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- Performance of an a-Si:H MMI multichannel beam splitter analyzed by computer simulationPublication . Costa, João; Almeida, Daniel; Fantoni, Alessandro; Lourenço, Paulo; Fernandes, Miguel; Vieira, ManuelaOptical power splitters are widely used in many applications and di_erent typologies have been developed for devices dedicated to this function. Among them, the multimode interference design is especially attractive for its simplicity and performance making it a strong candidate for low-cost applications, such as photonics lab-on-chips for biomedical point of care systems. Within this context, splitting the optical beam equally into multiple channels is of fundamental importance to provide reference arms, parallel sensing of di_erent biomarkers and allowing multiplexed reading schemes. From a theoretical point of view, the multimode structure allows implementation of the power splitting function for an arbitrary number of channels, but in practice its performance is limited by lithographic mask imperfections and waveguide width. In this work we analyze multimode waveguide structures, based on amorphous silicon (a-Si:H) over insulator (SiO2), which can be produced by the PECVD deposition technique. The study compares the performance of several 1 to N designs optimized to provide division of the fundamental quasi-TM mode as a function of input polarization and lithographic roughness. The performance is analyzed in terms of output power uniformity and attenuation and is based on numerical simulations using the Beam Propagation Method and Eigenmode Expansion Propagation Methods.
- Geolocation and communication in unfamiliar indoor environments through visible lightPublication . Vieira, Manuela; Vieira, Manuel; Louro, Paula; Fantoni, Alessandro; Vieira, PedroTo support people’s wayfinding activities in unfamiliar indoor environments, a method able to generate ceiling landmark route instructions using Visible Light Communication (VLC) is proposed. The system is composed of several transmitters (ceiling luminaries) which send the map information and path messages required to wayfinding. Mobile optical receivers, using joint transmission, extracts theirs location to perform positioning and, concomitantly, the transmitted data from each transmitter. Bidirectional communication between the emitters and the receivers is available in strategic optical access point. Typical scenarios are simulated and include finding places and guiding users across different floors. Data from the sender is encoded, modulated and converted into light signals emitted by the transmitters. Tetra-chromatic white sources are used, providing a different data channel for each chip. At the receiver, the modulated light signal, containing the ID and the 3D geographical position of the transmitter and wayfinding information, is received by SiC photodetectors with light filtering and demultiplexing properties. Since lighting and wireless data communication is combined, each luminaire for downlink transmission become a single cell, in which the optical access point (AP) is located. The coded light signals are interpreted directly by the receivers of the users positioned underneath. The effect of the location of the APs is evaluated and a model for the different cellular networks is analyzed. Orthogonal and hexagonal topologies are tested, and a 3D localization design, demonstrated by a prototype is presented. Uplink transmission is implemented and the 3D best route to navigate through venue calculated. The results show that the system make possible to determine the position of a mobile target inside the network, to infer the travel direction along the time and to interact with information received and optimize the route towards a static or dynamic destination.
- Laboratórios de uma identidade profissionalPublication . Eiró-Gomes, Mafalda; Raposo, Ana Luísa Canelas RasquilhoAo longo dos últimos trinta anos que o curso de Relações Públicas e Comunicação Empresarial da Escola Superior de Comunicação Social do Instituto Politécnico de Lisboa (ESCS-IPL) é conhecido pelos seus laboratórios. O conceito de "laboratório" como estruturante desta oferta formativa da ESCS-IPL deve-se a um dos antepassados, talvez o seu mais ilustre avô. Seitel (2013) considerou-o como o verdadeiro precursor das Relações Públicas (RP) do novo milénio. Falamos de Ivy Lee - e como Hiebert (2017) tão bem o diz - o primeiro profissional que defendeu a ideia de que o público necessita tanto de ser informado (com verdade e transparência), como deve ser cabalmente compreendido nos seus interesses e expectativas. Era seu entendimento que a prática profissional das RP (abriu a sua primeira agência com Parker em 1904) era uma prática laboratorial. "Laboratório" é contudo também o nome do gene dominante que ao fim de três gerações (bacharelato, licenciatura, licenciatura pós-Bolonha) se mantém inalterado, e por enquanto, sem nenhuma mutação conhecida, do referido curso. Saber não só fazer, mas saber o porquê desse fazer, foi sempre o lema destas unidades curriculares construídas num diálogo constante com o mercado, sem contudo ceder a modas conceptuais ou facilitismo em termos de processos de pensamento ou investigação teórica. Mas mais que tudo a opção pelos laboratórios em detrimento de estágios profissionais, enquadrou-se numa filosofia clara de, por um lado, investigação-acção, e por outro, da necessidade de a universidade se posicionar ela própria como construtora de uma identidade profissional. Especialmente numa profissão tão pouco conhecida (ou reconhecida) na sociedade portuguesa, e também alvo de questionamentos graves sobre a sua mais valia societal nos mercados globais, para já não falar de constrangimentos, confusões ou indefinições conceptuais e profissionais. Provavelmente quase avant la lettre a construção dos "laboratórios" visou superar dicotomias cartesianas e preparar os estudantes para cenários de maior complexidade, incerteza e interatividade. É ir um passo mais além da investigação aplicada e envolver os stakeholders (estudantes, comunidade, "clientes") no processo de investigação, na definição de problemas e na construção de soluções. É claramente fomentar a capacidade de desenvolver um conhecimento prático, participativo e permitir a experimentação num ambiente diríamos "protegido" como é o das aulas, mas também permitir aos professores evoluir no seu saber e fomentar o corpo teórico na área. Esta co-construção não pode ser pensada fora de uma visão tão clara quanto possível de uma identidade profissional que se constrói num processo dialéctico com o mercado real mas também com o mercado "desejado".
- Green synthesis of gold nanoparticles and their deposition on ITO surfacesPublication . Lapa, Hugo; Silva, Nelson; Fantoni, Alessandro; Maçarico, A. Filipe; Almeida, Gabriela; Alegria, ElisabeteThe use of plasmonic nanoparticles for biomedical applications has been widely explored, resulting in significant advances in the construction of optical biosensors. The shape and size of AuNPs determines the spectral signature of their Localized Surface Plasmon Resonance (LSPR) and, therefore, the features of their plasmonic band can be used to monitor surface changes such as those related to protein binding or nanoparticle aggregation. In this work, gold nanoparticles (AuNPs) were produced based on a green and sustainable methodology using tea leaves. The phytochemicals present in tea act as reducing and stabilizing agents. To optimize the AuNPs deposition (nanomaterial proximity, homogenization and substrate coverage), ITO surfaces were modified with different materials, namely sol-gel matrices (e.g. (3-aminopropyl) triethoxysilane (APTES)), cross-linking agents (e.g., glutaraldehyde) and biopolymers (e.g., Bovine Serum Albumin (BSA)). The produced AuNPs were deposited directly onto ITO surfaces functionalized with APTES or in a mixture of BSA and glutaraldehyde; these matrices are transparent and thus suitable for optical applications. The functionalization procedure of ITO surfaces with the referred materials was performed by two methodologies: i) direct deposition of the matrix solution using a micropipette and ii) ultrasound irradiation. The resulting functionalized ITO surfaces were compared and characterized by light transmission spectroscopy. Accordingly, the tea-AuNPs deposited in the presence of BSA and glutaraldehyde provided the best plasmonic response, being the most promising ones for the development of an optical immunosensor.
- Arrayed graphene enhanced surface plasmon resonance for sensing applicationsPublication . Fantoni, Alessandro; Vygranenko, Yuri; Maçarico, António; Serafinelli, Caterina; Fernandes, Miguel; Mansour, Rima; Jesus, Rui; Vieira, ManuelaCombination of carbon-based nanomaterials (CNMs) with AuNPs has been demonstrated to enhance the LSPR response and facilitate the functionalization with specific and selective antibodies. Also, the introduction of CNMs in the plasmonic layer allows tuning of the LSPR central frequency. Joining the double dependence of the LSPR on the MNPs size and the presence of CNMs, it is possible to create a set of plasmonic layers whose LSPR wavelengths are distributed in a spectral range of few tenth of nanometers. This consideration paves the way to an LSPR sensor with an arrayed structure, where each element maximizes its specific LSPR at its own wavelength. Illumination with a broad light source produces a different response in each one of the elements. The working process underlying the sensing operation is that each element of the sensor array acts like a band-stop optical filter for a specific wavelength. The output can be extracted by the application of an image analysis approach to the spatially modulated light crossing the sensor area, based on a color recognition algorithm. A change in the refractive index over the sensor array will shift the rejection band of the sensing elements. An automatized method for color recognition can support the analysis of the refractive index variations yielding the final sensor output. A figure of merit, highlighting the LSPR central wavelength and spectral extension for different LSPR configurations, is also obtained for different sizes of the AuNPs and different flavors of CNMs.
- RP: entre o desconhecimento e a desconfiançaPublication . Eiró-Gomes, Mafalda; Raposo, Ana Luísa Canelas RasquilhoPretende-se nesta comunicação defender a necessidade de um melhor entendimento das organizações e empresas portuguesas do que é designado nesta chamada de trabalhos como o género discursivo "Relações Públicas" (Dozier, 1992; White and Mazur, 1995; Steyn and Puth, 2000). Durante pelo menos os últimos 40 anos, tanto os profissionais, como os docentes e investigadores da área das Relações Públicas (assume-se aqui este conceito na sua acepção mais genérica) entenderam a função destes como construtores de pontes e promotores de relações mutuamente benéficas entre diferentes organizações e os seus diferentes públicos. Simultaneamente, os profissionais da comunicação planificada assumem uma função como construtores de mudança, uma vez que são conhecedores proactivos das realidades envolventes e das necessidades dos seus diferentes interlocutores (Eiró-Gomes, 2006; Broom e Sha, 2013; Eiró-Gomes e Nunes, 2013). Contudo, em muitos casos o desempenho pouco ético de alguns profissionais, ao serviço de objetivos não tão democráticos ou equitativos, levaram a que a opinião pública entenda a função de uma forma redutora. A função de RP é por vezes vista como apenas um trabalho cosmético em nome de alguns interesses privados. Outras vezes, o conceito é equacionado exclusivamente com uma das suas funções mais clássicas, a de "relações com os meios de comunicação social". Perceber como diferentes organizações, no quadro de um estudo exploratório, entendem não só o conceito como a função "Relações Públicas" no seio das suas instituições foi o objetivo da pesquisa empírica levada a cabo. Entre 2018 e 2020 foram contatadas mais de uma centena de organizações e empresas (amostra de conveniência). Para a recolha de dados foi usado o método de entrevista por questionário (perguntas abertas) e do ponto de vista da análise de dados foi realizada uma análise categorial temática. As conclusões foram francamente desencorajadoras, pois reforçam a ideia de que a função de RP se esgota na elaboração de comunicados e na redacção de publicações para as redes sociais.
- Projeto bomba de calor para a indústria alimentar com recuperação de energiaPublication . Ribeiro, Sérgio Alexandre Ramos Silva; Cardoso, João Antero Nascimento dos SantosA estufa de pipocas é um equipamento utilizado pela indústria de exibição de Cinema desde 1885, com a sua introdução pela Empresa Americana C. Creators & Company. É um equipamento térmico utilizado para aquecer pipocas, depositadas na cabine. O aquecimento é produzido por efeito de Joule na transformação de energia elétrica em energia térmica. O ar é aspirado da cabine por um ventilador, passa por um grupo de resistências que o aquece e projeta novamente para a cabine. É um equipamento com elevada perda de energia pelas paredes, por não ter isolamento. O sistema térmico por efeito de Joule é um grande consumidor de energia elétrica e pouco eficiente. O sistema de controlo é realizado por um potenciómetro de bolbo. Por ser um sistema analógico o erro na programação da temperatura desejada é maior, não sendo disponibilizado um sensor de temperatura de controlo para confirmação pelo operador, da temperatura no interior da cabine. A temperatura dentro da cabine é um dos principais fatores para a manutenção da qualidade do produto alimentar, sendo essencial, a manutenção desta temperatura dentro dos limites de segurança e qualidade. A verificação do domínio aceitável de temperatura para a receita de pipocas doces do maior exibidor de cinema do mercado português, foi efetuada com recurso a ensaios em laboratório. A tecnologia atual providencia soluções alternativas e mais eficientes em equipamentos com a mesma finalidade da estufa de pipocas, sendo o caso da utilização de sistema bomba de calor para o aquecimento ambiente ou em processos industriais. Uma bomba de calor é um equipamento que utiliza o ciclo frigorifico por compressão-expansão, para, de uma forma muito eficiente, transportar calor da fonte fria para a fonte quente, e com auxílio de energia elétrica elevar este calor para uma temperatura de qualidade para utilização nos processos. Perante a hipótese de aplicação desta tecnologia ao equipamento estufa de pipocas, validou-se o conceito teórico, com o cálculo do sistema e dos vários órgãos principais incluídos neste, para os fluídos frigorigéneos, R134a, R600a e R1235ze(E). As análises energéticas e económicas realizadas para as três soluções bomba de calor, são mais favoráveis, quando comparadas com o sistema existente. O conceito para o sistema bomba de calor, utilizando os fluidos R134a, R600a e R1234ze(E) aplicado à estufa de pipocas é viável.
- Design and optimization of a waveguide/fibre coupler in the visible rangePublication . Lourenço, Paulo; Fantoni, Alessandro; Costa, João; Fernandes, Miguel; Vieira, ManuelaWhen engineering photonic integrated structures, there will be a time that one must consider coupling out the electromagnetic field to an external device. Often, this coupling is made through a single mode optical fibre. Due to the mismatch in mode field diameters between waveguide and fibre modes, the propagating mode inside the dielectric waveguide must undertake a spot-size conversion. It requires to be radially expanded, often laterally by a tapered waveguide and longitudinally through other means, to match the radial profile of the optical fibre mode. Then, the energy must be coupled out of its propagating path into the plane of the optical fibre, through a structure that possesses such functional purpose. In this work, we describe the design steps and optimization of a silicon nitride waveguide/fibre coupler operating in the visible range. To this end, we start by designing an optimized 3D taper waveguide, using Beam Propagation method, that performs as the spot-size converter. Next, through the Eigen Mode Expansion method, a 2D subwavelength grating is designed and optimized regarding substrate leakage and propagating plane energy coupling out, thus vertically validating the energy distribution of the outgoing profile. The required subwavelength grating apodization is accomplished, once more through the Eigen Mode Expansion method, and by carefully engineering a metamaterial that performs accordingly. The obtained diffraction grating is then expanded horizontally to create a 3D structure and laterally validated through Beam Propagation method. Finally, the whole 3D structure is optimized and validated through Finite Differences Time Domain simulations regarding energy profile coupling out, and overlap integral matching is established with the fibre mode profile.
- The making of the NEAM Tsunami Hazard Model 2018 (NEAMTHM18)Publication . Basili, Roberto; Brizuela, Beatriz; Herrero, Andre; Iqbal, Sarfraz; Lorito, Stefano; Maesano, Francesco Emanuele; Murphy, Shane; Perfetti, Paolo; Romano, Fabrizio; Scala, Antonio; SELVA, Jacopo; Taroni, Matteo; Tiberti, Mara Monica; Thio, Hong Kie; Tonini, Roberto; Volpe, Manuela; Glimsdal, Sylfest; Harbitz, Carl Bonnevie; Lovholt, Finn; Baptista, Maria Ana Carvalho Viana; Carrilho, Fernando; Matias, Luis; Omira, Rachid; Babeyko, Andrey; Hoechner, Andreas; Gurbuz, Mucahit; Pekcan, Onur; Yalciner, Ahmet; Canals, Miquel; Lastras, Galderic; Agalos, Apostolos; Papadopoulos, Gerassimos; TRIANTAFYLLOU, IOANNA; Benchekroun, Sabah; Jaouadi, Hedi Agrebi; Ben Ahmed, Samir; Bouallegue, Atef; Hamdi, Hassene; Oueslati, Foued; Amato, Alessandro; ARMIGLIATO, ALBERTO; Behrens, Joern; Davies, Gareth; Di Bucci, Daniela; Dolce, Mauro; Geist, Eric; GONZALEZ-VIDA, J.M.; Gonzalez, Mauricio; Macías, Jorge; Meletti, Carlo; Sozdinler, Ceren Ozer; Pagani, Marco; Parsons, Tom; Polet, Jascha; Power, William; Sorensen, Mathilde; Zaytsev, AndreyThe NEAM Tsunami Hazard Model 2018 (NEAMTHM18) is a probabilistic hazard model for tsunamis generated by earthquakes. It covers the coastlines of the North-eastern Atlantic, the Mediterranean, and connected seas (NEAM). NEAMTHM18 was designed as a threephase project. The first two phases were dedicated to the model development and hazard calculations, following a formalized decision-making process based on a multiple-expert protocol. The third phase was dedicated to documentation and dissemination. The hazard assessment workflow was structured in Steps and Levels. There are four Steps: Step-1) probabilistic earthquake model; Step-2) tsunami generation and modeling in deep water; Step-3) shoaling and inundation; Step-4) hazard aggregation and uncertainty quantification. Each Step includes a different number of Levels. Level-0 always describes the input data; the other Levels describe the intermediate results needed to proceed from one Step to another. Alternative datasets and models were considered in the implementation. The epistemic hazard uncertainty was quantified through an ensemble modeling technique accounting for alternative models' weights and yielding a distribution of hazard curves represented by the mean and various percentiles. Hazard curves were calculated at 2,343 Points of Interest (P01) distributed at an average spacing of -20 km. Precalculated probability maps for five maximum inundation heights (MIH) and hazard intensity maps for five average return periods (ARP) were produced from hazard curves. In the entire NEAM Region, MIHs of several meters are rare but not impossible. Considering a 2% probability of exceedance in 50 years (ARP approximate to 2,475 years), the POIs with MIH >5 m are fewer than 1% and are all in the Mediterranean on Libya, Egypt, Cyprus, and Greece coasts. In the North-East Atlantic, POIs with MIH >3 m are on the coasts of Mauritania and Gulf of Cadiz. Overall, 30% of the POIs have MIH >1 m. NEAMTHM1 8 results and documentation are available through the TSUMAPS-NEAM project website (http://www.tsumaps-neam.eu/), featuring an interactive web mapper. Although the NEAMTHM1 8 cannot substitute in-depth analyses at local scales, it represents the first action to start local and more detailed hazard and risk assessments and contributes to designing evacuation maps for tsunami early warning.
- Avaliação energética de um sistema de gestão de propulsão de veículos híbridos plug-InPublication . Campino, Miguel Alexandre Calha; Henriques, Nuno Paulo Ferreira; Duarte, Gonçalo Nuno de OliveiraOs veículos híbridos Plug-in estão a começar a ganhar cada mais relevância no mercado automóvel, apesar de a complexidade inerente ao seu sistema de gestão de propulsão e a influência dos hábitos de carregamento dos utilizadores dificultarem a antecipação dos impactos energéticos e das suas emissões da sua utilização em ambiente real. O presente trabalho desenvolve um método genérico capaz de prever a variação do estado de carga da bateria como também estimar os diferentes modos de propulsão solicitados pelo veículo híbrido Plug-in em cada instante, tendo apenas por base dados dinâmicos medidos em ciclos de condução reais. Através da análise dos dados recolhidos, torna-se possível criar regras capazes de indicar o modo de propulsão, aferindo em cada instante a fonte energética em uso, individualmente ou de forma combinada, durante a fase de descarregamento da bateria. Posteriormente estima-se com base no método desenvolvido (Método ABCD) o consumo combustível e eletricidade, as emissões de gases poluentes e a proporção de distância percorrida em modo elétrico relativo à distância total (Utility Factor), sendo comparado com os resultados reais e a estimativa obtida através do Método VSP Padrão. Ainda assim, por forma a verificar a capacidade de adaptação do método desenvolvido (Método ABCD) aplicou-se o mesmo a cinquenta ciclos de condução de diferentes tipologias (Urbano, Misto e Extraurbano) e compararam-se os resultados com os resultados obtidos através do Método VSP Padrão. Os resultados obtidos permitiram obter, de uma forma geral, excelentes correlações entre a estimativa e a medição do estado de carga da bateria (𝑅 2>0.99) como também se obteve com base no método desenvolvido uma estimativa dos modos de propulsão com um acerto médio de 82,2% do período de Charge Depleting do ciclo de condução em estudo. Conclui-se então que o método desenvolvido, independentemente do ciclo de teste, demonstrou possuir um excelente desempenho, conseguindo equiparar-se ao desempenho do Método VSP Padrão, sendo por vezes mais exato que este, acrescentando ainda, informação sobre a gestão das fontes de propulsão, somente a partir de informação dinâmica.