Resumo Revista Robótica 98

680ò5,2

DIRETOR J. Norberto Pires, Departamento de Engenharia Mecânica, Universidade de Coimbra, norberto@uc.pt

2

DIRETOR-ADJUNTO Adriano A. Santos, Departamento de Engenharia Mecânica, Instituto Politécnico do Porto, ads@isep.ipp.pt

4

CORPO EDITORIAL A. Loureiro, DEM UC; A. Traça de Almeida, DEE ISR UC; C. Couto, DEI U. Minho; J. Dias, DEE ISR UC; J.M. Rosário, UNICAMP; J. Sá da Costa, DEM IST; J. Tenreiro Machado, DEE ISEP; L. Baptista, E. Naútica, Lisboa; L. Camarinha Matos, CRI UNINOVA; M. Crisóstomo, DEE ISR UC; P. Lima, DEE ISR IST; V. Santos, DEM U. Aveiro

12

COORDENADOR EDITORIAL Ricardo Sá e Silva Tel.: +351 225 899 628 r.silva@robotica.pt

ARTIGO CIENTÍFICO [4]

Breve introdução à metrologia (2.ª Parte)

[8]

Vision-based hand wheel-chair Control

COLUNA EMPREENDER E INOVAR Inovação e empreendedorismo: um ponto de vista

14

AUTOMAÇÃO E CONTROLO Sistemas de automação e controlo na modernização da irrigação

18 COLABORAÇÃO REDATORIAL J. Norberto Pires, Adriano A. Santos, Manuel dos Santos Pais, Paulo Trigueiros, Fernando Ribeiro, Luís Miguel Durão, Paula Domingues, Manuel Costa, Miguel Malheiro, Cristina S. C. Calheiros, Raquel B. R. Mesquita, António O. S. S. Rangel, Paula M. L. Castro, João Matos, Rui Neves, Eliseu Ribeiro, Luís Perdigoto, Pedro Santos, Carla Rodrigues, Luís Reis Neves, Francisco Mendes, Christine Schulze, Ricardo Sá e Silva e Helena Paulino

DA MESA DO DIRETOR Revista “robótica” 2015: apostar em Portugal

ELETRÓNICA INDUSTRIAL Processo de soldadura a estanho

22

FICHA PRÁTICA DE ELETRÓNICA Eletrónica de potência: introdução

24

INSTRUMENTAÇÃO Válvulas de segurança (1.ª Parte)

28 47

NOTÍCIAS DA INDÚSTRIA

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DOSSIER GESTÃO E TRATAMENTO DE ÁGUA [48] Tratamento e monitorização de águas residuais domésticas [52] AquaSoft – kit de simulação de um sistema de distribuição de água

DIRETOR COMERCIAL Júlio Almeida Tel.: +351 225 899 626 j.almeida@robotica.pt

[60] Tratamento de águas residuais [64] Utilização de conversores de frequência no tratamento de água 68

INFORMAÇÃO TÉCNICO-COMERCIAL [68] Phoenix Contact: Até 80% menos variantes em stock [70] igus: Sistema modular e versátil para robots [72] LusoMatrix – Novas Tecnologias de Electrónica Profissional: BOPLA

[74] Schmersal Ibérica: Alcançar um nível PL “e” com sensores eletrónicos de segurança

DESIGN Luciano Carvalho l.carvalho@publindustria.pt

[76] RUTRONIK Elektronische Bauelemente: É favor não tocar [78] Weidmüller – Sistemas de Interface: Controlo total – com segurança!

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CHEFE DE REDAÇÃO Helena Paulino Tel.: +351 220 933 964 h.paulino@robotica.pt

[56] Eficiência energética no tratamento de águas residuais

[80] EPL – Mecatrónica & Robótica: Os robots da série MZ da Nachi WEBDESIGN Ana Pereira a.pereira@cie-comunicacao.pt ASSINATURAS Tel.: +351 220 104 872 assinaturas@engebook.com · www.engebook.com

[82] Festo – Automação, Unipessoal: Indústria 4.0: engenharia de processo eficiente com OPAK 84

NOTA TÉCNICA Novos requisitos de eficiência energética EU MEPS IE3

88

CASE STUDY Rega inteligente: inovador sistema direto de bombagem solar

REDAÇÃO, EDIÇÃO E ADMINISTRAÇÃO CIE - Comunicação e Imprensa Especializada, Lda.® Grupo Publindústria Tel.: +351 225 899 626/8 · Fax: +351 225 899 629 geral@cie-comunicacao.pt · www.cie-comunicacao.pt PROPRIEDADE Publindústria - Produção de Comunicação Lda.® Empresa Jornalística Reg. n.º 213 163 Praça da Corujeira, 38 · Apartado 3825 4300-144 Porto Tel.: +351 225 899 620 · Fax: +351 225 899 629 geral@publindustria.pt · www.publindustria.pt PUBLICAÇÃO PERIÓDICA Registo n.º 113164 Depósito Legal n.o 372907/14 ISSN: 0874-9019 · ISSN: 1647-9831 Periodicidade: trimestral Tiragem: 6000 exemplares

90

REPORTAGEM [90] 7.ª edição “Rittal on Tour”: sucesso assegurado!

[91] Enermeter: embaixadora empresarial de Braga

92

BIBLIOGRAFIA

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PRODUTOS E TECNOLOGIAS

116 CALENDÁRIO DE EVENTOS Feiras, Seminários e Conferências 117 EVENTOS E FORMAÇÃO 120 LINKS

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/revistarobotica Os trabalhos assinados são da exclusiva responsabilidade dos seus autores.

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Revista “robótica” 2015: apostar em Portugal

J. Norberto Pires

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'$ 0(6$ '2 ',5(725

Prof. da Universidade de Coimbra

No início do ano de 2015 convém alertar os leitores para duas coisas importantes que aconteceram em 2014. Em primeiro lugar a EMAF 2014 foi, de novo, um enorme sucesso que contou mais uma vez com a participação da revista “robótica”. A feira registou um grande aumento de expositores e de visitantes, o que deixa boas indicações sobre a indústria de fabricantes de máquinas portugueses, bem como o interesse que despertam no país e no estrangeiro. O aumento do número de visitantes é também muito significativo pois indica um significativo aumento da atividade industrial no país, o que é uma ótima notícia. Esperemos para ver com dados mais significativos para tentar aferir dos reais resultados desta indústria tão importante para um Portugal moderno e exportador. Na EMAF 2014, a “robótica” voltou a organizar, em colaboração com a EMAF, o Prémio Inovação, um excelente evento que mais uma vez reuniu a nata dos fabricantes nacionais que apostam em inovação, bem como os melhores faTÍTULO “robótica” - revista técnico-científica.

bricantes internacionais que consideram importante o mercado português e a sua relação com o mundo lusófono. Em segundo lugar, a “robótica” passou a ter um Diretor-Adjunto como forma de responder à sua crescente dimensão. É assim quando se cresce bem, de forma sustentada, baseada em resultados práticos obtidos no terreno. A pessoa escolhida foi o Eng.º Adriano A. Santos, uma pessoa muito experiente e conhecida na área. Não tenho dúvida nenhuma que a “robótica” será, agora, muito melhor e responderá de forma muito mais eficiente às solicitações de que é alvo. Sempre foi esta a nossa maneira de estar: fazer crescer a equipa tendo por base os resultados e a resposta que temos do mercado. Qualquer outra forma de atuar só terá como resultado aquele que tiveram todas as revistas da área que apareceram em Portugal, e desapareceram pouco tempo depois, que é gerar desequilíbrios que serão, mais tarde ou mais cedo, letais.

Por fim, num ano crítico para o futuro de Portugal gostaria de vos alertar para uma iniciativa que merece a vossa atenção e colaboração. Em dezembro de 2011 o Governo de Portugal lançou a iniciativa “Portugal Sou Eu” (http://portugalsoueu.pt/inicial) para valorizar a oferta nacional. A ideia era a de sensibilizar os consumidores, as empresas e as entidades públicas para a necessidade de promover a produção nacional e a incorporação da produção nacional em produtos transacionáveis como forma de recuperar e dinamizar a economia portuguesa. A iniciativa, como se refere na resolução do

atividade no âmbito do objetivo editorial, instituições de formação e organismos profissionais.

OBJETO Ciências e tecnologias no âmbito da automação, controlo e instrumentação.

SELEÇÃO DE CONTEÚDOS A seleção de conteúdos científicos* é feita pelo Diretor, apoiada pelo Corpo Editorial. O noticiário técnico-informativo é proposto pelo Coordenador OBJETIVO Editorial. A revista publica peças noticiosas com carácter publicitário nas Difundir ciência, tecnologia, produtos e serviços, para quadros médios e superio- seguintes condições: (i) identificadas com o título de Publi-Reportagem; res com formação em engenharia e gestão industrial. (ii) formato de notícia com a aposição no texto do termo Publicidade.

ENQUADRAMENTO FORMAL A “robótica” respeita os princípios deontológicos da imprensa e a ética profissional, de modo a não poder prosseguir apenas fins comerciais, nem abusar da boa fé dos leitores, encobrindo ou deturpando informação.

CARATERIZAÇÃO Publicação periódica especializada.

ESTRUTURA REDATORIAL Diretor – Docente de reconhecido mérito científico.

Diretor-Adjunto – Docente universitário na área de atuação da revista.

Corpo Editorial – Órgão de consulta e seleção de conteúdos científicos.

Coordenador Editorial – Profissional no ramo de engenharia afim ao objeto da revista.

Colaboradores – Investigadores e técnicos profissionais que exerçam a sua

ORGANIZAÇÃO EDITORIAL Sem prejuízo de novas áreas temáticas que venham a ser consideradas, a estrutura de base da organização editorial da revista compreende: › Sumário › Editorial › Artigo Científico › Espaço Sociedade Portuguesa de Robótica › Espaço Empreender e Inovar › Espaço Qualidade › Eletrónica Industrial › Ficha Prática de Eletrónica › Instrumentação › Notícias da Indústria › Nota Técnica

Conselho de Ministros de 11 de dezembro de 2011 (RCM 56/2011), tem consequentemente três eixos prioritários: Consumidores (procurando aumentar a visibilidade dos produtos nacionais através de disponibilização de informação rigorosa sobre incorporação nacional, bem como sensibilizá-los para o contributo que a produção nacional tem ao nível da geração de emprego e dinamização da oferta nacional e retoma do crescimento económico); Empresas (consciencializando as empresas para o valor que estão a criar na economia bem como para o seu papel enquanto consumidoras intermédias de bens e serviços e dinamizadoras das empresas que se encontram na sua cadeia de valor de produção); e Entidades Públicas (reforçando o papel das compras públicas enquanto dinamizadoras do tecido empresarial, nomeadamente PMEs, bem como estimular o setor empresarial do Estado a contribuir para a concretização dos objetivos do programa). É muito importante que cada um de nós – como consumidor, empresário ou dirigente de uma entidade pública – tenha presente a importância de promover produtos portugueses e considerar a sua compra. O que recomendo e faço como consumidor é ponderar sempre uma alternativa portuguesa ou com forte incorporação de produção nacional. E o resultado tem sido sempre muito satisfatório: encontro quase sempre, com vantagem económica e de qualidade, produtos nacionais que merecem a escolha da minha família.

Faça o mesmo. Pondere produtos portugueses. Veja a marca.

Porque PORTUGAL SOMOS NÓS. › › › › › › › › › › › › ›

Dossier Temático Informação Técnico-Comercial Case Study Reportagem Publi-Reportagem Entrevista Bibliografia Produtos e Tecnologias Tabela Comparativa (edição online) Calendário de Eventos Eventos e Formação Links Publicidade

ESPAÇO PUBLICITÁRIO A Publicidade organiza-se por espaços de páginas e frações, encartes e Publi-Reportagens. A Tabela de Publicidade é válida para o espaço económico europeu. A percentagem de Espaço Publicitário não poderá exceder 1/3 da paginação. A direção da revista poderá recusar publicidade caso a (i) A mensagem não se coadune com o seu objeto editorial; (ii) O anunciante indicie práticas danosas das regras de concorrência, não cumprimento dos normativos ambientais e sociais. * Os artigos científicos poderão ser publicados em inglês.

Breve introdução à metrologia 2.ª Parte

Manuel dos Santos Pais

Raizes metrológicas Medir parece tão necessário, incontornável e natural que as suas raízes e história se perdem no tempo. Os homens medem desde tempos remotos. Por exemplo, quando, depois das inundações, os rios voltavam ao seu leito normal, como saber os limites dos terrenos após o refluxo de uma cheia? Frequentemente, era necessário medir as terras, para saber quem cultiva, ou quem possui o quê. Medir é uma prática e uma necessidade muito antiga.

No museu do Louvre existe uma estátua com cerca de 45 séculos denominada “o arquitecto da régua” na qual está incluída uma régua graduada. As pirâmides do Egipto, por exemplo, revelariam/indiciariam técnicas de medição de nível elevado. É consensual que Geometria e Metrologia se teriam desenvolvido a par e em interacção. Desde há muito que, concomitantemente com a necessidade de medir, existe a necessidade e a preocupação de regulamentar os procedimentos e a utilização dos instrumentos. A evolução das unidades de medida acompanhou o desenvolvimento da agricultura, do comércio, da ciência, da indústria e da construção. Não só foram sendo criadas unidades de medição cada vez mais robustas, mais sustentáveis, mais úteis e consensuais – o metro surgiu quando já existia uma quantidade indeterminada de unidades de comprimento, e foi progressivamente adoptado no século XIX – mas também foram evoluindo as definições destas mesmas unidades – o metro começou por ser definido com a décima milionésima parte do quarto do meridiano terrestre, mas hoje é definido de outro modo. Medir é tão essencial e básico que há preceitos relativos a este domínio, por exemplo, na Bíblia e na Magna Carta.

Poder-se-ia dizer que as medições evoluiram com a Metrologia adjectiva – dos procedimentos –, e refinaram-se com a criação e desenvolvimento da Metrologia substantiva – dos conceitos.

Papel determinante é ainda desempenhado pelas normas e convenções metrológicas que são adoptadas por quase todos os paises. [Proposta de pesquisa: Quais são a definição e o padrão actuais de metro? Como evoluiram a definição e o padrão de metro?]

robótica 98, 1.o Trimestre de 2015

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3. NOTAS HISTÓRICAS  Raizes metrológicas – Artes (Tecnologias) metrológicas  Algumas datas interessantes da Metrologia em Portugal  Banalização das tecnologias metrológicas

Artes (Tecnologias) metrológicas A Tecnologia Metrológica tem evoluído no sentido da multiplicação do número e variedade das grandezas medidas; pela via da multiplicação de princípios e instrumentos para a medição de uma mesma grandeza, a par da simplificação, banalização, exactidão e confiabilidade dos sistemas de medição. O primeiro padrão da jarda foi realizado em 1760 (Grã-Bretanha) e, em 1790 – um ano após o início da Revolução Francesa –, em França, Talleyrand propôs à Assembleia Constituinte (Francesa) um projecto de um Sistema Racional de Pesos e Medidas[5]. A comercialização de paquímetros com nónios começou em 1850 e a de micrómetros em 1867. Os blocos-padrão foram introduzidos

em 1898 e comercializados em 1911, na Suécia. Os comparadores mecânicos, de que uma das principais características é a elevada sensibilidade* de medição, foram introduzidos em 1890.

Os instrumentos baseados em princípios ópticos foram introduzidos por Zeiss em 1920. Em 1923 foi apresentado o comparador que utiliza o fenómeno de interferência, e a produção dos projectores de perfis modernos começou em 1930. O primeiro comparador pneumático foi apresentado em França, em 1928, e alguns instrumentos eléctricos começaram a ser desenvolvidos em 1930. A qualidade dos instrumentos está inelutavelmente ligada à dos materiais e tecnologias de fabrico disponíveis em cada época. A qualidade dos instrumentos está também ligada ao conhecimento científico: só depois da descoberta, e do conhecimento aprofundado da piezoelectricidade se pode construir e utilizar instrumentos baseados neste princípio. A materialização dos padrões de comprimento, de capacidade, de peso, entre outros, determinam também a complexidade e sofisticação do sistema metrológico de uma sociedade, de um país e de uma época. A crítica que, frequentemente, vamos fazendo aos conceitos estabelecidos conduz à descoberta de ambiguidades, imprecisões ou dificuldades na sustentabilidade desses mesmos conceitos. A remoção das ambiguidades, a clareza dos conceitos e a utilidade social fazem evoluir esses mesmos conceitos. [Proposta de pesquisa: O que são medições sem contacto? Procure exemplos.]

Algumas datas interessantes da Metrologia em Portugal: 1460 – Privilégio da aferição dos pesos e balanças – Confraria de S. Eloy 1499 – Reforma (metrológica) manuelina 1575 – Reforma (metrológica) de D. Sebastião 1791 – Convenção do metro, em França 1793 – Novo sistema de pesos e medidas 1799 – O metro dos arquivos 1812 – Plano para a igualdade de pesos e medidas 1820 – Obrigatoriedade do ensino do sistema de medidas 1852 – Sistema Métrico Decimal (D. Maria II – decreto de adopção) 1859 – Sistema Métrico Decimal (D. Pedro V – vigência do Sistema Métrico) 1855 – Inspecção Geral dos Pesos e Medidas do Reino 1875 – Convenção do metro 1879 – Portugal: exemplar do metro n.º 10 1983 – SPQ – Sistema Português da Qualidade 2010 – Recente alteração ao sistema legal de unidades de medida em Portugal [Proposta de pesquisa: Distinga entre IPQ – Instituto Português da Qualidade – e APQ – Associação Portuguesa para a Qualidade]

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ram uma função essencial nos fundamentos e desenvolvimento da Metrologia. Os padrões, no passado, serviam de referência e de definição. Segundo o VIM [1], “padrão* é a realização da definição de uma dada grandeza, com um valor determinado e associado a uma incerteza de medição, tomado como referência”. Uma versão antiga do VIM apresentava a definição seguinte padrão*: “é uma medida materializada*, instrumento de medição*, material de referência* ou sistema de medição* destinado a definir, realizar, conservar ou reproduzir uma unidade, ou um ou mais valores de uma grandeza para servirem de referência”.

Exemplos (retirados do VIM): a) padrão de massa de 1 kg; b) resistência-padrão de 100 Ω; c) amperímetro-padrão; d) padrão de frequência de césio; e) eléctrodo de referência de hidrogénio; f ) solução de referência de cortisona no soro humano, de concentração certificada.

[Proposta de pesquisa: Pesquise e descubra a diferença entre padrão primário* e padrão secundário*]

5. SISTEMAS DE UNIDADES “Todo o sistema de unidades comporta uma tripla arbitrariedade. Com efeito, é arbitrária a adopção das grandezas de base que se medem em unidades definidas à custa de padrões. É também arbitrária a escolha destes padrões, que aliás têm variado ao longo do tempo. Finalmente, é ainda arbitrária a adopção das equações utilizadas para definir as unidades derivadas das unidades de base, em particular no que se refere aos factores de proporcionalidade que envolvem” [5].

Um sistema de unidades é um conjunto de unidades e de relações entre as mesmas. O sistema de unidades universal mais conhecido é o sistema SI. Unidades de base SI Grandeza de base

Unidade de base Nome

Símbolo

comprimento

metro

m

massa

quilograma

kg

tempo

segundo

s

corrente eléctrica

ampere

A

temperatura termodinâmica

kelvin

K

quantidade de matéria

mole

mol

intensidade luminosa

candela

cd

Um sistema que antecedeu e é aparentado com o sistema SI, e que ainda é usado, é o sistema CGS (centímetro-grama-segundo). [Proposta de reflexão e cálculo: Partindo da expressão matemática da definição física de força (F = m.a), calcule a razão entre as intensidades, ou valores, de newton (N) e de dine (dyn), unidades de força dos sistemas SI e CGS, respectivamente.]

6. SISTEMA LEGAL DE MEDIDAS E se o supermercado quisesse vender-nos azeite à canada, a estação de serviço marcasse e vendesse a gasolina ao galão e

a empresa de abastecimento de água facturasse o nosso consumo mensal ao litro? Seria um pouco complicado, desconfortável ou inconveniente. A normalização, a uniformização e a imposição (legal) de um sistema de unidades ao mercado é útil, desejável e evita muitos conflitos que poderiam sobrevir nas trocas comerciais. Sem leis, disposições e normas obrigatórias de carácter metrológico – à semelhança de outros sectores –, não é possível proteger o consumidor de produtos medidos por defeito, ou o vendedor de queixas injustas. As disposições normativas estatais e governamentais são essenciais para a transparência, confiança e justeza, nomeadamente nas trocas e comércio. Entre outras disposições, os comerciantes têm de ter os seus instrumentos – balanças, réguas, pesos/massas, entre outros –, calibrados/ aferidos periodicamente (geralmente, ano a ano). E os processos de calibração têm de ser estabelecidos com base em procedimentos escritos, claros e estritos, geralmente de acordo com documento normativo, eventualmente, uma norma. Regulamentar o sistema de medidas usado num país não pode ser feito sem o estabelecimento ou adopção de um sistema legal de medidas.

[Proposta de reflexão e pesquisa: Ainda se ouve falar de arroba, de quartilho e de alqueire. Pesquise e caracterise estas unidades. Reflita sobre a confiança, segurança e protecção legal que poderá ter se aceitar actos comerciais com base nestas unidades.]

7. METROLOGIAS É frequente considerar três campos, ou áreas da Metrologia:  Metrologia científica, ou fundamental;  Metrologia aplicada, técnica, ou industrial;  Metrologia Legal.

A Metrologia científica, ou fundamental, respeita à definição e materialização das unidades, desenvolvimento de métodos de medir e rastreabilidade de padrões, entre outros objectivos, processos e actividades. A Metrologia aplicada, técnica, ou industrial trata da aplicação da ciência da medição aos processos de produção – fabrico, ensaio e controlo, por exemplo –, entre outros, garantindo a confiança e aceitação das medidas.

A Metrologia legal abrange principalmente as vertentes – instrumentos, técnicas, métodos e procedimentos metrológicos – que são objecto de leis e normas que garantam a confiança e a segurança no comércio e na saúde, por exemplo. Todavia, com frequência, surgem outras designações, circunscrevendo outras áreas, e áreas mais específicas, como Metrologia Geométrica, Metrologia Dimensional e Metrologia Física, entre outras. [Proposta de pesquisa: Caracterize o Sistema de Unidades de Medida Legal Português, em especial as unidades que não pertencem ao SI.]

8. TECNOLOGIAS METROLÓGICAS São incontáveis os princípios físicos, e outros, (princípio de medição*) utilizados nos processos de medição. São também numerosas as variantes de cada um destes princípios integrados nos instrumentos e sistemas metrológicos. É ilimitado o número de grandezas físicas, químicas, tecnológicas e outras que são hoje medidas. E este número cresce todos os

Paulo Trigueiros Departamento de InformĂĄtica Instituto PolitĂŠcnico do Porto, Portugal paulo@trigueiros.org Fernando Ribeiro Departamento de ElectrĂłnica Industrial Universidade do Minho, GuimarĂŁes, Portugal fernando@dei.uminho.pt robĂłtica 98, 1.o Trimestre de 2015

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Vision-based hand wheel-chair control ABSTRACT Several studies have shown that people with disabilities benefit substantially from access to a means of independent mobility and assistive technology. Researchers are using technology originally developed for mobile robots to create easier to use wheelchairs. With this kind of technology people with disabilities can gain a degree of independence in performing daily life activities. In this work a computer vision system is presented, able to drive a wheelchair with a minimum number of finger commands. The user hand is detected and segmented with the use of a kinect camera, and fingertips are extracted from depth information, and used as wheelchair commands.

Keywords – independent mobility, machine vision, wheelchair control, hand segmentation, finger control

I. INTRODUCTION Several studies have shown that people with disabilities benefit substantially from access to a means of independent mobility and assistive technology [1], being independent mobility an important aspect of self-esteem [2]. Assistive devices such as powered wheelchairs improve one’s quality of life. While the needs of many individuals with disabilities can be satisfied with traditional manual wheelchairs, some find it difficult to use. To accommodate this population and even other segments, several researchers have used technologies originally developed for mobile robots to create user friendly easier to use wheelchairs and “smart wheelchairs�. Smart wheelchairs typically consist of either a standard power wheelchair to which a computer and a collection of sensors have been added or a mobile robot base to which a seat has been attached [2]. This work presents a simple and effective HCI (human computer interface) giving the user the ability to easily control a robotic wheelchair with a minimum number of finger commands. The main goal consists of giving the user the capability to control it without touching any physical device. For that purpose, a computer vision interface was developed, able to detect fingertips and able to use that information for driving the wheelchair.

To extract the hand and fingertip localization a kinect [3] camera is mounted on the back of the wheelchair pointing down to the user’s hand. Machine vision is a promising sensor technology. With nowadays cameras, smaller than a lot of other sensors, they can be mounted in multiple locations, giving larger sensor coverage. Also, the cost of machine vision hardware has fallen significantly, and the solutions based on computer vision continue to improve.

ms the joystick is by far the most common drive control [4] and it can be mounted for either right or left hand use. The joystick usually consists of a metal stick with a hard plastic head [5] that the user use to command the chair, an on/off switch, battery gauge, maximum speed control and sometimes a drive mode switch. With the wheelchair chin control, the gimble is mounted on a swingaway mount of some sort and positioned slightly below and forward of the chin (Figure 1). Chin controls work much the same as conventional joysticks in that the user simply pushes the gimble the direction they want to move and control their speed with the distance they push the gimble. This system is designed for a user with good head control. [4].

Figure 1. Chin control device, from MEYRA1.

When set up to be actuated by the head, the gimble is mounted behind the head and attached to a headrest. The user pushes the headrest left to go left, right to go right and back to go forward (Figure 2). One drawback of this system is that the user cannot actually use the headrest, as a headrest, unless power to the chair is turned off. Another drawback of this set up is that the user must activate a switch to be able to move backwards, and activate the switch again to move forward. Normally this is not a serious drawback, but if the user is in a situation where several back and forward movements are required to get through a doorway or enter an elevator etc., it can be quite annoying to have to activate the forward/reverse switch so often.

Figure 2. Head array controller, from Adaptive Switch Lab. Inc.

II. RELATED WORK Several wheelchair control devices were studied as alternatives to traditional input methods. Within the analogue control syste-

1

http://atwiki.assistivetech.net/index.php/Alternative_wheelc hair_control

Algorithm 1.

«

Figure 5. Hand peak and valley point detection.

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At each pixel i in an hand contour C, the k-curvature is calculated and consists on the angle between the vectors A=[C(i), C(i-k)] and B=[C(i), C(i+k)], where k is a constant set equal to 30 in our implementation. The angle can be easily calculated using the dot product between the two vectors as illustrated in Figure 6.

A

θ cos θ

A

B

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Figure 6. Dot product between vectors A and B.

A value of θ=35º is used, such that only points below this angle will be considered further. In order to classify the points as peaks or valleys, the cross product between the vectors is calculated (Figure 7). If the sign of the z component is positive, the point is labeled as a peak and stored; otherwise the point is a valley and is discarded.

C. Direction of movement and turning The wheelchair moving direction is calculated by the dot product between the control vector, vector between the hand centroid and the fingertip, and a horizontal vector parallel to a line that crosses the image centre as illustrated in Figure 8. a

b

a×b b θ b×a =-a×b

a

Figure 8. Vectors used in the calculation of finger orientation.

The angle θ is calculated by using the dot product between the two vectors according to equation 2.

Figure 7. Cross product calculation.

Finally, an average of all peak points detected on each finger is calculated, since it was found that a set of peaks were detected in the neighborhood of the strongest locations.

The following is the algorithm used to calculate fingertip locations:

(2)

IV. EXPERIMENTS AND RESULTS In order to validate the method, a series of experiments were made with an MSL robot from the Minho Team (from University of Minho). The finger commands calculated according to the

Inovação e empreendedorismo: um ponto de vista

Luís Miguel Durão

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Coordenador CIDEM Departamento Engenharia Mecânica Instituto Superior de Engenharia do Porto

Ao iniciar a redação deste artigo, optei por não inovar e em vez disso, observar.

Assim fui procurar (ou googlar como agora se diz) a palavra inovação e deparei-me com diferentes interpretações. Gostei particularmente da que constava do website inventa e que aqui reproduzo com a devida vénia "Inovação é a exploração com sucesso de novas ideias” (o leitor pode consultar o texto em http:// inventta.net/radar-inovacao/ a-inovacao/).

É uma boa ocasião para refletir. Há 30 anos atrás, quando iniciei a minha vida profissional, não seria possível fazer a pesquisa da forma que fiz. Então a inovação deve estar em todo o lado e à nossa volta. O problema é que, por vezes, estamos todos tão absorvidos nas ocupações diárias que não nos apercebemos disso. E no entanto, o carro que eu compro hoje num stand é diferente do que compraria há 30 anos. Sim, continua a ter um motor de combustão interna, ou talvez não, pode ser um híbrido ou mesmo um elétrico e tem uns extras com que nem se sonhava nessa altura: sensores de estacionamento, ligação USB, computador de bordo, ligação Bluetooth com o smartphone e muitas outras inovações.

O QUE É INOVAR? Então como podemos definir a inovação? Estamos muito habituados, ou talvez formatados pelo tipo de notícias que lemos, ouvimos ou vemos, a percecionar a inovação como algo de surpreendente, como que fruto da imaginação ou do génio de um qualquer cientista com um QI superior. E apetece-nos dizer ah!

Mas será esta a verdadeira inovação? Se colocarmos esta questão ao nível das

empresas, a inovação tem um significado bem diferente e aproxima-se do método científico. Podemos inovar, não por via de um produto totalmente novo, mas pela introdução de uma caraterística diferente num produto já existente ou simplesmente, e ainda menos visível para o utilizador final, pela alteração de um qualquer processo de fabrico de forma a garantir a mesma qualidade com um menor custo. Esta inovação dificilmente será capaz de figurar em qualquer noticiário televisivo e, no entanto, está presente nas nossas empresas quase diariamente.

Qualquer profissional de engenharia ligado ao setor produtivo conhece bem este tipo de trabalho, associado ao constante desafio de ter um melhor desempenho do que a concorrência. E este desafio exige atenção diária e constante, para que não se perca a quota de mercado. Vamos então perceber como se pode fazer este tipo de inovação.

INOVAÇÃO E MÉTODO CIENTÍFICO Todos ouvimos falar do método científico, como um método que a partir da observação atenta de um fenómeno permite a formulação de uma questão – hipótese. A partir desta define-se uma experiência, a que chamamos teste da hipótese. A análise dos resultados permite validar ou não a hipótese formulada. No segundo caso podemos reformular a hipótese ou abandoná-la. Por vezes existe a sensação que este método está reservado apenas aos cientistas, que fechados nos seus laboratórios desenvolvem teorias surpreendentes sobre um qualquer assunto fora do alcance do cidadão comum. Na verdade, aplica-se este método mais vezes do que parece, mesmo que por vezes de forma inconsciente. Todos já decidimos, perante a sistemática demora em chegar a casa ao final do dia, experimentar outro caminho. Para isso tentamos idealizar esse caminho antes de o percorrer. E quando o experimentamos, já estamos a inovar!

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Adriano A. Santos Departamento de Engenharia Mecânica Instituto Politécnico do Porto

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Sistemas de automação e controlo na modernização da irrigação INTRODUÇÃO O conceito de modernização de sistemas de distribuição de recursos hídricos, nomeadamente no que se refere aos sistemas de irrigação, foi impulsionado nas últimas décadas com base na planificação hidráulica. Esta planificação visou responder à necessidade de um aproveitamento mais racional dos recursos hídricos na agricultura, facilitando a introdução de novas tecnologias de irrigação, otimizando a gestão e a eficiência no uso da água. Neste sentido, poderá dizer-se que a modernização dos sistemas de irrigação, para além das várias obras de melhoria dos canais de distribuição e canalizações, passará pelo controlo das operações nas infraestruturas hidráulicas, sobretudo sobre as redes de distribuição, de modo a se executarem, de forma remota, as atuações sobre a rede e a supervisão do seu funcionamento. Todas estas ações deverão facilitar a introdução de novas tecnologias capazes de satisfazerem os requisitos mínimos de caudal, de pressão e de frequência de alimentação que garantam um maior controlo da água gasta/aplicada e, portanto, uma maior eficiência energética e hídrica.

INFRAESTRUTURAS Os regadios portugueses caraterizamse essencialmente por sistemas de rega baseados na gravidade controlados por pequenas comportas, colocadas nos canis de distribuição, ou aglomerados de terra que condicionam a passagem e a orientação da água e, como tal, são mecanismos de regulação e de controlo ineficientes, em que a eficiência global dos mesmos é, normalmente, muito baixa.

Os sistemas de regadio são suportados pelo abastecimento de águas subterrâneas mediante poços ou por elevação direta dos cursos naturais de água que, por aspersão ou por gravidade, distribuem a água pelo terreno.

Não obstante estas caraterísticas, e a nível continental, podemos encontrar ainda, realidades bem distintas, carate-

rizadas por grandes propriedades com zonas de grande superfície, localizadas no cento e sul, e terrenos demasiado pequenos, a norte, onde a implementação de sistemas de rega automatizados se tornará, possivelmente, impraticável.

Independentemente da topologia dos sistemas e da localização geográfica das mesmas, as necessidades de modernização deverão passar pela substituição dos sistemas convencionais de distribuição por sistemas de distribuição suportados por tubagem a pressão, devidamente automatizadas e controladas remotamente.

AUTOMATIZAÇÃO DOS SISTEMAS DE IRRIGAÇÃO Com a modernização dos sistemas de distribuição de águas para rega e dos sistemas de irrigação propriamente ditos, a automatização das infraestruturas de distribuição de água pode ser feita em várias escalas e em diferentes setores das instalações. Assim, a abordagem ao controlo e monitorização destes sistemas pode incidir sobre:  A automatização de uma parcela do sistema de irrigação, onde o objetivo principal é determinar o momento mais adequado para regar e a quantidade de água a aplicar (dose bruta), em função, entre outros fatores, do estado de humidade do solo ou da planta. Este tipo de automatização é, geralmente, realizado com uma série de sensores que determinam o momento mais adequado para a irrigação e um conjunto de eletroválvulas hidráulicas controladas por um programador.  O acompanhamento e verificação de ações de gestão sobre a rede de distribuição e as unidades de controlo remoto. Sistemas que, normalmente consistem num computador central ou centro de controlo e uma rede de anel de unidades de campo que controlam cada um dos hidrantes ou unidades de controlo remoto.



O controlo das instalações hidráulicas, como estações de bombagem, controlando os caudais e a pressão da rede, melhorando a eficiência energética e reduzindo assim os custos de energia.

Neste sentido, o nível de automatização a atingir estará dependente do número de tarefas a assumir pelo sistema e por critérios técnicos e económicos que estarão condicionados pelas caraterísticas das propriedades e pela preferência dos agricultores. Assim, o nível mínimo de automatização a implementar seria a abertura e fecho de válvulas hidráulicas para distribuição das águas de irrigação ou a execução de posições de rega. O máximo seria o controlo total da instalação, controlando a humidade do solo, a condição hídrica da planta, o clima, entre outros, incluindo sistemas de aquisição de dados responsáveis pela gestão e controlo da irrigação, da adubação, dos consumos energéticos, e outros.

INTERESSE DA AUTOMAÇÃO E DO CONTROLO REMOTO Recentemente têm sido implementados alguns sistemas de controlo que, de forma mais ou menos experimental, têm permitido realizar o controlo remoto quer dos sistemas de distribuição quer da irrigação.

Nas pequenas propriedades, instalações individuais, a utilização de programadores de rega têm sido bem-sucedidos. No entanto, quando falamos de uma rede de distribuição coletiva, canais de distribuição ou redes de pressão (comunidades de rega ou de exploração e distribuição de recursos hídricos) o controlo remoto irá proporcionar as ferramentas necessárias ao processo de automatização. Neste caso, o controlo remoto oferece capacidades de controlo e modificação dos parâmetros de controlo (volumes, caudais, pressão, e outros) de acordo com as condições climáticas, disponibilidade de água e da fase de cresci-

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Paula Domingues Formadora nas åreas de Eletrónica, Telecomunicaçþes, Automação e Comando, IEFP – Évora pauladomingues47@gmail.com

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Processo de soldadura a estanho A soldadura a estanho ĂŠ uma operação deveras importante na montagem de componentes eletrĂłnicos em placa de circuito impresso (PCI). Sendo a base de todas as aplicaçþes em eletrĂłnica, a soldadura permite uma ligação eďŹ ciente entre componentes e condutores.

Figura 1. Soldadura a estanho.

A placa de circuito impresso consiste numa base de material isolante (baquelite, resina-epĂłxi, ďŹ bra de vidro, entre outros) revestido por uma ďŹ na camada de cobre, onde sĂŁo desenhadas as pistas que substituem os condutores e interligam os vĂĄrios componentes eletrĂłnicos do circuito.

Para que um circuito seja montado corretamente numa placa de circuito impresso hĂĄ, no entanto, alguns cuidados a ter no processo de soldadura.

2. COMO MONTAR OS COMPONENTES NA PLACA DE CIRCUITO IMPRESSO? 2.1. Prepare os terminais de cada componente, com a ajuda de um alicate de pontas chatas, adaptando o componente ao espaço disponível para este na PCI;

Figura 5. Dobragem dos terminais de forma simĂŠtrica.

2.4. Os componentes radiais tĂŞm, frequentemente, uma distância entre os seus terminais menor do que a distância entre os dois furos da PCI. Sempre que tal se veriďŹ que, realize uma segunda dobragem aos terminais, de forma a adaptar o componente Ă PCI. 2.5. Por vezes torna-se conveniente, em termos de espaço, colocar alguns componentes dispostos verticalmente sobre a PCI. Os condensadores, as resistĂŞncias e os dĂ­odos poderĂŁo ďŹ car dispostos verticalmente, sempre que seja Ăştil.

1. PLACA DE CIRCUITO IMPRESSO O circuito elĂŠtrico cablado, utilizado atĂŠ Ă 2.ÂŞ Guerra Mundial, foi substituĂ­do pela montagem de circuitos em placa de circuito impresso (PCI).

Figura 3. Preparação dos terminais do

Figura 6. Disposição vertical dos componentes.

componente.

2.2. Dobre os terminais, sem formar um ângulo reto (90°), de forma a evitar que estes se partam;

Figura 4. Dobragem dos terminais do componente.

Figura 2. Circuito cablado versus circuito soldado.

O facto de existirem condutores soltos tornava difícil a deteção e a reparação de avarias.

2.3. Realize a dobragem dos terminais, de forma simĂŠtrica com o corpo do componente. O aspeto estĂŠtico tambĂŠm ĂŠ importante!

Componentes polarizados/nĂŁo polarizados Existem dois tipos de componentes: ďšš Componentes nĂŁo polarizados, ďšš Componentes polarizados.

Os componentes nĂŁo polarizados sĂŁo as resistĂŞncias, as bobines e alguns condensadores.

Este tipo de componentes podem ser ligados em qualquer posição no circuito, não interferindo no seu funcionamento.

Os componentes polarizados sĂŁo aqueles cujos terminais tĂŞm uma posição certa e Ăşnica para serem ligados no circuito porque se forem ligados de forma incorreta, alĂŠm de nĂŁo funcionarem, poderĂŁo daniďŹ car-se.

Eletrónica de potência: introdução

Manuel Costa ATEC – Academia de Formação

Apesar de já existirem equipamentos de funcionamento eletromecânico ou manual para a comutação dos mesmos revelam condicionamentos que limitam a sua utilização, tais como: › Baixas velocidades de comutação; › Perdas superiores por efeito de Joule; › Desgaste superior devido aos elementos mecânicos associados ao equipamento.

Estas limitações tornam este tipo de equipamentos completamente inadequados para o controlo e conversão de potências, estando o seu papel praticamente resumido a interruptores on-off com baixa cadência de comutação.

Devido às caraterísticas dos semicondutores de potência como:  Superior velocidade de comutação; › Menor dimensão e custo associado por VA; › Maior eficiência; › Menor desgaste por operação; › De fácil controlo a partir de microcontroladores e integração com sistemas embebidos.

Os mesmos são utilizados para os diversos tipos de circuitos de controlo de potência, permitindo variar a tensão, a corrente e a frequência. Sendo assim, os mais típicos circuitos baseados em eletrónica de potência, são os seguintes: › Conversor CA-CC, mais conhecidos como retificadores, permitem converter uma Corrente Alternada numa Corrente Contínua;

›

›

›

›

Conversor CC-CC, mais conhecidos como choppers, permitem converter uma tensão contínua fixa numa tensão contínua variável; Conversor CC-CA, mais conhecidos como inversores, permitem converter uma tensão contínua fixa numa tensão alternada fixa ou variável com uma frequência fixa ou variável; Conversor CA-CA permite converter uma tensão alternada fixa com frequência fixa numa tensão alternada variável com frequência variável; Além dos conversores, os semicondutores de potência podem funcionar como comutadores de potência, ou seja, interruptores on-off.

Potência Controlável [kVA]

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Por sua vez, estes conversores são utilizados em equipamentos de potência como: › Fontes de alimentação; › Controlo de potência; › Controlo de motores, como variadores de frequência, soft-starters, entre outros; › Associados a sistemas de energia renovável.

A abordagem mais específica a cada um destes tipos de conversores será feita em artigos posteriores.

Em eletrónica de potência são utilizados diversos componentes, com caraterísticas e comportamentos próprios que os adequam a funções específicas.

Os semicondutores de potência mais utlizados são os SCR, GTO, IGBT, Mosfet, Tirístor e os Transístores de Potência.

Como foi referido anteriormente, todos têm caraterísticas específicas que os habilitam para determinadas funções mediante a necessidade de potência a comutar e/ou controlar, frequência de comutação e método de controlo do semicondutor.

Na Figura 1 podemos ver a relação entre a potência comutável e a frequên-

SCR

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GTO MCT

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SI Thy

IGBT

2

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SCR:

Silicon Controlled Rectifier

GTO:

Gate Turn-off Thyristor

MCT:

MOS Controlled Thyristor

SI Thy:

Static Induction Thyristor

BPT:

Bipolar Power Transistor

IGBT:

Insulated Gate Bipolar Transistor

MOSFET: MOS Field-Effect Transistor

BPT 101 MOSFET

≈

≈ ≈

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),&+$ 35ò7,&$ GH (/(75ù1,&$

A eletrónica de potência surgiu da necessidade de criar dispositivos que permitissem otimizar a comutação e controlo de potência elétrica. Já que os métodos e tecnologias utilizadas, até então, se tinham revelado pouco fiáveis, pouco eficientes e desadequados a operações que necessitassem de velocidades rápidas de comutação, de maior eficiência energética e de maior fiabilidade. Em termos gerais, os componentes utilizados em eletrónica de potência são semicondutores desenhados para operarem em regime de comutação, ou seja, mediante as condições de controlo do semicondutor, o componente ora está em condução ou ao corte.

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Frequência de Operação [kHz]

Figura 1. Relação Potência-Frequência de comutação dos semicondutores de Potência.

Válvulas de segurança

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Miguel Malheiro Eng.o Eletrotécnico, Ramo de Automação, Controlo e Instrumentação – FEUP mcbmalheiro@gmail.com

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1.ª Parte

A válvula de segurança é um dispositivo para alívio da pressão, utilizada para proteger um vaso cuja pressão de operação seja superior à atmosférica. Deve ser utilizada quando essa pressão pode exceder o valor da pressão de ajuste. As consequências da sua falha podem ser a perda de vidas e do capital investido. Os riscos causados pelo excesso de pressão dentro de um vaso ou uma caldeira são eliminados automaticamente com a utilização dessa válvula, desde que esteja corretamente especificada, dimensionada, instalada e mantida.

Em muitas indústrias, são chamadas de PSV (Pressure Safety Valve), no caso das válvulas de segurança, ou PRV (Pressure Relief Valve), para as de alívio.

Os termos “segurança”, “alívio” e “segurança e alívio” aplicam-se às válvulas que têm a finalidade de aliviar a pressão de um sistema. Nas indústrias de processo químico em geral, todas são chamadas de “válvulas de segurança”.

As válvulas de alívio de pressão podem ser de “alívio” para fluidos líquidos; de “segurança” para fluidos gasosos e vapores, aliviando o excesso de forma rápida e instantânea (ação pop); ou de “segurança e alívio” dependendo se o fluido

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é compressível ou não compressível. Ela deve abrir numa pressão de ajuste prédeterminada, escoar a sua capacidade total dentro da sobrepressão especificada e fechar quando a pressão tiver retomado a um valor seguro, que esteja previamente estabelecido pelo projeto da válvula.

São dispositivos auto-operados, em que a única fonte de energia para a sua operação é a própria pressão do fluído, que devem operar de forma confiável e precisa, a partir do momento em que outros instrumentos falham e uma resposta rápida é necessária. Por isso, a válvula de segurança, apesar da sua simplicidade de construção, é considerada o último

N° da Peça IA IB 3 4 5 6 7 9 10 11 12 13 15 17 18 19 20 21 25 26 27 28 30 31 33 34

recurso para a proteção de um sistema (Figura 1; Tabela 1).

1. O CÓDIGO ASME A ASME (American Society of Mechanical Engineers) é uma organização que ajusta os códigos nos EUA e determina como todos os vasos de pressão devem ser projetados e protegidos. Esses códigos são leis e devem ser rigorosamente seguidos e cumpridos.

2. TIPO CONTRAPESO A válvula de segurança existe desde 1682, quando foi inventada na Inglaterra pelo físico francês Denis Papin (1647-1712). Funcionava com um sistema de contrapeso que ao ser movimentado ao longo de uma alavanca, alterava a sua pressão de ajuste, pois exercia uma força constante sobre o disco de vedação da válvula (Figura 2).

O peso constante do disco fazia com que as válvulas funcionassem de forma semelhante às atuais válvulas de alívio

Denominação Corpo Bocal Anel do Bocal Parafuso Trava do Anel do Bocal Disco Flexível Suporte do Disco Retentor do Suporte do Disco Eductor Anel Superior Parafuso Trava do Anel Superior Haste Pistão Porca da Haste Castelo Estojos do Castelo Porcas dos Estojos do Castelo Mola Suportes da Mola Rolamento * Parafuso de Ajuste Porca Trava do Parafuso de Ajuste Capuz Alavanca Pino da Alavanca Garfo da Alavanca Pino do Garfo da Alavanca

1A 1B

Figura 1. Válvula de segurança para uma caldeira.

* Rolamento utilizado em válvulas de segurança com pressões de ajuste elevadas. A função deste rolamento é eliminar o atrito entre o parafuso de ajuste e o suporte superior da mola, reduzindo o torque daquele parafuso durante as calibrações da válvula.

Tabela 1. Denominação das peças de uma válvula de segurança.

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Tratamento e monitorização de åguas residuais domÊsticas CRISTINA S. C. CALHEIROS, RAQUEL B. R. MESQUITA, ANTÓNIO O. S. S. RANGEL, PAULA M. L. CASTRO

AquaSoft – kit de simulação de um sistema de distribuição de ĂĄgua JOĂƒO MATOS, RUI NEVES, ELISEU RIBEIRO, LUĂ?S PERDIGOTO EficiĂŞncia energĂŠtica no tratamento de ĂĄguas residuais PEDRO SANTOS, F.FONSECA

Tratamento de åguas residuais – Remoção biológica de nutrientes usando SBR CARLA RODRIGUES

Utilização de conversores de frequência no tratamento de ågua LU�S REIS NEVES, SEWEURODRIVE PORTUGAL

O tratamento das åguas residuais domÊsticas Ê, pois, uma medida importante para a sustentabilidade e como tal todo este processo deve ser monitorizado e controlado em tempo real. Para isso, Ê necessårio que este processo seja o mais eficiente possível não só do ponto de vista do acionamento, controlo de velocidade dos acionamentos mecânicos, mas tambÊm na deteção de perdas, no controlo do nível de pH e dos produtos de adição ministrados ao longo do processo.

Num momento em que as questþes ambientais assumem cada vez mais um papel de importância fulcral, não só pela influência que podem exercer sobre as alteraçþes climåticas e no aquecimento global, Ê importante dirigir a nossa atenção para os sistemas que, diariamente, permitem o tratamento das åguas residuais domÊsticas. Na verdade, e para que possa continuar a jorrar ågua nas nossas torneiras com qualidade e em quantidade suficiente, hå que tratar as åguas residuais domÊsticas, reintroduzindo-as, posteriormente, no ciclo de distribuição.

O tratamento das ĂĄguas residuais domĂŠsticas ĂŠ, pois, uma medida importante para a sustentabilidade e como tal todo este processo deve ser monitorizado e

controlado em tempo real. Para isso, Ê necessårio que este processo seja o mais eficiente possível não só do ponto de vista do acionamento, controlo de velocidade dos acionamentos mecânicos, mas tambÊm na deteção de perdas, no controlo do nível de pH e dos produtos de adição ministrados ao longo do processo. Por outro lado, deve ainda ter-se em conta que aquando da utilização de variação de frequência no tratamento de åguas residuais, utilizando motores de Corrente Alternada, estes devem ser associados a motores de alta eficiência, melhorando-se não só a eficiência global do sistema mas tambÊm das instalaçþes de tratamento, diminuição dos custos de consumo de energia.

Adriano A. Santos

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Cristina S. C. Calheiros1, Raquel B. R. Mesquita, António O. S. S. Rangel, Paula M. L. Castro CBQF – Centro de Biotecnologia e Química Fina – Laboratório Associado Escola Superior de Biotecnologia, Universidade Católica Portuguesa/Porto 1 ccalheiros@porto.ucp.pt

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Tratamento e monitorização de ĂĄguas residuais domĂŠsticas 1. INTRODUĂ‡ĂƒO A gestĂŁo sustentĂĄvel da ĂĄgua ĂŠ crucial para um crescimento equilibrado e para o estabelecimento de uma economia verde (UNEP, 2012). Os serviços ecossistĂŠmicos adjacentes Ă ĂĄgua estĂŁo consequentemente ligados Ă sua qualidade, uso e abundância. No âmbito do tratamento da ĂĄgua residual, a avaliação da sua qualidade e o plano de mitigação da sua contaminação constituem açþes estratĂŠgicas na promoção da sua reutilização e reciclagem. A abordagem de uma gestĂŁo integrada da ĂĄgua com vista Ă sua valorização antes de ser descarregada no meio recetor deve ser tida como prioritĂĄria. Os tratamentos preconizados necessitam de ser economicamente viĂĄveis e eficientes devendo adequar-se Ă s diversas tipologias de ĂĄguas residuais e caraterĂ­sticas inerentes. Para alĂŠm disso, a realização de uma monitorização eficaz, de confiança e em tempo real torna-se essencial para um acompanhamento do estado ecolĂłgico e fĂ­sico-quĂ­mico da ĂĄgua, por forma a prever potenciais problemas e assegurar o cumprimento da regulamentação.

O tratamento de åguas residuais domÊsticas torna-se mais premente no caso da sua produção ocorrer em contexto rural ou de montanha, visto que em muitas situaçþes estå-se perante a ausência de saneamento ou utilização de fossa sÊtica. Este último cenårio Ê muitas vezes aplicado a habitaçþes como tratamento principal associado a um sumidouro. Nesta circunstância, a qualidade das åguas subterrâneas pode ser posta em causa pela lenta infiltração das åguas residuais provenientes dessas mesmas fossas sÊticas. Esta ågua residual carateriza-se por elevadas concentraçþes de matÊria orgânica e presença de microrganismos fecais, potencialmente patogÊnicos que, dependendo da concentração em que se encontram, poderão constituir um risco em termos ambientais e para a saúde pública. Com a premissa de melhorar a qualidade da ågua que sai destes sistemas e potenciar

o seu uso em diversas atividades, como irrigação, sugere-se a integração da tecnologia de tratamento de åguas por Leitos de Plantas.

Os Leitos de Plantas são sistemas de tratamento biológico que pretendem mimetizar os processos biogeoquímicos que ocorrem nas zonas húmidas naturais por forma a depurar as åguas que com eles contactam. São construídos com o intuito de otimizar as interaçþes físico-químicas e biológicas entre os seus diversos componentes (plantas, substrato, ågua, microrganismos, e outros). Apresentam-se como uma tecnologia simples aplicada a åguas de diferentes tipologias e especificidades.

Têm como grande vantagem o baixo custo de implementação e manutenção quando comparados com sistemas convencionais, para alÊm de se enquadrarem harmoniosamente na paisagem e promoverem a estÊtica dos espaços abertos. Cada componente do sistema tem funçþes específicas sendo que as plantas são importantes para fornecer a estrutura que suporta muitos dos processos de remoção de poluentes e a utilização de plantas ornamentais para este fim tem vindo a ganhar interesse (Zurita et al, 2009). No presente estudo foi avaliada a eficiência de um Leito de Plantas para o tratamento de åguas residuais

provenientes de uma Casa de Turismo de Habitação em Ponte de Lima – Paço de Calheiros. Estas åguas caraterizam-se por apresentarem variaçþes na sua composição e caudal ao longo do ano, dependendo maioritariamente da taxa de ocupação. Este fator Ê pois decisivo no dimensionamento do sistema de tratamento que tem de ser resiliente, ter capacidade de resposta face às imposiçþes da composição do efluente e ser economicamente viåvel. Para alÊm disto a qualidade da ågua deverå estar assegurada face às imposiçþes legais de descarga. A monitorização assume aqui um papel extremamente importante em que a utilização de ferramentas inovadoras de anålise química, nomeadamente a anålise em fluxo, permite reunir um conjunto variado de vantagens, obedecendo a uma perspetiva de química verde. Estas metodologias de automatização permitem uma elevada economia de reagentes, baixo consumo de amostra, e anålise em tempo real. Uma eficaz monitorização resulta da quantificação frequente de um conjunto de diferentes parâmetros físico-químicos e biológicos.

2. METODOLOGIA O sistema alvo de estudo estĂĄ implementado numa unidade de Turismo de

Figura 1. Leito de Plantas implementado no Paço de Calheiros.

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João Matos1, Rui Neves2, Eliseu Ribeiro3, Luís Perdigoto4 Escola Superior de Tecnologia e Gestão Instituto Politécnico do Porto

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AquaSoft – kit de simulação de um sistema de distribuição de água Resumo – Este artigo descreve o desenvolvimento de um kit didático de simulação, em pequena escala, de um sistema de distribuição de água a povoações. O equipamento foi desenvolvido no âmbito do curso de Engenharia Eletrotécnica da Escola Superior de Tecnologia e Gestão do Instituto Politécnico de Leiria, com o objetivo de ser usado como equipamento didático nas atividades de formação relacionadas com a Siemens Automation Academy. O sistema simulado permite ter em conta aspetos como a fiabilidade do sistema, controlo de desperdícios de água, e a otimização do consumo de energia. O kit contém sistemas de circulação de água, com reservatórios e condutas, e está equipado com atuadores e sensores diversos (bombas, válvulas, caudalímetros, entre outros).

Cinco PLCs (Programmable Logic Controlers), de gamas e gerações diferentes, formam um sistema de controlo distribuído.

Duas consolas gráficas formam, com um computador externo ao kit, o sistema de supervisão e comando de todo o processo. Uma rede de comunicação industrial Profibus-DP permite a interligação dos

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João Paulo Belisário Santos Matos é finalista da licenciatura em Engenharia Eletrotécnica da Escola Superior de Tecnologia e Gestão do Instituto Politécnico de Leiria, 2110649@my.ipleiria.pt.

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PLCs. A ligação dos PLCs às consolas e ao computador recorre ainda a uma rede Profinet e a uma ligação MPI (multi-point interface). Uma das valências pedagógicas do kit é a possibilidade da sua divisão física em dois sistemas separados, podendo ser usado como um processo de distribuição de água mais complexo, ou como dois sistemas independentes mais simples.

Palavras-chave – PLC, Supervisão, Profibus, Profinet.

I. INTRODUÇÃO A distribuição pública de água é uma preocupação há milhares de anos, estando diretamente relacionada com o desenvolvimento da sociedade e a melhoria da qualidade de vida. O primeiro sistema de abastecimento de água teria sido o aqueduto de Jerwan na Assíria em 691 A.C. Outro exemplo notável são os grandes aquedutos do poderoso Império Romano, datados de 312 A.C [1].

A purificação e o fornecimento de água é uma preocupação transversal em todas as sociedades humanas. Ao longo dos tempos, o consumo de água por consumidor tem vindo a aumentar gradualmente, sendo por isso necessário melhorar e desenvolver os sistemas existentes de forma a dar resposta às necessidades crescentes de consumo e garantir

a continuidade do abastecimento com a maior fiabilidade possível.

Este artigo descreve o desenvolvimento de um kit didático de simulação, em pequena escala, de um sistema de distribuição de água a povoações. O equipamento foi desenvolvido no âmbito do curso de Engenharia Eletrotécnica da Escola Superior de Tecnologia e Gestão do Instituto Politécnico de Leiria. Teve como objetivo a implementação de um sistema didático, versátil e abrangente que pudesse ser usado em contexto de formação na área da Automação Industrial e, em particular, nas atividades desenvolvidas no âmbito da Siemens Automation Academy [2].

O sistema simulado permite ter em conta aspetos como a fiabilidade do sistema, controlo de desperdícios de água, e a otimização do consumo da energia despendida para a distribuição (fator importante que influencia o preço a pagar pelo consumidor e a redução da emissão de poluentes para o meio ambiente).

Os sistemas modernos de distribuição de água assentam na utilização de tecnologias de controlo industrial. Uma importante vertente pedagógica do kit é a utilização de cinco PLCs (Programmable Logic Controler - autómato industrial programável), de gamas e gerações diferentes, que formam um sistema de controlo distribuído, interligado por uma rede de

Rui Miguel Marques Neves é finalista da licenciatura em Engenharia Eletrotécnica da Escola Superior de Tecnologia e Gestão do Instituto Politécnico de Leiria, 2081073@my.ipleiria.pt.

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Eliseu Manuel Artilheiro Ribeiro é Prof. Adjunto do Departamento de Engenharia Eletrotécnica da Escola Superior de Tecnologia e Gestão do Instituto Politécnico de Leiria e Investigador do Instituto de Engenharia de Sistemas e Computadores de Coimbra (INESC Coimbra), eliseu.ribeiro@ipleiria.pt.

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Luís Miguel Ramos Perdigoto é Assistente do 2.º Triénio do Departamento de Engenharia Eletrotécnica da Escola Superior de Tecnologia e Gestão do Instituto Politécnico de Leiria, luis.perdigoto@ipleiria.pt.

Figura 1. Esquema geral do sistema de distribuição de água.

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ção de 25% dos consumos em 5 anos (2008-2012) num payback estimado de 10 anos (claramente justificável num horizonte de concessões a 40 ou 50 anos) ou a Holanda com um objetivo de redução de 2% ao ano até um máximo de 15%. Para Portugal e apenas analisando o setor público, a estimativa é de uma redução dos custos operacionais em 15%.

Pedro Santos Gestor de Produto Ambiente na F.Fonseca.

F.Fonseca, S.A. Tel.: +351 234 303 900 · Fax: +351 234 303 910 ffonseca@ffonseca.com · www.ffonseca.com /FFonseca.SA.Solucoes.de.Vanguarda

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Eficiência energética no tratamento de águas residuais

1. INTRODUÇÃO O tratamento de águas residuais pode ser definido como a recolha de águas residuais domésticas, urbanas e industriais e o seu encaminhamento para Estações de Tratamento de Águas Residuais e/ou Industriais (ETAR e ETARI). Estas infraestruturas devem possibilitar um tratamento eficiente por forma a garantir a despoluição destes efluentes antes da sua devolução ao meio recetor, não comprometendo os seus usos, nem gerando impactos negativos na saúde pública e nos ecossistemas.

Os efeitos positivos inerentes ao funcionamento de Estações de Tratamento de Águas Residuais (ETARs) são evidentes e incontestáveis. Contudo, a construção e exploração destas infraestruturas, assim como todas as que lhes estão associadas, podem originar impactos negativos no ambiente que devem ser considerados desde a fase de conceção do projeto.

Assiste-se, atualmente, a uma exigência crescente nos requisitos de qualidade das descargas de efluentes urbanos no meio hídrico recetor e, em paralelo, a uma maior pressão no sentido do aumento da eficiência na operação de ETAR, no que diz respeito ao consumo energético e de outros recursos.

Nos últimos anos verificou-se uma preocupação crescente a nível internacional na otimização dos processos relacionados com o mercado das águas, como mostram os exemplos da Dinamarca, com um objetivo de redu-

2. NOVAS ESTRATÉGIAS DE CONTROLO A redução da fatura energética passará certamente pela utilização de energias renováveis (inclusive o aproveitamento do biogás) e aplicação de melhores conceitos de engenharia na remodelação das infraestruturas existentes e nos novos projetos. É um facto que a maior fatia do consumo de energia deste mercado advém do funcionamento das infraestruturas, nomeadamente Estações de Tratamento de Águas Residuais (ETAR) e Estações Elevatórias (EE), pelo que o primeiro

passo será a implementação de novas metodologias de controlo que permitam por si só uma redução dos custos operacionais. Neste âmbito identificam-se diferentes abordagens de controlo operacional: A abordagem convencional › Decisões de controlo normalmente baseadas em variáveis de nível; › Estrutura de decisões conservativa; › O funcionamento das estações de tratamento ou de bombagem tende a ser dependente dos picos de consumo e não do consumo diário.

A abordagem dinâmica › Decisões de controlo baseadas nas previsões de consumo utilizando o princípio básico da repetição das curvas de consumo; › Controlo adaptativo baseado na tendência de consumo.

As potencialidades do controlo dinâmico são facilmente inumeráveis: operação

Figura 1. Sistemas de controlo dinâmico de nova geração, local ou remoto e funções de otimização energética.

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Carla Rodrigues Departamento de Ciências Exactas Escola Superior Agrária de Coimbra

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Tratamento de águas residuais Remoção biológica de nutrientes usando SBR O conceito de tratamento de águas residuais tem evoluído ao longo do tempo com vista a dar resposta aos novos desafios, que visam a melhoria da qualidade de vida das populações e do estado das massas de água. Neste sentido tem-se assistido a um interesse crescente pelos processos de tratamento biológico capazes de promoverem a redução de nutrientes (azoto e fósforo) dos efluentes domésticos, devido ao aparecimento frequente de sintomas de eutrofização1 em zonas aquáticas. Em Portugal, a maioria das áreas sensíveis (Decreto-Lei n.º 152/97 de 19/06 e o Decreto-Lei n.º 149/2004 de 24/06), isto é, propensas à eutrofização, correspondem a águas de albufeira onde, no verão, ocorrem aumentos significativos de algas do tipo verde-azul (cianobactérias). Uma vez que estes microrganismos são capazes de fixar o azoto necessário ao seu crescimento diretamente da atmosfera, a sua proliferação pode ser limitada pela quantidade de fósforo disponível para o crescimento. Por este motivo, as estações de tratamento de águas residuais (ETARs) que descarregam os seus efluentes em zonas sensíveis, deverão ser capazes de atingir eficiências de remoção de fósforo superiores a 80% e registarem teores de fósforo inferiores a 2 mg/l ou 1 mg/l, conforme as circunstâncias.

A remoção biológica de nutrientes pode ser conseguida, num único processo através do uso de um reator descontínuo sequencial, SBR (Sequencing Batch Reactor). Este sistema apesar de constituir uma variante ao processo de lamas ativadas apresenta-se diferenciador no sentido em que num único tanque realiza a sequência de etapas do tratamento biológico (arejamento, reação biológica e sedimentação). Trata-se, por conseguinte, de um processo em base de tempo e não de espaço como os sistemas con-

vencionais. Os SBR apresentam-se como um sistema versátil, atrativo em termos económicos e adaptado às caraterísticas da realidade portuguesa, ou seja, um elevado número de pequenos aglomerados urbanos. Se, por um lado, este facto favorece a opção por este tipo de sistema de tratamento, por outro poderá, de certa forma, comprometer o sucesso de tal decisão. No caso das águas residuais geradas em pequenos aglomerados urbanos, está-se perante uma situação onde uma parte significativa da matéria orgânica se encontra em suspensão, tendo oportunidade de sedimentar nos coletores e nas estações elevatórias, o que reduz a quantidade de substrato disponível para o processo biológico de remoção de fósforo. Este facto irá penalizar a relação entre a quantidade de matéria orgânica biodegradável (CBO5) e de fósforo (P) que regista valores frequentemente baixos, da ordem de 10 a 15 para 1, no lugar de valores superiores a 20 para 1, considerados necessários para se atingir de modo fiável concentrações finais de fósforo

1

Figura 1. Fenómeno da remoção de fósforo (adaptado de Meijer, 2004).

Crescimento exagerado de algas verdes e azuis.

inferiores a 1 mg/l (Randall et al., 1992).

Este aspeto poderá ser atenuado tendo em conta as transformações de matéria orgânica sofridas pelas águas residuais urbanas, durante o seu trajeto no sistema de coletores e estações elevatórias, que poderão disponibilizar substrato na forma adequada ao processo de remoção de fósforo. Tal pode igualmente ser conseguido através da instalação de um tanque de equalização ou estação elevatória (caso necessário) à cabeça da linha de tratamento.

Os SBR permitem realizar a remoção da matéria orgânica biodegradável, de azoto e de fósforo, através da alternância cíclica de ambientes anaeróbios, aeróbios e anóxicos e na presença de três grupos distintos de microorganismos, heterotróficos comuns, autotróficos e os PAO (Phosphorus Accumulating Organisms). Os primeiros associados à degradação do substrato orgânico solúvel, em condições aeróbias e anóxicas. Enquanto em condições anaeróbias disponibilizam o substrato, ácidos gordos de cadeia cur-

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Luís Reis Neves Departamento de Engenharia da SEW-EURODRIVE Portugal

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Utilização de conversores de frequência no tratamento de água Oxigenador de águas residuais 1. INTRODUÇÃO Se no passado, o motor e o redutor se confundiam com acionamentos, essa abordagem é atualmente bastante limitada. O acionamento deixou de ser o músculo desprovido de inteligência que agia cegamente às ordens de um controlador de nível superior. Os acionamentos emergiram para um nível superior impulsionados pelas exigências da engenharia moderna. Os componentes anteriormente mencionados são complementados com poderosos, compactos e versáteis conversores de frequência (frequentemente também designados por Variadores Eletrónicos de Velocidade), controladores, monitores de segurança e amigáveis interfaces Homem-Máquina.

A polivalência requer uma adaptação constante às necessidades de produção e reação imediata à informação provida por outros atuadores e sensores. Como tal, os acionamentos têm que falar entre si e com outros dispositivos criando uma teia de comunicação e sendo, consequentemente, integrados em redes de bus de campo. Por outros termos, os acionamentos são a combinação harmoniosa da mecânica, eletricidade, eletrónica, informática e automação. Ou, numa palavra: mecatrónica.

Os controladores de alto nível (normalmente PLC ou PCi) confiam, cada vez mais, o controlo do movimento e ações de automação aos acionamentos, verificando-se uma migração da inteligência, ou seja, descentralização. Cada vez mais os acionamentos são independentes na geração e monitorização do movimento, analisando sinais periféricos, dialogando entre si e com os operadores de forma direta. Ao tradicional controlador de nível superior é dado o papel de supervisor.

Do anterior exposto resulta, de forma incontestável, que os acionamentos assumem um papel fulcral no universo da movimentação. Consequentemente,

a sua especificação tem de ser bastante criteriosa não apenas em termos técnicos, mas também em termos económicos. É da análise das várias alternativas que surge uma solução melhorada. As exigências técnicas e o custo do investimento são apenas algumas das variáveis da complexa equação de que resulta o acionamento ideal.

Terá que ser feita uma abordagem considerando o ciclo de vida completo, tendo em conta também a instalação, formação, operação, manutenção (sem descorar a manutebilidade) e encaminhamento do produto no seu final de vida.

2. OS CONVERSORES DE FREQUÊNCIA Os conversores de frequência estão fortemente implantados em ambiente industrial. A sua utilização enobrece o uso dos motores, possibilitando o controlo da velocidade, do binário e da posição.

Oferecem outras vantagens técnicas

como, por exemplo, suavização de paragens e arranques, adaptação do acionamento à carga, otimização dos ciclos de funcionamento às necessidades de produção, implementação rápida de elevados níveis de proteção, otimização do fator de potência, poupança de energia, entre outros.

Podem ser controlados e monitorizados através de entradas e saídas “físicas” ou via bus de campo. São de fácil utilização e possuem sistemas intuitivos de parametrização, programação e diagnóstico, podendo estes ser executados através de consolas ou, frequentemente, por PC, existindo para o efeito suites de aplicações específicas.

2.1. Constituição e princípio de funcionamento de um conversor de frequência Em todos os conversores de frequência é possível identificar inequivocamente duas secções: a secção de potência e a secção de controlo.

Figura 1. Conversores de Frequência MOVITRAC® LTP-B da SEW-EURODRIVE.

Novos requisitos de eficiĂŞncia energĂŠtica EU MEPS IE3

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de motores, e com ela pode vir a ideia de que todos os motores sĂŁo agora fabricados com materiais da mais elevada qualidade. Pode, contudo, nĂŁo ser sempre este o caso.

Para fabricantes bem conceituados, esta Ê uma oportunidade para a exibição de uma verdadeira diferenciação de mercado baseada em outros aspetos da sua oferta de motores, como fiabilidade elevada, acordos de serviço, suporte de instalação e apoio tÊcnico.

A alteração para IE3 tem tambÊm um impacto significativo nos custos dos fabricantes, pois embora os processos de produção possam não mudar muito, irão existir custos relacionados com a reformulação da conceção de produtos, o desenvolvimento de novas ferramentas e o aumento do uso de materiais mais dispendiosos.

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127$ 7¡&1,&$

1 de janeiro de 2015 foi um dia especial para os utilizadores de motores elÊtricos. Para uma classe específica de motores elÊtricos, a sua introdução no mercado europeu a partir desta data requer conformidade com o nível de eficiência energÊtica IE3. Esta obrigação traz consequências significativas para todos os intervenientes na cadeia de aprovisionamento, desde projetistas a integradores e a utilizadores. Identificamos aqui as açþes necessårias por parte do mercado para uma posição proativa face à regulamentação.

O dia 1 de janeiro de 2015 representa uma data importante para qualquer ator envolvido na especificação de motores elÊtricos como parte de maquinaria ou de sistemas integrados: a partir dessa data passou a ser requerida a Classe de Eficiência EnergÊtica IE3 para uma gama específica de motores. Segundo o Regulamento (CE) n.º 640/2009 da Comissão Europeia (CE) e o Regulamento modificativo (UE) n.º 4/2014, a eficiência de qualquer motor elÊtrico trifåsico assíncrono de velocidade única com uma potência estipulada de saída entre 7,5 e 375 kW introduzido no mercado a partir dessa data não pode ser inferior ao nível IE3.

Os motores IE2 continuam a poder ser utilizados desde que equipados com um controlo eletrĂłnico de velocidade, essencialmente um conversor de frequĂŞncia de velocidade variĂĄvel.

Esta regulamentação, frequentemente designada Norma Europeia de Desempenho Mínimo de Energia (EU MEPS,

European Minimum Energy Performance Standard), irå tambÊm aplicar-se a partir de 1 de janeiro de 2017 a motores de potências entre 0,75 e 7,5 kW. Prevê-se que, só na Europa e no âmbito do processo MEPS, a substituição gradual de cerca de 30 milhþes de motores industriais irå trazer poupanças energÊticas anuais de 5,5 milhþes de MWh e uma concomitante redução de 3,4 milhþes de toneladas de emissþes de CO2.

Assim, quais as questþes que fabricantes de motores, fabricantes de equipamentos de origem (OEM), construtores de måquinas, integradores de sistemas e utilizadores finais necessitam de considerar para uma transição com sucesso para o novo mundo dos requisitos IE3?

FABRICANTES DE MOTORES A introdução da obrigatoriedade de conformidade IE3 irå certamente estabelecer o ponto de referência para os fabricantes

FABRICANTES OEM E CONSTRUTORES DE Mà QUINAS Embora a regulamentação EU MEPS afete principalmente os fabricantes de motores, irå tambÊm ter implicaçþes para os fabricantes OEM no que concerne às gamas de motores disponibilizados pelos seus fornecedores usuais. A possibilidade de acesso a uma gama completa de motores IE3 a partir de um único fornecedor serå benÊfica para os OEM, especialmente aqueles com uma presença significativa na Europa.

Os OEMs deveriam ter em preparação a incorporação de motores IE3 nas suas måquinas ou aplicaçþes, e deveriam ser claros e específicos com os seus fornecedores sobre o que querem e o que não querem. Por exemplo, para aplicaçþes de binårio constante, onde poderå não haver requisitos de redução de velocidade, a adaptação de um conversor de frequência de velocidade variåvel a um motor IE2, embora permitida pela nova regulamentação, pode não ser rentåvel.

Os OEM deveriam tambÊm considerar as alteraçþes que esta regulamentação tem para as suas cadeias logísticas

Rega inteligente: inovador sistema direto de bombagem solar

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Omron Electronics Iberia, S.A. Tel.: +351 219 429 400 info.pt@eu.omron.com ¡ http://industrial.omron.pt

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Fruto do impulso da AIMCRA (Associação para a Investigação para a Melhoria do Cultivo do Açucar da Beterraba) e da sua colaboração com a empresa de engenharia RiegoSolar, e a Cooperativa Estrella de San Juan, colocou-se em pråtica o projeto de rega e energia com maior impacto nas últimas dÊcadas em Espanha.

Isto foi garantido mediante o lançamento à escala real de um sistema direto de bombagem solar de elevada potência, com pressão e caudal constantes, com o qual Ê possível reduzir em 80% o custo da rega e em 100% as emissþes de CO2 para a atmosfera.

A RiegoSolar Ê uma empresa espanhola de engenharia, localizada em Valladolid, e dedicada à aplicação da energia solar fotovoltaica às culturas agrícolas. O sistema patenteado consegue manter a pressão constante da rega atravÊs da aspersão de qualquer tamanho, tanto em coberturas como em eixos ou em canos, sem recorrer ao uso de energias convencionais e nem ao armazenamento de energia em baterias ou ågua em grandes reservatórios.

Este novo sistema com base no uso exclusivo de energia solar tambÊm Ê capaz de melhorar a eficiência energÊtica e hidråulica da instalação e de automatizar, por completo, a programação dos riscos em função das necessidades de cultivo.

A primeira instalação a grande escala estå localizada em Torrecilla de la Abadesa, em Valladolid, com as seguintes caraterísticas:

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SuperfĂ­cie regada: 19 hectares de terreno de cultivo no verĂŁo e 46 hectares de terrenos de cultivo na primavera; Profundidade da ĂĄgua: 90 metros; Instalação da rega: 3 eixos (56 hectares) e 3 coberturas a 12 x 18 (13,90); PotĂŞncia fotovoltaica instalada: 121 600 Wp; Capacidade de bombagem: 150 000 litro/hora; Horas de funcionamento contĂ­nuo: 10 a 12 horas/diĂĄrias em tempo de rega; PressĂŁo da ĂĄgua nos emissores: 4,0 kg/cm2 na cobertura e 0,60 kg/cm2 nos eixos; Custo da instalação: 152 000â&#x201A;Ź; Custo da bombagem da ĂĄgua: 3,2 cĂŞntimos de â&#x201A;Ź/m3 (quando comparado com 17 cĂŞntimos de â&#x201A;Ź/m3 com o gerador a Ăłleo); Prazo de recuperação do investimento: 4 a 5 anos.

Este sistema possui como vantagem principal a capacidade de se adaptar a qualquer tipo de risco â&#x20AC;&#x201C; rega por aspersĂŁo, eixos (eixo) ou goteira â&#x20AC;&#x201C; ao ser capaz de manter a pressĂŁo constante sem ter de utilizar baterias, nem acumulação de ĂĄgua

em grandes depĂłsitos ou reservatĂłrios.

TambÊm não existe limitação de potência uma vez que se utilizam bombas convencionais e para a sua utilização num poço mais profundo ou numa exploração com mais hectares apenas seria necessårio aumentar o número de painÊis solares que alimentam a instalação.

Perante isto, os mĂŠtodos tradicionais requerem, depois de extrair a ĂĄgua mediante mĂłdulos fotovoltaicos, armazenar grandes quantidades de ĂĄgua em depĂłsitos mais elevados ou em reservatĂłrios para serem mais tarde bombeados atravĂŠs de outras fontes de energia convencionais, como a eletricidade ou o gasĂłleo.

Mas, sem dĂşvida, que o mais atrativo para o agricultor ĂŠ o baixo custo da energia, que ĂŠ 5 vezes menor do que as energias utilizadas atĂŠ agora, gasĂłleo e eletricidade da rede. Outra das suas grandes vantagens ĂŠ o facto de evitar a emissĂŁo para a atmosfera de 120 000 kg de CO2 anualmente. Mas a somar a isso, a rega por bombagem solar supĂľe uma autonomia energĂŠtica para o agricultor que, assim, jĂĄ nĂŁo depende em termos energĂŠticos de nenhum fornecedor, o que lhe permite assegurar a rentabilidade relativamente a futuras subidas de energia por parte das empresas elĂŠtricas ou de hidrocarbonetos.

A ENERGIA SOLAR E A REGA Dentro das possíveis utilizaçþes da energia solar fotovoltaica, talvez a rega seja uma das que melhor se adaptam a este tipo de flutuação de energia, uma vez que tanto a potência elÊtrica gerada nos painÊis fotovoltaicos como as necessidades de ågua dos cultivos estão regidos pela mesma variåvel, a radiação solar; quanto mais necessita de regar, mais potência fotovoltaica estå disponível para a bombagem da ågua.

PROJETO INOVADOR. REGA INTELIGENTE A agricultura ĂŠ um dos principais consumidores de energia da sociedade, a

7.ª edição “Rittal on Tour”: sucesso assegurado!

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Rittal Portugal Tel.: +351 256 780 210 · Fax: +351 256 780 219 info@rittal.pt · www.rittal.pt

Helena Paulino

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A Rittal Portugal voltou, em 2015, a realizar por todo o país mais uma “Rittal on Tour”, mostrando ao mercado as suas novidades.

Tal como nos anos anteriores, a Rittal viajou de norte a sul do país com a sua exposição itinerante e interativa, “Rittal on Tour”, e aproveitou para apresentar o seu vasto portefólio de produtos, revelando as mais recentes novidades e inovações aos seus clientes e ao mercado em geral.

Cerca de duas centenas de profissionais visitaram esta exposição itinerante que já se tornou num hábito no mercado português. Houve, assim, oportunidade para os clientes Rittal conhecerem as

mais recentes novidades com destaque para armários e acessórios para automação industrial e para quadros elétricos, climatização para armários e datacenters, infraestruturas para datacenters, software e os serviços disponibilizados.

A Rittal iniciou a sua viagem a 9 de fevereiro na Sotécnica em S. Julião do Tojal e na Siemens na Amadora, viajando no dia seguinte para a Tabaqueira em Sintra e a Portucel Soporcel em Setúbal. No terceiro dia da Jornada subiram para norte visitando a Celbi e Portucel Soporcel na

Os profissionais da Rittal durante a “Rittal on Tour” mostraram as soluções de forma individual ou coletiva aos visitantes do camião, explicando de forma pormenorizada todas as vantagens, funcionalidades e caraterísticas de cada produto.

Figueira da Foz e a JPM e Sistop em Vale de Cambra. E nos dois últimos dias, 12 e 13 de fevereiro o camião da Rittal esteve estacionado, respetivamente, na Efacec na Maia, na Petrogal em Leça da Palmeira e na Continental Mabor em Vila Nova de Famalicão.

Os profissionais da Rittal durante a “Rittal on Tour” mostraram as soluções de forma individual ou coletiva aos visitantes do camião, explicando de forma pormenorizada todas as vantagens, funcionalidades e caraterísticas de cada produto. Desta forma, os profissionais de todo o país tiveram a oportunidade de conhecer, in loco, os produtos da Rittal, sempre acompanhados por especialistas disponíveis para o esclarecimento de qualquer dúvida.

volvimento e comercialização de sistemas aplicados à inspeção e calibração de produtos e matérias-primas para diferentes setores. Localizada no Parque Industrial de Celeirós, a Enermeter foi fundada em 2001 e é uma empresa tecnológica que se dedica ao desenvolvimento de soluções inovadoras, e a somar a isso, foi a primeira empresa portuguesa a exportar sistemas automáticos de inspeção para o

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Carlos Oliveira destacou a importância de “mostrar os bons exemplos que são desconhecidos para os bracarenses”. Relembrou que a Enermeter – Sistemas de Medição é mais uma empresa bem posicionada no plano internacional e, por isso, a InvestBraga deve ajudar naquilo que possam ser oportunidades de investimento futuro. Ricardo Rio enumerou o aspeto inovador da Enermeter em setores importantes como a saúde, com o exemplo do sistema de deteção automática de microcalcificações em imagens de mamografias digitais. Carlos Oliveira destacou ainda a aposta da Enermeter em recursos humanos altamente qualificados: “é este o caminho que a InvestBraga procura incentivar, o da aposta no conhecimento e nas tecnologias avançadas como forma de diferenciação.”

Manuel Machado, sócio fundador e administrador da Enermeter, caraterizou a atividade desta empresa nacional em duas áreas diferentes: desenvolvimento e comercialização de sistemas e serviços de medição, controlo e gestão de recursos energéticos, e ainda a conceção, desen-

controlo de qualidade na indústria automóvel alemã. Manuel Machado indicou a necessidade de criar sinergias como fundamental para promover Braga como um município com capacidade para alavancar negócios e receber empresas e investimentos de excelência: “a atribuição do título de Embaixador Empresarial é um reconhecimento da valia do trabalho que temos vindo a realizar e que ficará muito mais enriquecido com os desígnios desta nova missão para a qual podem contar com o nosso total empenho.”

Ricardo Rio determinou que estas iniciativas são muito importantes uma vez que dão a conhecer o grande potencial das empresas do concelho de Braga, até porque segundo explicou “as pessoas nem sempre têm a perceção de que em Braga existem empresas que trabalham com tecnologia de ponta e, no que se refere ao seu leque de serviços, estão na vanguarda de intervenção a nível internacional como é o caso da Enermeter.” E sublinhou ainda que a capacidade empreendedora e o conhecimento existente em Braga, da qual a Enermeter é um enorme exemplo, tornam o concelho num destino bastante atrativo para futuros investimentos: “é com capacidade de inovar e de trabalhar com parâmetros elevados que testemunhamos na Enermeter que podemos construir um percurso capaz de levar ao crescimento económico de toda a região.”

ENERMETER Tel.: +351 253 287 237 enermeter@enermeter.pt · www.enermeter.pt

A empresa de Braga com 27 trabalhadores foi considerada a meados de novembro como a “embaixadora empresarial” da cidade, um título atribuído no âmbito de uma visita por parte do Presidente da Câmara Municipal de Braga, Ricardo Rio, e do Administrador Não Executivo da InvestBraga, Carlos Oliveira, às instalações da empresa no Parque Industrial de Celeirós.

Helena Paulino

Enermeter: embaixadora empresarial de Braga

TRATAMENTO DE LODOS DE ESTAÇÕES DE TRATAMENTO DE ÁGUA

25,04€ 20,03€

Autor: Carlos A. Richter ISBN: 9788521202899 Editora: BLUCHER

Sinopse: Este livro destina-se a engenheiros e técnicos responsáveis por projetos e operação de estações de tratamento de água e pretende ser uma fonte de informação prática, mais do que teórica, no tema de tratamento e disposição dos resíduos de uma estação de tratamento de água. Francisco Gross comentou que “esta nova obra do engenheiro Carlos Richter constitui um excelente documento de grande valor didático, onde se encara a temática do tratamento e disposição final dos lodos gerados em estações de água potável, de forma rigorosa e prática. De facto, em virtude da notável experiência e formação do autor, logra-se conjugar no livro aspetos teóricos vinculados à modelação dos distintos fenómenos analisados, assim como antecedentes práticos de operações reais realizadas com esta temática tão particular.”

Número de Páginas: 112 Edição: 2001 (Obra em Português do Brasil) Venda online em www.engebook.com

Índice: Resíduos das Estações de Tratamento de Água. Propriedades Físicas do Lodo. Adensamento. Métodos de Desidratação Mecânica. Métodos não Mecânicos de Desidratação. Propriedades Reológicas - Transporte de Lodo. Disposição Final dos Lodos. Referências. Glossário.

e www.engebook.com.br

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MONTAGENS INDUSTRIAIS  PLANEJAMENTO, EXECUÇÃO E CONTROLE 4ª EDIÇÃO

38,16€ 30,53 € Autor: Paulo S. Thiago Fernandes ISBN: 9788588098329 Editora: ARTLIBER Número de Páginas: 371 Edição: 2011 (Obra em Português do Brasil) Venda online em www.engebook.com e www.engebook.com.br

Sinopse: A montagem industrial ou montagem eletromecânica corresponde à etapa final dos projetos de implantação, ampliação ou reforma de unidades industriais. Esta é executada, normalmente, após a conclusão das obras de construção civil, ou pelo menos quando estas estiverem suficientemente avançadas. As suas 5 atividades básicas são: montagem de estruturas metálicas, montagem mecânica, montagem de tubulações, montagem elétrica, montagem de instrumentação. O setor da montagem industrial obteve na última década uma receita operacional bruta acima de 1,3 bilhão de dólares/ ano, com mais de 50 mil empregados, envolvendo engenheiros, técnicos, supervisores e outros profissionais. Com o atual aquecimento dos negócios e a instalação e ampliação de novas indústrias em todos os setores, incluindo energia, siderurgia, petróleo, petroquímica, mineração, agroindústria e outros, espera-se que estes números venham a ser ultrapassados a partir de 2005. O autor deste livro, nos seus 20 anos de experiência na área de montagens, ressentiu-se sempre da falta de uma literatura técnica que expusesse, de forma específica e abrangente, os fundamentos e informações essenciais à implementação da atividade de montagem. Procurou escrevê-lo sob a ótica do montador, não do projetista, fabricante ou construtor. Dentro dessa orientação, são abordadas as cinco modalidades básicas que compõem a montagem: estruturas metálicas, equipamentos mecânicos, tubulações, elétrica e instrumentação. Além destas, algumas técnicas sempre presentes, como o transporte e levantamento de cargas, a soldagem e a pintura. Complementando o assunto, noções de gestor de obras, planeamento, programação e controlo, qualidade, custos, orçamento e contratação de serviços. Assinale-se a inclusão de uma coletânea de índices de montagem que poderão servir como referência para a organização de um arquivo próprio, adaptado a caraterísticas da empresa, à natureza dos serviços, a condições locais e a outros fatores condicionantes da produtividade da mão-de-obra. Os assuntos abordados poderão ser úteis aos profissionais ligados a obras de construção e montagem, incluindo engenheiros, técnicos, supervisores e administradores em geral, bem como aos professores e estudantes das escolas técnicas e de engenharia. Índice: Recursos físicos para a montagem. Transporte e levantamento de cargas. Soldagem. Pintura industrial.

Montagem mecânica. Montagem de estruturas metálicas. Montagem de tubulações. Montagem elétrica.

Montagem de instrumentação. Montagem de dutos. O canteiro de obra. Segurança e medicina do trabalho.

Planejamento, programação e controle. Representação gráfica do planejamento. Controle de custos.

Qualidade na montagem. Anexo: Equipamentos de aluguel; Ferramentas e instrumentos de medida; Caixas de ferramentas; Materiais de consumo; Convenções para fluxogramas de tubulação; EAP – Estrutura analítica do projeto; Índices de montagem: A - Estruturas metálicas, B - Equipamentos mecânicos, C - Tubulação, D - Elétrica e instrumentação, E - Isolamento térmico e revestimentos, F - Pintura, G – Soldagem; Critérios de medição; Plano de Custos; Normas técnicas. Referências bibliográficas.

TRATAMENTO DE ÁGUA PARA CONSUMO HUMANO E USO INDUSTRIAL 2.ª EDIÇÃO ATUALIZADA E AMPLIADA

14,50 €

Autor: António Guerreiro de Brito, José Maria Marques Oliveira, João Monteiro Peixoto ISBN: 9789899889606 Editora: ENGENHO E MEDIA Número de Páginas: 258 Edição: 2014 (Obra em Português) Venda online em www.engebook.com e www.engebook.com.br

Sinopse: A formação em engenharia exige um conjunto de elementos instrumentais de suporte para assegurar a respetiva lecionação. Entre eles, para que se possam conferir com sucesso os conhecimentos necessários, é determinante a existência de conteúdos de índole teórico-prática, problemas ou exercícios. A sua resolução, acompanhada ou não, é fundamental para a eficácia da docência ao nível universitário e, também, para a formação em contínuo no domínio da engenharia. No domínio dos sistemas de tratamento de água para consumo humano e uso industrial verifica-se, pelo menos nos países de expressão portuguesa, uma clara insuficiência de material de apoio a esta componente de ensino teórico-prática. Os exercícios disponíveis para consulta estão dispersos por diversos livros em língua não portuguesa e não cobrem todos os aspetos que se pretendem consolidar. Os autores entenderam, por isso, que seria de todo o interesse uma sistematização de conhecimentos que contribuísse, com uma linguagem simples e prática, para uma melhor aprendizagem no domínio do projeto e da exploração dos sistemas de tratamento de água. Em complemento, julgaram útil incluir uma componente formativa sobre a aplicação do Sistema Internacional de Unidades. Índice: Lista de Símbolos e Abreviaturas. Tratamento de Águas para Consumo Humano e Uso Industrial.

Coagulação-Floculação. Sedimentação/Decantação. Filtração. Adsorção em Carvão Activado. Permuta Iónica.

Guia para o Uso do Sistema Internacional de Unidades, SI. A Coerência do uso do SI. Casos Especiais de Unidades e Medidas de Concentração. Exercícios. Bibliografia. Anexo. A.1 - Massas Atómicas dos Elementos.

A.2 - Propriedades Físico-químicas da Água e Constantes de Dissociação do H2 CO3 e HCO3. A.3 - Potenciais-

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padrão de Redução. A.4 - Informação Auxiliar de Cálculo.

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Amaciamento por Precipitação Química. Desinfecção e Oxidação Química. Separação por Membranas.

TRATAMENTO DE ÁGUAS DE ABASTECIMENTO 3.ª EDIÇÃO

27,85€ 25,07€ Autor: Célia dos Anjos Alves ISBN: 9789728953461 Editora: PUBLINDUSTRIA Número de Páginas: 382 Edição: 2010 (Obra em Português) Venda online em www.engebook.com e www.engebook.com.br

Sinopse: Os temas deste livro são os correntes nos programas das disciplinas de tratamento de águas de abastecimento nos cursos de Engenharia do Ambiente, Civil, Hidráulica e Sanitária. As presentes notas deverão ser encaradas como um elemento de estudo a ser complementado, sempre que possível, com consultas bibliográficas para um maior aprofundamento de conhecimentos. A intenção de imprimir ao texto uma índole acentuadamente formativa pretende habilitar os alunos para o futuro desempenho de funções em áreas das engenharias já citadas, proporcionando-lhes as bases teóricas que permitam a correta interpretação dos parâmetros de qualidade de água e dos processos e operações unitárias dos sistemas de tratamento de água. Procura-se igualmente abrir perspetivas para a execução de estudos preliminares conducentes à elaboração de projetos de Estações de Tratamento de Água e dotar os leitores de uma capacidade de intervenção na exploração e manutenção destas últimas. Para estabelecer uma transição entre o livro de texto e a mera coletânea de exercícios, a abordagem teórica é acompanhada pela resolução de alguns problemas. A inclusão de exercícios resolvidos contribui para um melhor entendimento das matérias e alargar o âmbito dos conhecimentos dos alunos. Índice: Qualidade da água. Coagulação-Floculação. Sedimentação. Filtração. Desinfeção. Amaciamento por precipitação e estabilização. Adsorção e permuta iónica. Tratamentos diversos. Referências. Apêndice.

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28 a 31

Exposalão

Matérias-Primas e Tecnologia para Moldes Portugal

outubro

info@exposalao.pt

e Plásticos

2015

www.exposalao.pt

Salão de Máquinas, Equipamentos,

Batalha,

UREËWLFD

&$/(1'ò5,2 '( (9(1726

INTERMACH

Feira Internacional de Tecnologia

VHPLQ»ULRV H FRQIHUÄQFLDV DESIGNAÇÃO

TEMÁTICA

TÉCNICO/A DE REFRIGERAÇÃO

Formação na Área da Climatização

E CLIMATIZAÇÃO

FORMAÇÃO BÁSICA

Formação na Área da Segurança

EM SEGURANÇA

CURSO BÁSICO

Formação na Área da Fresagem

DE FRESADORA

LOCAL

DATA

CONTACTO

Lisboa,

01 dezembro

CENFIM

Portugal

2014 a 30

lisboa@cenfim.pt

junho 2016

www.cenfim.pt

Sines,

04 a 06

CENFIM

Portugal

maio

sines@cenfim.pt

2015

www.cenfim.pt

Palmela,

11 a 14

ATEC – Academia de Formação

Portugal

maio

infopalmela@atec.pt

2015

www.atec.pt

São Paulo,

20 a 22

Tissue World

Brasil

maio

info@tissueworld.com

2015

www.tissueworld.com

Rio de Janeiro,

25 e 26

IBP

Brasil

maio

congressos@ibp.org.br

2015

www.ibp.org.br

Porto e Palmela,

22 a 24

ATEC – Academia de Formação

Portugal

junho

infoporto@atec.pt

2015

www.atec.pt

CONVENCIONAL

TISSUE WORLD SÃO PAULO

CONGRESSO

Indústria de Papel e Celulose

Congresso na Área da Automação

RIO AUTOMAÇÃO 2015

CONFORMAÇÃO DE MATERIAIS

Formação na Área dos Materiais

Robótica 2015: XV RoboCup Portugal Open O Robótica 2015, de 8 a 12 de abril, decorrerá na Universidade de Trás-os-Montes e Alto Douro em Vila Real. Este evento terá uma conferência internacional (International Conference on Autonomous Robot Systems and Competitions) com oradores internacionais de renome; o Festival Nacional de Robótica onde diversos robots competem em várias provas, de escalão júnior e sénior e algumas destas provas são provas oficiais RoboCup. Também haverá exposições de tecnologia ligadas à robótica, a denominada Feira de Robótica, um espaço para a mostra da robótica nacional e onde as empresas terão um espaço próprio para mostrar os seus produtos. Este ano a temática está relacionada com uma área científica, a agricultura e a floresta, e a entrada é livre. http://robotica2015.utad.pt/pt-pt

UREËWLFD

/,1.6

MetalMadrid A MetalMadrid é um evento moderno, feito à medida das empresas atuais, centrado no setor industrial e onde se refletem todos os pontos de interesse para este setor, desde a Maquinaria, a Subcontratação, Fornecimentos, Engenharias, Materiais e Outros.

Em 2015, a MetalMadrid realizará a sua 8.ª edição na IFEMA, com um salto qualitativo relativamente à superfície expositiva. www.metalmadrid.com

RoboEarth A RoboEarth permite aos robots armazenar e compartilhar informações. Os robots podem utilizar a representação comum dada pela linguagem RoboEarth e o armazenamento fornecido pela base de dados RoboEarth para armazenar e partilhar informações, e assim, há um aumento significativo da velocidade de aprendizagem através da experiência de outros robots. A RoboEarth permite aos investigadores criar robots com instruções de tarefas ao invés de robots apenas para uma programação individual. Os robots podem ainda utilizar a grande infraestrutura computacional existente na web para tarefas computacionais mais complexas. Os robots podem utilizar a nuvem como um meio comum para colaborar e alcançar uma tarefa comum. http://roboearth.org

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