Relatório

Projecto FEUP

Laboratórios do Departamento de

Engenharia Electrotécnica e de

Computadores

Supervisor: Professor Adriano Carvalho

Monitor: Paulo Vasconcelos

Equipa: ele321

Alberto Martinho, Francisca Alves, Isabel Fragoso, José Pedro Araújo, José Ricardo Andrade, Miguel Baptista, Rui Graça

21 de Outubro de 2010

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Laboratórios do Departamento de

Engenharia Electrotécnica e de

Computadores

Edifícios I poente e J

Laboratórios de Ensino

O que se faz nos Laboratórios de Ensino dos Edifícios I poente e J?

3

Resumo

Este relatório está inserido na Unidade Curricular Projecto FEUP e tem como tema a

questão “O que se faz nos laboratórios de ensino do Departamento de Engenharia

Electrotécnica e de Computadores”. São analisados os diversos laboratórios incluídos

no tema e é feita uma breve análise crítica aos laboratórios e ao seu papel no ensino.

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Agradecimentos

Ao Paulo Vasconcelos e ao Professor Adriano Carvalho pela supervisão e orientação

dada. Aos Professores Artur Costa e José Rui Ferreira e aos técnicos Daniel Silva e

Nuno Guerra pelas informações e esclarecimentos sobre os laboratórios.

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Índice

Introdução 6

Caracterização dos laboratórios 9

Edifício J 8

Laboratório 001, 002, 101, 103 8

Laboratório 202,203 11

Laboratório 305 13

Edifício I poente 15

Laboratório 003 15

Laboratório 005 16

Laboratório 102, 103, 105 18

Análise Crítica 21

Conclusão 22

Referências Bibliográficas 23

Anexos 24

E-mails 24

Inquéritos aos alunos 25

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Introdução

Este trabalho foi realizado no âmbito da Unidade Curricular Projecto FEUP, mais

concretamente sobre o tema “Laboratórios do DEEC”.

O problema base deste projecto é: “O que se faz nos Laboratórios de Ensino dos

Edifícios I poente e J?”, tendo como objectivos principais os seguintes:

identificar os laboratórios de ensino;

caracterizar cada um dos laboratórios;

avaliar da sua ocupação ao longo dos dois últimos semestres.

Neste relatório, serão caracterizados os vários laboratórios de ensino dos edifícios I

poente e J, com base em informação recolhida no sistema de informação da

faculdade, e em recolha de informação através de contactos com professores e

técnicos responsáveis pelos laboratórios, assim como a partir de inquéritos feitos a

estudantes que já trabalharam nos laboratórios.

Tendo em conta o problema dado, foi recolhida uma lista de todos os laboratórios do

Departamento de Engenharia Electrotécnica e de Computadores. Desses, foram

seleccionados apenas aqueles sobre os quais o nosso projecto incidia. Alem disto, foi

excluída a sala I001, que, apesar de ser indicada no SiFEUP como laboratório de

ensino, é uma sala de estudo e trabalho, equipada com computadores, destinada aos

alunos da área de Telecomunicações.

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Tabela 1 - Laboratórios a caracterizar

Laboratórios

Salas/Edifícios Responsável (eis)

Máquinas Eléctricas

1

Salas: 001, 002

Edifício: J

Responsável: Professor Artur

Costa

Máquinas Eléctricas

2

Salas: 101,103

Edifício: J

Responsável: Professor Artur

Costa e técnico José Fernando

Costa Pinheiro Jorge

Projectos de Energia

Salas: 202, 203

Edifício: J

Responsável: Professor José Rui

da Rocha Pinto Ferreira

Sistemas Eléctricos

e Energia

Sala: 305

Edifício: J

Responsável: Professor José Rui

da Rocha Pinto Ferreira

Instalações

Eléctricas e

Aparelhagem

Sala: 003

Edifício: I

Responsável: Professor João

Peças Lopes

Controlo e

Automação

Sala: 005

Edifício: I

Responsável: Professor Paulo

José Portugal e técnico Daniel

Silva

Projectos APEL e

Electrónica e

Controlo de

Potência

Salas: 102, 103, 105

Edifício: I

Responsável: Professor Armando

Araújo, Professor António Pina

Martins e técnico Nuno António

Soares Guerra

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Caracterização dos laboratórios

Edifício J

Laboratórios J001 e J002 – Máquinas eléctricas 1

J101 e J103 – Máquinas eléctricas 2

Responsável: Professor Artur Costa

Apesar de funcionarem em quatro salas diferentes, todos estes laboratórios funcionam

como um só, e o material é partilhado pelos vários laboratórios.

No caso das salas do piso inferior, o material existente numa está altamente

dependente do material da outra, pelo que a utilização de uma implica, mesmo que

indirectamente, a utilização da outra. A sala 103 não é um laboratório, mas sim uma

sala de apoio aos laboratórios, que funciona como sala de aula, de estudo ou de

trabalho.

Estes laboratórios são utilizados em disciplinas ligadas a Energia e Máquinas

Eléctricas, uma área científica dentro de electrotecnia, sendo que no MIEEC são

utilizados a partir do 3º ano, e são também utilizados noutros cursos. Estão habilitados

ao estudo de ramos como a análise de eficiência energética, sistemas de energia,

máquinas eléctricas, circuitos, física e electromagnetismo, termografia, instrumentação

e medidas e electrotecnia geral.

O material utilizado nestes laboratórios é de alto custo, sendo que parte dele é dos

mais dispendiosos da faculdade. O orçamento anual é da ordem das dezenas de

milhares de euros, que são investidos para manutenção e sobretudo na aquisição de

novo material. Os casos de avaria do material são, por vezes, bastante dispendiosos.

Nem todo o material existente possuiu certificado de calibração.

No caso do laboratório J102, o material existente é bastante antigo, o que limita a sua

utilização. Assim, este laboratório não é tão utilizado como os outros, estando a sua

utilização restrita a casos mais pontuais, como por exemplo em aulas de outros cursos

em disciplinas relacionadas com electrotecnia.

Os laboratórios não são acreditados, pelo que não fornecem serviços ao exterior,

salvo em situações pontuais. Nestes casos, o pagamento é feito a troco de dinheiro ou

de serviços prestados para a manutenção ou solução de problemas dos laboratórios.

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O material utilizado no laboratório, quando utilizado descuidadamente, pode ser

bastante perigoso, podendo até levar a situações de risco de vida. No entanto, nunca

se registaram quaisquer acidentes significativos.

Qualquer aluno pode utilizar os laboratórios fora do tempo de aulas, necessitando de

acompanhamento do técnico do laboratório, dado os riscos da má utilização do

material e tendo em conta o elevado valor do mesmo. Os laboratórios são utilizados,

fora das aulas, para a finalização de trabalhos. São também utilizados para

investigação.

A função de técnico do laboratório exige formação superior no ramo da

energia/electrotecnia. O actual técnico é bacharel em engenharia electrotécnica.

Tabela 2: Ocupação dos laboratórios nos últimos dois semestres e no semestre actual

(tabela relativa aos laboratórios J001/J002, os restantes não têm horário definido)

Semestre Horas de aula/

semana

Disciplinas

1º de

2010/2011

20h Sistemas Electromecânicos, Máquinas Eléctricas,

Accionamentos Electromagnéticos

2º de

2009/2010

22h Máquinas Eléctricas, Tracção Eléctrica,

1º de

2009/2010

12h Sistemas Electromecânicos, Accionamentos

Electromagnéticos

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Figura 1: Localização dos laboratórios J001 e J002

Figura 2: Localização dos laboratórios J101 e J103

11

Laboratórios J202 e J203 – Projectos de Energia

Responsável: Professor José Rui da Rocha Pinto Ferreira

Ambos os laboratórios estão relacionados com Projectos de Energia. No entanto, a

sala J202 não é propriamente um laboratório de ensino, mas sim uma sala de

trabalho, usada para estudo e desenvolvimento de projectos, a partir do terceiro ano.

Nesta sala não decorrem aulas.

No laboratório J203, decorrem aulas de disciplinas ligadas a projectos de instalação

eléctrica, relacionados com a área de Energia.

Nos laboratórios não é manuseado qualquer tipo de material além de computadores

com software de CAD (computer-aided design, desenho assistido por computador)

ligado a uma plotter para impressão dos projectos. Desta forma, estes laboratórios

funcionam de forma algo complementar a outros laboratórios com uma vertente mais

prática de manuseamento de materiais, tendo uma componente mais lógica,

possibilitando a aquisição de competências de trabalho de projecto na área de

Energia, assim como de trabalho com software específico de CAD.

O material do laboratório 203 restringe-se a computadores e a uma plotter. Os

computadores estão equipados com monitores de 21 polegadas, que, apesar de algo

antigos, foram dispendiosos quando adquiridos.

Os recursos existentes nos laboratórios são suficientes para o tipo de trabalho que

neles se realiza. Não sendo locais em que se trabalha directamente com materiais ou

máquinas perigosas, não há qualquer risco de segurança nestes laboratórios.

Fora do tempo de aulas, o laboratório 203 está aberto para o desenvolvimento de

projectos. No caso do 202, este encontra-se aberto para os estudantes, para os fins

acima referidos.

Nestes laboratórios, não existe nenhum técnico por eles responsável nem existe

qualquer parceria com uma entidade exterior à faculdade. Não exige também grande

cuidado de manutenção por parte do professor responsável, não exigindo assim

grandes responsabilidades específicas.

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Tabela 3: Ocupação dos laboratórios nos últimos dois semestres e no semestre actual

(tabela relativa ao 203)

Semestre Horas de aula/

semana

Disciplinas

1º de

2010/2011

4h Projecto de Licenciamento de Instalações de

Utilização, Concepção e Projecto.

2º de

2009/2010

15h Projecto de Licenciamento.

1º de

2009/2010

6h Projecto de Licenciamento de Instalações de

Utilização, Concepção e Projecto.

Figura 3: Localização dos laboratórios J202 e J203

13

Laboratório J305 – Sistemas Eléctricos e Energia

Responsável: Professor José Rui da Rocha Pinto Ferreira

Tal como os laboratórios J202 e J203, este laboratório está direccionado para trabalho

com computadores. Os computadores utilizados estão equipados com software

específico da área de Energia e de planeamento de sistemas eléctricos.

O laboratório é utilizado em aulas de disciplinas da área de Energia, estando aberto

fora do tempo de aulas para a finalização de trabalhos e para projectos.

Neste laboratório adquirem-se competências relacionadas com o planeamento de

sistemas eléctricos e de energia, competências importantes para o trabalho na área de

Energia.

É um laboratório com características semelhantes ao J203, visto ter uma componente

mais lógica, sendo o trabalho feito através de computadores. Tal como este, não

requer o trabalho de um técnico nem grandes investimentos de aquisição nem de

manutenção, nem possui qualquer risco de segurança.

O laboratório não tem parcerias com entidades exteriores à faculdade e possui

recursos suficientes para o trabalho que nele se realiza. Tal como os laboratórios J202

e J203, não exige trabalho de manutenção por parte do professor responsável.

Apesar de no SiFEUP este laboratório ser indicado como estando à responsabilidade

do Professor José Pereira Silva, o responsável pelo laboratório é o Professor José Rui

da Rocha Pinto Ferreira, dado que o Professor José Pereira Silva se encontra

reformado.

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Tabela 4: Ocupação dos laboratórios nos últimos dois semestres e no semestre actual

Semestre Horas de aula/

semana

Disciplinas

1º de

2010/2011

22h Fiabilidade e Planeamento; Regulação e Mercados;

Luminotecnia e Instalações Industriais; Operação do

Sistema de Energia; Produção Dispersa; Técnicas para

Previsão; Energia Eólica e Solar.

2º de

2009/2010

17h Regimes Estacionários do SEE; Mercados e Qualidade;

Decisão, Optimização e Inteligência Computacional.

1º de

2009/2010

18h Regulação e Mercados; Técnicas para Previsão;

Operação do Sistema de Energia; Luminotecnia e

Instalações Industriais; Dinâmica e Estabilidade de

Sistemas; Fiabilidade e Planeamento; Instalações

Eléctricas.

Figura 4: Localização do laboratório J305

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Edifício I poente

Laboratório I003 – Instalações Eléctricas e Aparelhagem

Responsável: Professor João Peças Lopes

Não foi ainda sucedido o contacto com este laboratório. Além disso, não existe, nas

fontes bibliográficas utilizadas, qualquer informação relativa a horários ou a unidades

curriculares relacionadas com este laboratório. Por estas razões, não foi ainda

possível a caracterização deste laboratório.

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Laboratório I005 – Controlo e automação

Responsável: Professor Paulo Portugal

Técnico contactado: Daniel Silva

Este laboratório é utilizado para disciplinas essenciais na área de Automação, a partir

do 3º ano. As matérias fundamentais trabalhadas no laboratório são automação,

comunicação de redes, protocolos de comunicação e sistemas embebidos.

Com o trabalho neste laboratório, adquirem-se competências na área de automação,

nomeadamente ao nível de programação, de preparação de redes e de preparação

para a indústria, o que poderá ser importante para os alunos após terminarem o curso.

O material utilizado neste laboratório é bastante caro, sendo que o valor total do

material existente é das dezenas de milhar de euros. Porém, o material é bastante

resistente, e há poucos riscos de avaria, sendo que o preço de manutenção do

laboratório não é muito elevado.

Os recursos existentes são suficientes. Embora se pudesse efectuar melhoramentos

ao nível das bancadas, isso não seria grandemente proveitoso, dado o elevado

número de alunos por turma.

O laboratório não possui qualquer parceria ou contacto com empresas ou entidades

exteriores à faculdade.

O laboratório encontra-se aberto para todos os alunos fora do tempo de aulas, das 9h

as 20h.

As competências necessárias para trabalhar como técnico do laboratório passam por

conhecimentos de programação e manutenção de computadores, programação de

autómatos, e instalação eléctrica. Estas competências não são plenamente adquiridas

com um curso superior, sendo necessária alguma experiência para o pleno

desempenho do cargo.

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Tabela 5: Ocupação dos laboratórios nos últimos dois semestres e no semestre actual

Semestre Horas de aula/

semana

Disciplinas

1º de

2010/2011

20h Automação, Informática Industrial e Sistemas

Embarcados

2º de

2009/2010

12h30 Tecnologias da Automação

1º de 2009/2010 20h Sistemas Confiáveis, Comunicações

Industriais, Sistemas Embutidos e de Tempo

Real, Sistemas de Informação Industriais

Figura 6: Localização dos laboratórios I003 e I005

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Laboratórios I102, I103,I105 – Projectos APEL e Electrónica e Controlo de

Potência

Responsáveis: Professor Armando Araújo e Professor António Pina Martins

Técnico contactado: Nuno António Soares Guerra

Estes laboratórios estão relacionados com trabalhos nas áreas de electrónica e

automação e integram-se no MIEEC a partir do 3º ano. As suas matérias fundamentais

são a electrónica e suas aplicações, sendo analisadas matérias associadas à

electrónica automóvel, controlo e conversão de energia, energia renovável, electrónica

de potência e controlo de aplicações electrónicas, entre outras.

Estes laboratórios têm como objectivo principal transmitir conhecimentos científicos e

tecnológicos nas áreas de Automação, Electrónica de Potência e suas aplicações,

através do ensino e da pesquisa, assim como do desenvolvimento e simulação de

aplicações electrónicas.

Além de transmitir aos alunos conhecimentos, estes laboratórios permitem adquirir

competências de pesquisa e técnicas ao nível da electrónica e de software de

desenho técnico de circuitos electrónicos, o que pode ser bastante importante para

uma profissão no ramo da engenharia electrotécnica.

O trabalho com estes laboratórios pode envolver riscos materiais, através da

destruição de equipamentos, ou mesmo físicos, podendo, em casos extremos de

descuido, levar a situações fatais. Existem ainda riscos mais leves, como o de

queimaduras, uma vez que em determinadas situações se tem de soldar componentes

electrónicos em placas de Circuito de Impresso. Pode ainda existir o risco de corte e

pequenos ferimentos, uma vez que o trabalho neste laboratório envolve o uso de

ferramentas como alicates e chaves de fenda. Apesar de todos estes riscos, o número

de acidentes ocorridos é praticamente nulo, e os que existem são de pequena

gravidade.

Os laboratórios contam ainda com protecção de todas as bancadas de trabalho. Existe

também um local onde estão armazenados pequenos itens para poder ajudar o aluno

em pequenas ocorrências. Além disso está presente no departamento DEEC um

funcionário socorrista, e dois para combate a incêndios.

Os laboratórios encontram-se disponíveis para os alunos inscritos às UCs com eles

relacionadas, em cada semestre. Os alunos inscritos têm ainda a possibilidade de

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poder trabalhar fora do tempo de aulas, uma vez que os laboratórios possuem entrada

com cartão magnético.

Os custos associados ao material utilizado nos trabalhos variam anualmente.

Os laboratórios são muito ricos em recursos e não existem quaisquer faltas de

material. Não possuem qualquer parceria com nenhuma empresa ou entidade exterior

à faculdade e contam com o trabalho de um técnico, que tem as responsabilidades de

preparar todo o material necessário para os trabalhos a decorrer, permitindo o devido

funcionamento de todos os equipamentos do Laboratório, assim como de zelar pela

segurança e boa organização dos Laboratórios. Pode ainda propor a compra de novos

equipamentos e materiais necessários bom funcionamento destes.

A informação existente no SiFEUP relativamente a estes laboratórios encontra-se

desactualizada, visto que a disposição dos laboratórios foi alterada. Neste momento,

os laboratórios I102 e I103 encontram-se fundidos, não existindo qualquer separação

física entre eles. Os nomes e a disposição dos laboratórios, assim como as matérias

abordadas, foram alterados.

Tabela 6: Ocupação dos laboratórios nos últimos dois semestres (laboratório I105,

antigo laboratório de Electrónica e Controlo de Potência) e no semestre actual

(laboratório I103 - Electrónica e Controlo de Potência)

Semestre Horas de aula/

semana

Disciplinas

1º de

2009/2010

22h Electrónica Aplicada, Sistemas de Energia Renovável,

Sistemas de Electrónica

2º de

2009/2010

11h Electrónica Automóvel; Controlo de Movimento;

Sistemas Baseados em Inteligência Computacional.

1º de

2009/2010

22h Controlo e Conversão de Energia; Sistemas de

Instrumentação; Electrónica de Potência; Electrónica de

Aquisição e Processamento de Sinal; Sistemas de

Electrónica.

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Figura 7: Localização dos laboratórios I102, I103 e I105

21

Análise Critica

Em geral, os laboratórios analisados revelam condições adequadas ao ensino. Os

recursos existentes são, regra geral, suficientes para o trabalho neles realizado,

sendo, muitas vezes, o orçamento dos laboratórios algo elevado. No entanto, existem

casos em que o material utilizado nos laboratórios é já antigo, o que pode limitar o

trabalho realizado. Em determinados casos, os recursos informáticos existentes nos

laboratórios estão já algo desactualizados.

Os laboratórios são uma parte essencial do MIEEC, uma vez que permitem a

aplicação prática das componentes teóricas, dando assim uma preparação mais

directa para um futuro emprego no ramo da engenharia electrotécnica.

Embora os laboratórios do ramo de Telecomunicações não tenham sido abordados

neste projecto, os laboratórios de Energia e de Automação têm um papel bastante

importante para a aprendizagem, sendo essa uma opinião partilhada pelos

professores, alunos e técnicos.

Desta forma, justifica-se o orçamento, por vezes elevado, destinado aos laboratórios

de ensino. Em determinados casos, um maior investimento poderia ser uma boa

hipótese para o bom desenvolvimento da faculdade, permitindo aos alunos o contacto

com equipamento melhor e mais moderno, de forma a possibilitar uma melhor

aprendizagem e uma melhor preparação para um futuro emprego. No entanto, poucos

são os casos em que as condições não são as melhores possíveis.

Embora em determinados casos a colaboração dos professores com este projecto

tenha sido bastante positiva e vantajosa, noutros casos a comunicação com os

professores responsáveis pelos laboratórios mostrou-se uma tarefa árdua ou mesmo

impossível, o que, em casos extremos, impossibilitou a obtenção de informação

pretendida. Apesar disso, a comunicação com professores, técnicos e alunos foi

positiva, ajudando a obter importantes informações para o trabalho.

Outro factor que dificultou a obtenção de informação foi o facto de as informações

sobre alguns dos laboratórios não estarem actualizadas no sistema de informação da

faculdade. Verificou-se que um professor que lá era apontado como responsável por

dois laboratórios se encontra já reformado há dois anos, e ainda que a disposição dos

laboratórios do 1º piso do edifício I poente, assim como os seus horários, nomes e

indicação dos responsáveis, se encontra desactualizada.

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Conclusão

Os laboratórios de ensino destinam-se a actividades lectivas. Neles decorrem aulas de

diversas disciplinas, mas são também utilizados com fins de investigação, em alguns

casos, e para trabalhos fora da aula, pelo que os laboratórios funcionam fora dos seus

respectivos tempos de aula. As aulas laboratoriais representam uma vertente mais

prática da matéria leccionada.

Os laboratórios de ensino do edifício J são utilizados principalmente na área de

Energia, enquanto que os do edifício I poente são utilizados fundamentalmente na

área de Automação. Estes laboratórios são utilizados para aplicação prática de

matérias de várias disciplinas do MIEEC, e mesmo de disciplinas de outros cursos da

Faculdade de Engenharia, que de algum modo se relacionam com Automação ou com

Energia.

Tendo em conta que o trabalho em determinados laboratórios pode envolver riscos, é

necessário que estes possuam condições de segurança. Não há registo de qualquer

acidente significativo nos laboratórios de ensino analisados.

Estes laboratórios têm, regra geral, equipamento caro, que envolve um orçamento de

aquisição de material e de manutenção elevado. Além disso, a má utilização do

material dos laboratórios pode envolver riscos para a integridade física dos alunos,

pelo que é necessário o acompanhamento de um técnico nos laboratórios.

O técnico tem funções como a manutenção do laboratório, a montagem e preparação

do material para as aulas, e o acompanhamento aos alunos. Além dos técnicos, cada

laboratório tem um professor por ele responsável.

No entanto, alguns laboratórios não têm necessidade dos serviços de técnicos. Nestes

casos, o acompanhamento é feito por professores, ou então os estudantes trabalham

autonomamente.

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Referências Bibliográficas

FEUP (Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto). 2010. Faculdade de

Engenharia da Universidade do Porto. https://www.fe.up.pt/si/web_page.inicial.

(accessed October 13, 2010).

24

Anexos

E-mails enviados:

Figura 8: E-mail enviado aos professores

25

Inquérito aos alunos

Aluno: ee06268@fe.up.pt

Os laboratórios são úteis para o desempenho dos alunos?

Sim

Existem recursos suficientes? São bem aproveitados?

Todos os laboratórios em que trabalhei dispunham de material adequado

Há alguma coisa a mudar nos laboratórios do DEEC? Se sim, o quê?

Alguns laboratórios deveriam sofrer uma remodelação do material informático

Aconteceu algum acidente de que tenhas conhecimento em algum laboratório?

Não, todos parecem ser seguros

Em que laboratórios têm/tiveram aulas?

I005, J203, J204, J305

Qual é a vossa área de estudo?

Energia

26

Aluno: ee06151@fe.up.pt

Os laboratórios são úteis para o desempenho dos alunos?

Obviamente que sim!

Existem recursos suficientes? São bem aproveitados?

Existem recursos suficientes e em constante actualização. Sim, são bem aproveitados.

Há alguma coisa a mudar nos laboratórios do DEEC? Se sim, o quê?

Não

Aconteceu algum acidente de que tenhas conhecimento em algum laboratório?

Sim aconteceu. Não foram precisos grandes mecanismos de segurança e como tal,

estes mesmos mecanismos não foram testados.

Em que laboratórios têm/tiveram aulas?

Maioritariamente J002

Qual é a vossa área de estudo?

Energia