REPOSITÓRIO P.PORTO
Repositório Científico do Politécnico do Porto
Entradas recentes
Metodologia de avaliação do LCOE em cenários de expansão da eólica offshore
Publication . JESUS, MAFALDA FRANCISCA FONSECA DIAS DE; Nogueira, Teresa Alexandra Ferreira Mourão Pinto
O presente trabalho, desenvolvido no âmbito da Unidade Curricular “Dissertação/Estágio”, tem
como objetivo a avaliação económica de projetos de energia eólica offshore flutuante, no
contexto da transição energética. É realizado um enquadramento da energia eólica offshore a
nível europeu, incluindo a evolução do mercado, o contexto político, as principais soluções
tecnológicas e as componentes de custo: Development Expenditure (DEVEX), Capital
Expenditure (CAPEX), Operational Expenditure (OPEX) e Decommissioning Costs (DECOM).
A metodologia de cálculo do Custo Nivelado de Energia (LCOE) baseia-se numa abordagem de
Fluxo de Caixa Descontado (DCF) e foi implementada em ambiente Microsoft Excel. O modelo
integra as principais componentes técnico-económicas do projeto, especialmente os custos
CAPEX, OPEX, Produção Anual de Energia (AEP) e parâmetros financeiros.
A metodologia assume um caráter paramétrico, possibilitando a análise de sensibilidade ao
impacto isolado de variáveis-chave, como a distância à costa, a profundidade da água e a
potência instalada, constituindo assim uma ferramenta de apoio à avaliação económica de
projetos eólicos offshore. A sua aplicação a diferentes cenários evidenciou que a distância à
costa constitui o principal fator de aumento do LCOE, podendo originar variações superiores a
40 €/MWh, enquanto a profundidade apresenta um impacto moderado. Por outro lado, o
aumento da potência instalada permite reduzir o LCOE em cerca de 15 a 17 €/MWh, refletindo
o efeito das economias de escala.
Os resultados demonstram que os projetos de energia eólica offshore flutuante apresentam,
nas condições atuais, custos superiores aos preços de mercado, evidenciando a necessidade de
mecanismos de apoio e evolução tecnológica para garantir a sua viabilidade económica. Este
trabalho contribui para a compreensão dos principais fatores que influenciam o custo da
energia offshore e apoia a tomada de decisão no planeamento e desenvolvimento de projetos
no contexto da transição energética.
Análise e melhoria da evacuação de uma empresa industrial no contexto da Indústria 4.0 usando simulação
Publication . MACHADO, MARCELO; Ferreira, Luís Carlos Ramos Nunes Pinto
A presente dissertação tem como ponto focal a avaliação e sugestão de melhoria, numa
unidade de fabricação de artefactos plásticos, dos processos de evacuação de emergência, com
a utilização de ferramentas de simulação e do conceito de gémeos digitais no âmbito da
Indústria 4.0. O objetivo principal consistiu em analisar o comportamento do fluxo dos
ocupantes e identificar estrangulamentos na estrutura da edificação e na infraestrutura fabril
sob cenários de evacuação de emergência. Metodologicamente, efetuou-se o levantamento e
o mapeamento das instalações, cujos dados serviram de base para a modelação computacional
e parametrização de cenários dinâmicos. Os resultados obtidos evidenciaram o impacto crítico
dos desníveis, dos lanços de escada e da configuração do mezanino nos tempos totais de
desocupação e nas distâncias percorridas pelos ocupantes. A discussão dos dados permitiu
validar a eficácia dos modelos virtuais enquanto instrumentos preditivos de apoio à tomada de
decisão operacional. Conclui-se que a metodologia adotada fornece uma abordagem robusta
para mapear pontos de estrangulamento, rotas alternativas e mitigar riscos de forma a garantir
uma resposta segura na salvaguarda de vidas humanas em ambientes de elevada complexidade
fabril, contribuindo para a formação e treino de equipas de segurança contra incêndio e de
evacuação.
Sistema de recomendação por similaridade técnica para reutilização de projetos: Aplicado ao setor dos elevadores
Publication . MATEUS, MARCO DANIEL SOARES; Bastos, João Augusto de Sousa
A reutilização de conhecimento técnico constitui um desafio central em ambientes Engineerto-
Order, onde cada projeto é concebido à medida das necessidades específicas do cliente. No
setor dos elevadores, a incapacidade de recuperar projetos anteriores traduz-se em retrabalho,
tempos de resposta elevados e fraca capitalização do conhecimento acumulado. A presente
dissertação tem como objetivo desenvolver e validar, em contexto industrial real, um sistema
de recomendação por similaridade técnica aplicado à reutilização de projetos de elevadores. O
trabalho seguiu uma metodologia de investigação-ação. O diagnóstico inicial revelou que o
conhecimento técnico se encontrava já estruturado no sistema de gestão da empresa, embora
inacessível na prática, o que reorientou o problema para a exploração inteligente desses dados.
Cada projeto foi modelado através de 56 parâmetros técnicos organizados em 6 grupos
funcionais, comparados através do coeficiente de similaridade de Gower, com normalização
das variáveis e ponderação derivada por análise hierárquica. Foi ainda desenvolvida uma análise
do portefólio sob a forma de um grafo, com deteção de comunidades. A validação demonstrou
uma redução do tempo de identificação de projetos relevantes de 25 minutos para cerca de 4
minutos, com uma precisão aproximada de 90%, confirmando o valor operacional da solução.
Avaliação do ciclo de vida da recuperação de black mass de baterias de iões de lítio em fim de vida
Publication . MARQUES, MARIA EDUARDA SAMPAIO FERNANDES SOUSA; Correia, Maria Manuela Barbosa; Mata, Teresa Margarida Correia de Poço; Martins, António Augusto Areosa
The growing adoption of Lithium-ion Batteries (LiBs) in electric vehicles, portable electronics, and
energy storage systems has intensified concerns regarding the sustainable management of end-oflife
batteries and the recovery of critical raw materials. In this context, recycling plays a key role in
supporting resource security, reducing environmental impacts, and promoting circular economy
strategies.
This master’s thesis presents a Life Cycle Assessment (LCA) of black mass production from spent
lithium-ion batteries at the Eneris B&R recycling facility (Żarki, Poland). The study focused on the
mechanical pretreatment process and the generation of black mass, a secondary material rich in
valuable metals such as lithium, cobalt, nickel, manganese, copper, and aluminum. The assessment
was conducted using primary industrial data collected from the facility and complemented with
background datasets from the Ecoinvent v3.12 database. The methodology followed the
requirements established by ISO 14040 and ISO 14044 standards and was implemented using
SimaPro software. The Environmental Footprint (EF 3.1) impact assessment method was applied to
evaluate thirteen environmental impact categories.
The functional unit was defined as the production of 1 kg of dry black mass, and the system
boundary was limited to the gate-to-gate recycling operations, including collection and sorting,
battery discharge, dismantling, shredding, evaporation and drying, and mechanical separation. The
environmental assessment identified electricity consumption as the dominant environmental
hotspot, representing the largest contribution across most impact categories, including climate
change, freshwater ecotoxicity, fossil resource use, acidification, photochemical ozone formation,
particulate matter formation, and human toxicity. Mechanical separation was identified as the most
environmentally intensive stage, followed by shredding, and evaporation and drying. Together,
these three operations accounted for approximately 80–90% of the environmental impacts across
most categories.
In addition to energy consumption, the treatment of electrolyte-derived streams was identified as
a relevant secondary hotspot. Electrolyte losses, volatile organic compounds (VOCs) emissions, and
condensed VOC streams contributed significantly to several impact categories, particularly climate
change and freshwater ecotoxicity, highlighting the importance of effective electrolyte recovery and
emission management systems.
To evaluate potential improvement opportunities, a scenario analysis was performed comparing the
existing Polish grid electricity mix with a photovoltaic (PV) electricity scenario. The results
demonstrated substantial environmental improvements associated with renewable electricity use,
including reductions of 91.0% in climate change impacts, 94.7% in freshwater eutrophication, 89.8%
in acidification, and 89.3% in fossil resource use. However, the PV scenario resulted in higher
impacts for mineral and metal resource use due to the material requirements associated with PV
system manufacturing.
Overall, the results demonstrate that the environmental performance of black mass production is
primarily driven by energy-related inputs. Consequently, improvements in energy efficiency,
optimization of compressed-air systems, enhanced electrolyte recovery, and the integration of
renewable electricity sources represent the most promising strategies for reducing the environmental impacts of lithium-ion battery recycling. Furthermore, the study contributes to the
development of environmental datasets for battery recycling processes and supports the
implementation of sustainability reporting frameworks such as the Digital Battery Passport and
broader European circular economy initiatives.
Aplicação de metodologias Lean na redução de WIP numa fábrica de equipamentos para automação logística
Publication . CARVALHO, JOÃO PEDRO SILVA; Costa, Eduardo José Rego Gil da
A presente dissertação foi elaborada no âmbito do estágio curricular desenvolvido na Körber
Supply Chain PT, S.A, empresa fabricante de soluções de automação logística, e tem como
objetivo quantificar e reduzir o Work in Progress (WIP) na área da logística interna recorrendo
a ferramentas Lean. A metodologia adotada foi a Model for Analysis of Process Improvement
and Control (MAPIC), que se destaca das metodologias tradicionais por incorporar uma
validação técnica e financeira das ações propostas previamente à sua implementação. Após a
deteção e análise de três problemas evidentes em processos desenvolvidos na Körber,
nomeadamente a danificação de materiais rececionados, existência de riscos ergonómicos e de
segurança e incorreta utilização do layout, identificou-se que a causa raiz transversal aos três
problemas é o excesso de WIP. Recorrendo a ferramentas Lean, como o Value Stream Mapping
(VSM), o waste map, o diagrama de Ishikawa e os 5 Porquês, foram formuladas e
implementadas ações de melhoria de modo a quantificar e reduzir o WIP, entre elas a
adaptação do layout, a normalização de processos e a diminuição do tempo de tarefas. Os
resultados demonstram uma redução de 60,6% do WIP (de 76,77 m² para 46,5 m²), um
aumento de espaço disponível para receção de material de 17,28 m² para 49,20 m². Além disso,
denotou-se também um aumento da classificação de 5S na zona da logística interna e um
aumento de eficiência de 39,75%. A validação da implementação das ações demonstrou que as
ferramentas Lean utilizadas resultaram num impacto significativo na melhoria contínua na área
da logística interna da Körber.