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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
2
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?
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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.
4
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
6
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
18
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.
20
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
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Inquérito aos alunos
Aluno: [email protected]
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: [email protected]
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