ISEP - DM – Engenharia Mecânica
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Browsing ISEP - DM – Engenharia Mecânica by Sustainable Development Goals (SDG) "04:Educação de Qualidade"
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- Estudo de um sistema de compactacao para reciclagem de embalagensPublication . MEIRELES, DIOGO FILIPE NUNES; Santos, Adriano Manuel de AlmeidaA concessão de um ecoponto com sistema de compactação de resíduos urbanos tem como objetivo a otimização dos ecopontos existentes de modo a reduzir fatores económicos e ambientais, mais nomeadamente, na fase de recolha e processamento dos resíduos. Para o desenvolvimento deste projeto foi fundamental abordar temas como a gestão de resíduos urbanos em Portugal, com especial ênfase na sua evolução, na transição para a economia circular e na otimização dos processos de recolha e transporte. Desde 2014, que se verifica um aumento da produção de resíduos, que em 2023 atingiu cerca de 5,06 milhões de toneladas, com uma média per capita de 1,40 kg/dia. Apesar de uma estabilização recente, a recolha indiferenciada continua a representar a maior parte dos resíduos, dificultando o cumprimento das metas de reciclagem [2]. A gestão eficiente dos resíduos implica também o estudo dos principais modelos de ecopontos (Cyclea e Iglo), considerando as suas características dimensionais e capacidade de armazenamento. É ainda abordada a importância da compactação dos resíduos como estratégia para aumentar a eficiência do transporte e reduzir o número de viagens, com impacto positivo na redução de emissões e custos operacionais. Para finalizar a revisão bibliográfica, são analisadas as propriedades dos principais materiais recicláveis – plásticos e metais – e a sua resposta à compressão, essencial para o desenvolvimento de soluções técnicas eficazes. A revisão conclui que a integração de sistemas de compactação nos ecopontos pode representar um avanço significativo na gestão sustentável dos resíduos urbanos. De seguida o objetivo foi o desenvolvimento da prensa de compactação que se iniciou com a seleção do seu material, sendo escolhido o alumínio 6061 devido à sua leveza, resistência à corrosão e facilidade de fabrico. Posteriormente, os componentes principais da prensa foram modelados utilizando o software SolidWorks, permitindo simular e verificar a funcionalidade mecânica da estrutura. A prensa foi composta por uma estrutura tubular, êmbolo, alavancas, porta de segurança, tampa e parede de fixação e, o seu dimensionamento foi feito com base nas dimensões dos resíduos a serem compactados. Para terminar a modelação, todas as ligações entre os componentes foram detalhadas, e o uso do SolidWorks foi fundamental para otimizar o projeto e garantir a viabilidade do sistema. Para simular o comportamento estrutural da prensa de compactação e, analisar a aplicabilidade da estrutura foi utilizada a ferramenta SolidWorks Simulation. Inicialmente, foram analisadas as forças aplicadas durante a compressão de garrafas plásticas e latas de conserva, com base em gráficos de força-deslocamento. Dois cenários críticos foram considerados: compressão de garrafas plásticas (300 N) e latas de conserva (5000 N). A partir dessas forças, foram desenvolvidos diagramas de corpo livre para calcular as forças nos componentes da estrutura, incluindo o manípulo de forma a verificar se um humano conseguiria executar o movimento e se o sistema se mostraria funcional. Para terminar a sua validação, foram realizadas simulações no SolidWorks Simulation para avaliar o comportamento estrutural da prensa nos dois cenários apresentados. O estudo permitiu identificar as zonas de maior concentração de tensões e verificar as deformações resultantes. Nos dois casos estudados, as tensões permaneceram abaixo do limite admissível do material, indicando segurança estrutural. No entanto, no segundo caso, a força necessária no manípulo (1705,6 N) revelou-se excessiva para operação manual, apontando limitações ergonômicas. Assim, o desenvolvimento de um ecoponto com sistema de compactação representa uma solução inovadora e sustentável para a gestão de resíduos urbanos, respondendo aos desafios atuais de eficiência operacional e cumprimento das metas ambientais. Através da análise do contexto nacional, da seleção criteriosa de materiais e da modelação detalhada em SolidWorks, foi possível conceber uma estrutura funcional e estruturalmente segura para a compactação de resíduos recicláveis. No entanto, os resultados obtidos evidenciam também a necessidade de ajustes no sistema de operação manual, especialmente em cenários de maior resistência, reforçando a importância da ergonomia e da possível integração de mecanismos de assistência. Deste modo, este projeto demonstra não só a viabilidade técnica da proposta, como também o seu potencial contributo para uma gestão de resíduos mais eficiente e alinhada com os princípios da economia circular.
- Melhoria dos processos de armazenagem através de automação e simulação computacionalPublication . CORREIA, ANA CATARINA DA ROCHA; Pereira, Marisa João GuerraA presente dissertação centra-se na análise e melhoria dos processos logísticos de armazenagem de uma empresa do setor de transportes, e propõe a aplicação da metodologia PDCA em articulação com simulação computacional como ferramentas de apoio à decisão. O estudo nasce da necessidade crescente de responder aos desafios de eficiência operacional e redução de erros associados à gestão tradicional de armazéns, ainda fortemente dependente da intervenção humana. Numa primeira fase, foi realizada uma revisão bibliográfica detalhada sobre armazenagem, metodologias de melhoria contínua, inovação tecnológica e ferramentas de simulação. Esta fundamentação permitiu enquadrar a investigação na realidade atual das cadeias de abastecimento, onde a digitalização e a automação se apresentam como elementos-chave para a competitividade. Em seguida, foi aplicado um caso de estudo à empresa Europackers, onde se procedeu ao mapeamento dos processos logísticos existentes e se identificou pontos críticos que comprometiam a eficiência global do sistema. Com base na metodologia PDCA, foram definidas ações de melhoria e desenvolvidos modelos de simulação para as soluções propostas no software JaamSim, versão 2024.9.00, testando-se três cenários distintos: processo manual (estado atual), processo semiautomático e processo totalmente automatizado. As simulações foram realizadas em ambiente tridimensional (3D), o que permitiu uma representação visual mais realista dos processos, e a análise dos resultados foi complementada com códigos desenvolvidos em Python, que possibilitaram o tratamento estatístico dos dados e a geração automatizada de gráficos comparativos. Os resultados evidenciam ganhos significativos de eficiência nos cenários com maior grau de automatização, com destaque para a redução dos tempos de processamento, redução de trabalhadores (requalificação para outras tarefas) e menor dependência do esforço físico dos colaboradores necessários. Estes ganhos validam a aplicação conjunta da metodologia PDCA e da simulação computacional como estratégia eficaz para a modernização e melhoria dos processos de armazenagem. Este trabalho contribui, assim, para a consolidação do conhecimento na área da gestão logística e cadeia de abastecimento e oferece uma abordagem prática e replicável para organizações que procuram alinhar-se com as exigências atuais do mercado, onde a melhoria contínua sustentada por dados e tecnologia é fulcral para a sobrevivência e posicionamento das mesmas.