ISEP - Departamento de Matemática
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- Acquisition and data analysis related to changes in some forest soils properties after prescribed fire actionPublication . Meira Castro, Ana C.; Meixedo, João Paulo; Carvalho, João P.Controlled fires in forest areas are frequently used in most Mediterranean countries as a preventive technique to avoid severe wildfires in summer season. In Portugal, this forest management method of fuel mass availability is also used and has shown to be beneficial as annual statistical reports confirm that the decrease of wildfires occurrence have a direct relationship with the controlled fire practice. However prescribed fire can have serious side effects in some forest soil properties. This work shows the changes that occurred in some forest soils properties after a prescribed fire action. The experiments were carried out in soil cover over a natural site of Andaluzitic schist, in Gramelas, Caminha, Portugal, that had not been burn for four years. The composed soil samples were collected from five plots at three different layers (0-3cm, 3-6cm and 6-18cm) during a three-year monitoring period after the prescribed burning. Principal Component Analysis was used to reach the presented conclusions.
- Acqusition and data analysis of the eco-efficiency for the establishment of indicators parameters for industrial environmental sustainabilityPublication . Meira Castro, Ana C.; Silva, Francisco; Meixedo, Joao Paulo; Durão, Luís MiguelThe industrial activity is inevitably associated with a certain degradation of the environmental quality, because is not possible to guarantee that a manufacturing process can be totally innocuous. The eco-efficiency concept is globally accepted as a philosophy of entreprise management, that encourages the companies to become more competitive, innovative and environmentally responsible by promoting the link between its companies objectives for excellence and its objectives of environmental excellence issues. This link imposes the creation of an organizational methodology where the performance of the company is concordant with the sustainable development. The main propose of this project is to apply the concept of eco-efficiency to the particular case of the metallurgical and metal workshop industries through the development of the particular indicators needed and to produce a manual of procedures for implementation of the accurate solution.
- Álgebra matricial: Conceitos, Exercícios e AplicaçõesPublication . Meira Castro, Ana C.; Viamonte, Ana Júlia; Sousa, António VarejãoEste livro pretende ser um documento onde a ligação entre a abordagem clássica da Álgebra Linear habitualmente encontrada na literatura e a Teoria de Matrizes seja apresentada de forma simples e rigorosa em simultâneo com a exposição de aplicações. Conscientes da vastidão de possíveis caminhos a seguir na apresentação das matérias inerentes à Álgebra e ao Cálculo Matricial, os autores optaram por seguir uma orientação que tivesse em linha de conta a atual tendência para a diminuição dos tempos letivos e incentivo à utilização de software MATLAB®, principalmente nos cursos de Engenharia. Neste sentido, este livro está organizado em cinco capítulos – Revisão de conceitos elementares, Cálculo matricial e determinantes, Sistemas de equações lineares, Espaços vetoriais e transformações lineares e Geometria analítica – ao longo dos quais se procurou obedecer a uma estrutura evolutiva em torno do rigor e da formalidade, mas sem excessos de nomenclatura. No final de cada capítulo, é proporcionado um conjunto de exercícios variados e não repetitivos, em número suficiente e equilibrado, apresentando-se alguns deles já resolvidos, propondo-se outros para resolução e ilustrando algumas aplicações práticas de integração de conhecimentos, recorrendo ao software MATLAB®.
- An approach for reliability-based robust design optimisation of angle-ply compositesPublication . António, Carlos Conceição; Hoffbauer, Luísa N.Variations of manufacturing process parameters and environmental aspects may affect the quality and performance of composite materials, which consequently affects their structural behaviour. Reliability-based design optimisation (RBDO) and robust design optimisation (RDO) searches for safe structural systems with minimal variability of response when subjected to uncertainties in material design parameters. An approach that simultaneously considers reliability and robustness is proposed in this paper. Depending on a given reliability index imposed on composite structures, a trade-off is established between the performance targets and robustness. Robustness is expressed in terms of the coefficient of variation of the constrained structural response weighted by its nominal value. The Pareto normed front is built and the nearest point to the origin is estimated as the best solution of the bi-objective optimisation problem.
- An experimental study on recycling and reuse of pultruded composite material wastesPublication . Ribeiro, M.C.S; Meira Castro, Ana C.; Silva, F.; Fiúza, AntónioGlass fibre-reinforced plastics (GFRP) have been considered inherently difficult to recycle due to both: cross-linked nature of thermoset resins, which cannot be remoulded, and complex composition of the composite itself. Presently, most of the GFRP waste is landfilled leading to negative environmental impacts and supplementary added costs. With an increasing awareness of environmental matters and the subsequent desire to save resources, recycling would convert an expensive waste disposal into a profitable reusable material. In this study, efforts were made in order to recycle grinded GFRP waste, proceeding from pultrusion production scrap, into new and sustainable composite materials. For this purpose, GFRP waste recyclates, were incorporated into polyester based mortars as fine aggregate and filler replacements at different load contents and particle size distributions. Potential recycling solution was assessed by mechanical behaviour of resultant GFRP waste modified polymer mortars. Results revealed that GFRP waste filled polymer mortars present improved flexural and compressive behavior over unmodified polyester based mortars, thus indicating the feasibility of the GFRP industrial waste reuse into concrete-polymer composite materials.
- An integrated recycling approach for GFRP pultrusion wastes: recycling and reuse assessment into new composite materials using Fuzzy Boolean NetsPublication . Meira Castro, Ana C.; Carvalho, João P.; Ribeiro, M. C. S.; Meixedo, João Paulo; Silva, Francisco J. G.; Fiúza, António; Dinis, M. L.In this study, efforts were made in order to put forward an integrated recycling approach for the thermoset based glass fibre reinforced polymer (GPRP) rejects derived from the pultrusion manufacturing industry. Both the recycling process and the development of a new cost-effective end-use application for the recyclates were considered. For this purpose, i) among the several available recycling techniques for thermoset based composite materials, the most suitable one for the envisaged application was selected (mechanical recycling); and ii) an experimental work was carried out in order to assess the added-value of the obtained recyclates as aggregates and reinforcement replacements into concrete-polymer composite materials. Potential recycling solution was assessed by mechanical behaviour of resultant GFRP waste modified concrete-polymer composites with regard to unmodified materials. In the mix design process of the new GFRP waste based composite material, the recyclate content and size grade, and the effect of the incorporation of an adhesion promoter were considered as material factors and systematically tested between reasonable ranges. The optimization process of the modified formulations was supported by the Fuzzy Boolean Nets methodology, which allowed finding the best balance between material parameters that maximizes both flexural and compressive strengths of final composite. Comparing to related end-use applications of GFRP wastes in cementitious based concrete materials, the proposed solution overcome some of the problems found, namely the possible incompatibilities arisen from alkalis-silica reaction and the decrease in the mechanical properties due to high water-cement ratio required to achieve the desirable workability. Obtained results were very promising towards a global cost-effective waste management solution for GFRP industrial wastes and end-of-life products that will lead to a more sustainable composite materials industry.
- Análise e comparação da utilização de métodos de Análise de Componentes Principais na descrição da relação entre a profundidade de um solo florestal e algumas das suas propriedades geoquímicasPublication . Meira Castro, Ana C.; Santos, Jorge M.; Meixedo, João Paulo; Góis, JoaquimNeste trabalho apresentam-se os resultados da analise e comparação da utilização da Análise de Componentes Principais Clássica (ACP) e a Análise de Componentes Principais Robusta (ACPR) na descrição da relação entre a profundidade de um solo florestal e as alterações em quatro propriedades geoquímicas fundamentais. Os resultados obtidos reconhecem que, neste tipo de dados e cala local, a utilização da ACPR deve ser utilizada em detrimento da ACP e que o procedimento de amostragem de solos pouco férteis, como é o caso dos solos florestais, pode ser aliviado em termos de detalhe em profundidade por uma amostragem a uma altura única de 18cm mas deve, contudo, ser efectuada estrategicamente, dado que a localização dos pontos de amostragem revela ter significativa influência nos resultados obtidos.
- Análise Matemática I. Resumo teórico, exercícios resolvidos e propostos.Publication . Faria, Alzira; Brás, Helena; Figueiredo, IsabelEste livro dirige-se aos estudantes das licenciaturas nas áreas das ciências exatas oferecidas pelas faculdades e institutos superiores do país. Os quatro capítulos que integram o livro, abrangendo os assuntos – funções, integrais e séries – iniciam-se com uma síntese teórica da matéria abordada, apresentando depois um vasto conjunto de exercícios resolvidos, seguido de um vasto conjunto de exercícios propostos com solução. O conteúdo teórico e compilação dos exercícios presentes nesta obra proporcionam aos estudantes uma imprescindível ferramenta de estudo e treino para a obtenção de sucesso nos desafios de avaliação.
- Análise Matemática I. Resumo teórico, exercícios resolvidos e propostos.Publication . Faria, Alzira; Brás, Helena; Figueiredo, IsabelEste livro dirige-se aos estudantes das licenciaturas nas áreas das ciências exatas oferecidas pelas faculdades e institutos superiores do país. Os três assuntos que integram o livro – funções, integrais e séries – iniciam-se com uma síntese teórica da matéria abordada, apresentando depois um vasto conjunto de exercícios resolvidos, seguido de um vasto conjunto de exercícios propostos com solução. O conteúdo teórico e compilação dos exercícios presentes nesta obra proporcionam aos estudantes uma imprescindível ferramenta de estudo e treino para a obtenção de sucesso nos desafios de avaliação.
- Análise Matemática II. Resumo teórico, exercícios resolvidos e propostos.Publication . Faria, Alzira; Brás, Helena; Figueiredo, IsabelEste livro dirige-se aos estudantes das licenciaturas nas áreas das ciências exatas oferecidas pelas faculdades e institutos superiores do país. Os quatro capítulos que integram o livro – funções reais de várias variáveis, equações diferenciais ordinárias, transformadas de Laplace e integrais duplos– iniciam-se com uma síntese teórica da matéria abordada, apresentando depois um vasto conjunto de exercícios resolvidos, seguido de um vasto conjunto de exercícios propostos com solução. O conteúdo teórico e compilação dos exercícios presentes neste livro, proporcionarão aos estudantes uma valiosa ferramenta de estudo e treino para a obtenção de elevados níveis de sucesso nos desafios de avaliação.