III. Unidades de Investigação, Desenvolvimento e Outras
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Percorrer III. Unidades de Investigação, Desenvolvimento e Outras por Objetivos de Desenvolvimento Sustentável (ODS) "07:Energias Renováveis e Acessíveis"
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- Análise energética de edifícios públicos com auxílio de ferramentas de diagnóstico e medidas de melhoria: caso de estudo do Teatro das Figuras em FaroPublication . Antão, Miguel Augusto dos Santos; Sequeira, Claúdia; Monteiro, JânioAtualmente, a extrema urgência ambiental, a necessidade que temos em diversificar as fontes de energia, sermos mais sustentáveis, e amigos do ambiente, complementados com a subida dos preços da energia, leva a que haja um aumento da procura de soluções de melhoria na eficiência energética de edifícios, bem como na utilização de técnicas e métodos de diagnóstico que nos auxiliem na tomada de decisões. Entre as técnicas utilizadas, a análise de vibrações e a termografia são métodos de ensaio não destrutivos, rápidos e de custos reduzidos que fornecem resultados imediatos muito precisos sobre o estado atual de funcionamento dos equipamentos. Um dos objetivos do presente trabalho é fornecer uma visão dos benefícios e dificuldades da utilização destes métodos, no entanto, a termografia terá um destaque maior na análise energética de edifícios, como ferramenta de auxílio e diagnóstico de anomalias. Pretende-se demonstrar que a utilização da termografia pode ser um importante indicador para a manutenção preditiva dos edifícios públicos. Após a avaliação do desempenho energético do edifício e na identificação dos grandes consumidores de energia, é feita uma caraterização do perfil de utilização de acordo com o histórico e previsão futura dos espetáculos, onde serão elaboradas propostas de melhoria para a redução dos consumos de energia elétrica. Serão estudadas e propostas fontes de energia alternativas, entre as quais, através da colocação de painéis fotovoltaicos, painéis fotovoltaicos com sistema de acumulação de energia; Como objetivo final, pretende-se apresentar um conjunto de melhorias com base na análise do retorno do investimento e avaliar o impacto da utilização da termografia neste tipo de estudos.
- An automation system for predictive maintenance of electric machines applied to pumping systemsPublication . Azinheira, Gonçalo José de Sousa; Semião, Jorge Filipe Leal CostaThis thesis presents the development and implementation of an automation system for predictive maintenance of electric machines in pumping systems. The work integrates Industry 4.0 technologies such as IoT devices, machine learning algorithms, and advanced sensor systems to enhance the reliability and efficiency of industrial operations. A complete test bench was developed, featuring an electric pump, water reservoir, automation and control board, energy meter, vibration sensors, pressure sensors, motorized valves, and temperature sensors, allowing automated test procedures including fault-injection behaviors through valve control. The research bridges the gap between theoretical models of predictive maintenance and their practical implementation in industrial environments, emphasizing the importance of automation and data-driven decision-making. The core achievements include the successful development and deployment of a system capable of real-time data acquisition, advanced vibration analysis, and fault prediction using machine learning. A detailed analysis was conducted to determine optimal data processing procedures prior to analysis, and automation-based sensors were integrated with electronic-based sensors in a unified predictive maintenance system. Machine learning algorithms demonstrated the feasibility of implementing predictive maintenance within standard automation pumping systems by successfully predicting faults induced in the test pump. The developed system not only reduces unexpected failures but also aligns with modern demandsfor sustainability and operational efficiency. By combining data acquisition, real-time analysis, and predictive modeling, the research offers a comprehensive approach that can be adapted across various industries reliant on electric machines.
- Avaliação qualidade do ar e conforto térmico em espaços ventilados comsistemas de jatos descendentesPublication . Mestre, Ricardo José Mendes; Conceição, EusébioNeste trabalho é feita a avaliação integral do conforto térmico e qualidade do ar de uma sala de informática virtual. Esta sala de informática foi criada tendo como base a câmara experimental existente no Campus de Gambelas da Universidade do Algarve. O estudo consiste numa simulação para o período do verão considerando uma temperatura ambiente exterior de 35ºC. Para as condições interiores foi considerada uma temperatura média de 25ºC e uma humidade relativa média de 50%. A sala de informática terá uma ocupação de 6 pessoas, com uma taxa metabólica de 1 met e um vestuário de 0,5 clo. A climatização e renovação de ar será assegurada por um sistema de condutas de jatos descendentes composto por 6 difusores de insuflação e 6 difusores de extração. Para efetuar a avaliação do conforto térmico e qualidade do ar recorre-se a quatro ferramentas distintas de cálculo numérico: Modelo de dimensionamento do sistema de condutas, Modelo do comportamento térmico de edifícios, Modelo de simulação de escoamento no interior de espaços e o Modelo de simulação da resposta térmica do corpo humano. Estas ferramentas de cálculo numérico serão encadeadas de maneira obter os dados necessários para executar o cálculo do ADI (Air Distribution Index). De uma forma generalizada a geometria criada para a sala de informática obtém bons resultados ao conciliar a componente de conforto térmico e qualidade do ar, tendo como desvantagem o desconforto térmico local na zona da cabeça devido ao posicionamento dos difusores.
- Desempenho energético de edifícios: para além da certificação regulamentar. Uma abordagem de medição e verificação com recurso a tecnologia IoTPublication . Babynyuk, Volodymyr; Miguel, Raul Lana; Lam, RobertoA recente volatilidade verificada nos preços da energia final e a existência de um parque edificado antigo e com baixa qualidade térmica das envolventes tem vindo a colocar dificuldades a quem tem de gerir orçamentos onde a rubrica energia assume uma proporção cada vez maior. O sistema de certificação energética em edifícios (SCE) foi implementado em Portugal em 2006 [1, 2, 3] fruto de um longo caminho legislativo que teve início nos anos 90 e da evolução das respetivas diretivas europeias na matéria (EPBD [4, 5, 6, 36]). Como consequência deste processo, desde 1 de janeiro de 2009, todos os edifícios de habitação, comércio e serviços, são obrigados a ter o seu desempenho energético traduzido na forma de diversos indicadores, representados nos respetivos certificados energéticos (CE). A tarefa de estimar um valor anual de energia final para um determinado edifício, ou fração autónoma, requer uma análise exigente e multidisciplinar. Contudo, a maior parte das frações autónomas já foi avaliada no âmbito do SCE e possui informação relevante no respetivo certificado energético. Apesar desta informação ser mais utilizada para apoio à decisão de compra ou arrendamento do imóvel, é possível, através de uma abordagem de M&V, torná-la útil para apoio à gestão e monitorização dos consumos de energia final e implementação de medidas de melhoria de eficiência energética (MMEE) com investimentos associados. Os aspetos ligados ao tema da avaliação do DEE são abordados através da realização de um estado da arte. São igualmente aproveitadas, as recomendações mais relevantes para definir a metodologia adotada para o caso de estudo selecionado.
- Documentos das provas de agregação de Vítor Manuel de Sousa Gabriel. Titulo da Lição: Conectividade entre ativos de energia limpa e ativos de energia carbónica: o papel do risco geopolíticoPublication . Gabriel, VítorO presente seminário é dedicado ao tema “Conectividade entre Ativos de Energia Limpa e Ativos de Energia Carbónica: O Papel do Risco Geopolítico”. Juntamente com o currículo do candidato e o relatório de unidade curricular, este seminário constitui um elemento das provas de agregação, nos termos do artigo 4.º do Regulamento n.º 502/2024, de 6 de maio, que aprova os procedimentos para Atribuição do Título Académico de Agregado da Universidade do Algarve, conforme disposto no Decreto-Lei n.º 239/2007, de 19 de junho. O tema escolhido para este seminário tem, sobretudo, como público-alvo estudantes de mestrado e de doutoramento. A este respeito, importa referir que a primeira abordagem ao tema selecionado, por parte do candidato, ocorreu no âmbito da participação em dois seminários de investigação, um na Coimbra Business School e outro na Universidade de Salamanca, para estudantes de 2º ciclo e de 3º ciclo, respetivamente. A partir dos resultados obtidos nos trabalhos desenvolvidos para os referidos seminários, foram formuladas novas questões de investigação e adotadas novas metodologias, a que se procura dar resposta no documento preparado para estas provas de agregação. Acreditamos que este seminário de investigação acerca da conectividade entre Ativos de Energia Limpa, Ativos de Energia Carbónica e Risco Geopolítico é relevante para alunos de mestrado e doutoramento, concretamente das áreas de gestão, ciências empresariais e finanças, entre outras, em especial devido à importância do tema no contexto económico global, assim como à visão holística e atualizada que proporciona acerca dos desafios estratégicos que empresas e investidores enfrentam no contexto da transição energética e dos riscos geopolíticos. De forma mais específica, em nosso entender, o tema deste seminário de investigação permite atender a diversas perspetivas. Em primeiro lugar, constitui uma oportunidade de integrar tópicos de diversas áreas, como gestão, economia, geopolítica, gestão de riscos e sustentabilidade. A interligação entre o segmento de energia limpa e o segmento de energia carbónica implica uma compreensão profunda das dinâmicas de mercado, mas também do impacto do risco geopolítico nas decisões empresariais. Os estudantes de mestrado e doutoramento podem ampliar as suas competências ao analisar como as decisões estratégicas de empresas energéticas podem ser influenciadas por esses fatores interconectados. Em segundo lugar, a geopolítica tem um papel central na definição das estratégias empresariais, especialmente em setores estratégicos como o energético. O risco geopolítico pode afetar a estabilidade dos mercados de energia e a transição para fontes renováveis. Ao estudar as interações entre a energia limpa e a carbónica, os estudantes podem compreender como as empresas precisam de gerir os riscos associados a políticas externas, conflitos internacionais e questões ambientais. Em terceiro lugar, a transição energética é um dos grandes desafios e oportunidades do século XXI. Os estudantes podem estudar como a convergência entre as fontes de energia renovável e as tradicionais (como o petróleo) afeta as empresas, tanto em termos de adaptação às novas exigências regulatórias e ambientais quanto na gestão de riscos financeiros e operacionais. A compreensão dessa transição é crucial para formular estratégias empresariais inovadoras e sustentáveis. Em quarto lugar, a interação entre energias renováveis e fósseis, no contexto do risco geopolítico, oferece um cenário complexo para a tomada de decisão estratégica nas empresas. Neste sentido, este seminário pode ajudar os estudantes a analisar a forma como as empresas do setor energético (e outros setores que dependem da energia) podem equilibrar investimentos em tecnologias limpas com os riscos e benefícios de manter ativos em setores tradicionais. Este equilíbrio estratégico é vital para a sustentabilidade de longo prazo das organizações e para o alinhamento com políticas ambientais globais. Em quinto lugar, este seminário oferece aos alunos uma boa oportunidade para explorar tópicos de pesquisa avançada. A análise de riscos geopolíticos em energia, bem como a gestão da transição energética em contexto empresarial, são áreas muito relevantes para investigações futuras. Neste sentido, os estudantes de mestrado e doutoramento podem desenvolver projetos de investigação que, entre outros aspetos, contribuam para o avanço do conhecimento na interligação entre negócios, investimento, gestão de carteiras, diversificação, sustentabilidade e geopolítica, recorrendo a metodologias que se adaptem às dinâmicas dos mercados. Em sexto lugar, com a crescente importância da sustentabilidade e da gestão de riscos no mercado de trabalho, especialmente no setor energético, os estudantes estarão mais preparados para enfrentar os desafios de um mercado em rápida transformação. Ter uma compreensão sólida da interação entre energias renováveis, fósseis e risco geopolítico pode diferenciá-los no mercado, especialmente em empresas que operam a nível global. Por fim, a participação num seminário científico proporciona aos estudantes a oportunidade de desenvolver competências analíticas e críticas ao avaliar, de forma aprofundada, as implicações da interação entre estes fatores. A capacidade de construir cenários, avaliar o impacto de decisões estratégicas e analisar dados e informações complexas é essencial para os investigadores ligados às áreas de ciências empresariais e finanças. Entre as principais preocupações das sociedades contemporâneas estão as alterações climáticas, causadas principalmente pelas emissões de gases com efeito de estufa, bem como os conflitos militares em curso, designadamente na Ucrânia e na Palestina. (...)
- Sistema inteligente de controlo da temperatura da água de piscina utilizando energias renováveisPublication . Carvalho, Jailson Pereira de; Cabrita, Cristiano; Monteiro, JânioDesde há alguns anos atrás e atualmente muito se fala das alterações climáticas como um fator que põe em risco a qualidade de vida das pessoas. Uma das causas que tem provocado essas mudanças é o uso da energia produzidas por fontes não renováveis provocando a emissões de gazes do efeito de estufa. Ao investir em geração proveniente de energias renováveis está-se em simultâneo a proteger a qualidade de vida das pessoas, a evitar as emissões de gazes de efeito de estufa e a reduzir custos financeiros, por representarem fontes de energia mais baratas em comparação com os combustíveis fósseis. O presente trabalho teve como finalidade através do uso de fontes de energia renováveis desenvolver um algoritmo com o objetivo de coordenar o funcionamento de um conjunto de equipamentos de geração de energia térmica e de armazenamento térmico, para ajustar a temperatura da água de piscinas exteriores, de acordo com as necessidades do utilizador. Para tal, o algoritmo utiliza informações recolhidas por um conjunto de sensores e previsões de variáveis meteorológicas, que são depois combinadas num contexto de otimização. A metodologia adotada passou pelo desenvolvimento de um algoritmo baseado no princípio de Model Predictive Control no qual é fundamental possuir antecipadamente o comportamento isolado das diferentes fontes de energia quando aplicadas ao sistema, garantindo desta forma a capacidade de fazer uma previsão da saída do sistema nas mais diversas combinações das fontes de energia. O trabalho desenvolvido permite ao utilizador monitorizar, alterar e ajustar a temperatura da água na piscina através da utilização de uma plataforma web e de uma Interface Homem Máquina (HMI) que combinadas permitem a interação entre o utilizador e o algoritmo.
- Sustentabilidade energética em infraestruturas aeroportuáriasPublication . Domingos, Anselmo Luís; Oliveira, Luís Manuel deO presente relatório de estágio documenta o trabalho desenvolvido na ANA - Aeroportos de Portugal, focando-se no desenvolvimento de um sistema de painéis fotovoltaicos adaptado ao diagrama de carga do Aeroporto Gago Coutinho. O objetivo deste modelo visa otimizar a produção de energia ao longo do dia, sem comprometer de forma significativa o pico de produção. Foram utilizados sistemas computacionais, como o PVGIS e o SAM, além de um sistema de teste experimental, para realizar simulações que quantificam a produção de energia fotovoltaica. Os dados foram processados em MATLAB para calcular a variação da produção de energia em diferentes cenários e identificar as respetivas relações causa-efeito. Durante o estágio, foi também acompanhada a substituição de lâmpadas convencionais por tecnologia LED, com o intuito de aumentar a eficiência energética e reduzir os custos operacionais. Este processo envolveu a seleção de tecnologias adequadas, promovendo a sustentabilidade nas instalações do aeroporto. Outro projeto relevante foi a remodelação de um posto de transformação, que incluiu a escolha de novas tecnologias para substituir equipamentos, bem como a definição da sua disposição, considerando a expansão das infraestruturas do edifício. Esse trabalho colaborativo visou melhorar a eficiência e funcionalidade das instalações. Além disso, o relatório aborda a participação no programa AFIF, cujo objetivo é a substituição de equipamentos movidos a combustíveis fosseis por alternativas elétricas, em alinhamento com as políticas de descarbonização da União Europeia. As implementações bem-sucedidas desses projetos representam um passo importante em direção à sustentabilidade ambiental e energética dos aeroportos portugueses, contribuindo para um futuro mais sustentável.
- Unlocking cyanobacterial metabolic potential: ß-oxidation pathwayPublication . Gonçalves, Inês Oliveira; Figueiredo, Sandra; Varela, JoãoCyanobacteria are a very diverse phylum of photosynthetic prokaryotes. As the first known organisms to produce oxygen on Earth, these microorganisms were crucial to the development of the biosphere and early Earth life forms. Cyanobacteria still presents several undefined genomic and metabolic pathways, despite their relevance, namely as a promising biological alternative to overcome the increasing demand for sustainable fuels and plastics. One of the still unclear pathways in cyanobacteria is b-oxidation, the catabolic process of fatty acid (FA) degradation. This mechanism had been thought to be universal for all organisms; however, some studies have suggested that b-oxidation might be lacking in cyanobacteria, despite the scattered evidence to support this hypothesis. We have revealed unprecedented results that may help finally understand this fundamental metabolic pathway in cyanobacteria. Through the bioinformatic analysis performed, some cyanobacteria strains were shown to encode putative fatty acid degradation (fad) machinery. Genomic context analysis led to the identification of a previously uncharacterized gene, here called AMP-L, that completes the full set of fad genes required for fatty acid activation and subsequent entry into the b-oxidation pathway. With the protocol optimized in this work, cyanobacterial fatty acyl-CoA intermediates with different length chains were detected for the first time. Different in vivo FA supplementation assays support these findings, showing for the firsttime cyanobacteria strains that might be able to degrade FA. These results address several fundamental questions related to cyanobacteria evolution and FA metabolism. Furthermore, this study brings knowledge that would, ultimately, lead to more efficient metabolism engineering applied to biotechnological purposes.