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Percorrer ISE1-Teses por Objetivos de Desenvolvimento Sustentável (ODS) "13:Ação Climática"
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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.
- 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.
- 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.
- Como as alterações climáticas estão a influenciar as tendências de consumo do vinho no AlgarvePublication . Lança, Rita Isabel Mestre; Galego, Ludovina Rodrigues; Esteves, EduardoO vinho é produzido no Algarve desde o período de ocupação Romana. Sempre foi relevante na cultura da região, mas tem alcançado particular notoriedade desde o início do século XXI com a evolução dos vinhos de Quinta, elaborados com tecnologias atuais e por técnicos com muita formação. Contudo as alterações climáticas estão a produzir constrangimentos, quer pelo aumento da temperatura, quer pela escassez de água disponível. Fatores estes que inevitavelmente alteram as condições de produção e consequentemente as características dos vinhos obtidos. Conhecer as inovações que os produtores da região estão a introduzir para ultrapassar estes obstáculos e a perceção que os mesmos têm relativamente às exigências dos consumidores face a todas estas alterações é o principal objetivo do desenvolvimento deste trabalho. Para tal foi formulado um questionário aos 50 produtores da região do Algarve, caraterizados pelas dimensões e padrões de exportação, enoturismo e certificação. Os resultados obtidos confirmam a necessidade de novas adaptações às alterações climáticas devidas a escassez de água e ao aumento da temperatura, que estão a alterar os perfis do vinho, nomeadamente o teor alcoólico. Razão por que a rega gota a gota é a preferida pelos inquiridos 76%. Também notória a tendência para procura de castas mais resistentes à seca 40%. E como essas alterações estão a influenciar alguns hábitos de consumo, como o aumento da preferência de vinho branco ou rosado ao invés de vinho tinto. Palavras
- Enhancing agriculture monitoring through anomaly detection of iot sensor dataPublication . Maia, André Miranda; Cardoso, Pedro Jorge Sequeira; Semião, Jorge Filipe Leal CostaEste trabalho propõe um aprimoramento no monitoramento agrícola por meio da detecção de anomalias utilizando dados de sensores IoT, aplicados especificamente em plantações de citros. O projeto investiga a integração de redes de sensores e técnicas de aprendizado de máquina para monitorar variáveis ambientais críticas, como evapotranspiração e a resistência interna do tronco das plantas. Ao incorporar dados meteorológicos da IPMA e de sensores instalados diretamente nas árvores, foi desenvolvido um sistema de monitoramento com o objetivo de detectar anomalias no uso da água e identificar reações anômalas das plantas em meio a condições ambientais adversas. Este sistema está atualmente em fase de coleta intensiva de dados, sendo que, no futuro, esses dados serão utilizados para retreinar os algoritmos de aprendizado de máquina, otimizando os processos de irrigação e minimizando o desperdício de recursos hídricos. Uma parte central do projeto foi a criação de um dashboard interativo, projetado para facilitar o acesso em tempo real às informações coletadas e processadas. Esse dashboard exibe dados ambientais e agrícolas, incluindo indicadores chave como evapotranspiração e consumo de água, fornecendo insights valiosos para os agricultores. O dashboard foi desenvolvido com tecnologias modernas de visualização de dados, permitindo personalização por localização geográfica e condições climáticas, e oferecendo uma plataforma prática para o gerenciamento de operações agrícolas em diversas regiões de Portugal. Os resultados preliminares indicam que o uso de algoritmos de detecção de anomalias é promissor para entender os padrões e as reações das árvores cítricas diante de mudanças climáticas, demonstrando potencial significativo para melhorar a eficiência no manejo da irrigação. Esse avanço pode representar uma contribuição importante para a sustentabilidade das operações agrícolas, reduzindo o desperdício de água e aumentando a resiliência das plantações em face das condições ambientais variáveis.
- Estudo para implementação de uma comunidade de energia Renovável com produção de energia fotovoltaicaPublication . Silva, Thais Rocha da; Mortal, AntónioAs comunidades de energia renovável, são constituídas por consumidores e produtores de energia, que têm o objetivo por meio de fontes energéticas renováveis, produzir a parcialidade ou a totalidade da energia por elas consumida. Nas comunidades, a energia produzida é compartilhada entre os membros que a formam. Para os participantes de uma comunidade, o maior benefício é a redução na fatura de energia, sem ter de investir em um sistema de autoconsumo individual e exclusivo. O caso de estudo proposto busca analisar os benefícios económicos associados a criação de uma CER a partir de centrais fotovoltaicas já existentes e um dos contributos para a realização desse estudo se baseia contributo que as comunidades de energia renováveis podem gerar para o desenvolvimento ecológico, social e regional, que são fatores importantes para a empresa objeto desse estudo. O desenvolvimento desse projeto surgiu devido ao interesse da empresa em criar uma comunidade de energia para poder partilhar o excedente produzido e que é injetada na rede. O caso de estudo proposto analisa três cenários diferentes, no primeiro cenário pretende distribuir o excedente que é produzido pelas cinco centrais existentes entre elas, no segundo cenário foi proposto um estudo considerará de aumento de potência da central da “Sede” que é o edifício principal da empresa, no terceiro cenário foi proposto um estudo de aumento de potência da central do “Estaleiro”, edifício com grande área disponível para a instalação de painéis. Dos três cenários estudados o terceiro cenário apresenta o melhor resultado de viabilidade económica e melhor cenário financeiro que considerou a instalação de uma central fotovoltaica com capacidade para atender a necessidade do consumo de energia da CER.
- Identificação da ocupação e uso do solo com base em imagens provenientes de deteção remota e em algoritmos de machine learning: a Reserva da Faia Brava como caso de estudoPublication . Pacheco, Paula Maria de Fraga Borges; Luís, Joaquim; Loureiro, Nuno de SantosEsta dissertação procura identificar a ocupação e uso do solo com base em imagens de deteção remota e algoritmos de Machine Learning (ML), utilizando como estudo de caso a Reserva da Faia Brava, situada no vale do Côa, distrito da Guarda, Portugal. O estudo avalia a exequibilidade de ferramentas de código aberto, como o QGIS e o plugin Orfeo Toolbox, para implementar fluxos de trabalho de classificação supervisionada. Foram processadas imagens de alta resolução obtidas por UAV (2,7 cm/pixel) e pelo satélite Pléiades-Neo (30 cm/pixel), integrando índices de vegetação (GLI, NDVI, SAVI e MSAVI) e métricas texturais de Haralick. O treino dos modelos foi realizado numa quadrícula com 500 metros de lado, selecionada pela sua diversidade ecológica, e posteriormente testada em outras áreas da reserva para avaliar a capacidade de generalização. Dois algoritmos de ML, Random Forest (RF) e Support Vector Machine (SVM), foram testados, com desempenhos avaliados através de matrizes de confusão, F1-scores e coeficientes Kappa. Os resultados evidenciaram a superioridade dos ortofotomosaicos UAV face às imagens de satélite, especialmente quando combinados com análise textural, embora tenham sido identificadas limitações relacionadas com variações sazonais da vegetação e a interoperabilidade entre sensores. O algoritmo RF mostrou maior consistência enquanto o SVM revelou sensibilidade à complexidade espectral. O estudo destaca a aplicabilidade prática destes métodos para a monitorização ambiental, sublinhando a importância das soluções open source para a democratização das tecnologias de deteção remota. Como produto final foi produzido, com base nos modelos de ML, uma carta temática para a área total da Reserva da Faia Brava, abrangendo quatro classes: árvores e arbustos, vegetação herbácea, afloramentos rochosos e outras ocupações e usos do solo.
- 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.
- Influence of extreme weather conditions on wind turbine failures for enhanced energy productionPublication . Aly, Hazem Atef Mohamed; Sequeira, Cláudia DiasEsta dissertação analisa a relação entre as condições meteorológicas e as falhas em turbinas eólicas, com foco nas substituições de multiplicadores, através do alinhamento de registos de manutenção com dados meteorológicos horários do parque eólico de Lousã II (Portugal) entre 2019 e 2024. O conjunto de dados integrou ordens de trabalho, indicadores mensais de desempenho obtidos a partir de SCADA (velocidade do vento e potência) e variáveis do Meteostat (temperatura, humidade relativa, velocidade do vento e rajadas). Foram identificados oito eventos de substituição de multiplicadores, comparados com períodos de controlo sazonais equivalentes. A metodologia incluiu a rotulagem supervisionada de variáveis meteorológicas em classes interpretáveis, a aplicação do algoritmo k-means para identificar regimes de funcionamento, e duas abordagens de aprendizagem automática: uma Árvore de Decisão, que gera regras condicionais do tipo se–então, e a Mineração de Regras de Associação (Apriori), que deteta combinações frequentes de condições meteorológicas antes das falhas. Em complemento, foi calculado um indicador simples de perda de energia, comparando a produção real com a teórica, e criado um OilScore para sintetizar resultados laboratoriais sobre a condição dos lubrificantes. Os resultados mostraram que a maioria das falhas ocorreu em condições meteorológicas comuns, sobretudo em ventos calmos a moderados (velocidade < 15 m/s) e rajadas moderadas (≈15–25 m/s). Rajadas fortes ou extremas (> 35 m/s) estiveram associadas a poucas falhas, em linha com paragens automáticas de segurança. Humidade relativa elevada (≥80%) surgiu como contexto recorrente, em especial nos sistemas de passo e guinada. No paruqe éolico, verificou-se uma associação positiva entre perdas mensais de energia e temperatura, sendo que os meses mais quentes apresentaram maiores desvios face à curva de referência. Nas turbinas com substituições de multiplicadores, picos de perda de energia precederam várias intervenções, sugerindo utilidade para aviso prévio. A hipótese de que as falhas aumentam em condições extremas não foi confirmada. Os riscos estão antes ligados à exposição prolongada a regimes húmidos e ventos moderados, o que reforça a importância de integrar métricas de perda de energia, dados meteorológicos e condição do óleo em estratégias de manutenção preditiva. Palavras Chave: turbinas eólicas; caixa multiplicadora; falhas; manutenção
- 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.