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26,220 | Formação de Estruturas Frágeis em soldaduras heterogénas de aluminio e cobre | Soldadura,Compostos intermetálicos | O presente estudo teve por objectivo analisar a influência dos parâmetros do processo, e do posicionamento das chapas relativamente ao sentido de rotação da ferramenta, na formação de compostos intermetálicos frágeis em ligações heterogéneas de Alumínio a Cobre. Os materiais de base utilizados foram chapas com 1 de espessura de alumínio 5083-H111 e cobre DHP. De modo a atingir os objectivos propostos, foi realizada uma análise cuidada das propriedades morfológicas, microestruturais e químicas das soldaduras. O aspecto superficial das soldaduras realizadas foi de qualidade inferior à desejada. Contudo, verificou-se uma evolução da qualidade com a variação da geometria das ferramentas, o que demonstra o papel determinante que este parâmetro possui no aspecto superficial das soldaduras. As soldaduras realizadas com alumínio no lado de avanço da ferramenta demonstraram poucos defeitos internos, baixas durezas e ausência de compostos intermetálicos, o que denota ausência de uma adequada mistura dos materiais de base. As soldaduras realizadas com o cobre no lado de avanço da ferramenta evidenciaram vários defeitos internos, bem como durezas elevadas e presença de compostos intermetálicos, o que resultou numa enorme fragilização das ligações, sobretudo no caso das soldaduras realizadas com a ferramenta de base estriada. Nestas soldaduras, os compostos intermetálicos identificados foram CuAl2 e Cu9Al4. Observou-se que nas estruturas lamelares de tom amarelado existe predominância de Cu9Al4, enquanto nas estruturas mistas homogéneas ocorreu maior formação de CuAl2. Foi notório que, no geral, independentemente do posicionamento relativo dos materiais de base relativamente ao sentido de rotação da ferramenta e da geometria da ferramenta, uma maior razão velocidade de rotação/ velocidade de avanço da ferramenta corresponde à produção de soldaduras caracterizadas por valores de dureza mais elevados. | Ciências da Engenharia e Tecnologias |
26,222 | Estudo de um sistema de arrefecimento para o compartimento de máquinas de um sistema de elevação | Arrefecimento,sistema,potência | Nesta dissertação faz-se o estudo do desempenho de um sistema de arrefecimento para o compartimento de máquinas de um sistema de elevação com 300 t de capacidade, que integra de um equipamento de perfuração de solos, desenvolvido e produzido pela empresa TTS-Sense, localizada em Kristiansand, Noruega. Este tipo de equipamento é actualmente utilizado na indústria petrolífera na abertura de poços de petróleo e opera em terra. O compartimento de máquinas está dividido em duas secções e cada secção é composta por quatro unidades. Cada unidade é constituída por um motor eléctrico, um trem de engrenagens planetárias, um sistema de travagem e um pinhão. Este conjunto de oito unidades tem como principal função a movimentação do conjunto Dolly e Top Drive através de um sistema de transmissão pinhão-cremalheira durante as operações perfuração e deslocamento de cargas. Tendo em conta que a análise térmica deve incidir nos motores eléctricos e nos trens de engrenagens planetárias, procedeu-se à determinação de todos os valores de potência térmica dissipada para a actividade mais crítica do processo, considerando a energia mecânica dissipada, as velocidades de funcionamento e a duração, bem como a variação cíclica das cargas. São aplicados modelos de previsão de trocas de calor por convecção forçada no interior do compartimento de máquinas e avaliada a sua contribuição para a resolução do problema. Com base na análise térmica feita ao trem de engrenagens, são propostas três soluções para arrefecimento do óleo lubrificante, através do uso de permutadores de calor e são seleccionadas as soluções mais adequadas, para que o limite térmico do óleo não seja ultrapassado. Por fim determina-se a potência de arrefecimento da unidade que produzirá água refrigerada para alimentação dos permutadores de calor. | Ciências da Engenharia e Tecnologias |
26,223 | Compressão de placas compósitas após submetidas a impacto a baixa velocidade | Compósitos de carbono,Epóxido,Delaminagem | Material compósito refere-se ao resultado da combinação de dois ou mais materiais distintos. O objectivo desta combinação é obter-se um material final com propriedades mecânicas superiores à dos seus constituintes quando considerados em separado. Os compósitos fibrosos são um exemplo clássico e comum que resulta da dispersão de fibras num material aglomerante, designado este por matriz. Um dos primeiros exemplos do uso de compósitos começou nos primórdios da antiguidade, com os tijolos de argila reforçados com fibras de palha. A combinação de materiais com diferentes propriedades é hoje prática corrente num vasto leque de aplicações, desde o vulgar betão armado, até aos materiais de elevado desempenho, à base de resinas de epóxido reforçadas com fibras contínuas de carbono. O uso destes materiais compostos por mais do que um material tem-se generalizado, e presentemente é vulgar encontrá-los, não só nas indústrias, designadamente aeronáutica, aeroespacial, naval, automóvel e construção civil, como em aplicações desportivas e objectos de uso corrente. As propriedades mecânicas de um material compósito podem ser significativamente reduzidas por solicitações de impacto a baixa velocidade. A resistência do material à compressão pode diminuir consideravelmente em relação ao seu valor inicial devido à presença de defeitos provocados pelo impacto. O objectivo desta dissertação é a análise experimental da resistência residual à compressão após impacto (CAI), em placas compósitas de matriz epóxida reforçada com fibras de carbono, sujeitas a impacto a baixa velocidade. Este estudo é de extrema importância pelo facto de conduzir ao aparecimento prematuro de instabilidade estrutural e à consequente restrição do uso deste tipo de materiais, reforçada pelo facto do dano interno ser de difícil detecção. Antes de se proceder aos ensaios de compressão, houve a necessidade de melhoramento do equipamento anteriormente desenvolvido, consequência deste se ter deformado por não suportar os esforços envolvidos. O equipamento de compressão foi concebido com base nas normas ASTM D 3410M-95. A análise experimental dos ensaios de compressão foi realizada para se avaliar o comportamento das placas compósitas, com e sem defeito. Assim, poder-se-ia retirar alguma conclusão acerca da influência do defeito na alteração das propriedades do material compósito. Após o estudo realizado, observou-se que o modo de colapso depende das características dos provetes. Provetes sem defeito possuem modo de colapso global, evidenciando-se por uma deflexão lateral. Provetes com defeito embebido, ao serem comprimidos, cedem por modo local, ocorrendo separação de sublaminados, designando-se este fenómeno por delaminagem. Concluíu-se que materiais compósitos sem defeito possuem maior resistência à compressão quando confrontados com materiais compósitos com defeito. A orientação das camadas constituintes dos compósitos laminados influencia o seu comportamento na resistência à compressão. Em placas de material compósito sem defeito, o aumento do número de interfaces onde os sublaminados se encontram diferentemente orientados, conduz a uma maior tensão de rotura à compressão. Verificou-se que o impacto a baixa velocidade reduz a capacidade de sustentação da carga de compressão aplicada, sendo a redução máxima observada de 48%, relativamente aos provetes que não foram sujeitos a impacto. Esta perda de integridade pode ser justificada pela maior quantidade de interfaces susceptíveis de ocorrência de delaminagens, localizadas onde os sublaminados possuem diferente orientação. | Ciências da Engenharia e Tecnologias |
26,226 | Avaliação do desempenho de um código de simulação numérica de escoamentos em coordenadas generalizadas | Simulação numérica,Escoamentos | O presente trabalho visa avaliar o desempenho do código “EasyCFD_G”, para a simulação numérica de escoamentos em coordenadas generalizadas. O objectivo é avaliar o desempenho deste software para diversas situações de teste em confronto com soluções conhecidas. Pretende-se, assim, estabelecer limites de utilização e zonas de fiabilidade, em conjunção com as características das malhas usadas, particularmente o seu grau de enviesamento e refinamento. O código “EasyCFD_G” foi desenvolvido pelo Professor Doutor António Manuel Gameiro Lopes, e permite o estudo de escoamentos em duas dimensões de diversos fluidos em torno de superfícies curvas ou planas de sólidos de diferentes materiais. Esta segunda versão tem como novidade, relativamente a primeira versão, a utilização de coordenadas generalizadas. A primeira fase do trabalho consiste na pesquisa bibliográfica e uma pesquisa online para um levantamento de problemas possíveis de serem utilizados como casos de teste. Foram encontrados diversos problemas que podiam ser usados como teste ao código. Como a novidade do código relativamente à primeira versão é a utilização de superfícies curvas, o trabalho foi realizado fazendo simulações sobre superfícies curvas, mais propriamente o escoamento sobre um cilindro, escoamento sobre perfil alar e a convecção natural sobre superfícies curvas. A segunda fase do trabalho consiste na simulação de casos diversos. Para cada caso foram feitos estudos de dependência de malha, alterando a resolução da mesma e o seu grau de enviesamento, tendo sido analisados os resultados para diversos valores de parâmetros que governem o problema, como o número de Reynolds, Nusselt e Prandtl. | Ciências da Engenharia e Tecnologias |
26,230 | Avaliação de sistemas de recolha e transporte de Resíduos Sólidos Urbanos: Eficiência energética e emissões poluentes | Recolha e transporte,emissões poluentes | Os RSU (Resíduos Sólidos Urbanos) são uma consequência inevitável da vida moderna, tendo vindo a crescer em quantidade, bem como a modificar-se em composição e características, acompanhando a evolução humana. Após a deposição em contentor, os RSU são recolhidos pelas entidades responsáveis, as quais os encaminham para os diversos destinos finais. A recolha é efectuada recorrendo a um serviço baseado em veículos que, no geral, possuem motores diesel e emitem gases poluentes. O transporte urbano representa uma percentagem muito importante do sector dos transportes na sua globalidade, influindo quer nos parâmetros de qualidade do ar (CO, HC, NOx, PM) e na poluição local, quer nas alterações climáticas (emissões de CO2). O trabalho desenvolvido teve como principal objectivo calcular e avaliar as emissões de CO2 associadas à recolha e transporte. Os dados iniciais utilizados (distância percorrida, quantidade de gasóleo gasta e quantidade de RSU recolhida) são provenientes de quatro autarquias de média dimensão situadas entre o Douro e o Tejo. As emissões de CO2 foram estimadas recorrendo á metodologia ACV (Avaliação de Ciclo de Vida) que avalia os potenciais impactes ambientais associados a um produto, tendo em conta o ciclo de vida desse produto e todas as etapas da sua produção, desde a extracção das matérias-primas até à sua disposição final. A metodologia é organizada em duas partes: “well to tank” que considera todos os processos associados à produção do combustível desde a extracção da matéria-prima até ao seu armazenamento no tanque do veículo e “tank to wheels” considera a utilização do combustível no veículo. O ciclo de vida “well to wheels” considera a combinação das duas partes referidas anteriormente. Um outro objectivo consistiu na identificação e avaliação de oportunidades de melhoria, no sentido de melhorar a performance energética e ambiental da recolha de RSU nas quatro autarquias analisadas. Para isso, consideram-se três propostas de melhoria distintas. A primeira consistirá na comparação entre combustíveis (gasóleo e biodiesel), ocorrendo apenas alteração do tipo de combustível. A segunda proposta basear-se-á na comparação de combustíveis (gasóleo e gás natural, GN), mas com alteração da tecnologia motora dos veículos (motor ciclo Diesel e motor ciclo Otto). Por fim, a última proposta consistirá na realização do estudo tendo em consideração a optimização dos circuitos, elaborada pela empresa ECOGESTUS Lda., estimando as emissões poluentes. Deste modo, pretende-se verificar, com base nos resultados obtidos, a eficácia dessas medidas em termos económicos e ambientais (Gases com Efeito de Estufa, GEE), quantificando o impacto da recolha de RSU, em termos de poluição do ar e consumos energéticos associados. Concluiu-se que, das propostas de melhoria avaliadas todas apresentam benefícios ambientais, mas a optimização dos circuitos demonstrou os maiores benefícios ambientais (emissões evitadas na ordem dos 43%) e benefícios económicos bastante elevados. As emissões de GEE poderão ser bons indicadores de desempenho das autarquias: quanto mais variados forem os parâmetros que condicionam a eficiência do sistema de recolha (orografia e ocupação do território, idade dos veículos, tipo de resíduo, organização da recolha), maior é o seu peso em termos ambientais, ou seja, maior será a quantidade de emissões de CO2 libertada. Existem veículos que apresentam melhor desempenho que outros e isso verificou-se ao longo das várias comparações entre autarquias, nos consumos e na eficiência do sistema de recolha e transporte de RSU. Os valores registados de capitação média de RSU são inferiores à média nacional, e foi possível verificar que quanto maior o volume que cada habitante tem à sua disposição maior é a produção de RSU. A eficiência do sistema foi determinada através da relação km/ton, tendo a autarquia C apresentado o maior valor, correspondendo assim, a uma menor eficiência no sistema de recolha. Apesar de vários factores condicionarem a eficiência, como a orografia e ocupação do território, a idade dos veículos ser, o tipo de resíduo a recolher, nesta investigação a organização da recolha é um dos parâmetros que mais parece contribuir para o elevado valor apresentado na autarquia C. As restantes autarquias apresentam valores aproximadamente iguais, uma vez que estão na mesma zona geográfica. As diferenças demonstradas entre veículos da mesma autarquia dependem da rota que fazem, isto é, circuitos urbanos e rurais, dependendo da distância entre contentores. Também se verificou que o número de veículos ao serviço de cada autarquia não influencia a eficiência do sistema de recolha. Através dos indicadores foi possível concluir que os veículos mais recentes não têm necessariamente melhor desempenho quando se consideram os indicadores l/ton e km/ton, contribuindo assim para os elevados valores de emissões de CO2. Também existe relação entre a eficiência da recolha e as emissões de CO2 por tonelada e RSU recolhida, concluindo que os veículos que têm pior eficiência (que ocorre nos veículos novos) são os que emitem mais CO2/ton. Dos combustíveis comparados (gasóleo e biodiesel), o gasóleo é o combustível que provoca mais emissões de CO2 na recolha e transporte de RSU. Verificou-se que a sua substituição por biodiesel contribui significativamente para a diminuição das emissões de GEE e que essa diminuição é mais significativa consoante o aumento da percentagem de biodiesel na mistura. A partir da análise económica concluiu-se que a compra de um veículo novo a GN não é viável economicamente. No entanto, a nível ambiental pode-se evitar até cerca de 16% de emissões de CO2 por ano. | Ciências da Engenharia e Tecnologias |
26,232 | Fadiga de juntas soldadas em aços estruturais de alto limite elástico | Soldadura,Fadiga,Microdureza | Ao longo desta dissertação, é efectuado um estudo global sobre o comportamento à fadiga de um aço de alta resistência usado para fins estruturais. Existe um particular interesse em analisar a resistência a solicitações à fadiga, de juntas soldadas executadas neste tipo de aço. Na primeira parte do relatório, é apresentada uma revisão bibliográfica sobre os principais temas abordados neste trabalho, o que possibilita uma melhor compreensão dos fundamentos teóricos associados aos resultados experimentais. Em seguida são apresentadas as metodologias e características dos equipamentos que são utilizados nos testes experimentais. Entrando na parte dos resultados, são apresentadas medições de microdurezas efectuadas ao longo da região da soldadura, assim como, também se apresentam imagens da composição microestrutural do aço na zona soldada. Mais adiante são expostos os resultados dos ensaios de fadiga, para três tipos de provetes com configurações diferentes: um em que o cordão de soldadura é mantido inalterado, um outro em que é feita uma limpeza do cordão à superfície, e por último um conjunto de provetes em metal de base. Estes resultados são comparados através das curvas S N. Também é feita uma inspecção visual das superfícies de fractura, de modo a identificar as características associadas à nucleação e propagação dos mecanismos de fadiga. Por último é apresentada a formulação matemática, que permite a elaboração de um programa computacional, cuja função se destina a calcular, a vida associada à fase de propagação de uma fenda por fadiga. | Ciências da Engenharia e Tecnologias |
26,234 | Aplicação do processo de fricção linear (FSP) na melhoria da resistência à fadiga de juntas de topo soldadas por MIG na liga AA5083-H111 | resistência à fadiga,Alumínio 5083-H111,soldadura MIG,FSP | Nos dias de hoje com a evolução das técnicas e processos tecnológicos de ligação, surge a soldadura por fricção linear (FSW) como uma das soluções mais promissoras com vista ao desenvolvimento sustentável. Este processo tecnológico de ligação tem como vantagem competitiva em relação aos restantes, conciliar a redução de custos iniciais de construção e manutenção de uma determinada estrutura, com a obtenção final de boas propriedades mecânicas e composição química similar à do material base. Actualmente este processo de ligação é utilizado com elevado sucesso na união de chapas de alumínio, garantindo juntas soldadas de alta integridade e baixa deformação, mesmo nas ligas de alumínio que apresentam difícil soldabilidade quando se recorre às técnicas de soldadura convencionais por fusão. Neste âmbito, e tendo por base o mesmo princípio, surge o FSP (Friction Stir Processing) como uma das variantes do processo de FSW.O FSP é uma técnica com potencial para melhorar alguns factores resultantes da solidificação do material, tais como, eliminação de porosidades e de fendas, refinamento da microestrutura e redução de tensões residuais. Neste trabalho pretende-se estudar a possível melhoria de resistência à fadiga em juntas topo a topo soldadas por MIG na liga de alumínio AA5083-H111, aplicando o pós-processamento por FSP. Para tal, serão realizados ensaios de fadiga em várias séries de provetes, tais como: soldadura MIG com reforço; soldadura MIG sem reforço; soldadura MIG pós-processada com reforço; soldadura MIG pós-processada sem reforço. Complementarmente serão realizadas análises metalográficas, ensaios de tracção, e medição de durezas. Ao longo do trabalho, houve também a preocupação de analisar a superfície de fractura dos diferentes tipos de provetes através de microscopia óptica, de modo a verificar as causas da iniciação da fenda por fadiga. | Ciências da Engenharia e Tecnologias |
26,235 | Disseminação de poluentes dentro de edificios e a sua relação com as condições ambientais exteriores | Edifiicios,Poluentes,qualidade do ar | No âmbito do actual Regime de Sistemas Energéticos de Climatização de Edifícios – Qualidade do Ar interior, torna-se importante entender os vários mecanismos de dispersão de poluentes dentro do edifício. Os objectivos deste estudo centram-se em analisar os factores exteriores a um edifício, que influenciam a dispersão de poluentes dentro deste. Para isso analisar-se-á um edifício particular que será testado para várias situações em que as condições climatéricas se alteram. Analisou-se a dispersão do monóxido de carbono num edifico de turismo com vários pisos, utilizando uma ferramenta informática CONTAM®. Os testes foram realizados simulando a libertação de monóxido de carbono numa das divisões do edifício, quando este se encontrava em condições exteriores de referência, medindo a concentração de gás nas restantes divisões. Os testes foram depois repetidos alterando as condições exteriores e, por fim, compararam-se os resultados obtidos, fazendo-se a análise da influência dos factores exteriores na dispersão de poluentes dentro do edifício. Concluiu-se neste estudo que a dispersão dos poluentes estava directamente ligada às diferenças de pressão entre as várias fachadas dos edifícios, e condições climatéricas exteriores, como a temperatura ambiente e a direcção do vento, eram factores significativos na forma como as diferenças de pressão eram geradas nas fachadas do edifício. Estes factores, aliados com a localização da fonte poluente, podem fazer com que uma determinada área seja, ou não, completamente contaminada por poluentes. | Ciências da Engenharia e Tecnologias |
26,236 | Estudo da relação Lean/Green com recurso à metodologia de "Mapeamento de conceitos" | Mapa conceito,Lean,Green | Neste estudo procurou-se estabelecer uma relação entre as práticas Lean e Green, e dos impactos que a sua aplicação conjunta pode ter no desempenho das empresas. Para atingir esse objectivo decidiu-se recorrer à metodologia de mapeamento de conceitos. A SRAMPORT foi a empresa a elegida para o caso de estudo, onde onze participantes foram seleccionados para participar no projecto e colaborar na elaboração dos mapas conceituais. O mapa conceito é constituído por seis passos, e estes foram seguidos ao longo do projecto. Os resultados obtidos são analisados e discutidos. Por fim, é analisada a relação entre o Lean Manufacturing e Green Thinking através dos dados fornecidos pelo mapa conceito final, à qual se observou uma relação positiva na implementação simultânea destas duas práticas. | Ciências da Engenharia e Tecnologias |
26,237 | Comparação do Desgaste de correntes de bicicleta em condições de serviço e em laboratório | Desgaste,abrasão,correntes de bicicleta | O presente trabalho teve como objectivo principal desenvolver metodologias laboratoriais que se revelassem adequadas para estudar a resistência ao desgaste de correntes de bicicleta. Fazer o estudo do desgaste directamente nas correntes em serviço tornar-se-ia demasiado complexo, devido a todas as variáveis inerentes difíceis de quantificar. Como primeiro objectivo pretendeu então seleccionar-se um tipo de ensaio e estabelecer as variáveis operatórias que permitam, em laboratório, ensaiar ao desgaste placas internas de corrente de bicicleta de forma a replicar os modos de falha que ocorrem em serviço. Como base do estudo começaram por se avaliar os mecanismos de dano que ocorrem em condições normais de uso. Paralelamente fez-se um estudo das condições de contacto com base nas partículas provenientes da limpeza de várias correntes. Realizaram-se vários ensaios prévios para definir tempos, cargas e massa abrasiva que replicassem o mecanismo de dano. Estabeleceram-se metodologias de tratamento de resultados com base em modelos clássicos de desgaste, especialmente o modelo de Archard, e com base em abordagens energéticas. Aplicou-se esta metodologia em vários aços, nas mesmas condições, de forma a distingui-los pela resistência ao desgaste. Por fim estabeleceu-se um modelo de previsão que a partir de resultados obtidos em laboratório permite estimar o alongamento que ocorre nas correntes em condições de serviço. | Ciências da Engenharia e Tecnologias |
26,238 | Simulação de uma linha de produção de segmentos para a indústria automóvel | indústria automóvel,,linhas de produção. | A procura por métodos melhores de trabalho e a optimização de processos de fabrico, têm como objectivo a obtenção de uma melhor e maior produção com o menor custo possível, o chamado aumento de produtividade. A indústria automóvel, nos seus dois subsectores mais significativos (construção e montagem e a fabricação de componentes), é o motor essencial do crescimento das exportações, da inovação e do emprego nacional. No entanto, a indústria automóvel apresenta uma grande preocupação com o aumento da competitividade no sector. Este trabalho, surge devido ao facto de uma empresa portuguesa do ramo automóvel, nomeadamente no fabrico de segmentos para motores, ter sentido que duas das linhas de produção que eles possuem não serem suficientemente produtivas e competitivas em relação à concorrência. Os objectivos desta dissertação são, com o auxílio da simulação, analisar o layout de duas linhas de fabricação de segmentos de motor, analisar os critérios de desempenho e verificar pontos onde a produtividade pode ser incrementada. Por fim propôs-se dois layouts alternativos a fim de aumentar a produtividade e apresentar as suas vantagens e desvantagens em relação ao layout actual. Concluiu-se que no modelo actual que foi estudado, existe um diferencial de produtividade muito elevado de equipamento para equipamento, o que provoca alguns estrangulamentos ao longo do sistema produtivo actual. Dos dois modelos alternativos que foram propostos, o segundo pareceu ser muito interessante a ser estudado pela empresa, não só pela diminuição do número equipamentos necessários, como também pelo aumento de utilização dos equipamentos. | Ciências da Engenharia e Tecnologias |
26,239 | Comportamento à fadiga de amplitude variável da liga AA6082-T651 contendo juntas soldadadas por fricção linear. | Soldadura por fricção linear,Fadiga,liga de aluminio AA6082-T651 | A soldadura por fricção linear é um processo recente e simples de soldadura no estado sólido, sem adição de material. Este apresenta vantagens sobre os processos convencionais de soldadura por fusão e tem sido utilizado com sucesso em ligas de alumínio. Um dos materiais onde o processo tem apresentado melhores resultados é a liga de alumínio AA6082-T651. Na solicitação dinâmica de estruturas com juntas soldadas por processos convencionais, a resistência à fadiga constitui o modo de dano determinante para o seu dimensionamento. Para o caso de solicitações de amplitude variável é habitual utilizar-se a lei de Miner, a qual antevê uma acumulação de dano igual à unidade no momento da falha por fadiga, ou seja, os danos acumulam-se e a rotura por fadiga ocorre se a soma dos danos ultrapassar a unidade. Contudo, para o caso de juntas soldadas tem vindo a verificar-se que a falha por fadiga ocorre para valores de dano acumulado muito inferiores à unidade. Para o caso da soldadura por fricção linear não existem dados experimentais obtidos com solicitações de amplitude variável para demonstrar se esta tendência se mantém. A redução de resistência à fadiga está associada a factores geométricos, metalúrgicos, falta de homogeneidade do material e defeitos de soldadura. Para o caso de soldadura por fricção linear prevê-se que existam benefícios na resistência à fadiga, devido à menor concentração de tensões associada à geometria das juntas topo-a-topo. Porém, eventuais alterações de propriedades mecânicas, como a redução da tensão de cedência e da dureza, podem levar a uma diminuição da resistência à fadiga. Outro factor importante será a presença de defeitos de soldadura. Torna-se assim essencial efectuar um estudo experimental que permita obter as curvas de fadiga (S-N) para posterior utilização em projecto de estruturas soldadas por este processo, e conhecer qual o valor de dano acumulado a usar nas previsões de vida à fadiga (lei de Miner), de estruturas solicitadas submetidas a carregamentos de amplitude variável. O programa experimental deste trabalho abrange a realização de algumas séries de ensaios de fadiga de amplitude constante e variável, em provetes com juntas soldadas topo-atopo para obtenção de curvas S-N. Complementarmente, serão efectuados medições de durezas e análises microestruturais. | Ciências da Engenharia e Tecnologias |
26,240 | Um simulador para apoio à decisão em gestão da manutenção de infra-estruturas ferrovárias | Caminhos de ferro,Gestão de manutenção | A disponibilidade de dados relativos ao estado da infra-estrutura, que as novas tecnologias provocaram na industria ferroviária de gestão da infra-estrutura, e a evolução das técnicas de simulação podem levar ao desenvolvimento de simuladores como ferramentas de apoio à decisão na gestão da manutenção em caminhos de ferro. O uso de simuladores pode ser uma importante ferramenta de avaliação para decisões relacionadas com a substituição de tarefas de natureza preventiva por tarefas de natureza preditiva baseadas no estado dos activos, com a consequente diminuição de custos. Os simuladores podem também ser utilizados como ferramenta na avaliação da performance das equipas de manutenção. O objectivo deste projecto de tese é a criação de um modelo da Linha do Norte, utilizando os activos de sinalização e os recursos das equipas afectas à sua manutenção, através de uma ferramenta comercial de simulação (Simul8), avaliando a sua utilidade como ferramenta para apoio à decisão em Gestão da Manutenção. | Ciências da Engenharia e Tecnologias |
26,241 | Efeitos da Sensibilidade ao entalhe em previsões SN vida fadiga | Modelação,Previsões de Vida,Mecânica da Fractura | O presente trabalho de pesquisa realizado na área da fadiga, fez parte do Mestrado Integrado em Engenharia Mecânica da Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade de Coimbra (FCTUC), realizado no âmbito de intercâmbio na Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro (PUC). Este trabalho teve como objectivo estudar a aplicabilidade de uma modelagem recentemente desenvolvida nas previsões de vida à fadiga. Baseada em alguns conceitos da mecânica da fractura como trincas curtas, trincas não propagantes e limiar de propagação, esta modelagem propõe não só um melhoramento nas previsões tradicionais de vida à fadiga como uma aplicabilidade a entalhes de geometria variável. Depois de devidamente estudada, explorada e compreendida foi proposto um tipo de experimento para comprovar a afirmação do parágrafo anterior. Assim, após um planeamento de testes experimentais, foram realizados ensaios de fadiga para confrontar os resultados de previsão de vida com os resultados experimentais obtidos. Procedeu-se posteriormente a uma correcção do planeamento dos testes experimentais e foram comparados os resultados obtidos. Concluíram-se melhorias notórias na previsão de vida propostas pela modelagem e deixou-se uma proposta para trabalhos futuros de modo a dar continuidade ao uso da modelagem e reforçar a aplicabilidade da mesma com mais testes experimentais. | Ciências da Engenharia e Tecnologias |
26,245 | Aplicação da Metodologia SMED em Linhas de Montagem de Correntes de Rolo | SMED (Single Minute ExChange of Die),Linhas de montagem | O presente trabalho foi desenvolvido na SramPort, empresa que se dedica ao fabrico e montagem de alguns componentes para bicicletas, e surgiu como uma forma de reduzir tempos de mudança de fabrico em linhas de montagem de correntes, por forma a libertar recursos para outras intervenções, igualmente importantes. Para essa redução, tevese como referência os vários princípios de Lean Manufacturing estudados, em especial ametodologia SMED (Single Minute ExChange of Die). No decorrer da realização deste trabalho, foram então analisadas quatro linhas de montagem de correntes de bicicleta, sendo seleccionado o grupo de mudança mais complicado dessas linhas. Nesse grupo eram feitas todas as tarefas que poderiam também ocorrer nos outros grupos, e desse modo, estudando-o, foi possível preparar guias de procedimento e sugerir melhorias para todos eles. Como resultados, para esse grupo mais complicado obteve-se uma redução de 47% no tempo total de paragem de produção (observada no último ensaio efectuado), e propôs-se uma redução de cerca de 60%, atendendo aos melhores tempos observados nos três ensaios de SMED efectuados. Para outras linhas de montagem, houve inclusive grupos de mudança para os quais o tempo ideal, e portanto proposto, originaria uma redução de 70% do tempo de paragem de produção. Para todas elas, as melhorias implementadas resultaram em investimentos nulos, mas foram também propostas melhorias com investimento, estas não implementadas, mas apresentadas nesta dissertação. Adicionalmente, foi ainda iniciado um trabalho de SMED numa prensa que produz placas interiores, sendo proposta uma sequência mais organizada de trabalho. Ficou no geral ainda muito para fazer, mas os objectivos gerais foram cumpridos, e agora cabe à empresa garantir o contínuo seguimento das melhorias propostas. | Ciências da Engenharia e Tecnologias |
26,246 | Desenvolvimento e concepção de um sistema de medida para a avaliação do equilíbrio humano | Equilíbrio,Postura Humana,Biomecânica | Actualmente na área da saúde assiste-se a uma mudança de paradigma onde se procura aumentar a qualidade de vida dos idosos e incapacitados, tendo como objectivo a prevenção da perda de capacidades das pessoas, bem como a redução dos encargos com a saúde. A presente dissertação descreve o desenvolvimento e concepção de um sistema automático de aquisição de dados que permite a avaliação do equilíbrio humano. A concepção utiliza ferramentas CAD para a construção do modelo geométrico bem como o cálculo automático de estruturas através do método de elementos finitos para a optimização estrutural. O sistema utiliza uma aplicação informática e vários transdutores eléctricos que permitem efectuar a aquisição de dados e fornecer a informação em tempo real. O sistema desenvolvido possibilita a avaliação da distribuição da massa corporal, permitindo, avaliar a condição de equilíbrio e de transferência de carga do tipo ântero-posterior e sagital, relativamente ao corpo humano, nas posições de sentado e de pé. | Ciências da Engenharia e Tecnologias |
26,247 | Desenvolvimento de modelos de formação e processos de certificação de competências no sector de explosivos em Portugal: fabrico de produtos explosivos | Competências,Certificação,Formação,Qualificação | Nos últimos anos têm sido implementadas ao nível da Europa várias políticas e desenvolvidos vários projectos, no sentido de criarem condições para a qualificação dos profissionais e o reconhecimento das suas competências, visando contribuir para, a mobilidade dos trabalhadores e aumento da competitividade das empresas na Europa e no Mundo. O sector dos explosivos não dispõe ao nível Europeu de programas de formação harmonizados, nem de modelos de certificação de competências, embora projectos recentes co-financiados pelo Programa Leonardo da Vinci tenham aberto caminho a essa discussão. A presente dissertação analisa o quadro formativo e modelo de certificação de competências existente em Portugal e compara-os com outros praticados no espaço Europeu, para justificar e desenvolver modelos de formação e de certificação de competências propostos para os trabalhadores do subsector do fabrico de produtos explosivos em Portugal, repartidos por fábricas de explosivos e oficinas de pirotecnia. É efectuado o retrato do subsector, tendo por base o enquadramento legal que regula a actividade e os resultados de inquéritos aos profissionais das empresas sobre as funções desempenhadas, áreas de intervenção e competências necessárias. Os resultados mostram que a generalidade dos trabalhadores não frequentou cursos de formação profissional e que não existe formação certificada direccionada para este subsector. No caso das oficinas de pirotecnia o reduzido número de trabalhadores, em média cerca de dez, obriga-os a possuírem um alargado número de competências. No caso das fábricas de explosivos, a estrutura organizacional é diferente e existe um maior número de classes profissionais, o que faz com que as competências estejam melhor definidas por classes profissionais. O futuro passa pela implementação de modelos de formação e certificação profissional dos trabalhadores deste sector, para reduzir a sinistralidade e melhorar a imagem que a Sociedade ainda tem sobre a perigosidade destes produtos e sobre as competências destes profissional para responder às exigências de segurança que o manuseamento destes produtos impõe. | Ciências da Engenharia e Tecnologias |
26,248 | Simulação de transportes numa mina subterrânea | Minas,Transportes | Num mundo cada vez mais competitivo, a importância da estratégia e planeamento das actividades nucleares duma indústria é imprescindível. Na indústria mineira esse planeamento faz bastante sentido, já que acarreta avultados custos na sua actividade. Este trabalho consiste no estudo de dois modelos que permitem conhecer o desempenho dos transportes numa mina subterrânea. Dado que os transportes se apresentam como uma actividade com uma importância vital na indústria extractiva, a gestão deste recurso poderá fazer a diferença quando se pretende ter custos unitários mais reduzidos. Este estudo foi feito com recurso a um programa de simulação, o SIMUL8, de forma a ter uma visão mais analítica dos dois modelos e poder chegar à conclusão se a aplicação de algum destes modelos é pertinente para este caso em concreto. | Ciências da Engenharia e Tecnologias |
26,250 | Eficiência energética -- edifícios | Edifícios residenciais,Consumos energéticos,Eficiência energética,Auditoria energética | A presente dissertação tem como principal objetivo esclarecer o conceito de eficiência energética no setor doméstico e verificar os seus níveis em Portugal, possibilitando o estudo dos potenciais de poupança neste setor. Nesta dissertação pretendia-se realizar várias auditorias in situ, o que não foi possível no tempo útil disponível. Deste modo, optou-se pela aquisição de dados de monitorização de modo a suprir a falta de tempo. Como os dados fornecidos não permitiram a análise elaborada de cada consumidor, como inicialmente previsto, optou-se por reformular a dissertação, realizando um estudo mais teórico sobre a avaliação e otimização do uso eficiente de energia no sector residencial. Para a realização deste trabalho analisaram-se os barómetros de consumo a nível nacional e europeu de modo a comparar as vertentes mais desfavoráveis do nosso país, quando comparado com outros países da união europeia, e ainda com o objetivo de explicar a importância da redução de gastos energéticos neste setor. Abordou-se ainda a temática da caracterização social nacional, a mudança de tarifas, de potências contratadas e ainda a temática da etiquetagem energética. Este estudo conta também com a análise de medições realizadas através do processo de monitorização, onde se fez a comparação entre dados obtidos através de um inquérito fornecido com os dados dos consumos de energia elétrica resultantes de um ano de medição. Visando a relação entre consumo energético e os hábitos das pessoas residentes na habitação, torna-se necessário fazer uma correta caracterização do seu estilo e parâmetro de consumo. Foi neste sentido que se sentiu a necessidade de criar um questionário próprio e mais completo que o fornecido, de modo a que se pudesse realizar corretamente a descrição da habitação, da envolvente e equipamentos, da caracterização social do agregado e dos seus hábitos de consumo. | Ciências da Engenharia e Tecnologias |
26,251 | Análise do Desempenho Energético de Cozinhas Industriais | Eficiência energética -- cantina escolar | A presente dissertação resume os procedimentos utilizados para a caracterização energética de uma cantina universitária existente. Nesse sentido, realizou-se uma auditoria energética ao edifício, fazendo um levantamento e análise crítica da utilização de energia, tendo em vista a identificação de oportunidades de racionalização de consumos. Foi realizada a simulação energética do edifício, recorrendo ao programa HAP, para estimar o consumo de energia dos equipamentos de climatização, e ao programa Solterm para avaliar a produção de energia do sistema solar térmico instalado no edifício. Realizada a simulação do sistema solar e de apoio no programa Solterm verificou-se que a fracção solar é de somente 26%. Da análise dos resultados conseguidos com as diversas abordagens concluiu-se que o grande consumidor de energia eléctrica é o sector dos equipamentos de cozinha, responsável por 42,5% do consumo total do edifício. Verificou-se também que 65% do gás natural é consumido por queima directa para preparação de AQS e aquecimento. Os restantes 35% são consumidos pela cozinha e afins. Por cada refeição servida, determinou-se que é consumida 1,28 kWh de energia eléctrica, 1,67 kWh de gás natural e 19 litros de água, resultando num custo total de 0,39 €. Os encargos com a electricidade correspondem a aproximadamente 63% dos encargos globais do edifício, o gás natural 23% e a água 13%. De forma a tornar o edifício mais eficiente são enumeradas medidas de racionalização energética tais como: a implementação de um sistema de gestão de consumos; realização de acções de sensibilização sobre utilização racional de energia; aquisição de bateria de condensadores; aumento da área de colectores do sistema solar existente; substituição de lâmpadas e balastros mais eficientes. | Ciências da Engenharia e Tecnologias |
26,252 | Caracterização da Qualidade do Ambiente Interior num Edifício Escolar Recentemente Requalificado | Qualidade do ambiente interior | Esta dissertação tem como objectivo a caracterização da qualidade do ambiente interior do Bloco C, da Escola Básica 2,3 Dr. José Lopes de Oliveira, que recentemente foi alvo de uma intervenção de reabilitação. Para a concretização deste objectivo foram efectuadas medições das concentrações de CO2 e PM10, da temperatura e da humidade relativa do ar interior, níveis de iluminação e de ruído no interior de algumas salas do Bloco C. Posteriormente foi efectuado o tratamento dos dados registados e verificadas as suas conformidades com a legislação actual. Os caudais de ar novo efectivos em cada uma das salas foram obtidos através das taxas de renovação de ar, determinadas pela aplicação da técnica dos gases traçadores em período de decaimento da concentração. Neste caso, usou-se como gás traçador o CO2 emitido pelos ocupantes (CO2 metabólico). Conhecidos os valores dos caudais de ar novo efectivos, foram comparados com os caudais de ar novo adequados às diferentes salas monitorizadas, de modo a que a média da concentração de CO2 no período considerado apresentasse conformidade com a legislação (< 1500 ppm). Foi, assim, possível determinar quais as salas que apresentavam um défice de ar novo. No que diz respeito à iluminação, foram comparados os valores dos níveis de iluminação natural e artificial, em cada sala analisada. Para a caracterização do conforto acústico procedeu-se à verificação da conformidade do nível de ruído resultante do sistema de ventilação. Da observação de todos os resultados obtidos concluiu-se que a qualidade do ambiente interior não é uniforme em todas as salas e que se verificam poucas conformidades com a legislação. | Ciências da Engenharia e Tecnologias |
26,254 | Aplicação do Método dos Gases Traçadores para avaliar a taxa de renovação do ar em Bibliotecas do Pólo II | Qualidade do ar interior | A qualidade do ar interior em edifícios tem-se tornado um tema ambiental de grande relevância, devido ao facto de hoje em dia as pessoas passarem grande parte do tempo em espaços fechados. Em Portugal, foram publicados três Decretos-Lei que configuram, simultaneamente, os requisitos mínimos e as medidas correctivas para a QAI (Qualidade do Ar Interior), e a eficiência energética em edifícios novos e existentes, sendo eles: o Decreto-Lei nº 78/2006, de 4 de Abril; o Decreto-Lei nº 79/2006, de 4 de Abril; e o Decreto-Lei nº 80/2006, de 4 de Abril. Esta dissertação tem como principal objectivo avaliar a taxa de renovação de ar nas Bibliotecas de Engenharia Civil e de Engenharia Mecânica através da aplicação do Método dos Gases Traçadores, utilizando como gás traçador o dióxido de carbono libertado pelos ocupantes das salas de leitura (CO2 metabólico), de forma a reduzir os gastos energéticos consoante essa mesma ocupação. Para alcançar este objectivo foi essencial ter analisado as memórias descritivas e plantas do sistema de AVAC (Aquecimento, Ventilação e Ar Condicionado), assim como a realização de visitas de inspecção a cada uma das Bibliotecas. Foram realizadas duas medições em condições diferentes em cada uma das Salas de Leitura das Bibliotecas: a primeira com a duração de 24 horas, em que a UTA (Unidade de Tratamento de Ar) permaneceu ligada de forma contínua, e a última durante 27 horas estando a UTA ligada apenas durante o horário de funcionamento de cada uma das Bibliotecas. Com estas medições foi possível averiguar o nível de dióxido de carbono libertado pelos ocupantes das salas de leitura, podendo, a posteriori, calcular o caudal de ar novo correspondente à taxa de renovação de ar obtida pelo Método dos Gases Traçadores. Foi ainda possível calcular a ocupação máxima para os caudais de ar novo determinados e respectiva taxa de renovação de ar, por forma a respeitar os limites de concentração de CO2 estipulados na legislação em vigor para edifícios existentes (Nota Técnica NT-SCE-02). Por fim, concluiu-se que ambas as Bibliotecas podem reduzir os seus gastos energéticos ao nível da QAI, uma vez que os caudais de ar novo são bastante superiores ao necessário, relativamente à ocupação existente nas respectivas salas de leitura. | Ciências da Engenharia e Tecnologias |
26,255 | Projecto de um sistema de transmissão de um veículo automóvel utilitário citadino híbrido | Veículo híbrido,Caixa de velocidade | O objectivo desta dissertação de mestrado é a eleição da melhor linha de transmissão para um veículo híbrido automóvel citadino urbano. Ao longo desta exposição serão descritos os órgãos que compõem uma linha de transmissão, a sua respectiva função e o seu posicionamento. Apresentar-se-á pormenorizadamente as diversas caixas de velocidades passíveis de virem a ser aplicadas num veículo híbrido, que podem ser divididas em dois grupos, as caixas de velocidades automáticas e as caixas de velocidades de variação contínua, denominadas CVT´s (continuously variable transmission). Estes dois grupos, subdividem-se, nas caixas de velocidades automáticas descritas ao longo desta dissertação: as caixas de velocidades automáticas e as caixas de velocidades semi-automática, em particular a DSG. Nas caixas de velocidades de variação contínua (CVT), são consideradas: as CVT´s com correia ou corrente, a Cone Ring e a CVT Full ou Half Toroidal. Para cada uma das caixas de velocidades mencionadas anteriormente, serão expostas as suas vantagens e desvantagens. Assim como, em anexo, serão avaliados e comparados vários parâmetros para recair sobre a melhor escolha das caixas de velocidades apresentadas para estudo. Em conclusão serão apresentadas as diversas razões para a escolha da caixa de velocidade semi-automática DSG para o veículo híbrido desejado, acrescentando algumas sugestões para a continuação deste projecto. | Ciências da Engenharia e Tecnologias |
26,256 | Estudo e Aplicação do Processo de Comissionamento a sistemas de ventilação de edifícios | Climatização de edifícios,Ensaios de estanquidade,Manutenção de sistemas de AVAC | A presente dissertação tem como principal objetivo esclarecer o conceito de Comissionamento e, como se deve aplicar aos sistemas AVAC, particularmente ao sistema de condutas de distribuição de ar. Com base na pesquisa bibliográfica sobre o tema foi descrito a importância da adoção da prática do Processo de Comissionamento aos sistemas de AVAC e as vantagens da sua aplicação. Visto que atualmente as maiores falhas de instalação e manutenção se verificam nas condutas de distribuição de ar, dá-se prioridade e enfoque às normas e guias para a instalação, isolamento, limpeza e testes de estanquidade em condutas. Neste campo, comparou-se os valores admissíveis, relativamente aos ensaios de estanquidade presentes nas normas SMACNA (utilizadas pela ASHRAE), nas normas EUROVENT (presentes na União Europeia) e o RSECE (regulamento em vigor em Portugal). Aquando do estudo das três metodologias, denota-se sobretudo uma diferença entre os valores admissíveis dos caudais de fuga inerentes a cada metodologia, sendo que ao contrário das normas SMACNA e EUROVENT, o RSECE não tem qualquer tipo de classes de estanquidade e toma apenas um valor máximo de caudal de fuga. Como aplicação prática, procedeu-se a visitas a algumas obras na fase dos ensaios de estanquidade, tendo os resultados, as características dos sistemas instalados e as condições de higiene sido discutidos com base no preconizado na documentação técnica usada como referência. Nas instalações visitadas, destacou-se uma, visto não ser minimamente satisfatória relativamente à limpeza e à estanquidade das condutas. Na totalidade das instalações, os ensaios de estanquidade foram efetuados depois de aplicado o isolamento. O tamponamento de condutas durante a instalação, caso tenha existido, foi efetuado sempre de forma precária, devido à não utilização do material correto para esse fim. | Ciências da Engenharia e Tecnologias |
26,257 | Análise do potencial de valorização dos resíduos de Licor Verde da Indústria de Pasta de Papel | residuo da pasta de papel | Este estudo tem como objecto de análise um resíduo produzido na fábrica de pasta de papel Celbi, que é habitualmente designado de dregs. Neste âmbito, os principais objectivos desta dissertação, são o levantamento das suas propriedades físicas e químicas, bem como das potenciais vias de valorizações, de modo a evitar a sua deposição em aterro. O resíduo em estudo resulta da recuperação de químicos no processo de pasta de papel Kraft e tem uma natureza sobretudo inorgânica. Apesar de os objectivos a atingir terem por base a pesquisa bibliográfica, o trabalho também envolveu a análise de amostras recolhidas na Celbi. Assim, foi possível determinar que os dregs apresentam 37 % de humidade e 3,75 % de perda ao fogo. A condutividade eléctrica e os sólidos dissolvidos totais (TDS), medidos numa suspensão com uma razão líquido/sólido igual a 10 L/kg, foi de 6,2 mS/cm e 4,48 g/L, respectivamente. O material apresenta uma massa volúmica real entre 2,65 e 2,87 % e uma massa específica bulk de cerca de 0,94 g/cm3 para o resíduo tal qual e 0,86 g/cm3 para o resíduo previamente seco. A distribuição granulométrica dos dregs, determinada através de peneiração, mostrou que é um material constituído por partículas bastante finas. Os dregs apresentam um pH altamente alcalino (cerca de 11,1), sendo caracterizados por valores de neutralização de 34 a 40 %, e valores de reactividade de 33 a 39 %, apresentando assim um forte poder de neutralização. Quimicamente os dregs são constituídos maioritariamente por Ca, Na e Mg e apresentam um bom potencial de biodisponibilidade e mobilidade de nutrientes para o solo. Por outro lado, este resíduo liberta para o ambiente, quantidades mínimas de metais pesados. Com base na difracção de raio-X (XRD), espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier (FTIR) e análise termogravimétrica (TGA), as fases mais significativas são a calcite, pirssonite, barentsite e carbonato de cálcio e magnésio. As propriedades dos dregs permitem a sua classificação como um material não perigoso, sendo possível a sua reutilização em várias vertentes. Contudo, com base na revisão da literatura foi identificada como via mais favorável a sua utilização como agente neutralizante de solos. | Ciências da Engenharia e Tecnologias |
26,258 | Modelação Numérica do Índice de Tinetti e de Berg | Equilíbrio de Berg,Índice de Tinetti,Redes neuronais artificiais,Equilíbrio | O estudo e compreensão do movimento humano e a optimização do aparelho motor passam pela avaliação e treino do equilíbrio postural. Implica, portanto, conhecer as principais estruturas responsáveis por ele bem como de metodologias que o possam avaliar. As principais escalas de equilíbrio frequentemente utilizadas são a escala de equilíbrio de Berg e o índice de Tinetti. Pretende-se com este trabalho desenvolver uma metodologia alternativa à submissão humana das referidas escalas através da criação de modelos numéricos baseados em redes neuronais artificiais ou regressões lineares múltiplas, utilizando informação proveniente de uma cadeira e plataforma de forças. Inicialmente foram definidos um conjunto de exercícios e parâmetros a recolher realizados numa cadeira e plataforma de forças. Para tal foi desenvolvido um software que o fizesse de forma automática. Posteriormente foi submetida uma população de estudo, de diversas naturezas clínicas, à escala de equilíbrio de Berg, ao índice de Tinetti e ao estudo que havia sido delineado na cadeira e plataforma de força. Finalmente procedeu-se à modelação dos referidos índices e à comparação de resultados provenientes das várias abordagens tendo-se obtido uma elevada correlação entre as escalas de equilíbrio e os modelos desenvolvidos. | Ciências da Engenharia e Tecnologias |
26,259 | Desenvolvimento de ferramentas de apoio ao pré-projecto de sistemas de cogeração | Eficiência energética,Cogeração,Estudo da viabilidade,Simulador | Hoje em dia, a cogeração cada vez mais é imposta como uma alternativa às centrais convencionais, sendo os principais motivos para tal ocorrência a sua elevada eficiência energética e a diminuição das emissões de gases de efeito de estufa. Com a crescente importância da cogeração, um estudo da viabilidade da implementação de um sistema destes é algo que ganha interesse, sendo o objectivo desta tese o desenvolvimento de uma ferramenta que permita estudar a nível técnico e económico, a possibilidade de implementação de um sistema de cogeração adaptado à realidade portuguesa. Numa primeira fase é feita uma abordagem à legislação portuguesa com o intuito de cumprimento de regras associadas ao licenciamento e remuneração de um sistema de cogeração, sendo posteriormente estudado as várias tecnologias de cogeração e seus dados técnicos. Posto isto, é estudado os prós e contras de vários simuladores existentes e explicado o algoritmo do software desenvolvido. Na parte final da tese é realizada uma comparação do software com outros simuladores e uma conclusão acerca das várias características, incluindo vantagens e desvantagens do software quando comparado com outros existentes. Com a leitura da tese facilmente se vai chegar à conclusão, que o software desenvolvido abrange uma basta gama de tecnologias e tipos de combustíveis e é de mais fácil utilização que os outros simuladores. | Ciências da Engenharia e Tecnologias |
26,260 | Perspectivas de evolução da Robótica na Europa - Uma análise de "Clusters" baseada em Projectos de cooperação academia/indústria | Análise de padrões de colaboração,Robótica Europeia | Este trabalho investiga os padrões de colaboração e de investigação presentes nos projectos candidatos ao ECHORD (European CLearing House for Open Robotics Development). Ao nível dos países, foram identificados clusters caracterizados pelos padrões dos projectos apresentados por número de habitantes, pela classificação desses projectos, e pela colaboração internacional. A Bélgica e a Suécia constituem um cluster caracterizado por, ter países com alta percentagem em produção de projectos com elevada classificação obtida e com elevada colaboração internacional. A Bélgica também se destaca numa outra análise de clusters, por ser o único país onde 100% das suas participações foram em projectos com parceria Academia – Industria e todos eles obtiveram classificação >= 10. Outra observação, demonstra que os projectos individuais com apenas uma instituição participante, têm classificação inferior aos projectos onde existe parcerias entre instituições, embora se tenha também observado, que o número de diferentes países participantes em cada projecto, não teve influência na qualidade dos mesmos. Observou-se que apesar do elevado número de participações das Empresas nos projectos, quando comparado com as Universidades e com os Institutos, elas desempenharam um papel secundário na realização dos mesmos, uma vez que tiveram baixo número de projectos em que lideraram. Observou-se que ao nível das parcerias entre três tipos de instituições, as que envolveram Institutos de Investigação com outros Institutos de Investigação, foram as que obtiveram melhor percentagem de projectos com classificação >= 10. Por fim, no que se refere aos tópicos dos projectos, a tecnologia “Human - Robot Interface” e o produto “Robot Automation For Small Scale Manufactuting” foram os mais referenciados. | Ciências da Engenharia e Tecnologias |
26,261 | Estudo técnico-económico do circuito de arrefecimento do motor a gás natural de um sistema de cogeração típico da indústria têxtil | Motor de combustão interna,Cogeração,Circuito de arrefecimento | A indústria têxtil assume-se como um dos setores com maior percentagem de sistemas de cogeração baseados em motores de combustão interna. O aproveitamento da energia térmica relativo aos circuitos de arrefecimento do motor só se torna possível para temperaturas, inferiores a 100 oC, o que nem sempre é possível. Assim, os circuitos de arrefecimento, por terem de funcionar ininterruptamente, para assegurar um bom funcionamento do motor, representam um custo que se estende com a fase de exploração. Assim, para minimizar os custos de instalação e de operação com os circuitos de arrefecimento reveste-se de particular importância uma análise económica global, que tenha em conta os custos de instalação e exploração. No presente trabalho são estimados os encargos com a instalação e exploração de três circuitos de arrefecimento de um motor de combustão interna de um sistema de cogeração, típico da indústria têxtil. A análise económica é feita tendo em conta os custos dos componentes do circuito e a energia consumida com o funcionamento dos equipamentos instalados para uma base de tempo de 15 anos. De um modo geral, quanto menor o diâmetro da tubagem do circuito menores são os encargos com a construção da instalação. Já para os encargos de exploração do circuito, relativos ao consumo de energia com os equipamentos instalados, os custos diminuem com o aumento do diâmetro da tubagem. Os custos globais, correspondentes à soma das duas parcelas, mostram que não existe um diâmetro de tubagem comum aos três circuitos estudados, que aponte para o menor custo, o que faz com que seja necessário adotar diâmetros de tubagem e acessórios diferentes para cada circuito. | Ciências da Engenharia e Tecnologias |
26,263 | Avaliação Experimental dos Deslocamentos e das Cargas Críticas de "Bending-Buckling" em Placas Compósitas | Material Compósito,Carga Crítica de Encurvadura | A crescente utilização de materiais compósitos torna essencial a sua caracterização bem como o conhecimento mais profundo do seu comportamento quando submetidos a esforços. Quando sujeitos à flexão, os laminados compósitos apresentam um comportamento instável de elementos estruturais, esta instabilidade origina a encurvadura da estrutura. Este efeito conjugado é designado por Bending-Buckling e atualmente não está muito aprofundado na literatura. O objetivo desta dissertação é o desenvolvimento/melhoria de um mecanismo experimental que permita solicitar laminados de fibra de vidro e fibra de carbono por forma a produzir o efeito de bending-buckling. De modo a ser possível uma posterior comparação dos valores experimentais obtidos com valores numéricos, é necessário quantificar as cargas e os deslocamentos envolvidos na solicitação do laminado. Com a análise dos resultados experimentais foi possível concluir que as propriedades das fibras, a sua orientação e o número de camadas nos laminados compósitos têm especial influência nos valores de carga crítica de bending-buckling. | Ciências da Engenharia e Tecnologias |
26,264 | Validação e optimização de algoritmos de contacto com atrito aplicados a superfícies Nagata | Superfícies Nagata,Algoritmo de contacto,,Simulação numérica,Discretização de superfícies, | A simulação numérica de processos de conformação plástica tem sido alvo de investigação ao longo de várias décadas. Uma das suas principais vantagens é permitir efectuar a validação virtual das ferramentas de conformação, visando substituir os testes experimentais em prensa. Os problemas que envolvem contacto com atrito são comuns às mais diversas áreas da mecânica, incluindo a simulação de processos de conformação plástica. A correcta descrição das superfícies de contacto tem uma importância fundamental na modelação deste tipo de problemas. A estratégia mais utilizada para a descrição das superfícies de contacto contínua a ser a utilização de modelos poliédricos, devido à sua simplicidade e flexibilidade. Contudo, este tipo de discretização promove uma simplificação excessiva do modelo, uma vez que despreza a curvatura das superfícies, o que pode induzir problemas de convergência e incorrecções na solução numérica. A curvatura das superfícies pode ser recuperada recorrendo a um algoritmo simples de interpolação, recentemente proposto por Nagata (2005). A ideia base desta descrição com superfícies paramétricas consiste na interpolação quadrática de segmentos curvos, com o auxílio dos vectores posição e normais dos nós associados a uma discretização poliédrica. O reduzido grau de interpolação garante a simplicidade dos algoritmos de gestão de contacto com atrito associados a este tipo de superfícies paramétricas. Neste trabalho descreve-se o algoritmo de detecção de contacto aplicado a superfícies Nagata, implementado no programa DD3IMP. O objectivo foi proceder à validação e optimização deste algoritmo de modo a permitir a correcta detecção de contacto entre a chapa e as ferramentas, na simulação de processos de estampagem. O exemplo seleccionado para a validação e optimização do algoritmo é a estampagem de uma taça de geometria cruciforme. Na validação do algoritmo são utilizados como referência os resultados obtidos com as ferramentas descritas com superfícies de Bézier de grau variável. A análise e optimização dos parâmetros numéricos do algoritmo de contacto global implementado são realizadas utilizando diferentes descrições paramétricas das superfícies das ferramentas, com o auxílio de elementos finitos quadrangulares. A Validação e optimização de algoritmos de contacto com atrito aplicados a superfícies Nagata vi 2012 utilização deste tipo de elementos permite definir descrições paramétricas com superfícies Bézier de grau 1 (bi-lineares), de grau 2 (bi-quadráticas) e Nagata. A análise dos resultados obtidos com estas descrições paramétricas permite avaliar o impacto da suavização de superfícies na performance dos algoritmos de detecção de contacto implementados no programa DD3IMP. O estudo do impacto da tipologia das superfícies Nagata utilizadas na descrição das ferramentas é também efectuado neste trabalho, com a comparação dos resultados obtidos na simulação da estampagem de uma taça de geometria cruciforme, recorrendo a discretizações com elementos finitos quadrangulares, triangulares e mistos (quadrangulares e triangulares). Por último, o algoritmo de detecção de contacto aplicado a superfícies Nagata é testado com um exemplo industrial e é feita a comparação entre os resultados experimentais e numéricos. | Ciências da Engenharia e Tecnologias |
26,267 | Simulação de um Colector Solar Incorporado numa Telha para Edificações de Baixo Custo | Colector solar,Energia solar,SST,QDT,EN12975,LCS | O teste de colectores solares térmicos é efectuado com o objectivo de calcular a sua eficiência, para os valores da radiação solar disponível no local. A energia solar disponível é convertida para aquecer água, que circula nos tubos de fluido do colector solar. O colector solar testado é um protótipo, onde as placas absorvedoras de radiação estão integradas no perfil de uma telha de chapa, de liga de zinco com alumínio. A telha é incluída no projecto de uma casa de baixo custo. Os testes efectuados na bancada de ensaios estão de acordo com a norma Brasileira ABNT/CB-55, esta sendo baseada na norma europeia EN12975. A norma define a validação dos dados como a temperatura de entrada e saída de fluido do colector, por exemplo. A norma europeia define dois tipos de ensaios: em regime permanente ou SST, e em regime quase dinâmico ou QDT. Ambos os regimes são válidos para o cálculo da eficiência, no entanto o regime quase dinâmico está mais próximo do funcionamento normal do colector, e tem uma selecção de dados mais abrangente, o que faz com que seja mais utilizado. A sequência de testes inclui um outro colector solar com eficiência média, que constitui um elemento de comparação com o protótipo. Utiliza-se o software TRNSYS para a simulação transiente do sistema, de forma a determinar a vantagem energética proveniente da utilização da energia Solar. Na análise económica do colector protótipo é calculado o tempo de retorno do investimento para diferentes valores da área do colector, e assim calcular vários valores do ganho económico resultante. O método utilizado na análise económica é o método LCS, ou Life Cycle Savings. | Ciências da Engenharia e Tecnologias |
26,268 | Compactação dinâmica de pós metálicos | Compactação de pós metálicos | A possibilidade de sinterizar aço inoxidável do tipo 316L a partir de pós micrométricos e da sua produção recorrendo à compactação por choque originada por detonação de uma carga explosiva são os fundamentos implícitos no desenvolvimento da presente dissertação. O primeiro passo, do ponto de vista experimental, foi a caracterização do material de partida, a selecção e projecção das montagens experimentais usadas para o processamento dos pós. Para o estudo do processo de compactação foram realizados múltiplos ensaios recorrendo a dois tipos de configuração, nomeadamente cilíndrica e plana com coluna convergente de água. Após este primeiro passo do trabalho experimental, foi desenvolvido uma metodologia experimental que possibilitou o acesso a informação sobre a propagação da onda de choque no referido material e à sua análise, procedendo de seguida à determinação das características mecânicas e microestruturais do material após explosão. A metodologia, aplicada à caracterização da onda de choque, baseia-se na fotocronografização, com recurso a uma câmara de varrimento, do processo de propagação da onda, e faz uso de uma fita de fibras ópticas, com 250 µm de diâmetro cada, permite uma resolução temporal na ordem do nanossegundo e uma resolução espacial da ordem do micrómetro e envolveu a determinação experimental da velocidade de propagação da onda. A descrição dos dados experimentais resultantes, realizada com recurso ao modelo de Thouvenin e ao modelo de Hugoniot, mostrou-se eficaz. A compactação por choque cilíndrico é feita através de pressões na ordem dos 16,8 GPa e apresentou compactos com elevada dureza, porosidade aberta inferior a 1%, enquanto a configuração plana revelou-se incapaz de consolidar o pó metálico devido à excessiva atenuação da intensidade da onda de choque durante o processo de compactação. Palavras-chave: Compactação Dinâmica, Onda de Choque, Explosivo, Aço 316L, Thouvenin, Hugoniot. | Ciências da Engenharia e Tecnologias |
26,269 | Caraterização do stresse térmico no combate a incêndios e avaliação de sistemas de arrefecimento individual | Equipamento de protecção individual,bombeiros,Stresse térmico,Combate a incêndios | O combate a incêndios é uma actividade fisicamente exigente que, por vezes, impõe aos bombeiros situações de stresse térmico elevado que podem contribuir, directa ou indirectamente, para a morte. No desempenho da sua actividade, nomeadamente no combate a incêndios, os bombeiros devem estar munidos de Equipamento de Protecção Individual. Um equipamento de protecção individual (EPI) pode ser constituído por vários meios ou dispositivos associados de forma a proteger o seu utilizador contra um ou vários riscos simultâneos. A presente Tese de Mestrado tem como principal objectivo a caracterização do stresse térmico no combate a incêndios e a avaliação de técnicas de arrefecimento individual como forma de atenuação do stresse térmico. Procede-se a uma revisão bibliográfica fundamentalmente dedicada à análise da validade das opções técnicas a tomar na concepção do equipamento de protecção individual (EPI), nomeadamente no que se refere à legislação actualmente em vigor e à avaliação da adequação do EPI em diferentes bases de actuação. Este trabalho representa mais uma contribuição para os trabalhos de investigação actualmente em curso no Departamento de Engenharia Mecânica da Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade de Coimbra essencialmente dedicados à caracterização detalhada da actividade dos bombeiros em diferentes domínios de intervenção. Uma parte significativa das conclusões é obtida através dos inquéritos realizados aos bombeiros do distrito de Coimbra com o objectivo de avaliar a percepção individual sobre vários aspectos relacionados com o combate a incêndios. | Ciências da Engenharia e Tecnologias |
26,271 | Comportamento à Fadiga de provetes entalhados em aço 35 CrNiMo6 submetidos a esforços combinados de torção e flexão | Aço,Aço -- fadiga | A presente tese tem como principal objectivo o estudo do comportamento à fadiga do aço 35CrNiMo6 em provetes de secção circular entalhados submetidos a carregamentos combinados de torção e flexão de amplitude. Todos os ensaios de fadiga foram realizados para a razão de tensões igual a zero (R=0). Uma parte significativa de estruturas e componentes mecânicos estão sujeitos a cargas multiaxiais cíclicas, de onde poderá resultar a acumulação de dano ao longo do tempo. Assim, é de grande interesse a avaliação da vida à fadiga no projecto destes elementos, de modo a evitar falhas em serviço inesperadas. Nesta tese fez-se o estudo da resposta do aço 35CrNiMo6 a vários tipos de carregamentos multiaxiais. Pretendeu-se assim avaliar o efeito provocado pela alteração da relação entre as tensões normal e de corte, para a mesma tensão equivalente de von Mises na vida à fadiga. Efectuaram-se ensaios combinados de flexão / torção para diferentes rácios de momento flector e torçor, bem como, ensaios com carregamentos simples de torção e de flexão. Durante os ensaios efectuou-se a monitorização das zonas de iniciação da fenda, a sua orientação e trajectória que seguiram durante a fase de propagação. Após os ensaios as superfícies de fractura foram observadas por microscopia electrónica de varrimento (SEM) para identificação dos micromecanismos de iniciação e propagação de fenda. Analisando os gráficos 2ci-N para a mesma tensão equivalente local, a evolução do comprimento da fenda não é igual. Tal fenómeno deve-se à quantidade de poros existentes na superfície do entalhe, o que causa a iniciação de um número diferente de fendas. Nos modelos de previsão de vida à fadiga, surgiram duas zonas distintas. Para este fenómeno não foi possível encontrar uma explicação plausível. | Ciências da Engenharia e Tecnologias |
26,272 | Uma estratégia de diferenciação no mercado de exportação de um azeite português | Mercado de exportação de azeite | O sector oleícola, com forte tradição no país, na qual o azeite assume em Portugal um papel muito importante tanto a nível económico como social, tem igualmente uma forte tradição de exportação para o Brasil. No trabalho de dissertação apresentado pretendeu-se contribuir com uma estratégia de diferenciação no mercado de exportação de um azeite Português de uma unidade de negócio da empresa Mathias S.A. De entre a ampla gama de abordagens possíveis para a concretização desta dissertação, optou-se por actuar em dois domínios: 1. A definição da unidade de negócio e os factores internos e externos a ela associados que promovessem uma nova estratégia de diferenciação na óptica do impreendedorismo; 2. A criação de um plano estratégico de marketing, que tomasse em conta um processo diferenciador em relação ao mercado no qual as marcas de azeite se encontram estabelecidas e que potenciasse a sua disseminação global. O estudo baseia-se numa óptica glocal, na qual a estratégia de marketing apresentada se pretende iniciada num mercado de exportação com tradição e com uma boa representação em termos de reconhecimento da marca “Mondegão”, com pretensões a uma expansão global das variantes produzidas na Mathias S.A. Palavras-chave: Olivícola, azeite, mondegão, estratégia, plano, negócio, marketing. | Ciências da Engenharia e Tecnologias |
26,273 | Aplicação do processo de fricção linear (FSP) na melhoria da resistência à fadiga de juntas soldadas por MIG | Juntas soldadas,Soldadura,Fadiga -- materiais | Hoje em dia, mais do que nunca a evolução tecnológica e de processos tornaram-se essenciais para o desenvolvimento e capacidade de resposta da indústria, tanto ao nível da qualidade como dos tempos de execução. Portanto, sempre que existam processos susceptíveis de melhoramento, devem ser estudados e desenvolvidos. Neste âmbito surge o estudo de uma técnica recente, FSP, que se baseia no princípio da técnica de FSW. A FSW é uma técnica que permite a ligação de materiais no estado sólido através do calor gerado pela pressão e rotação de uma ferramenta. Por seu lado, a FSP aproveita este principio e aplica-o com o objectivo não de ligar materiais mas sim com o de melhorar as suas propriedades. Neste trabalho vai ser estudada a eventual melhoria de resistência de juntas soldadas por MIG na liga de alumínio AA6082-T651 aplicando o pós-processamento por FSP. Com o objectivo de estudar as alterações provocadas pelo uso do pósprocessamento serão realizadas análises metalográficas, perfis de durezas, ensaios de tracção e ensaios de fadiga a provetes obtidos em quatro condições diferentes: soldadura MIG com reforço, soldadura MIG sem reforço, soldadura MIG pós-processada com reforço e soldadura MIG pós-processada com reforço. Para completar esta análise observou-se a superfície de fractura dos provetes de fadiga através de microscopia óptica. Concluiu-se que o pós-processamento por FSP trouxe melhorias na resistência à fadiga comparativamente à soldadura MIG, sobretudo pela alteração de microestrutura e da eventual redução de tensões residuais existentes no material. | Ciências da Engenharia e Tecnologias |
26,274 | Medição do atrito de escorregamento através da energia dissipada em sistemas vibratórios | Atrito,Vibração,Tribologia | O motivo deste trabalho consistiu no estudo das potencialidades de um novo método, desenvolvido no Departamento de Engenharia Mecânica (DEM), para a determi- nação do coeficiente de atrito. A base do método consiste na avaliação da energia dissipada pelo atrito durante a vibração livre de um sistema mecânico, tendo como princípio de funcionamento a vibração de um pêndulo com movimento horizontal. A determinação do coeficiente de atrito é realizada por análise inversa; ou seja, é determinado pela comparação da curva do movimento, isto é, do gráfico deslocamento- -tempo, obtida experimentalmente, com a equação clássica do movimento em parâmetros concentrados com um grau de liberdade, utilizando como critério de qualidade o coeficiente de correlação linear de Pearson. Os objectivos principais desta dissertação podem resumir-se a: verificação dos princípios e da aplicabilidade do método; validação dos resultados obtidos e identificação das limitações da técnica. Para avaliar as potencialidades da técnica, procedeu-se à análise de vários materiais com comportamento tribológico distinto: dois pares de materiais metal–metal; dois pares de materiais cerâmico–cerâmico e dois pares de materiais metal–elastómero. A validação da técnica e do procedimento de análise inversa foi realizada pela comparação com resultados obtidos aplicando uma técnica diferente, no caso a técnica de deslizamento unidireccional com carga crescente – Load-Scanner –, verificando-se semelhança do comportamento quer quanto aos resultados do atrito, quer no que respeita à sensibilidade à rodagem quer quanto a defeitos superficiais. Concluiu-se que a técnica e o procedimento de análise inversa podem ser aplicados a materiais com diferentes comportamentos tribológicos; no entanto, a análise de materiais com comportamento viscoelástico requer que o modelo de análise inversa seja cuidadosamente analisado e melhorado. | Ciências da Engenharia e Tecnologias |
26,275 | Integração de Sistemas de Bombas de Calor Geotérmicas em Edifícios | Bombas de calor | A simulação de edifícios e sistemas de aquecimento está na base deste trabalho. O edifício em estudo é a Residência Universitária Polo-II-1, com o objectivo de adaptar utilização de “Ground Source Heat Pumps” (GSHP) para satisfazer a necessidade de aquecimento do edifício. Para determinar a carga térmica, o edifício terá que ser modelado no software de simulação dinâmica multizona TRNSYS (TRaNsient SYstems Simulation). Da mesma forma que o edifício, o sistema também é modelado no TRNSYS a fim de obter o desempenho da GSHP a ser utilizado no edifício. Para melhor avaliar os benefícios do sistema, vai ser preciso uma análise comparativa da GSHP com outros sistemas normalmente utilizados para o aquecimento doméstico. Palavras-chave: GSHP, TRNSYS, Cargas térmicas, Modelação, Edifício, Simulação. | Ciências da Engenharia e Tecnologias |
26,279 | Superfícies Funcionais Aplicadas a Biomateriais Inteligentes | Filmes Finos,Pulverização Catódica | O estudo desenvolvido neste trabalho resulta de uma parceria entre o Departamento de Engenharia Mecânica da Universidade de Coimbra e o Departamento de Física da Universidade do Minho, com o objectivo de tornar funcionais as superfícies de biomateriais inteligentes utilizados no fabrico de sensores para membros inferiores amputados. O sistema seleccionado foi o Ti-O, ao qual serão adicionado diferentes teores em prata de forma a não ultrapassar o valor de 20%at. Os filmes foram produzidos por recurso à técnica de Pulverização Catódica modo magnetrão em atmosfera reactiva. A metodologia utilizada recorrendo à codeposição a partir de um alvo puro de Ti e um alvo composto de Ti+Ag (5 pastilhas de prata) por variação, apenas, da potência neste último alvo e mantendo as restantes condições de deposição constantes, permitiu obter teores em prata na gama 4 - 16% at.. No estado pós-deposição, todos os revestimentos do sistema Ti-O-Ag exibiram estrutura amorfa, incluindo o que serviu de referência, TiOx. Os tratamentos térmicos posteriores, na gama 200-400ºC, visaram seleccionar a melhor temperatura e a melhor composição química, por forma a evitar a aglomeração de prata à superfície e consequentemente a toxicidade da superfície. Os resultados demonstraram diferenças a nível estrutural, morfológico e mecânico entre os filmes como depositados e após tratamento térmico. Concluiu-se que a composição em Ag favorável, face à aplicabilidade final, será até 6% at. para temperaturas não excedentes a 300ºC. | Ciências da Engenharia e Tecnologias |
26,280 | Diagnóstico de Avarias e Manutenção Condicionada do Alternador de uma Turbina a Vapor AEG por Análise dos Sinais de Vibração | Engenharia de manutenção,Alternador -- manutenção | O presente trabalho foi realizado durante um estágio profissional em engenharia de manutenção nas instalações fabris da empresa Celtejo SA. Esta empresa tem como objetivo principal a produção de pasta de papel. O trabalho tem por base a análise de vibrações e o seu enquadramento na manutenção. Numa primeira fase, procurou-se entender o comportamento do mecanismo de produção de energia, constituído por uma turbina a vapor AEG, um redutor e um alternador. O alternador apresentava vibrações anormais, numa das direções (axial). Deste modo, procurou-se efetuar uma equilibragem do alternador numa tentativa de baixar as vibrações e assim tentar descobrir a origem das mesmas. Numa segunda fase, tentou-se compreender o sistema de monitorização do conjunto e efetuar uma proposta para um novo sistema, de modo a ser mais fácil detetar possíveis falhas futuras. | Ciências da Engenharia e Tecnologias |
26,281 | Condições Térmicas e Qualidade do Ar em Cozinhas Professionais | Cozinhas Professionais,Condições Térmicas,Qualidade do Ar | As cozinhas são espaços únicos em que são preparadas refeições, existe lavagem de equipamentos e comida é armazenada. Ao longo destes processos há uma grande geração de calor, substâncias químicas, fumo, vapor de água e odores que vão afetar o ambiente térmico e a qualidade do ar, pondo em causa as condições de trabalho dos seus profissionais. Assim, é necessário garantir a extração das substâncias e agentes químicos, bem como as elevadas cargas térmicas, gerados ao longo de todas as atividades envolvidas. Isto torna-se possível através da ventilação do espaço, extraindo o ar interior e renovando este com ar limpo novo. A ventilação poderá ser mecânica, natural ou combinada; pelo que a primeira opção será a mais correta pois torna o controlo mais fácil e fiável, garantindo uma insuflação e extração constantes. Assim é também possível garantir uma pressurização do espaço, sendo que as cozinhas se devem encontrar em subpressão, de modo a evitar a propagação do ar viciado para espaços limpos (Monteiro, V. 2009). O presente trabalho pretende avaliar as condições térmicas e qualidade do ar encontradas em três cozinhas profissionais. A avaliação de qualidade do ar é feita em parceria com a Faculdade de Farmácia para a análise das amostras de ar recolhidas. Por motivos alheios ao autor, não foi possível apresentar resultados da recolha. Para a avaliação das condições térmicas foram recolhidos dados de forma a conseguir caracterizar índices de: sensação térmica, taxa de desconforto prevista e stress térmico. Foram feitos inquéritos aos trabalhadores, de forma a obter algumas respostas subjetivas. Isto permite relacionar os resultados obtidos com a opinião, hábitos e características dos trabalhadores. A presente dissertação aborda o tema da infertilidade masculina em profissionais do ramo da restauração, associada às elevadas temperaturas. Através da revisão bibliográfica, iniciaram-se algumas observações, de forma a tentar associar este problema com os dados recolhidos na avaliação das condições térmicas nas cozinhas. O autor propõe ainda a conversão de globos negros, com diâmetros que não sigam os parâmetros das normas. Isto possibilita obter os resultados de um globo normalizado utilizando um globo de diâmetro diferente. | Ciências da Engenharia e Tecnologias |
26,282 | Gestão Integrada de recursos energéticos: contextualização e análise | Recursos energéticos,Smart grids | As preocupações actuais relativas aos consumos de energia eléctrica, às questões ambientais, nomeadamente às emissões de Gases de Efeito de Estufa, e à volatilidade dos preços dos combustíveis fósseis têm conduzido a modificações nos Sistemas de Energia Eléctrica (SEE). Algumas dessas mudanças foram tornadas exequíveis devido ao desenvolvimento tecnológico, designadamente nas áreas: . da produção distribuída, incluindo a da microgeração; . do armazenamento de energia com as evoluções nas baterias e supercondensadores; das Tecnologias da Informação e Comunicação nos Sistemas de Energia possibilitando leituras automáticas e disponibilizando ao consumidor informação acerca do seu consumo e de preços em “tempo real”. Face a estas mudanças e levando em conta o sentido da evolução dos SEE, o consumidor residencial, que passou também a poder ser produtor, tem a possibilidade de utilizar de forma mais eficiente os diversos recursos energéticos que tem à sua disposição, como sejam a produção e/ou microcogeração, a compra e/ou venda de energia à rede, o armazenamento e a gestão de cargas. Do ponto de vista do consumidor, a capacidade de controlo destes recursos deve tirar o máximo partido da flexibilidade de utilização apresentada por algumas cargas, no sentido de minimizar a sua factura eléctrica sem perda de conforto e sem depreciação da qualidade dos serviços de energia. O facto da procura poder passar a ser tratada como um recurso controlável, contribuindo para adiar a necessidade de investimentos no aumento de capacidade do sistema, aumentando a fiabilidade do sistema e reduzindo a necessidade de recurso a centrais menos eficientes, traz também vantagens para os SEE. Tendo em conta o número elevado de recursos energéticos presentes no sector residencial passíveis de ser controlados, a sua gestão integrada apresenta um grau de dificuldade elevado. Numa primeira etapa do processo de optimização da gestão integrada de recursos é necessário ter em conta as previsões de preços, as condições atmosféricas, as necessidades e as preferências do consumidor, agendando-se o funcionamento das cargas com base nos pressupostos de utilização típica e nas restrições operacionais. Já numa segunda fase, este processo de optimização deve ser conduzido continuadamente em função de eventuais sinais que surjam em tempo real, quer do lado da rede/sistema, quer do lado do consumidor, e que induzam alterações no escalonamento previamente identificado. Este trabalho tem então dois objectivos principais: análise e caracterização dos vários recursos presentes no sector residencial e conceptualização da sua gestão integrada. O atingir destes objectivos possibilitará o desenvolvimento futuro de algoritmos que permitirão efectivar essa gestão optimizada dos recursos e que afectarão o diagrama de carga diário típico com vantagens esperadas para os consumidores e para os operadores. Neste trabalho é ainda efectuada a categorização das cargas de acordo com o seu possível grau de controlo, sendo desenvolvido um simulador que permite observar os impactos do controlo das cargas no diagrama de carga. Abordam-se também as características técnicas relativas aos sistemas de armazenamento, contextualiza-se devidamente a questão da Utilização Racional de Energia e apresenta-se de forma sucinta os actuais conceitos de Smart Appliances e Smart Grids. Esta abordagem permitirá o estabelecimento das bases metodológicas para o desenvolvimento dos algoritmos a serem implementados num sistema de gestão integrada de recursos energéticos de acordo com o conceito de Energy Box. | Ciências da Engenharia e Tecnologias |
26,284 | Estudo numérico do ensaio de dureza com indentador Knoop | Ensaio de dureza,Indentador Knoop, | Os ensaios de dureza por indentação são frequentemente utilizados na caracterização das propriedades mecânicas dos materiais. Nestes ensaios são geralmente utilizados indentadores Vickers, Berkovich e cónico. O Indentador Knoop, à semelhança do Vickers, é piramidal de base quadrangular, mas no primeiro a base é em forma de losango e no Vickers é quadrada. Assim, para o mesmo valor de carga, a indentação Knoop é menos profunda e mais alongada do que a Vickers. Este facto, torna o indentador Knoop adequado à realização de ensaios de dureza em materiais frágeis e filmes finos. Contudo, a maioria dos estudos nesta área revertem a favor dos indentadores Vickers, Berkovich e de geometria cónica, não existindo muitos estudos focados no indentador Knoop. Neste contexto, este estudo tem como objectivo conhecer em detalhe a influência das propriedades mecânicas de materiais na geometria e atributos da indentação Knoop e, inversamente, possibilitar a aplicação de um procedimento simples para avaliar as propriedades mecânicas, utilizando este indentador. Assim, é proposta e validada uma metodologia de análise dos resultados de ensaios dinâmicos de dureza (“depth-sensing indentation”), referentes ao indentador Knoop, baseada na utilizada para o indentador Vickers. Neste estudo recorre-se ao código de simulação numérica por elementos finitos, DD3IMP, desenvolvido e continuamente actualizado no Centro de Engenharia Mecânica da Universidade de Coimbra (CEMUC). A malha de elementos finitos utilizada foi previamente desenvolvida e optimizada e a modelação do indentador Knoop toma em consideração a imperfeição habitualmente existente na ponta dos indentadores reais. | Ciências da Engenharia e Tecnologias |
26,286 | Efeito do Arrefecimento Induzido em Processamento por Fricção Linear | Processamento por Fricção Linear,Arrefecimento Induzido | O Processamento por Fricção Linear (PFL) é actualmente uma aplicação genérica para alteração microestrutural, baseada nos princípios da Soldadura por Fricção Linear. O refinamento do grão obtido por este processo na zona processada depende da quantidade de calor fornecida ao processo, bem como a extensão do ciclo térmico a que o mesmo material fica sujeito após o processamento. Este trabalho teve por objectivo verificar o efeito do arrefecimento induzido por um jacto de azoto líquido no Processamento por Fricção Linear, com ferramenta de base cónica, de chapas de Cobre om 3 mm de espessura. Observou-se que com a aplicação do arrefecimento, após o processamento, é possível limitar o crescimento dos grãos recristalizados na zona processada. Contudo, este efeito só é visível para o processamento realizado com a maior relação entre a velocidade de rotação e de avanço da ferramenta. Significa isto que, este meio de arrefecimento não é adequado para o fim em vista. Observou-se por outro lado que a utilização de uma ferramenta de base estriada não só previne a formação de defeitos internos nas soldaduras, como proporciona maior dureza na zona processada. | Ciências da Engenharia e Tecnologias |
26,287 | Estudo da probalidade de ignição por focos secundários - Estudo de um conjunto de pares de partículas / leito combustível | Comportamento extremo do fogo,leito combustível,focos secundários,probabilidade de ignição | O presente trabalho desenvolve um estudo sobre o comportamento extremo do fogo, nomeadamente o que está associado aos incêndios florestais originados por focos secundários. A propagação destes incêndios caracteriza-se pela libertação de partículas em combustão (com ou sem chama), pela sua ascensão, pelo transporte devido ao vento e por fim o seu contacto com um leito combustível. Apesar de ter sido alvo de vários estudos, este fenómeno continua a apresentar uma elevada incerteza, devido à imprevisibilidade de queda das partículas e à sua evolução para incêndios de grandes dimensões. O trabalho apresentado constitui um estudo do momento em que a partícula em combustão contacta com o leito combustível, tendo como objetivo o estudo da probabilidade de ignição de leitos combustíveis por partículas em combustão. Os pares de partícula/leito combustível utilizados neste trabalho foram, a pinha de Pinus halepensis sobre folhada de Eucalyptus globulus, a casca de Eucalyptus globulus sobre folhada de Pinus halepensis e pinha de Pinus halepensis sobre palha de Avena sativa, existentes na floresta de Portuguesa. Foi ainda objetivo do presente trabalho o estudo das características físicas, químicas e térmicas de cada partícula e leito combustível utilizado, bem como o efeito do teor de humidade, tendo sido realizadas análises específicas, como análise química elementar, análise calorimétrica, TGA e DTA. Constatou-se que as características físicas das partículas e dos leitos combustíveis têm influência quer nos resultados das análises térmicas, quer na degradação de massa, e que a posição de queda da partícula é determinante na probabilidade de ignição de um leito combustível. O atraso à ignição foi dependente do teor de humidade, tendo sido mais baixo para o par casca de Eucalyptus globulus sobre folhada de Pinus halepensis. | Ciências da Engenharia e Tecnologias |
26,292 | Microgeração de Energia Elétrica Através de Exercício Físico | acionamento humano,gerar eletricidade | O objetivo deste trabalho é o desenvolvimento de um equipamento destinado a gerar energia elétrica por acionamento humano, através da adaptação de um aparelho específico de exercício físico, com um sistema mecânico capaz de ativar um gerador. Pretende-se que a solução adotada seja económica, segura, compacta e flexível, de forma que o aparelho possa ser utilizado por adolescentes e adultos, além de ter uma função didática, na poupança e geração de energia. Para cumprir os objetivos, o sistema de transmissão do aparelho foi dimensionado para ser ativado no mínimo por um adolescente de 55 kg, de forma a gerar uma potência mecânica de 250 W. No dimensionamento elétrico não foi possível atingir a potência desejada, devido à escolha de componentes elétricos standard. A seleção e aplicação destes, implicou a diminuição da potência elétrica para 120 W. Este equipamento funciona em conformidade com os requisitos das normas portuguesas de segurança aplicadas aos aparelhos de treino fixo. Terminada a análise conceptual do aparelho, conclui-se que a energia humana transformada em energia elétrica renovável é viável apresentando contudo, valores de retorno económico baixos. | Ciências da Engenharia e Tecnologias |
26,293 | Estudo do Impacto a Baixa Velocidade em Compósitos Epóxi/Fibra de Vidro Nanoreforçados | Compósito,fibra de vidro | O uso de componentes leves e resistentes é uma mais-valia actualmente, à medida que o mundo se torna mais rápido. Cada vez mais a necessidade de reduzir a massa em veículos, componentes desportivos, indústria aeroespacial, etc. passa pela adopção de peças e estruturas em materiais compósitos laminados de matriz polimérica. Estes materiais são excepcionalmente resistentes atendendo ao seu peso mas as suas propriedades transversais ao plano, resultado da sua elevada anisotropia, são substancialmente mais baixas, tornando-se um motivo de investigação principalmente quando estes compósitos estão sujeitos a impactos. O impacto pode ocorrer a alta velocidade, habitualmente associado a impactos balísticos, criando um dano bastante localizado e perceptível ou pode ocorrer a baixa velocidade, estado habitualmente associado a quedas dos próprios componentes ou de ferramentas, que cria um dano muitas vezes invisível à vista desarmada mas que é geralmente maior e mais prejudicial que o dano a elevada velocidade. Assim, existe a necessidade de se conseguir um reforço que melhore as propriedades transversais, principalmente no que diz respeito ao impacto. Uma solução cada vez mais frequente é a dispersão de partículas de nanotubos de carbono ou de nanoargilas nos compósitos, na tentativa de reduzir a formação de fendas ou de evitar a sua propagação. Este trabalho pretende estudar o comportamento, vantagens e desvantagens do uso destas partículas como nanoreforços em placas de fibra de vidro em matriz epóxi sujeitas a impacto de baixa velocidade. | Ciências da Engenharia e Tecnologias |
26,294 | Compactação Dinâmica de Materiais Cerâmicos para Protecção Balística | Velocidade de detonação,Compactação dinâmic | Este trabalho tem como principal objectivo a criação e optimização de uma configuração para compactação dinâmica, de sistemas à base de carboneto de boro (B4C). A particularidade da nova configuração face à já existente, é o facto de as amostras obtidas serem para a realização de testes balísticos, tendo desta forma dimensões mínimas (∅=50×6mm). A fase de optimização da configuração decorreu ao longo de um total de 9 ensaios, sendo que posteriormente, foram realizados mais 3 ensaios com sistemas obtidos por síntese mecânica. Estes sistemas consistem em misturas metaestáveis de B4C dopado com silício (Si) ou alumínio (Al) com um teor fixo de mistura inicial de 7%at.. Depois de realizadas as compactações dinâmicas propostas, procedeu-se à caracterização das amostras obtidas, assim como da velocidade de detonação, esta com recurso a um ensaio adicional. Constatou-se que não houve segregação de novas fases em nenhum dos sistemas utilizados e a estrutura cristalina romboédrica, característica do B4C, foi mantida durante todo o processo de conformação. | Ciências da Engenharia e Tecnologias |
26,296 | Desenvolvimento de metodologias experimentais para estudar o comportamento de travões | Bicicleta,tribómetro,compósito de carbono,travão | O objetivo deste trabalho é o desenvolvimento de uma metodologia experimental e laboratorial para testar diretamente calços de travões em aros de carbono. Esta metodologia tem de ser suficientemente abrangente para suportar diferentes mecanismos de travagem. Foi, então, projetado um protótipo recorrendo à ferramenta de desenho Autodesk Inventor Professional 2012. | Ciências da Engenharia e Tecnologias |
26,297 | Soldadura Al-Cu por explosivo em configuração plana | Soldadura,Detonação | O trabalho aqui apresentado tem como objectivo o estudo da influência da carga explosiva e da espessura da chapa voadora na qualidade de soldaduras realizadas entre chapas de alumínio e cobre, em geometria plana sobreposta. A soldadura por detonação consiste num processo de junção de metais, onde a detonação de um explosivo tem lugar numa das faces de um metal, que é projectado a alta velocidade sobre o outro. O elemento que é projectado é designado como elemento voador, neste caso chapa voadora. O facto de esta união se dar no estado sólido permite que metais com propriedades distintas possam ser soldados, mantendo as propriedades úteis de ambos. A preservação dessas propriedades seria difícil na soldadura por fusão. Este processo tem uma vasta gama de aplicações, que vai desde a indústria petroquímica até à indústria naval, sendo que a sua simplicidade o torna economicamente atractivo. Apesar desta grande variedade de aplicações, há ainda aspectos por analisar, tanto ao nível das configurações de soldadura, como dos materiais a soldar, o que leva a que haja, presentemente, uma motivação para a investigação e desenvolvimento nesta área. Neste trabalho foram realizados dois ensaios, variando a espessura da placa voadora e, em cada ensaio, foram utilizadas duas razões entre a massa de explosivo e a massa da placa voadora. Consequentemente, a variação destes parâmetros induz uma variação na velocidade de impacto e no ângulo de colisão. Posteriormente, foi avaliada a qualidade das soldaduras obtidas e a influência dos parâmetros alterados nessa mesma qualidade. Foi também dado ênfase à variação das características da interface com a variação dos diferentes parâmetros. Da realização deste trabalho conclui-se que é possível ligar cobre e alumínio através do método de soldadura por detonação. Conclui-se também que este processo deu origem à formação de material, possivelmente por fusão, que não é nenhum dos materiais base. Em todas as soldaduras, o valor da dureza após a execução do processo, aumentou quando comparado com a dureza dos materiais base. | Ciências da Engenharia e Tecnologias |
26,298 | Implementação da metodologia 5S e análise de Tempos e Métodos numa linha de montagem de carroçarias | Tempos e Métodos,5S,Aumento da produtividade,Melhoria contínua, | Este documento teve como fundamento o estágio curricular que se efetivou na organização MOBIpeople - Tecnologia e Inovação. O estágio decorreu de Outubro a Junho no departamento da produção e consistiu na implementação da metodologia 5S e na realização da contagem dos tempos, métodos e melhorias nas carroçarias Junior e Luxor para o aumento da produtividade na organização. O presente relatório divide-se em duas partes. Na primeira parte aborda-se os conceitos e os métodos teóricos utilizados para a melhoria da produtividade na organização. Na segunda parte descreve-se as atividades realizadas durante o estágio. O estudo teve como finalidade o acompanhamento das carroçarias desde a estrutura (fase inicial) até aos acabamentos (fase final), realizando os manuais de procedimento de fabrico, ficheiros Excel com os tempos produtivos, improdutivos e perdidos, as causas dos perdidos e dos improdutivos, assim como melhorias propostas. Elaboraram-se também diagramas de Gantt que apresentam o avanço das diferentes etapas da construção das carroçarias e os intervalos de tempo representando o início e o fim de cada tarefa. Elaborou-se um simulador que gera relatórios das construções das carroçarias e compara os tempos e os custos destas. Deu-se início, na organização, à implementação da metodologia 5S tendo sido necessário proceder a uma formação inicial aos colaboradores. Os resultados obtidos neste trabalho são de extrema importância, pois, foram impostas melhorias significativas no processo produtivo, nomeadamente na linha de produção das carroçarias Junior e Luxor. | Ciências da Engenharia e Tecnologias |
26,299 | Automatização da Traçabilidade das Linhas de Carters na Renault Cacia | Traçabilidade,Industria Automóvel],Carte | Flávia Andreia Soares Pinho v Resumo No âmbito da tese de Mestrado em Engenharia e Gestão Industrial da Faculdade de Ciências e Tecnologias da Universidade de Coimbra, desenvolveu-se um projeto de traçabilidade na área da produção. Este trabalho teve origem no estudo de um modelo de traçabilidade de uma linha de produção de carters, mecanismo e embraiagem, de uma empresa do ramo automóvel, Renault Cacia, situada em Aveiro. Observando-se a concorrência entre as indústrias de componentes para automóveis pela conquista dos mercados nacional e internacional, percebeu-se que a traçabilidade é um item de qualidade que propicia um diferencial competitivo. Surgiu portanto a necessidade de avaliar os métodos de traçabilidade de peças existentes e encontrar o método ideal para a empresa em questão. Este estudo culminou na escolha do método de traçabilidade mais apropriado, tendo em conta o processo de fabrico, com menores custos e maior facilidade de aplicação, de maneira a propiciar ganho de produtividade e de qualidade, além de atender as exigências dos clientes. | Ciências da Engenharia e Tecnologias |
26,300 | Caracterização da Interacção Térmica entre uma Matriz Porosa Metálica e um Escoamento - Aplicação a um Colector Solar | Energia Solar,Colector Solar,Matriz Porosa Metálica,Coeficiente de Permeabilidade. | As energias renováveis são cada vez mais utilizadas como forma de obter energia útil, em detrimento do recurso aos combustíveis fósseis, por estarem disponíveis a longo prazo e por não acarretarem efeitos negativos significativos associados à sua utilização ao invés das fontes não renováveis. São necessários equipamentos que transformem a energia disponível, como por exemplo, o Sol, o vento, as marés, o calor interno da Terra, em energia útil. Esta dissertação teve como objectivo a caracterização de uma matriz porosa metálica, a palha-de-aço, mais precisamente a determinação do seu coeficiente de transferência de calor por convecção. Esta matriz funciona como placa absorvedora num colector solar para aquecer ar que teve como função inicial a sua integração num sistema de secagem de produtos alimentares. A partir de estudos realizados anteriormente é possível afirmar que este equipamento apresenta uma boa eficiência térmica. Foi construída uma instalação experimental e desenvolvido um modelo teórico que em conjunto permitem a determinação do valor pretendido. Depois de realizados os vários ensaios experimentais e a respectiva comparação com os dados fornecidos pelo modelo teórico, chegou-se a um valor do coeficiente de transferência de calor da matriz aproximadamente igual a 10 W/m2.°C. Foram também realizados ensaios que permitiram determinar o valor da pressão do fluido em escoamento, em vários pontos de medição colocados ao longo da conduta da instalação experimental. Foi possível, a partir desses valores, o cálculo de outro parâmetro que permite a caracterização da mesma matriz porosa, o coeficiente de permeabilidade, que neste caso é aproximadamente igual a 2,48 x 10-8 m2. | Ciências da Engenharia e Tecnologias |
26,301 | Estudo do Comportamento Tribológico de filmes DLC dopados com Ag | Tribologia,Revestimentos auto-lubrificantes,Revestimentos DLC | A evolução tecnológica conduz à necessidade de utilização, em diversas aplicações, de revestimentos auto-lubrificantes, devido à impossibilidade de empregar um lubrificante líquido. O carbono tipo diamante (DLC: Diamond-like Carbon) é comumente conhecido pelo seu baixo coeficiente de atrito e taxa de desgaste e, por mais, tem despertado interesse devido à diversidade de características aquando da sua dopagem. Quando se emprega um revestimento DLC num componente, este forma uma camada de transferência, melhorando o contacto entre as superfícies, e desta forma aumenta o tempo de vida útil do equipamento. Devido à aplicação destinada para os revestimentos foram realizados ensaios tribológicos a seco, de forma a simular a sua utilização como revestimento auto-lubrificante. Os revestimentos foram produzidos por pulverização catódica em magnetrão, com diferentes teores de prata, por forma a avaliar a sua influência quando dopada na matriz do DLC. Foram avaliadas as propriedades estruturais, mecânicas e adesivas, por fim, realizaram-se ensaios tribológicos em ambiente não lubrificado, esperando com isso, compreender os fenómenos de atrito e desgaste a que os revestimentos estão sujeitos. Verificou-se que a prata introduzida nos revestimentos até concentrações de 6 %at. não induz variações estruturais no DLC, pelo contrário a adição de 13 %at. promoveu a formação de nanocristais de prata e da organização do carbono em anéis aromáticos. A dopagem do DLC com 13 %at. Ag incutiu a diminuição tanto das tensões residuais como da dureza, e melhorou a adesão dos revestimentos ao substrato. Observou-se a diminuição das pressões de contacto com a adição de prata, e uma redução do desgaste do elemento antagonista para teores de 6%at.e 13 %at. de Ag. Desta forma é possível concluir que a dopagem dos revestimentos com teores até 13 %at. de Ag não alteram significativamente as propriedades do DLC, no entanto é possível tirar proveito da sua dopagem para melhorar a adesão e diminuir as tensões residuais dos revestimentos. | Ciências da Engenharia e Tecnologias |
26,303 | Desenvolvimento de Uma Linha de Fabrico de Módulos Parede Para Casas CoolHaven | Casas Modulares,Layout,Optimização,Tempos | Uma casa CoolHaven é constituída por módulos standard, também designados por paredes, que permitem a formação de qualquer tipologia, podendo adaptar-se a um projecto já existente ou a um novo ao gosto do próprio cliente. Estes módulos possuem dimensões optimizadas e podem ter três tipologias: cantos, pilares e paredes. Um módulo parede é constituído por 4 componentes diferentes: uma estrutura metálica que é revestida com lã de rocha e placas OSB, Oriented Strand Board, em ambos os lados e ainda uma estrutura auxiliar, em madeira, para o espaçamento (“ripado”). A montagem das paredes inclui as tarefas: rebitagem e fresagem. É ainda necessário o contributo de um operador para efectuar trabalhos manuais, nomeadamente para a passagem de fios e cabos no interior do módulo. O objectivo desta dissertação passa por projectar um layout optimizado e com elevada flexibilidade para o fabrico de módulos parede. Com estas características procura-se fabricar paredes modulares em tempos reduzidos, com elevada qualidade e produtividade. Ao longo deste trabalho desenvolveram-se duas propostas de células robóticas que satisfazem as condições exigidas. O RobotStudio, para além de ferramenta de desenho, auxiliou na concepção do layout. Permitiu simular e, consequentemente, obter a duração das várias tarefas executadas no fabrico de um módulo parede. Esses tempos foram analisados com recurso a diagramas de Gantt, facultando a visualização das vantagens e inconvenientes de ambos os layouts. Foram comparadas diferentes soluções para diferentes níveis de produção. Para produções até 111 casas/ano foi desenhada uma solução que oferece baixo custo de implementação, utilizando apenas dois equipamentos robotizados. Requer um reabastecimento periódico, que implica a imobilização da célula. Caso se pretenda maior nível de produção terá de recorrer-se a uma segunda opção que consiste numa distribuição em “U”, com recurso a duas passadeiras, e necessita de 5 robôs. O tempo de paragem para reabastecimento é, neste caso, menor. Apesar do investimento inicial ser maior, permite taxas de produção mais elevadas. | Ciências da Engenharia e Tecnologias |
26,304 | Análise e propostas de melhorias de processos no Departamento de Engenharia da COLEP | Gestão de projeto,melhoria de processos,,desenvolvimento de metodologia | Este estágio, com ênfase em gestão de projeto, integra-se no plano curricular do MIEM (Mestrado integrado em Engenharia Mecânica) e irá permitir a elaboração de uma dissertação com o objetivo de obtenção do grau de Mestre em Engenharia Mecânica pela Universidade de Coimbra. Numa fase inicial, procedeu-se ao estudo e investigação das metodologias e técnicas de gestão de projetos, estudo esse fundamentado em literatura de referência e que servirá de base para o trabalho a desenvolver. Posteriormente, iniciou-se a fase de aplicação de conhecimentos recém-adquiridos, juntamente com os de base, adquiridos ao longo do mestrado, em consonância com as necessidades e expectativas da Colep. Foi dado acesso ao autor, a um projeto que a empresa pretendia implementar, servindo este de base para desenvolver a metodologia pretendida. Ao longo do projeto, foi possível identificar falhas e necessidades e trabalhar no sentido de as minorar ou suprimir, sendo este o objetivo primordial do estágio. Torna-se então necessário desenvolver mecanismos que permitam acompanhar as diversas fases de um projeto, do seu início ao seu fim, bem como manter um registo atualizado do trabalho desenvolvido, o que também servirá como histórico para futuros projetos. Foram então criados e melhorados procedimentos que permitem cumprir esse objetivo, seguindo as recomendações dos organismos com reconhecida autoridade e credibilidade no assunto, como o Project Management Institute (PMI). Espera-se então que este trabalho ajude a preencher algumas lacunas e que estabeleça uma base sólida para continuar a desenvolver estas metodologias na Colep, no futuro. | Ciências da Engenharia e Tecnologias |
26,306 | Desenvolvimento de uma plataforma interactiva para a utilização do DD3IMP | Método dos Elementos Finitos,Conformação de chapas metálicas,DD3IMP,Produção virtual,Ensino | Este trabalho descreve a plataforma DD3LT que foi desenvolvida para apoiar a aprendizagem e o ensino de métodos de produção virtual de conformação de chapas metálicas, alertando para os problemas associados ao uso incorrecto dos códigos de análise por elementos finitos. Esta plataforma é suportada pelo programa DD3IMP, um solver de elementos finitos académico que tem vindo a ser continuamente desenvolvido e optimizado para a simulação de estampagem de chapas metálicas. A plataforma DD3LT integra uma aplicação interactiva que visa ajudar na tarefa de pré e pós processamento do modelo, e uma base de dados extensiva de problemas de estampagem de chapas metálicas. Esta plataforma tem como objectivo colmatar necessidades didácticas do ensino e da aprendizagem dos métodos de produção virtual associados às tecnologias de estampagem de chapas metálicas. A plataforma DD3LT permite o acesso fácil a uma panóplia de problemas de estampagem de chapas metálicas através de um interface de selecção interactivo, possibilitando alterar o problema seleccionado de uma forma intuitiva, num interface amigável. A selecção do problema baseia-se na selecção topológica do conjunto de ferramentas envolvidas no processo de estampagem pretendido. Após esta selecção são exibidas várias opções de problemas de estampagem já realizados com essas mesmas ferramentas, diferindo na discretização e no modelo constitutivo do material do corpo deformável. Uma vez isolado o problema pretendido, é possível alterar a discretização do corpo deformável, as leis constitutivas dos materiais, os parâmetros de processo, os parâmetros de simulação, as condições de contacto, em suma, todos os parâmetros do modelo (com a excepção da geometria das ferramentas), permitindo desta forma a sua redefinição. A plataforma DD3LT permite executar a simulação no DD3IMP, e acompanhar o decorrer da simulação. Por fim, a plataforma DD3LT disponibiliza algumas das variáveis do processo simulado (e.g. as forças exercidas pelas ferramentas em cada incremento), possibilitando uma primeira análise do problema simulado. | Ciências da Engenharia e Tecnologias |
26,307 | Aplicação de Superfícies Paramétricas de Grau Dois na Simulação de Processos de Estampagem: Análise de Erro e Performance | Superfícies Nagata,Discretizações poliédricas,Erro geométrico,Superfícies de contacto,DD3IMP | A correcta descrição das superfícies de contacto é um factor fundamental para garantir a precisão da solução obtida na aplicação do método dos elementos finitos (MEF), à resolução de problemas que envolvem contacto com atrito. Este tipo de problemas é comum a muitas áreas da mecânica, incluindo a simulação de processos de conformação plástica de materiais. A estratégia mais utilizada para descrever as superfícies é a sua discretização com elementos finitos bidimensionais, devido à sua flexibilidade e simplicidade. No entanto, esta estratégia pode conduzir a problemas de convergência e introduz incorrecções na solução numérica, devido à rugosidade artificial resultante da discretização poliédrica. A recuperação da curvatura das interpolações poliédricas pode ser realizada adoptando superfícies Nagata para a descrição das superfícies de contacto, com a vantagem de estas utilizarem o grau mínimo necessário. Tal garante a simplicidade dos algoritmos de gestão de contacto com atrito. Este trabalho foca-se na avaliação do erro cometido pela interpolação com superfícies Nagata, na descrição de geometrias elementares (cilindro, cone, esfera e toróide), em função da tipologia da discretização poliédrica e da dimensão média dos elementos finitos. Para cada geometria é avaliado o erro geométrico e o erro do vector normal, de modo a optimizar a discretização a adoptar, em função do erro admissível. A influência da descrição adoptada para as superfícies de contacto nos resultados de simulação numérica de processos de conformação é avaliada recorrendo à equivalência entre as superfícies Nagata quadrangulares e de Bézier de grau dois. Todas as simulações numéricas são realizadas com o programa DD3IMP que, actualmente, adopta superfícies Bézier na descrição das ferramentas. São estudados 3 exemplos de complexidade crescente: indentação esférica, flexão cilíndrica livre e a estampagem de uma taça em cruz. Para cada exemplo é construído um modelo de ferramenta com superfícies Bézier de grau variável, o qual apresenta um reduzido erro geométrico. Este é utilizado como referência na comparação dos modelos que utilizam apenas superfícies de grau 2. Verifica-se que uma escolha correcta da discretização, apoiada na estratégia apresentada neste trabalho para superfícies simples, conduz a resultados numéricos de igual precisão, qualquer que seja o grau adoptado para as superfícies Bézier. | Ciências da Engenharia e Tecnologias |
26,309 | Estudo de envolventes térmicas de câmaras de refrigeração: oportunidades de melhoria | Envolventes,Câmaras frigoríficas,Eficiência energética,Refrigeração Industrial,Pontes térmicas,THERM,Envelope,Refrigeration Stores,Energy Efficiency,Industrial Refrigeration,Thermal Bridges,THERM | Nos edifícios industriais de refrigeração, a preocupação com a eficiência energética é cada vez mais importante, de modo a manter os seus produtos num nível adequado para chegar em qualidade ao consumidor. Uma construção apropriada pode ser crucial na condição final quer em termos energéticos, quer em termos económicos. A análise térmica é também importante para perceber a evolução da temperatura nos elementos construtivos e assim conhecer o estado físico da sua estrutura e as suas condições de armazenamento. Outros factores, como a localização do espaço, dimensões das câmaras de refrigeração, metodologia de trabalho, tipo de produto armazenados, são condicionantes decisivos na eficiência energética deste tipo de estrutura. Neste sentido, este estudo foca-se nas características da envolvente das câmaras de refrigeração, onde se estudaram as soluções construtivas, nomeadamente ao nível das pontes térmicas lineares e das infiltrações ou danificações correntes nos elementos de construção de um determinado edifício industrial de refrigeração. A temperatura interior de um espaço refrigerado terá sempre valores muito mais baixos de temperatura que o espaço exterior envolvente, assim, as cargas térmicas por condução nas fachadas do edifício de refrigeração e os ganhos de calor pelas envolventes são os principais pontos analisados. Estes parâmetros são factores importantes face aos consumos energéticos e custos de manutenção da indústria de refrigeração e para os analisar pormenorizadamente, foi usado, como ferramenta de cálculo dos coeficientes e resistências térmicas das envolventes, o programa THERM. Nesta dissertação é apresentado um caso de estudo de um edifício de conservação de peixe onde se pretendeu encontrar uma solução de poupança eficiente, aplicando alternativas de execução e de novos melhoramentos possíveis. Por fim, são apresentadas novas propostas de trabalhos futuros no âmbito da indústria de refrigeração. | Ciências da Engenharia e Tecnologias |
26,311 | Medição Experimental do Coeficiente de Resistência ao Rolamento e do Coeficiente de Arrasto Aerodinâmico de um Veículo Automóvel de Elevada Eficiência Energética | Atrito de rolamento,Arrasto aerodinâmico,Rugosidade da superfície | Este trabalho visa determinar o coeficiente de resistência ao rolamento e o coeficiente de arrasto aerodinâmico de um veículo de elevada eficiência energética, tendo sido objecto deste estudo o protótipo XC20i do Eco Veículo. O trabalho será abordado através de uma metodologia experimental que permitirá a medição dos coeficientes acima mencionados, através de um balanço energético entre pontos consecutivos de uma pista da qual se elaborou a sua topografia discretizada. O presente trabalho desenvolveu-se essencialmente ao longo de quatro fases. Numa primeira fase foram realizados ensaios em diferentes pistas, com várias pressões de insuflação e com diferentes temperaturas, em cada um dos pavimentos. Na segunda fase foram efetuados os levantamentos topográficos das pistas onde foram realizados os ensaios. Num terceiro passo, foi medida a rugosidade da superfície dos pisos onde foram realizados os ensaios. Por fim foi feito o tratamento de todos os dados obtidos. Ao longo deste trabalho concluiu-se que a temperatura é um factor de grande importância no valor do coeficiente de rolamento, em que quando o primeiro aumenta o segundo diminui. Concluiu-se também que a pressão de insuflação e a rugosidade dos pisos em que o veículo se desloca também têm uma influência importante no valor do coeficiente de rolamento, embora estes dois parâmetros tenham uma importância muito menos significativa do que a temperatura. Conclui-se ainda que o coeficiente de arrasto aerodinâmico não sofre alterações significativas ao longo dos ensaios, embora varie com o número de Reynolds. | Ciências da Engenharia e Tecnologias |
26,312 | Projeto de estrutura de base polimérica para a construção civil | Estrutura,Habitação unifamiliar,Polímero reforçado,(PBT +PET) GF30,CATIA® V5,Structure,Family house,Reinforced polymer,(PBT + PET) GF30,CATIA® V5 | O presente trabalho estuda a viabilidade de uma estrutura alternativa às utilizadas na construção civil, tanto em termos dos materiais selecionados como em termos de método de construção de habitações unifamiliares. Um dos objetivos estabelecidos é a estrutura ser simples e rápida de montar, ao contrário de alguns tipos de construção já existentes, aliada a um processamento de materiais simples e de baixo custo, de modo a viabilizar a produção em série. Neste contexto, o trabalho explora a utilização de materiais poliméricos reforçados, mais concretamente de uma mistura de politereftalato de butileno com politereftalato de etileno, com a adição de 30% de fibra de vidro. O conceito adotado é baseado na construção modular e envolve componentes de dimensões pré-definidas, mais concretamente três tipos de perfis e quatro dimensões de módulos. O estudo é complementado com a análise do processo de fabrico dos componentes e respetivos custos, resultantes da produção em série de estruturas baseadas no conceito proposto. O estudo é complementado também com a análise de materiais e técnicas que podem ser combinados com a estrutura, de modo a garantir os requisitos de funcionalidade e permitir semelhança estética com a construção convencional. A utilização do programa de CAD da Dassault Systèmes, CATIA® V5 R20, permite planear toda a construção e definir de forma rigorosa a lista de componentes, o que garante a minimização dos desperdícios de material e de derrapagens nos custos. | Ciências da Engenharia e Tecnologias |
26,315 | Análise e Proposta de Melhoria no Processo Produtivo da Heliflex | Pensamento Lean,Kanban,Redução do lead time,Redução do Work in Process,Processo de embalamento,Simulação,Lean thinking,Kanban,lead time reduction,Simulation,work in process reduction,packaging process,simulation | A presente dissertação surge de um protocolo acordado entre a Faculdade de Ciências e Tecnologias da Universidade de Coimbra e a Heliflex, empresa de referência, no fabrico e comercialização de tubos, mangueiras e sistemas de rega. O objetivo inicial deste trabalho começou pelo estudo e análise da viabilidade da implementação de um sistema Kanban, uma das ferramentas do pensamento Lean. Este estudo pressupunha uma análise a todo o fluxo de informação e materiais da Heliflex, de forma a conseguir conciliar os procedimentos atuais da empresa com um sistema Kanban. O processo produtivo físico da Heliflex tem início no sector dos Compostos de PVC/Misturadoras, sendo este o fornecedor da principal matéria-prima dos restantes sectores produtivos. Deste modo, iniciou-se o estudo por esta etapa do processo produtivo. Conclui-se que a Heliflex apresenta um elevado número de referências (109 referências diferentes), em que cerca de 94% apresenta uma procura instável em termos de variabilidade de dimensão e/ou intervalos de consumo. De seguida, o estudo continuou com a análise de todo o processo produtivo no sentido de identificar os estrangulamentos do sistema. Ao longo da observação deste processo da Heliflex, verificou-se que o material (produto acabado) se acumulava e permanecia um elevado período de tempo entre a linha de produção, após ser produzido, até ser transportado para a embalagem. Identificada a causa do problema, recorreu-se a simulação, tendo sido testados quatro cenários de forma a conseguir chegar a uma solução que fosse benéfica para a empresa e proporcionasse melhores resultados. Através da simulação, foram obtidos melhores valores que a situação atual, no entanto a escolha da melhor hipótese depende da empresa e do que esta considerar mais importante: se a redução dos tempos de ciclo total, a taxa de ocupação dos trabalhadores ou um equilíbrio entre ambos. | Ciências da Engenharia e Tecnologias |
26,319 | Propagação de fendas por fadiga: Efeitos transientes associados a variações de carga | Sobrecargas,propagação da fenda por fadiga,fecho de fenda induzido por deformação plástica,arredondamento da extremidade da fenda,fecho parcial da fenda,Overloads,fatigue crack growth,Plasticity Induced Crack Closure,blunting,partial crack closure | A falha por fadiga é o modo de ruína mais frequente em equipamentos em serviço submetidos a carga cíclica. Os espectros reais são normalmente complexos, contendo muitas vezes sobrecargas e subcargas. O conceito de fecho de fenda permite explicar o comportamento transiente da propagação da fenda por fadiga que se observa após a aplicação de sobrecargas, subcargas ou blocos de carga. Esta dissertação estuda, de um modo sistemático, o efeito das sobrecargas e subcargas no fenómeno de fecho de fenda induzido por deformação plástica (PICC). Este estudo foi feito através de um programa de elementos finitos, o DD3IMP, onde se variaram os parâmetros de carga para depois obter vários resultados como as curvas (open/max)-∆a ou os perfis da fenda após a sobrecarga/subcarga. Verificou-se que a aplicação de uma sobrecarga provoca um arredondamento da extremidade da fenda, que elimina o contacto atrás do ponto de aplicação da sobrecarga. A propagação até ao pico e a propagação necessária para a estabilização dependem de ∆KOL. O pico de fecho depende de ∆KOL2=KOL-Kmax,BL que foi o parâmetro de carga que apresentou melhores resultados em termos de influência. A análise dos parâmetros não lineares de extremidade de fenda permitiu verificar que os valores de fecho, obtidos numericamente, sobrestimam o efeito do contacto das faces da fenda. O fecho parcial da fenda implica a correção de Keff, tendo-se obtido melhores resultados com um modelo da literatura. | Ciências da Engenharia e Tecnologias |
26,320 | Análise da influência do fenómeno de fecho de fenda na propagação de fendas por fadiga na liga de alumínio AA7050 | Liga de Alumínio,Fadiga,Propagação de Fendas,Fecho de fenda,Aluminum Alloys,Fatigue,Crack Growth,Crack Closure | As ligas de alumínio são utilizadas numa vasta gama de aplicações, destacando-se a indústria aeronáutica. O estudo das solicitações aplicadas aos componentes fabricados nestes materiais é, por isso, extremamente importante. Esta dissertação teve como objetivos principais a análise da propagação de fendas por fadiga, na liga de alumínio AA7050-T6, quando sujeita a diferentes tipos de carregamento, além do estudo da influência do fenómeno do fecho de fenda na evolução dessa mesma propagação. Para tal, efetuaram-se ensaios em provetes MT com vista à obtenção das curvas de propagação, tendo sido posteriormente analisadas e comparadas, a fim de compreender o efeito do fecho de fenda aquando da aplicação de sobrecargas e da variação da razão de tensões. Nesta análise, o parâmetro de fecho de fenda, U, foi relacionado com a gama do fator de intensidade de tensões, K, para os vários tipos de ensaios. Foi possível concluir, após a realização dos ensaios e o tratamento dos dados subsequentes, que a velocidade de propagação aumenta diretamente com a razão de tensões, além de se verificar que as sobrecargas únicas fazem retardar o crescimento de fenda, para razões de tensões mais elevadas do ciclo de base. Já a aplicação de sobrecargas periódicas, no presente trabalho, levou a dados inconclusivos. | Ciências da Engenharia e Tecnologias |
26,321 | Otimização da geometria de plantas de edifícios para satisfação de requisitos de iluminação, conforto térmico e consumo energético | Controlo da iluminação,Controlo de sombreamentos,Geração automática de plantas,Simulação energética de edifícios,Otimização do desempenho energético,Daylighting Control,Shading Control,Automated Floor Plan Design,Energy Efficiency in Buildings,Energy Performance Optimization | No sentido de incorporar ferramentas de simulação numa fase mais inicial de projeto, investigadores da Universidade de Coimbra tem vindo a desenvolver algoritmos acoplados à simulação dinâmica de edifícios. Estes algoritmos permitem auxiliar os projetistas na fase inicial do projeto ao gerar, avaliar e otimizar soluções alternativas de plantas de arquitetura. O primeiro algoritmo, chamado de Programa Evolucionário para o Problema de Alocação de Espaços (EPSAP), permite criar diferentes soluções de plantas de acordo com as preferências do cliente. O segundo algoritmo, chamado de Programa de Otimização de Desempenho de Plantas (FPOP), avalia-as e otimiza-as de acordo com o seu desempenho térmico. Contudo, este algoritmo não leva em consideração outros objetivos que concorrem com o desempenho térmico do edifício, como as necessidades de iluminação artificial e a sua influência no consumo energético. Assim, na presente dissertação, o algoritmo FPOP será estendido para incluir os objetivos de otimização de consumo energético total, resultante da agregação das necessidades energéticas de iluminação, aquecimento e arrefecimento. Para tal, quer a função objetiva, que anteriormente estava formatada para o cálculo do desempenho térmico, quer a parametrização dos objetos de simulação irão ser alterados a fim de incorporar a iluminação artificial no modelo de simulação e quantificar as necessidades energéticas. As plantas geradas pelo algoritmo EPSAP irão então ser importadas, avaliadas e otimizadas no algoritmo FPOP. A otimização irá procurar minimizar os consumos energéticos alterando as variáveis de decisão através de operadores geométricos específicos, tais como a orientação do edificado, localização dos vãos, posição relativa do vão na parede, translação de paredes, reflexão da planta, dimensionamento dos vãos, e dimensionamento das palas horizontais e verticais. Esta abordagem foi testada em diferentes casos de estudo e o desempenho do novo algoritmo analisado. Os resultados demonstram que a introdução de sistemas controlados de iluminação e sombreamento melhoram significativamente o desempenho energético das plantas de arquitetura geradas. | Ciências da Engenharia e Tecnologias |
26,322 | Modelação numérica da maquinação da liga de titânio Ti6AI4V | Método dos elementos finitos,Formulação explícita,Fresagem,Ti6Al4V
Finite element method,Explicit formulation,Milling,Ti6Al4V | O objetivo proposto para este trabalho foi o desenvolvimento de um modelo para a simulação numérica do processo de fresagem da liga de titânio Ti6Al4V, através do programa de elementos finitos Abaqus Explicit. O modelo deve contemplar a análise das forças de corte e da distribuição de tensões, bem como dos parâmetros de processo e geométricos. O modelo elaborado considera que o comportamento mecânico da liga de titânio é modelado com recurso à lei de encruamento de Johnson-Cook, sendo adotada a lei de dano proposta pelos mesmos autores. O comportamento plástico é considerado isotrópico, sendo descrito pelo critério de plasticidade de von Mises. O tempo de computação associado à formulação explícita é fortemente dependente da dimensão mínima dos elementos finitos adotados, uma vez que o método é condicionalmente estável. Assim, numa primeira etapa foi analisada a influência nos resultados da discretização adotada para o bloco. De modo a reduzir o tempo de computação, foi também analisada a hipótese de considerar valores mais elevados para as velocidades de rotação e de avanço, sem que ocorram efeitos de inércia indesejáveis. Numa segunda etapa foi analisada a influência do material que se encontra ao lado da ferramenta no momento do corte, sendo para tal elaborados dois modelos: um para fresagem completa do topo do bloco e o outro para fresagem parcial. Por último, foi analisada a influência do coeficiente de atrito, tendo sido considerados três valores tipicamente utilizados na literatura. Os resultados mostram que o modelo desenvolvido permite uma análise comparativa dos parâmetros de processo. No entanto, a comparação com resultados experimentais exige uma dimensão dos elementos finitos que conduz a tempos de computação muito elevados. | Ciências da Engenharia e Tecnologias |
26,323 | Modelação de sistemas radiantes em energyPlus | Eficiência energética,EnergyPlus,sistemas radiantes,painéis radiantes,pavimento radiante,paredes radiante,energy efficiency,EnergyPlus,radiant systems,radiant panels,radiant floor,radiant wall | A eficiência energética é atualmente considerada um dos aspetos fundamentais para a sustentabilidade do planeta e, sabendo que os edifícios são responsáveis por grande parte do consumo energético, torna-se importante prever corretamente o seu comportamento. Programas de simulação dinâmica são instrumentos eficazes nesse domínio. Para além de estimar o consumo energético, estes ajudam os projetistas a comparar e dimensionar os sistemas de climatização a implementar. Os objetivos da presente dissertação são modelar, em simulação dinâmica, sistemas de climatização radiante, aplicar estes num caso-de-estudo de uma residência unifamiliar de um piso e comparar a sua aplicação em diferentes elementos da construção (pavimento, parede e teto). Pretende-se também que este trabalho resulte num guia de orientação à modelação de sistemas radiantes. A primeira fase da dissertação resume-se à explicação e orientação da modelação de sistemas radiantes no programa EnergyPlus. Depois é analisado o Caso-de-Estudo instalado com sistemas radiantes. O programa de simulação revelou-se versátil mas bastante complexo e, depois de analisados os resultados, concluiu-se que todas as localizações cumprem com as exigências de conforto mas a aplicação no pavimento e no teto através de painéis apresenta um menor consumo energético que nas paredes. | Ciências da Engenharia e Tecnologias |
26,324 | Refrigeração industrial: elaboração de projecto, criação de ferramentas de seleção; tecnologias para melhoria de eficiência energética | Sistemas de refrigeração,eficiência energética,tecnologias e componentes de controlo,estágio,Refrigeration systems,energetic efficiency,control technologies and components,internship | Os sistemas de refrigeração assumem uma cada vez maior importância na atual sociedade de consumo, sendo responsáveis por um enorme consumo energético. Na maior parte do tempo operam em carga térmica parcial, já que estes sistemas têm de ser projetados para conseguirem atender às condições de máxima carga de operação, ou seja, às condições nominais de projeto, correspondentes aos períodos mais exigentes. Consequentemente estes sistemas são habitualmente sobredimensionados para todas as condições de operação intermediárias e apresentam um consumo energético elevado. Num contexto de elevada competitividade industrial, associado à atual crise energética e ambiental, é imperativo reduzir os consumos de energia na operação dos sistemas de refrigeração. Atendendo a este facto, justifica-se o desenvolvimento e incorporação de componentes e tecnologias que promovam a melhoria do desempenho energético destas instalações. O objetivo deste trabalho, desenvolvido em paralelo com o estágio na empresa SKK, Climatização e Refrigeração, Lda., pretendeu caracterizar e identificar tecnologias e componentes para aumento do desempenho energético de sistemas de refrigeração. Tendo em conta o contexto de inserção na empresa e tipo de projetos nela realizados, apenas são abordados neste documento sistemas de refrigeração por compressão a vapor. Ao longo deste texto são analisados os principais parâmetros e componentes a verificar para o bom funcionamento de uma instalação frigorífica. É apresentado um estudo aos vários tipos de sistemas e equipamentos de controlo que promovem o desempenho energético de uma instalação frigorífica, e apresentadas as principais soluções existentes no mercado atual. São também descritas algumas das atividades executadas durante o estágio. Do estudo desenvolvido, conclui-se que o desempenho energético e eficiência de um sistema de refrigeração devem ser planeados e considerados nas várias fases de implementação do projeto. Atualmente, já existe no mercado um conjunto de tecnologias e componentes de controlo que promovem uma melhor eficiência e desempenho energético dos sistemas de refrigeração, contribuindo, assim, para a redução dos custos energéticos e ambientais. | Ciências da Engenharia e Tecnologias |
26,325 | Melhoria de vida à fadiga em ligas aeronáuticas de alumínio por micro shot peening | AA7475-T7351,Fadiga,Tensões residuais,Shot peening,microdureza,rugosidade,AA7475-T7351,Fatigue,Residual stresses,Shot peening,Micro hardness,Roughness | A melhoria da resistência à fadiga em ligas de alumínio é de grande interesse em todos os sectores industriais, em particular na indústria aeronáutica, onde é de suma importância a combinação entre uma boa resistência mecânica e uma baixa densidade. Uma maneira eficaz de melhorar a resistência mecânica é a introdução de tensões residuais de compressão nas camadas superficiais das peças, onde se dá a iniciação de fendas. O shot peening, ou grenalhagem, é um tratamento superficial bastante utilizado capaz de introduzir tensões residuais de compressão na superfície das peças. Neste trabalho, é analisada a influência do tratamento micro-shot peening na resistência à fadiga da liga de alumínio AA7475-T7351. O objectivo principal consiste na obtenção das curvas de projecto à fadiga do respectivo material, sob a influência da espessura dos provetes utilizados, da razão de tensões utilizada e do tratamento superficial previamente realizado. Procedimentos complementares como a medição das tensões residuais, rugosidade, microdureza, análise microestrutural e análise de defeitos do material, foram realizados de modo a melhor se compreender o comportamento da liga AA7475-T7351. Foi realizada uma previsão numérica da vida à fadiga para posteriormente se comparar com os resultados experimentais. Os resultados obtidos mostraram que o tratamento realizado gerou grandes deformações plásticas na superfície dos provetes, introduzindo tensões residuais de compressão e aumentando a microdureza à superfície. Os resultados dos ensaios de fadiga mostraram uma redução da resistência à fadiga nos provetes grenalhados, devido ao mau acabamento superficial imposto e à presença de defeitos internos no material. | Ciências da Engenharia e Tecnologias |
26,326 | Sequenciamento de Operações de Transporte em Rampas de Acesso a Minas Substerrâneas | Planeamento e controlo de operações,Minas subterrâneas,Programação Inteira Mista,Optimisation,Integer Programming,Underground Mine | As minas subterrâneas recorrem a camiões para o transporte de minério desde o seu interior até à superfície. Camiões esses, que circulam ao longo de túneis subterrâneos, denominados de rampas ou declínios onde apenas há largura para passar um camião. Por toda a extensão das rampas subterrâneas existem escapatórias que possibilitam o cruzamento de veículos em sentidos opostos. Os cruzamentos são possíveis através do desvio dos camiões vazios, que circulam em sentido descendente até à escapatória, onde aguardam que o camião carregado em sentido ascendente, passe. O número de escapatórias e a sua localização ótima ao longo da rampa influenciam o transporte de minério, tendo um impacto significativo na boa circulação de veículos no interior da mina e na sua produtividade. Ao longo desta dissertação foi aplicado um modelo de programação inteira mista (PIM), com o objetivo de estudar a ótima localização das escapatórias em minas subterrâneas. O PIM permite determinar a localização das escapatórias que minimizem o tempo necessário para completar um determinado número de viagens. O modelo requer a inserção do número de veículos, de viagens, de escapatórias e dos tempos de carga e descarga para devolver o melhor movimento dos veículos e a melhor localização das escapatórias em prol de uma otimização do tempo de viagens. O PIM possibilita observar que a ótima localização das escapatórias tem implicação na minimização do tempo para completar determinado número de viagens, que são influenciados pelos tempos de carga e descarga. Os resultados obtidos a partir do PIM mostram que as escapatórias colocadas de forma equidistante não são sempre a ótima solução para a sua localização. A melhor localização das escapatórias é a que permite intercalar veículos em sentido ascendente com veículos em sentido descendente com o menor tempo possível de espera na escapatória. Na generalidade, a dissertação demonstra como a otimização adequada das escapatórias e dos horários dos veículos pode ter um impacto significativo na produtividade do transporte e consequentemente na produtividade de minas subterrâneas. | Ciências da Engenharia e Tecnologias |
26,327 | Degradação mecânica em compósitos de vidro/epóxido sujeitos a soluções cimentíficas | Compósito,Flexão em tês pontos,Rugosidade,Soluções cimentícias,Vidro/epóxido,Composite,Cement solutions,Glass/epoxy,Roughness,Three point bending | Na área de engenharia civil, têm sido levadas a cabo investigações relativas ao desenvolvimento de materiais inovadores. Os materiais compósitos têm evidenciado assumir particular ênfase neste setor. Neste âmbito, há a pretensão de estudar a aplicabilidade dos materiais compósitos em substituição do aço tradicionalmente utilizado nas armaduras em construções civis, que apresenta alguns problemas, tais como os associados à corrosão. Os compósitos exibem, de facto, um excelente potencial enquanto matérias-primas de futuro, em virtude das suas boas propriedades mecânicas, menores custos de produção e reduzidos impactos ambientais. A investigação alusiva ao comportamento do material no decorrer da sua vida útil é realizada através da imersão de provetes, por diferentes períodos de tempo, em duas soluções de degradação distintas, nomeadamente a argamassa de metacaulino e a argamassa de cimento, sendo esta última analisada em seco e após imersão em água. Para o estudo da alteração da integridade estrutural dos materiais compósitos, após sujeitos a degradação pelas soluções referidas, recorreu-se a ensaios de flexão em três pontos e de rugosidade. A imersão nas soluções provoca uma diminuição da tensão máxima de flexão e da rugosidade. As conclusões são obtidas através da comparação com os valores registados para o provete de controlo. | Ciências da Engenharia e Tecnologias |
26,328 | Condições de trabalho em cozinhas profissionais | Ambientes,térmicos,cozinha profissional,inquéritos,trabalhadores,Environments,thermal,professional kitchen,surveys,workers | O estudo de ambientes térmicos em locais de trabalho que são afetados pelas altas temperaturas é um tema que já foi abordado em variadíssimos trabalhos. Nos dias de hoje, cada vez é mais importante o bem-estar dos funcionários dos mais variados postos de trabalho. O presente trabalho tem como objetivo o estudo da qualidade das condições de trabalho de trabalhadores da área da restauração e hotelaria, onde existe uma grande geração de calor dos mais variados tipos de equipamentos presentes numa cozinha profissional, odores, fumos e outras substâncias químicas que afetam o ambiente. Este trabalho é a continuação de um projeto intitulado “Condições de Trabalho em Cozinhas Profissionais – avaliar e melhorar (COPROF)”, subsidiado pela ACT (Autoridade para as Condições do Trabalho) que decorreu entre 2010 e 2013, tendo em vista a melhoria das condições de trabalho no sector da hotelaria e restauração. Como este é um trabalho que se enquadra no domínio dos ambientes térmicos ocupacionais, foi pretendido complementar o projeto através de inquéritos já preenchidos por trabalhadores daquele setor. Procedeu-se assim à transposição dos inquéritos preenchidos manualmente para os suportes compatíveis com tratamento digital e seguidamente a uma análise posterior dos resultados que será interpretada à luz das medições efetuadas no âmbito daquele projeto. Sendo este um trabalho que está relacionado com ambientes térmicos ocupacionais, é quase fundamental inquirir os principais intervenientes em relação a vários aspetos que se se pretendem qualificar. Os trabalhadores são quem melhor podem ajuizar a realidade vivida no seu ambiente de trabalho (avaliar) e assinalar possíveis melhorias em relação à sua saúde, rendimento ou simplesmente em relação ao seu bem-estar (melhorar). Concluiu-se que existem muitas cozinhas profissionais que não seguem as normas e legislação, o que leva estes ambientes a ser demasiado quentes e com um nível de conforto térmico abaixo do que seria suposto. | Ciências da Engenharia e Tecnologias |
26,329 | Comportamento à fadiga de juntas T soldadas por FSW na liga AA5083 | Friction stir welding,Junta em T,Liga de alumínio 5083-H111,Resistência à tração,Resistência à fadiga,Linhas de óxidos,Friction stir welding,T-joint,Aluminium alloy 5083-H111,Tensile strength,Fatigue resistance,Oxide lines | O objetivo deste estudo é a análise de viabilidade de produção de juntas em T, na liga de alumínio 5083-H111, por Friction Stir Welding, e o seu potencial como substituto para as soldaduras tradicionais por MIG e MIG com pós-processamento FSP. Em simultâneo realizou-se um estudo sobre efeito de várias geometrias de ferramenta e de junta. Todas as ferramentas utilizadas têm base côncava com geometrias de pino diferentes: cónica roscada, piramidal quadrangular e progressiva, parte cilíndrica roscada e parte piramidal quadrangular. Estudaram-se juntas T-lap e T-butt. Observaram-se defeitos de túnel e kissing-bond nas juntas produzidas com a ferramenta com pino piramidal, enquanto as soldaduras realizadas com a ferramenta cónica roscada apenas apresentam linhas de óxidos. Produziram-se soldaduras sem qualquer tipo de defeito com a ferramenta progressiva. As linhas de óxidos afetaram negativamente a qualidade das juntas soldadas. Não se observou variação significativa na dureza face ao material base, independentemente da combinação de ferramenta e junta utilizada. As juntas realizadas com ferramenta de pino cónico roscado mostraram eficiência à tração longitudinal de aproximadamente 90%, enquanto as juntas soldadas com a ferramenta de pino progressivo mostraram eficiência na ordem dos 97%. Não se observou diferença significativa na resposta aos ensaios de arrancamento, com bons resultados para ambos os casos. Obtiveram-se bons resultados nos testes de fadiga para os dois casos estudados. A junta soldada com a ferramenta de pino cónico roscado obteve resultados superiores a séries soldadas por MIG, enquanto as juntas soldadas com a ferramenta de pino progressivo mostraram resultados superiores às soldaduras MIG+FSP, com resultados próximos do material base. Este resultado deve-se particularmente ao melhoramento do raio de concordância da junta. | Ciências da Engenharia e Tecnologias |
26,330 | Estudo da inflamabilidade de diversos tipos de madeiras e de cortiça usados na estrutura e na envolvente de edificios | Construção em madeira,Calorímetro Cónico,Taxa de libertação de calor,Testes de inflamabilidade,Inflamabilidade da madeira,Inflamabilidade da cortiça,Wood Construction,Cone Calorimeter,Heat Release Rate,Fire tests,wood flammability,cork flammability | Na presente tese é feito um estudo da inflamabilidade de três espécies diferentes de madeira (Pinus pinaster, Pinus sylvestris e Apuleia leiocarpa), utilizadas na estrutura de edifícios, e de aglomerado de cortiça expandida, utilizada habitualmente nas construções como isolante térmico, acústico e, mais recentemente, como revestimento exterior. Para este efeito foram conduzidos testes experimentais em calorímetro cónico, o que permitiu analisar os seguintes parâmetros: tempo de ignição, tempo de extinção de chama, perda de massa, taxa de perda de massa, taxa de libertação de calor, energia total libertada e a evolução da temperatura. A evolução da temperatura obtida experimentalmente foi, posteriormente, comparada com a evolução da temperatura obtida através de um modelo teórico analítico. Verificou-se que o aglomerado de cortiça expandida representa um risco de inflamabilidade muito maior do que as espécies de madeira estudadas. A espécie com um risco de inflamabilidade menor é a garapa (Apuleia leiocarpa). No entanto, durante a combustão com chama, a espécie que apresentou um comportamento mais favorável foi o pinheiro nórdico (Pinus sylvestris). Foi confirmada uma relação aproximadamente linear entre a densidade das amostras utilizadas e os tempos de ignição obtidos. | Ciências da Engenharia e Tecnologias |
26,331 | Influência das condições de processamento de fusão seletiva por laser (SLM) nas propriedades mecânicas do aço 316 L | Fusão seletiva por laser (SLM),aço Inoxidável 316 L,rugosidade,Selective Laser Melting,Stainless Steel 316 L,roughness | No mundo atual, há um mercado caracterizado por uma competitividade extremamente agressiva, em que a evolução de produtos passa, neste momento, pela sua personalização/fabrico individualizado de componentes, tendência oposta à produção em grande série. Com efeito, a flexibilidade geométrica, aliada ao reduzido tempo de ciclo de produção e à eficiência na utilização de recursos inerentes aos processos aditivos, faz destes uma escolha cada vez mais procurada industrialmente, em particular para metais e ligas metálicas. O presente estudo, visou otimizar os parâmetros de processamento da fusão seletiva por laser a partir de pós (processo aditivo de pós) (SLM), para produzir componentes em aço 316L (AISI), com propriedades mecânicas similares às resultantes de produtos fabricados por processos convencionais. Neste estudo, ficou demonstrado que os componentes produzidos por fusão seletiva por laser, apresentam uma rugosidade elevada, incomparavelmente maior do que aqueles que são processados por técnicas de fabrico, quer subtrativas quer replicativas, conduzindo a produtos near net shape, ou seja, com ainda necessidade de acabamento. Várias são as estratégias de processamento adotadas, entre elas a atmosfera da câmara de fabrico, que afeta diretamente as propriedades mecânicas, em particular a resistência mecânica e a dureza, quando rica em azoto. Para as estratégias de fabrico aditivo adotadas (YZX, YXZ e 45°), à exceção da correspondente a um crescimento fazendo um ângulo de 45° com a plataforma, todas contribuem para um aumento das propriedades mecânicas do produto, sem prejuízo significativo da ductilidade. Neste estudo, ficou demonstrado que, em geral, todas as propriedades mecânicas (Rm e HV) dos produtos de SLM são superiores às resultantes do mesmo produto fabricado a partir do aço 316L maciço; a sua densidade, à exceção da estratégia a 45°, é próxima de 98%, valor adequado para produtos resultantes de pulverotecnologia. | Ciências da Engenharia e Tecnologias |
26,333 | Projecto e construção das rodas da frente e da rosa traseira de um veículo automóvel de elevado desempenho energético | Veículo automóvel,Eficiência energética,Roda,Atrito de rolamento,Eco Veículo FCTUC,Automotive vehicle,Energy efficiency,Wheel,Rolling resistance,Eco Veículo FCTUC | Este trabalho tem como objetivo o aumento da eficiência energética de um veículo automóvel de elevado desempenho energético, tendo como objeto de estudo o protótipo EV03i do Eco Veículo. O aumento da eficiência energética é conseguido com o projeto e a construção das rodas da frente e da roda traseira com menor massa, menor atrito aerodinâmico, menor atrito de rolamento, menor excentricidade, menor oscilação lateral e melhor equilíbrio dinâmico. Este projeto foi desenvolvido ao longo de quatro fases. Numa primeira fase, foram determinadas as solicitações nas rodas e desenvolvido um conjunto de casos limite de esforços a que cada roda estaria sujeita. Na segunda fase, foi realizado um desenho conceptual de todos os elementos presentes na roda. A terceira fase foi dedicada ao desenho detalhado de todos os elementos presentes na roda, com as devidas alterações e melhoramentos. A quarta fase, consistiu na análise estrutural por elementos finitos dos componentes do sistema e na otimização da sua geometria. A análise de resultados permitiu concluir que a melhoria dos componentes foi bem sucedida, conseguindo diminuir os principais parâmetros em estudo nesta dissertação: a massa e o atrito de rolamento. | Ciências da Engenharia e Tecnologias |
26,334 | Desenvolvimento de superfícies para sistemas fotovoltaicos de elevado rendimento | Grafeno,Pulverização catódica,Microtopografia,Células Fotovoltaicas,Espectroscopia de Raman,Graphene,Sputtering,Microtopography,Photovoltaic cells,Raman spectroscopy | Este estudo incidiu sobre o desenvolvimento de superfícies para a produção de um sistema fotovoltaico de elevado rendimento. Por um lado, estas superfícies foram otimizadas de modo a maximizar a sua área específica. Por outro lado, devido às suas excelentes propriedades foram desenvolvidos filmes finos à base de grafeno para revestir as superfícies com vista à sua utilização em células fotovoltaicas. Filmes bicamada de carbono e níquel, e filmes de níquel com diferentes teores em carbono, foram depositados por pulverização catódica magnetrão. Os filmes produzidos foram caraterizados com o objetivo de avaliar a sua rugosidade, espessura e tipo de morfologia, identificar as fases cristalinas presentes e confirmar a presença de grafeno através da análise por espectroscopia de Raman. Foram efetuados tratamentos térmicos para avaliar a sua possível contribuição para a formação de materiais à base de grafeno. Os filmes mais promissores foram analisados em termos de molhabilidade e condutividade. A microtopografia otimizada neste trabalho permite uma maior captação de energia solar, captação essa que é essencial para as células fotovoltaicas do sistema em desenvolvimento. Os filmes de carbono e níquel, com espessuras entre 120 e 350 nm, possuem tamanho de grão nanométrico e rugosidades superficiais médias da ordem de 1-2 nm. Após deposição, a fase Ni cúbica de faces centradas é a única fase detetada por difração de raios X. A presença de carbono amorfo é também comprovada pelos espectros de Raman. Nos filmes tratados termicamente é possível identificar picos Raman característicos do grafeno. A molhabilidade dos filmes mais promissores indica um aumento do caracter hidrofílico após tratamento térmico, o que corrobora a presença de materiais à base de grafeno. | Ciências da Engenharia e Tecnologias |
26,335 | Caracterização de filmes finos de CrN depositados por DOMS (Deep Oscillations Magnetron Sputtering) | HiPIMS,DOMS,alta potência,nitreto de crómio,HiPIMS,DOMS,High power,Chromium nitride | O presente trabalho insere-se na segunda etapa do estudo das potencialidades de uma fonte de HiPIMS (High Power Impulse Magnetron Sputtering) que opera em modo de Deep Oscilations Magnetron Sputtering (DOMS) recentemente adquirida pelo Centro de Engenharia Mecânica da Universidade de Coimbra (CEMUC). Este trabalho consistiu na caracterização de filmes finos de nitreto de crómio (CrN) previamente depositados por DOMS no CEMUC. Assim, foi estudada a influência da corrente de pico média (Ipm) e da pressão na morfologia, estrutura e propriedades mecânicas de filmes finos de CrN. Para esse efeito foram caracterizados filmes depositados a 0,7 e 0,3 Pa com valores crescentes de Ipm. Foram ainda caracterizados filmes depositados por DCMS (Direct Current Magnetron Sputtering) para efeitos de comparação. O filme depositado por DCMS a baixa pressão (0,3 Pa) com polarização do substrato apresenta uma morfologia colunar densa, uma orientação preferencial [200], uma dureza de 17 GPa e um módulo de Young de 272 GPa. O filme depositado por DCMS a alta pressão sem polarização do substrato apresenta uma morfologia colunar porosa, uma orientação preferencial [111], uma dureza de 7,2 GPa e um módulo de Young de 159 GPa. A taxa de deposição dos filmes depositados por DOMS é inferior em pelo menos 50 % à taxa obtida por DCMS. Os filmes apresentam geralmente uma orientação preferencial [200]. O aumento de Ipm altera a morfologia dos filmes de colunar para densa, aumenta a dureza até um máximo de 28,8 GPa e provoca uma diminuição da taxa de deposição. No entanto, a taxa de deposição dos filmes depositados por DOMS não é influenciada pela pressão de deposição. A ionização do material pulverizado que ocorre durante a deposição por DOMS permite a deposição de filmes de CrN com boas propriedades mecânicas numa gama de pressões alargada em comparação com o DCMS. | Ciências da Engenharia e Tecnologias |
26,336 | Estudo dos efeitos de acumulação de dano por desgaste | Desgaste,Archard,Running-in,Atrito,Modelos de desgaste,Wear,Archard,Running-in,Friction,Wear models | Atualmente, a equação de Archard é a mais utilizada no estudo do desgaste para cargas constantes. Esta equação permite determinar o volume de desgaste, a partir da carga normal aplicada e da distância percorrida. No entanto, a sua aplicabilidade para acumulação de dano não está comprovada. Torna-se assim numa excelente oportunidade o estudo da comparação e análise do efeito de dano por desgaste de cargas compostas com dano por cargas constantes. Neste estudo foram efetuados vinte e cinco ensaios em que dezassete foram realizados com carga constante e oito com variação de carga ao longo do ensaio. Através destes mostrou-se, nesta dissertação, que a equação de Archard não é linear para ensaios compostos e ainda que a energia e o volume de desgaste também não são lineares. No entanto, o erro relativo associado é inferior comparado ao obtido pela equação de Archard. Concluiu-se que na fase inicial dos ensaios, running-in, há uma grande instabilidade no atrito levando a um maior desgaste volúmico. Da análise de microscopia observou-se o estado das pistas pós-ensaio. Verificou-se que existem zonas com elevada fissuração no sentido do ensaio e que existem regiões onde a remoção de material ocorreu por arranque e não por deslize. Para além disso foram detetados spots metálicos provocados pela elevada variação da temperatura. | Ciências da Engenharia e Tecnologias |
26,337 | Simulação numérica da circulação de ar na câmara de combustão de um recuperador de calor doméstico a biomassa | Recuperador de Calor,Dinâmica dos Fluidos Computacional,Biomassa,CFX,Simulação Numérica,Insert Stoves,Computational Fluid Dynamics,Biomass,CFX,Numerical Simulation | A crescente procura de sistemas de aquecimento residencial, que utilizam biomassa como fonte de energia, fomenta o desenvolvimento de tecnologias mais eficientes e economicamente competitivas. Além disso, as normas europeias aplicadas neste sector de atividade exigem a minimização da emissão de gases poluentes e uma melhoria das condições de combustão. Para se atingirem determinados patamares de qualidade e segurança dos equipamentos, existe um forte interesse na procura de novas formas de apoio ao projeto. Atualmente, a simulação numérica é uma das ferramentas fundamentais para o desenvolvimento e otimização de equipamentos de combustão a lenha. A presente tese foca-se no estudo da circulação do ar no interior de um recuperador de calor de uso doméstico, através de simulações realizadas em computador. Assim, pretende-se contribuir para a criação de metodologias de utilização da DFC (Dinâmica dos Fluidos Computacional) no projeto de recuperadores de calor e evidenciar as suas capacidades de conceção e desenvolvimento de novos equipamentos. O objetivo principal é realizar uma análise global do escoamento do ar e fornecer dados sobre a distribuição do ar primário e secundário no interior da câmara de combustão. Para tal, foi cedido um modelo em CAD de um recuperador de calor doméstico a biomassa e através do software comercial ANSYS CFX® foi modelado e realizada a simulação numérica ao equipamento. Partindo do modelo inicial, realizaram-se simplificações geométricas e a sua discretização em vários elementos de forma a constituir uma malha. De seguida, foram realizadas simulações utilizando o ar como único fluido presente na câmara de combustão e introduziram-se as fontes de energia térmica resultantes da combustão das cavacas de madeira. De modo a determinar os efeitos das flutuações de velocidade do escoamento e as trocas de energia radiativa que ocorrem em qualquer processo de combustão, foi aplicado um modelo de turbulência k-ε e o modelo de radiação de Monte Carlo. Apesar das dificuldades em conseguir-se uma solução precisa, devido às incertezas subjacentes ao processo de transferência de calor e à complexidade dos fenómenos de combustão, os resultados mostraram-se de algum modo fiáveis, demonstrando a capacidade da DFC em fornecer respostas credíveis do comportamento do ar no interior de recuperadores de calor a biomassa. Tornou-se desse modo evidente que no futuro, a capacidade de realizar projetos e conceber novos produtos termicamente mais eficientes e amigos do ambiente, passa pela utilização de ferramentas de apoio, como são exemplo as simulações numéricas. Dada a sua versatilidade, custo e tempo de execução reduzido, esta é uma forma eficaz de dar respostas aos atuais desafios da engenharia. | Ciências da Engenharia e Tecnologias |
26,339 | Teste de um equipamento de baixo custo para caracterização da forma de superfícies sólidas tridimensionais | Kinect,Erosão,Areia,Superfícies 3D,Relevo | Esta dissertação consiste no teste de um equipamento de baixo custo, para caracterização da forma de superfícies sólidas tridimensionais. Este equipamento, designado por Kinect, foi desenvolvido como parte da consola de jogos Xbox 360, existindo já uma versão para Windows, permitindo utilizar o Kinect em diversas aplicações, alheias à original. Após a familiarização com o equipamento e com os softwares destinados ao tratamento dos dados, executaram-se diversos testes com o objetivo de apurar a precisão e exatidão do mesmo. Destes, concluiu-se que o erro do Kinect pode ir até 4 cm. Devido às limitações encontradas, desenvolveram-se alguns métodos e algoritmos com o intuito de minimizar o erro do Kinect. Realizou-se também uma comparação com um sistema de tecnologia laser utilizado na caraterização de superfícies 3D. Por fim, aplicou-se o equipamento a uma situação real, consistindo a mesma num teste de erosão, realizado em túnel de vento, de uma pilha de areia, exposta à ação do vento. Foi assim possível analisar a viabilidade da utilização do Kinect para trabalhos futuros neste campo de investigação. Da análise de todos os testes mencionados, concluiu-se que esta tecnologia ainda não está capaz de substituir a tecnologia laser, dada a baixa exatidão e precisão dos valores de medição obtidos, mas que tem um futuro promissor em outras áreas da ciência. | Ciências da Engenharia e Tecnologias |
26,340 | Análise comparativa de regras de lançamento utilizadas no planeamento da produção por controlo de carga. | Planeamento e Controlo da Produção,Controlo de Carga,Lançamento de Encomendas,Reserva,Regras de Lançamento,Simulação,Production Planning and Control,Workload Control,Order Release,Pre-Shop Pool,Release Rules,Simulation | O Controlo de Carga é uma abordagem de Planeamento e Controlo da Produção, com aplicação em pequenas e médias empresas com produção por encomenda, as quais, na maioria dos casos, têm uma configuração do tipo Job Shop. Esta abordagem tem como objetivo controlar a carga de trabalho existente no shop floor de um sistema produtivo, de modo a monitorizar os tempos de produção e, consequentemente, as datas de entrega das encomendas. Para isso, este conceito propõe que as encomendas, antes de darem entrada no shop floor, sejam retidas numa reserva e apenas sejam lançadas a tempo de cumprir a sua data de entrega, mantendo a carga no shop floor dentro dos limites previamente estabelecidos. Deste modo, o lançamento das encomendas para o shop floor é um aspeto chave do conceito Controlo de Carga. A decisão de lançamento é composta por uma decisão de sequenciamento, que estabelece a ordem de lançamento das encomendas; e por uma decisão de seleção, que determina o critério para escolher qual encomenda a ser libertada da reserva. Este estudo evidencia a decisão de sequenciamento das encomendas, e pretende fornecer uma melhor compreensão de como a ordem de lançamento das encomendas influencia o desempenho do sistema produtivo. Para isso, recorre-se à simulação, onde são testadas quatro regras de lançamento que ordenam de forma diferente as encomendas que se encontram na reserva. Três dessas regras encontram-se descritas na literatura e a restante irá ser desenvolvida neste documento – regra de otimização. Os resultados obtidos permitem-nos concluir que a regra de otimização apresenta um desempenho bastante satisfatório, em comparação com as outras regras. Assim, este estudo mostra que o sequenciamento das encomendas na reserva influencia bastante o desempenho do sistema produtivo. | Ciências da Engenharia e Tecnologias |
26,341 | Desenvolvimento de modelos para previsão de desgaste em contactos roda/caril de veículos ferroviários | Atrito,,Carril,,Desgaste,Mecanismos de Desgaste,Modelo de Previsão de Desgaste,Roda,Rolamento/escorregamento,Friction,Rail,Wear,Wear Mechanisms,Predictive Wear Model,Wheel,Rolling-Sliding | Atualmente, a manutenção assume um carácter de extrema importância, não só a nível económico mas também a nível da segurança. Este tema associado ao setor ferroviário elucida o objetivo da presente dissertação, inserida num projeto que em vista este tema. Assim, o desenvolvimento de uma ferramenta de previsão de desgaste no contacto roda/carril surge como o objetivo principal do estudo realizado. De salientar que o presente estudo dá seguimento a estudos já realizados no âmbito do projeto “WearWheel”. Primeiramente foi realizada uma cadeia de ensaios de atrito e desgaste com contacto rolamento/escorregamento de provetes obtidos de uma roda de um veículo ferroviário e de um carril da ferrovia. Os ensaios foram executados numa máquina de discos a fim de simular o contacto roda/carril presente num troço reto da ferrovia. Com base na análise numérica dos resultados alcançados nos ensaios rolamento/escorregamento, foi desenvolvido um modelo apto a realizar a previsão da taxa específica de desgaste, consoante as condições de funcionamento impostas. Para este modelo foram considerados três parâmetros determinantes para o desgaste – velocidade linear, pressão de contacto e percentagem de escorregamento – sobre os quais se determinaram funções de peso que pudessem traduzir a sensibilidade da variação de cada um deles na taxa específica de desgaste. Estas funções de peso corrigem o valor da taxa específica de desgaste standard, adaptando-o às condições de contacto pretendidas. Comparados os valores obtidos experimentalmente com os valores obtidos pelo modelo de previsão considerando a influência de cada função de peso referente aos três parâmetros já identificados, foi possível verificar uma boa aproximação dos resultados experimentais e teóricos, que atestam a fiabilidade do método desenvolvido. | Ciências da Engenharia e Tecnologias |
26,342 | Comportamento mecânico de juntas T soldadas por fricção linear na liga AA6082 | Friction Stir Welding,Junta T,T-Lap,T-Butt,Defeitos,Friction Stir Welding,T joint,T-Lap,T-Butt,Defects | A soldadura por fricção linear (FSW), surge atualmente como um processo de ligação, de grande interesse na produção de juntas T. Estas soldaduras apresentam, frequentemente, defeitos como cavidades e linhas de óxidos, além da redução da espessura na pele da junta T. Neste trabalho estudou-se a solução para o problema de redução de espessura, a otimização da geometria de ferramenta e de parâmetros de soldadura para a obtenção de soldaduras sem defeitos e a possível melhoria do comportamento mecânico de juntas T na liga de alumínio 6082-T6. Para o efeito foram realizadas análises morfológicas, ensaios de dureza, tração e fadiga seguida de análise fratográfica, para soldaduras nos dois tipos de configuração de junta, T-Butt e T-Lap. Concluiu-se que, com a ferramenta progressiva usada na configuração T-Butt é possível eliminar a linha de óxidos e que a configuração T-Lap elimina totalmente a redução de espessura da pele. | Ciências da Engenharia e Tecnologias |
26,343 | Metal oxide nanoparticle formation through detonation - modeling evaluation | Prediction detonation products composition and properties,,Carbon,Alumina,Magnesia,Titania,,Zirconia,Powder Production,Thermodynamic Equilibria,Detonation calculations,Carbono,Alumina,Magnésia,Titania,Zircónica .,Produção de Nanopartículas,Equilíbrio Termodinâmico,Modelação e Previsão da Detonação | A produção de nanopartículas cerâmicas por detonação de emulsões metalizadas é uma alternativa importante aos métodos metalúrgicos tradicionais. O tamanho reduzido das partículas obtidas (reação a alta pressão), a fiabilidade do processo da reação (detonação), a formação de partículas em altas temperaturas na pós-detonação com arrefecimento rápido (devido à elevada velocidade de expansão adiabática dos gases) e o controlo da composição da fase condensada são as principais vantagens deste método. Este processo de fabricação inovador, Emulsion Detonation Synthesis Method (EDSM), pode ser definido como um processo de síntese em fase sólida ou gasosa, de acordo com as condições escolhidas, e destaca-se como uma técnica promissora na industrialização da produção de nanopartículas. Neste trabalho é analisada a produção de nanopartículas de Óxidos Metálicos por detonação. Estes materiais são escolhidos devido às suas excelentes propriedades, devido à coexistência de ligações iónicas e covalentes com fortes ligações, tais como: elevada dureza e resistência mecânica a temperaturas elevadas, altas temperaturas de fusão que permitem a sua introdução em aplicações de isolamento térmico e elétrico e ainda a elevada estabilidade química em ambiente adverso. Estas propriedades fazem destes materiais cerâmicos apropriados para diversas aplicações industriais. A produção de óxidos metálicos por detonação pode ser modelada através de programas termoquímicos, neste caso através do programa termoquímico THOR. Para a modelação da formação destas partículas, a temperatura de detonação é a variável mais importante de obter, tal como a concentração dos produtos, sendo considerados o principal objetivo de modelação. Por esta razão, a implementação de equações de estado (térmicas e energéticas) é essêncial, de modo a melhor definir os produtos sólidos. Assim, é necessário derivar estas equações para cada fase de material condensado nos produtos da detonação. Neste trabalho, são utilizadas as Equações Cowan & Fickett para a definição do estado térmico e uma abordagem Mie-Grüneisen com a contribuição térmica dada pelo modelo de Debye para a equação de estado energética, de modo a descrever os sólidos definidos. Estas equações caracterizam mais fielmente o comportamento da formação de partículas de óxidos metálicos (fase sólida condensada) no THOR do que as equações usadas previamente (que representavam as partículas como um gás de elevada densidade (Gordon McBride Polynomials)). Os parâmetros usados nestes modelos são conhecidos apenas para produtos extensamente estudados. Por este motivo, este trabalho centra-se na determinação destes parâmetros para a Alumina, Zircónica, Titania e Magnésia, simulando posteriormente a formação de cada um destes materiais através das equações definidas. Antes da análise da formação de óxidos metálicos na detonação foi realizado um estudo de referência através da formação de espécies condensadas de Carbono, dado o seu extenso estudo e a sua presença nos produtos de misturas reativas de materiais energéticos. A comparação destes resultados provou a validade dos modelos e métodos utilizados na derivação dos parâmetros, bem como a possibilidade de extrapolação para outras simulações. Foram analisados vários artigos com o objetivo de derivar os parâmetros referidos para cada material numa dada fase. Estas equações foram implementadas na base de dados do THOR, o que permitiu a simulação da sua formação e a comparação com os métodos anteriormente usados, provando uma melhor precisão na obtenção das temperaturas e pressões de detonação, bem como na previsão de concentração dos produtos. | Ciências da Engenharia e Tecnologias |
26,344 | Aplicação de metodologias MCF numa indústria farmacêutica | Indústria Farmacêutica,Manutenção Centrada na Fiabilidade.,Pharmaceutical Industry,Reliability Centered Maintenance. | É impossível falar de indústria sem falar de lucros e custos e falar de indústr ia farmacêutica sem falar em higiene, segurança e qualidade. Numa época em que se constata uma redução de preços de referência dos produtos farmacêuticos nomeadamente dos medicamentos, faz com que haja a necessidade de aumentar a eficiência dos processos, responsabilidade essa do setor da manutenção. Por conseguinte surgiu a necessidade de implementar a metodologia “Manutenção Centrada na Fiabilidade”, (MCF) que permite otimizar planos de manutenção de equipamentos ou sistemas, com o objetivo de reduzir custos e maximizar as suas potencialidades operacionais durante o seu ciclo de vida. O estudo desenvolvido nesta dissertação visa a implementação desta metodologia em dois equipamentos críticos do processo produtivo de uma indústr ia farmacêutica, com a finalidade de otimizar os seus planos de manutenção e compreender os riscos de segurança e ambiente das falhas dos equipamentos. O primeiro equipamento em estudo é a máquina de revestimento de comprimidos sólidos, seguindo-se o estudo do equipamento de compressão de comprimidos sólidos. | Ciências da Engenharia e Tecnologias |
26,346 | Enrolamento de anéis de aço: otimização do processo | Enrolamento,H55,Circularidade,Anéis,I-Shaped,Vform,coil,H55,circularity,rings,I-shaped,V-form | Este projeto foi desenvolvido na Mahle Componentes de motor S.A. de Portugal, onde são produzidos anéis de pistão (segmentos), e teve como objetivo a otimização do diâmetro de processamento do anel I-Shaped com perfil V-form de forma a melhorar a sua circularidade e a cota h55 junto às pontas. Para tal, procedeu-se à alteração da cota do diâmetro final, em função dos valores teóricos obtidos por uma folha de cálculo própria para este tipo de anel. Esta alteração tem uma maior relevância na fase inicial do processamento do anel, mais propiamente na fase do enrolamento e corte. Para avaliar eventuais alterações significativas na dimensão do perfil, recorreu-se ao laboratório de metrologia da Mahle Na análise dos resultados, verificou-se uma melhoria da cota h55 nas extremidades do anel. A nível de circularidade, verificou-se uma melhoria ao longo do perímetro do anel. Os resultados obtidos nas extremidades foram inconclusivos. Neste estágio foram ainda efetuadas atividades paralelas com o intuito de identificar e resolver alguns problemas existentes na linha de produção do anel de aço. | Ciências da Engenharia e Tecnologias |
26,347 | Análise do efeito do "Taper" na resistência de juntas coladas | Juntas coladas,Geometrias de juntas,Ângulos de “taper”,Roturas por adesão e coesão,Ensaios Tração,Corte,Bonded Joints,Bonding Geometries,Taper angles,Ruptures for adhesion and cohesion,Tensile,Shear testing | Este trabalho tem por objetivo estudar a influência de diferentes geometrias de colagem na resistência mecânica de juntas coladas sobrepostas. As diferentes geometrias são alcançadas com a introdução de um “taper” no adesivo ou no aderente. O trabalho visa determinar se a utilização de diferentes ângulos de “taper” (30°, 45° e 60°) altera a resistência das juntas. São ainda consideradas neste estudo juntas coladas sem modificação na geometria para servirem de referência. O adesivo utilizado é o Araldite 420 A/B e os aderentes são na liga de alumínio 5083-H111. A análise da resistência mecânica foi realizada através de ensaios de tração. Os ensaios foram realizados em máquina de tração universal e os deslocamentos captados com um equipamento de extensometria ótica que utiliza a técnica de correlação de imagem digital (DIC). Foi efetuada a análise da morfologia do adesivo após a rotura dos provetes com recurso a microscópio eletrónico de varrimento (SEM). Nos provetes sem “taper” as roturas ocorreram por falha de coesão e adesão. Na maioria dos restantes provetes testados as roturas ocorreram por falha de adesão. O sistema ótico permitiu verificar que a concentração de tensões localizou nas extremidades das juntas. A rotura, no geral, iniciou-se nas extremidades e propagou-se até ao meio da junta. Através do estudo efetuado concluiu-se que a resistência das juntas coladas aumentou apenas no caso dos provetes com “taper” em adesivo invertido. Contudo, esse aumento foi apenas na ordem de 10%. | Ciências da Engenharia e Tecnologias |
26,349 | Melhoria da previsão do fenómeno de retorno elástico em processos de estampagem multi-etapa | Retorno elástico,AutoForm,simulação multi-etapa,aços de elevada resistência,Springback,AutoForm,multi-step simulation,high strength steel | O foco deste estudo visa a melhoria da previsão do fenómeno de retorno elástico em processos de estampagem multi-etapa. A metodologia adoptada consiste em simular os vários processos a que a chapa está sujeita (embutidura, corte e dobragens) com diferentes combinações dos parâmetros numéricos disponíveis no programa AutoForm® de modo a controlar todo o processo de embutidura. O estudo considera uma chapa de um aço de alta resistência (HX) que apresenta propriedades ortotrópicas. Os parâmetros numéricos seleccionados (radius penetration, max element angle, initial element size e max refinement level) foram analisados de forma isolada, e a sua influência na previsão do retorno elástico determinada com base na comparação com a geometria nominal. A análise efectuada permitiu identificar uma forte interacção entre os parâmetros seleccionados. O posterior estudo, realizado com base na comparação dos resultados numéricos com experimentais, permitiu concluir que o parâmetro que apresenta um maior impacto é o initial element size. Os resultados indicam qua a adopção de um menor valor inicial permite obter maior precisão na previsão do retorno elástico. No entanto, tal acarreta custos de computação e espaço virtual necessário. Assim, o refinamento recomendado corresponde a um compromisso entre a precisão e o custo, e corresponde a um tamanho de elemento inicial de 5 e um nível de refinamento máximo de 5. De referir que a indústria prefere obter maior precisão na previsão do retorno elástico em detrimento do tempo computação. | Ciências da Engenharia e Tecnologias |
26,350 | Otimização da geometria inicial do esboço na estampagem de componentes cilindricos | Otimização,esboço,estampagem,estiramento,MEF,Push-pull,estratégia Logarítmica.
Optimization,blank,deep drawing,ironing,FEM,Push-pull,Logarithmic strategy. | Com a realização deste trabalho pretendeu-se testar a eficiência de algoritmos de otimização da geometria do esboço, a utilizar na estampagem de taças cilíndricas. Baseado na pesquisa bibliográfica realizada, foram selecionadas duas estratégias (estratégia Push-pull e estratégia Logarítmica) de otimização, cuja eficiência e aplicabilidade é avaliada com recurso à simulação numérica pelo método dos elementos finitos, com o programa DD3IMP. De uma maneira geral, o que o algoritmo mede é a altura do componente conformado para cada direção radial, definida em relação à direção de laminagem, e compara-a com a altura objetivo. Sempre que estas alturas são diferentes, o algoritmo corrige a forma inicial do esboço, recorrendo a uma das estratégias selecionadas. Este procedimento é repetido iterativamente até que a diferença entre o objetivo e o componente estampado se encontre dentro duma tolerância definida como aceitável. A realização deste trabalho permite inferir que a estratégia Logarítmica apresenta convergência mais rápida do que a Push-pull. No entanto, mesmo a estratégia Logarítmica é sensível à solução inicial, pelo que a convergência do algoritmo é dificultada sempre que a hipótese de deformação constante na parede do componente não se verifica. O facto de manter a pressão inicial de aperto do cerra-chapas constante não influência a velocidade de convergência. No entanto, o critério de plasticidade adotado para representar o comportamento mecânico do material pode reduzir a velocidade de convergência, caso contribua para que a hipótese de deformação constante na parede do componente não se verifique. Para além disso, o algoritmo apresentado apresenta dificuldades na otimização do esboço para a realização de estampagem com estiramento, pois o comportamento não linear da estampagem é ainda mais acentuado nesta etapa. | Ciências da Engenharia e Tecnologias |
26,351 | Análise, criação e implementação de modelo de gestão de parqueamento de ferramentas da estampagem | Ferramenta de estampagem,Layout,Gestão das zonas de parqueamento,Gonvarri,Gestão do parqueamento de ferramentas de estampagem.,Stamping tools,Layout,Management of parking zones,Gonvarri,Stamping tools parking management | Sendo as ferramentas de estampagem a base em que assenta a capacidade produtiva das empresas que atuam na área da estampagem, ressalta a relevância de uma organização adequada dos parques de ferramentas e de uma seleção cuidada do local de armazenamento de cada uma das ferramentas, o qual deve ser escolhido de modo a minimizar os custos associados à sua deslocação, a reduzir o tempo de espera das prensas para troca de ferramentas e a aumentar a eficiência dos processos de fabrico. A empresa Gestamp Aveiro, dedicada ao fabrico por estampagem de peças para o ramo automóvel, sentiu a necessidade de melhorar o modo como atualmente faz a gestão dos seus parques de ferramentas de estampagem. É nesta sequência que surge o trabalho que serve de base a esta dissertação. Foi definido como objetivo o desenvolvimento de um modelo de gestão automatizada dos parques de ferramentas da empresa Gestamp Aveiro. Estas zonas de parqueamento têm como finalidade armazenar todas as ferramentas de estampagem pertencentes às instalações da empresa. A alteração das necessidades de produção, em simultâneo com a elevada quantidade de ferramentas e as suas inúmeras características, torna a gestão dos armazenamentos um processo complexo associado a muitas restrições e condicionantes. O desenvolvimento do modelo consistiu, essencialmente, na definição de regras e procedimentos de parqueamento para que posteriormente fosse desenvolvida uma ferramenta informática baseada nesses mesmos princípios. A ferramenta de apoio à decisão criada tem como essência fundamental a proposta de Layouts dos parques de forma rápida e eficaz. Como resultado deste trabalho foi projetado um modelo de gestão dos parques de ferramentas da Gestamp Aveiro, o qual foi implementado num programa, implementado num “livro” Excel através do Microsoft Visual Basic for Applications, capaz de antecipar as flutuações das necessidades de produção e garantir uma proposta que tende para a otimização dos processos e com o intuito de diminuir os custos associados às diferentes atividades da empresa, como por exemplo, o transporte de ferramentas para a produção de peças metálicas por estampagem. | Ciências da Engenharia e Tecnologias |
26,353 | Avaliação do comportamento estrutural de um espigão de selim em material compósito | Elementos finitos,espigão de selim,materiais compósitos,cortiça,frequências de vibração,Finite elements,bicycle’s seat post,composite materials,cork,natural frequencies | Este trabalho tem como objectivo fazer uma análise do comportamento estrutural de espigões de selim de bicicletas, um deles é fabricado em alumínio e o outro em fibra de carbono, e avaliar as alterações produzidas pela inserção de um composto de cortiça no seu interior. A geometria CAD aproximada de um espigão de selim foi gerada recorrendo ao programa Autodesk Inventor 2014 sendo, posteriormente, exportada para o programa de elementos finitos ADINA, onde foram inseridas as propriedades dos diferentes materiais e realizadas simulações para obter as frequências de vibração. Por fim, é feita uma avaliação da variação das frequências de vibração dos espigões após a inserção do composto de cortiça no interior do tubo de selim. Após as várias simulações numéricas e análise dos resultados, conclui-se que a inserção da cortiça provoca uma diminuição na frequência de vibração do espigão de selim. Esta diminuição deve-se ao aumento de massa provocado pelo composto de cortiça. | Ciências da Engenharia e Tecnologias |
26,354 | Avaliação numérica do alongamento ósseo de uma mandíbula humana | Distrator mandibular robotizado,Distrator mandibular dento suportado,Distração osteogénica,alongamento mandibular,Método dos Elementos Finitos | Pretende-se com este trabalho analisar o comportamento estrutural de um distrator mandibular dento suportado e a sua influência na mandíbula durante o processo de distração osteogénica. A distração osteogénica é um processo de formação de novo tecido ósseo entre dois segmentos ósseos, previamente seccionados, que são progressivamente separados por tração. Através da aplicação de um distrator, neste caso mandibular e dento suportado, é imposta tração contínua e lenta que origina tensões no calo ósseo e assim estimula a formação de novo osso. Destacam-se três fases principais do trabalho e, consequentemente, a utilização de três programas informáticos diferentes: PATRAN, SOLIDWORS e ADINA. Inicialmente, utilizando o programa PATRAN e dois ficheiros CAD pré-existentes, procedeu-se à montagem de 16 dentes numa mandíbula desdentada. Posteriormente, recorrendo ao programa SOLIDWORKS, efetuou-se a montagem dos distratores na mandíbula completa e, por fim, com recurso ao método dos elementos finitos, utilizando o programa ADINA, analisou-se o comportamento estrutural do distrator e a sua influência no comportamento da mandíbula. Neste trabalho, consideraram-se doze estudos diferentes, com o objetivo de verificar o comportamento do distrator, avaliar o deslocamento mandibular máximo e as tensões que surgem no conjunto e analisar a influência que as propriedades mecânicas escolhidas para os dentes têm no comportamento do modelo. Os resultados obtidos mostram que as tensões geradas são bastante elevadas e que o material do distrator é incapaz de as suportar, o deslocamento imposto é inferior ao valor do deslocamento máximo que se obtém na mandíbula e que as propriedades mecânicas dos dentes influenciam o comportamento do modelo. | Ciências da Engenharia e Tecnologias |
26,357 | Projecto e construção de um sistema de roda livre de baixo binário de atrito para a roda traseira de um veículo automóvel de elevado desempenho energético | Eficiência energética,Veículo,Sistema de roda livre,Atrito de rolamento,Energy efficiency,Vehicle,Freewheel system,Rolling resistance | Este trabalho tem como objetivo aumentar a eficiência energética de um veículo automóvel de elevado desempenho energético, protótipo XC20i do Eco Veículo, através do desenvolvimento de um sistema de roda livre de baixo atrito de rolamento para a sua roda traseira. O presente trabalho inicia-se por um estudo do sistema de roda livre já existente no Eco Veículo, de modo a compreender o seu funcionamento e identificar as possíveis alterações para alcançar o objetivo pretendido, através de um desenho pormenorizado 3D de cada um dos componentes que constituem o sistema. De seguida, é feito um estudo espacial dos vários conceitos possíveis para realizar o sistema de roda livre que melhor se adapta ao veículo em questão, tendo em conta aspetos como redução de atrito de rolamento, peso do veículo e condutor, componentes fáceis de fabricar, entre outros variados aspetos. Posteriormente, é feita uma simulação de modelação do atrito do sistema, bem como uma análise estrutural por elementos finitos, de modo a avaliar níveis de tensão e deformação. O trabalho termina com a medição experimental do desempenho do veículo, depois de feitas a assemblagem dos componentes do sistema e a sua montagem no veículo. | Ciências da Engenharia e Tecnologias |
26,360 | Estudo de acumulação sazonal de calor para incremento do aproveitamento de energia solar térmica em sistemas domésticos | Acumulação de calor,acumulação sazonal de energia,sistemas solares térmicos,energia solar,fração solar,TRNSYS,Heat accumulation,seasonal accumulation of energy,solar thermal system,solar energy,solar fraction,TRNSYS | Este trabalho tem como objetivo a conceção e estudo de diferentes configurações de sistemas solares térmicos domésticos para promover a acumulação sazonal de calor, que poderá contribuir, de alguma forma, em ajudar no desenvolvimento de técnicas sustentáveis de otimização de utilização energética, de uma forma limpa e inesgotável. São idealizados três sistemas solares para uma residência familiar de quatro pessoas: sistema solar térmico com carregamento apenas do “depósito solar”, sistema solar térmico de carregamento dos depósitos em série e sistema solar térmico de carregamento dos depósitos em paralelo. As configurações definidas serão implementadas no programa de simulação TRNSYS para teste e pós-processamento de resultados, com vista a identificar a solução que permite atingir, em termos anuais, a maior fração solar e, deste modo, reduzir o consumo de energia não renovável pelo sistema de apoio. Ao longo das simulações serão variadas as áreas de coletores desde 4 m2 até 10 m2 bem como a capacidade de volume de acumulação desde 600 a 1900 litros. Concluiu-se que o sistema solar térmico com maior capacidade em satisfazer as necessidades de consumo anuais utilizando menor quantidade de energia auxiliar e, por conseguinte, o sistema com maior fração solar, foi o sistema solar térmico com carregamento apenas do “depósito solar” para 10 m2 de área de coletores e um volume total de acumulação de 1900 litros. Chegou-se também à conclusão que, para menor volumes totais de acumulação, o modelo que potência a maior fração solar é o sistema solar térmico de carregamento dos depósitos em paralelo. | Ciências da Engenharia e Tecnologias |
26,361 | Desempenho das ferramentas cfMesh e snappyHexMesh para geração da malha em torno de perfis alares | cfMesh,snappyHexMesh,gerador de malha,OpenFOAM,CFD,NACA 0018,cfMesh,snappyHexMesh,mesh generator,OpenFOAM,CFD,NACA 0018 | O objetivo do trabalho apresentado é o estudo da eficiência do gerador de malha cfMesh na criação da malha em torno de um perfil alar, NACA 0018. Os geradores de malha são, tal como o nome indica, responsáveis pela geração da malha usada nos estudos de dinâmica dos fluidos computacional (CFD). Este gerador, ou algoritmo, é relativamente recente mas que segundo alguns estudos, este apresenta resultados interessantes na forma como gera a malha em torno de um perfil alar. Para comprovar a eficiência deste algoritmo foram efetuados cálculos das características aerodinâmicas no software livre OpenFOAM e comparadas com as características já conhecidas deste perfil (obtidos experimentalmente). Para além da comparação dos valores experimentais, foram ainda calculados e comparados com os valores obtidos com um gerador de malha diferente, o snappyHexMesh, com o objetivo de verificar as diferenças obtidas nos cálculos efetuados com diferentes malhas. | Ciências da Engenharia e Tecnologias |
26,362 | Segmentação e reconhecimento de gestos da mão humana | Gestos,Leap motion,Segmentação e reconhecimento de gestos,Redes Neuronais Artificiais (ANN),Modelo Oculto de Markov (HMM),Robô | Os robôs industriais têm vindo a ter um papel importante no sector industrial. A sua abrangência às pequenas e médias empresas (PMEs) é importante, mas a complexidade da programação é um grande entrave. Esta necessita de técnicos especializados, e no caso da programação offline exige um grande investimento em programas informáticos e um longo período de treino até que se consiga uma utilização eficiente. No sentido de naturalizar a interacção com os robôs tem existido ao longo dos últimos anos um grande esforço relativamente ao desenvolvimento de interfaces Homem-robô (HRI). Esta dissertação pretende contribuir para essa investigação, sendo essa interacção efectuada recorrendo aos gestos da mão humana. São considerados vários gestos, tanto estáticos como dinâmicos, e quando estes são reconhecidos, é dada uma ordem de operação ao robô. Ou seja, o robô executa a operação desejada com um gesto executado pelo utilizador. O reconhecimento dos gestos estáticos e dinâmicos é feito recorrendo a dois métodos diferentes. Para o reconhecimento de gestos estáticos recorre-se a uma rede neuronal artificial (ANN) enquanto que para o reconhecimento de gestos dinâmicos utilizam-se modelos ocultos de Markov (HMMs). Estes métodos mostram que são adequados neste tipo de aplicações, obtendo-se uma taxa de reconhecimento global de 99,83%, num grupo de 12 gestos estáticos, e 94,20%, num grupo de 10 gestos dinâmicos, efectuados pelo mesmo utilizador que gerou os dados de treino e aprendizagem. Para um utilizador diferente verifica-se uma taxa de reconhecimento global de 99,75% e 93,60%, respectivamente. Com o sistema proposto torna-se assim possível que um utilizador interaja com um robô industrial de forma mais intuitiva e natural. Assim o utilizador pode operar um robô, através de gestos, fazendo com que este execute movimentos, guarde posições, voltar a posições previamente guardadas, programar ciclos de trabalho, entre outras tarefas relevantes à empresa onde está inserido | Ciências da Engenharia e Tecnologias |
26,364 | Avaliação das vibrações induzidas ao sistema mão-braço na prática desportiva | Ciclismo,Corpo humano,Prevenção,Saúde,Vibrações,Cycling,Health,Human body,Prevention,Vibrations | Nem sempre é comum associar a prática de desporto à engenharia e tão pouco é viável comparar o corpo humano a qualquer engenho do tipo mecânico. No entanto, desporto e engenharia convergem num novo domínio de investigação - a engenharia no desporto. Estudos revelam a importância de trabalhar e exercitar o corpo humano com fins terapêuticos no que diz respeito à prevenção de lesões futuras, admitindo-se que o decréscimo da sedentariedade no quotidiano de um ser humano promove o aumento da esperança média de vida. Mas, será que os referidos ganhos são tão lineares quanto parecem? A verdade, nua e crua, reside no facto de toda e qualquer atividade, quando levada ao limite, ter os seus efeitos nefastos. Assim, associado à prática de qualquer desporto existe sempre um risco de ocorrência de lesões futuras, tipicamente relacionadas com as vibrações induzidas. Deste modo, eleva-se cada vez mais a necessidade de estabelecer uma norma internacional que sirva de padrão para o estudo do corpo humano como um todo, ao invés de o tratar como um produto de engenharia. Na presente dissertação é apresentada uma avaliação biomecânica que pretende desmistificar o efeito das vibrações, nos sistemas mão-braço e corpo inteiro, na prática de um desporto centenário como é o caso do ciclismo sendo que se estende a análise aos domínios do ciclismo de estrada (com segmentos de BTT), ciclismo de pista e ao treino de um atleta em rolos. O estudo compreende a utilização das normas internacionais ISO 5349 e ISO 2631, associadas ao estudo da vibração mão-braço (VMB) e da vibração corpo inteiro (VCI) respetivamente, sendo que os valores obtidos são comparados com dados de referência internacional, indicados pela diretiva nº2002/44/CE, atualmente em vigor no território nacional. O método experimental adotado consistiu na instrumentação da bicicleta, com a colocação de um acelerómetro no guiador para avaliação do sistema mão-braço e posteriormente no selim para aquisição de valores de aceleração de forma a avaliar o efeito das vibrações no corpo inteiro. Os principais resultados e conclusões deste trabalho indicam que, facilmente são ultrapassados os valores diários recomendados de exposição à vibração de tal modo que, a ocorrência de impactos e vibrações transientes conduz a uma elevada solicitação musculosquelética do praticante de ciclismo, nomeadamente ao nível de ombros, braços, punhos, joelhos, e coluna vertebral. Contudo, a exposição de um atleta, num dado desporto, a estas condições não é diária, devendo ser considerado um fator de recuperação, inerente ao período em que este não é exposto. No entanto a literatura científica não reúne dados suficientes para tratar essa ponderação de forma exímia pelo que não se considera esse parâmetro no presente estudo. | Ciências da Engenharia e Tecnologias |
26,366 | Controlo dimensional de placas em aço AISI 1045 no ciclo de produção | Placas em aço AISI 1045,Decapagem,HVOF,Revestimento,Controlo Dimensional,Steel plate AISI 1045,HVOF,Coating,Blasting,Dimensional control | O tema da presente dissertação “Controlo dimensional de placas de aço AISI 1045 no ciclo de produção” decorreu do estágio realizado na TEandM, Tecnologia e Engenharia de Materiais S.A., e corresponde ao desafio e à necessidade desta empresa em otimizar a linha de produção de revestimentos por High Velocity Oxy-Fuel, HVOF. A aplicação de revestimentos duros do tipo WC-Co em placas, a utilizar na indústria automóvel para prensagem de pós metálicos, originava empenamentos que excediam aproximadamente 80% do valor máximo admissível. Assim o objetivo deste trabalho é minimizar o valor do empeno que terá de ser inferiores a 0,15mm. Para tal, foi efetuado o controlo dimensional de placas no seu ciclo de produção. O processamento pela TEandM engloba três passos sequenciais, a saber: i) Tratamento térmico de cura de material polimérico usado na proteção de furos; ii) Decapagem mecânica por jato abrasivo de uma superfície da placa; iii) Deposição de revestimento com espessura de 5mm, na superfície previamente decapada. Das 11 placas estudadas, com geometrias e estados de admissão (novas ou usadas) diferentes, conclui-se que deveria utilizar-se apoios rígidos e valores de pressão elevados durante a etapa de decapagem. Desta forma, o empenamento obtido, em forma convexa, seria compensado pelo empeno, em forma concava, após deposição do revestimento. O melhor resultado foi obtido para a placa 9 que exibiu empeno nulo após ciclo de produção. | Ciências da Engenharia e Tecnologias |
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