ESTCB - Escola Superior de Tecnologia
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Browsing ESTCB - Escola Superior de Tecnologia by Field of Science and Technology (FOS) "Engenharia e Tecnologia"
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- Análise da sustentabilidade dos materiais de construção : definição de uma matriz de avaliaçãoPublication . Lourenço, Luís Miguel Cardoso; Ramos, Ana Teresa Vaz FerreiraNa área da construção, existem muitas empresas de pequena dimensão ou de dimensão familiar, onde uma análise ambiental do produto pode marcar a diferença entre ganhar ou perder um trabalho, perante um cliente que considere esta questão fulcral. O apuramento do impacto ambiental associado a um material de construção pode ter alguma dificuldade associada, não só pela falta ou omissão de informação, mas também pela triagem necessária fazer ao excesso de informação (desinformação), por vezes deliberadas por parte dos fabricantes para o efeito que se pretende. Mas de onde surgiu toda esta preocupação com o ambiente, o que é a consciência ecológica e o que significa desenvolvimento sustentável? Ao longo deste trabalho, procuramos dar resposta a estas questões, explicar porque é que a ACV - Análise de Ciclo de Vida é dos métodos mais utilizados em todo o mundo e que outros tipos de informação ecológica, como rótulos ambientais, podem acompanhar um produto. Baseando-se em critérios pormenorizadamente analisados ao longo deste documento, a matriz desenvolvida permite quantificar e qualificar cada um destes critérios, possibilitando ainda que cada uma das avaliações a eles efetuada possa ser sujeita a ponderações devidamente fundamentadas, devolvendo no final uma qualificação dos produtos analisados, tendo em conta a importância que o utilizador pretende dar, por exemplo, ao custo ou à exigência funcional de um material. Resumidamente, este trabalho pretende ser uma ferramenta de apoio, com base em informação acessível, para fazer uma análise com base em critérios sustentáveis e com hipótese de adequar a ponderação de acordo com o interesse do utilizador da matriz. No final da análise, pretende-se que a informação resultante ajude na decisão de compra dos produtos analisados.
- Análise do risco de incêndio edifício remodelado em Castelo BrancoPublication . Cardoso, Nelson Gravelho; Santos, Cristina Calmeiro dosAo longo dos tempos, o ser humano tem tentado encontrar formas de controlar as forças da natureza, tanto nos Países Baixos construindo diques para aumentar a área de cultivo e suster o mar, como na descoberta do fogo. As notícias dão-nos com frequência informação de incêndios urbanos, por vezes em prédios antigos, alguns devolutos e que se alastram aos prédios contíguos, levando a grandes prejuízos, quer materiais, quer em perdas de vidas humanas, ou mesmo danos em património cultural. Perdas essas que se tornam praticamente irreparáveis. É, por isso, essencial identificar os riscos de incêndio nos edifícios. Assim, existem metodologias próprias que nos permitem conhecer e controlar os problemas detetados, de modo a conseguir assegurar uma segurança contra incêndio em edifícios, o mais eficaz possível. Nesse sentido, este trabalho pretende avaliar a segurança de um edifício, segundo métodos de análise de risco como o método ARICA, o método de Gretener e o método de FRAME e também segundo o Regime Jurídico de Segurança Contra Incêndio em Edifícios (RJSCIE). O objetivo principal do estudo apresentado consiste na determinação dos aspetos negativos em termos de Segurança ao Incêndio, para permitir que no futuro essa segurança possa ser melhorada.
- Análise e avaliação de algoritmos para reconhecimento de posturas com base em matrizes de pressãoPublication . André Carvalho Serra; Ribeiro, Fernando Reinaldo Silva Garcia Ribeiro; Metrôlho, José Carlos Meireles Monteiro2025O processo de controlar e monitorizar o estado do paciente durante as suas horas de sono tem vindo a ajudar no estudo de diminuição de riscos de saúde, nomeadamente em situações nas quais os maus hábitos noturnos ou mau posicionamento do corpo causam diferentes tipos de problemas no seu respetivo bem-estar. Vários estudos têm sido feitos neste âmbito, nomeadamente para a classificação de posturas das pessoas que se encontram acamadas, cada um deles seguindo diferentes abordagens. Por exemplo, técnicas que utilizam matrizes de pressão obtidas de sensores posicionados sobre o colchão, juntamente com algoritmos de machine learning (ML), têm alcançado precisões de até 99% (e.g., [1]) na classificação das posturas principais (virado para cima, virado para baixo, lateral esquerdo e lateral direito). Este trabalho centra-se na utilização de algoritmos de ML aplicados a dados obtidos por uma matriz de sensores de pressão posicionada por baixo do colchão, de forma a minimizar o desconforto para o paciente monitorado. Usando este conjunto de dados, são aplicados e avaliados algoritmos para a classificação das posturas principais e as suas variações, com o objetivo de desenvolver uma solução eficaz e menos invasiva para monitorização da postura. Os experimentos incluíram 10 algoritmos de ML, que alcançaram uma accuracy média entre 79,14% e 98,93% com validação Group K-Fold e entre 80,03% e 97,14% com a técnica Leave-One-Group-Out (LOGO) para classificar as quatro posturas principais. O estudo também expandiu a classificação para 28 variações de postura (7 variações para cada postura principal), com o algoritmo SVM alcançando uma accuracy de 65,18% na validação Group K-Fold. Isso representa uma melhoria significativa em relação a estudos anteriores, especialmente ao considerar o maior número de posturas. Comparações com outras abordagens que utilizam sensores de pressão mostram que esta solução, com sensores posicionados por baixo do colchão, oferece uma accuracy comparável e, em alguns casos, superior. Esses resultados sugerem que o uso de sensores por baixo do colchão é uma alternativa eficaz e menos intrusiva para a classificação de posturas.
- Brew it yourself - Sistema de aprendizagemPublication . Azevedo, João Santos Pereira; Oliveira, Ângela Cristina Marques de; Fidalgo, Filipe Miguel BispoAtualmente, os métodos de ensino em espaços curriculares estão a ser alvo de uma mutação tecnológica. O autor verificou que vários professores, estudantes e pais, notam que a aprendizagem é mais eficaz quando os tópicos ensinados são explicados usando entretenimento como base. Devido a isto, este projeto tem como objetivo examinar que tópicos de aprendizagem estão, ou não, a usar métodos educativos com base em entretenimento - mais especificamente, usando gamificação para educar estudantes usando este paradigma. Não sendo o conceito de gamificação um tópico muito recente, a sua aplicabilidade em termos curriculares ainda não é muito disseminada, sendo então desejável ter dados que mostrem factualmente como é que, e se, estes projetos de aprendizagem com base em entretenimento, funcionam em salas de aula. Este documento descreve o desenvolvimento de uma solução de aprendizagem com base em entretenimento, como foi testada, e respetivos resultados.
- Classificação de posturas de pessoas acamadas usando dados de pressão obtidos por baixo do colchãoPublication . Serra, André; Ribeiro, Fernando Reinaldo; Metrôlho, J.C.M.MO reconhecimento de posturas de pessoas acamadas pode ser muito útil para a diminuição de riscos da saúde. Neste estudo, é proposta a utilização de algoritmos de machine learning para a classificação de posturas de pessoas acamadas com base em mapas de pressão obtidos por sensores colocados por baixo do colchão. Esta abordagem é menos intrusiva em relação às abordagens mais comuns que utilizam mapas de pressão obtidos a partir de sensores colocados por cima do colchão. Nesta abordagem foi usado o dataset PoPu que, inclui dados de posturas de 60 participantes. Para a classificação de posturas foi utilizado o algoritmo k-NN e foi realizada validação cruzada para a verificação da consistência e generalização dos resultados. a precisão média da classificação das posturas foi de 94,8%, com as posições "voltado para a esquerda" e "voltado para a direita" com os valores mais elevados de precisão, 95,3% e 98,1% respetivamente, mas com valores de recall menores. Nas posições "voltado para cima" e "voltado para baixo", verificou-se o inverso com valores de precisão menores, 93,2% e 92,8%, mas com valores de recall mais elevados. Na validação cruzada, foi possível verificar que o modelo consegue ser consistente na precisão, em diferentes divisões do conjunto de dados, com uma média de precisão de 93,03%.
- Critérios de desempenho térmico e de iluminação natural para vãos envidraçados: o estudo de caso de uma unidade habitacional em Castelo BrancoPublication . Cardoso, Mayara Eunice Andrade Lopes; Ferreira, Ana Teresa VazA presente dissertação visa a conclusão do curso de mestrado em Engenharia Civil – Área de especialização em Construção Sustentável da Escola Superior de Tecnologia do Instituto Politécnico de Castelo Branco. O vão envidraçado para muitos pode simbolizar apenas um elemento integrante dos edifícios cuja finalidade é a entrada da luz natural e a comunicação com o ambiente exterior. Porém, este representa muito mais, na medida em que pode estar diretamente ligado com o conforto e bem-estar dos ocupantes. E nessa ótica, cada vez mais se desenvolvem estratégias que proporcionem conforto térmico ao edifício e seus ocupantes, trazendo materiais inovadores para a composição dos vãos envidraçados e aplicação de elementos de proteção solar, muitas vezes sem se atentar ao facto de que estes podem vir a afetar o desempenho da iluminação natural. Neste contexto insere-se esta dissertação, que tem por objetivo avaliar a qualidade da iluminação natural e o desempenho térmico dos vãos envidraçados de um caso de estudo no seu estado original e seguidamente propor algumas alterações ao mesmo, na tentativa de entender como se dá a relação da componente térmica com componente da iluminação natural. Foi realizada uma análise de alguns regulamentos que retratam os critérios da qualidade térmica dos vãos envidraçados e alguns sistemas de avaliação de sustentabilidade que definem exigências para os níveis de iluminação natural. Após consideração, foram escolhidos o regulamento e o sistema de avaliação que melhor se adequavam aos objetivos pretendidos neste trabalho. Foram realizados cálculos para averiguar se os parâmetros térmicos se encontram conforme o exigido e a modelação tridimensional para uma análise dos parâmetros da iluminação natural por meio da ferramenta de simulação RELUX, a partir do qual foi possível ver a influência que alguns fatores da qualidade térmica têm na quantidade/qualidade de iluminação natural no interior dos compartimentos. Os resultados podem direcionar futuras investigações na área de iluminação natural, na intenção de conciliá-la com a área de conforto térmico, pois pode ser importante na tomada de decisões e na busca de resultados satisfatórios para qualquer tipologia de edifício, mediante qualquer fase do projeto.
- Desenvolvimento de uma plataforma para integração, gestão e disponibilização de informação para turismo inclusivoPublication . Camará, Aruna; Ribeiro, Fernando Reinaldo Silva Garcia; Metrôlho, José Carlos Meireles MonteiroO presente trabalho teve como objetivo global a criação de uma plataforma web de gestão da informação para turismo inclusivo. Ou seja, pretendeu-se desenvolver uma aplicação web que disponibilize informação sobre pontos de interesse turística, nomeadamente as respetivas características da acessibilidade, com o propósito de facilitar a consulta desta informação por pessoas com algum grau de deficiência, permitindo-lhes escolher locais que possuam os serviços e/ou infraestrutura adequados à sua condição. Além disso, pretendeu-se também disponibilizar esta informação através de uma API para que outros desenvolvedores de aplicações móveis, ou web, possam consumir estes serviços para a implementação das suas aplicações. A experimentação do consumo destes serviços, disponibilizados pela plataforma, foi realizada através do desenvolvimento de uma aplicação móvel que usa a informação da plataforma através dos serviços web disponibilizados. A plataforma web foi desenvolvida usando as tecnologias PHP 8, HTML 5, CSS 3, JavaScript, XAMPP, Visual Studio Code, Postman e Git. Por sua vez, a aplicação móvel foi desenvolvida usando o Android Studio.
- Design for automation, edge services, and manufacturing – A React Native interface for collaborative robot palletizing systemsPublication . Torres, Pedro; Esteves, Arthur; Ribeiro, Fillipe; Barbosa, FláviaThis work is part of the PRODUTECH R3 mobilizing agenda project and provides a comprehensive overview of the concepts of Design-for-Automation (DfA), Design-for-Edge Services (DfES), and Design-for-Manufacturing (DfM), highlighting their importance within the Industry 4.0 paradigm. These principles are crucial for developing smart, efficient, and scalable industrial solutions. As a case study, the paper presents the development of an automatic configuration system for a collaborative robotic palletizer, implemented in React Native. The graphical interface simplifies the mosaic configuration process, improves the user experience, and ensures integration with the collaborative robot. Using cutting-edge computing resources, the solution achieves real-time performance and scalability, offering significant value to the company involved and its customers. The study demonstrates how the adoption of these design principles can drive innovation and efficiency in industrial processes, reinforcing the fundamental role of user-centered solutions in the digital transformation of production systems.
- Determination of dynamic elastic properties of 3D-printed nylon 12CF using impulse excitation of vibrationPublication . Garcia, Pedro F.; Ramalho, Armando; Vasco, Joel; Rubén, Rui; Capela, Carlos; MDPIMaterial Extrusion (MEX) process is increasingly used to fabricate components for structural applications, driven by the availability of advanced materials and greater industrial adoption. In these contexts, understanding the mechanical performance of printed parts is crucial. However, conventional methods for assessing anisotropic elastic behavior often rely on expensive equipment and time-consuming procedures. The aim of this study is to evaluate the applicability of the impulse excitation of vibration (IEV) in characterizing the dynamic mechanical properties of a 3D-printed composite material. Tensile tests were also performed to compare quasi-static properties with the dynamic ones obtained through IEV. The tested material, Nylon 12CF, contains 35% short carbon fibers by weight and is commercially available from Stratasys. It is used in the fused deposition modeling (FDM) process, a Material Extrusion technology, and exhibits anisotropic mechanical properties. This is further reinforced by the filament deposition process, which affects the mechanical response of printed parts. Young’s modulus obtained in the direction perpendicular to the deposition plane (E33), obtained via IEV, was 14.77% higher than the value in the technical datasheet. Comparing methods, the Young’s modulus obtained in the deposition plane, in an inclined direction of 45 degrees in relation to the deposition direction (E45), showed a 22.95% difference between IEV and tensile tests, while Poisson’s ratio in the deposition plane (v12) differed by 6.78%. This data is critical for designing parts subject to demanding service conditions, and the results obtained (orthotropic elastic properties) can be used in finite element simulation software. Ultimately, this work reinforces the potential of the IEV method as an accessible and consistent alternative for characterizing the anisotropic properties of components produced through additive manufacturing (AM).
- Development of a system for identification and geolocation of diseases, pests and anomalies in agricultural cropsPublication . Francisco, Mauro de Jesus Manuel; Metrôlho, José Carlos Meireles Monteiro; Ribeiro, Fernando Reinaldo GarciaAchieving high production and sustainability in agriculture requires quick detection and control of diseases, pests, and anomalies in agricultural crops. In this dissertation, a system built with machine learning approaches is presented that automatically detects and geolocates these problems in crops. Real-time data collection and analysis are made possible by the combination of a mobile app and a web-based Admin Panel. The main goals of the system are to automatically identify diseases from pictures of plant leaves, to register and geolocate anomalies found, and to give users comprehensive data visualizations. Through the integration of these features, the system provides means that can help in increasing crop yields, promoting sustainable farming methods, and improving agricultural administration. The development process involved a close examination of the current technologies and approaches, an analysis of the system requirements and a modular and scalable system design and development. The solution uses machine learning models for accurate disease identification together with ASP.NET MVC for web development and Flutter with Dart for Mobile Application development. Farmers and agricultural managers can benefit greatly from the system. Along with advancing agricultural technology, this effort has important ramifications for environmental sustainability and food security.