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  • NEANIAS Atmospheric Research Community
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    Authors: Fontaínhas, José João Cunhal;

    O crescimento económico tem resultado num aumento mais que proporcional nas emissões de gases com efeito de estufa, resultando na degradação do meio ambiente. Com o intuito de reduzir estes efeitos, diversas medidas têm sido adotadas pelos governos de diferentes países, de entre as quais se destaca o incentivo à aquisição de veículos com emissões reduzidas. Os veículos elétricos, em particular, são apresentados como uma solução verde, amiga do ambiente, dado que durante a sua deslocação não têm emissões de gases nocivos para o ambiente. O objetivo desta dissertação prendese com a análise da viabilidade da aquisição de veículos elétricos em Portugal. Para esta avaliação, foi decidido estabelecer uma comparação entre dois veículos existentes em Portugal: o Renault Fluence (veículo com motor de combustão) e o Renault Fluence Z.E. (veículo elétrico), tendo em conta diversos factores tais como: custo dos combustíveis, custo da eletricidade, custo de aquisição, entre outros. Na dissertação, conclui-se que, do ponto de vista económico, não é ainda vantajoso adquirir um veículo elétrico em Portugal. Pelo facto de ser uma tecnologia que apresenta uma maturidade reduzida, os preços altos associados às baterias e à aquisição dos próprios veículos, bem como as autonomias reduzidas das primeiras, são prova de que existe um longo caminho a percorrer. Nas condições atuais, a aquisição de um veículo elétrico representa ainda um elevado custo para o consumidor e para a própria sociedade, quando em comparação com a aquisição de um veículo convencional. Apenas uma combinação possível, mas para já pouco provável, em que o custo de aquisição do veículo elétrico diminuiria 20%, tal como o custo de aluguer das baterias, estando ainda associado um aumento da eficiência do mesmo em 50%, colocaria o veículo elétrico a competir com qualquer outro veículo. Conclui-se ainda que a utilização mais intensa do veículo elétrico atenua os custos fixos de aluguer das baterias, resultando em custos menores para maiores distâncias. Apesar de se estar a trabalhar no sentido de reduzir o nível de emissões de gases efeito de estufa, urge a necessidade de se continuar a apostar em tecnologias verdes, como o veículo elétrico, sensibilizando a população, entidades governamentais e indústria para este tema que a todos diz respeito. The economic growth has resulted in a more than proportional rise in the greenhouse gas emissions, thus deteriorating the environment. So as to reduce these effects, several measures have been adopted by the governments of different countries, such as incentives to the acquisition of lowemission vehicles. Electric vehicles, in particular, are presented as a green solution, environmentfriendly, given that its functioning does not involve the emission of environmentally harmful gases. The purpose of this dissertation lies with the analysis of the feasibility of acquiring electric vehicles in Portugal. For this evaluation, it was established a comparison between two vehicles found in Portugal: Renault Fluence (a combustion engine vehicle) and Renault Fluence Z.E. (an electrical vehicle), considering various factors, such as: fuel costs, electricity costs and acquisition costs. In the dissertation it is concluded that, from an economic perspective, it is not beneficial yet to acquire an electrical vehicle in Portugal. Given the short maturity of this technology, the high prices associated to the batteries and the acquisition of the vehicles, as well as the low autonomy of the batteries are proof that there is still a long way to go. In the current circumstances, the acquisition of an electrical vehicle represents a high cost for the consumer and the society itself, when compared to the acquisition of a conventional vehicle. Only a possible combination, yet currently very unlikely, of a 20% decrease in the electrical vehicle’s acquisition cost, like the rental cost of batteries, and a 50% efficiency gain the same, would allow the electrical vehicle to compete with any other vehicle. It is also concluded that a more intense use of the electrical vehicle softens the fixed costs of the batteries, resulting in fewer costs for greater distances. Dissertação de mestrado em Engenharia Industrial

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    Authors: Saganha, Nuno Miguel Gonçalves;

    Nesta dissertação foi feita uma análise energética à área de distribuição e arrefecimento de águas, de uma fábrica de papel, com o objectivo de seguir as orientações propostas pelo SGCIE (Sistema de Gestão dos Consumos Intensivos de Energia). Este sistema de gestão é regulado segundo o decreto-lei 71/2008 de 15 de Abril e pressupõe um balanço energético da instalação, que neste caso trata-se de uma área sectorial que só representa cerca de 5 % do consumo total de energia da fábrica. Após o balanço é feita uma auditoria à instalação com o objectivo de propor alterações que aumentem a eficiência energética, reduzindo consumos e rácios de emissão de CO2 sem prejudicar o processo produtivo. Foram feitos estudos da rentabilidade da alteração de motores eléctricos por outros com maior rendimento, do aproveitamento térmico das águas de retorno da unidade fabril, das medidas para redução do consumo do ar comprimido e aumento da eficiência na sua produção e da aplicação prática de variadores de frequência em diversas bombas centrífugas para transporte de água. Em conclusão, o aproveitamento térmico das águas de retorno, mediante a aplicação de um permutador de calor e algumas alterações na distribuição da água, provou ser capaz de poupanças em energia térmica na ordem dos 14%, relativamente à área de distribuição e arrefecimento de águas. Concluiu-se também, que a aplicação de variadores de frequência em bombas centrífugas é igualmente bastante rentável, permitindo poupanças de energia eléctrica superiores a 7% da área total auditada. The main objective of this thesis is the energy analysis of the distribution and water cooling system in a paper mill in order to comply with the guidelines proposed by SGCIE (Management System for Intensive Energy Consumers). This management system is regulated according to the Decree-Law 71/2008 of 15 April and requires an energy balance of the installation, which in this case, includes a sectorial area that only represents about 5% of the total energy consumption in all the plant. The energy balance was followed by a detailed audit of the installation with the aim to recommend changes that will increase energy efficiency, reducing fuel consumption and CO2 emissions, without negatively affecting the production process. Studies were made showing the relevance of changing electric motors by others with higher efficiency, of the thermal recovery of returned water, of the actions to reduce compressed air consumption and increase efficiency and the practical application of variable frequency motors to several centrifugal pumps. In conclusion, the thermal recovery of returned water, through the application of a heat exchanger and some modifications in the water distribution, proved to be able to reach savings of around 14% in thermal energy, relative to the area of the distribution and water cooling. It is also concluded, that the application of variable frequency drives on centrifugal pumps is also fairly cost effective, with electrical power savings of more than 7% of the analyzed installation. Dissertação de mestrado integrado em Engenharia Mecânica

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    Authors: Pacheco, Nuno Miguel Freitas;

    Este trabalho tem por objetivo testar o funcionamento de um motor diesel, quando alimentado com biocombustível (biodiesel e/ou outros), de modo a verificar as suas características em termos de potência, consumos, e de emissões gasosas no funcionamento do motor, e do veículo. Num estudo inicial sobre o estado da arte, após uma breve descrição do processo de produção, são analisadas as principais características dos combustíveis bem como o efeito da sua utilização no motor, designadamente no seu desempenho, nos consumos, a compatibilidade com sistemas auxiliares, e emissões poluentes. O biodiesel apresenta menor poder calorífico do que o gasóleo, pelo que ao usar-se os mesmos parâmetros de injeção usados com gasóleo, o resultado é a obtenção de menor binário e menor potência. No entanto, dado que o biodiesel tem maior índice de cetano, o motor poderá apresentar maior rendimento térmico. Uma parte importante deste trabalho é a sua componente prática. Para a realização dos testes foi necessário proceder à adaptação do laboratório, e bastante trabalho em torno de vários motores e diferentes equipamentos. Apesar desta investigação se centrar num tipo de motor diesel, concretamente em motores de 4 cilindros, foi necessário intervir em motores a gasolina (Opel de 4 cilindros, e BMW tricilíndrico) e num motor diesel monocilíndrico (Yanmar), com o qual se efetuou o estudo, mercê das alterações ao objetivo inicial, decorrentes de restrições de vária ordem, que se verificaram no decorrer do projeto. No que concerne ao estudo propriamente dito, são, neste documento, apresentados os resultados obtidos com gasóleo, biodiesel e misturas binárias B25, B50 e B75. Numa análise aos diversos parâmetros estudados, quando comparado com o gasóleo, o B100 apresenta menor binário e menor potência, revelando consumos específicos ligeiramente inferiores aos do gasóleo, em quase todas as velocidades de rotação. Todavia, em termos de rendimento médio o B100 apresenta um rendimento superior ao do gasóleo, sendo o B25 o combustível que apresenta melhores resultados. Quanto às emissões de escape, todos os combustíveis apresentaram valores que excedem o limite de trabalho do equipamento utilizado na medição, e portanto o limite legal, o que poderá sugerir problemas no funcionamento do motor. This work aims to test the operation of a diesel engine, when fueled with biofuels (biodiesel and/or others), in order to check their characteristics in terms of power, consumption and emissions, in the operation of the engine and of the vehicle. A detailed State of the art study was made. It included not only a brief description of the process of biofuel production and main characteristics, but also the effect of their use in the engine, namely in its performance, consumption, compatibility with auxiliary systems, and pollutant emissions. The biodiesel has lower calorific value than the diesel fuel. When using the same parameters used with diesel fuel injection, the result is obtaining less torque and less power. However, since the biodiesel has higher cetane number, the engine normally displays a greater thermal efficiency. The main part of this work was the experimental comparison of standard Diesel and Biodiesel fuels. To accomplish the tests it was necessary to previously adapt the lab, and a lot of work around different engines and different equipment had to be done. Despite this investigation being focused on a specific type of diesel engine, 4-cylinder engine in particular, in order to accomplish the present work it was necessary to intervene in gasoline engines (4 cylinder Opel and 3 cylinder BMW) and a single-cylinder diesel engine (Yanmar). So, it was necessary to redirect the object of the study defined in the initial goal, due to various types of external constraints, which have occurred during the project. With regard to the study itself, in this document the results obtained with diesel, biodiesel and binary mixtures, B50 and B25 B75 is presented. Considering various parameters studied, when compared with the diesel, the B100 presents lower torque and power, revealing specific consumptions slightly lower than those of diesel, in nearly the whole rotation speed range. However, in average terms, the B100 presents a higher efficiency than diesel, with the B25 fuel showing the best results. With regard to exhaust emissions, all fuels showed a value that exceeds the limit of the equipment used in the measurement, which suggests problems in the operation of the engine. Dissertação de mestrado integrado em Engenharia Mecânica

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    Authors: Bastos, Sérgio Amaro Ferreira de Castro;

    The paths to Santiago are acknowledged as Mankind’s Cultural Patrimony, and they have been having a growing search of pilgrims and foot-travellers. Their reports and records highlight the natural values of the landscapes, from which the elements and/or geological processes are added. In this way, it is suggested the geological heritage valuation in a certain Portuguese Central Way (CCP – Caminho Central Português), between Oporto and Santiago. The thorough and justified study of this path’s geodiversity, intends to be a contribution for the community in general and for its users in particular. The final product will be a guide book as an informative and explanatory resource of the path’s relevant geology, divided into ten stages. The work methodology includes several phases, among which the selection and inventorying of twenty-two geosites (according to specific criteria). For some of the geosites, some conservation and valuation strategies are presented, having in mind their geotouristic potential. After a first introductory chapter, the second one frames the ways to Santiago, while cultural patrimony, natural value, social and religious phenomenon evolvement. It is presented the characterization and the geographical and geological frame of the study area and it is highlighted the importance that geomorphology had in the definition of the medieval paths to Santiago. The third chapter approaches the geodiversity that the pilgrim/foot-traveller can find in the Portuguese Central Way, pointing out the geological highlights, with formation or processes worthy a simplified interpretation. Along the way between Oporto and Santiago de Compostela, are clearly shown the metasedimentary stripes of Antiforma de Valongo, the fundamental tectonic accidents on the modelling of the relief and the fluvial network, the cenozoic fluvial terraces of Minho´s valley, the granitic geoforms – Ria de Vigo, Ria de Pontevedra and Ria de Arousa, the hidrotermal fountains of Caldas de Reis and the importance of the geological and geomorphical toponymy in the Portuguese Central Way. It is also issued the selection and inventory of the geological sites (LIGs – Locais de Interesse Geológico). The selection is done in accordance to the characteristics of the target public and the specific criteria, having in mind an inventory methodology – identification/evaluation files of potencial geosites. The fourth chapter is constituted by the explanatory guidon of the Portuguese Central Way. This guidon considers ten sectors corresponding to the stages that the pilgrim covers from Oporto to Santiago de Compostela. It is also outwarded the characterization and interpretation of the geological sites in the form of files containing the localization, description and value, as well as graphic schemes, cartoons and photos. Chapter five is dedicated to the geoconservation strategies of some of the Path’s geosites. Therefore some monitoring, valorization and conservation measures are proposed. The sixth chapter presents some final considerations. Os caminhos de Santiago, são reconhecidos como Património Cultural da Humanidade, e têm tido uma procura crescente de peregrinos e caminheiros. Os relatos e registos destes, destacam os valores naturais das paisagens, do qual se inserem elementos e/ou processos geológicos. Neste sentido é proposto a valorização do património geológico do Caminho Central Português (CCP), entre Porto e Santiago de Compostela. O estudo criterioso e fundamentado da geodiversidade deste caminho, pretende ser um contributo para a comunidade em geral e para os seus utilizadores em particular. Como produto final elaborou-se um guia como recurso informativo e interpretativo da geologia relevante no caminho, dividido por 10 etapas. A metodologia de trabalho incluiu várias fases, entre elas, a seleção e inventariação de 22 locais de interesse geológico (LIG). Para alguns dos LIGs apresentam-se algumas estratégias de conservação e valorização, tendo em conta o seu potencial geoturístico. Após um primeiro capítulo de introdução, o segundo capítulo faz o enquadramento dos Caminhos de Santiago, enquanto património cultural e valor natural, e enquanto evolução do fenómeno religioso e social. Apresenta-se a caracterização e enquadramento geográfico e geológico da área em estudo e destaca-se a análise da importância que a geomorfologia teve na definição dos caminhos medievais de Santiago. O terceiro capítulo aborda a geodiversidade que o peregrino / caminheiro poderá encontrar no CCP, sendo de destacar os locais de interesse geológico (LIG), com formações ou processos merecedores de uma interpretação simplificada. Ao longo do caminho entre Porto e Santiago de Compostela, são evidenciadas as faixas metassedimentares da Antiforma de Valongo, os acidentes tectónicos fundamentais na modelação do relevo e da rede fluvial, os terraços fluviais cenozóicos do vale do Minho, as geoformas graníticas em Porriño/Mós, Pontevedra e Caldas de Reis, as geoformas costeiras – Ria de Vigo, Ria de Pontevedra e Ria de Arousa, as fontes hidrotermais em Caldas de Reis e a importância da toponímia geológica e geomorfológica no CCP. Procede-se também à seleção e inventariação dos LIGs. A seleção é feita de acordo com as características do público-alvo e com os critérios específicos, tendo em conta uma metodologia de inventariação - fichas de identificação/avaliação de potenciais geossítios. O quarto capítulo é constituído pelo guião interpretativo da geologia do CCP. Este guião considera 10 setores correspondentes às etapas que o peregrino normalmente percorre desde o Porto até Santiago de Compostela. Faz-se a caracterização e interpretação dos LIGs do CCP em formato de fichas, onde constam a localização, descrição e valor, bem como esquemas gráficos, cartoons e fotografias. O capítulo cinco, é dedicado às estratégias de geoconservação de alguns dos geossítios no Caminho, pelo que são propostas medidas de conservação, valorização e monitorização. O sexto capítulo apresenta algumas considerações finais. Dissertação de mestrado em Património Geológico e Geoconservação

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    Authors: Pereira, D. I.; Pereira, Paulo; Brilha, J. B.;

    As Áreas Protegidas em Portugal Continental constituem, na sua maioria, unidades geomorfológicas bem individualizadas e com valor geológico que não e inteiramente valorizado. Algumas áreas dispõem de um inventário sistemático do património geológico e algumas outras dispõem de dados dispersos. Neste trabalho destacam-se alguns aspectos relevantes da geologia do Parque Nacional da Peneda-Geres, de alguns Parques Naturais, Monumentos Naturais e Paisagens Protegidas e assinalam-se situações concretas relativas ao estado de conservação. Protected areas in mainland Portugal are mostly geomorphological units with geological value that is not fully valued. Some areas have a systematic inventory of geological heritage but some others have dispersed data. This study highlights some important geological aspects of the Peneda-Geres National Park, some National Parks. Natural Monuments and Protected Landscapes. The present situation of certain geosites inside these protected areas is also referred.

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    Authors: Gonçalves, Alice Maria Salgado;

    O presente trabalho intitulado “Metodologias estatísticas aplicadas à relação entre Eventos Climáticos Extremos, Saúde e Desigualdades Socioeconómicas na Grande Área Metropolitana do Porto” funda-se no relatório de estágio curricular, sendo parte integrante e conclusiva do curso de Mestrado em Estatística, ministrado pela Escola das Ciências da Universidade do Minho. Este projeto foi desenvolvido no Departamento de Geografia da Faculdade de Letras da Universidade do Porto e está inserido no Projeto Ondas, um projeto financiado por Fundos FEDER e pela Fundação para a Ciência e a Tecnologia. O presente relatório está estruturado em cinco capítulos. No capítulo inicial faz parte a introdução, no qual é apresentado o tema de estudo e investigação, os objetivos com referência às metodologias estatísticas e ao software a utilizar. O segundo capítulo contextualiza os eventos climáticos extremos, os poluentes ozono (03) e as partículas de matéria até 10 micrómetros de diâmetro (PM10), referindo as suas origens e a relação destes fatores com a saúde humana. Refere, ainda, alguns estudos efetuados neste contexto. O terceiro capítulo está vocacionado para a descrição matemática das várias metodologias e modelos estatísticos utilizados neste estudo, designadamente, os modelos lineares generalizados, os modelos aditivos generalizados e os modelos de regressão de séries temporais para dados de contagem, com distribuição de Poisson. O capítulo quarto faz uma descrição dos dados e apresentação de resultados. É descrita a proveniência dos dados, é efetuada uma análise descritiva e seguidamente são apresentados e comparados os resultados obtidos através dos diferentes métodos estatísticos. O quinto capítulo corresponde à conclusão, na qual são efetuadas algumas referências aos capítulos anteriores e às suas principais conclusões, são ainda apresentadas algumas considerações sobre a concretização dos objetivos do projeto de estágio. Neste capítulo são também feitas algumas recomendações ou sugestões para trabalhos futuros. The present report with the title “Statistical methods applied to the relationship between Extreme Weather Events, Health and Socioeconomic inequalities in the Greater Metropolitan Area of Porto” is based on the training period of two-year-degree of Master in Statistics at School of Sciences, University of Minho. This project was developed at Department of Geography of the Faculty of Arts of the University of Porto and is inserted in Waves Project, a project funded by Funds FEDER and the Foundation for Science and Technology. The present report is divided into five chapters. The first chapter includes the introduction, which presents the theme of study and the research objectives with reference to the statistical methodologies and software to be used. The second chapter contextualizes extreme weather events, the pollutants ozone (03) and the particular matter (PM10), referring to its origins and the relationship of these factors with human health. It also presents some studies conducted in this context. The third chapter is devoted to the mathematical description of the ok various methodologies and statistical models used in this study, namely, the generalized linear models, generalized additive models and the of time series regression models for count data, with Poisson distribution. The fourth chapter gives a description of the data and presents results. The data provenance is explained, a descriptive analysis is performed and the results obtained using different statistical methods are then presented and compared. The fifth chapter corresponds to the conclusion, in which some references are made to earlier chapters and their main conclusions. Moreover, some comments are made about these objectives which were reached as defined. This chapter also presents some recommendations and suggestions for future works. Fundação para a Ciência e a Tecnologia (FCT) - Projeto Ondas com a referência: PTDC/SAU-ESA/73016/2006 FEDER através do Programa Operacional Factores de Competitividade - COMPETE Dissertação de mestrado em Estatística

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    Authors: Monteiro, João Pedro Santos;

    O crescimento da população nas últimas décadas conduziu um contínuo aumento da população urbana. Este crescimento levou em alguns casos, a um agravamento das condições de vida urbana provocada pela progressiva urbanização do espaço. A urbanização demasiado rápida e incoerente do meio urbano, tornou a população vulnerável à exposição a poluentes atmosféricos e níveis de ruído em quantidades cada vez maiores. Contribuiu para tal, a saturação do espaço, do ecossistema, das infra-estruturas e do tráfego automóvel que é apontado como a principal fonte urbana de poluição. Estas características passaram a ser comuns na maioria dos centros urbanos. Este trabalho estabeleceu como objectivo a criação de uma correlação espacial entre o espaço construído, o nível de ruído e a concentração de partículas em meio urbano. A obtenção destes dados resulta da existência de um sistema de informação e monitorização do ambiente urbano da cidade de Braga – SmarBRAGA. Posteriormente analisou-se cada um dos casos em estudo, abordando diversas questões chave relacionadas com a influência da forma urbana, no nível de ruído e poluição atmosférica medida em meio urbano. Dessa análise conclui-se que tanto o nível de ruído, como a concentração de partículas, é superior nos casos em estudo, onde o valor dos índices de forma urbana de porosidade (ROS) e de factor visão do céu (FVC) tomam valores inferiores. Conclui-se portanto que a forma urbana influencia as condições de propagação de ruído e de dispersão de partículas. The population growth in recent decades has led a steady increase in urban population. This growth has led in some cases to a worsening of urban living conditions caused by the progressive urbanization of space. A too fast and incoherent urbanization of the urban environment became population vulnerable to exposure to air pollutants and noise levels in increasing amounts. Contributed to such a saturation of space, ecosystem, infrastructure and car traffic that is identified as the main source of urban pollution. These features have become common in most urban centers. This work had the objective of creating a spatial correlation between the space built, the noise level and the particles concentration in the urban environment. Obtaining these data results from the existence of a system of reporting and monitoring of the urban environment from the city of Braga - SmarBRAGA. Later, each one of the cases in study was analyzed, approaching diverse related questions key with the influence of the urban form, in the level of noise and measured atmospheric pollution in urban way. From this analysis it is concluded that both the noise level, as concentration of particles is higher in the case studied, where the value of the indices of urban form porosity (ROS) and sky view factor (SVF) take values lower. It is concluded that urban form influences propagation conditions of noise and dispersion of particles. Dissertação de mestrado integrado em Engenharia Civil

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    Authors: Ribeiro, Paulo;

    Reconhece-se actualmente que o automóvel tem dominado as deslocações em meio urbano, de tal forma que as cidades têm sido concebidas em função dessa utilização, com claras desvantagens para outros modos de transporte. A integração de princípios de sustentabilidade no desenvolvimento urbano preconiza a diminuição da influência do transporte motorizado individual e, consequentemente, a promoção da utilização do transporte colectivo e dos modos suaves. Os modos suaves de transporte podem ser definidos como meios de deslocação e transporte a velocidade reduzida, que ocupam pouco espaço na via pública e não emitem poluentes atmosféricos nem ruído, sendo encarados como uma mais-valia económica, social e ambiental, e uma verdadeira alternativa ao veículo automóvel. A promoção da mobilidade suave tem incidido na criação de novas infraestruturas e no reforço da segurança de circulação. Dadas as suas características, a dimensão ambiental não deve servir apenas de justificação para a sua promoção, mas ser um factor decisivo e activo no âmbito da sua utilização efectiva. Esta tese tem como principal objectivo o desenvolvimento de um modelo de planeamento e geração de rotas em meio urbano. Os planeadores de rotas convencionais são maioritariamente concebidos para a realização de viagens em automóvel e têm como principal função encontrar o caminho mais curto, mais rápido ou menos dispendioso. Neste trabalho, será apresentado o modelo para a geração da melhor rota para os peões e ciclistas do ponto de vista ambiental, através da definição do caminho menos poluído, menos ruidoso e mais saudável. Tendo por base a produção de mapas de poluição sonora e atmosférica de longo prazo, o modelo propõe a contaminação das distâncias da rede, que por sua vez são utilizadas na determinação das rotas saudáveis. A validação do modelo realiza-se através do cálculo dos índices de exposição ao ruído e poluição para as rotas encontradas, em comparação com os da rota mais curta. A utilização de percursos mais saudáveis pode ser encarada como uma questão de saúde pública e da garantia da aplicação dos princípios base da sustentabilidade. It is widely acknowledged that cars have dominated travels in the urban environment. As a result, cities have been designed to comply with such usage, with clear disadvantages towards other modes of transport. The integration of sustainability principles to urban development comprises the reduction of the influence of individual motorized traffic and, consequently, the promotion of the use of public transport and of active (soft) modes. Active modes of transport can be defined as means of travel and transportation at low speed, which take up little space on the road, are air and noise non-pollutant, thus being regarded as economically, socially and environmentally valuable, and a real alternative to cars. The promotion of soft mobility has focused on creating new infrastructures and in strengthening circulation safety. Given its characteristics, the environmental dimension should serve not only as a reason for its promotion, but also as an active and decisive factor in its effective usage. The main objective of this thesis is the development of a planning and route generation model in urban areas. Conventional route planners are mainly designed for car trips and the main function is to find the shortest, fastest or least expensive route. In this work, the model to generate the best route for pedestrians and cyclists from the environmental point of view will be presented, through the definition of the less polluted, less noisy and healthier route. Based on the production of long-term noise and air pollution maps, the model propose the contamination of distances in the road network, which in turn are applied in the determination of the healthy routes. Model validation is carried out by calculating the exposure rates to noise and pollution in the obtained routes, in comparison with the shortest route. The use of healthy routes can be viewed as a matter of public health, whilst ensuring the implementation of the basic principles of sustainability. Tese de doutoramento em Engenharia Civil

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    Authors: Fernandes, Cristoffer;

    Aumentar a eficiência de equipamentos e reduzir a libertação de poluentes representam os maiores desafios da atualidade. No que diz respeito à redução de poluentes, os estudos e recentes desenvolvimentos englobam o aperfeiçoamento no aproveitamento dos materiais e a redução dos emissões após os processos. A geração de calor e energia eléctrica com biomassa apresenta como desvantagem em relação aos combustíveis gasosos, a emissão de partículas nos gases de combustão. O presente trabalho visa o desenvolvimento de um sistema de separação de partículas a jusante de uma caldeira a biomassa. Para tal, realizou-se o projeto de um ciclone de forma a diminuir os poluentes libertados durante a combustão e que de outra forma seriam expulsos pela chaminé para o meio ambiente. Recorrendo à simulação dinâmica do escoamento foi utilizado o Ansys FLUENT para o desenho, a construção de malha e o FLUENT para a solução numérica propriamente dita, de forma a estudar o escoamento formado no interior do ciclone. Assim foram projetados três ciclones de tamanhos diferentes, compatíveis com uma chaminé standard e analisada a eficiência de cada um. Os resultados obtidos englobam o perfil de velocidade, velocidades máximas e mínimas, a perda de carga, e o movimento de partículas. Na fase seguinte foi escolhido o ciclone que apresentou as melhores características para a construção de um protótipo. Foram realizados testes para determinar a pressão estática na entrada e na saída do ciclone a velocidades diferentes de forma a determinar a perda de carga real no ciclone e esses foram comparados com a perda de carga simulada. Increasing the efficiency of equipment’s and reduce the release of pollutants are the two major challenges of today’s generation. Regarding the reduction of pollutants and their impact on the environment, recent studies and developments focus on the improvement in the usage of materials and the reduction of emissions during processes. On the background of heat, an electrical energy generation with biomass, the release of pollutants is the major disadvantage compared to the combustion of gas fuel. The present project aims to develop a system of separation of particles release of a biomass boiler. To this end the project involved the study of a cyclone to reduce the number of pollutants released during combustion which otherwise would be released to the environment through the chimney. Computational Fluid Dynamics simulations, in this specific case Ansys FLUENT, were used for the design, construction of the mesh and the study of the flow formed inside the cyclone. Therefore three cyclones of different size were designed, compatible to be coupled to a standard chimney, and the efficiency of each of one is determined. The results include the velocity profile, maximum and minimum velocities, pressure, including the pressure drop, and particle motion. In the next phase was chosen the cyclone that presented the best characteristics for production of a prototype. Subsequent were performed tests to determine the static pressure at the inlet and the outlet of the cyclone at different velocities in order to find the actual pressure drop in the cyclone to then be compared with the simulated pressure drop. Dissertação de mestrado integrado em Engenharia Mecânica

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    Authors: Pacheco-Torgal, F.; Jalali, Said;

    A indústria da construção constitui um dos maiores e mais activos sectores em toda a Europa, representando 28,1% e 7,5% do emprego, respectivamente na indústria e em toda a economia europeia. Com uma facturação anual de 750 milhões de euros, este sector representa 25% de toda a produção industrial europeia, sendo o maior exportador mundial com 52% do mercado. Em termos ambientais, esta indústria é no entanto responsável por 30% das emissões de carbono. Além disso, a indústria da construção a nível mundial consome mais matérias-primas (aproximadamente 3.000 Mt/ano, quase 50% em massa) que qualquer outra actividade económica. O aumento da população mundial e as necessidades implícitas em termos de construção de edifícios e outras infra-estruturas, agravará ainda mais o consumo de matérias-primas não renováveis, bem assim como a produção de resíduos. No âmbito de uma construção mais sustentável a União Europeia estabeleceu recentemente como objectivos de médio prazo, a redução de 50% dos consumos de energia, a redução 30% das matérias-primas e a redução de 40% dos resíduos. A sustentabilidade da indústria da construção em geral e a eco-eficiência dos materiais de construção em particular assumem desta forma, um papel primordial cujo estudo importa aprofundar e divulgar [1]. Materiais ligantes com baixas emissões de carbono, materiais mais duráveis, que permitam o reaproveitamento de resíduos, materiais recicláveis ou obtidos a partir de fontes renováveis, materiais com baixa energia ou não tóxicos e que não contaminem o ar no interior das habitações, constituem exemplos daquilo que podem ser as diversas variantes que enquadram a eco-eficiência dos materiais de construção.

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    Authors: Fontaínhas, José João Cunhal;

    O crescimento económico tem resultado num aumento mais que proporcional nas emissões de gases com efeito de estufa, resultando na degradação do meio ambiente. Com o intuito de reduzir estes efeitos, diversas medidas têm sido adotadas pelos governos de diferentes países, de entre as quais se destaca o incentivo à aquisição de veículos com emissões reduzidas. Os veículos elétricos, em particular, são apresentados como uma solução verde, amiga do ambiente, dado que durante a sua deslocação não têm emissões de gases nocivos para o ambiente. O objetivo desta dissertação prendese com a análise da viabilidade da aquisição de veículos elétricos em Portugal. Para esta avaliação, foi decidido estabelecer uma comparação entre dois veículos existentes em Portugal: o Renault Fluence (veículo com motor de combustão) e o Renault Fluence Z.E. (veículo elétrico), tendo em conta diversos factores tais como: custo dos combustíveis, custo da eletricidade, custo de aquisição, entre outros. Na dissertação, conclui-se que, do ponto de vista económico, não é ainda vantajoso adquirir um veículo elétrico em Portugal. Pelo facto de ser uma tecnologia que apresenta uma maturidade reduzida, os preços altos associados às baterias e à aquisição dos próprios veículos, bem como as autonomias reduzidas das primeiras, são prova de que existe um longo caminho a percorrer. Nas condições atuais, a aquisição de um veículo elétrico representa ainda um elevado custo para o consumidor e para a própria sociedade, quando em comparação com a aquisição de um veículo convencional. Apenas uma combinação possível, mas para já pouco provável, em que o custo de aquisição do veículo elétrico diminuiria 20%, tal como o custo de aluguer das baterias, estando ainda associado um aumento da eficiência do mesmo em 50%, colocaria o veículo elétrico a competir com qualquer outro veículo. Conclui-se ainda que a utilização mais intensa do veículo elétrico atenua os custos fixos de aluguer das baterias, resultando em custos menores para maiores distâncias. Apesar de se estar a trabalhar no sentido de reduzir o nível de emissões de gases efeito de estufa, urge a necessidade de se continuar a apostar em tecnologias verdes, como o veículo elétrico, sensibilizando a população, entidades governamentais e indústria para este tema que a todos diz respeito. The economic growth has resulted in a more than proportional rise in the greenhouse gas emissions, thus deteriorating the environment. So as to reduce these effects, several measures have been adopted by the governments of different countries, such as incentives to the acquisition of lowemission vehicles. Electric vehicles, in particular, are presented as a green solution, environmentfriendly, given that its functioning does not involve the emission of environmentally harmful gases. The purpose of this dissertation lies with the analysis of the feasibility of acquiring electric vehicles in Portugal. For this evaluation, it was established a comparison between two vehicles found in Portugal: Renault Fluence (a combustion engine vehicle) and Renault Fluence Z.E. (an electrical vehicle), considering various factors, such as: fuel costs, electricity costs and acquisition costs. In the dissertation it is concluded that, from an economic perspective, it is not beneficial yet to acquire an electrical vehicle in Portugal. Given the short maturity of this technology, the high prices associated to the batteries and the acquisition of the vehicles, as well as the low autonomy of the batteries are proof that there is still a long way to go. In the current circumstances, the acquisition of an electrical vehicle represents a high cost for the consumer and the society itself, when compared to the acquisition of a conventional vehicle. Only a possible combination, yet currently very unlikely, of a 20% decrease in the electrical vehicle’s acquisition cost, like the rental cost of batteries, and a 50% efficiency gain the same, would allow the electrical vehicle to compete with any other vehicle. It is also concluded that a more intense use of the electrical vehicle softens the fixed costs of the batteries, resulting in fewer costs for greater distances. Dissertação de mestrado em Engenharia Industrial

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    Authors: Saganha, Nuno Miguel Gonçalves;

    Nesta dissertação foi feita uma análise energética à área de distribuição e arrefecimento de águas, de uma fábrica de papel, com o objectivo de seguir as orientações propostas pelo SGCIE (Sistema de Gestão dos Consumos Intensivos de Energia). Este sistema de gestão é regulado segundo o decreto-lei 71/2008 de 15 de Abril e pressupõe um balanço energético da instalação, que neste caso trata-se de uma área sectorial que só representa cerca de 5 % do consumo total de energia da fábrica. Após o balanço é feita uma auditoria à instalação com o objectivo de propor alterações que aumentem a eficiência energética, reduzindo consumos e rácios de emissão de CO2 sem prejudicar o processo produtivo. Foram feitos estudos da rentabilidade da alteração de motores eléctricos por outros com maior rendimento, do aproveitamento térmico das águas de retorno da unidade fabril, das medidas para redução do consumo do ar comprimido e aumento da eficiência na sua produção e da aplicação prática de variadores de frequência em diversas bombas centrífugas para transporte de água. Em conclusão, o aproveitamento térmico das águas de retorno, mediante a aplicação de um permutador de calor e algumas alterações na distribuição da água, provou ser capaz de poupanças em energia térmica na ordem dos 14%, relativamente à área de distribuição e arrefecimento de águas. Concluiu-se também, que a aplicação de variadores de frequência em bombas centrífugas é igualmente bastante rentável, permitindo poupanças de energia eléctrica superiores a 7% da área total auditada. The main objective of this thesis is the energy analysis of the distribution and water cooling system in a paper mill in order to comply with the guidelines proposed by SGCIE (Management System for Intensive Energy Consumers). This management system is regulated according to the Decree-Law 71/2008 of 15 April and requires an energy balance of the installation, which in this case, includes a sectorial area that only represents about 5% of the total energy consumption in all the plant. The energy balance was followed by a detailed audit of the installation with the aim to recommend changes that will increase energy efficiency, reducing fuel consumption and CO2 emissions, without negatively affecting the production process. Studies were made showing the relevance of changing electric motors by others with higher efficiency, of the thermal recovery of returned water, of the actions to reduce compressed air consumption and increase efficiency and the practical application of variable frequency motors to several centrifugal pumps. In conclusion, the thermal recovery of returned water, through the application of a heat exchanger and some modifications in the water distribution, proved to be able to reach savings of around 14% in thermal energy, relative to the area of the distribution and water cooling. It is also concluded, that the application of variable frequency drives on centrifugal pumps is also fairly cost effective, with electrical power savings of more than 7% of the analyzed installation. Dissertação de mestrado integrado em Engenharia Mecânica

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    Authors: Pacheco, Nuno Miguel Freitas;

    Este trabalho tem por objetivo testar o funcionamento de um motor diesel, quando alimentado com biocombustível (biodiesel e/ou outros), de modo a verificar as suas características em termos de potência, consumos, e de emissões gasosas no funcionamento do motor, e do veículo. Num estudo inicial sobre o estado da arte, após uma breve descrição do processo de produção, são analisadas as principais características dos combustíveis bem como o efeito da sua utilização no motor, designadamente no seu desempenho, nos consumos, a compatibilidade com sistemas auxiliares, e emissões poluentes. O biodiesel apresenta menor poder calorífico do que o gasóleo, pelo que ao usar-se os mesmos parâmetros de injeção usados com gasóleo, o resultado é a obtenção de menor binário e menor potência. No entanto, dado que o biodiesel tem maior índice de cetano, o motor poderá apresentar maior rendimento térmico. Uma parte importante deste trabalho é a sua componente prática. Para a realização dos testes foi necessário proceder à adaptação do laboratório, e bastante trabalho em torno de vários motores e diferentes equipamentos. Apesar desta investigação se centrar num tipo de motor diesel, concretamente em motores de 4 cilindros, foi necessário intervir em motores a gasolina (Opel de 4 cilindros, e BMW tricilíndrico) e num motor diesel monocilíndrico (Yanmar), com o qual se efetuou o estudo, mercê das alterações ao objetivo inicial, decorrentes de restrições de vária ordem, que se verificaram no decorrer do projeto. No que concerne ao estudo propriamente dito, são, neste documento, apresentados os resultados obtidos com gasóleo, biodiesel e misturas binárias B25, B50 e B75. Numa análise aos diversos parâmetros estudados, quando comparado com o gasóleo, o B100 apresenta menor binário e menor potência, revelando consumos específicos ligeiramente inferiores aos do gasóleo, em quase todas as velocidades de rotação. Todavia, em termos de rendimento médio o B100 apresenta um rendimento superior ao do gasóleo, sendo o B25 o combustível que apresenta melhores resultados. Quanto às emissões de escape, todos os combustíveis apresentaram valores que excedem o limite de trabalho do equipamento utilizado na medição, e portanto o limite legal, o que poderá sugerir problemas no funcionamento do motor. This work aims to test the operation of a diesel engine, when fueled with biofuels (biodiesel and/or others), in order to check their characteristics in terms of power, consumption and emissions, in the operation of the engine and of the vehicle. A detailed State of the art study was made. It included not only a brief description of the process of biofuel production and main characteristics, but also the effect of their use in the engine, namely in its performance, consumption, compatibility with auxiliary systems, and pollutant emissions. The biodiesel has lower calorific value than the diesel fuel. When using the same parameters used with diesel fuel injection, the result is obtaining less torque and less power. However, since the biodiesel has higher cetane number, the engine normally displays a greater thermal efficiency. The main part of this work was the experimental comparison of standard Diesel and Biodiesel fuels. To accomplish the tests it was necessary to previously adapt the lab, and a lot of work around different engines and different equipment had to be done. Despite this investigation being focused on a specific type of diesel engine, 4-cylinder engine in particular, in order to accomplish the present work it was necessary to intervene in gasoline engines (4 cylinder Opel and 3 cylinder BMW) and a single-cylinder diesel engine (Yanmar). So, it was necessary to redirect the object of the study defined in the initial goal, due to various types of external constraints, which have occurred during the project. With regard to the study itself, in this document the results obtained with diesel, biodiesel and binary mixtures, B50 and B25 B75 is presented. Considering various parameters studied, when compared with the diesel, the B100 presents lower torque and power, revealing specific consumptions slightly lower than those of diesel, in nearly the whole rotation speed range. However, in average terms, the B100 presents a higher efficiency than diesel, with the B25 fuel showing the best results. With regard to exhaust emissions, all fuels showed a value that exceeds the limit of the equipment used in the measurement, which suggests problems in the operation of the engine. Dissertação de mestrado integrado em Engenharia Mecânica

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    Authors: Bastos, Sérgio Amaro Ferreira de Castro;

    The paths to Santiago are acknowledged as Mankind’s Cultural Patrimony, and they have been having a growing search of pilgrims and foot-travellers. Their reports and records highlight the natural values of the landscapes, from which the elements and/or geological processes are added. In this way, it is suggested the geological heritage valuation in a certain Portuguese Central Way (CCP – Caminho Central Português), between Oporto and Santiago. The thorough and justified study of this path’s geodiversity, intends to be a contribution for the community in general and for its users in particular. The final product will be a guide book as an informative and explanatory resource of the path’s relevant geology, divided into ten stages. The work methodology includes several phases, among which the selection and inventorying of twenty-two geosites (according to specific criteria). For some of the geosites, some conservation and valuation strategies are presented, having in mind their geotouristic potential. After a first introductory chapter, the second one frames the ways to Santiago, while cultural patrimony, natural value, social and religious phenomenon evolvement. It is presented the characterization and the geographical and geological frame of the study area and it is highlighted the importance that geomorphology had in the definition of the medieval paths to Santiago. The third chapter approaches the geodiversity that the pilgrim/foot-traveller can find in the Portuguese Central Way, pointing out the geological highlights, with formation or processes worthy a simplified interpretation. Along the way between Oporto and Santiago de Compostela, are clearly shown the metasedimentary stripes of Antiforma de Valongo, the fundamental tectonic accidents on the modelling of the relief and the fluvial network, the cenozoic fluvial terraces of Minho´s valley, the granitic geoforms – Ria de Vigo, Ria de Pontevedra and Ria de Arousa, the hidrotermal fountains of Caldas de Reis and the importance of the geological and geomorphical toponymy in the Portuguese Central Way. It is also issued the selection and inventory of the geological sites (LIGs – Locais de Interesse Geológico). The selection is done in accordance to the characteristics of the target public and the specific criteria, having in mind an inventory methodology – identification/evaluation files of potencial geosites. The fourth chapter is constituted by the explanatory guidon of the Portuguese Central Way. This guidon considers ten sectors corresponding to the stages that the pilgrim covers from Oporto to Santiago de Compostela. It is also outwarded the characterization and interpretation of the geological sites in the form of files containing the localization, description and value, as well as graphic schemes, cartoons and photos. Chapter five is dedicated to the geoconservation strategies of some of the Path’s geosites. Therefore some monitoring, valorization and conservation measures are proposed. The sixth chapter presents some final considerations. Os caminhos de Santiago, são reconhecidos como Património Cultural da Humanidade, e têm tido uma procura crescente de peregrinos e caminheiros. Os relatos e registos destes, destacam os valores naturais das paisagens, do qual se inserem elementos e/ou processos geológicos. Neste sentido é proposto a valorização do património geológico do Caminho Central Português (CCP), entre Porto e Santiago de Compostela. O estudo criterioso e fundamentado da geodiversidade deste caminho, pretende ser um contributo para a comunidade em geral e para os seus utilizadores em particular. Como produto final elaborou-se um guia como recurso informativo e interpretativo da geologia relevante no caminho, dividido por 10 etapas. A metodologia de trabalho incluiu várias fases, entre elas, a seleção e inventariação de 22 locais de interesse geológico (LIG). Para alguns dos LIGs apresentam-se algumas estratégias de conservação e valorização, tendo em conta o seu potencial geoturístico. Após um primeiro capítulo de introdução, o segundo capítulo faz o enquadramento dos Caminhos de Santiago, enquanto património cultural e valor natural, e enquanto evolução do fenómeno religioso e social. Apresenta-se a caracterização e enquadramento geográfico e geológico da área em estudo e destaca-se a análise da importância que a geomorfologia teve na definição dos caminhos medievais de Santiago. O terceiro capítulo aborda a geodiversidade que o peregrino / caminheiro poderá encontrar no CCP, sendo de destacar os locais de interesse geológico (LIG), com formações ou processos merecedores de uma interpretação simplificada. Ao longo do caminho entre Porto e Santiago de Compostela, são evidenciadas as faixas metassedimentares da Antiforma de Valongo, os acidentes tectónicos fundamentais na modelação do relevo e da rede fluvial, os terraços fluviais cenozóicos do vale do Minho, as geoformas graníticas em Porriño/Mós, Pontevedra e Caldas de Reis, as geoformas costeiras – Ria de Vigo, Ria de Pontevedra e Ria de Arousa, as fontes hidrotermais em Caldas de Reis e a importância da toponímia geológica e geomorfológica no CCP. Procede-se também à seleção e inventariação dos LIGs. A seleção é feita de acordo com as características do público-alvo e com os critérios específicos, tendo em conta uma metodologia de inventariação - fichas de identificação/avaliação de potenciais geossítios. O quarto capítulo é constituído pelo guião interpretativo da geologia do CCP. Este guião considera 10 setores correspondentes às etapas que o peregrino normalmente percorre desde o Porto até Santiago de Compostela. Faz-se a caracterização e interpretação dos LIGs do CCP em formato de fichas, onde constam a localização, descrição e valor, bem como esquemas gráficos, cartoons e fotografias. O capítulo cinco, é dedicado às estratégias de geoconservação de alguns dos geossítios no Caminho, pelo que são propostas medidas de conservação, valorização e monitorização. O sexto capítulo apresenta algumas considerações finais. Dissertação de mestrado em Património Geológico e Geoconservação

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    Authors: Pereira, D. I.; Pereira, Paulo; Brilha, J. B.;

    As Áreas Protegidas em Portugal Continental constituem, na sua maioria, unidades geomorfológicas bem individualizadas e com valor geológico que não e inteiramente valorizado. Algumas áreas dispõem de um inventário sistemático do património geológico e algumas outras dispõem de dados dispersos. Neste trabalho destacam-se alguns aspectos relevantes da geologia do Parque Nacional da Peneda-Geres, de alguns Parques Naturais, Monumentos Naturais e Paisagens Protegidas e assinalam-se situações concretas relativas ao estado de conservação. Protected areas in mainland Portugal are mostly geomorphological units with geological value that is not fully valued. Some areas have a systematic inventory of geological heritage but some others have dispersed data. This study highlights some important geological aspects of the Peneda-Geres National Park, some National Parks. Natural Monuments and Protected Landscapes. The present situation of certain geosites inside these protected areas is also referred.

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    Authors: Gonçalves, Alice Maria Salgado;

    O presente trabalho intitulado “Metodologias estatísticas aplicadas à relação entre Eventos Climáticos Extremos, Saúde e Desigualdades Socioeconómicas na Grande Área Metropolitana do Porto” funda-se no relatório de estágio curricular, sendo parte integrante e conclusiva do curso de Mestrado em Estatística, ministrado pela Escola das Ciências da Universidade do Minho. Este projeto foi desenvolvido no Departamento de Geografia da Faculdade de Letras da Universidade do Porto e está inserido no Projeto Ondas, um projeto financiado por Fundos FEDER e pela Fundação para a Ciência e a Tecnologia. O presente relatório está estruturado em cinco capítulos. No capítulo inicial faz parte a introdução, no qual é apresentado o tema de estudo e investigação, os objetivos com referência às metodologias estatísticas e ao software a utilizar. O segundo capítulo contextualiza os eventos climáticos extremos, os poluentes ozono (03) e as partículas de matéria até 10 micrómetros de diâmetro (PM10), referindo as suas origens e a relação destes fatores com a saúde humana. Refere, ainda, alguns estudos efetuados neste contexto. O terceiro capítulo está vocacionado para a descrição matemática das várias metodologias e modelos estatísticos utilizados neste estudo, designadamente, os modelos lineares generalizados, os modelos aditivos generalizados e os modelos de regressão de séries temporais para dados de contagem, com distribuição de Poisson. O capítulo quarto faz uma descrição dos dados e apresentação de resultados. É descrita a proveniência dos dados, é efetuada uma análise descritiva e seguidamente são apresentados e comparados os resultados obtidos através dos diferentes métodos estatísticos. O quinto capítulo corresponde à conclusão, na qual são efetuadas algumas referências aos capítulos anteriores e às suas principais conclusões, são ainda apresentadas algumas considerações sobre a concretização dos objetivos do projeto de estágio. Neste capítulo são também feitas algumas recomendações ou sugestões para trabalhos futuros. The present report with the title “Statistical methods applied to the relationship between Extreme Weather Events, Health and Socioeconomic inequalities in the Greater Metropolitan Area of Porto” is based on the training period of two-year-degree of Master in Statistics at School of Sciences, University of Minho. This project was developed at Department of Geography of the Faculty of Arts of the University of Porto and is inserted in Waves Project, a project funded by Funds FEDER and the Foundation for Science and Technology. The present report is divided into five chapters. The first chapter includes the introduction, which presents the theme of study and the research objectives with reference to the statistical methodologies and software to be used. The second chapter contextualizes extreme weather events, the pollutants ozone (03) and the particular matter (PM10), referring to its origins and the relationship of these factors with human health. It also presents some studies conducted in this context. The third chapter is devoted to the mathematical description of the ok various methodologies and statistical models used in this study, namely, the generalized linear models, generalized additive models and the of time series regression models for count data, with Poisson distribution. The fourth chapter gives a description of the data and presents results. The data provenance is explained, a descriptive analysis is performed and the results obtained using different statistical methods are then presented and compared. The fifth chapter corresponds to the conclusion, in which some references are made to earlier chapters and their main conclusions. Moreover, some comments are made about these objectives which were reached as defined. This chapter also presents some recommendations and suggestions for future works. Fundação para a Ciência e a Tecnologia (FCT) - Projeto Ondas com a referência: PTDC/SAU-ESA/73016/2006 FEDER através do Programa Operacional Factores de Competitividade - COMPETE Dissertação de mestrado em Estatística

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    Authors: Monteiro, João Pedro Santos;

    O crescimento da população nas últimas décadas conduziu um contínuo aumento da população urbana. Este crescimento levou em alguns casos, a um agravamento das condições de vida urbana provocada pela progressiva urbanização do espaço. A urbanização demasiado rápida e incoerente do meio urbano, tornou a população vulnerável à exposição a poluentes atmosféricos e níveis de ruído em quantidades cada vez maiores. Contribuiu para tal, a saturação do espaço, do ecossistema, das infra-estruturas e do tráfego automóvel que é apontado como a principal fonte urbana de poluição. Estas características passaram a ser comuns na maioria dos centros urbanos. Este trabalho estabeleceu como objectivo a criação de uma correlação espacial entre o espaço construído, o nível de ruído e a concentração de partículas em meio urbano. A obtenção destes dados resulta da existência de um sistema de informação e monitorização do ambiente urbano da cidade de Braga – SmarBRAGA. Posteriormente analisou-se cada um dos casos em estudo, abordando diversas questões chave relacionadas com a influência da forma urbana, no nível de ruído e poluição atmosférica medida em meio urbano. Dessa análise conclui-se que tanto o nível de ruído, como a concentração de partículas, é superior nos casos em estudo, onde o valor dos índices de forma urbana de porosidade (ROS) e de factor visão do céu (FVC) tomam valores inferiores. Conclui-se portanto que a forma urbana influencia as condições de propagação de ruído e de dispersão de partículas. The population growth in recent decades has led a steady increase in urban population. This growth has led in some cases to a worsening of urban living conditions caused by the progressive urbanization of space. A too fast and incoherent urbanization of the urban environment became population vulnerable to exposure to air pollutants and noise levels in increasing amounts. Contributed to such a saturation of space, ecosystem, infrastructure and car traffic that is identified as the main source of urban pollution. These features have become common in most urban centers. This work had the objective of creating a spatial correlation between the space built, the noise level and the particles concentration in the urban environment. Obtaining these data results from the existence of a system of reporting and monitoring of the urban environment from the city of Braga - SmarBRAGA. Later, each one of the cases in study was analyzed, approaching diverse related questions key with the influence of the urban form, in the level of noise and measured atmospheric pollution in urban way. From this analysis it is concluded that both the noise level, as concentration of particles is higher in the case studied, where the value of the indices of urban form porosity (ROS) and sky view factor (SVF) take values lower. It is concluded that urban form influences propagation conditions of noise and dispersion of particles. Dissertação de mestrado integrado em Engenharia Civil

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    Authors: Ribeiro, Paulo;

    Reconhece-se actualmente que o automóvel tem dominado as deslocações em meio urbano, de tal forma que as cidades têm sido concebidas em função dessa utilização, com claras desvantagens para outros modos de transporte. A integração de princípios de sustentabilidade no desenvolvimento urbano preconiza a diminuição da influência do transporte motorizado individual e, consequentemente, a promoção da utilização do transporte colectivo e dos modos suaves. Os modos suaves de transporte podem ser definidos como meios de deslocação e transporte a velocidade reduzida, que ocupam pouco espaço na via pública e não emitem poluentes atmosféricos nem ruído, sendo encarados como uma mais-valia económica, social e ambiental, e uma verdadeira alternativa ao veículo automóvel. A promoção da mobilidade suave tem incidido na criação de novas infraestruturas e no reforço da segurança de circulação. Dadas as suas características, a dimensão ambiental não deve servir apenas de justificação para a sua promoção, mas ser um factor decisivo e activo no âmbito da sua utilização efectiva. Esta tese tem como principal objectivo o desenvolvimento de um modelo de planeamento e geração de rotas em meio urbano. Os planeadores de rotas convencionais são maioritariamente concebidos para a realização de viagens em automóvel e têm como principal função encontrar o caminho mais curto, mais rápido ou menos dispendioso. Neste trabalho, será apresentado o modelo para a geração da melhor rota para os peões e ciclistas do ponto de vista ambiental, através da definição do caminho menos poluído, menos ruidoso e mais saudável. Tendo por base a produção de mapas de poluição sonora e atmosférica de longo prazo, o modelo propõe a contaminação das distâncias da rede, que por sua vez são utilizadas na determinação das rotas saudáveis. A validação do modelo realiza-se através do cálculo dos índices de exposição ao ruído e poluição para as rotas encontradas, em comparação com os da rota mais curta. A utilização de percursos mais saudáveis pode ser encarada como uma questão de saúde pública e da garantia da aplicação dos princípios base da sustentabilidade. It is widely acknowledged that cars have dominated travels in the urban environment. As a result, cities have been designed to comply with such usage, with clear disadvantages towards other modes of transport. The integration of sustainability principles to urban development comprises the reduction of the influence of individual motorized traffic and, consequently, the promotion of the use of public transport and of active (soft) modes. Active modes of transport can be defined as means of travel and transportation at low speed, which take up little space on the road, are air and noise non-pollutant, thus being regarded as economically, socially and environmentally valuable, and a real alternative to cars. The promotion of soft mobility has focused on creating new infrastructures and in strengthening circulation safety. Given its characteristics, the environmental dimension should serve not only as a reason for its promotion, but also as an active and decisive factor in its effective usage. The main objective of this thesis is the development of a planning and route generation model in urban areas. Conventional route planners are mainly designed for car trips and the main function is to find the shortest, fastest or least expensive route. In this work, the model to generate the best route for pedestrians and cyclists from the environmental point of view will be presented, through the definition of the less polluted, less noisy and healthier route. Based on the production of long-term noise and air pollution maps, the model propose the contamination of distances in the road network, which in turn are applied in the determination of the healthy routes. Model validation is carried out by calculating the exposure rates to noise and pollution in the obtained routes, in comparison with the shortest route. The use of healthy routes can be viewed as a matter of public health, whilst ensuring the implementation of the basic principles of sustainability. Tese de doutoramento em Engenharia Civil

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    Authors: Fernandes, Cristoffer;

    Aumentar a eficiência de equipamentos e reduzir a libertação de poluentes representam os maiores desafios da atualidade. No que diz respeito à redução de poluentes, os estudos e recentes desenvolvimentos englobam o aperfeiçoamento no aproveitamento dos materiais e a redução dos emissões após os processos. A geração de calor e energia eléctrica com biomassa apresenta como desvantagem em relação aos combustíveis gasosos, a emissão de partículas nos gases de combustão. O presente trabalho visa o desenvolvimento de um sistema de separação de partículas a jusante de uma caldeira a biomassa. Para tal, realizou-se o projeto de um ciclone de forma a diminuir os poluentes libertados durante a combustão e que de outra forma seriam expulsos pela chaminé para o meio ambiente. Recorrendo à simulação dinâmica do escoamento foi utilizado o Ansys FLUENT para o desenho, a construção de malha e o FLUENT para a solução numérica propriamente dita, de forma a estudar o escoamento formado no interior do ciclone. Assim foram projetados três ciclones de tamanhos diferentes, compatíveis com uma chaminé standard e analisada a eficiência de cada um. Os resultados obtidos englobam o perfil de velocidade, velocidades máximas e mínimas, a perda de carga, e o movimento de partículas. Na fase seguinte foi escolhido o ciclone que apresentou as melhores características para a construção de um protótipo. Foram realizados testes para determinar a pressão estática na entrada e na saída do ciclone a velocidades diferentes de forma a determinar a perda de carga real no ciclone e esses foram comparados com a perda de carga simulada. Increasing the efficiency of equipment’s and reduce the release of pollutants are the two major challenges of today’s generation. Regarding the reduction of pollutants and their impact on the environment, recent studies and developments focus on the improvement in the usage of materials and the reduction of emissions during processes. On the background of heat, an electrical energy generation with biomass, the release of pollutants is the major disadvantage compared to the combustion of gas fuel. The present project aims to develop a system of separation of particles release of a biomass boiler. To this end the project involved the study of a cyclone to reduce the number of pollutants released during combustion which otherwise would be released to the environment through the chimney. Computational Fluid Dynamics simulations, in this specific case Ansys FLUENT, were used for the design, construction of the mesh and the study of the flow formed inside the cyclone. Therefore three cyclones of different size were designed, compatible to be coupled to a standard chimney, and the efficiency of each of one is determined. The results include the velocity profile, maximum and minimum velocities, pressure, including the pressure drop, and particle motion. In the next phase was chosen the cyclone that presented the best characteristics for production of a prototype. Subsequent were performed tests to determine the static pressure at the inlet and the outlet of the cyclone at different velocities in order to find the actual pressure drop in the cyclone to then be compared with the simulated pressure drop. Dissertação de mestrado integrado em Engenharia Mecânica

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    Authors: Pacheco-Torgal, F.; Jalali, Said;

    A indústria da construção constitui um dos maiores e mais activos sectores em toda a Europa, representando 28,1% e 7,5% do emprego, respectivamente na indústria e em toda a economia europeia. Com uma facturação anual de 750 milhões de euros, este sector representa 25% de toda a produção industrial europeia, sendo o maior exportador mundial com 52% do mercado. Em termos ambientais, esta indústria é no entanto responsável por 30% das emissões de carbono. Além disso, a indústria da construção a nível mundial consome mais matérias-primas (aproximadamente 3.000 Mt/ano, quase 50% em massa) que qualquer outra actividade económica. O aumento da população mundial e as necessidades implícitas em termos de construção de edifícios e outras infra-estruturas, agravará ainda mais o consumo de matérias-primas não renováveis, bem assim como a produção de resíduos. No âmbito de uma construção mais sustentável a União Europeia estabeleceu recentemente como objectivos de médio prazo, a redução de 50% dos consumos de energia, a redução 30% das matérias-primas e a redução de 40% dos resíduos. A sustentabilidade da indústria da construção em geral e a eco-eficiência dos materiais de construção em particular assumem desta forma, um papel primordial cujo estudo importa aprofundar e divulgar [1]. Materiais ligantes com baixas emissões de carbono, materiais mais duráveis, que permitam o reaproveitamento de resíduos, materiais recicláveis ou obtidos a partir de fontes renováveis, materiais com baixa energia ou não tóxicos e que não contaminem o ar no interior das habitações, constituem exemplos daquilo que podem ser as diversas variantes que enquadram a eco-eficiência dos materiais de construção.

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