ISEP - DM – Outros
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Recent Submissions
- Serviços fornecidos aos operadores das redes inteligentes de distribuição de energia elétricaPublication . Silveira, Vitor Luiz; Vale, Zita Maria Almeida doOs sistemas de energia atuais, principalmente as redes de distribuição de baixa tensão, têm sofrido modificações significativas. A tendência crescente de geração de energia por fontes renováveis e o uso de veículos elétricos, angariados pelo avanço tecnológico e pela redução dos custos de fabricação, trouxe novos desafios e novas oportunidades. O uso generalizado de "contadores inteligentes" e o desejo de incluir os cidadãos como atoreschave nos mercados de energia futuros e nas operações do sistema aumentam o papel do operador do sistema de distribuição. Desse modo, a criação de técnicas novas e inovadoras para explorar as possibilidades de mecanismos de prestação de serviços para flexibilização da operação nas redes de distribuição, particularmente em níveis de baixa tensão, torna-se crucial. Este trabalho de pesquisa propõe uma metodologia inovadora para aumentar a participação de pequenos consumidores em serviços de resposta ativa da carga e a flexibilidade de fontes de energia renovável distribuídas e despacháveis como serviços para mitigar os problemas de tensão e congestionamento em redes de distribuição de baixa tensão. Além disso, também se propõe uma heurística para gestão integrada dos serviços apresentados. Uma rede de distribuição de baixa tensão realista com 236 barras é empregada para demonstrar a aplicabilidade do modelo proposto. Os resultados mostram melhorias significativas no perfil de tensão e congestionamento.
- Sistema de armazenamento por baterias: Optimização de funcionamento em rede privadaPublication . Costa, Luís Pedro Cruz; Felgueiras, Manuel Carlos Malheiro de CarvalhoA energia, tanto a nível global, como em Portugal, para além de fundamental para a produção de riqueza industrial, comercial e social, proporciona igualmente conforto e mobilidade pessoal. No entanto, os impactos negativos resultantes da sua produção e consumo, exercem pressões no meio ambiente. Ainda nos dias de hoje, a grande maioria das atividades energéticas realizadas pela Humanidade requerem ainda o uso de combustíveis fósseis, com efeito no aumento da temperatura média no planeta. Uma vez que a procura e consumo de energia no planeta está a aumentar de modo a permitir melhorar a qualidade de vida, estes impactos serão cada vez mais severos e frequentes. O grande desafio da humanidade neste século passa pelo estudo e implementação de substitutos dos combustíveis fósseis como matéria-prima para produção energética. As fontes renováveis de energia, apesar da frequente evolução, ainda apresentam problemas que precisam de ser ultrapassados de maneira a ser possível tornar-se uma fonte de energia alternativa à dos combustíveis fosseis. A energia elétrica pode ser facilmente gerada, transmitida e transformada, mas até ao presente não foi possível armazená-la de forma prática, fácil e barata. Isto implica que a energia elétrica deva ser sempre gerada em conformidade com a demanda. Consequentemente, as energias renováveis, como a solar e a eólica, vão necessitar do apoio de sistemas para se integrarem, evitando assim descargas de energia limpa em períodos de necessidade mínima e dando maior eficiência e segurança ao sistema elétrico. O armazenamento de energia surge então como uma das soluções para este problema, sendo considerado por muitos autores a solução para ultrapassar as limitações decorrentes da geração intermitente inerente a uma parte substancial das fontes renováveis, tal como a energia solar ou a eólica. A principal função para estes sistemas de armazenamento de energia é compensar demandas no sistema elétrico, através da estabilização das variações de tensão que ocorrem nas redes de distribuição ou da eliminação de sobrecargas nas linhas de transmissão. A presente Dissertação de Mestrado tem como objetivo fazer o estudo de optimização de sistemas de armazenamento de energia em baterias, num funcionamento em rede privada. No caso em apreço e disponível na CapWatt, analisaram-se diversas vertentes possíveis de serem optimizadas, nomeadamente a nível técnico, económico e ambiental, para aplicação em futuros sistemas de armazenamento de energia em baterias em redes privadas. O modo de optimização varia no que toca à proveniência da energia usada para carregar as baterias e também no tipo de funções que este sistema pode assumir. Os resultados obtidos demonstram diversas possibilidades de optimização em todas as vertentes.
- Melhoria dos processos ambientais com a aplicação do Lean green numa indústria metalomecânicaPublication . Fernandes, José Eduardo de Pinho; Sá, José Carlos Vieira deA realização da presente dissertação efetuou-se numa época difícil e complicada para toda a humanidade, devido à pandemia originada pelo vírus SARS-CoV-2, vulgarmente denominado de Covid-19. A dissertação tem como princípio fundamental a aplicação dos conhecimentos teóricos e académicos desenvolvidos, num contexto industrial e profissional. O objetivo do trabalho é perceber o impacto ambiental que a indústria causa no meio ambiente e minimizar esse impacto através da implementação do conceito Lean, da utilização das suas ferramentas e de uma gestão Green, verificando os ganhos ambientais e o aperfeiçoamento do processo produtivo que a conjugação dessas metodologias originam. Para essa análise é realizado um caso de estudo, numa empresa metalomecânica, com o auxílio do método de investigação Action Research, ao longo de todo o seu desenvolvimento, possibilitando desta forma comparar e quantificar os impactos ambientais, sociais e económicos que a empresa suporta. A revisão da literatura permite identificar o Lean como um método de gestão ou filosofia amplamente estudada e que a sua implementação na indústria origina um aumento da produtividade e da qualidade do produto e/ou processo, através da diminuição de desperdícios e práticas que não geram valor acrescentado. Na realização deste estudo são utilizadas duas ferramentas: Eventos Kaizen e 5S. Contundo, essa diminuição de desperdício muitas das vezes não tem em conta a parte ambiental, colocando assim um possível ganho para a empresa num risco para a Natureza. Dessa análise surge a metodologia Green que tem como objetivo auxiliar na diminuição do desperdício e aumento da capacidade produtiva, sem motivar preocupações para o bem do meio ambiente, melhorando assim o desempenho ambiental de uma indústria. No estudo realizado na ARSOPI, foram diminuídas as quantidades de cartão e plástico em 33% e 23%, respetivamente e foi alcançada uma poupança mensal de 320€ com a diminuição do consumo de resíduos e sucatas. Os resultados obtidos permitem afirmar a existência de uma simbiose entre o Lean Green e a melhoria ambiental de uma indústria metalomecânica.
- Study and analysis of the use of flexibility in local electricity marketsPublication . Lacerda, Eduardo da Rosa; Cruzvillasante, Fernando LezamaIn this work an introduction to Local Electricity Markets (LEM) was done and afterwards evolutionary algorithms (EAs) such as Differential Evolution (DE), HybridAdaptive Differential Evolution (HyDE), Hybrid-Adaptive Differential Evolution with Decay Function (HyDE-DF) and Vortex Search (VS) were applied to a market model in order to test its efficiency and scalability. Then, the market model was expanded adding a network model from the BISITE laboratory and again tests using the evolutionary algorithms were performed. In more detail, first a literature review is done about distributed generation, load flexibility, LEM and EAs. Then a cost optimization problem in Local Electricity Markets is analyzed considering fixed-term flexibility contracts between the distribution system operator (DSO) and aggregators. In this market structure, the DSO procures flexibility while aggregators of different types (e.g., conventional demand response or thermo-load aggregators) offer the service. Its then solved the proposed model using evolutionary algorithms based on the well-known differential evolution (DE). First, a parameter-tuning analysis is done to assess the impact of the DE parameters on the quality of solutions to the problem. Later, after finding the best set of parameters for the “tuned” DE strategies, we compare their performance with other self-adaptive parameter algorithms, namely the HyDE, HyDE-DF, and VS. Overall, the algorithms are able to find near-optimal solutions to the problem and can be considered an alternative solver for more complex instances of the model. After this a network model, from BISITE laboratory, is added to the problem and new analyses are performed using evolutionary algorithms along with MATPOWER power flow algorithms. Results show that evolutionary algorithms support from simple to complex problems, that is, it is a scalable algorithm, and with these results it is possible to perform analyses of the proposed market model.
- Optimização do processo de tratamento de superfície em rolhas de cortiçaPublication . Ferreira, Dulce Marlene Neves; Freitas, Susana Maria Ribeiro e Sousa Mendes deA presente dissertação de mestrado, realizada em ambiente empresarial na SOCORI – Sociedade de Cortiça de Rio Meão S.A, teve como principal objectivo a optimização do processo de tratamento de superfície em rolhas de cortiça. O estudo baseou-se na análise das condições do tratamento de superfície, sua variabilidade e análise das causas, bem como na avaliação da distribuição dos produtos de tratamento, utilizados pela empresa, nas rolhas de cortiça. Foram testadas quatro novas formulações à base de parafina e elastómeros de silicone com o objectivo de validar novos tratamentos alternativos aos actualmente utilizados. Relativamente ao estudo da variabilidade do processo do tratamento de superfície, analisou-se o fluxo de aspiração de cada tambor de tratamento e verificou-se a existência de um sistema de aspiração inconstante ao longo dos tratamentos. No entanto, este não apresentou influência directamente na uniformidade da distribuição do elastómero de silicone. Verificou-se também, que a aplicação do elastómero de silicone na rolha permite fixar a quantidade de pó existente à superfície da rolha. Realizou-se um estudo à escala piloto para a optimização do tempo de tratamento aplicados na empresa, assim como, a optimização das velocidades de rotação dos tambores e verificação da influência destes no tratamento de superfície. Foi ainda importante, validar qual o produto adequado a cada tipo de rolha. Após todas as análises realizadas concluiu-se que o método das forças de extração não avalia a distribuição do elastómero de silicone, apenas indica se a rolha está lubrificada. O método qualitativo da coloração com solução de azul metileno da rolha revela-se importante, uma vez que permitiu verificar a distribuição das substâncias de tratamento em cada tipo de rolha, com velocidades e tempos de rotação no tratamento de superfície específicos para determinada substância e tipo de rolha. As rolhas SPI, 1+1, 1+1 Fusion e 1+1 Hidro apresentaram uma distribuição mais uniforme com a substância C, a uma velocidade de 35 rpm e com 16 minutos de rotação no tratamento de superfície. As rolhas Cidra e Champanhe revelaram mais uniformidade com a substância nova F, a uma velocidade de 35 rpm e com 20 minutos de rotação no tratamento de superfície.
- Otimização do Processo de Lavação de Rolhas Aglomeradas de CortiçaPublication . Silva, Cristiano Manuel Alves; Correia, Maria Manuela BarbosaA presente dissertação, realizada em ambiente industrial na Amorim Cork, S.A., teve como objetivos: (i) obter lavações homogéneas e um processo uniformizado e robusto, (ii) reduzir o consumo de reagentes químicos, (iii) reduzir o valor residual de peróxido de hidrogénio presente nas rolhas aglomeradas de cortiça após o processo de lavação e (iv) melhorar a qualidade visual das rolhas aglomeradas de cortiça após o processo de lavação. Para tal foram realizados ensaios laboratoriais que consistiram no estudo do impacto de diferentes proporções de reagentes (NaOH e H2O2) no pH da solução resultante, tendo em vista a redução dos reagentes responsáveis pela formação do agente de branqueamento. Nestes ensaios foram estudadas quatro proporções diferentes, tendo como ponto de partida as quantidades utilizadas na lavação corrente na unidade industrial. De seguida realizaram-se ensaios industriais, partindo dos resultados obtidos nos ensaios laboratoriais, tendo sido feita a reformulação dos passos do programa de lavação e a otimização das condições de operação. Foram realizados doze ensaios industriais, dos quais três tiveram como objetivo a redução dos reagentes, cinco a otimização das condições de temperatura ao longo do programa e os restantes quatro a redução do valor residual de peróxido de hidrogénio. Por fim fez-se a validação do programa otimizado através da realização de 26 ensaios industriais nas condições otimizadas. Os valores de brancura ISO dos ensaios de validação foram comparados estatisticamente com os da lavação corrente na unidade industrial. Os resultados obtidos mostram que a lavação resultante desta dissertação apresentou maior homogeneidade entre lavações quando comparada com a lavação atual, um valor médio residual de peróxido de hidrogénio aprovado, em média, ao fim de 15,5 horas após a lavação e permite uma diminuição do custo dos reagentes de lavação de cerca de 54,7%.
- Determinação das condições ideais de enformação dos diafragmas de borracha na vulcanização de pneusPublication . Rech, Chayanne Possamai Della; Ribeiro, Leonardo José da SilvaO estudo apresentado por meio deste trabalho fundamenta-se na análise e resolução de problemas reais apresentados durante o processo de vulcanização, uma importante etapa na fabricação de pneus, responsável por atribuir à borracha as propriedades necessárias para a aplicação desejada. O problema em questão está relacionado à ocorrência de furos na superfície do diafragma, sendo este o componente inflável encarregado por conferir formato ao pneu através da sua prensagem contra o molde. A metodologia utilizada se estruturou, primordialmente, no estudo integral do processo, delimitando e caracterizando cada etapa de funcionamento e associando seus parâmetros específicos a possíveis desgastes do material. Através da demarcação de variáveis, internas ou externas ao maquinário, que poderiam interferir na durabilidade dos diafragmas, o estudo centralizado de cada um dos parâmetros baseou-se no seu isolamento e na observação da resposta do material à sua variação, tencionando a determinação das sensibilidades do sistema. O método aplicado a cada variável foi considerado o ideal para seu estudo, envolvendo a análise do histórico de falhas da empresa, o planeamento de testes práticos e a abordagem matemática e física do problema, embasando os efeitos observados e adiantando teoricamente a resposta do sistema a possíveis alterações. Os resultados obtidos por método matemático antecipam a economia de tempo de enchimento dos diafragmas, através da utilização de válvulas com maiores KVS ou com maiores percentagens de abertura, bem como garantem a maior sensibilidade deste tempo ao volume total do sistema a ser preenchido por vapor, perante a pouca influência gerada pelas perdas de carga dos canais de distribuição ou demais factores considerados. Através da análise das dimensões dos artigos, determinou-se desprezável a influência da variação da espessura do diafragma na percentagem de falhas sofridas, ao contrário do apresentado pela análise da posição do fluido, que representou uma considerável preponderância da falha nas extremidades do componente, em relação a posição central. As demais análises necessárias foram planeadas, justificadas e estruturadas de acordo com as possibilidades da empresa, de modo a cumprir o levantamento de dados futuros, garantindo a convergência nos resultados necessário para a optimização do sistema.
- Evaluation of permethrin in rats brainsPublication . Valentini, Francesco; Domingues, Valentina Maria FernandesPyrethrins and pyrethroids interfere with the functions of the nervous system. Exposure to very high levels of these substances can cause dizziness, headaches, nausea, muscle spasms, weakness, loss of consciousness and convulsions. There is no evidence that pyrethrins and pyrethroids can affect the reproductive capacity of human beings but some studies have shown reduced fertility in animals. The Occupational Safety and Health Administration (OSHA) has established in 5 milligrams of pyrethrins per cubic meter of air over 40 hours of weekly work, the concentration limit of this substance in the workplace. From this study, it is possible to conclude that is possible to use a methodology to quantify permethrin residues in rats’ brains. It was proved that permethrin can remain in brain during long time. 50% of the rats have permethrin after 24h. The exposition with alkaline water increases the levels of permethrin in brain. By other side, vitamin E, may act as a protecting factor decreasing the levels until not detected.
- Projeto, análise numérica e experimental do comportamento estrutural de sistema rotativo para assentos de veículos automóveis da categoria M1Publication . Oliveira , José Manuel Pereira de; Campilho, Raul Duarte Salgueiral GomesDevido à elevada competitividade internacional, a engenharia da indústria automóvel é fortemente pressionada a seguir os requisitos com maior expressividade no mercado, nomeadamente para aumentar a segurança e o conforto, para reduzir o consumo de matérias primas e custos, assim como para reduzir o tempo de chegada de produtos novos ao mercado. A presente dissertação tem como objetivo principal a realização de um projeto para satisfazer uma necessidade real da indústria automóvel. O produto objeto de estudo e desenvolvimento foi um sistema, designado por base rotativa, para permitir a rotação dos bancos do condutor e passageiro de veículos da categoria M1, autocaravanas, destinado sobretudo ao mercado alemão. No projeto da presente dissertação procura-se descrever as principais fases de desenvolvimento, otimização e validação do produto, assim como, descrever os requisitos exigidos para a sua realização. Para atingir os objetivos do projeto, recorreuse a várias ferramentas computacionais de modelação e definição dos desenhos do projeto, de otimização estrutural do modelo, de simulação numérica pelo MEF (Método de Elementos Finitos) e à experimentação, através de ensaios destrutivos do modelo. Este trabalho, para além de ser um desafio interessante de engenharia que se concretizou num produto real, permitiu também perceber que no projeto é importante saber combinar os métodos numéricos e os métodos experimentais, assim como, obter um modelo virtual o mais aproximado possível do modelo real que permita reduzir o número de ensaios experimentais. De acordo com as expetativas, todo o ciclo de design & desenvolvimento do produto só foi oficialmente validado após a realização com sucesso do ensaio experimental de homologação num laboratório da TUV na Alemanha. Para certificar este produto foi necessário atender a regulamentação estabelecida na diretiva 76/115/CEE (ECE – R14).
- Tanger Wind Farm Summary of Site Verification StudyPublication . Rogalska, Aleksandra; Santos, Carlos Miguel Pereira da SilvaThe present report presents the results for Site Verification Study for the Tanger Wind Farm in Morocco. The purpose of this study was to estimate a set of relevant wind and climate conditions, external wind conditions and the relevant turbine site and hub height. For the research available climate observation and CFD modelling of wind conditions made by WINDIE.