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- Desenvolvimento de uma ferramenta para dimensionamento dos parâmetros de proteções de um Parque FotovoltaicoPublication . MORIM, PEDRO MIGUEL DE OLIVEIRA PINTO; Azevedo, Filipe Miguel Tavares deO presente trabalho propõe o desenvolvimento de uma ferramenta computacional destinada ao dimensionamento e verificação dos parâmetros de proteções elétricas nos sistemas fotovoltaicos, que tenha conformidade com as normas IEC 60364-7-712, EN 50549-1 e 2 e com o Decreto-Lei n.º 15/2022. A crescente integração de sistemas de energia solar na rede elétrica portuguesa tem vindo a impor novos desafios técnicos e normativos, nomeadamente no que se refere à coordenação das proteções, à segurança das instalações e à compatibilidade entre as exigências normativas e os equipamentos comercialmente disponíveis. Face à variação da energia solar, torna-se necessário assegurar a estabilidade da tensão e a frequência da rede, assim como prevenir fenómenos de sobretensão, sobrecorrente, falhas de isolamento e riscos de incêndio. A legislação nacional e europeia impõe requisitos específicos para cada tipologia de instalação — seja de autoconsumo ou de injeção na rede — incluindo a obrigatoriedade de proteções diferenciais, homopolares e de sobretensão, dependendo da potência instalada e da configuração do sistema. Para dar resposta a estas exigências, a presente investigação desenvolve uma ferramenta em Python com interface gráfica, capaz de dimensionar automaticamente as proteções de corrente contínua (CC) e alternada (CA), verificar a adequação normativa das proteções contra choques elétricos, sobretensões transitórias e descargas atmosféricas, e validar o cumprimento dos setpoints de tensão e frequência segundo a EN 50549-1 e -2. O programa incorpora ainda cálculos de queda de tensão, corrente de curto-circuito, proteção diferencial (RCD), sistemas de ligação à terra (TT, TN, IT) e análise de risco em conformidade com o RTIEBT, para proporcionar ao projetista uma ferramenta de apoio técnico e normativo de elevado rigor. A estrutura do trabalho compreende a análise das normas técnicas aplicáveis, a conformidade e a sua implementação no programa, assim como a caracterização dos componentes do sistema fotovoltaico (módulos, inversores e cablagem), a definição de cenários de dimensionamento, e a validação dos resultados obtidos através da comparação com softwares de referência, como o PVsyst e o PV*SOL, bem como com dados de fabricantes. O desenvolvimento faz-se por capitulo onde em cada capitulo existe a conformidade o programa que representa um excerto do que foi implementado. O objetivo final é disponibilizar uma ferramenta prática, validada e tecnicamente conforme, que permita reduzir erros de dimensionamento e facilitar a elaboração de projetos fotovoltaicos seguros, eficientes e em conformidade com a regulamentação vigente.
- Projeto mecânico de equipamentos alimentares modularesPublication . MORAIS, SIMÃO PEDRO DIAS; Campilho, Raul Duarte Salgueiral GomesA indústria alimentar tem apresentado uma crescente utilização de sistemas automatizados, principalmente em processos produtivos que exijam uma elevada repetibilidade, por forma a diminuir a presença humana nos processos. Esta mudança resultou num aumento da produtividade e numa diminuição da probabilidade de erro. Mais recentemente, a implementação e procura de soluções autónomas para a confeção de refeições aumentou, pelo que se registou o aparecimento de novos equipamentos capazes de realizar diferentes tipos de confeção sem auxílio humano. No entanto, as soluções existentes apresentam grandes dimensões, o que dificulta a sua implementação, e pouca capacidade de adaptação a diferentes confeções. É neste contexto que se insere o tema da presente dissertação, que tem como objetivo principal o projeto de um equipamento modular para a indústria alimentar, capaz de confecionar de forma autónoma diferentes tipos de confeção. Assim, é pretendido desenvolver um equipamento flexível e com dimensões reduzidas através da modularidade do mesmo. Além disso, pretende-se desenvolver este equipamento de raiz, com vista a validar o conceito pretendido para o mesmo. Desta forma, decidiu-se atribuir a confeção de alimentos fritos a este equipamento. Para o desenvolvimento deste equipamento seguiu-se a metodologia Design Science Research. O equipamento projetado satisfaz os requisitos definidos, designadamente capacidade de confeção autónoma e flexibilidade para diferentes confeções. Destacam-se as dimensões reduzidas que favorecem a implementação do equipamento em espaços reduzidos. Além disso, todos os módulos são unidos de forma simples e rápida, facilitando a montagem e reconfiguração do mesmo.
- Valorização de subprodutos biológicos nas formulações cosméticas dos produtos CastelbelPublication . OLIVEIRA, CRISTIANA PINHO JESUS; Garrido, Ermelinda Manuela Pinto Jesus; Moura, Anabela Maria Fonseca deA crescente preocupação com a sustentabilidade e a procura por soluções alinhadas com os princípios da economia circular têm levado a indústria cosmética a explorar alternativas que permitam reduzir o desperdício e valorizar subprodutos agroindustriais. Neste enquadramento, a presente dissertação foi desenvolvida na empresa Castelbel, reconhecida pela produção de sabonetes de luxo, tendo como objetivo a valorização da casca e da coroa do abacaxi, através da sua incorporação em formulações de sabonetes líquidos e sólidos. A metodologia adotada contemplou a secagem, trituração e estabilização dos resíduos, que foram aplicados diretamente como agentes esfoliantes ou submetidos a extração por Soxhlet, utilizando n-hexano como solvente, para a obtenção de óleo da casca de abacaxi. Este extrato foi incorporado em formulações de sabonetes líquidos. No total, foram desenvolvidos oito sabonetes sólidos e oito líquidos, diferenciados pela granulometria, pelo tipo de subproduto utilizado (casca ou coroa) e pela presença ou ausência do óleo extraído. As formulações foram submetidas a ensaios de estabilidade físico-química e sensorial, sob diferentes condições de stress (refrigeração, fotoestabilidade e estabilidade acelerada), além do controlo em condições ambiente. Os resultados evidenciaram apenas alterações ligeiras ao longo do período de estudo, como pequenas variações de pH, cor e massa, sem impacto significativo na qualidade final. Importa destacar que os valores permaneceram dentro dos limites definidos pela Castelbel: pH entre 10,0 e 11,0 nos sabonetes sólidos e entre 4,5 e 6,5 nos líquidos, garantindo a adequação fisiológica. As análises sensoriais confirmaram uma boa aceitação global, com classificações iguais ou superiores a 3 (escala de 1 a 5), demonstrando resultados satisfatórios em aroma, aparência, textura, espuma e sensação cutânea. Apesar do baixo rendimento do óleo (1,02%), a sua extração mostrou-se tecnicamente viável. Em conclusão, os resultados obtidos validam a incorporação de subprodutos de abacaxi em formulações cosméticas, confirmando o potencial de valorização destes resíduos e reforçando a relevância da sustentabilidade na indústria cosmética. Palavras-chave: Valorização de resíduos; cosmética sustentável; sabonetes; abacaxi; extração com solvente.
- Remoção de fosfatos em águas com recurso a conchas de bivalvesPublication . FERREIRA, EDUARDO MANUEL PEREIRA; Silva, Luís Manuel Sousa da; Galán Díaz, Juan JoséA eutrofização resultante da presença excessiva de fosfatos em meios aquáticos constitui um dos principais desafios ambientais atuais, tornando essencial o desenvolvimento de soluções de tratamento sustentáveis e de baixo custo. Neste contexto, o presente trabalho avaliou o potencial de utilização de resíduos de conchas de bivalves, nomeadamente de ostra (Crassostrea spp.) e de mexilhão (Mytilus spp.), como adsorventes alternativos para a remoção de fosfatos em solução aquosa, que trazem a possibilidade de uma reutilização como fertilizantes para a agricultura. A metodologia integrou ensaios cinéticos de deposição química, caracterização morfológica e composicional por microscopia eletrónica de varrimento com análise de dispersão de energia (SEM-EDS) e modelação matemática do processo. Os ensaios cinéticos evidenciaram a influência significativa da granulometria e do tipo de concha, revelando que a ostra fragmentada em partículas de 1–2 mm apresentou maior capacidade de remoção e taxas de deposição química mais rápidas. A caracterização SEM-EDS corroborou estes resultados, demonstrando que a ostra possui superfícies mais rugosas, heterogéneas e ricas em carbonato de cálcio, em contraste com as superfícies mais homogéneas e compactas observadas no mexilhão. O modelo matemático aplicado mostrou boa concordância com os dados experimentais (R² > 0,98), permitindo a extração de parâmetros cinéticos relevantes, área descoberta inicial, A₀, coeficiente global de transferência de massa, kₘₐₛₛₐ, e capacidade de deposição, γ, ainda que se reconheça o seu carácter simplista. De forma integrada, os resultados estabeleceram um padrão de desempenho claro, possível comprovar com as taxas de remoção, em que a concentração inicial para as conchas de mexilhão era de 47,64 mg/L, para a granulometria mais fina, e 47,77 mg/L para a granulometria maior, e para as conchas era de 46,34 mg/L, para a granulometria mais fina, e 50,07 mg/L para a granulometria maior: ostras 1–2 mm, com 90% de remoção, seguidas das ostras 4–8 mm, 75% de remoção, as quais apresentam resultados próximos às conchas de mexilhão 1–2 mm, 66% de remoção, enquanto os mexilhões de 4–8 mm, 57% de remoção, acabam por apresentar os resultados mais baixos, confirmando a ostra fragmentada em granulometria fina como o material mais promissor. Estes resultados validam a utilização de resíduos de conchas como materiais adsorventes de baixo custo, contribuindo para a valorização de subprodutos da indústria aquícola e para o desenvolvimento de soluções sustentáveis no tratamento de águas contaminadas por fosfatos.
- Conceção e projeto de balança para túnel de ventoPublication . CAMPOS, GONÇALO LUÍS COUTO; Ferreira, Fernando JoséCom o rápido avanço tecnológico nas indústrias aeronáutica e automóvel, a utilização de túneis de vento tem assumido um papel cada vez mais relevante na previsão e otimização do comportamento de corpos em movimento no seio de um fluido. Embora estes túneis sejam tradicionalmente utilizados para visualizar o escoamento do ar ao redor dos corpos em estudo, a integração de uma balança permite quantificar diretamente as forças aerodinâmicas envolvidas, abrindo caminho à otimização geométrica de modelos segundo objetivos específicos. Neste contexto, a presente dissertação teve como principal objetivo o desenvolvimento de uma balança de três eixos adaptada a túneis de vento académicos, capaz de medir com precisão a força de sustentação, a força de arrasto aerodinâmico e o momento de cabragem. Após uma revisão abrangente da literatura disponível em bases de dados científicas reconhecidas, foi concluído que, tendo em conta as restrições físicas e funcionais do projeto, a solução mais adequada consistiria numa balança exterior de plataforma equipada com três células de carga, duas para medição de forças ortogonais e uma dedicada à leitura do momento de cabragem. O processo de dimensionamento e projeto considerou as condições operacionais previstas para um túnel de vento em desenvolvimento nas instalações do Instituto Superior de Engenharia do Porto (ISEP), incluindo estimativas das cargas que serão aplicadas às células de carga e critérios de desacoplamento estrutural entre os eixos de medição. O sistema foi posteriormente construído com uma arquitetura modular, de baixo custo e de simples operação recorrendo a interfaces digitais, permitindo leituras em tempo real e configuração de alarmes. Ensaios preliminares demonstraram coerência entre os dados obtidos, embora se tenham verificado discrepâncias face aos valores teóricos, atribuídas à influência de forças de atrito. Conclui-se que os objetivos definidos foram atingidos com sucesso, sendo a solução proposta robusta, funcional e adequada ao meio académico, com potencial de melhoria futura através da substituição de componentes poliméricos por componentes metálicos para aumentar a rigidez e prevenir a deformação não intencional dos elementos estruturais.
- Uma análise de otimização estrutural do sistema de suporte de rodas de um veículo espacial utilizando técnicas avançadas de discretização sem malhaPublication . MONTEIRO, RUI PEDRO NUNES; Belinha, Jorge Américo de Oliveira Pinto; Rodrigues, Daniel Espírito SantoSpace exploration has consistently been a stimulator for technological advancements, driving innovations in various engineering fields and pushing the boundaries of what is possible in extreme environments. In particular, the optimization of rover components for extraterrestrial missions has become a critical area of focus, as these devices must combine lightweight designs, high durability, and adaptability to harsh and unpredictable conditions found on celestial bodies such as the Moon and Mars. This work explores the potential of advanced numerical methods, specifically the Radial Point Interpolation Method (RPIM) and the Natural Neighbour Radial Point Interpolation Method (NNRPIM), for structural analysis and design optimization when paired with Bio-Inspired Remodelling Algorithm (BIRA). These meshless methods present significant advantages over traditional Finite Element Methods (FEM), including the ability to handle large deformations and complex geometries without mesh distortions. This thesis culminates in the analysis of the Perseverance rover’s component that connects the wheel with the suspension. As a result, this work proposes six optimized models that present stiffness values significantly higher than the original model.
- Avaliação do impacto de ferramentas lean na sustentabilidade: Caso de estudoPublication . FARIA, ANA ISABEL FERNANDES; Sá, José Carlos Vieira deAtualmente, as organizações enfrentam desafios ambientais, sociais e financeiros cada vez mais complexos, exigindo uma gestão capaz de equilibrar estas dimensões e, simultaneamente, gerar valor para o negócio. A crescente competitividade e a procura por produtos personalizados intensificam a necessidade de otimizar recursos, reduzir desperdícios e aumentar a eficiência operacional. Neste contexto, a filosofia Lean emerge como uma abordagem eficaz, ao promover a eliminação sistemática de desperdícios, a padronização de processos e a melhoria contínua, criando valor sustentável para clientes e stakeholders. A conjugação dos princípios Lean com os objetivos da sustentabilidade – enquadrados na perspetiva do Triple Bottom Line – constitui, assim, uma oportunidade estratégica para alinhar o desempenho económico com a responsabilidade social e a proteção ambiental, fortalecendo a sua competitividade e resiliência. Com base neste enquadramento, o presente trabalho procurou responder à seguinte questão de investigação: “De que forma é possível melhorar a sustentabilidade de uma empresa através da aplicação da abordagem Lean?”. Para o desenvolvimento do projeto foi adotada a metodologia de Investigação-Ação, pela sua capacidade de articular reflexão teórica e ação prática. Deste modo, o estudo teve como objetivo principal analisar o impacto das práticas Lean na sustentabilidade das operações da XPT S.A., através da otimização do fluxo logístico interno. A metodologia adotada recorreu ao Value Stream Mapping para elaborar o diagnóstico da situação atual, identificar desperdícios e projetar um estado futuro mais eficiente. O plano de ações foi priorizado com a matriz de GUT e desenvolvido segundo a metodologia A3. Entre as ações, sobressaiu, pela maior pontuação, a implementação de um sistema Kanban entre o armazém e a área de montagem do Produto 2. A sua conceção envolveu a recolha de dados, definição de parâmetros de dimensionamento, classificação funcional dos artigos e organização física das estantes, apoiada por mecanismos de identificação e etiquetagem. O levantamento identificou um total de 797 artigos associados à montagem do Produto 2, dos quais 224 (28%) foram integrados no sistema Kanban, possibilitando o acesso antecipado aos artigos, sem dependência direta do armazém. Os resultados evidenciaram progressos significativos nas três dimensões da sustentabilidade. Na vertente económica, o lead time médio de abastecimento reduziu de 16,05 para 11,57 horas por módulo, tendo, num estudo complementar, diminuído para pelo menos metade do valor inicial em todas as encomendas analisadas. Na dimensão social, observou-se uma melhoria expressiva não apenas na disponibilidade dos materiais – com os constrangimentos anteriormente atribuídos ao armazém a incidirem agora sobretudo sobre artigos provenientes da pré-montagem ou não abrangidos pelo sistema –, mas também no clima organizacional e nas condições de trabalho. A redução das deslocações desnecessárias, a simplificação do processo de abastecimento e a maior previsibilidade das tarefas contribuíram para diminuir o esforço físico e o stress operacional dos colaboradores, reforçando a ergonomia e promovendo um ambiente de trabalho mais seguro e colaborativo. Por último, no domínio ambiental, a diminuição do lead time de abastecimento implicou menor utilização do dispositivo eletrónico de apoio ao abastecimento, traduzindo-se numa redução de aproximadamente 30% no respetivo consumo energético. Em síntese, os resultados confirmaram que a integração estruturada de ferramentas Lean, articulada com uma perspetiva orientada para a sustentabilidade, constitui um meio eficaz para potenciar, de forma simultânea, o desempenho económico, social e ambiental.