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Avaliação Ambiental da Geração de Electricidade em Portugal - Comparação de duas abordagens metodológicas: "Input-Output" e "Avaliação do Ciclo de Vida"

Palavras-chave: Avaliação de ciclo de vida,impactes ambientais,eletricidade,Input-Output,emissões de gases com efeito de estufa,acidificação,energia primária,Life cycle assessment,environmental impacts,electricity,Input-Output,green house gases,acidification,primary energy

Portugal enfrenta grandes desafios ao nível das políticas que deverá adotar de forma a alcançar as metas estabelecidas para os setores elétrico e ambiental, nomeadamente no contexto das políticas europeias de combate às alterações climáticas. A partir das referências metodológicas estudadas e, com o objetivo de proceder à avaliação ambiental da geração de eletricidade em Portugal, foi seguida a abordagem Economic Input-Output-Based Life-Cycle Assessment (EIO-LCA) e respetivas extensões, especialmente adaptada ao setor elétrico nacional e a abordagem Process Life-Cycle Assessment (P-LCA). Um objetivo adicional passou por estabelecer uma plataforma de comparação e/ou complementaridade entre os dois modelos. A primeira etapa deste trabalho consistiu numa revisão da literatura das principais abordagens de Avaliação de Ciclo de Vida (ACV) no contexto do setor elétrico. Posteriormente, alguns resultados ilustrativos foram obtidos através da aplicação das abordagens anteriormente referidas. Finalmente, estabelecemos uma análise comparativa entre os resultados obtidos, fazendo ressaltar as respetivas vantagens e desvantagens. Da análise de ambos os modelos resulta a seguinte consideração geral: a avaliação ambiental de ciclo de vida baseada em processos (P-LCA) conduz a resultados consideravelmente discrepantes dos obtidos com a abordagem EIO-LCA. Podemos mesmo inferir que a EIO-LCA consubstanciará sempre um limite superior para os impactes ambientais calculados pela abordagem P-LCA. No que concerne ao detalhe das contribuições das diferentes fontes do sistema electroprodutor, verifica-se que a abordagem P-LCA permite um maior nível de detalhe; a abordagem assente em análise Input-Output (I-O) possibilita, por seu lado, realizar a cobertura de impactes de todos os setores de atividade direta e indiretamente envolvidos com os setores electroprodutores, pelo que esta complementaridade lança uma pista de desenvolvimento de trabalho futuro, com a possível utilização de ambas as abordagens, coligindo-as através da utilização da abordagem híbrida.

Área científica: Ciências da Engenharia e Tecnologias
Estudo da cadeia de abastecimento na divisão de alimentação da Universidade de Coimbra

Palavras-chave: Cadeia de abastecimento,Logística,Gestão de Stocks,Consumos,Análise de Falhas,Supply Chain,Logistics,Stock Management,Consumption,Failure Analysis

Com o aumento crescente da competitividade entre as organizações, um dos factores a ter em conta é o aumento da eficiência logística. No sentido de responder às exigências competitivas do mercado os Serviços de Acção Social da Universidade de Coimbra (SASUC) conjuntamente com a UC promoveram um estudo no âmbito da tese de Mestrado em Engenharia e Gestão Industrial, cuja temática incidiu na análise da cadeia de abastecimento da parte alimentar dos SASUC, tendo em conta a análise dos fornecedores alimentares, armazém e clientes (cantinas), com o objectivo de descrever o estado actual de funcionamento, avaliar inconformidades e propor melhorias para o serviço. Os resultados apresentados resultam de uma avaliação exaustiva de todo o processo efectuada “in loco” pelo autor e através da análise dos dados oficiais fornecidos pela Divisão de Compras e Logística dos SASUC. Neste trabalho foram identificados os padrões de consumo e distribuição assim como os processos logísticos do armazém em estudo. Apontam-se os pontos fortes e fracos deste serviço de gestão e sugerem-se soluções para a melhoria dos serviços tendo em conta os recursos logísticos existentes nesta cadeia de abastecimento.

Área científica: Ciências da Engenharia e Tecnologias
Ferramentas para friction stirwelding: Al-Cu

Palavras-chave: Friction stir Welding,Ferramenta de base estacionária,Ferramenta não convencional de base rotativa,Soldaduras dissimilares,Alumínio,Cobre,Friction Stir Welding,Stationary Shoulder Tool,Unconventional Rotating Tool,Dissimilar Welding,Aluminium,Copper

Devido ao elevado potencial do processo de soldadura Friction Stir Welding na realização de soldaduras topo-a-topo lineares, em ligas leves, a análise da aplicação deste processo em ligações heterogéneas apresenta-se como o desafio mais actual da investigação nesta área da engenharia de soldadura. Pelos estudos realizados até à data é possível concluir que a utilização de ferramentas convencionais na realização de soldaduras entre alumínio e cobre, é manifestamente ineficaz em evitar a formação de fases intermetálicas no seio da ligação. A formação destas fases duras e frágeis, nefastas quer em termos de resistência mecânica quer em termos da morfologia da ligação, têm origem em mecanismos termomecânicos intimamente ligados ao movimento de rotação da ferramenta. Deste modo, neste trabalho, para diminuir a formação destas fases, aperfeiçoou-se uma ferramenta de base estacionária e desenvolveu-se uma ferramenta de base rotativa com geometria não convencional, para deste modo verificar qual das duas ferramentas gerava melhores resultados. As soldaduras realizadas com a ferramenta de base estacionária apresentaram características normalmente associadas a uma entrega térmica insuficiente e, simultaneamente, a presença de compostos intermetálicos, como o CuAl2. Por seu lado, a ferramenta de base rotativa reduzida gerou uma melhor mistura entre os materiais, resultado de uma maior introdução de calor. No entanto, após uma análise mais detalhada, foram detectadas durezas extremas na zona do Nugget, indicativas da presença do composto intermetálico Cu9Al4, nas zonas de mistura ricas em cobre.

Área científica: Ciências da Engenharia e Tecnologias
Controlo de um Sistema de Gestão da Qualidade, auditorias e planos de amostragem

Palavras-chave: NP EN ISO 9001:2008,NP EN ISO 19011:2012,Distribuição de Poisson,Amostragem progressiva,norma ANSI/ASQC Z1.4,NP EN ISO 9001:2008,NP EN ISO 19011:2012,Poisson Distribution,Progressive Sampling,ANSI/ASQC Z1.4 Standard

O objetivo desta dissertação é a divulgação do funcionamento de um Sistema de Gestão da Qualidade, com base na norma NP EN ISO 9001:2008, através da abordagem dos seguintes pontos: requisitos da documentação; avaliação do Sistema de Gestão da Qualidade; controlo de equipamentos de monitorização e medição; controlo de produto não conforme, bem como as ações corretivas e preventivas. São analisadas as auditorias internas, assentes na norma NP EN ISO 19011:2012 e, por último, o estudo e desenvolvimento de planos de amostragem para atributos ajustados à realidade da empresa. A solução apresentada fundamenta-se no plano de amostragem, com base na Distribuição de Poisson, na amostragem progressiva e nos planos padrão da norma ANSI/ASQC Z1.4.

Área científica: Ciências da Engenharia e Tecnologias
Estudo do comportamento tribológico de revestimentos do tipo W-Ti-N

Palavras-chave: Filmes W-Ti-N,Revestimentos duros,Dureza,Coeficiente de atrito,Comportamento tribológico,W-Ti-N sputtered films,Hard coatings,Hardness,Friction coefficient,Tribological behaviour

Um dos revestimentos mais promissores desenvolvidos no âmbito das atividades do CEMUC / IPN para aplicações mecânicas, onde se pretende elevada dureza e baixo coeficiente de atrito, é o sistema W-Ti-N. Foi otimizada a deposição deste sistema tendo sido selecionados dois revestimentos, depositados com diferentes fluxos de azoto, para estudo do comportamento tribológico em ambientes com diferentes temperaturas. O objetivo deste trabalho foi estudar o comportamento tribológico destes dois revestimentos e relacionar os resultados com as suas caraterísticas. Os revestimentos foram produzidos por pulverização catódica em magnetrão no modo reativo. Após a caracterização da composição química, estrutura e propriedades mecânicas dos revestimentos, o estudo foi focado na realização de ensaios do tipo SRV na configuração de pino-disco. Depois do ensaio tribológico, as amostras foram caraterizadas no sentido de compreender os mecanismos de atrito e desgaste. Foi verificado que a diferente composição química não induziu variações estruturais significativas nem grandes diferenças nos valores de coesão/adesão dos revestimentos ao substrato. Por outro lado, os valores de dureza do revestimento com menor teor de azoto foram maiores, 31 GPa contra 25 GPa do outro revestimento o que, de algum modo, influenciou o comportamento tribológico. Com efeito, verificou-se que, nas condições ensaiadas, não existe uma redução do coeficiente de atrito face a soluções não revestidas. Os resultados da amostra com menor teor em azoto foram melhores, já que o coeficiente de atrito é na maior parte dos casos ligeiramente inferior. Já no comportamento ao desgaste, há uma clara vantagem na utilização dos revestimentos com uma diminuição significativa do coeficiente de desgaste em relação às amostras não revestidas. Uma vez mais, o revestimento com menor teor em azoto obteve um melhor resultado. Palavras-chave: , ,,

Área científica: Ciências da Engenharia e Tecnologias
Análise da influência da geometria da ferramenta na ligação por Friction Stir Welding de chapas finas em junta sobreposta

Palavras-chave: Friction Stir Welding,Junta sobreposta,Ligas de aluminio  5754-H22,Friction Stir Welding,Lap Joint,Aluminum Alloy 5754-H22

A investigação desenvolvida no âmbito desta dissertação de Mestrado teve por objetivo analisar a influência da geometria da ferramenta na ligação em junta sobreposta, de chapas finas utilizando a tecnologia Friction Stir Welding (FSW). O material base utilizado foi a liga de alumínio 5754-H22, correntemente utilizada na fabricação de painéis para a indústria automóvel. As soldaduras estudadas foram realizadas utilizando os mesmos parâmetros de soldadura, à exceção da velocidade de translação, penetração e geometria da ferramenta. Foram comparadas três ferramentas, uma com pino cilíndrico e duas com pino cónico, e três velocidades de translação (350, 700 e 1000 mm/min). A penetração variou entre 1,1 e 1,2 mm. De modo a aferir a qualidade das ligações, procedeu-se à caracterização morfológica, mecânica e microestrutural de todas as soldaduras produzidas. Dos resultados obtidos foi possível concluir que algumas das soldaduras apresentam limitações a nível de resistência, resultantes da existência do defeito do tipo hooking em algumas soldaduras. Nas soldaduras realizadas com a velocidade de translação mais reduzida, de 350 mm/min, os resultados obtidos não diferem com a geometria da ferramenta utilizada. No entanto, para velocidades de translação superiores, a utilização da ferramenta CN6 mostrou não ser uma boa opção. As soldaduras realizadas com esta ferramenta apresentam defeitos geométricos severos para velocidades de translação elevadas, e, consequentemente, resistência mecânica reduzida. As soldaduras realizadas com as ferramentas CL6 e CN8, a velocidades de translação elevadas, não apresentam defeitos geométricos severos. Para estas soldaduras foi possível obter boa resistência mecânica, sendo estas ferramentas as mais apropriadas para serem utilizadas em produção industrial.

Área científica: Ciências da Engenharia e Tecnologias
Cost Analysis of biomass generation from microalgae

Palavras-chave: Microalgas,fotobiorreatores,custo de produção,Trabalho,Microalgae,Photo-bioreactors,Production Cost,Labor

As microalgas caracterizam um grupo grande e diversificado de organismos fotossintéticos. Presentemente, o cultivo de microalgas é tido como uma opção viável em lagoas e fotobiorreatores fechados. Embora os fotobiorreatores possam possuir certos benefícios, o seu custo pode revelar um enorme impedimento para um desenvolvimento em larga-escala. As microalgas apresentam um desenvolvimento rápido, precisando apenas para o seu crescimento de, água, luz solar, dióxido de carbono (CO2) e alguns nutrientes adicionais. Neste trabalho, o custo de produção assumido para os fotobiorreatores foi aproximadamente 24€/kg biomassa seca. Durante a análise de custo, foi possível identificar que os custos relativos à mão-de-obra, logo seguidos dos encargos com depreciações, correspondem aos elementos com maior dimensão na estrutura de custos final. A metodologia de análise de cenários foi aplicada para avaliar o nível de custos de um sistema de produção em larga escala. Foi possível identificar uma possível redução de custo de aproximadamente de 16 €/kg, obtendo um preço final de biomassa de, aproximadamente, 7,70 €/kg. Para o cenário de média escala, o preço final aproximado de biomassa foi de 14 €/kg. Através de um cenário em que se adoptaram diferentes níveis de produtividade, foi possível demonstrar que para um "cenário produtividade máxima", a redução é excecionalmente elevada, evidenciando-se valores próximos dos 5,25 €/kg. Já quando consideramos um "cenário de alta produtividade", o valor cai para cerca de 10,50€/kg.

Área científica: Ciências da Engenharia e Tecnologias
Propagação de fendas por fadiga: estudo numérico de CTOD

Palavras-chave: Propagação de fendas por fadiga,Fecho de fenda induzido por deformação plástica,CTOD,Sobrecargas,Fatigue crack growth,Plasticity- induced crack closure,CTOD,Overloads

A importância do estudo da fadiga em componentes e/ou estruturas sujeitos a esforços dinâmicos complexos tem sido amplamente reconhecida. A sua compreensão passa pela exploração de carregamentos mais simples, seja através de espetros de amplitude constante ou de amplitude variável contendo sobrecargas, subcargas e blocos de carga. No contexto da análise de fendas por fadiga utiliza-se, geralmente, a relação entre a velocidade de propagação de fendas por fadiga e a gama do fator de intensidade de tensões, da/dN -ΔK. No entanto, o parâmetro de deslocamento de abertura de extremidade de fenda, CTOD, possui um elevado potencial. Na presente dissertação procura-se compreender o efeito dos parâmetros de carga, do material e do contacto das faces de fenda na deformação que ocorre na extremidade desta através da análise de CTOD e das suas componentes elástica, CTODe, e plástica CTODp Adicionalmente, pretende-se aprofundar o conhecimento dos fenómenos de fecho de fenda e de encruamento e, ainda, obter uma relação entre CTOD, ΔK e resultados de da/dN já existentes. Para tal, recorreu-se a um programa de simulação numérica de elementos finitos (DD3IMP). Desenvolveu-se uma abordagem a carregamentos de amplitude constante para as ligas de alumínio 6016-T4 e 6082-T6 e carregamentos de amplitude variável com a aplicação pontual e periódica de sobrecargas para a liga de alumínio 6016-T4. Constatou-se que o conceito de gama efetiva do fator de intensidade de tensões, ΔKeff, permite explicar as variações de parâmetros de extremidade de fenda devidas à ocorrência de contacto entre as faces de fenda, prevendo o colapso dos diferentes valores obtidos para diferentes razões de tensão sobre uma curva mestra. Observou-se uma relação de tendência definida entre ΔK e CTODp. Estabeleceu-se uma ligação entre CTODp e da/dN para a liga de alumínio 6082-T6. Além disto, comprovou-se a importância do fenómeno de encruamento, que ocorre em sobrecargas periódicas, sobre os parâmetros de extremidade de fenda e, por isso, na propagação de fendas por fadiga.

Área científica: Ciências da Engenharia e Tecnologias
Implementação de Sistema de gestão da qualidade e investigação, desenvolvimento e inovação

Palavras-chave: Gestão,Normalização,Certificação Sistemas de Gestão da Qualidade (SGQ),Sistemas de Gestão da Investigação,Desenvolvimento e Inovação (SGIDI),Sistemas de Gestão Integrados (SGI)Management,Standardization,Certification of Quality Management Systems (QMS),Research,Development and Innovation (RDI) Management System,Integrated Management Systems (IMS)

Esta dissertação tem por base o projeto de implementação do Sistema de Gestão da Qualidade e Investigação, Desenvolvimento e Inovação da STREAM Consulting. O objetivo desse projeto passa pela obtenção da certificação de um sistema de gestão integrada segundo as normas NP EN ISO 9001:2008, norma ISO para sistemas de gestão da qualidade, e NP 4457:2007, norma portuguesa para sistemas de gestão da investigação, desenvolvimento e inovação. São apresentados neste relatório o estado da arte da certificação e implementação de sistemas de gestão, focando os casos particulares deste projeto, a metodologia utilizada na conceção do projeto e a estrutura documental de suporte ao sistema de gestão. Por fim é apresentada uma síntese relativa ao processo de certificação e uma conclusão baseada na experiência de execução do projeto.

Área científica: Ciências da Engenharia e Tecnologias
Implementação de processos de melhoria contínua na Caixasuper.

Palavras-chave: Comércio,Venda a retalho,Proximidade,Melhoria Contínua,Rentabilidade,Eficiência,Trade,Retail,Proximity,Continuous Improvement,Profitability,Efficiency

Num mundo em constante mudança, uma ideologia de pensamento válida hoje, amanhã deixa-o de ser, o comércio tem de se adaptar às novas tendências e evoluir com elas. Tudo isto em conjunto com a crise económica atual, faz com que o comércio de venda a retalho entre numa tendência de proximidade para com os clientes. Recentemente, surgiram as lojas de proximidade, nomeadamente, em sistema de franquias. A competitividade neste mercado é algo notório para o consumidor comum, pois este dispõe de variadas opções e oportunidades para a realização das suas compras. E neste mercado competitivo, todas as melhorias possíveis, podem tornar-se em vantagens competitivas para as empresas que as aplicam. Esta Dissertação deriva do fato de a empresa (Caixasuper) pretender perceber e melhorar a sua gestão de forma a aumentar a sua rentabilidade e eficiência. Deste modo, foram cinco as componentes analisadas nas quais foram identificados diversos problemas e são propostas soluções para a sua resolução. Sendo esta uma Dissertação para a obtenção do grau de Mestre em Engenharia e Gestão Industrial, foram utilizadas ferramentas leccionadas durante o curso, como o cálculo de previsões (que permite ter uma noção do que o futuro próximo pode reservar) e a ferramenta de simulação (que facilitou na redução do quadro de trabalhadores da empresa, permitindo assim, diminuir despesas salarias e melhorar a sua eficiência). Para concluir, o objetivo de melhoria contínua foi atingido já que se conseguiu: diminuir o quadro de trabalhadores da empresa, ter uma estratégia de marketing mais focalizada no cliente, conseguir planear e realizar encomendas com maior confiança e diminuir as quebras e prejuízos. E assim, pode-se melhorar, em todos os níveis, o serviço prestado aos clientes, aumentando quer a rentabilidade quer a eficiência.

Área científica: Ciências da Engenharia e Tecnologias
Ligação por resistência eléctrica contínua de chapas finas em aço, alumínio e zinco

Palavras-chave: Soldadura por roletes,Aço galvanizado,Liga de Zinco,Liga de Alumínio,Resistance seam welding,Galvanized steel,Zinc alloy,Aluminium alloy

Nesta tese, são analisadas a qualidade das soldaduras em chapas finas sobrepostas, obtidas pelo processo de soldadura por resistência elétrica contínua, vulgarmente designado por soldadura por roletes. O princípio de funcionamento deste processo consiste na passagem de corrente elétrica através das chapas a soldar, que, devido à sua resistência elétrica, vão aquecer e fundir-se. As soldaduras foram realizadas em chapas similares de uma liga de zinco zintek, liga de alumínio 5754-H22 e aço galvanizado DX51D. Foi ainda realizada uma soldadura dissimilar em aço-zinco. Com o objetivo de avaliar a suscetibilidade à formação de defeitos em soldaduras por resistência de vários materiais base, com características químicas e físicas distintas, foram realizadas soldaduras numa gama alargada de condições para três metais base: Alumínio, Aço e Zinco. Os parâmetros de soldadura foram variados de modo a tentar minorar a ocorrência de defeitos macroscópicos. A qualidade das ligações produzidas foi avaliada através da observação das microestruturas, e da realização de ensaios de dureza e ensaios de tração. A análise das soldaduras em aço revelou ausência de fusão na zona de soldadura. Contudo, em algumas soldaduras a ligação resultou de um processo de soldadura por pressão a quente, e noutras por uma ligação zinco-zinco. Todas as soldaduras em aço revelaram um aumento de dureza na zona de soldadura, devido à formação de estruturas frágeis. As soldaduras da liga de alumínio revelaram, em alguns casos, uma entrega térmica excessiva, responsável pela existência de projeções de material e zonas fundidas em toda a espessura, e noutros casos uma entrega térmica insuficiente que levou à obtenção de soldaduras por pressão a quente. Para estas soldaduras foi notada uma redução de dureza na zona de soldadura, que revelou ser independente dos parâmetros utilizados, e foram detetados defeitos, tais como poros e fissuras. Na liga de zinco, as soldaduras obtidas apresentaram a formação de um nugget, com indícios de fusão. Contudo, foram observadas porosidades e fissuras que, pelos ensaios de tração, revelaram comprometer o bom desempenho da ligação. A soldadura dissimilar de aço-zinco revelou defeitos microscópicos importantes devido a uma escolha inadequada de parâmetros, que levaram à fusão e formação de um nugget no lado do zinco, sem qualquer alteração microscópica no aço. A ligação entre o aço e o zinco, na soldadura dissimilar, resultou da ligação do zinco à camada de revestimento, do aço galvanizado, também ela em zinco.

Área científica: Ciências da Engenharia e Tecnologias
Análise do desempenho mecânico de componentes obtidos por tecnologia MuCell

Palavras-chave: MuCell,Moldagem por injeção,Redução de peso,Polímeros,Resistência à tração,Energia absorvida,MuCell,Injection Molding,Weight Reduction,Plymers,Tensile strength,Absorbed energy

MuCell é uma tecnologia de redução da densidade de polímeros baseada na formação de pequenas células gasosas usando principalmente azoto ou o dióxido de carbono. Este processo é desenvolvido durante a fase de injeção do polímero. As reduções de peso típicas são de 8% a 12%, mas a redução de peso global pode atingir os 25% combinando de redução da densidade e mudanças de design. As melhorias de qualidade são normalmente maiores do que 50-75%, se forem considerados parâmetros como o nivelamento e o empenamento. O processo MuCell é uma tecnologia de processamento de moldagem por injeção permitindo obter: componentes mais leves, reduzir os custos de produção devido ao menor uso de material, tempos de processo mais curtos, componentes dimensionalmente mais uniformes, empenamento reduzido. Atualmente este processo já é utilizado no fabrico de inúmeros componentes na indústria automóvel. Apesar da resistência à tração dos materiais diminuir com o aumento de gás utilizado no processo de fabrico, a capacidade de absorção de energia aumenta. Esta tecnologia permite ainda aumentar a temperatura de transição vítrea do ABS em 10ºC.

Área científica: Ciências da Engenharia e Tecnologias