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- Otimização dos parâmetros de impressão 3D e caracterização da liga 1.2709 pelo processo de Selective Laser MeltingPublication . ISIDRO, EDUARDO NUNO TEIXEIRA; Campilho, Raul Duarte Salgueiral Gomes; Resende, Pedro Miguel RebeloO fabrico aditivo de metais tem ganho uma grande relevância nas últimas duas décadas, pela capacidade de produzir peças complexas e otimizadas, com menor desperdício de material e elevada liberdade geométrica, que seriam difíceis ou até mesmo impossíveis de obter por processos convencionais. Entre as várias tecnologias existentes dentro do fabrico aditivo, o selective laser melting consolidou-se como uma das tecnologias mais promissoras, na medida em que permite a produção de ligas de alto desempenho, como o aço maraging 1.2709, com elevada densidade e propriedades mecânicas competitivas. Esta tecnologia utiliza um feixe de laser de elevada potência para fundir camadas de pó metálico, previamente espalhadas sobre a plataforma de construção. Contudo, é reconhecido que pequenas variações nestes parâmetros podem ter impacto significativo no desempenho final do material, o que justifica a necessidade de trabalhos experimentais que explorem e otimizem estas condições. Apesar das vantagens, o fabrico por selective laser melting (SLM) introduz desafios específicos. De referir a solidificação rápida e os gradientes térmicos elevados, que originam microestruturas com presença de austenite retida, porosidade e anisotropias dependentes da orientação de construção, bem como a rugosidade superficial elevada, característica intrínseca do processo que pode afetar negativamente o seu desempenho, nomeadamente em fadiga. Neste contexto, a presente dissertação teve como objetivo estudar a influência dos parâmetros de impressão, nomeadamente a energia volumétrica e a estratégia de varrimento (chessboard e stripes), bem como do tratamento térmico de envelhecimento, nas propriedades finais do aço maraging 1.2709 produzido por SLM. Para tal, foram fabricados provetes cúbicos e de tração, que foram submetidos a ensaios de massa volúmica, rugosidade, dureza Vickers e tração, tanto no estado como impresso como após envelhecimento. A metodologia seguiu normas internacionais de ensaio e recorreu a uma matriz experimental que permitiu avaliar de forma comparativa diferentes combinações de parâmetros de processo. Os resultados mostraram que energias elevadas conduzem a provetes densificados (99,5%) e com boas propriedades mecânicas, enquanto energias reduzidas originam porosidade elevada e degradação significativa do desempenho. A dureza aumentou de 350-380 HV no estado como impresso para 540-580 HV após envelhecimento, confirmando o endurecimento por precipitação. Nos ensaios de tração, registou-se um aumento da resistência última de 1014 MPa para 1923 MPa após envelhecimento, acompanhado de uma redução da deformação na rotura de 8% para 2%. Em conclusão, este estudo demonstrou que a combinação de parâmetros de fabrico adequados e tratamento de envelhecimento permite produzir aço maraging 1.2709 por SLM com propriedades equivalentes às obtidas por meios convencionais. Estes resultados reforçam o potencial desta tecnologia para aplicações estruturais de elevado desempenho e fornecem dados experimentais úteis para futuros trabalhos.
- Monitorização e controlo inteligente de pressão e vácuo com sistemas LOYTECPublication . SILVA, ANDRÉ FILIPE OLIVEIRA DA; Nogueira, Teresa Alexandra Ferreira Mourão PintoO presente trabalho propõe o desenvolvimento de um sistema automatizado para otimizar os processos de vácuo e de teste de pressão em centrais de refrigeração, designado Monitorização e controlo Inteligente de Pressão e Vácuo (MIPEV). A solução foi concebida com base na integração de controladores programáveis LOYTEC LIOB 594, permitindo a execução autónoma dos ensaios, a aquisição contínua de dados e o envio remoto de relatórios. A metodologia adotada envolveu a conceção do modelo lógico e físico do sistema, a implementação da lógica de controlo segundo a norma IEC 61131-3 com configuração de alarmes e notificações automáticas, bem como a validação experimental em condições reais, recorrendo a sondas de pressão até 150 bar e transdutores de vácuo. Os resultados demonstraram que o MIPEV é capaz de detetar fugas simuladas de forma fiável, gerir automaticamente o ciclo de triplo vácuo e reduzir significativamente a necessidade de acompanhamento presencial por parte do técnico. Verificou-se ainda que o sistema contribui para a eficiência energética, ao evitar o funcionamento contínuo desnecessário da bomba de vácuo, e para a sustentabilidade, ao reduzir deslocações técnicas e eliminar registos manuais em papel. Em termos de inovação, o MIPEV diferencia-se dos sistemas tradicionais (como manómetros e vacuómetros digitais) por integrar numa única plataforma as funções de monitorização, registo, alarmística e operação remota. Adicionalmente, a flexibilidade do sistema permite a sua aplicação tanto em ensaios de baixa como de alta pressão, aumentando a sua versatilidade em contextos industriais. Conclui-se que o MIPEV constitui uma solução robusta e escalável para a modernização de processos de ensaio em refrigeração, alinhando-se com as melhores práticas e normas internacionais, nomeadamente a EN 378, e abrindo caminho para futuras evoluções com sensores de maior resolução.
- Development and validation of an underwater image perception systemPublication . MOREIRA, DAVID RIBEIRO; Campilho, Raul Duarte Salgueiral GomesWith the aggravation of climate change, the production of green energy has become a global priority. In this context, the industry has invested in offshore wind turbines, designed to convert wind’s kinetic energy into electrical power. However, due to the remote and hard-to-access locations of these structures, the use of underwater vehicles equipped with perception systems and inspection or intervention tools is essential, enabling operations to be carried out either autonomously or under remote control, while reducing the costs associated with using dedicated personnel. Perception systems in this context face significant challenges, not only due to environmental limitations such as light attenuation, turbidity, and acoustic distortions, but also because of strict constraints on size, weight, and energy consumption, which directly affect the vehicle’s buoyancy, manoeuvrability, and autonomy. This dissertation aims to develop an underwater perception system, together with a coupling system that allows its simultaneous use with other inspection or intervention equipment. The main objective is to reduce the volume and weight of an existing perception system, MARESye, thereby improving its hydrodynamic performance and reducing the acting forces when mounted on a robotic arm. Furthermore, the system must be capable of operating at depths of up to 300 m and be integrated into a multifunctional coupling system. At an initial stage, existing systems are analysed, and their limitations are identified, associating them with the objectives of the project. Subsequently, the working methodology is defined and structured into sequential steps to enable a more effective product development. A pre-design study is then carried out, in which several iterations are evaluated and, through the Ashby selection method, the solution that best meets the project requirements is selected. This is followed by the design phase, based on philosophies of excellence, in which the materials are defined, the sizing is performed, and the necessary structural verifications are conducted. The results of the static analyses demonstrate that the perception system can withstand depths of up to 300 m, while the coupling system ensures the precise simultaneous use of other equipment. The dynamic analyses further reveal a significant reduction in hydrodynamic forces compared with the previous version (-34.78%), resulting in improved hydrodynamic performance of the new solution. Additionally, a considerable reduction in both weight (-67.82%) and volume (-60.22%) of the underwater perception system was achieved.
- Criação de melhorias nos processos usados na produção de componentes para moldes de pré-fabricados de betãoPublication . FLÓRIDO, FILIPE GOMES; Campilho, Raul Duarte Salgueiral GomesNum mercado cada vez mais global e competitivo, as organizações precisam de inovar, elevar a qualidade e aumentar a produtividade dos seus processos de forma contínua. A pressão por prazos curtos, custos controlados e conformidade rigorosa impõe-se em toda a cadeia de valor industrial. Neste contexto, a aposta em tecnologias de fabrico avançadas e em metodologias de melhoria contínua deixa de ser opcional e torna-se condição para sustentar o desempenho e a diferenciação. Na ILMAR, o fabrico dos componentes para moldes de pré-fabricados de betão assentava no corte em guilhotina e puncionadora, com tempos de setup elevados e variabilidade dimensional. A baixa precisão de corte da guilhotina gerava necessidade frequente de retrabalho. A soldadura MAG era totalmente manual e dependente do operador, verificando-se muitos salpicos associados à qualidade irregular do cordão. Num contexto industrial exigente, esta dissertação teve como objetivo reduzir tempos de ciclo, eliminar retrabalho e estabilizar a qualidade na produção de componentes para moldes de préfabricados de betão. O trabalho desenvolvido aplicou uma abordagem de Lean Six Sigma, mais especificamente o ciclo DMAIC (Define, Measure, Analyse, Improve, Control), apoiado por revisão bibliográfica, medições em tempo real e comparação entre a situação anterior e a situação após a mudança. A solução técnica integrou a mudança para corte por plasma CNC (computer numerical control), soldadura MAG robotizada, o redesenho da tampa para o encaixe da barra e a realização do tratamento superficial em fornecedor externo. Os resultados mostraram reduções de 84,0% no corte dos meios copos e de 63,4% na soldadura externa, com eliminação do polimento e diminuição de 51,1% no tempo dos processos mecânicos analisados. Verificou-se poupança de 24,09 kWh por forma (conjunto de 42 copos) e redução de 9,64 horas de mão de obra por forma. A análise económica indica ganho por forma de 581,89 €, ganho anual de 93102,4 € para 160 formas, tempo de retorno de 3,22 anos e retorno do investimento de 31,03% no primeiro ano, confirmando a viabilidade técnica e económica da proposta.
- Caracterização de consórcios microbianos ambientais enriquecidos com um fungicida fluorado persistentePublication . AZEVEDO, INÊS SILVA; Soares, Eduardo Jorge ValenteA utilização de pesticidas fluorados levanta preocupações ambientais devido à elevada estabilidade das ligações C–F, que dificulta a sua degradação e favorece a persistência em solos e ecossistemas aquáticos. O mefentrifluconazol, fungicida triazólico fluorado de uso agrícola, representa um exemplo pela sua elevada recalcitrância e potencial impacto ecotoxicológico. Este projeto de estágio integra-se no âmbito do Mestrado em Engenharia Química do Instituto Superior de Engenharia do Porto (ISEP) e foi desenvolvido no Centro Interdisciplinar de Investigação Marinha e Ambiental (CIIMAR). O estudo centrou-se na caracterização de consórcios microbianos provenientes de rizossedimentos estuarinos, enriquecidos com mefentrifluconazol. As hipóteses de trabalho consideraram que (i) estes consórcios poderiam adaptar-se seletivamente ao fungicida, adquirindo capacidade para a sua biodegradação e defluorinação; (ii) que a presença de co-substratos (acetato de sódio ou 1H-1,2,4-triazol) influenciaria a dinâmica microbiana; (iii) e que a eficiência do processo dependeria da concentração inicial do poluente. Através da sequenciação massiva do gene 16S rRNA, observaram-se alterações significativas ao longo dos ciclos de enriquecimento, incluindo a redução da diversidade alfa inicial e a emergência de géneros adaptados à pressão seletiva do mefentrifluconazol, como Azospirillum, Methyloversatilis, Pseudarcobacter, Niveispirillum, Paracoccus, Methylobacterium e Hyphomicrobium. A viabilidade dos consórcios criopreservados foi confirmada em ensaios de cultura líquida, com libertação de fluoreto como indicador da defluorinação. Ensaios cinéticos demonstraram eficiências decrescentes de defluorinação (93,0%, 35,1%, 1,8% e 0,9% para 1, 3, 5 e 10 mg/L, respetivamente, após 21 dias), ajustando-se melhor ao modelo de primeira ordem, com uma taxa de degradação de 0,042 ± 0,007 dia⁻¹ e um tempo de semi-vida de 16,7 dias para 1 mg/L de fungicida. Este trabalho contribui para o avanço do conhecimento sobre a potencialidade de consórcios microbianos ambientais na biotransformação de fungicidas fluorados emergentes e reforça a aplicabilidade da seleção artificial como ferramenta para desenvolver estratégias de biorremediação mais eficazes.
- Soluções integradas de carregamento para viaturas elétricas: Habitação e empresas com e sem UPACPublication . MIRANDA, JOSÉ FILIPE FERNANDES; Ramos, Sérgio Filipe CarvalhoA mobilidade elétrica e as energias renováveis têm um papel chave para o desenvolvimento sustentável em Portugal e transição energética. A adoção de veículos elétricos e o uso de energia limpa são prioridades para se reduzir as emissões de gases efeito de estufa. Um aspeto relevante na mobilidade elétrica é a existência de soluções de carregamento que consigam dar resposta às necessidades dos diferentes tipos de utilizadores de veículos elétricos. Este projeto visa explorar diferentes tipos de soluções de carregamento de viaturas elétricas, considerando opção com o uso de energia fotovoltaica e outras opções também com sistemas de armazenamento, com o objetivo de avaliar a viabilidade económica e técnica, bem como a rentabilidade em diferentes contextos de utilização. Um dos objetivos deste trabalho é, através dos resultados obtidos, conseguir padronizar solução para casos futuros consoante a necessidade e o hábito de consumo do utilizador. Para atingir os objetivos em questão, é criado um website, em que o consumidor preenche um questionário onde partilha o tipo de instalação pretendida. Posteriormente são definidos os equipamentos a aplicar nas diferentes soluções. Por fim, o dimensionamento de sistemas fotovoltaicos e sistemas de armazenamento (baterias) é através do software PVGIS. Consegue-se verificar, com a realização deste trabalho, que a utilização de viaturas elétricas é bastante vantajosa em relação a utilização de viaturas a combustão para utilizadores que consigam carregar a sua viatura na residência ou empresa conseguindo-se períodos de retorno financeiro nos melhores cenários de, aproximadamente, um ano e três meses para empresas e dois anos e cinco meses para residências unifamiliares. Contudo, a utilização de baterias revela-se menos atrativa devido ao elevado custo inicial, aumentando o período de retorno. No entanto, o Valor Atual Líquido no caso residencial atinge os e no melhor cenário empresarial. Este projeto permite apresentar soluções padronizadas de carregamento de viaturas elétricas. No entanto, quando o consumidor pretende a instalação adicional de um sistema fotovoltaico ou de armazenamento, exige uma análise mais detalhada, conduzindo a um tempo de resposta superior.