ESTiG - Dissertações de Mestrado Alunos
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- Fire resistance of composite slabs with steel decking and thermal insulationPublication . Ribeiro, Otavio Gandolphi Nascimento; Piloto, P.A.-G.; Gidrao, Gustavo De Miranda SalemeEsta pesquisa é sobre o comportamento termomecânico de lajes mistas aço-concreto com perfis trapezoidais e reentrantes sob condições de incêndio, com ênfase em estratégias de isolamento térmico passivo (proteção de aço e lã mineral) para aprimorar a segurança estrutural e reduzir impactos ambientais. O estudo integrou modelagem numérica bidimensional (ANSYS, Mechanical APDL), com validação usando resultados experimentais (testes em forno em escala real) e a apresentação de uma nova proposta de métodos simplificados para o Eurocódigo 4, visando preencher lacunas normativas relacionadas a geometrias complexas. As simulações numéricas incorporaram mecanismos não lineares de transferência de calor (condução, convecção, radiação) e consideraram a existência de uma camada de ar entre a chapa de aço e o concreto, resultante da expansão térmica que promove a separação durante os ensaios. A validação do modelo numérico demonstrou concordância com dados experimentais, comprovando a precisão dos modelos. Sistemas com proteção de chapa de aço podem ser utilizados nas nervuras para reduzir significativamente a temperatura na face não exposta, aumentando a resistência ao fogo pelo critério de isolamento térmico (I). Já a lã mineral destacou-se como solução mais eficaz, garantindo maior resistência ao fogo e permitindo redução no consumo de concreto, o que contribuiu para a diminuição de emissões de CO₂. Para o critério de capacidade estrutural (R), lajes com isolamento passivo mantiveram capacidade resistente superior em comparação a sistemas convencionais, mesmo após exposição prolongada ao fogo ISO 834. A calibração de coeficientes empíricos revisados para o Eurocódigo 4, que incorporaram o efeito de separação (camada de ar) e geometrias não convencionais, melhorou a precisão das previsões termo-estruturais, alinhando métodos analíticos a resultados experimentais. Concluiu-se que a integração de isolamento térmico passivo e modelagem refinada oferece soluções equilibradas entre segurança contra incêndio, eficiência material e sustentabilidade. Recomenda-se o uso de geometrias otimizadas com isolamento adequado em edifícios de média a alta altura, garantindo resistência ao fogo conforme requisitos normpassivos e reduzindo o impacto ambiental associado à produção de concreto.
- Treatment of textile wastewater using electrochemical oxidationPublication . Jebali, Sarra; Peres, António M.; Fajardo, Ana; Veloso, Ana; Hamrouni, AbdessalemWater pollution is a significant environmental issue, driven by contaminants from industrial, agricultural, and domestic sources. Recently, persistent organic compounds have emerged as major pollutants, prompting the need for more advanced treatment solutions. Although traditional methods such as filtration, adsorption, and biological processes have been applied, they often suffer from low efficiency, high energy costs, and the risk of secondary pollution. Therefore, electrochemical methods have gained attention as efficient alternatives, offering controlled and verifiable oxidation and reduction reactions for pollutant degradation, with the added benefits of versatility and minimal secondary waste. In this study, electrochemical oxidation was implemented to treat water pollutants, evaluating the performance of different anode materials boron-doped diamond (BDD), titanium coated with iridium dioxide (Ti/IrO₂), and titanium coated with ruthenium dioxide (Ti/RuO₂). In addition to electrode material, the effects of several key operational parameters were investigated, including current density, inter-electrode distance, mixing rate, and initial dye concentration, in order to determine their impact on color and chemical oxygen demand (COD) removal efficiencies. The BDD anode demonstrated superior performance, achieving 100% color removal consistently across all current densities, presenting optimal results. A current density of 0.06 A/cm² was selected as it offers ideal balance in terms of color and COD removal efficiency as well as cost-effectiveness, with COD removal reaching 30.3%. The operational parameters were systematically optimized to enhance the efficiency of the electrochemical oxidation process, and an inter-electrode distance of 0.5 cm was found to be the most effective, yielding the highest COD removal of 35.7 ± 0.56 (95% CI: [35.6, 35.9]; a mixing rate of 250 rpm led to a COD removal of 68.8 ± 0.67 (95% CI: [68.7, 68.9]); and an initial methylene blue concentration of 50 ppm resulted in the highest COD removal, reaching 80.9 ± 0.03 (95% CI: [80.7, 81.1]). These findings emphasize the potential of electrochemical oxidation, particularly using BDD anodes under optimized conditions, for efficient and sustainable water treatment.
- Development of tailored materials for the valorization of olive leaf and olive oil subproducts through sorption processesPublication . Gaspar, Rita Martins; Dias, RolandoThe increasing demand for sustainable strategies to recover high-value compounds from agro-industrial subproduct has highlighted the potential of olive leaf as a rich yet underexploited resource. This thesis presents the development of cellulose-based molecularly imprinted polymers (MIPs) functionalized with pyridyl groups, designed for the selective extraction of bioactive compounds from olive leaf extracts. Through surface-initiated atom transfer radical polymerization, a total of ten MIPs were synthesized using quercetin and oleanolic acid as templates, along with their corresponding non-imprinted polymers (NIPs), prepared under identical conditions but in the absence of template molecules. Functional monomers were selected based on their compatibility with the target compounds. Characterization of the synthesized sorbents through FTIR, SEM and BET confirmed successful functionalization and surface grafting. The materials were tested in both solid phase extraction and recirculating column systems. Results showed that quercetin-imprinted MIPs exhibited high retention capacity and selectivity for flavonoids, especially in low-polarity solvents like acetonitrile, with statistically significant imprinting factors. In polar media (ethanol/water), retention remained structure-dependent but was largely driven by non-specific interactions. Application with industrial extracts (NATAC OPA 20 and VR2 SS1) demonstrated the capacity of the MIPs to enrich flavonoid glycosides, such as luteolin-7-O-glucoside, with enrichment factors up to 5 in gradient desorption steps. MIP3 was further scaled up and validated under continuous flow, confirming stability, efficiency, and reusability. A second imprinting strategy targeting triterpenoids using oleanolic acid as template was also explored. Although no molecular recognition was observed under tested conditions, the functionalized polymers still improved retention compared to unmodified cellulose, indicating potential for optimization under pH-adjusted systems. Overall, this work proposes a modular and sustainable approach to sorbent design for the valorization of olive leaves. It contributes to the advancement of selective extraction technologies and provides a framework for future applications in circular bioeconomy contexts.
- Assessment of carbon sequestration in forest areas using deep learningPublication . Britto, Raphael Duarte; Lima, José; Pereira, Ana I.; Santos, Murillo Ferreira dosGrowing awareness of environmental impacts is making it more important than ever to explore regions with dense vegetation. Remote monitoring is a viable solution for the surveillance of large areas, such as forests. Based in intelligent systems, this work aims to develop a methodology for assessing carbon sequestration in forest areas. Deep learning (DL) structures were used to predict the heights and stand densities in tree colonies. Light Detection and Ranging (LiDAR) sensor scans obtained by Unmanned Aerial Vehicle (UAV) overflight were processed to extract elevation values and images. Point clouds were processed using QGIS software. The LAStools extension was employed to manipulate Digital Elevation Model (DEM) and rasters, obtaining relevant information. This data was then used to create a dataset for implementation in Convolutional Neural Network (CNN) models. Specific biometric relationships were implemented to estimate additional data such as Above Ground Biomass (AGB) and phytovolume. After evaluating different architectures, the VGG19 CNN model was highlighted as the most promising. An area of 46.6 hectares was covered, with an estimated total value of 4225.81 tons of carbon. This value provided an accuracy of 91%, based on forest inventories carried out in the same region. The study was conducted in the northern region of mainland Portugal, encompassing two distinct Pinus pinaster Ait. forests.
- Decarbonizing Brazil’s power sector: high-resolution simulation and lifecycle emissions analysis of a 100% renewable gridPublication . Roma, Gabriel Fonseca Oliveira; Ferreira, Ângela P.; Dranka, Géremi GilsonÀ medida que o mundo acelera os esforços para combater as alterações climáticas, a transição para sistemas eléctricos totalmente renováveis tornou-se um objectivo crucial, especialmente para economias emergentes. Este trabalho explora a viabilidade de um sistema eléctrico 100% renovável no Brasil até 2050, através de simulações de alta resolução utilizando o modelo EnergyPLAN e uma Avaliação do Ciclo de Vida (ACV) probabilística das tecnologias renováveis consideradas. Ferramentas tradicionais de planeamento energético e estratégias nacionais de longo prazo tendem a subestimar ou ignorar as emissões indirectas de gases com efeito de estufa (GEE) associadas ao ciclo de vida das tecnologias renováveis — incluindo construção, fabrico, manutenção e desmantelamento —, que podem alterar significativamente o perfil ambiental dos cenários futuros. Assim, são necessárias abordagens integradas de modelação que combinem simulações detalhadas com análises ambientais robustas. A metodologia adoptada inclui modelação operacional horária baseada nas projecções do Plano Nacional de Energia (PNE 2050) e a construção de um Ano Meteorológico Típico (TMY) para representar perfis realistas de geração. Foi elaborado um inventário detalhado de emissões indirectas de GEE para centrais hidroeléctricas, eólicas, solares fotovoltaicas, biomassa e nucleares, complementado por uma simulação de Monte Carlo para capturar incertezas. Os resultados indicam que uma rede 100% renovável poderá ainda emitir, em média, 30,8 MtCO2eq/ano devido às emissões indirectas. A inclusão de sistemas combinados de armazenamento energético poderá reduzir as necessidades de importação de electricidade de 19,87 TWh para 8,8 TWh, aumentando a capacidade do sistema para lidar com a variabilidade sazonal. Estes resultados reforçam a viabilidade técnica da transição e evidenciam a importância do investimento estratégico em armazenamento e da contabilização ambiental rigorosa.
- Aplicação de identificação de episódios de fibrilação atrialPublication . Guerreiro, Nathan Antonio; Teixeira, João Paulo; Dajer, Maria EugeniaAs Doenças Cardiovasculares (DCVs) causam cerca de 18 milhões de mortes por ano, segundo a Organização Mundial da Saúde (OMS). Na Europa, mais de 10 milhões de pessoas são afetadas anualmente, com 3 milhões de óbitos registrados em 2021. No Brasil, são aproximadamente 400 mil mortes por ano, resaltando arritmias cardíacas. A fibrilação atrial (FA), arritmia mais comum, é caracterizada por ritmo cardíaco irregular. Diante desse cenário e alinhado ao papel social do engenheiro e ao Objetivo de Desenvolvimento Sustentável (ODS) “Garantir saúde e bem-estar para todos” da Organização das Nações Unidas (ONU), este trabalho apresenta o desenvolvimento de uma interface gráfica do usuário (GUI) para aquisição e classificação de eletrocardiogramas (ECG). O sistema foi implementado em MATLAB, integrando aquisição em tempo real com a plataforma BITalino c (derivação I, via Bluetooth), detecção dos picos R e classificação automática de episódios de FA com redes neurais LSTM. São extraídas quatro características principais a cada 60 ciclos cardíacos: intervalos RR e entropias de Shannon das ondas T, U e P. Após normalização, essas variáveis compõem os vetores de entrada da rede, que classifica como Outro Ritmo, Ritmo Normal e Ritmo FA. A aplicação permite ainda a visualização dos sinais em tempo real e a geração automática de relatórios em PDF. A validação com sinais da base de dados MIT-BIH Atrial Fibrillation demonstrou que a interface é funcional, e a acurácia de 98,17%, obtida em estudo anterior, evidencia seu potencial como ferramenta auxiliar na análise de ECGs em ambientes clínicos e domiciliares.
- Simulação de um sistema de fabrico usando modelação baseada em agentePublication . Moraes, Leonardo Beckhauser de; Barbosa, José; Bazzi, Claudio Leones; Leitão, PauloA evolução tecnológica tem impulsionado mudanças significativas nos processos produtivos, elevando-os a patamares cada vez mais automatizados, assim o presente trabalho propõe o desenvolvimento e a avaliação de um modelo de simulação baseado em agentes para representar o funcionamento de um sistema ciber-físico de manufatura inteligente, com foco na descentralização da tomada de decisão e na auto-organização dos processos produtivos. O modelo foi implementado na plataforma NetLogo e utiliza uma lógica de alocação inspirada em aprendizado por reforço, baseada em colônias de formigas, para otimizar a escolha de máquinas de acordo com desempenho histórico e nível de ocupação. A modelagem considera agentes de produto e de recurso, com diferentes habilidades, tempos de processamento e buffers limitados, permitindo simular fluxos produtivos complexos e avaliar seu desempenho sob diferentes condições operacionais. Foram realizados testes com cinco cenários distintos, incluindo variações na taxa de chegada de produtos, tamanho dos buffers e ocorrência de falhas em máquinas. Os resultados demonstram que o sistema é capaz de se adaptar a restrições e mudanças no ambiente, promovendo alocação mais eficiente das tarefas e redução de gargalos. Conclui-se que a abordagem baseada em agentes, aliada a mecanismos simples de reforço, permite criar modelos flexíveis, escaláveis e alinhados aos princípios da Indústria 4.0. A plataforma NetLogo mostrou-se adequada para prototipagem e experimentação iterativa, permitindo futuras extensões do modelo para sistemas mais complexos.
- Smart UP solution: a business plan on launching a startup: developing a software platform and application for the management of construction companiesPublication . Mazouz, Nour El IslamThis thesis presents a business named 'SmartUP Solution', an integrated digital platform designed to modernize project management in the construction sector. The initiative is based on a clear observation: construction companies, regardless of their size, face persistent structural challenges, such as cost overruns, misallocation of resources, missed deadlines, and the lack of effective tracking systems. These issues hamper the sector's overall productivity and lead to significant economic losses. 'SmartUP Solution' offers a technological response to these challenges by providing a centralized tool allowing engineers, project managers, and contractors to supervise, plan, and manage all stages of a construction site in real time. Our team integrates features such as automated resource management, task tracking, budget variance analysis, and dynamic visualization of construction progress. The objective of this business plan is to facilitate decision-making, improve transparency in project execution, and strengthen collaboration between the various stakeholders on the construction site. A thorough SWOT analysis highlights the project's numerous strategic advantages, including strong profitability potential, high relevance in a context of accelerated digital transformation, and the ability to deploy it across various project types (residential buildings, bridges, roads). However, certain challenges must be anticipated: resistance to change in a historically traditional sector, the need for adoption support, and technical requirements in terms of connectivity and data security. 'SmartUP Solution' is positioned as an innovative, scalable, and high-value-added solution capable of significantly contributing to the performance, sustainability, and digitalization of the construction sector, while guaranteeing a measurable improvement in return on investment for its users.
- ARTVOXPublication . Fernandes, Inês da Rocha Lopes Poças; Pires, Amélia M.M.Antigamente, o marketing era geralmente encarado como uma atividade focada na promoção de produtos e na persuasão do consumidor através da publicidade tradicional. No entanto, com a chegada da era digital e o surgimento das redes sociais, o marketing evoluiu para uma abordagem mais global e centrada no cliente. Atualmente, o marketing é uma disciplina multifacetada que inclui uma ampla gama de atividades, desde a pesquisa de mercado e análise de dados até à criação de estratégias de conteúdo e envolvimento do cliente em várias plataformas online e offline (Carvalho, 2018). É neste contexto que se desenvolve este estudo, que tem como objetivo desenvolver um plano de negócios para a criação da empresa ARTVOX, especializada em design de comunicação e marketing estratégico, oferecendo soluções personalizadas para empresas de vários setores e dimensões, adotando uma abordagem que liga criatividade e análise estratégica. Para avaliar a viabilidade do projeto ARTVOX, foi elaborada uma análise económico-financeira detalhada, com base no modelo do IAPMEI e suportada por pressupostos realistas e ajustados ao contexto nacional. As projeções financeiras para o período de 2025 a 2030 mostram um crescimento progressivo do volume de negócios, o reforço do capital próprio e saldos de tesouraria sempre positivos. A ausência de endividamento externo, a robustez dos rácios de autonomia financeira e a capacidade de autofinanciamento confirmam a sustentabilidade do investimento. Paralelamente, o recurso a ferramentas como a análise SWOT e o modelo CANVAS permitiram enquadrar estrategicamente o negócio, sublinhando o crescimento da procura por soluções de marketing nos canais físicos e online, sustentando a conclusão de que a sua implementação representa não apenas uma oportunidade de negócio, mas também uma resposta prática à crescente procura por soluções criativas, acessíveis e eficazes no reforço da identidade e da presença de uma marca.
- Park exchange: projeto empreendedor de intercâmbio cultural, viagens e idiomasPublication . Silva, Thiago Roberto da; Leite, JoaquimO presente estudo explora o desenvolvimento da “Park Exchange”, uma agência de intercâmbio online especializada em programas de estudo no exterior, mochilão e trabalho voluntário. Diferente das agências tradicionais, o negócio opera totalmente no ambiente digital, oferecendo assistência personalizada para viajantes que buscam imersão cultural e o crescimento profissional. Além disso, a agência disponibiliza reforço em inglês para aqueles que estão se preparando para viajar, reconhecendo a crescente importância da proficiência no idioma no mundo globalizado. A pesquisa analisa a viabilidade do modelo de negócio, a demanda de mercado e o impacto potencial das plataformas digitais no setor de intercâmbio. Utilizando uma metodologia qualitativa, incluindo a análise de mercado e estudo de caso, o projeto identifica desafios e oportunidades-chaves para o empreendedorismo digital nos setores de educação e turismo. Os resultados destacam a relevância dos serviços online na ampliação do acesso à experiência internacional e a importância da preparação linguística para aprimorar a vivência dos viajantes.