2016), com os resultados país a país das seis dimensões culturais definidas por Geert Hofstede e do 6º European Working Conditions Survey (dados de 2015), estas eram as edições mais recentes dos questionários disponíveis no início de 2019. Os resultados dos determinantes sociais foram também analisados duma perspetiva das dimensões culturais e das condições de trabalho. Adicionalmente, também se consideraram os resultados das condições de trabalho através duma perspetiva das dimensões culturais. Considerando os fatores preponderantes que se destacaram no estudo das associações a nível europeu, realizou-se de seguida um questionário respondido por 123 trabalhadores de 21 empresas distintas, espalhadas maioritariamente pelos distritos de Viseu e Guarda, com vista a perceber-se se esses fatores se mantêm preponderantes quando se passa de um nível de análise macro (continente europeu) para um nível de análise individual numa região. Tendo em conta o nível de análise europeu encontraram-se associações fortes para os quatro indicadores principais: determinantes sociais, culturais, condições de trabalho e acidentes de trabalho (fatais e não fatais). Quando se passou para o nível de análise micro (individual) apenas se mantiveram os fatores preponderantes para uma perspetiva dos acidentes de trabalho com as condições de trabalho e dos determinantes sociais com as dimensões culturais e com as condições de trabalho. Devido à propriedade da causalidade emergente, os fatores que se mostraram preponderantes nos dois níveis de análise são considerados fundamentais, uma vez que as correlações que se mantiveram para o nível macro e para o nível micro indicaram as variáveis fundamentais e as relações genuínas entre variáveis, ao passo que as que não se mantiveram foram consideradas acidentais.
- Actuador linear de indução tubular modelização, dimensionamento ensaioPublication . Gonçalves, José Manuel Guerreiro; Cabrita, Carlos Manuel PereiraOs actuadores lineares de indução, quer sejam planos ou tubulares, apresentam valores do factor de potência e do rendimento normalmente inferiores aos que se verificam nos seus homólogos rotativos, que geralmente são denominados motores assíncronos. No entanto, esta aparente inferioridade é compensada por outras características superiores às dos motores rotativos, como por exemplo a sua robustez e a facilidade de instalação. Uma indicação da competitividade do actuador linear de indução consiste no número de unidades comercializadas por um único fabricante do Reino Unido, desde os anos sessenta - mais de meio milhão. A simplicidade do controlo destes motores representa uma grande vantagem a ter em conta, na medida em que, devido à forma da característica mecânica, uma alimentação a frequência constante associada a vulgares contactores de potência é suficiente. A utilização da variação de tensão recorrendo a tiristores é um meio de controlo também bastante utilizado. Neste trabalho desenvolvem-se os seguintes aspectos respeitantes à teoria, ao projecto e ao ensaio de actuadores lineares de indução, na tipologia plana e, em maior pormenor, na tipologia tubular (de que resulta mais objectivamente este estudo), em que para aplicações de baixa velocidade, pode-se considerar os seguintes pontos de referência: - Campo girante; - Campo viajante; - Campos de indução magnética no entreferro, no primário e no secundário; - Parâmetros equivalentes; - Potência absorvida, potência útil, rendimento; - Força em regime estacionário (de arranque) e em regime dinâmico; - Características tensão-corrente, frequência, factor de potência; - Comparação e análise entre valores teóricos e experimentais.
- Actuador linear de relutância variável comutado, modelização, dimensionamento, construção e ensaio.Publication . Calado, Maria do Rosário Alves; Cabrita, Carlos Manuel PereiraEsta dissertação incide sobre a análise do actuador linear de relutância variável comutado, no que diz respeito à sua modelização, ao seu dimensionamento optimizado, à sua construção e ao seu ensaio. Estes actuadores, de fluxo longitudinal e de fluxo transversal, são raramente referidos na literatura científica, e a abordagem à sua análise é praticamente inexistente. A introdução a este tema é feita recorrendo aos motores de relutância variável comutados rotativos, sendo posteriormente apresentada uma breve referência aos actuadores lineares, como máquinas que resultam da manipulação geométrica das máquinas rotativas. Evoluindo no sentido dos actuadores objecto desta dissertação, propõe-se uma metodologia de dimensionamento, de carácter analítico, de actuadores lineares de topologia tubular e de topologia plana. Por aplicação da metodologia proposta, e com o objectivo de tornar automática a tarefa de dimensionamento destes actuadores, bem como facilitar a sua selecção, propõe-se um programa de computador. O actuador de relutância variável comutado apresenta uma geometria irregular, física e electromagneticamente não homogénea, exigindo que a análise do seu desempenho, para as diferentes posições relativas entre o primário e o secundário, e para diferentes parâmetros da máquina, seja conduzida mediante a aplicação de métodos numéricos, permitindo, assim, o seu dimensionamento optimizado. As características teóricas do actuador, magnéticas e funcionais, obtidas através do método de elementos finitos, são, por último, comparadas com os resultados obtidos nos ensaios laboratoriais de um protótipo optimizado, que foi construído.
- Adaptabilidade dos Circuitos de Aquecimento Central Domiciliares ao Arrefecimento por meio de TermoconvectoresPublication . Gonçalves, Telma Farinha; Miranda, Alexandre Borges de; Nepomuceno, Miguel Costa SantosNos dias de hoje, grande parte das casas já vêm equipadas com um sistema de aquecimento central. Assim, o objetivo desta dissertação é fazer um estudo acerca da adaptação do sistema já existente de modo a que seja capaz de fazer arrefecimento. Com esse objetivo em mente, é necessário efetuar algumas alterações ao mesmo. Essas alterações passam por ser necessário substituir os radiadores, pois estes conseguem distribuir o calor, mas não conseguem fazer o mesmo com o frio. É necessário fazer um estudo acerca do fluido a utilizar no sistema, visto que dependendo das temperaturas de funcionamento poderá haver problemas de solidificação. É preciso instalar um ‘depósito de frio’, de modo a ter uma fonte fria para fazer a distribuição de frio. É necessário encontrarem-se soluções no sentido de viabilizar o sistema conjunto de produção/distribuição de frio/calor. As soluções propostas para este estudo passam pelo uso de ventiloconvectores para substituir os radiadores, poderá ser necessário usar água com anticongelante, de modo a evitar que haja solidificação da água dentro dos tubos. É imprescindível arrefecer o depósito, pelo que a solução proposta é um sistema de bomba de calor ar-água que seja capaz de produzir frio e calor.
- Afectação de unidades térmicas : relaxação lagrangeanaPublication . Ferreira, Filipe Miguel Barreiro; Mariano, Sílvio José Pinto SimõesNos dias de hoje é cada vez mais importante produzir energia ao menor custo possível. A obtenção da afectação óptima de unidades é um problema de grande importância, sendo por isso motivo de grande interesse de investigação, também pelos proveitos que pode gerar. Na práctica, a solução alcançada não é óptima mas sim subóptima, e resulta da resolução do problema dual em vez de se resolver o problema primal de forma directa. Uma vez que a solução obtida pela resolução do problema primal, na prática não é igual à obtida pela resolução do problema dual de Lagrange, importa relacionar estas duas soluções. A dificuldade que se coloca aquando da procura da solução óptima primal resulta da dimensão e complixidade deste problema. No caso que iremos expor apenas são consideradas três unidades de geração, com custos de arranque estáticos e para um horizonte temporal de duas horas. Mesmo apenas para este horizonte temporal, existe uma grande dificuldade de resolução e de interpretação dos resultados. Assim, se o número de restrições fosse aumentado, bem como o horizonte temporal, também a dificuldade aumentaria de forma considerável, tornando este problema, com os meios computacionais actuais, impossível de resolver de forma directa. Na impossibilidade de resolver o problema primal de forma directa recorre-se à Relaxação Lagrangeana, resolvendo-o de forma indirecta. No entanto ao resolver o problema de forma indirecta continuamos a obter soluções não óptimas e não fazíveis, do ponto de vista do problema primal. Para demonstrar essas dificuldades serão resolvidos alguns exemplos ilustrativos. Esses exemplos permitirão observar as dificuldades do problema ser abordado de forma directa e permitirão ainda observar as limitações algorítmicas que surgirão aquando da obtenção da solução óptima recorrendo à Relaxação Lagrangeana. Por último será feita uma análise aos exemplos por nós considerados, com o intuito de perceber que influências terão os custos de arranque e os custos de operação na obtenção da solução óptima do problema.