Teses de Doutoramento
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Recent Submissions
- A centralidade da avaliação de escolas no processo de melhoria das organizações escolaresPublication . Rocha, Maria Susana Marques Silva; Gouveia, Maria Fernanda Baptista PestanaEste estudo aborda a centralidade da avaliação das escolas nas políticas educativas na Região Autónoma da Madeira, onde se desenvolveu o estudo, destacando o seu impacto nos processos de melhoria nas aprendizagens, bem como na organização escolar. Partindo da problemática de investigação: Qual a relação existente entre a autoavaliação da escola e a melhoria da organização escolar?, desenhamos três questões de investigação e respetivos objetivos que nortearam a pesquisa, com destaque para as ações desenvolvidas: 1) pela organização escolar em função dos objetivos e metas do seu Projeto Educativo, no âmbito da autonomia escolar; 2) pela Equipa de Autoavaliação de Escola, tendo em mente os eixos do Modelo de Aferição da Qualidade do Sistema Educativo Regional; 3) pelos professores e lideranças escolares, no que diz respeito ao processo de melhoria do ensino/aprendizagens e da organização escolar. A investigação destaca o contributo da autoavaliação das escolas, evidenciando-a como ferramenta fundamental e impulsionadora da melhoria contínua das práticas pedagógicas, organizacionais e resultados escolares, sendo que a equipa de autoavaliação garante a continuidade do processo e a eficácia das medidas executadas. Os docentes e as lideranças escolares surgem como agentes fundamentais neste processo, destacando-se a importância da sua ação na operacionalização do Projeto Educativo, documento estratégico, sobre o qual assentam as práticas e o processo de autoavaliação das escolas. Esta tese assenta num paradigma misto de investigação, combinando as abordagens quantitativas e qualitativas. O estudo de caso foi o método de investigação eleito, tendo sido aplicados questionários e realizadas entrevistas a diferentes sujeitos de investigação. Procedemos à interpretação dos dados através da análise estatística descritiva e análise de conteúdo, permitindo construir uma análise interpretativa mais profunda e contextualizada das práticas da organização escolar.
- As práticas pedagógicas efetivadas em uma sala de aula do PROEJA de uma escola em São Luís- MAPublication . Botelho, Maria do Socorro Coêlho; Mendonça, Alice Maria Justa Ferreira; Motta, Diomar das GraçasEsta pesquisa tem como objetivo estudar As Práticas Pedagógicas efetivadas em uma sala de aula do PROEJA em uma escola em São Luís-MA. Trata-se de uma pesquisa Etnográfica que, utiliza-se de técnicas como a observação participante, entrevista semiestruturada, rodas de conversas e conversas informais. Tem como objetivo analisar a prática pedagógica numa sala de aula do PROEJA em Escola de Educação Profissional e Tecnológica localizada em São Luís-MA, de modo a identificar se há inovação pedagógica ou não na instituição educacional pesquisada. Sem pretender intervir na prática pedagógica da escola procura-se contribuir para que seus resultados sejam analisados como possibilidade de cooperar para a consolidação do PROEJA, como modalidade de educação oferecida no estabelecimento escolar, na certeza de que não será a palavra final, mas deverá oferecer significativas contribuições a quem se inte ressar pelo tema. Ao concluir esta tese se identificou que existe inovação na prática pedagó gica na turma em que foi realizada a pesquisa, momento em que os professores/as e os/as e estudantes aprendem, compartilham e inovam os seus conhecimentos e as suas aprendizagens em conjunto. Para isso, buscou-se o aporte teórico baseado nos autores e autoras como: Bour dieu (2008), Fino (2007), Piaget (2007); Mittler (2003) Freire (2002), Vygotsky (1999), Lave e Wenger (1991), Sousa (2002) entre outros/as citados/as nesta investigação, bem como nos referenciais legislativos.
- From design to evaluation: a human-centered approach to AI-powered remote cognitive training for stroke patientsPublication . Paulino, Teresa da Conceição Madureira; Cameirão, Mónica da SilvaStroke is a leading cause of long-term disability worldwide, often resulting in cognitive impairments that significantly impact patients' quality of life and independence. This doctoral thesis presents the design, development of the client-side modules, and evaluation of the NeuroAIreh@b platform, a remote cognitive training system specifically tailored for stroke survivors. The focus of this thesis is dual. First, a focus on a comprehensive human-centered design approach was used to design the modular platform that addresses the specific needs of stroke patients and healthcare professionals. Second, the automation of cognitive training through the development of the software module Reh@Sync allows the training to be performed remotely with reduced need for therapist intervention. The system integrates a set of cognitive training apps that incorporate activities of daily living, enhancing ecological validity and potential skill transfer to real-life situations. One of the key innovations of the Reh@Sync is the implementation of personalization and difficulty adaptation features, which use cognitive profiles and machine learning models to tailor interventions to the individual patient's needs and abilities. Moreover, the engineered system can universally integrate independent apps beyond the cognition dimension, making it a multipurpose system for multidimensional training. The design process involved multiple stakeholders and employed various techniques, including requirements engineering, ideation sessions, prototyping, and iterative usability evaluations. The development phase resulted in a modular system capable of integrating multiple cognitive training apps while maintaining customizability for individual users. The results of a feasibility study with 10 chronic stroke survivors who used the system for 4 weeks showed high levels of adherence, usability, and user satisfaction, indicating the potential for widespread adoption in home based rehabilitation settings. Regarding clinical outcomes after the intervention, we observed significant improvements for a subgroup that showed baseline cognition below the norm. Evaluation of the automation process revealed that the system efficiently personalized and adapted the training to each participant's profile. This research contributes to the fields of cognitive rehabilitation, informatics engineering, and human-computer interaction by providing a detailed account of the design, engineering, and development process of an automated remote cognitive training system for stroke survivors. The findings support the feasibility of self-administered digital cognitive training and highlight areas for future improvements, including expanding the difficulty range to accommodate higher-functioning individuals and incorporating a wider variety of content to enhance engagement.
- Computing self-sustainment voltages in high pressure airPublication . Almeida, Rui Manuel dos Santos; Benilov, Mikhail S.; Almeida, Pedro G. C.Este trabalho propõe um método para avaliar tensões de disrupção de descargas de baixa corrente e alta pressão em configurações com fraca não-uniformidade do campo. Todas as configurações estudadas, compostas por dois elétrodos separados por um espaçamento, foram construídas utilizando um pacote de software baseado no método numérico de elementos finitos. As equações do modelo de fluido foram configuradas para modelizar ar a 1 atm presente no espaçamento, com um esquema simplificado de processos químicos de plasma envolvendo eletrões, um ião positivo e três iões negativos. O critério de Townsend para a determinação da tensão de auto-sustentação é matematicamente alargado a descargas multidimensionais. O critério alargado, baseiase na análise da descarga ao longo das linhas de campo elétrico. No entanto, o novo critério continua a ser válido apenas para configurações com gases eletronegativos dominados pela deriva. Este trabalho propõe uma abordagem mais geral para a obtenção da descarga autónoma, válida também para gases eletropositivos e/ou onde a difusão pode ser significativa. Esta abordagem foi designada de ‘método de ressonância’ e pode ser aplicada a descargas quase-estacionárias de baixa corrente em gases a pressão elevada. O método baseia-se no reconhecimento de que o sistema de equações de fluidos é linear na ignição da descarga e que a sua solução constitui um problema de valores próprios sendo a tensão aplicada o valor próprio. É estabelecido um procedimento sistemático para a obtenção da descarga autónoma. Cada passo baseia-se em cálculos estacionários. O método proposto permitiu investigar a relação entre as tensões de auto-sustentação e de disrupção. É dada especial atenção a uma configuração simples que modeliza um interruptor. Para esta configuração axissimétrica, o método de ressonância calculou duas tensões de auto-sustentação utilizando duas condições fronteira sobre o dielétrico. A modelização não-estacionária calculou duas tensões de disrupção; a tensão de primeira-disrupção e a de disrupção-repetitiva, resultantes de duas condições iniciais. Os cálculos não-estacionários basearam-se na utilização da tensão de auto-sustentação, previamente calculada pelo método de ressonância. Os resultados mostram que, com condições de fronteira adequadas, as tensões de auto-sustentação concordam com as tensões de disrupção calculadas. Este acordo traduz-se numa redução significativa do tempo computacional necessário para estimar a tensão de disrupção de uma configuração.
- Virtual environments for improving the emotional states of informal caregivers: the role of digital nature and virtual companionsPublication . Peres, Beatriz Rodrigues Jardim Rino; Lopes, Daniel Simões; Jorge, Joaquim Armando PiresBy 2050, the global senior population is expected to double to 2.1 billion, including 426 million aged over 80, significantly increasing the number of informal caregivers. Caring for family members with Alzheimer’s and Related Dementias presents emotional and physical challenges, worsened by the need to balance caregiving with full-time jobs and limited time for self-care. Interaction with nature is a type of self-care activity that improves emotional states, but caregivers often struggle to access these environments due to time. With this, this thesis explores interventions to enhance the emotional state of informal caregivers, focusing on digital and virtual natural environments and types of companionship. This research begins by examining how reminders improve self-care practices and then how digital and virtual natural environments affect caregivers’ emo tional states. We also explore the benefits of virtual companionship on their emotional state. Findings show that digital and virtual natural environments significantly boost caregivers’ emotional state, especially when they can choose their settings. Virtual companionship, such as interacting with a virtual dog, reduces tension, boosts energy, fosters feelings of safety, and alleviates loneliness. These results highlight the poten tial of virtual companionship and virtual natural environments to improve the emotional state of informal caregivers of family members with Alzheimer’s and Related Demen tias.
- Facial video based physiological variables estimation in dark environmentsPublication . Gupta, Ankit; Dias, Fernando Manuel Rosmaninho Morgado Ferrão; Ravelo García, Antonio GabrielAs estimativas de parâmetros fisiológicos desempenham um papel relevante na de terminação do estado de saúde de um indivíduo. Entre esses parâmetros, a fre quência cardíaca e a saturação de oxigénio têm sido amplamente utilizadas para monitorização da saúde durante exames médicos, cirurgias, diagnóstico de distúr bios do sono e em unidades de cuidados intensivos. As técnicas de referência para estimar esses parâmetros são a eletrocardiografia e a fotopletismografia. Ambas são técnicas baseadas em contacto e, portanto, podem causar desconforto ao paciente em cenários como monitorização prolongada e pele sensível ou queimada. Assim, a fotopletismografia remota foi introduzida como uma variante sem contacto da foto pletismografia. Esta técnica extrai o sinal de pulso do volume sanguíneo das sequên cias espaço-temporais da região de interesse, seguida pela estimativa da frequência cardíaca. Por outro lado, as estimativas da saturação de oxigénio são realizadas us ando o método de razão de razões usando os canais vermelho e azul. Os métodos existentes sem contacto foram projetados para condições de luz ambiente. Alguns métodos desenvolvidos para ambientes escuros usaram câmaras infravermelhas, que são caras, e os espectros resultantes têm força pulsátil inferior aos espectros visíveis. Portanto, esta tese investiga o potencial dos espectros visíveis para medidas fisiológ icas em ambientes escuros (iluminância 1,0 lux). Especificamente, esta tese tem três contribuições principais: primeiro, um novo método de estimativa da frequência cardíaca baseado na análise de componentes independentes subcompleta, que foi de senvolvido e testado sob diferentes condições em tempo real, e segundo, um conjunto de dados "Dark-Video" abrangendo participantes de diferentes etnias e, finalmente, uma nova arquitetura de aprendizagem profunda para aprimoramento de imagens escuras que também foi proposta para facilitar medições fisiológicas nos ambientes escuros mencionados acima (ou seja, métodos de estimativa em cascata pelo apri moramento de imagens). Diversas experiências foram conduzidas para a análise de desempenho usando métricas de desempenho selecionadas criticamente provaram a superioridade dos métodos desenvolvidos e também exibiram o seu potencial de serem clinicamente viáveis. A direção futura desta trabalho visa implementar esses métodos para cenários como monitorização do sono sem contacto ou monitorização durante a condução noturna.
- Alfredo de Freitas Branco, Visconde do Porto da Cruz: representações literárias da Madeira, cultura e identidade insularPublication . Gomes, Sílvia Gilberta; Moniz, Ana Isabel Ferreira da Silva; Coelho, Leonor da Fonseca MartinsO presente trabalho de investigação centra-se no estudo de um autor madeirense do século XX, ainda pouco estudado, Alfredo de Freitas Branco (1890-1962), conhecido pelo título de Visconde do Porto da Cruz. Jornalista, publicista e escritor, foi também um homem de causas públicas, tendo abraçado várias ideologias políticas e doutrinárias, em diferentes fases da sua existência. O estudo incide, num primeiro momento, nas movimentações desta personalidade incontornável da cultura contemporânea insular, no seu tempo e espaço, de modo a compreender o seu percurso de vida, e a formação e desenvolvimento do perfil político e ideológico. Num segundo momento, procura identificar representações culturais e identitárias da Madeira na sua escrita, evidenciando o discurso relativo à ilha, através de uma abordagem da obra de ficção, com particular incidência em O Destino (1915) e A viagem aventurosa de Suvenine Boliface a Zelstrufs (1934). Escritas em diferentes etapas do percurso literário do autor, a sua produção literária revela um cunho autobiográfico, e evoca questões históricas, políticas, sociais, culturais e identitárias. Deste modo, contribuiu para o conhecimento da identidade madeirense da primeira metade do século XX, fomentando uma reflexão acerca da atualidade de algumas situações retratadas.
- Phthalates as plastic tracers in a pelagic food web from an open oceanic environmentPublication . Sambolino, Annalisa; Cordeiro, Nereida Maria Abano; Kaufmann, Manfred Josef; Dinis, Ana Margarida Brites CaetanoA investigação científica nas ciências ambientais e biológicas preocupa-se cada vez mais dos efeitos adversos das atividades humanas. A poluição por plásticos tem recebido atenção global devido ao seu evidente impacto ambiental, especialmente nos ecossistemas marinhos. Os microplásticos (MPs), definidos como partículas de plástico com menos de 5 mm, são de particular preocupação devido à sua persistência e capacidade de se infiltrar nas cadeias alimentares. No entanto, o ambiente pelágico continua a ser um dos ambientes menos explorados e mais desafiantes para estudar. Este estudo teve como objetivo investigar a presença de microplásticos numa cadeia alimentar pelágica num ecossistema oceânico, examinando em simultâneo a ocorrência de aditivos plásticos, especificamente os ftalatos (PAEs), como potenciais “tracers”. A amostragem ao longo de um ano das águas superficiais ao redor de uma ilha oceânica revelou uma presença consistente de MPs, especialmente microfibras, com flutuações sazonais significativas na razão entre MPs e zooplâncton. A análise do conteúdo estomacal das espécies de peixes pelágicos e lulas mais prevalentes que habitam estas águas confirmou que a maioria dos indivíduos ingeriu MPs, e foi observada uma correlação entre a abundância de MPs e a concentração de PAEs, particularmente DIBP (di isobutyl phthalate), nos seus tecidos. A análise de PAEs em amostras de biópsia de cetáceos que se alimentam destas presas, revelou uma presença persistente e alarmantemente elevada destes aditivos plásticos. Isso sugere uma exposição crônica e duradoura, provavelmente por meio de transferência trófica. A utilização de indicadores indiretos, como os aditivos plásticos, revela-se de grande importância em ambientes de difícil acesso e investigação, especialmente ao estudar animais protegidos, como a megafauna marinha, na qual as amostras são limitadas e de difícil obtenção. Neste estudo, foram desenvolvidas e validadas metodologias inovadoras para a deteção e quantificação de PAEs em biota marinho. A deteção de MPs e PAEs em vários níveis desta teia trófica oceanopelágica destaca a presença generalizada destes contaminantes antropogénicos mesmo em regiões oceânicas remotas.
- Deep Sea Chondrichthyes from Madeira and Nearby Seamounts (NE Atlantic)Publication . Araujo, Teresa Mafalda Gonçalves Jardim de Freitas; Kaufmann, Manfred JosefChondrichthyes play a key role in the ecological balance of the ecosystems as predatory species. However, more than one-third of these species are threatened by overfishing. The lack of information on chondrichthyan species in the archipelago of Madeira led to this study, which intended to provide reliable information on their taxonomy, biology, population dynamics and fisheries. An updated checklist of cartilaginous fishes, new records, taxonomic annotations, and clarification as well filling the gaps on life history of several species were accomplished during this thesis. The checklist confirmed the presence of 67 species of sharks, rays, and chimaeras. Another 14 species previously referred for the area are now considered dubious records, and 5 species are withdrawn from the list. Centrophorus uyato is here recorded for the first time from Madeira. Of the species reported 24 are in the list of threatened species according to the IUCN European Red List of marine fishes. Hydrolagus affinis and Chimaera opalescens are also first recorded for the Madeira region, and their known range of distribution are extended. The clarification and resolution of uncertainties over the identification of Deania calcea and Deania hystricosa were accomplished through morphological and molecular studies, that confirm that both are the same species. The knowledge of fish diversity of several seamounts belonging to Madeira-Tore complex at different depth strata down to 2500 m was increased, bridging the information gap regarding seamount associated elasmobranchs. The checklist of cartilaginous fish species for Seine and Unicorn seamounts confirmed the presence of 17 species in Seine and 11 in Unicorn, corresponding to about 31% of the valid Chondrichthyes reported for the archipelago of Madeira. The work herein presented contributed to increase the knowledge of fish communities, diversity, and occurrence of Chondrichthyes in the archipelago of Madeira. A reliable overview of Madeira’s elasmobranch fisheries and their evolution, between 1990 and 2020, is also provided. The study on the biology and population dynamics of Centrophorus squamosus allowed to verify that the pressure of fishing did not cause critical changes in the life history parameters of the species over 22 years. The information obtained is essential to obtain the geographic distribution and depth of the species, as well asto evaluate the fisheries impact on the biology and population dynamics of this group, aiming to contribute to the development of suitable management strategies to preserve these species, specifically the populations under pressure by the Madeiran longline artisanal fishery.
- Madeira dengue outbreak: a tool to study primary symptomatic and asymptomatic infectionsPublication . Henriques, Paulo Marco Vasconcelos; Vigário, Ana Margarida Aires Alves; Araújo, Helena de Freitas Caldeira; Rosa, Patrícia Alexandra da SilvaA febre da dengue é uma arbovirose que emergiu nas últimas décadas como uma séria ameaça à saúde mundial, colocando em risco quase metade da população mundial. A infeção por qualquer um dos quatro serotipos do vírus da dengue (DENV-1-4) resulta num amplo espectro de situações, desde infeções assintomáticas até doença severa que pode ser fatal. O desfecho assintomático parece ser o mais comum, podendo representar até 90% das infeções. Diferenças na virulência e capacidade de infeção de diferentes serotipos/genótipos de DENV, conjuntamente com a variabilidade genética dos hospedeiros, mecanismos de imunidade treinada e de tolerância à doença, são possíveis justificações para o desfecho assintomático e são extensivamente discutidos nesta tese. Entre 2012 e 2013 ocorreu o primeiro e único surto de DENV-1 na ilha da Madeira, providenciando a oportunidade de investigar a resposta humoral em infeções primárias, bem como o seu impacto na saúde desta população exposta pela primeira vez ao DENV. Neste trabalho demonstra-se que os indivíduos que desenvolveram infeções assintomáticas durante o surto apresentam níveis muito baixos ou indetetáveis de anticorpos contra DENV-1 oito anos após a infeção. Por outro lado, as infeções sintomáticas parecem ter resultado numa resposta humoral forte, com níveis elevados de anticorpos contra DENV-1, e atividade neutralizante contra DENV-2. Sugerindo uma proteção não só homotípica, mas possivelmente também contra infeções heterotípicas. O impacto do surto de dengue no estado de saúde desta população, estudado através da caracterização retrospetiva dos sintomas experienciados durante o período de infeção, evidenciou que a maioria dos sintomas e as suas frequências são semelhantes às descritas noutros estudos e compatíveis com o desfecho menos severo característico de infeções primárias, exceto para os sintomas hemorrágicos, que foram mais frequentes do que se antecipava. Igualmente, verificou-se que as manifestações clínicas a longo termo ocorreram mais frequentemente e foram mais persistentes do que inicialmente pensado, influenciando o estado de saúde e bem-estar de uma porção considerável da população infetada. A análise adicional de parâmetros clínicos e laboratoriais, contribuiu para o conhecimento da dimensão clínica do surto de dengue na Madeira. Não obstante o desfecho clínico moderado, foram também encontradas alterações laboratoriais sobretudo hematológicas e hepáticas, assim como sinais sugestivos de dengue severa em 5 pacientes, sugerindo um quadro de severidade relativamente amplo em infeções primárias. Este trabalho conduziu a um melhor conhecimento da resposta humoral e do impacto clínico de uma infeção por DENV-1 numa população nunca anteriormente exposta a qualquer DENV.