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Vários autores têm-se debruçado sobre o conceito de qualidade nos serviços, como um instrumento que visa promulgar a eficácia e eficiência desses mesmos serviços. A aplicação de instrumentos de gestão privada no seio da Administração Pública preconiza a introdução de uma nova gestão pública, atenta à qualidade, à auto-avaliação e por conseguinte à promoção da mudança nos serviços. Neste âmbito, a aplicação coordenada do Balanced Scorecard (BSC), do modelo de Excelência da European Foundation for Quality Managemen (EFQM) e da Common Assessement Framework (CAF),que poderá ser uma estratégia a que os organismos públicos podem recorrer para promoverem a melhoria contínua. Com base no enquadramento teórico elaborado na revisão de literatura, o objectivo deste estudo pressupõe a definição e análise de uma estrutura integrada, BSC-CAF, que permite efectuar uma aplicação conjunta destas ferramentas. Constatou-se que o emprego em simultâneo das ferramentas enunciadas, permite fomentar a criatividade e a gestão dos recursos de que as organizações dispõem, de modo a melhorar o seu desempenho organizacional.
Pretendem-se evidenciar os resultados de uma investigação levada a cabo em contexto da formação inicial de futuros professores de Matemática sobre o tema da Metacognição e das concepções de futuros professores sobre a Matemática, o seu ensino, a resolução de problemas e o seu perfil como resolvedores de problemas. Esta investigação envolveu a totalidade de alunos de uma turma de futuros professores de Matemática nos dois últimos anos do respectivo curso.
Este relatório retrata a prática de ensino que foi desenvolvida durante o estágio realizado no âmbito da unidade curricular de Prática de Ensino Supervisionada, assim como o trabalho de investigação desenvolvido no âmbito da unidade curricular de Projeto do Ensino Artístico, relatório este dividido em duas partes. A primeira pare, referente à Prática de Ensino Supervisionada, onde é feita a caracterização da escola e dos alunos, apresentando planificações e relatórios de aula, apresentando também uma reflexão critica do trabalho realizado ao longo da referida prática. Apesar de ter uma boa base ser uma peça de extrema importância para o sucesso, no entanto esta é frequentemente efetuada de uma forma leviana o que leva, na maior parte das vezes, a pouca preparação por parte do aluno para a prática do instrumento. Com o intuito de tentar colmatar essa falha, na segunda parte, é apresentada a investigação com o título “A Importância do estudo base e a disciplina no estudo, como suporte para o sucesso e o bom trabalho.”, na qual foi dada acesso ao aluno, durante o terceiro período, a um conjunto de exercícios, que o preparam para prática instrumental, usando uma base em lopping o que faz que seja disciplinado na sua realização.
Dissertação do Mestrado em Engenharia Zootécnica ministrado pela Universidade dos Açores em colaboração com a Escola Superior Agrária do Instituto Politécnico de Castelo Branco.
Este trabalho versa o problema da vedação aerodinâmica de um espaço habitacional ou comercial climatizado, no qual se pretendem manter condições de conforto térmico, relativamente a um ambiente exterior, que poderá estar mais quente ou mais frio. Para a sua concretização recorreu-se a um conjunto de medições numa instalação experimental à escala real em que um aparelho de cortina de ar, de jacto plano descendente, não-recirculado, se encontra instalado por cima de uma porta que separa duas salas contíguas e iguais, que se pretendem manter com diferentes valores de temperatura. Após uma breve explicação sobre as técnicas e metodologias experimentais que foram aplicadas, apresentam-se alguns exemplos elucidativos da influência de alguns parâmetros geométricos e dinâmicos sobre a eficácia da vedação conseguida, a partir dos quais se estabelecem algumas recomendações sobre a selecção, instalação e operação deste tipo de aparelho. São ainda analisadas as poupanças energéticas conseguidas com a utilização deste tipo de aparelho como meio de vedação de espaços climatizados abertos ao público.
Projeto do Ensino Artístico implementado no Conservatório Choral Phydellius. Aprenta dados sobre a dislexia e o ensino do piano recolhidos através da revisão e análise de da literatura e análise de relatórios de aula. Consiste na aplicação de um sistema de notação musical adaptada.
Dissertação apresentada à Escola Superior de Educação do Instituto Politécnico de Castelo Branco para cumprimento dos requisitos necessários à obtenção do grau de Mestre em Atividade Física – Desporto Adaptado.
O pensamento médico europeu acerca das epidemias – desde a oposição limpo/sujo, à poluição, à malaria, aos seminariae pestíferos até à microbiologia do séc. XIX – esteve sempre dominado pelas figuras do miasma, do asqueroso, do excremento, do imundo, do corrupto, do contágio. Adoptando genericamente o quadro teórico foucaultiano, investigamos aspectos da epistemologia histórica e da ética da Saúde Pública. Focamos, sucintamente, o Sanatório como paradigma da história recente da gestão pública da tuberculose (TB) em Portugal e (ainda mais esquematicamente), discutimos, em paralelo, os problemas epistémicos, técnicos e éticos suscitados pelos perigos de uma pandemia de gripe. Abordamos o estatuto da disjunção contágio/transmissão, os sistemas de inclusão e de exclusão, as diferenças entre incerteza, risco, perigo, precaução e prevenção. Tematizamos o poder disciplinar, a reificação, a indiferenciação, a biopolítica. Propomo-nos dar um contributo para o debate público em torno de uma Ética da precaução, mostrando que a pragmática da Saúde Pública não deixa de convocar, a vários níveis, as velhas categorias doethos médico, entre elas, a catarse, a crise e o kairos.
O presente relatório de estágio incide sobre a unidade curricular de Prática de Ensino Supervisionada, desenvolvida na Fundação Conservatório Regional de Gaia. É realizada uma contextualização do meio escolar e das classes de Violino e Classe de Conjunto do Conservatório, seguindo-se a descrição do desenrolar da prática em si, encerrando-se com uma reflexão sobre a mesma. Este relatório também incide sobre a unidade curricular de Projeto de Ensino Artístico, na qual foi desenvolvido um projeto cujo objetivo investigativo é verificar os eventuais efeitos da classe de conjunto Suzuki no desenvolvimento musical, social e pessoal dos alunos num contexto onde são combinadas aulas individuais e de conjunto. Foi realizada uma revisão literária, discutindo conceitos como a aprendizagem e a fluência musical sob o ponto de vista de Keith Swanwick, o Método Suzuki, a memorização e a imitação, a aprendizagem em conjunto e as relações sociais desta resultantes e o papel da ansiedade na performance. Assim, foi realizada uma investigação-ação que visava analisar os efeitos da classe de conjunto no desenvolvimento musical e sociopessoal dos alunos derivados de uma intervenção que consistiu em lecionar aulas individuais e de conjunto semanais. Neste sentido, recolheram-se dados de diversas fontes, através da observação direta, com registo de notas de campo, do preenchimento de grelhas de registo de níveis de competência e da realização de entrevistas, levantando as perceções dos alunos e encarregados de educação de alunos que frequentam ou não as aulas de conjunto. Seguidamente, foram retiradas as conclusões do estudo, que parecem apontar para a existência de benefícios no desenvolvimento das crianças, num ensino que conjugue aulas de conjunto e aulas individuais.
Trabalho de Projecto apresentado na Escola Superior de Educação do Instituto Politécnico de Castelo Branco para cumprimento dos requisitos necessários à obtenção do grau de Mestre em Educação Especial – Domínio Cognitivo e Motor.
Os objectivos deste trabalho são a calibração e validação do modelo de simulação climática CLIGEN de apoio ao modelo de previsão da erosão do solo WEPP. Para a realização deste trabalho foram utilizados os dados meteorológicos recolhidos no posto meteorológico e na estação experimental de erosão do solo da Escola Superior Agrária de Castelo Branco. Para comparação dos dados simulados pelo CLIGEN com os dados observados, fez-se correr o modelo por um período de cem anos, sendo os resultados obtidos comparados estatisticamente com os observados. Verificou-se que o CLIGEN simula bem os valores médios de precipitação mensal, precipitação diária máxima mensal, precipitação média em dia chuvoso, número de dias de precipitação mensal, mas não os respectivos desvios padrão e distribuição em termos de percentis. Quando se faz correr o modelo CLIGEN com os parâmetros separadamente de anos secos e de anos chuvosos, há melhorias no desempenho do modelo. Foi feita uma proposta de alteração do código do CLIGEN, com desactivação do controlo de qualidade da geração dos números aleatórios pelo CLIGEN e com uma rotina que permite determinar estocasticamente se um ano é seco ou chuvoso. Verificou-se que com esta alteração se conseguiam melhorias no desempenho do CLIGEN, nomeadamente em termos de uma melhor representação da variabilidade. Posteriormente procedeu-se à validação do modelo com as alterações propostas com um novo conjunto de dados meteorológicos recolhido num clima semelhante, tendo-se verificado que o modelo com as alterações propostas tem um desempenho satisfatório.
Dissertação apresentada à Escola Superior de Educação do Instituto Politécnico de Castelo Branco, com vista à obtenção do grau de Mestre em Actividade Física, na Especialidade de Gerontomotricidade.
Este relatório incide sobre o estágio pedagógico desenvolvido no Conservatório Regional de Música de Vila Real, no âmbito do mestrado em ensino de música da Escola Superior de Artes Aplicadas de Castelo Branco e, em particular, num projeto de investigação que pretendeu analisar as dinâmicas musicais, sociais e culturais potenciadas pela classe de conjunto de guitarras, em formato de ensemble, recentemente criada pelo investigador como complemento às aulas individuais de guitarra e que integrou sete alunos de guitarra do 1.º ao 5.º grau. Este estudo enquadrou-se teoricamente em conceitos fundamentais do ensino da música, relacionados com os contextos de aprendizagem musical e sobre os processos de desenvolvimento musical e instrumental, mas também em conceitos de aprendizagem e interação social e de construção de identidades musicais, que podem ser potenciadas pela participação no ensemble de guitarras. Este projeto de investigação-ação contemplou uma intervenção entre novembro de 2015 e junho de 2016, que incluiu aulas semanais de 90 min e seis concertos realizados em diferentes locais e contextos da cidade. Foram realizadas entrevistas a alunos, encarregados de educação e ao diretor pedagógico do conservatório, as quais foram analisadas e interpretadas em articulação com as notas recolhidas através da observação sistemática de todo o processo. Os resultados apontam para o reconhecimento pelos inquiridos do potencial formativo das dinâmicas musicais, sociais e culturais desencadeadas pelo ensemble de guitarras, em conjugação com as aprendizagens desenvolvidas nas aulas individuais de guitarra. Em particular, apontam para importantes aprendizagens realizadas entrepares e para a valorização da música como processo de partilha cultural e de construção de identidade musical.
Dissertação para obtenção do Grau de Mestrado em Contabilidade e Auditoria, apresentado à Universidade Aberta
Trabalho de Projeto apresentado à Escola Superior de Educação de Castelo Branco do Instituto Politécnico de Castelo Branco, para cumprimento dos requisitos necessários à obtenção do grau de Mestre em Intervenção Social Escolar – Especialização em Crianças e Jovens em Risco.
Resumo Nos domínios comercial e industrial são frequentes as situações em que há necessidade de reduzir ou controlar as trocas de calor e de massa entre um espaço interior com atmosfera controlada – onde os parâmetros ambientais tais como temperatura, humidade, concentração de poluentes, etc. sejam mantidos em níveis compatíveis com a actividade aí exercida – e o ambiente exterior, exigindo-se, simultaneamente, facilidade de circulação de pessoas e/ou equipamentos. Em termos práticos, o confinamento de ambientes específicos é normalmente conseguido com a utilização de barreiras aerodinâmicas – habitualmente designadas por cortinas de ar – constituídas por um ou vários jactos de ar. A cada vez maior apetência da sociedade contemporânea por ambientes que possam proporcionar condições confortáveis (térmicas ou outras) aos seus utentes, conjugadas com as também prementes necessidades de optimização dos consumos energéticos, têm vindo a criar um vasto conjunto de situações em que se justifica a instalação deste tipo de aparelhos. Neste trabalho apresenta-se o estudo experimental da influência de diversos parâmetros geométricos e dinâmicos sobre o desempenho de um aparelho de cortina de ar instalado por cima duma porta de comunicação entre duas salas contíguas, de igual dimensão, mantidas a temperaturas diferentes. Com esta configuração pretende-se simular a situação típica de vedação de um espaço comercial ou habitacional climatizado, no qual se pretendem manter condições de conforto térmico, relativamente a um outro ambiente (interior ou exterior) que poderá estar mais quente ou mais frio. Os ensaios foram realizados numa instalação experimental, à escala real, projectada e construída para o efeito e de entre os parâmetros geométricos e dinâmicos estudados encontram-se a altura da porta a vedar, a distância (em relação ao chão) a que se encontra instalado o aparelho de cortina de ar, a diferença de temperatura imposta às salas bem como a velocidade e o ângulo inicial do jacto. Em todos os ensaios realizados foi determinada a eficiência de vedação proporcionada pelo aparelho de cortina de ar através de uma técnica de gases traçadores. Para algumas das configurações estudadas foram também efectuados mapeamentos do escoamento em termos de velocidade e de temperatura do ar, quer na vizinhança da porta a vedar, quer noutras zonas consideradas de interesse, utilizando-se para esse efeito um conjunto de dezasseis termo-anemómetros de baixa velocidade. Alguns desses termo-anemómetros serviram igualmente para detectar a localização do ponto de impacto do jacto de ar no solo. Num conjunto mais restrito das configurações estudadas foi utilizada uma câmara termográfica de infravermelhos para efectuar visualizações do comportamento do jacto gerado pela cortina bem como do movimento das massas de ar entre as duas salas. Através dos resultados obtidos pode concluir-se que o conjunto dos métodos experimentais desenvolvidos no presente estudo permitem avaliar, de forma clara, o desempenho real de vedação aerodinâmica das cortinas de ar. Através da sua aplicação foi possível obter um conhecimento aprofundado dos campos do escoamento e da temperatura, o que se veio a revelar útil para uma boa compreensão dos fenómenos convectivos em jogo. O subsequente estudo paramétrico detalhado veio demonstrar que, para um mesmo aparelho de cortina de ar, a eficiência de vedação pode ser maximizada se for encontrada a relação óptima entre a velocidade do ar à saída da cortina e a diferença entre as temperaturas dos compartimentos a vedar. Para a selecção e a instalação destes equipamentos é também importante o conhecimento detalhado da influência dos parâmetros geométricos, nomeadamente a altura de montagem da cortina e a inclinação inicial do jacto. Outro aspecto que foi objecto de análise no presente trabalho (e que até à data não tinha sido estudado) tem a ver com as perturbações produzidas pela passagem de pessoas e/ou objectos pela porta que se pretendia vedar. A utilização de um manequim de montra acoplado a um sistema de movimentação contínuo permitiu quantificar a perda de eficiência deste tipo de sistemas quando a zona de acção dos jactos é atravessada com alguma frequência por pessoas. Abstract In commercial and industrial activities, there is often a need for reducing or controlling the heat and mass transfer between the outside environment and an indoor compartment with controlled atmosphere – where environmental parameters such as air temperature, relative humidity, pollutants concentrations, etc. should be kept within limits compatible with human presence – warranting, simultaneously, an easy circulation of people and equipments. In practical terms, the confinement of a given space can be achieved with aerodynamic barriers – usually named air curtains – constituted by one or more air jets. The reduction of the energy consumption and the people’s appetence for more comfortable environments create a broad set of conditions that justify the installation of this kind of devices. This work presents the experimental study of the influence of several dynamic and geometric parameters on the performance of an air curtain device mounted between two equal and contiguous rooms kept with different temperatures. With this configuration it is intended to simulate a situation where there is the intention of isolating a comfortable room from a warmer or colder outside environment. Every experiment has done in a full scale experimental facility, especially conceived and built for this purpose. The sealing efficiency provided by the air curtain was determined, for different inclination angles and initial velocities of the air jet, through the tracer gases technique. The velocity and temperature fields were obtained, in interest zones, with a set of low velocity thermal anemometry probes. For some of the studied configurations, flow visualizations were carried out using an infrared thermographic camera. The collected data leads to some interesting findings about the influence of the discharging angle of the air jet in the sealing performance of the air curtain device. On the other hand, the use of a dummy attached to a mechanic swinging conveyor allowed to quantify the loss of efficiency of this type of sealing systems when the air jet is constantly crossed by people or objects. Résumé Dans le secteur commercial et industriel, il y a souvent le besoin de réduire ou de contrôler les échanges de chaleur et de masse entre un espace intérieur avec une atmosphère contrôlée – où des paramètres environnementaux tels que la température de l'air, l'humidité relative, les concentrations en polluants, etc. sont maintenus dans des limites compatibles avec l’activité exercée dans cet espace – et l’espace extérieur, en exigeant, simultanément, la circulation aisée des personnes et des équipements. Plus concrètement, l’isolation d'un espace donné est normalement obtenue par l’utilisation de barrières aérodynamiques – couramment appelés des rideaux d’air – constituées par un ou plusieurs jets d’air. L’appétence de plus en plus grande de la société contemporaine pour des environnements qui offrent des conditions (thermiques ou autres) plus confortables aux utilisateurs, associée aux besoins aussi urgents d’optimisation de la consommation d’énergie, est actuellement à l’origine d’un vaste ensemble de situations qui justifient l’installation de ce genre de dispositifs. Dans ce travail, on présente l'étude expérimentale de l'influence de plusieurs paramètres géométriques et dynamiques sur la performance d'un dispositif de rideau d’air monté au dessus d’une porte de communication entre deux pièces adjacentes, d’égales dimensions, tenues à des températures différentes. Avec cette configuration, l’on prétend simuler une situation typique d’isolation d’un espace commercial ou d’un logement climatisé où l’on veut maintenir des conditions de confort thermique, relativement à un autre environnement (intérieur ou extérieur) qui peut être plus chaud ou plus froid. Les expériences ont été réalisées dans un espace expérimental, projeté et conçu à une échelle réelle pour cet effet et parmi les paramètres géométriques et dynamiques étudiés l’on trouve la hauteur de la porte à isoler, la distance (par rapport au sol) à laquelle est installé le dispositif de rideau d’air, la différence de température imposée aux deux salles tout comme la vitesse et l’angle initial du jet d’air. Dans toutes les expériences réalisées on a déterminé l’efficacité de l’isolation offerte par le dispositif de rideau d’air au moyen d’une technique de gaz traceurs. Pour certaines configurations l’on a aussi réalisé des cartes concernant la vitesse et la température d’écoulement de l’air, aussi bien à proximité de la porte á isoler que dans d’autres zones considérées importantes, et l’on a utilisé à cet effet un ensemble de seize thermo anémomètres de basse vitesse. Quelques uns de ces thermo anémomètres ont également servi à détecter la localisation du point d’impact du jet d’air au sol. Dans un ensemble plus restreint des configurations étudiées, l’on a utilisé un appareil photo thermographique à infrarouges pour obtenir des visualisations du comportement du jet d’air causé par le rideau et du mouvement des masses d’air entre les deux pièces. D’après les résultats obtenus, on peut conclure que l’ensemble des méthodes expérimentales développées au cours de cette étude permet d’évaluer, nettement, la performance réelle d’isolation aérodynamique des rideaux d’air. Au moyen de leur application, il a été possible d’obtenir des connaissances approfondies des champs d’écoulement et de la température, ce qui s’est avéré utile pour une bonne compréhension des phénomènes convectifs observés. L’étude paramétrique détaillée qui s’en est suivi est venue montrer que, pour un même dispositif de rideau d’air, l’efficacité d’isolation peut être maximisée si l’on trouve un rapport optimal entre la vitesse de l’air à la sortie du rideau et la différence entre les températures des pièces á isoler. Pour la sélection et l’installation de ces dispositifs il est aussi important d’avoir des connaissances détaillées sur l’influence des paramètres géométriques, notamment la hauteur de montage du rideau d’air et l’inclinaison initiale du jet. Un autre aspect qui a été analysé dans cette étude (et qui ne l’avait pas encore été auparavant) est lié aux perturbations causées par le passage de personnes et/ou d’objets par la porte que l’on veut isoler. L’utilisation d’un mannequin de vitrine accouplé à un système de mouvement continu a permis de quantifier la perte d’efficacité de ce genre de dispositif quand la zone d’action des jets est fréquemment traversée par des personnes.
Nas últimas décadas tem-se assistido à automatização generalizada da maioria dos sistemas e equipamentos que nos rodeiam no dia-a-dia, desde os sistemas industriais, de transporte, até aos pequenos electrodomésticos. A automatização dos sistemas torna-os mais inteligentes, no sentido de maior capacidade de adaptação operacional e maior eficácia, facilitando e simplificando a sua utilização. O problema que serviu de motivação ao desenvolvimento deste trabalho foi precisamente a automatização de um equipamento de aquecimento de água a gás, conhecido por esquentador doméstico. Neste sentido, o presente trabalho propõe novas estratégias de automatização inteligentes para o controlo de um esquentador, adaptadas à execução em sistemas embutidos de baixo poder de cálculo. Este trabalho suporta a tese de que a utilização de modelos com um elevado nível de interpretabilidade propicia a construção de estruturas com baixa complexidade matemática, potenciando a simplicidade das malhas de controlo. A interpretabilidade dos modelos deste tipo, tipicamente classificados como de caixa cinzenta ou cinzentos, depende do tipo de conhecimentos utilizados e incorporados na sua construção. Existindo, desde modelos construídos e identificados com base em dados de entrada e saída que apresentam baixos níveis de interpretabilidade, passando por modelos baseados em conhecimentos experimentais com níveis de interpretabilidade intermédios até modelos baseados em conhecimentos fenomenológicos que apresentam elevados níveis de interpretabilidade. Com o objectivo de construir modelos para o esquentador com um razoável nível de interpretabilidade são neste trabalho apresentados e explorados três métodos de modelização neuro-difusa (modelização cinzenta escura) orientada por blocos (modelização cinzenta) e híbrida (modelização cinzenta clara). Neste âmbito, são propostos como modelos para o esquentador: o modelo neuro-difuso, Hammerstein adaptativo polinomial/neuro-difuso e híbrido série polinomial/neuro-difuso. Utilizando os referidos modelos são propostas três malhas de controlo baseadas no controlador Smith preditivo, com algumas simplificações que resultam da interpretabilidade dos respectivos modelos, tal como a linearização do esquentador relativamente ao fluxo de gás. Finalmente, os desempenhos dos vários controladores assim como os respectivos níveis de interpretabilidade e de complexidade matemática são comparados. Este trabalho apresenta diversas contribuições ao nível das diferentes abordagens de modelização e da definição de algoritmos de controlo a aplicar num esquentador doméstico: •Definição e identificação do modelo neuro-difuso, dos modelos Hammerstein adaptativo polinomial/neuro-difuso e dos modelos híbridos série polinomial/neuro-difuso, que exploram as várias metodologias de combinação de conhecimentos a priori na sua construção (modelização cinzenta); •Proposta de definição da equação de balanço de energias de um esquentador doméstico; •Proposta de alteração da malha de controlo Smith preditivo de forma a linearizar o sistema relativamente a uma dada variável de entrada; .Apresentação da malha de controlo Smith preditivo para sistemas com múltiplas entradas com diferentes tempos mortos; •Aplicação dos vários modelos cinzentos no controlo automático de um esquentador doméstico, obtendo controladores adaptativos e não adaptativos de complexidade matemática relativamente baixa. Este trabalho disponibiliza uma gama diversificada de soluções de controlo automático para o esquentador com semelhantes níveis de desempenho, mas com diferentes níveis de interpretabilidade e de complexidade matemática. De referir que os testes e as avaliações das soluções de controlo apresentadas, além de simuladas antecipadamente num computador, foram efectuados com dados reais. ABSTRACT: In the last decade, the number of systems and pieces of equipment that surround us in our daily life and are controlled automatically grew tremendously, from industrial systems to airplanes, cars, and even small domestic appliances. Such automatic control makes those systems more intelligent in the sense of higher adaptability to different operational conditions and higher efficiency, facilitating and simplifying their use. The problem that motivated this work was one such case, namely the automatic control of a gas water heating equipment, known as domestic gas heater, for which we propose new intelligent control strategies particularly adapted to be embedded in low processing power systems. Our thesis states that using models with a high level of interpretability leads to models with low mat hematical complexity, thus facilitating the development of simple feedback controllers. These models, typically called grey box models or grey models, have an interpretability that depends on the type of knowledge used and incorporated in their construction. There are models developed and identified based on input/output data that present low interpretability levels, models based on experimental knowledge with medium interpretability levels, and even models based on phenomenological knowledge that present high interpretability levels. In order to develop a model for the gas water heater with a reasonably high interpretability level we present and explore three modelling techniques: the neuro-fuzzy modelling (also called dark grey modelling); the block based modelling (grey modelling); and the hybrid modelling (also referred to as clear grey modelling). From these, we propose the following models for the gas heater: a neuro-fuzzy model, a polynomial/neuro-fuzzy adaptive Hammerstein model and a polynomial/neuro-fuzzy series hybrid model. Using the models referred above, we propose three Smith predictive controllers with a few simplifications that arose from the models interpretability such as the gas heater linearization with respect to the gas flow. Finally, the performance of the three controllers are compared among them as well as the respective levels of interpretability and mathematical complexity. This work presents several contributions in the area of modelling and definition of control algorithms applicable to the control of domestic gas water heaters: · Definition and identification of the neuro-fuzzy model, polynomial/neurofuzzy adaptative Hammerstein models and polynomial/neuro-fuzzy series hybrid models, exploring several methodologies to combine a priori knowledge in their construction (grey modelling); · Proposal for the definition of the energy balance equations in a domestic gas water heater; · Adaptation of the Smith predictive controller on order to linearize the system with respect to a given input; · Formulation of the Smith predictive controller for systems with multiple inputs and different time delays. Beyond the referred contributions, we also present three controllers applied to the domestic gas water heater, one adaptive and two not adaptive, achieving very good results. Despite their similar performance, these control solutions exhibit different levels of interpretability and mathematical complexity as expected. The controllers were previously simulated in a computer but their experimental assessment was carried out with real data.
Tese de Doutoramento em Teoria Curricular e Metodologia de Ensino, apresentada à Faculdade de Ciências Sociais e Humanas da Universidade Nova de Lisboa.
Na primeira parte do trabalho efectuámos uma revisão bibliográfica abordando algumas particularidades da alimentação dos ruminantes, animais que desempenham um papel determinante na manutenção dos sistemas de agricultura sustentada (Capítulo 2). No Capítulo 3 demos ênfase à caracterização da estrutura da parede celular e aos factores que afectam a sua digestibilidade. Desenvolvemos depois (Capítulo 4) aspectos relacionados com os processos de degradação da parede celular. Os microrganismos presentes no rúmen, produzem uma multiplicidade de enzimas que conferem ao ecossistema ruminal particularidades específicas que permitem ao ruminante utilizar alimentos fibrosos. No Capítulo 5, abordámos o metabolismo azotado da população microbiana do rúmen, referindo aspectos relacionados com a síntese dos seus constituintes azotados, com a degradação do azoto proteico e não proteico e com a eficiência microbiana e crescimento. Na parte experimental do nosso trabalho analisámos os efeitos que diferentes níveis de suplementação de dois alimentos forrageiros, com uma fonte azotada (ureia) e uma fonte energética (polpa de citrinos desidratada), tiveram na cinética de fermentação in vitro e na digestibilidade in vitro daqueles alimentos fibrosos. Para o efeito usámos um feno de prado natural e uma palha de trigo que foram estudados individualmente ou em mistura com a polpa de citrinos desidratada e/ou ureia. A cinética de fermentação foi determinada utilizando o método da produção de gás, com as amostras a serem incubadas durante 96 horas com licor de rúmen mais uma solução nutritiva tampão. O modelo logístico de duas fases foi utilizado para descrever a cinética de fermentação in vitro. Numa primeira fase (Capítulo 6), verificámos que a adição de ureia, entre valores que variaram de 1,43% a 3,91% da MS, provocou o aumento do tempo de latência e uma progressiva diminuição dos valores obtidos para o volume de gás produzido e para a taxa máxima de produção de gás das primeira e segunda fases de fermentação, e para o volume total de gás produzido durante as 96 horas de incubação. A adição de polpa de citrinos melhorou significativamente a produção de gás e a taxa máxima de produção de gás da primeira fase de fermentação e o volume total de gás produzido durante o período de incubação, reflectindo maior actividade microbiana no início da incubação do susbtrato. A ureia, como única fonte azotada suplementar de fenos e palhas, só deverá ser adicionada se também for usado umsuplemento energético. Com excepção dos substratos em que só foi utilizada polpa de citrinos+ureia, a produção de gás na segunda fase de fermentação foi significativamente maior do que na primeira fase. No Capítulo 7, verificámos que os resultados médios obtidos para as digestibilidades in vitro da MS e do NDF, determinadas após 48 horas e 96 horas de incubação, foram idênticos. Analisando caso a caso, encontrámos diferenças significativas em 58,3% dos substratos. Verificámos que, os coeficientes de correlação e de determinação calculados entre a digestibilidade in vitro da MS e do NDF ao fim de 48 horas de incubação e os parâmetros que definem a cinética de fermentação e o conteúdo das amostras em NDF, ADF, hemicelulose e celulose, foram mais elevados do que quando se considerou digestibilidade in vitro após 96 horas de incubação. Concluímos que, enquanto não estiverem disponíveis maior número de resultados, a digestibilidade da MS e do NDF deve ser sempre calculada após 48 horas de incubação. Os coeficientes de determinação muito elevados entre a digestibilidade in vitro da matéria seca após 48 horas de incubação e o volume de gás produzido na primeira fase de fermentação, a taxa máxima de produção de gás na primeira fase e o volume total de gás durante o período de incubação permitiram calcular equações de regressão (0,9690,852), que poderão ser utilizadas para estimar, com rigor, a digestibilidade in vitro da matéria seca dos alimentos a partir de alguns valores que definem a cinética de fermentação in vitro. A partir dos coeficientes de correlação negativos elevados, determinados entre a fracção ADL das amostras e a digestibilidade in vitro da MS (r=-0,901) e do NDF (r=-0,622), concluímos que a lenhina influenciou negativamente a digestibilidade dos substratos. O modelo logístico de duas fases permitiu estimar com precisão os parâmetros que definem a cinética da fermentação in vitro mesmo utilizando substratos com uma composição química muito diferente. Os coeficientes de determinação (r2) calculados foram muito elevados variando entre 0,998 e 0,989. Determinámos coeficientes de correlação elevados (0,7970,614) entre o tempo de latência e a quantidade de NDF, ADF, ADL, hemicelulose e celulose presente na amostra. Verificámos que a quantidade de substrato efectivamente degradado necessária para a produção de 1 ml de gás, diminuiu com o aumento da digestibilidade in vitro dos alimentos e determinámos uma correlação elevada entre a quantidade de substrato efectivamente degradado, e os volumes de gás produzidos na primeira fase de fermentação e durante todo o período de incubação.