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Percorrer ISE1-Teses por Objetivos de Desenvolvimento Sustentável (ODS) "06:Água Potável e Saneamento"
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- Análise de métodos de classificação automática de uso do solo associadas à caracterização e quantificação de áreas regadas - Caso de estudo Campina de Faro, AlgarvePublication . Marques, Jonat Stefani Justa; Martins, Fernando Miguel Granja; Costa, Luís Ricardo Dias daA região Algarvia, com um clima temperado de características mediterrânicas, enfrenta uma crescente incidência de fenómenos de seca hidrológica prolongada, o que agrava de forma significativa os desafios relacionados com a escassez de recursos hídricos na região. A estimativa de valores do consumo de água subterrânea em áreas de regadio na região Algarvia consiste numa variável difícil de controlar e quantificar, não só devido ao elevado número de captações particulares, mas também por causa da variação meteorológica, que afeta os regimes de rega e das áreas regadas. Através da informação extraída pelo processamento de imagens digitais obtidas por deteção remota, juntamente com os valores das dotações de rega, pretende-se contribuir para estimativas do balanço hídrico do sistema aquífero de Campina de Faro mais precisas. Neste trabalho, estudou-se a classificação de uso e ocupação do solo para desenvolver uma metodologia de classificação automática de áreas agrícolas e espaços verdes regados, usando imagens de satélite Sentinel-2, aplicados à Campina de Faro. O projeto permitiu caracterizar com precisão as principais culturas agrícolas e espaços verdes regados na área de estudo e estimar o volume de água utilizado na rega com base nas dotações de rega das diferentes culturas. A metodologia desenvolvida é facilmente replicável para diferentes períodos e zonas, oferecendo uma ferramenta útil para a gestão dos recursos hídricos na região do Algarve. Os resultados obtidos permitiram a classificação das principais áreas e culturas regadas no sistema aquífero, bem como a quantificação da sua variação ao longo do tempo. Para além disso, foram aplicadas dotações de rega oficiais da DGADR, com o objetivo de estimar o volume de água utilizado na rega destas parcelas agrícolas, de forma a quantificar o volume de água extraído do aquífero para a agricultura e golfe. Os valores obtidos estão próximos dos valores oficiais reportados nos Planos de Gestão da Região Hidrográfica, o que demonstra, de certa forma, a fiabilidade dos resultados alcançados com esta metodologia.
- 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.
- Implementing sponge city concepts in practice: learning from the case of Shenzhen, ChinaPublication . Sunday, Ojo Segun; Pinto, Hugo Emanuel dos Reis Sales da Cruz; Nogueira, Carla Filipa Sequeira ValenteAs inundações urbanas constituem um dos principais desafios enfrentados pelas cidades em acelerado processo de urbanização, particularmente em contextos marcados por elevada densidade populacional e crescente variabilidade climática. Na China, este fenómeno tem sido agravado pelas alterações climáticas e pela impermeabilização intensiva dos solos urbanos, exigindo respostas integradas e sustentáveis por parte das autoridades locais. Neste contexto, a presente dissertação centra-se na análise do programa Sponge City em Shenzhen, uma das cidades-piloto nacionais, com o objetivo de avaliar de que modo as soluções baseadas na natureza têm contribuído para a resiliência urbana face às inundações, bem como para benefícios ambientais e sociais mais amplos. Partindo de uma abordagem de estudo de caso, a investigação recorre a métodos mistos que combinam análise documental, dados hidrológicos secundários, revisão reflexiva da literatura e análise preliminar de séries temporais de eventos de inundação. A investigação estrutura-se em torno de três dimensões analíticas: (1) resiliência urbana e desempenho hidrológico, (2) impactos ambientais e infraestruturais, e (3) governação e desafios de implementação. Estas dimensões permitem compreender, de forma articulada, os resultados e limitações do programa Sponge City em Shenzhen, à luz de quadros teóricos como a Teoria da Resiliência, a Gestão Integrada dos Recursos Hídricos (IWRM) e a abordagem dos Serviços dos Ecossistemas. Os resultados empíricos evidenciam uma redução significativa do escoamento superficial e das cheias urbanas nos distritos intervencionados, com valores de mitigação superiores a 40% em zonas-piloto, de acordo com simulações hidrológicas e dados de monitorização. Estes resultados confirmam a eficácia das soluções de baixo impacto (Low-Impact Development – LID), tais como bacias de retenção, pavimentos permeáveis e zonas húmidas artificiais. A par da redução dos volumes de água, registaram-se melhorias na qualidade da água, com diminuições mensuráveis nos níveis de azoto, fósforo e matéria orgânica dissolvida. Estas alterações são consistentes com os princípios ecológicos que orientam o conceito de cidade-esponja, baseado na replicação de funções naturais de absorção, infiltração e depuração da água no espaço urbano. A segunda dimensão da análise incide sobre os impactos ambientais e infraestruturais decorrentes da implementação do programa. Observou-se um aumento da cobertura vegetal e da conectividade ecológica em parques urbanos requalificados, como o Parque Ecológico de Mangais de Futian, com efeitos positivos ao nível da biodiversidade e da regulação microclimática. Em algumas áreas de elevada densidade populacional, foram registadas descidas de temperatura local na ordem dos 2–3ºC, refletindo os benefícios multifuncionais das infraestruturas verdes. Além disso, a reconversão de espaços degradados em zonas de lazer e parques multifuncionais contribuiu para melhorar a qualidade de vida urbana e a perceção pública da sustentabilidade hídrica. Contudo, a investigação revela também desafios persistentes no domínio da governação. A fragmentação institucional, traduzida em mandatos sobrepostos e ausência de mecanismos formais de coordenação interdepartamental, tem comprometido a implementação eficaz e a manutenção das infraestruturas verdes. Distritos mais antigos como Luohu e Futian enfrentam dificuldades acrescidas na adaptação de zonas densamente urbanizadas, onde os constrangimentos espaciais e as limitações técnicas dificultam a adaptação de infraestruturas convencionais às exigências do modelo de cidade esponja. Por outro lado, a dependência quase exclusiva de financiamento público, aliada à escassa participação do setor privado, coloca em causa a sustentabilidade a longo prazo dos investimentos realizados. A análise mostra ainda que os sistemas de monitorização permanecem insuficientemente desenvolvidos, com cobertura desigual e ausência de uma plataforma centralizada de dados, o que dificulta a gestão adaptativa e a avaliação baseada em evidência. Em termos metodológicos, a dissertação destaca-se pela integração de diferentes tipos de fontes e metodologias de análise, embora enfrente limitações relevantes. A ausência de dados espaciais limitou uma análise mais aprofundada da equidade territorial e da associação entre diferentes variáveis. De igual forma, a ausência de dados primários recolhidos no terreno limitou a capacidade de validação empírica direta dos resultados. Estas limitações, reconhecidas de forma crítica no trabalho, abrem caminho para futuras investigações mais abrangentes e interdisciplinares. Apesar destas lacunas, a investigação cumpre os objetivos delineados, contribuindo de forma substantiva para o conhecimento sobre a operacionalização de soluções baseadas na natureza no contexto chinês. O caso de Shenzhen é analisado não apenas como exemplo de inovação infraestrutural, mas também como laboratório de governação urbana face às alterações climáticas. A análise comparativa com outras cidades como Wuhan, Xi’an ou Pequim sugere que, embora Shenzhen se destaque em termos de visibilidade pública e inovação tecnológica, partilha desafios estruturais ao nível da fragmentação institucional e da replicação em zonas urbanas consolidadas. Do ponto de vista das implicações políticas, os resultados sugerem a necessidade de reforçar a integração dos princípios das cidades-esponja nos regulamentos urbanísticos e nos códigos de construção, promovendo incentivos à participação privada e à gestão comunitária das infraestruturas. A utilização de tecnologias digitais, como sensores IoT e painéis interativos, deve ser expandida para apoiar a monitorização em tempo real e melhorar a transparência na gestão urbana da água. Finalmente, é fundamental garantir que a abordagem não se limita aos aspetos técnicos, mas integra as dimensões sociais da resiliência, promovendo o envolvimento das comunidades e a apropriação cidadã dos espaços urbanos requalificados.
- Main impacts of wastewater reuse for golf courses irrigationPublication . George, Segun Emmanuel; Silva, Manuela Moreira da; Guerrero, CarlosO golfe é uma atividade crucial para o turismo no Algarve, pelo que apostar no seu desenvolvimento sustentável é da maior relevância para a socioeconomia da região e do país. Perante o cenário de escassez de água no Mediterrâneo, incluindo o Algarve, tem-se investido crescentemente na reutilização de água para a rega de campos de golfe. Esta dissertação é uma primeira abordagem para se avaliar as implicações ambientais e económicas da reutilização de águas residuais tratadas (ApR) para rega de campos de golfe no Algarve. Foram analisados quatro campos de golfe, Salgados, San Lorenzo, Castro Marim e Quinta do Vale, e as três ETAR que os podem abastecer com ApR, as de Albufeira Poente, Quinta do Lago, Vila Real de Sto. António. Quantificou-se as necessidades de rega dos campos de golfe, a disponibilidade de ApR, os nutrientes (N e P) fornecidos pela ApR e a respetiva redução no uso de fertilizantes de síntese, as emissões de carbono associadas à rega com água de origem natural/ApR e as diferenças de custos relacionadas com a introdução da ApR na rega. Embora preliminares, os resultados indicam que em termosde disponibilidade a ApR demonstra um forte potencial de utilização para rega dos campos de golfe, poderia satisfazer totalmente a procura de água no Salgados, e nos outros campos pode suprir entre 40 a 90% das necessidades. Para além de reduzir o consumo de água de origem natural, o uso de ApR reduz a necessidade de fertilizantes de síntese azotados entre 10 a 70 % e pode substituir totalmente os fertilizantes fosfatados, evitando assim nos quatro campos estudados a emissão de 14,5 t CO₂e por ano. Em termos económicos, o uso de ApR nos campos Castro Marim e Quinta do Vale representa redução de custos, já em San Lorenzo e Salgados a atualização dos preços da ApR podem aumentar os encargos associados à rega, mas significam maior segurança no seu uso, em conformidade com os requisitos da UE para reutilização de água residual tratada.Assim, embora este estudo careça de ser aprofundado para integrar outros aspetos como por exemplo, uso de novas ferramentas eletrónicas (incluindo, IoT e IA) para otimização da gestão da água, energia, solos, relvas e fertilizantes, constata-se que o uso de ApR na rega de campos de golfe no Algarve permite melhorar a sutentabilidade ambiental do setor. Foi por exemplo, demonstrado que a redução da pegada carbónica por volta de golfe no Algarve pode atingir os 198 g CO₂e.