ENIDH - Mestrado em Engenharia de Máquinas Marítimas
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- Towards Sustainable Energy: the influence of Hydrogen Blending with Natural Gas on Boiler Emissions and Pathways to Decarbonize IndustriesPublication . Pessoa, António Valadão dos Santos Sérgio; Pereira, Sandrina BaptistaPeritos em alterações climáticas acreditam que a emissão de gases com efeito de estufa provenientes da combustão de combustíveis fósseis é responsável pelas alterações climáticas globais. Para combater o aumento da temperatura média global, estão a ser aplicados regulamentos, mais rigorosos que incidem na eficiência energética, poluição atmosférica e emissões de gases com efeito de estufa, criando desafios a todos os sectores dependentes de combustíveis fósseis, incluído o sector da indústria marítima. Os combustíveis e fontes de energia alternativas são cruciais para atingir a descarbonização do sistema energético mundial e apesar de muitos combustíveis alternativos estarem em fase de desenvolvimento, não se encontram prontos para uma utilização imediata. Uma mistura de hidrogénio e gás natural pode ser um primeiro passo valioso para reduzir as emissões de dióxido de carbono, de óxidos de azoto e de hidrocarbonetos provenientes de instalações industriais. O presente trabalho tem como objetivo analisar os efluentes de uma caldeira alimentada por uma mistura de gás natural e diferentes percentagens de hidrogénio, assim como apresentar uma visão geral de outras alternativas significativas que possam dar novo rumo às indústrias dependentes de combustíveis fósseis.
- Diagnóstico de falhas, utilizando a análise de vibração e a termografiaPublication . Duarte Maria d´Orey Manoel Lopo de CarvalhoEsta dissertação pretende abordar a temática da manutenção condicionada, através da apresentação e posterior utilização de duas formas de diagnóstico de falhas em equipamentos: a medição de vibrações e a termografia. A utilização da análise de vibrações permite estudar a evolução durante um determinado período os equipamentos existentes no IPAMEI. O uso da termografia em quadros elétricos, tubagens e painéis solares permite constatar a grande aplicabilidade desta técnica, tanto no diagnóstico de falhas, como na utilização da mesma no dia-a-dia. Por manutenção entende-se o conjunto de ações que são levadas a cabo com vista a manter em condições aceitáveis de funcionamento os equipamentos e/ou instalações, de forma a aumentar a sua longevidade e a sua produtividade. Permite também controlar a sua qualidade e segurança com o mínimo de custos. A manutenção condicionada é um tipo de manutenção preventiva, subordinada à informação de um sensor ou à medição de parâmetros pré-determinados teoricamente, que possibilitem identificar o estado de funcionamento e de degradação de um determinado equipamento. Este tipo de intervenção é realizado quando o equipamento exibe componentes em mau estado e permite que a manutenção seja realizada o mais próximo possível da falha, sem, contudo, colocar em risco a segurança e o funcionamento do mesmo.
- Procedimentos para segurança e inspeção a bordo de naviosPublication . Ferreira, Mário; Silva, João Emílio do Carmo,A indústria dos transportes marítimos é uma das atividades mais importantes de qualquer país, não apenas para o seu desenvolvimento económico, mas também como garante da sua soberania e independência constituindo a segurança marítima uma componente fundamental desta atividade. Tendo como princípios orientadores a segurança e o ambiente marinho, a comunidade marítima internacional adotou, ao longo dos anos, vários tratados tendo como principais objetivos fornecer instrumentos para uma melhor cooperação entre governos no campo da regulamentação e das práticas relacionadas com assuntos técnicos de qualquer género aplicáveis aos navios operando no tráfego internacional. Outro dos objetivos desses instrumentos, foi o de estimular e facilitar a adoção de padrões elevados no que respeita à segurança, eficiência da navegação e à prevenção e controlo da poluição pelos navios. Apesar do esforço das diversas entidades envolvidas, as normas, regulamentos e diretrizes aplicáveis à atividade marítima não se mostram totalmente eficazes quando o assunto é acidente de trabalho a bordo, pois não preveem, salvo em alguns casos, a recolha e o tratamento sistemático dos incidentes e acidentes a bordo, o que poderia servir como base de estudo para aperfeiçoamento das regras para segurança dos navios e do trabalho a bordo.
- Detecção prevenção de falhas aplicando ferramentas da qualidade no ciclo PDCA para melhoria continua. Estudo de caso: instalação de tratamento de petróleoPublication . Carlos, Inácio Miguel; Marat-Mendes, RosaAs técnicas de análise a partir de ciclos de melhoria contínua e ferramentas da qualidade são cada vez mais aplicadas na indústria como instrumentos estratégicos para a prevenção, detecção e previsão de falhas e a garantia da integridade dos processos. Neste âmbito, esta dissertação propõe o uso das ferramentas da qualidade dentro do ciclo de melhora contínua PDCA para associar aspetos qualitativos (através de informações coletadas no campo com a opinião de especialistas) e quantitativos (provenientes de bancos de dados de registos de falhas de uma empresa do ramo petrolífero). A proposta deste trabalho desenvolveu-se aplicando um procedimento ao sistema de reinjecção de água na instalação de tratamento de petróleo Castanha, Bloco Sul Cabinda. O procedimento foi dirigido à detecção e prevenção de falhas nos equipamentos, nomeadamente bombas centrífugas e de deslocamento positivo. Aproveitaram-se as 4 fases de ciclo PDCA e em cada uma delas utilizaram-se as ferramentas da qualidade. Os dados obtidos nas avaliações foram processados para o sistema analisado de onde se obtiveram vários indicadores de gestão da manutenção, nomeadamente as Taxa de falhas das bombas, assim como o MTBF e o MTTR. Foi realizada a FMEA para as bombas junto de uma série de medidas de solução para o caso de alguma destas bombas falhar, em conjunto com a implementação de vários projetos de melhorias da instalação. Ficou claro através das curvas de tendência, do impacto que o tempo de paragem dos equipamentos tem sobre a produção de petróleo e gás, assim como no consumo de água no sistema estudado influênciando directamente nas perdas económicas da referida instalação.
- BASSnet Project ModulePublication . Costa, Daniel Alexandre de Melo e; Batista, Luis FilipeA administração e controlo do processo de Docagem de um navio envolve tarefas de complexidade elevada. Geralmente os Superintendentes utilizam ferramentas / softwares (por exemplo: Refman, folhas excel, Sistema ERP BASSnet, etc.) como base de suporte para a preparação e controlo. Um Sistema ERP potencia a melhoria neste processo e as suas inter-relações entre processos. No âmbito da minha experiência professional na Stolt Tankers, com a utilização do sistema ERP da BASSnet, onde um Módulo de Projetos pode ser usado tanto no controlo como no planeamento de todos os custos inerentes a uma docagem, identificou-se que este ainda assim tinha lacunas significativas e não correspondia às necessidades do utilizador, designadamente o sistema deveria permitir que o Superintendente cumprisse com os procedimentos e requisitos financeiros, em particular durante a execução em Estaleiro, todavia tal não estava disponivel. Após uma análise profunda e detalhada do próprio sistema, houve a necessidade de identificar todos os requisitos necessários à mudança e implementá-los para aprimorar a funcionalidade do Módulo de Projectos BASSnet garantindo assim um modo fácil e rápido para controlo de custos da docagem através de um ponto central. O resultado dessa melhoria traduziu-se numa redução significativa do tempo dedicado por parte do Superintendente durante o processo de docagem e controlo de custos, originando melhor qualidade para a equipa técnica em tarefas de valor acrescido ao nivel da gestão, com um resultado inovador directamente no ERP. Embora não tenhamos acrescentado nada ao processo de Docagem, apenas aprimorou-se a ferramenta de controle das Atividades de Gestão de Projetos, controle de custos e gestão do tempo do superintendente. Com o desenvolvimento desta melhoria nesta ferramenta/módulo, a Stolt teve um bom retorno.
- Balanço energético de uma instalação propulsora a vapor e comparação com um ciclo combinadoPublication . Almeida, Pedro Simões Tiago de; Nogueira, Manuel Duarte Dias MendesA otimização da utilização da energia disponível num combustível por um navio, no transporte de recursos e bens por via marítima, está em constante desenvolvimento. A constante pesquisa e o desenvolvimento de novas soluções de propulsão com melhores eficiências energéticas, menores custos e períodos de imobilização para manutenção mais curtos, tem um impacto direto numa operação comercialmente viável de um navio. O transporte de LNG (gás natural liquefeito) por via marítima acarreta alguns desafios particulares devido à sua temperatura extremamente baixa de liquefação e a todo o processo de controlo de pressão nos tanques de carga do navio que é necessário efetuar durante a sua viagem. Atualmente, é ainda neste tipo de navios que é possível encontrar um sistema de propulsão há muito descartado no projeto de outros tipos de navios, o sistema de propulsão com turbinas de vapor. A propulsão com este tipo de instalação tem claras desvantagens no que diz respeito à sua eficiência, mas é ainda utilizada neste tipo de navios devido à maior facilidade com que se pode utilizar o boil off gas (gás natural que muda para o estado gasoso dentro dos tanques de carga de forma natural), como combustível nas suas caldeiras de produção de vapor. O objetivo central deste trabalho foi o de efetuar uma comparação entre uma instalação de propulsão com turbinas a vapor que existe num navio em particular, que está modelada no simulador de máquinas marítimas da ENIDH e uma nova geração de instalação que tem como base um ciclo combinado composto por uma turbina de gás e uma turbina de vapor.
- Adoção de políticas avançadas de manutenção em parques eólicosPublication . Barata, Paulo Miguel Ribeiro; Mendonça, Luis Manuel FernandesA utilização de recursos energéticos renováveis apresenta-se como um caminho vital para a humanidade alcançar um desenvolvimento sustentável. Neste caminho, a energia eólíca surge como um dos principais vetores de orientação, tendo evoluído de forma quase exponencial nos últimos anos. No entanto, apesar da sua relativa mat uridade, esta tecnologia enfrenta ainda alguns problemas e desafios. Não obstante a experiência, adquirida nos últimos trinta anos e dos esforços para melhorar a fiabilidade operacional das turbinas eólicas, as taxas de falha ainda se apresentam elevadas. Face às correntes prátícas de manutenção das turbinas e às características de falha que vão ocorrendo (por vezes catastróficas) , existe por isso, a necessidade de adotar as estratégias de manutenção das turbinas eólícas mais avançadas e simultaneamente reduzir os custos operacionais durante o ciclo de vida, de modo a maximizar o retorno do investimento. Com este intuito, o presente trabalho de dissertação visa a aplicação de técnícas da inteligência artificial no auxílio à manutenção aplicada a turbinas eólicas. Assim , foi estudada a aplicação de redes neuronais na deteção de possíveis avarias em componentes vitais da turbina. Essas redes foram modeladas com dados reais disponibilizados pelo Sistema de Supervisão e Aquisição de Dados (SCADA) implantado num equipamento real. As redes neuronais são ferramentas informáticas ideais para trabalhar com muita informação, sendo que a sua aplicação depende da qualidade e quantidade dos dados. O equipamento de estudo utilizado nesta tese foi um aerogerador atualmente em funcionamento num parque eólico, representativo de um modelo instalado em grande número na frota portuguesa de turbinas eólicas instaladas. Os resultados obtidos neste trabalho, com a aplícação de redes neuronais para a previsão de avarias em rolamentos de apoio do eixo principal do aerogerador do parque eólico de estudo, provam que é possível realizar uma deteção de avaria, podendo assim ser adequados os programas de manutenção. Como base em todo o estudo realizado, foi elaborada uma ferramenta de diagnóstico de avaria que através de uma análise à distância se propõe servir de apoio à decisão das ações de manutenção dos operadores destes equipamentos.
- Análise da instalação de climatização do navio “M/V Island Dawn”Publication . Pires, Hugo Miguel Lobo; Nogueira, Manuel Duarte Dias MendesA execução incorreta de projetos navais leva à existência de instalações deficientes com consequências que podem ser impeditivas do cumprimento da funcionalidade para as quais foram desenvolvidas. Atualmente, existem ferramentas informáticas que permitem auxiliar a fase de projeto assim como validar o cumprimento da funcionalidade das instalações existentes. As instalações de climatização são de crucial importância uma vez que a sua principal função é a criação de níveis elevados de conforto térmico e qualidade do ar ambiente interior. O seu dimensionamento incorreto é passível de criar condições de insatisfação e implicações ao nível da saúde dos seus ocupantes. A bordo de um navio, em consequência das suas características e fins operativos, torna-se imprescindível que esta seja dimensionada por forma a cumprir as condições estipuladas quando sujeita às diferentes circunstâncias climáticas a que este possa vir a ser submetido. Adicionalmente, diretrizes internacionais exigem que se verifique um aumento da eficiência energética deste tipo de instalações. A presente dissertação analisa e avalia a instalação de climatização existente a bordo de um navio de apoio à exploração petrolífera, com o objetivo de validar o projeto que serviu de base à sua construção e implementação. A mesma propõe ainda, e justifica, uma solução alternativa àquela existente com recurso à simulação dinâmica através do programa informático EnergyPlus, e da interface gráfica DesignBuilder.
- Manutenção condicionada de equipamentos industriaisPublication . Faria, Joaquim Miranda de; Mendonça, Luis Manuel FernandesEsta tese vai incidir na implementação de manutenção condicionada em alguns equipamentos novos e noutros já implantados na linha de produção de gelados de uma unidade industrial. A unidade fabril é composta por várias linhas de produção que fazem diferentes tipos de gelados. Cada uma das linhas tem várias máquinas que executam as diferentes tarefas de produção de gelados, começando pelo enchimento e passando sucessivamente pelo fecho, congelamento, embalamento e seguindo depois para a paletização onde os produtos são colocados em paletes para serem transportados para as câmaras frigoríficas de armazenagem. A tese começa por fazer uma breve introdução da história da manutenção, dos vários tipos existentes e das várias formas de implementação e execução. Considerando que a unidade fabril onde será implementada a manutenção condicionada é a Fábrica Olá foca a evolução da manutenção nesta unidade fabril e finalmente debruça-se na linha dos cornetos na qual estão a ser montados uma série de equipamentos para automatização da linha de embalagem. Esta montagem é feita em duas etapas e terá a duração total de 4 meses. Durante a sua execução vai ser feita a identificação e codificação de todos os equipamentos a instalar. Para cada um deles será feito um estudo para definir qual o tipo de manutenção mais adequado. Em função deste estudo serão criadas as tarefas de manutenção, endereçadas às pessoas responsáveis pela sua execução.
- Projeto de Climatização de um HotelPublication . Martins, António Miguel Bernardo; Nogueira, Manuel Duarte Dias MendesAs instalações de condicionamento de ar são cada vez mais utilizadas em espaços públicos, nomeadamente em Hotéis, por razões de conforto e qualidade do ar ambiente. Este trabalho tem como objetivo a elaboração dum projeto de climatização de um hotel, respeitando os regulamentos em vigor e procurando obter uma instalação de elevada eficiência energética, com custos de exploração e manutenção reduzidos. Assim, pretende-se fornecer nas páginas seguintes os elementos reguladores do projeto, tanto ao nível da conceção da instalação e da qualidade dos equipamentos bem como da sua montagem. O cálculo das cargas térmicas de aquecimento e de arrefecimento do edifício foi efetuado recorrendo ao programa informático HAP da Carrier. O dimensionamento da UTAN foi efetuado recorrendo ao programa informático da Sandometal. As peças desenhadas do projeto foram executadas recorrendo ao programa informático AUTO-CAD 2007. A solução adotada, no essencial, é composta por uma unidade produtora de água fria (Chiller), uma unidade produtora de água quente (Caldeira), uma unidade de tratamento de ar novo (UTAN) e 36 unidades terminais do tipo ventiloconvector. A gestão técnica centralizada (GTC) permite otimizar a instalação, visualizar os dados de funcionamento e atuar sobre cada uma das suas unidades.