Techno-economic analysis of a hybrid solar-biomass heating system for the cork industry. What makes it profitable?

The industrial sector is an important energy consumer, which accounted for 29% of the world’s final energy consumption in 2015 [1]. In the European Union this share is slightly lower, 25% in 2016, and in Portugal 27% [2]. Moreover, its energy consumption is still dominated by fossil fuels and industry is therefore an important contributor to the emission of CO2 into the atmosphere. Looking at the penetration of renewable energies in the industrial sector, in 2016 in the EU28, only 8% of the final industrial energy consumption was supplied by renewable energies, being biomass presently the only renewable energy source with some expression and mainly in the biomass residue generating industries. This paper focuses on the cork industry, a sub-sector where Portugal is an important player worldwide. Many industrial units already use biomass as an energy source; however, part of it could be replaced by solar energy, freeing biomass for other uses. The use of solar energy is technically possible, and for some of the industrial processes can be provided with commercially available solar collector. However, this is not done. One of the reasons is that the solar systems are costly and the industry has energy systems with a long life and is sensitive to costs. According to [3], the implementation of solar systems in the industry requires the installation of pilot plants with the help of public funds or incentives. This work presents a techno-economic viability study for the implementation of a hybrid solar-biomass systems to provide process heat for the boiling of cork. As expected, for the proposed scenario, the implementation of the system is not profitable. The critical incentives in terms of CAPEX that would be required to implement the system with no financial losses are identified. Although the study focuses on a particular industrial sub-sector, it sheds light on the required incentives for the promotion of renewable process heat in industry

Modeling and simulation of healthcare pharmaceutical environments: a Petri nets approach

This study examines the drug distribution procedure in hospital, based on a bibliographic research and an interview with the pharmacy director of “Hospital de l Rio Ortega” in Vallado lid, Spain. It was necessary to elaborate a theoretical flux-gram of the medication distribution procedure describing the various stages in the process, as well as the objectives of the system, and its critical issues. All these steps depend on various health care providers and health care assistants directly linked. This systemization allowed the observance of the critical knots, understood as the processes and elements with critical impact over the quality of the distribution system. The understandi ng of the possible causes of the system‟s problems serves here as the basis for the formulation issues that make the evaluation possible. There are two basic known types of drug distribution systems: collective and individual. The collective system is the most primitive, although there are hospitals worldwide that adopt this system, considered to be the simplest and lowest in cost of deployment. The individual distribution system is more complex, it needs more professional pharmacists and a hospital pharmacy working around the clock and has as main features the fact that the product or drug is dispensed per patient, and not for the sector in which one may find himself hospitalized. The research of medication errors due to the type of distribution system adopted by hospitals has created a debate on the advantages and disadvantages of the existing systems. The use of a system model for distribution of medicines will provide a more appropriate reduction in risk of errors and foremost a reduction in hospital costs. One objective of this study is to show the best method of distribution of medicines in a hospital pharmacy, that is, the method of distribution in which the chance to experience a medication error would be smaller, and distribution times as well as staff needs were reduced to a minimum. The main objective of this work is to model the medication distribution process in Health-care environments, using Petri Net formalism, and extract information from those models through simulation, to support the decision making relating human resource availability. This work was done during a stage at the Cartif Foundation in Valladolid Spain, with the cooperation of the Valladolid University‟s School of Industrial Engineering. Este estudo examina o procedimento para distribuição de medicamentos dentro de um hospital, baseado numa pesquisa bibliográfica e uma entrevista com o director da farmácia do hospital “Hospital del Rio Ortega” em Valladolid, Espanha. Foi necessário elaborar um fluxogram teórico do procedimento de distribuição de medicamentos descrevendo os vários passos do processo, e ainda os objectivos do sistema e os seus pontos críticos. Todos estes passos dependem de vários assistentes e auxiliares de saúde directamente ligadas. Esta sistematização permitiu observar os pontos críticos, compreendido como os elementos com impacto critico na qualidade do sistema de distribuição. A compreensão das possíveis causas dos problemas do sistema servem de base para formular questões que tornam possível a sua avaliação. Existem dois sistemas básicos de distribuição de medicamentos: Colectivo e Individual. O sistema colectivo é o tipo de distribuição mais primitivo, mas apesar disso existem muitos hospitais do mundo que adoptam este sistema por ser considerado o mais simples e de implementação mais barata. O sistema individual é mais complexo e necessita de mais profissionais qualificados, nomeadamente farmacêutico e\ou técnico de farmácia, a trabalhar 24 horas por dia, tendo como principal característica o facto de que cada produto ou medicamento é dispensado por pessoa e não por sector ou andar em que um possa estar hospitalizado. A pesquisa de erros médicos devido ao tipo de distribuição de medicamentos adoptado pelos hospitais tem criado debate sobre as vantagens e desvantagens dos sistemas existentes. O uso de um modelo para a distribuição de medicamentos levará á redução de erros e acima de tudo pode contribuir para a redução de custos do hospital. Um dos objectivos deste estudo é mostrar o melhor método de distribuição de medicamentos de uma farmácia hospitalar, isto é, o método de distribuição em que se minimiza o risco de erros de medicação, tempos de distribuição assim como necessidade de recursos humanos. O objectivo principal deste trabalho é modelar o processo de distribuição de medicamentos em ambiente hospitalar, usando o formalismo das Redes de Petri, e extrair informação desses modelos através de simulação para apoiar tomadas de decisão relativas á disponibilidade de recursos humanos. Este trabalho foi desenvolvido durante uma estadia na Fundação Cartif de Valladolid em Espanha com a cooperação da Escola de Engenharias Industriais da Universidade de Valladolid

O eczema atópico em crianças: diferentes abordagens terapêuticas

A dermatite atópica é uma doença inflamatória crónica da pele, pruriginosa, que ocorre com mais frequência em crianças, mas também afeta muitos adultos. As características clínicas da dermatite atópica incluem secura da pele, eritema, irritações na pele, crosta e liquenificação. O prurido é bastante frequente nos pacientes com esta condição e é responsável por grande parte da carga da doença para os pacientes e suas famílias. Os objetivos do tratamento são reduzir os sintomas (prurido e dermatite), prevenir irritações e minimizar os riscos terapêuticos. As diferentes abordagens do tratamento padrão dos doentes são baseadas no uso de preparações anti-inflamatórias tópicas e hidratação da pele, mas doentes com patologia grave podem necessitar de fototerapia ou tratamento sistémico. A educação do paciente, da família ou dos cuidadores também é essencial para uma boa recuperação. A hidratação da pele continua a ser o principal fator a ter em conta no tratamento tanto para crianças como para adultos. A primeira parte do trabalho faz um pequeno resumo da dermatite atópica, sintomas, etiologia, epidemiologia e diagnóstico usado atualmente. A segunda parte foca-se nos diferentes tipos de terapêuticas usadas no tratamento da patologia, bem como em alternativas emergentes na comunidade científica para o mesmo fim.Atopic dermatitis is a chronic, pruritic, and inflammatory skin disease that occurs more often in children but also affects many adults. The clinical features of atopic dermatitis include dry skin, erythema, skin irritations, crust and lichenification. Pruritus is quite common in patients with this condition and is responsible for a large part of the disease burden for patients and their families. The main aims of treatment are to reduce symptoms, like pruritus and dermatitis, prevent irritation and minimize therapeutic risks. Different approaches to standard treatments are based on the use of topical anti-inflammatory preparations and skin hydration, but patients with severe forms of the pathology may require phototherapy or systemic treatment. The education of the patient, family or caregivers is also essential for a good recovery. Skin hydration remains the main factor to consider in the treatment for both children and adults. The first part of the work makes a short summary of atopic dermatitis, symptoms, etiology, epidemiology, and diagnosis currently used. The second part focuses on the two therapies used in the treatment of the pathology, as well as on emerging alternatives in the scientific community for the same purpose

Impacto da influência de um Sistema de Gestão Técnica Centralizada na redução dos custos de exploração de um edifício

É de conhecimento do meio, que os Sistemas de Gestão Técnica Centralizada (SGTC) são uma mais-valia para a redução de utilização de energia associados principalmente aos sistemas de Aquecimento, Ventilação e Ar Condicionado (AVAC) apesar das potencialidades serem abrangentes a outras áreas. No entanto, existe alguma lacuna quanto à quantificação dessa mais-valia, facto importante sobretudo para a alteração de mentalidades dos promotores e proprietários dos edifícios, que por falta de prova, normalmente apenas associam o SGTC a um investimento num serviço desnecessário. As potencialidades dos SGTC são muitas, a título de exemplo, redução na utilização de fontes de energia, gestão da manutenção de sistemas e equipamentos, análise de eficiências de equipamentos, entre muitas outras, sendo nesta dissertação estudado com mais profundidade a questão associada à diferença dos custos de exploração resultantes da utilização de energia num edifício por parte dos sistemas de AVAC, isto é, quais serão os ganhos na utilização da energia, associados ao sistema AVAC, que podem ser obtidos com a implementação de um SGTC. Para o efeito, utilizou-se os sistemas e equipamentos existentes no edifício ECOTERMOLAB, pertencente ao Instituto de Soldadura e Qualidade (ISQ), com o objetivo de verificar as diferenças de utilização de energia resultantes do funcionamento do edifício em normal atividade, isto é, o edifício com todos os seus sistemas operacionais, incluindo o SGTC, e o edifício em funcionamento sem o auxílio do SGTC, ou seja, todos os sistemas associados ao sistema AVAC em funcionamento em modo manual e sem recurso a variação de caudal na rede aeráulica e hidráulica. Em termos anuais, o ECOTERMOLAB consome, aproximadamente, cerca de 38,1 MWh de energia elétrica e 39,2 MWh de gás natural, o que representa uma utilização de energia primária de 14,4 tep/ano. Esta energia, representa um encargo financeiro anual de, aproximadamente, 9500€/ano, correspondente a 7000€/ano de energia elétrica e 2500€/ano de gás natural. Após a análise desenvolvida neste trabalho, conclui-se que o funcionamento do edifício sem controlo do sistema de AVAC por SGTC representaria em termos anuais a um aumento de, aproximadamente, 25,2 MWh e 6,2 MWh de energia elétrica e de gás natural, respetivamente. Em termos de energia primária, a diferença entre soluções origina um acréscimo na utilização de energia de 7,8 tep/ano o que representa um aumento de emissão de CO2 na ordem das 9,4 ton/ano. A avaliação económica, recaiu sobre a determinação de indicadores para avaliação da viabilidade de implementação de um SGTC, nomeadamente, o período de retorno simples, o valor atual líquido e a taxa interna de rentabilidade. Todos estes indicadores se revelaram positivos, apresentando um período de retorno ligeiramente superior a oito anos, um valor atual líquido positivo (8864,1€) e uma taxa interna de rentabilidade superior à taxa de custo de capital (11,2%).It’s from the medium’s knowledge that the Building Management Systems (BMS) are a great asset to help reduce the energy consumption associated, mainly, with Heating, Ventilation and Air-conditioning systems (HVAC), despite its potentialities being useable on other areas. However, there’s a considerable gap when it comes to the quantification of said asset, an important fact especially in order to change the mentality of promoters and building owners that, due to lack of proof, usually regard the BMS as an investment on an unnecessary service. The potentialities of the management systems are vast. For instance, the reduction of energy consumption, management of systems and equipment maintenance, equipment efficiency analysis, amongst many others, so this dissertation will study in greater depth the issue associated with the difference in operation costs resulting from energy consumption on a building from the HVAC systems, that is to say, what would be the gains in energy consumption, associated with the HVAC system, that could be obtained with the implementation of a BMS. To that end, existing systems and equipment in ECOTERMOLAB were used in order to verify the consumption differences resulting from the building in its normal operation, that is, the building has all of its systems operational, including the BMS, or in other words, that all the HVAC systems are in normal working order and without resorting to flow variation in the aeraulic and hydraulic network. In annual terms, ECOTERMOLAB consumes approximately 38,1 MWh of electric energy and 39,2 MWh of natural gas, which represents a primary energy consumption of 14,4 toe/year. This consumption represents an additional yearly financial burden of approximately 9500€/year, corresponding to 7000€/year in electric energy and 2500€/year in natural gas. After the analysis developed in this paper one can conclude that the operation of the building without the control of the HVAC system by the BMS would represent, in yearly terms, an increase of approximately 25,2 MWh and 6,2 MWh of electric energy and natural gas, respectively. In terms of primary energy, the difference between the solutions results in an increase of consumption of 7,8 toe/year which represents an increase in CO2 of around 9,4 toe/year. The economic evaluation focused on identifying the indicators to evaluate the viability of implementation of a BMS, namely, the simple payback period, the net present value and the internal rate of return. All these indicators turned out to be positive, showing a payback period slightly over eight years, a positive net present value (8864,1€) and an internal rate of return higher than the cost of capital rate (11,2%)

Rede neuronal artificial para o reconhecimento de caracteres com interface gráfica

Os propósitos deste trabalho são meramente académicos e visam a experimentação das Redes Neuronais Artificiais numa situação típica de reconhecimento de caracteres. Adicionalmente foi experimentada a utilização concomitante do LabVIEW e do Matlab, tirando partido da interface gráfica do LabVIEW e da facilidade de utilização das RNA no Matlab. Os caracteres reconhecidos são os números de 0 a 9 e as letras maiúsculas de A a Z. Cada símbolo é codificado numa matriz booleana de 5×5. Como existem 36 caracteres no total, resulta uma matriz de 25×36 (dados de entrada da rede). Para a correspondência de cada vector de entrada, é usada uma matriz de saída de 36×36 que toma valores ‘0’ ou ‘1’. Para a RNA foi adoptada uma tipologia feedforward com duas camadas escondidas, funções de activação tansig, e trainrp como função de treino [1]. Para o treino da rede recorreu-se à Neural Network Toolbox™ do Matlab®, e ao LabVIEW™ para o desenvolvimento da interface gráfica. Deste modo, resultou um ambiente gráfico muito amigável e de grande utilidade, devido à troca de dados entre estes dois ambientes de programação. A rede apresenta uma boa tolerância a falhas e bom desempenho

Identificação de caracteres com rede neuronal artificial com interface gráfica

O presente artigo aborda uma metodologia para efectuar o reconhecimento de caracteres utilizando redes neuronais artificiais, com recurso da Toolbox Neural Network do Matlab®. Cada caractere é desenhado numa matriz 5x5, em que os pontos escuros do caractere tomam o valor de ´1´ e os pontos claros equivalem a ´0´. Posteriormente, esta matriz é reorganizada numa única coluna, de modo que cada coluna da matriz de input para a função de treino da rede represente um único caractere. As colunas da matriz de output determinam os caracteres correspondentes às colunas da matriz de input, com uma representação de um ‘1’ para o caractere desejado e ’0’ nos outros casos. Foi desenvolvida uma interface gráfica utilizando o GUIDE (Graphical User Interface Development Environment) do Matlab®. Deste modo, é possível escolher os parâmetros para criar a rede neuronal, treiná-la e proceder à sua simulação, de uma forma interactiva e agradável

Risco Oncológico Cerebral associado ao uso do telemóvel

Introdução: Os campos eletromagnéticos não ionizantes estão omnipresentes no nosso ambiente, especialmente após a introdução das telecomunicações sem fios responsáveis pela troca de voz, imagens e dados. A generalização destes aparelhos de comunicação móvel levou a um aumento da preocupação do público em geral e profissionais de saúde relativamente a possíveis efeitos secundários provocados pelas suas radiações, especialmente Cancro Cerebral, já que a antena que transmite a radiofrequência está próxima da cabeça durante o seu uso ativo. Objetivos: Este estudo tem como objetivo investigar o possível Risco Oncológico Cerebral associado ao uso do Telemóvel, pretendendo uma revisão bibliográfica de artigos científicos, na busca de uma possível relação causa-efeito. Metodologia: Foi realizada uma pesquisa bibliográfica através da MedLine (via PubMed) com os termos “glioma”, “non-ionizing radiofrequency”, “brain cancer” e “mobile phone”. Tendo sido dada preferência aos artigos mais recentes desde 1994 até 2017. Resultados: Dos 16 estudos incluídos nesta revisão verifica-se que a maioria atribui uma baixa associação entre o uso de telemóveis e o aumento do risco de glioma cerebral. Discussão/Conclusão: Não há evidência científica que comprove que o uso de telemóvel aumente o risco de cancro cerebral.Introduction: Non-ionizing electromagnetic fields are ubiquitous in our environment, especially after the introduction of wireless telecommunications responsible for the exchange of voice, images and data. The generalization of these mobile devices has led to an increase in the concern of the general public and health professionals regarding possible side effects caused by their radiation, especially Brain Cancer, since the antenna that transmits radiofrequency is close to the head during its active use. Objectives: This study aimed to investigate the possible Cerebral Oncological Risk associated with the use of the Mobile Phone, aiming a bibliographic review of scientific articles, in search of a possible cause-effect relationship. Methodology: A literature search was conducted using MedLine (via PubMed) under the terms "glioma", "non-ionizing Radiofrequency", "brain cancer", and "mobile phone" with preference given to the most recent articles from 1994 to 2017. Results: Of the 15 studies included in this review, was found that the majority attributed a low association between mobile phone use and increased risk of cerebral glioma. Discussion / Conclusion: There is no scientific evidence to prove that mobile phone use increases the risk of brain cancer

Aplicação da metodologia World Class Manufacturing a uma empresa de fundição

O projeto apresentado foi desenvolvido numa empresa de fundição de ferro que atua para o setor automóvel, Funfrap – Fundição Portuguesa, S.A., em ambiente World Class Manufacturing, e tem como principais objetivos a redução de tempo de ciclo e redução de potencias falhas nos processos produtivos. De modo a atingir os objetivos propostos foi efetuado o diagnóstico da situação inicial, através da observação direta e com maior foco numa linha nova de acabamentos. Através desta análise, junto com os colaboradores da empresa, foi possível identificar oportunidades de melhoria e de seguida selecionar as ações de melhoria que se pretendiam introduzir. Através de planos de melhoria foi utilizada a ferramenta RFMEA para analisar preventivamente a nova linha de acabamentos e utilizando a metodologia SMED planeou-se a redução da mudança de ferramenta dessa linha tendo em vista o aumento da sua segurança também. As soluções resultaram na identificação de novos riscos e novos modos potenciais de falha associados ao processo e ao produto e foi encontrada a causa raiz de um problema de Changeover.The presented project was developed in an iron foundry company that works for the automotive sector, Funfrap - Fundição Portuguesa, S.A., in a World Class Manufacturing environment, and has as main objectives the reduction of cycle time and reduction of potential failures in production processes. To achieve the proposed objectives, the diagnosis of the initial situation was made through direct observation and with a greater focus on a new finishing line. Through this analysis, together with the company's employees, it was possible to identify improvement opportunities and then select the improvement actions to be introduced. Through improvement plans the RFMEA tool was used to analyze preventively the new finishing line and using the SMED methodology the reduction of the tool change of this line was planned to increase its safety as well. The solutions resulted in the identification of new risks and new potential failure modes associated with the process and the product, and the root cause of a changeover problem was found.Mestrado em Engenharia e Gestão Industria