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Percorrer Instituto Superior de Engenharia por Objetivos de Desenvolvimento Sustentável (ODS) "09:Indústria, Inovação e Infraestruturas"
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- A análise do fluxo homopolar como ferramenta no diagnóstico de avarias em transformadores trifásicosPublication . Reis, André Peres dos; Oliveira, Luís Manuel Ramos deOs transformadores de potência constituem um elemento vital para a produção, transporte e distribuição de energia elétrica. Dada a sua importância é necessário realizar manutenção preventiva para garantir a continuidade e eficiência operacional do sistema elétrico, visto que ao longo da sua vida os mesmos estão sujeitos a diferentes tipos de desgastes. Caso contrário, a ausência de manutenção adequada pode desencadear avarias inesperadas, acarretando custos elevados, não apenas para reparar ou substituir o equipamento, mas também devido à perda de receita pela energia não vendida e às possíveis compensações devido à interrupção do fornecimento de energia. Dado esse cenário, diversos métodos de análise têm sido desenvolvidos e investigados com o objetivo de detetar qualquer avaria na sua fase inicial, evitando assim eventos catastróficos. A presente dissertação dá continuidade ao trabalho iniciado anteriormente no Laboratório de Projeto Sistemas Elétricos de Energia, onde foi proposto um método de diagnóstico baseado na monitorização dos fluxos homopolares utilizando bobinas de teste. O principal objetivo agora é aprofundar essa análise com recurso a um modelo tridimensional do transformador com base em elementos finitos. Serão considerados as deformações mecânicas e os defeitos de isolamento (curto-circuito entre espiras) mais comuns nos enrolamentos. Os resultados de simulação serão validados experimentalmente com recurso a um modelo à escala de um transformador trifásico.
- Análise termodinâmica e optimização de sistemas de refrigeração de ciclo transcrítico com CO2Publication . Florido, Rui Miguel Freire; Mortal, António Manuel de Sousa BaltazarNesta dissertação pretende-se efectuar a análise termodinâmica e respectiva optimização de sistemas de refrigeração que funcionam em ciclo transcrítico com CO₂, aplicados a instalações frigorificas em regiões de Portugal onde ocorrem temperaturas elevadas durante o período de Verão. O foco do trabalho é a analisar o impacto da aplicação de ejectores e gas coolers com arrefecimento evaporativo em instalações tipo Booster que funcionam com ciclos transcríticos com compressão paralela de vapor, visando melhorar o desempenho energético e a eficiência do ciclo frigorifico. A metodologia de investigação baseia-se no desenvolvimento de modelos numéricos que permitam realizar a simulação do ciclo frigorifico com compressão paralela de vapor e, posteriormente, a sua operação após a integração dos mecanismos de melhoria propostos. A análise de sistemas de arrefecimento evaporativo aplicado em gas coolers visa estimar as temperaturas de saída do CO2 em diversas condições de operação e avaliar o impacto da redução da pressão no gas cooler no consumo energético do sistema. Para tal, será realizada uma análise psicrométrica e modelação do processo de condicionamento do ar através do arrefecimento evaporativo. O estudo tem ainda como objectivo modelar numericamente o funcionamento de ejectores com o objectivo de avaliar o seu impacto no rendimento do sistema. Espera-se que os resultados comprovem que a utilização destes mecanismos de melhoria pode aumentar significativamente a eficiência de sistemas de refrigeração transcríticos com CO2, particularmente quando aplicados em condições de funcionamento mais adversas. Pretende-se, igualmente, identificar qual das soluções analisadas apresenta melhor desempenho consoante diferentes condições operacionais
- Aplicação Web para controlo do crescimento e cultivação de microalgasPublication . Horta, Tiago Alexandre Vicente; Lam, Roberto Célio LauEste projecto destina-se ao desenvolvimento de um software para o controlo de um ou vários fotobiorreatores, o referido software é composto por uma aplicação Web e um ou vários microcontroladores. A aplicação Web tem como principal objetivo o fornecimento de uma interface de utilizador na qual será possível a visualização e realização de experiências para o controlo do crescimento de microalgas. Para a realização de experiências, a aplicação Web irá enviar comandos através de uma API, para um microcontrolador que estará ligado a um fotobiorreator realizando assim uma ação ou consulta dos valores nos sensores no fotobiorreator. Será possível simular diferentes condições ambientais através de ajustes nos parâmetros dos sensores disponíveis, sendo estes luzes LED brancas e RGB, temperatura, pH, dióxido de carbono e oxigénio no meio de cultivo. O software inclui funcionalidades como a utilização da aplicação através de um navegador Web não sendo necessária qualquer instalação, interface responsiva para a utilização quer em telemóveis quer em computadores, a possibilidade de controlo de vários fotobiorreatores em simultâneo e a possibilidade de acesso ao software por parte de vários utilizadores em paralelo. Ao realizar experiências de controlo do crescimento de microalgas, serão mostrados na aplicação os valores dos parâmetros de temperatura e pH sob a forma de gráfico no interface de utilizador, valores esses que serão também gravados numa base de dados. A aplicação Web irá permitir também o descarregamento de um dataset de qualquer experiência em formato CSV de modo a possibilitar uma posterior análise
- Application of vision transformers in the early detection of excavation in the BRSET basePublication . Ferreira, Joel Santos; Fernandes, Miguel M.; Leite, Danilo D. L.; Gonzalez, Dibet; Gonzalez, Jose Carlos J. C. Raposo da Camara; Cunha, António A. C.; Rodrigues, JoaoEnlarged excavation of the optic papilla, caused by the loss of fibres that originate in the retina and transmit electrical stimuli to the visual cortex, is a critical indicator in the early detection of glaucoma, a disease that can lead to irreversible blindness. As the optic papilla shows morphological variations in the population, its identification can be a challenge. Methods based on deep learning have shown promise in helping doctors analyse these images more accurately. Recently, models such as Vision Transformers (ViT) have shown significant results in various medical applications, including glaucoma detection. However, the scarcity of quality data remains a major obstacle to training these models. This study evaluated the performance of the Swin Transformer, DeiT and Linformer models in detecting optic papilla excavation, using the new Brazilian Multilabel Ophthalmological Dataset (BRSET). The results showed that the DeiT model obtained the best accuracy, with 0.94, followed by the Swin Transformer, with 0.88, and the Linformer, with 0.85. The findings of this study suggest that ViT models can not only significantly improve the detection of glaucomatous papillary excavation, but also strengthen Human-Machine Collaboration, promoting more effective interaction between doctors and automated systems in medical diagnosis.
- Automated LLM exploit generation framework (ALEGF)Publication . Guerreiro, Joel; João SantosSoftware development frequently suffer from programming defects, mistakes and design flaws introducing critical security vulnerabilities. These weaknesses can be exploited causing significant operational disruption and organizational losses. Identifying and exploiting such vulnerabilities is a complex task that requires binary or source code detailed analysis, operating systems deep knowledge, file system formats and processor architectures, as well as expertise in multiple techniques. Traditional Automatic Exploit Generation (AEG) approaches rely on symbolic execution, fuzzing and heuristicbased methods. In this paper, an automated framework is presented and designed to evaluate Large Language Models (LLMs) to detect vulnerabilities and generate exploits without human intervention. The framework operates within a controlled, sandboxed and fully reproducible environment to prevent real-word security risks while enabling systematic experimentation. The objective is to assess whether LLMs can serve as auxiliary tools for software security testing and vulnerability analysis. The results provide insights into the feasibility, limitations and potential LLM-driven automated exploitation, yet not competitive with AEG tools state-of-the-art.
- 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 da exatidão posicional de ortofotos - caso estudo: Beja - AlquevaPublication . Silva, Sandra; Fernandez, Helena Maria; Martins, Fernando Miguel GranjaO projeto apresentado foi desenvolvido no Centro de Cartografia da Empresa de Desenvolvimento e Infraestruturas do Alqueva. Tem como objetivo avaliar a exatidão posicional das ortofotografias, utilizando técnicas fotogramétricas para a obtenção das imagens retificadas. Além disso, também foram aplicadas técnicas estatísticas para o controlo de qualidade das ortofotografias. A qualidade das ortofotografias é uma temática fundamental para o Centro de Cartografia da Empresa de Desenvolvimento e Infraestruturas do Alqueva, uma entidade especializada detentora de alvará próprio na produção de cartografia vetorial e de fotografia. As ortofotografias são de grande utilidade pois oferecem uma representação precisa e exata do terreno, sendo utilizadas por toda a estrutura da empresa, entidades públicas, privadas e por um vasto número de utilizadores em diversas áreas. A área de estudo está localizada no município de Beja, abrangendo uma extensão de 15.000 ha (equivalente a seis ortofotografias) à escala de 1:5.000. A produção das ortofotografias para o ano de 2022 compreendeu diversas etapas, desde a triangulação aérea até à extração do Modelo Digital de Superfície, passando pela retificação, e por fim, na criação do mosaico final. Para avaliar a exatidão posicional planimétrica, será utilizado o indicador estatístico denominado Erro Médio Quadrático, em conformidade com as normas e especificações técnicas estabelecidas para a Cartografia Topográfica Vetorial e de Imagem, específicas para o nível de detalhe NdD2 da Direção-Geral do Território. As ortofotografias produzidas cumpriram o critério de exatidão posicional exigida. A análise estatística revelou um Erro Médio Quadrático de 0,334 m, e todos os pontos de controlo analisados situaram-se dentro dos limites estabelecidos pelas especificações técnicas.
- Bioprospecting fungi in mediterranean fermentations: functional insights and antibacterial potentialPublication . Bertan, David Willian; Kamimura, Eliana Setsuko; Quintas, CéliaTable olives, particularly traditionally fermented cracked-style green olives, rely on natural microbial activity without chemical debittering, with fungi playing key roles; in contrast, arbutus berry fermentation remains less characterized in terms of microbial functionality. This study investigated the enzymatic and antibacterial potential of fungal isolates from both systems. A total of 84 isolates belonging to Aureobasidium, Candida, Cryptococcus, Saccharomyces, Pichia, Issatchenkia, Torulaspora, and Sporobolomyces were screened for hydrolytic enzymes (pectinases, amylases, cellulases, xylanases, lipases, proteases, tannases, and β-glucosidases) using selective media, and for antibacterial activity against major foodborne pathogens. Isolates from arbutus fermentation showed no relevant enzymatic or antibacterial ability. In contrast, several isolates from olive fermentation exhibited significant functional traits. Aureobasidium pullulans demonstrated broad enzymatic capacity, producing amylases, esterases, and tannases, along with lipid hydrolysis, but also expressed cellulase, pectinase, and protease abilities. Cryptococcus spp. displayed interesting profiles, with low cellulolytic and pectinolytic capacity and higher phenolase, esterase, and lipase capacities. Antibacterial activity was observed exclusively against Gram-positive bacteria, particularly Staphylococcus aureus and Listeria monocytogenes, mainly among Candida membranifaciens, Cryptococcus spp., and A. pullulans. Overall, table olive fermentation isolates showed promising biotechnological potential for food preservation and quality enhancement, whereas arbutus isolates appeared to have limited functional relevance.
- Centrais fotovoltaicas este-oeste (da conceção à exploração)Publication . Costa, Ricardo Wenzel da; Sousa, António F. Marques deA geração de energia elétrica a partir de fontes renováveis tem se tornado cada dia mais relevante, à medida que o mundo busca reduzir os impactos ambientais causados pelo uso de combustíveis fósseis e enfrentar a crescente demanda de eletricidade. Nesse contexto, a energia solar fotovoltaica tem oferecido uma solução promissora, sendo uma fonte de energia limpa e sustentável que pode ser aproveitada em diversas regiões do planeta com um custo de implementação cada vez menor. As centrais fotovoltaicas, também conhecidas como parques fotovoltaicos, são instalações que convertem a luz solar em eletricidade por meio de painéis fotovoltaicos, os quais utilizam células fotovoltaicas em série para transformar a energia do sol em energia elétrica. Este tipo de produção de energia elétrica pode ser dimensionado para atender diferentes demandas, desde pequenas comunidades até grandes centros urbanos, tornando-as altamente versáteis. Uma das principais consequências da imensa utilização de energia fotovoltaica é a concentração da produção apenas em um período limitado do dia. Com o objetivo de melhorar esta característica, este estudo explora o funcionamento, os desafios práticos de projeto e implementação das centrais fotovoltaicas com orientação este-oeste, assim como os recursos associados a manutenção de um parque e sua rentabilidade, realizando um comparativo com centrais que utilizam a orientação convencional (sul), abordando as vantagens e desvantagens. Esse estudo apresenta métodos de análise para determinar as condições nas quais parques fotovoltaicos com painéis com orientação este-oeste resultam em melhores resultados económicos e de produção energética em relação aos painéis orientados a sul. A orientação convencional dos painéis (a sul), embora apresente mais produção por área de painel, apresenta um menor aproveitamento da área do terreno, portanto, o custo do terreno e a área disponível para instalação dos painéis são fatores críticos na escolha da orientação dos módulos fotovoltaicos.
- Challenge for planning by using cluster methodology: the case study of the algarve regionPublication . Bienvenido-Huertas, David; Farinha, Fátima; Oliveira, Miguel José; Silva, Elisa Maria de Jesus da; Lança, RuiThis study analyses the most appropriate methodology to make similarity classifications among the cities of the Algarve (Portugal) according to 105 sustainability indicators monitored with the Observatory of Sustainability of the Algarve Region for Tourism (OBSERVE). The methodology used to establish the similarities was the cluster analysis with 4 di_erent approaches which reduced the dimensions of the data set: total approach, pillar approach, subject area approach, and indicator approach. By combining the approaches, a total of 620 di_erent cluster analyses were performed. The results reflected that the data analysis approaches with less dimensions were those that performed the best groups among cities. In this sense, the approaches with a high number of indicators (e.g., the total or the pillar approach) were characterised by misclassifying cities in more than 30% of the indicators. Thus, the most acceptable cluster analysis approach was that with a low number of indicators. Through this approach, it was possible to make correct groups of the sustainability level of the cities of the Algarve. These results provided an appropriate methodology for the decision-making regarding the sustainability of a region and could be extrapolated to other regions to assess sustainability or environmental indicators.