NLP-CISUC/PROPOR_FOS_Classification huggingface dataset:
Conceção de um sistema semiautomático para rotação de pás de turbinas eólicas no posto produtivo

Palavras-chave: Turbinas eólicas,Problemas de contacto,Rolamentos,Dimensionamento estrutural

O presente trabalho tem como principal objetivo a conceção de alterações estruturais de um equipamento semiautomático para a rotação de pás de turbinas eólicas no posto produtivo. Tendo por base um equipamento existente, prevê-se o levantamento das suas caraterísticas e limitações, bem como a avaliação da sua aptidão para a pretendida função. Num mercado onde grandes desafios surgem a cada dia, gerados pela grande diversidade e competitividade entre empresas, a procura por inovadoras soluções de engenharia é crescente. Com o risco da não sobrevivência, a necessidade de evolução e otimização de meios e métodos torna-se também imprescindível. Neste trabalho é ainda realizada uma avaliação do comportamento de um material hiperelástico e da resistência que provoca ao rolamento dos elementos onde se encontra aplicado. Com a conceção e dimensionamento das alterações à estrutura de base, diversos componentes devem ser selecionados de forma a conectar as novas estruturas e, nalguns casos, estruturas de adaptação devem ser desenhadas de raiz

Área científica: Ciências da Engenharia e Tecnologias
Simulação computacional em openFOAM® de um leito fluidizado

Palavras-chave: Fluidização,Dinâmica dos fluidos,Escoamentos

O principal objetivo deste trabalho consiste no desenvolvimento de simulação computacional de um leito fluidizado do tipo “Wurster” utilizando o OpenFOAM®, para a avaliação do comportamento hidrodinâmico de um conjunto de partículas contidas no interior do reator. As simulações computacionais produzidas têm uma importância fundamental na caracterização das condições de fluidização no interior do tubo de sucção, pois diminuem a instrumentação intrusiva, decorrente do processo experimental, assim como reduzem o trabalho laboratorial. O estudo computacional da fluidização aqui apresentado recorre à Teoria Cinética de Escoamentos Granulares, alicerçada numa abordagem Euleriana, onde tanto a fase sólida como a fase fluida são tratadas como domínios contínuos. Dois casos foram simulados: (i) escoamento sem partículas e (ii) escoamento com partículas. Das simulações sem partículas conclui-se que o escoamento é favorável ao movimento recirculatório das partículas, característico do equipamento “Wurster”. Nas simulações envolvendo partículas, é estudado o efeito de três caudais volúmicos de ar insuflado, assim como do coeficiente de restituição das partículas. Concluise que o caudal mais elevado (300 m3/h) é aquele que promove melhores condições à fluidização e que o coeficiente de restituição afeta, de forma significativa, os resultados obtidos.

Área científica: Ciências da Engenharia e Tecnologias
Estruturas fluídicas em cavitação hidrodinâmica

Palavras-chave: Tratamento de águas,Cavitação hidrodinâmica

O presente trabalho pretende dar seguimento a uma dissertação realizada no ano 2015 por Mário da Silva Gomes denominada “Cavitação hidrodinâmica para tratamento de águas”. Sendo um dos mais recentes métodos a ser explorado na área do tratamento de águas, a cavitação hidrodinâmica tem-se revelado uma alternativa atrativa a nível económico e ambiental. Este fenómeno consiste na formação, crescimento e colapso de bolhas resultante de uma redução da pressão local abaixo do valor da pressão de vapor para as condições locais, redução essa causada pela passagem de um escoamento por um constrangimento. Apesar do sucesso deste método à escala laboratorial, ainda não foi conseguida a sua transição para a escala industrial. Tal transição passa por um conhecimento mais aprofundado do fenómeno, a fim de uma manipulação correta de parâmetros geométricos e operacionais dos dispositivos usados para gerar cavitação. Este trabalho teve como objetivos o estudo das condições da formação de cavitação hidrodinâmica para diferentes configurações de constrangimentos e o registo e avaliação das estruturas fluídicas criadas durante o fenómeno. Para isso recorreu-se a uma instalação experimental que possibilitou o estudo do fenómeno, com uma secção de ensaios que permitiu mudar a configuração de constrangimentos manualmente, seja pela mudança de geometria, número ou disposição destes. Os resultados evidenciaram que tanto a geometria como a adição de um constrangimento possibilitaram diferentes condições dinâmicas para o aparecimento de cavitação e influenciaram a forma das estruturas fluidodinâmicas criadas por cavitação. Surge assim a necessidade de dar seguimento à investigação, com a finalidade de desenvolver um design ótimo para a geração de cavitação hidrodinâmica com melhor eficiência e passível de ser transposto à escala industrial.

Área científica: Ciências da Engenharia e Tecnologias
Processos híbridos step-by-step para produção de componentes metálicos com geometrias complexas

Palavras-chave: Função selectiva por laser

Num mundo onde a 4ª revolução industrial está iminente, exige-se a adaptação a este novo paradigma, onde componentes exclusivos, adaptados às necessidades do consumidor com geometrias inviáveis tornam-se possíveis. O fabrico aditivo responde perfeitamente a estas exigências, onde o processo de fusão seletiva por laser (SLM) de pós assume um papel significativo para o processamento de materiais metálicos. No entanto, para além da densificação, a rugosidade da superfície é um dos problemas deste processo de fabrico. Após estudo exaustivo de diversos parâmetros de processamento de um componente esférico, em diversas localizações, esta dissertação demonstra que há sempre necessidade de recurso a processos híbridos. No entanto, os parâmetros selecionados são determinantes para a esfericidade e ocorrência de defeitos que podem afetar a sua geometria. Numa segunda instância, foram comparados as caraterísticas/propriedades de dois tipos de pó de aço H13: comercial e resultante do aproveitamento de aparas de maquinagem/acabamento. Os pós de apara metálica H13 podem atingir após processamento propriedades ainda adequadas às aplicações a que se destinam, através de uma solução ambientalmente sustentada.

Área científica: Ciências da Engenharia e Tecnologias
Aplicação do conceito de combustão dual-fuel num motor diesel pesado

Palavras-chave: Combustão,Combustíveis,Motores diesel

Durante as últimas décadas, a combustão Dual-Fuel, com recurso a combustíveis gasosos alternativos, tem sido alvo de uma forte investigação, na medida que constitui uma boa abordagem para a diversificação das fontes energéticas e para a redução das emissões de poluentes. O objetivo deste estudo consiste no estudo teórico, técnico e prático de um veículo pesado (MAN TGA 18.433 FLS 36LX) equipado com um motor Euro 3 D2066 LF01 convertido para Dual-Fuel a GPL. A configuração inovadora do sistema proposto permite a variação do fornecimento do combustível original (gasóleo) através do controlo da pressão do rail e da pressão de sobrealimentação lidas pelo controlador original do motor. Esta configuração possibilita a aplicação de um sistema Dual-Fuel a um veículo com caixa de velocidades automática sem que as suas características de funcionamento sejam comprometidas, o que não se verifica para os sistemas originais existentes até então no mercado. O combustível de adição usado para alimentar o sistema instalado durante o estudo foi o GPL, devido essencialmente a fatores como a relativa facilidade de armazenamento deste combustível, o número elevado de postos de abastecimento a nível nacional/internacional e ainda a necessidade de otimização dos sistemas que fazem uso desta fonte de energia. Foi desenvolvida uma metodologia de cálculo com recurso ao software Microsoft EXCEL que permite simular os consumos e as poupanças associadas à utilização deste tipo de sistemas. Foram feitos testes experimentais em estrada e em banco de potência de forma a calibrar e avaliar todo o sistema. Posteriormente com os dados obtidos foi feita uma análise do desempenho do veículo e dos consumos e poupanças decorrentes do seu funcionamento em Dual-Fuel a GPL.

Área científica: Ciências da Engenharia e Tecnologias
Fenómenos extremos de vento em Portugal : análise do tornado de 2012 em Lagoa - Silves

Palavras-chave: Vento forte,Tornado em Silves,Prevenção de desastres naturais,Gestão

O presente trabalho aborda o tema dos fenómenos extremos de vento, mais precisamente as rajadas de vento forte e os tornados, que atingem Portugal. O propósito de estudar este tema prende-se com o facto da ocorrência destes fenómenos ser bastante frequente, no caso das rajadas de vento forte, provocando avultados danos no território português. Por outro lado embora os tornados sejam relativamente raros, torna-se pertinente o seu estudo, pelo facto de a sua ocorrência resultar em danos graves nas regiões por onde passa. É também de ressaltar que o registo histórico de tornados em Portugal, embora existente, não apresenta muita informação. O estudo dos tornados em Portugal carece de maior investigação, em várias vertentes, nomeadamente na sua génese, no seu registo histórico, no seu comportamento e na detecção e prevenção. Apresenta-se neste trabalho um inventário dos episódios de vento forte (rajadas de vento forte e tornados) para o período de Janeiro de 2007 a Dezembro de 2014, no qual se procede à caracterização desses fenómenos meteorológicos em Portugal continental. De seguida analisa-se qual o contexto atmosférico dos tornados em Portugal, associado a situações sinópticas especificas. Como caso de estudo realiza-se a análise ao tornado de Lagoa/Silves a 16 de Novembro de 2012, o qual contem a descrição do evento, o contexto atmosférico, qual a intensidade, consequências, trajecto e qual o impacto do tornado nas populações afectadas. A gestão deste tipo de desastre natural e prevenção também são temas abordados neste trabalho. Com recurso à recolha de informação na imprensa nacional, assim como no European Severe Weather Database foi elaborado um inventário dos Episódios de Vento Forte. Os dados recolhidos foram tratados em formato de mapas a partir do software de sistema de informação geográfica ArcGis e também de gráficos através do Excel. Foram analisadas cartas sinópticas diárias para caracterizar o contexto atmosférico. E realizaram-se entrevistas e inquéritos às autoridades e populações afectadas pelo tornado de 16/11/2012. Pode-se concluir que os tornados são fenómenos meteorológicos extremos raros em Portugal, sendo as rajadas de vento forte mais frequentes. As situações sinópticas registadas são muitas vezes associadas a mesociclones, com origem em estruturas supercelulares. O tornado em Lagoa/Silves de 16/11/2012 teve bastante impacto nas populações, afectando as infra-estruturas da área atingida, assim como o quotidiano e a saúde das pessoas directa e indirectamente atingidas. A gestão de desastres naturais como os tornados ainda é muito recente em Portugal, neste caso aplica-se normas internacionais relacionadas com este tipo de evento. É na prevenção que se tem apostado, nos últimos anos, sobretudo na sensibilização aos mais novos nas escolas.

Área científica: Ciências da Engenharia e Tecnologias
Análise de processos produtivos com recurso à simulação por eventos discretos

Palavras-chave: Simulação,Análise,Alternativas,Produtividade,Dimensão dos lotes,Simulation,Analysis,Alternative solution,Productivity,Lots size

Esta dissertação surge no âmbito de um estágio curricular realizado na empresa Iber Oleff que se dedica ao projecto, engenharia e produção de sistemas cinemáticos e componentes para a indústria automóvel e electrónica. O sector automóvel é um sector muito competitivo, o que obriga a uma constante melhoria e inovação dos produtos e processos produtivos. A simulação é uma ferramenta muito versátil que permite estudar processos produtivos através da sua representação num modelo virtual que pode ser usado em processos existentes, para testar alternativas ao modelo real com o objectivo de melhorá-lo, ou em processos que ainda não existem, para identificar as melhores formas de implementação. O objectivo deste trabalho foi utilizar a simulação para estudar dois processos produtivos. Inicialmente foi realizada uma análise de uma linha de montagem de ventiladores e foi construído um modelo representativo recorrendo à simulação, com o objectivo de identificar soluções alternativas ao modelo actual da linha que distribuam e eliminem operações que não acrescentam valor ao produto, de forma a aumentar a produtividade. Este estudo permitiu obter resultados que podem ser úteis na tomada de decisões da empresa, pois fornece informações sobre as distribuições da utilização dos recursos e sobre as taxas de produção, no estado actual da linha e nos cenários considerados. Num segundo projecto foi estudado o processo produtivo de uma estrutura de um bezel em fase de implementação, com o objectivo de determinar a programação e a dimensão dos lotes de transferência que minimizam o WIP (Work In Process). No final deste estudo obteve-se um conjunto de soluções que poderão ser utilizadas pela empresa na escolha do sequenciamento dos lotes de produção deste processo produtivo.

Área científica: Ciências da Engenharia e Tecnologias
Análise das condições de queima de tendas e de caravanas

Palavras-chave: Incêndios florestais,Prevenção de incêndios,Campismo,Queima de tenda,Combustão,Queima de caravana

Esta dissertação tem como objetivo a análise das características da queima de tendas de campismo e de caravanas. Está integrada no âmbito de um projeto denominado FireCamp2 – “Segurança Contra Incêndios em Áreas Dedicadas à Atividade de Campismo e Caravanismo” desenvolvido pelas diversas unidades do Laboratório Associado de Energia, Transportes e Aeronáutica (LAETA), com coordenação da Associação para o Desenvolvimento da Aerodinâmica Industrial (ADAI). Neste estudo realizou-se um conjunto de ensaios de queima de tendas e caravanas, com o intuito de se estudar a influência do tipo de ignição na queima deste tipo de estruturas e as respetivas condições de combustão. Nos ensaios de queima das tendas foram analisados três tipos de ignição diferentes, nomeadamente: 1) ignição linear no exterior, 2) ignição pontual no interior e na superfície da tenda e 3) ignição pontual no interior e teto da tenda. A ignição dos ensaios com caravanas consistiu numa ignição a partir do exterior com frente de chama e numa ignição pontual iniciada no interior da caravana. Verificou-se que, o tipo de ignição influencia a forma de combustão dos equipamentos analisados. Na queima das tendas comprovou-se que, no tipo de ignição pontual na superfície e interior da mesma, a combustão é mais intensa do que nos restantes tipos de ignição. No entanto, o mesmo não acontece na queima das caravanas, pois verificou-se, pela análise dos resultados, que a combustão tem mais intensidade e é mais rápida numa ignição que advém de uma frente de fogo vinda do exterior.

Área científica: Ciências da Engenharia e Tecnologias
Otimização da geometria inicial da chapa no processo de estampagem

Palavras-chave: Chapas metálicas,Estampagem,Optimização,Algoritmos

Os processos de conformação plástica de chapas metálicas têm atualmente uma importância crucial em diversas indústrias produtivas, nomeadamente na indústria automóvel. O objetivo deste trabalho é desenvolver um algoritmo de otimização capaz de prever rapidamente e com precisão a geometria a utilizar no esboço inicial. Deste modo, o desperdício de matéria-prima resultante do corte de material em excesso após a operação de conformação é reduzido ou mesmo eliminado. O presente trabalho é exposto de forma sequencial, onde inicialmente é estudada a influência da geometria do esboço na configuração final da peça conformada. De realçar que a geometria final do componente após operação de estampagem é prevista numericamente com o método dos elementos finitos. Nesta fase do estudo são utilizados dois processos de conformação com graus de complexidade distintos: a conformação de um perfil em U e a conformação de uma taça cilíndrica. O algoritmo desenvolvido é baseado nos resultados obtidos com estes exemplos, observando-se uma relação aproximadamente linear entre a dimensão inicial do esboço e o comprimento final da flange, em ambos os casos. Além disso o algoritmo utiliza uma relação analítica obtida através da condição de conservação do volume, assumindo que não existe variação da espessura durante o processo de conformação. Numa fase posterior, e por forma a validar o algoritmo proposto, foram selecionados três algoritmos de otimização existentes na literatura, com os quais é comparado o algoritmo proposto. Esta comparação permite observar a superioridade do algoritmo proposto em termos de velocidade de convergência, dado que todos eles têm em comum o facto de a geometria do esboço ser corrigida iterativamente partindo de uma solução inicial. Finalmente, o algoritmo proposto é utilizado para fazer a otimização da geometria do esboço em dois processos de estampagem, um processo de estampagem seguida de estiramento de uma taça cilíndrica e num processo de conformação de uma taça em cruz.

Área científica: Ciências da Engenharia e Tecnologias
Redução do tempo de setup no sector da transformação de chapa da indústria metalúrgica

Palavras-chave: Empresas,Produtividade,Lean Manufacturing,Gestão da produção

O presente trabalho foi desenvolvido na Mercatus Portugal, empresa que se dedica ao desenvolvimento e produção de sistemas de refrigeração industrial, onde o objetivo se prendeu com aplicação ferramentas Lean Manufacturing, nomeadamente SMED (Single Minute Exchange to Die), no sector da transformação da empresa, em particular no subsector das quinadoras. A proposta deste trabalho vem em decorrer da necessidade de reduzir tempos de mudança de fabrico a fim de poder existir uma redução do tamanho de lote de produção. No decorrer do projeto foi a analisado o setor em questão, tanto as mudanças de ferramenta como a ordem produção dos diferentes produtos como forma de poder avaliar o quanto se poderia reduzir o tamanho de lote de cada tipo de produto. Das quatro quinadoras, foram analisadas duas para aplicação da metodologia SMED. Como forma de reduzir tempos iniciais de transporte de peças, que se incluíam no processo de mudança de fabrico, foi proposto o desenvolvimento de um método, a fim de sequenciar a produção, e de eliminar este tempo através da alocação de um operador. O desenvolvimento do método de sequencimento permitiu reduzir cerca de 52% a 73% do tempo total de mudança de fabrico, consoante a mudança de ferramenta efetuada. A aplicação da metodologia SMED permitiu reduções até 39% do tempo despendido durante a mudança de ferramenta, sendo praticamente soluções de custo nulo aplicado. Além das soluções aplicadas, foram também propostas outras, também de custo nulo e outras com algum custo monetário associado. O presente trabalho permitiu uma grande iniciação à caracterização deste sector, existindo ainda muito a melhorar. No entanto, os objetivos foram cumpridos e cabe à empresa garantir o contínuo seguimento das melhorias propostas e de continuar o trabalho neste sector.

Área científica: Ciências da Engenharia e Tecnologias
Estudo de processos de tratamento de águas residuais de lagares de azeite

Palavras-chave: Fenton,Tratamento

O presente trabalho teve por finalidade analisar processos de tratamento de águas residuais de lagares de azeite (OMW – Olive Mill Wastewaters). A produção de azeite gera uma grande quantidade de águas residuais, que devido às suas características causam desmedidos impactes ambientais. Os efluentes gerados apresentam elevado teor de carga orgânica, baixa biodegradabilidade e são altamente tóxicos fazendo com que o seu tratamento seja essencial. Os tratamentos biológicos são as mais frequentes técnicas utilizadas para redução da carga orgânica de efluentes líquidos. Porém, para efluentes contendo compostos com baixa biodegradabilidade é necessário recorrer a tratamentos físico-químicos alternativos como são exemplo os processos de oxidação avançada, nomeadamente o processo Fenton. Neste trabalho foi estudada a aplicação do processo Fenton seguido do processo de permuta iónica para tratar OMW. Os estudos de Fenton iniciaram-se com a aplicação de um desenho de experiências baseado num plano fatorial a 2 níveis com o objetivo de avaliar a influência de diferentes variáveis (concentração de Fe2+, concentração de H2O2, tempo e pH) na eficiência de remoção de carga orgânica. Um segundo desenho de experiências foi seguidamente aplicado com a finalidade de encontrar condições ótimas para o processo, variando as concentrações de Fe2+ e o rácio [Fe2+]/[H2O2]. Os resultados do tratamento com reagente de Fenton permitiram obter uma eficiência ótima do processo usando 50 ppm de Fe2+ e 0,002 (m/m) como rácio Fe2+/H2O2. Para estas condições obteve-se uma remoção de 81% da CQO,81 e 97% de TPh e CBO5, respetivamente. As experiências de permuta iónica foram efetuadas recorrendo à resina Lewatit TP207 que revelou maior afinidade para a remoção de iões ferro trivalente. O ajuste das isotérmicas de equilíbrio com efluente simulado e efluente real foi conseguido recorrendo aos modelos de Freundlich e Langmuir sendo que o melhor ajuste se conseguiu para o primeiro modelo. Estudos para avaliar a influência da carga orgânica, em termos da CQO, que variou entre 0 e 2000 mg O2 L-1 demonstraram que a sua presença no efluente pode favorecer a remoção de ferro. Após o tratamento por Fenton verificou-se que a remoção de ferro pela resina é independente da valência do ferro inicial (Fe2+ ou Fe3+). A descrição da isotérmica de equilíbrio obtida com uma solução cuja concentração inicial de ião ferro era de 50 mg L-1, com recurso ao modelo de Langmuir, conduziu a uma quantidade máxima (qmáx) de adsorção de 26,74 mg/g resina.

Área científica: Ciências da Engenharia e Tecnologias
Estudo numérico de propagação de fendas por fadiga em juntas soldadas em T

Palavras-chave: Juntas soldadas,Propagação de fendas,Fendas por fadiga

A fadiga é um processo de alteração estrutural permanente, progressivo e localizado, que resulta de cargas cíclicas aplicadas em componentes, sendo estas responsáveis pela grande parte das falhas de serviço e pela rotura dos materiais. O comportamento à fadiga de juntas soldadas, continua a ser uma área muito investigada. Apesar dos grandes avanços conseguidos na tecnologia da soldadura, as ligações soldadas continuam a ser um ponto crítico e suscetível à iniciação e propagação de defeitos por fadiga. A investigação de fenómenos de fadiga com base em abordagens numéricas, devido ao crescente aumento das velocidades de processamento dos computadores da atualidade, tem-se revelado muito atrativa. De entre as várias técnicas numéricas, destaca-se o método dos elementos finitos, que permite simular geometrias e carregamentos complexos. Neste trabalho, o principal objetivo consiste no desenvolvimento de um procedimento automático, baseado no método dos elementos finitos, para o estudo de fenómenos de propagação de fendas por fadiga em juntas soldadas em forma de T sujeitas a cargas cíclicas em Modo-I. O procedimento procura implementar uma técnica de remalhagem adaptativa com múltiplos graus de liberdade para a frente de fenda, e é desenvolvido usando o ambiente de programação Visual Basic 2012. As malhas de elementos finitos são constituídas por três regiões: uma região em forma de teia de aranha junto à frente de fenda; uma malha de transição que procura criar uma caixa retangular; e uma malha regular que preenche o resto da peça. Os campos de deslocamentos são obtidos a partir da ferramenta computacional COSMOSM. Os fatores de intensidade de tensão ao longo da frente de fenda são calculados com o método direto da extrapolação com dois pontos. Os avanços da frente de fenda são obtidos através de curvas da/dN−AK. As frentes de fenda são definidas usando funções cubic spline. O procedimento desenvolvido tem elevada flexibilidade: permite estudar diferentes formas de fendas, incluindo fendas de canto, e fendas superficiais; diferentes geometrias das peças a unir; diferentes formas de cordões e níveis de penetração da soldadura; diferentes tipos de carga, incluindo tração, flexão e tração-flexão; entre outros.

Área científica: Ciências da Engenharia e Tecnologias