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- Estudo da combustão num motor de combustão internaPublication . MONTEIRO, SIMÃO PEDRO COSTA; Ribeiro, Leonardo Jose da SilvaO mundo hodierno enfrenta desafios urgentes, entre os quais se destaca a dependência energética associada a elevadas emissões poluentes. O setor dos transportes, particularmente resistente à transição energética, é um dos mais críticos. Neste contexto, este trabalho investiga o uso de misturas de combustível com diferentes proporções, em volume, de metano e hidrogénio em motores que operam segundo os ciclos teóricos de Otto e Atkinson. Foram analisadas as emissões de monóxido de carbono (CO), dióxido de carbono (CO2) e monóxido de azoto (NO) em função de diferentes razões de compressão (Otto) e de expansão (Atkinson), considerando variações na composição do combustível e na quantidade de ar admitida. A modelação teórica baseou-se no cálculo do equilíbrio químico via folha de cálculo em Excel, para compreensão do processo de combustão, complementada por simulações de cinética química realizadas através de uma rotina de cálculo escrita em linguagem Python, permitindo acompanhar a formação e destruição de poluentes durante a expansão. A formação de NO foi estimada pelo método de Zeldovich. Os resultados indicam que temperaturas e pressões mais baixas reduzem as emissões. Combustíveis com menor poder calorífico produzem menos poluentes. Maior teor de metano aumenta as concentrações de CO, CO2 e NO, devido ao incremento energético e disponibilidade do carbono para reação. O aumento de ar admitido reduz a temperatura e a formação de CO em detrimento do CO2. Com a diminuição da quantidade de ar verifica-se o inverso. Elevadas quantidades de ar promovem menor temperatura e conseguinte menor formação de NO após a combustão, mas no fim da expansão, devido à maior presença de oxigénio, são as misturas com maior excesso de ar que apresentam maior concentração de NO. As razões de compressão e expansão influenciam apenas as concentrações na medida em que afetam o volume da câmara de combustão, sem alterar as quantidades molares totais.
- Desenvolvimento de fibras proteicas por wet spinningPublication . OLIVEIRA, CATARINA FILIPA PINTO; Silva, Paulo Alexandre Pereira daO presente trabalho teve como objetivo o desenvolvimento de fibras proteicas por wet spinning. Numa primeira fase, utilizou-se gelatina comercial com o objetivo de encontrar os parâmetros ideais à produção de fibras, como a temperatura e o tipo de solvente a serem utilizados. Numa segunda fase, utilizou-se aparas de couro bovino acabado para produzir fibras proteicas, como estratégia de valorização de resíduos da indústria do curtume. A utilização de uma solução de gelatina comercial a 10 % em dimetilsulfóxido processada por wet spinning permitiu produzir fibras, cuja estabilidade estrutural foi melhorada pelo pós-tratamento térmico (30 °C, 200 mbar, 24 h), atuando como crosslinking físico. Ensaios de tração indicaram que as fibras suportaram, em média, uma força máxima de 106 cN, com alongamento médio de 3,3 %. A caracterização das aparas de couro revelou valores de pH de 4,19, teor de humidade de 8,96 %, gordura de 8,34 %, cinzas de 6,80 % e proteínas de 55,9 %. A análise de metais quantificou um teor de crómio de 1,44 % e de alumínio de 0,044 %, o que sugere que o material foi submetido a curtimento com sais de crómio, possivelmente seguido de recurtume leve com sais de alumínio. O colagénio foi extraído das aparas de couro por hidrólise alcalina, com hidróxido de sódio, 6 % (m/m), a 72 °C durante 6 horas, seguido de filtração, neutralização com ácido sulfúrico a 98 %, diálise e liofilização (-80 °C; 0,100 mbar), resultando num extrato proteico com 42,5 % de proteínas e 7,53 % de cinzas. O extrato proteico foi dissolvido nas condições otimizadas para a gelatina comercial. Contudo, ao contrário do que aconteceu com a gelatina, não foi possível a formação de fibras, a partir deste extrato. Com este trabalho ficou claro que a obtenção de fibras proteicas a partir de couro acabado é um objetivo complexo. Para atingir esse objetivo será necessário melhorar os processos de extração e purificação. A complexidade da matéria-prima (material polimérico reticulado com metais pesados e presença de vários produtos de acabamento) pode gerar entraves significativos no que respeita à conversão do couro acabado em fibras proteicas.
- Desenvolvimento de um sistema de aprendizagem em automação industrialPublication . AZEVEDO, INÊS SILVA; Pereira, Filipe Alexandre de Sousa; Santos, Adriano Manuel de AlmeidaAs aplicações de automação na educação facilitam o processo de aprendizagem em diversos setores, desempenhando um papel crucial na formação de profissionais da área. Este projeto consistiu no desenvolvimento e implementação de uma bancada didática em automação, integrada com múltiplas tecnologias da Indústria 4.0 num único sistema modular e acessível, ainda pouco explorado em soluções comerciais e académicas, com o objetivo de apoiar o ensino e a aprendizagem. O sistema foi desenvolvido para colmatar lacunas identificadas noutros sistemas de aprendizagem, tanto comerciais como de instituições de ensino. A sua avaliação foi realizada através de exercícios práticos e inquéritos a utilizadores. Os resultados demonstram que a bancada constitui uma ferramenta eficaz para o ensino em automação industrial, adequada para apoiar utilizadores iniciantes e, simultaneamente, motivadora para utilizadores mais experientes. Assim, o trabalho evidencia que a solução desenvolvida destaca-se como uma alternativa mais completa e acessível, capaz de ampliar as oportunidades de ensino em automação industrial.
- Projeto de uma tampa flange para motores elétricos de indução trifásica para atmosferas explosivasPublication . ROCHA, DIOGO MENDES DA; Campilho, Raul Duarte Salgueiral Gomes; Silva, Francisco José Gomes daAs indústrias relacionadas com atmosferas explosivas (ATEX) estão em constante crescimento, exigindo a procura contínua por melhorias tecnológicas, industriais e logísticas. Setores como o petroquímico e mineração são cruciais para a economia global, pelo que as empresas responsáveis por fornecer os meios para garantir o funcionamento destas indústrias são um dos pontos centrais para garantir a sua estabilidade, nomeadamente o setor de fabrico de motores elétricos, aptos a operar neste tipo de atmosferas. O trabalho desenvolvido surge no âmbito do desenvolvimento de uma nova gama de motores elétricos habilitados a operar em zonas ATEX, desenvolvida pela empresa WEGeuro S.A.. O principal objetivo consistiu no desenvolvimento do projeto mecânico de uma tampa flange para a nova gama, de modo a permitir aumentar os cenários de utilização dos motores desenvolvidos, dada a possibilidade de esta peça permitir posições de trabalho tanto horizontais como verticais. O foco foi desenvolver uma peça obtida a partir de fundição, em ferro fundido FC-250, de modo a rentabilizar a sua produção em massa. Seguindo uma metodologia Six Sigma, seguindo o método DMADV, que visa minimizar os defeitos, procurou-se a maior otimização possível do modelo desenvolvido, com validação final por análise numérica, com recurso ao software ANSYS. Como resultado do trabalho desenvolvido, foram garantidos os coeficientes de segurança e foi otimizada a sua forma, obtendo uma redução de peso de cerca de 25%, em relação ao modelo existente. Este produto deverá trazer mais competitividade aos motores desenvolvidos pela WEGeuro, de modo que ganhe um papel de maior relevância dentro das indústrias que operam em áreas ATEX.
- Avaliação da atividade antioxidante de maltes, lúpulos e cervejas artesanaisPublication . Araújo, Daniela Lopes; Pinho, Claúdia Marta Libreiro de; Oliveira, Ana Isabel de Freitas Tavares deA cerveja é uma bebida consumida mundialmente, contendo malte e lúpulo com atividades biológicas, nomeadamente atividade antioxidante. Discutir informação quanto à atividade antioxidante dos maltes, e avaliar, in vitro, a capacidade antioxidante de cervejas artesanais e industriais portuguesas e matérias-primas. A 1ª parte consistiu numa revisão clássica com discussão da atividade antioxidante de maltes, recorrendo às bases de dados PubMed® e Scopus®, utilizando palavras-chave como “malt” e “antioxidant activity”. Incluiu-se revisões e estudos in vitro, escritos em inglês e português, sem limite temporal. A 2ª parte consistiu num estudo experimental com avaliação, in vitro, da atividade antioxidante, pelo ensaio do radical 2,2-difenil-1-picril-hidrazilo (DPPH); ensaio de neutralização do ácido2,2’-azino-bis(3-etilbenzotiazolina-6-sulfónico (ABTS), e atividade quelante de metais (MCA), de extratos aquosos e hidroalcoólicos, de malte (Chocolate, Munich type I, Vienna), lúpulo (Citra, Mosaic, Saaz), de cervejas artesanais (IS-N e BP-N) e uma industrial (SB-S). O lúpulo apresentou melhores resultados, com valores de IC50 ‹50 µ/mL (ex: 7,4±0,2 µg/mL, extrato hidroalcoólico, DPPH). Apesar da baixa atividade antioxidante demonstrada, destaca-se a cerveja IS-N. No geral, as amostras hidroalcoólicas demonstraram um maior potencial antioxidante. As cervejas constituem uma fonte antioxidantes naturais, cuja composição apresenta variações dependendo da produção e matérias-primas.
- Monitoring of firefighters workload with wearable sensors: Analysing technologies, strengths, and constraints of chest-strap devicesPublication . Machado, Ana Sofia Torres da Silva; Rodrigues, Matilde AlexandraFirefighters, in the course of their duties, are exposed to various risks. Particular attention has been given to the physical and mental workload to which they are subjected. However, it is also important to note that these factos contribute to the risk of cardiovascular events. In this contexto, wearable chest-strap sensors have emerged as promising tools for real-time monitoring of physiological parameters in highly demanding work environments. This study examines the role of chest sensors in protecting the health of emergency professionals, particularly firefighters, by evaluating the current state of this wearable technology for monitoring cardiac variables. To this end, a systematic literatures review was conducted, identifying and critically analysing chest-strap wearable devices used in scientific studies, as well as their advantages and limitations. The literature review was carried out using the PubMed, Scopus, Web of Science and ScienceDirect databases, covering publications from the past 10 years. The inclusion criteria were defined using the PICO strategy, and the methodological quality os 32 eligible studies was assessed using the Mixed Methods Appraisal Tool. The most frequently analysed devices were the Polar H10 and the Zephyr BioHarness 3.0. The sensors demonstrated high reliability, with strong correlations with electrocardiography, particularly under resting conditions or during loght to moderate physical activity. They allow for the collection of variables such as heart rate variability, heart rate, R-R interval, and analysis of the electrocardiographic waveform morphology. However, several importante limitations were identified: accuracy can be compromised by motion artefacts, incorrect strap placement, excessive sweating, and deterioration of the skin-electrode interface. It was also observed that the sensors analysed do not carry Conformité Européenne (CE) or Food Drug Administration (FDA) certification for clinical use, being generally marketed as wellness or fitness devices. Most of the studies were conducted in laboratory settings, which limits the generalisation of the results to real-worl contexts. Ergonomic concerns were also highlighted, such as discomfort during prolonged use and restricted mobility for certain populations. Overall, the study showed that there are devices available on the market that could be used by firfighters to detect fatigue and also potential cardiac events. However, some of them require further studies, particularly in real-world settings.