Representações sobre a leitura e sua influência em práticas educativas: um estudo no 1.º ciclo de Bolonha

É amplamente reconhecida a relevância crescente da leitura no século XXI, enquanto requisito fundamental para um exercício de cidadania responsável e crítico. Por outro lado, tal como acontece com outros aspetos da vida social, a investigação reconhece a influência exercida pelas representações sociais sobre a nossa compreensão do caráter multifacetado das práticas de leitura. Tal peso assume particular relevo no que diz respeito aos estudantes do Ensino Superior, nomeadamente aos futuros profissionais da Educação, pela sua responsabilidade acrescida na formação de leitores autónomos e críticos, privilegiando a sua motivação para a leitura e o seu desempenho em compreensão na leitura. No entanto, em Portugal, poucos estudos focam as representações sobre a leitura destes estudantes e sua influência em práticas educativas futuras. Nesse sentido, realizámos um estudo cujos objetivos de investigação foram: i) Identificar e caracterizar as representações de estudantes a frequentar um primeiro ciclo de estudos de Bolonha sobre: a sua motivação para a leitura; o seu desempenho em compreensão na leitura; os fatores que os influenciariam; as competências em leitura do seu futuro público; estratégias didáticas orientadas para a motivação para a leitura e o desenvolvimento da compreensão na leitura no seu futuro público; ii) determinar a influência das representações sobre estes aspetos nas suas práticas futuras relacionadas com a motivação para a leitura e o desenvolvimento da compreensão na leitura; iii) conceber, implementar e avaliar um plano de formação em Didática do Português, visando a promoção da competência didática dos estudantes, orientada para a motivação do seu futuro público para a leitura e o desenvolvimento da compreensão na leitura. Neste estudo, participaram 53 estudantes, inscritos na unidade curricular de Iniciação à Leitura e à Escrita, integrada no 3.º ano do plano de estudos da Licenciatura em Educação Básica da Escola Superior de Educação de Viseu, no 1.º semestre do ano letivo de 2012/2013. Foram objeto de uma intervenção didática, integrada no módulo programático consagrado à leitura, que durou quatro semanas. Face aos objetivos traçados, optámos por uma abordagem de natureza qualitativa, tendo como referencial metodológico o estudo de caso único. Foram utilizados vários instrumentos de recolha de dados: para os relativos às representações, usámos um questionário, uma reflexão escrita individual e duas fichas de trabalho; para os relacionados com o desempenho, recorremos a um relatório escrito de um trabalho prático de planificação e fundamentação de atividades, com uma componente individual e outra realizada em grupo. Todos os dados recolhidos foram objeto de análise de conteúdo, complementada por uma análise estatística descritiva (frequências absolutas e relativas). O nosso estudo permitiu-nos concluir que as representações sobre a leitura destes estudantes podem ser encaradas como um constructo multifacetado e complexo, no qual assume centralidade o conhecimento, associado à valorização da leitura em contexto escolar, sendo relegada para segundo plano uma dimensão mais afetiva da leitura. Tais representações seriam influenciadas por múltiplos fatores. No que respeita à motivação para a leitura, tais fatores incluiriam o género, o estatuto sociocultural, as práticas de literacia familiar e académica, os hábitos de leitura, o gosto pela leitura e preferências de leitura. O desempenho em compreensão na leitura, de caráter multidimensional, seria influenciado pelas estratégias que os estudantes mobilizariam durante a leitura, pela sua atitude de persistência quando confrontados com dificuldades e pela facilidade com que leriam com fins informativos, académicos e recreativos. Concluímos igualmente que tais representações sobre a leitura se repercutiriam nas práticas educativas futuras dos estudantes relacionadas com a motivação para a leitura e com o desenvolvimento da compreensão na leitura. A intervenção didática realizada teria concorrido para os dotar de algumas competências didáticas relacionadas com o ensino explícito da compreensão na leitura e fazer evoluir as representações, contribuindo também para algumas alterações ao seu perfil de leitor, em termos de motivação e de desempenho. Inferimos que tal evolução se repercutiu no modo como encaravam as suas futuras práticas educativas, no que se referia à competência didática para a motivação para a leitura e desenvolvimento de competências em compreensão na leitura no seu futuro público. Da investigação realizada decorrem algumas sugestões pedagógicodidáticas com vista a contribuir para o aprofundamento das representações sobre a leitura dos estudantes futuros profissionais da Educação e sua influência em práticas educativas.

Materiais à base de Sr(Ti,Nb)O3 para sensores lambda

Os sensores lambda resistivos possuem as vantagens de simplicidade e menor custo relativamente à utilização generalizada de sensores potenciométricos de oxigénio. Nesse sentido, os titanatos de estrôncio têm sido alvo de diversos estudos. Para a produção de uma relação inequívoca entre a condutividade destes materiais e a pressão parcial de oxigénio é necessária a adição de um dopante dador que suprime a condução eletrónica do tipo-p na região de pressões parciais de oxigénio próximas de ar. Contudo, a adição de um dopante dador produz respostas lentas destes materiais quando densos a variações da pressão parcial de oxigénio. Além da preparação usual dos pós por reação do estado sólido, foram preparadas diversas composições por mecanossíntese. Tal relaciona-se com o fato exaustivamente reportado de as amostras destes materiais, especialmente quando dopados com dadores, apresentarem comportamentos dependentes das condições de processamento. Teve ainda o intuito de avaliar a viabilidade da sua preparação por este método, e consequentemente verificar se este método de preparação, que presumivelmente produzirá pós com composição mais homogénea e mais reativos, permite alterar/manipular a resposta obtida por amostras com eles produzidas. Foram preparados diversos filmes, tipologia muito usada na produção de sensores resistivos, e amostras porosas com diversas composições à base de titanato de estrôncio produzidos com variadas condições de processamento. Foram realizadas diversas caracterizações sobre estes espécimes numa tentativa de melhor compreender as propriedades destes materiais e a dependência destas com parâmetros microestruturais como o tamanho de grão e a porosidade. Foi verificado que os exemplares de titanato de estrôncio não dopado, quer em filmes quer em amostras porosas, apresentam um comportamento elétrico semelhante ao apresentado por amostras densas deste material. Apurou-se ainda, que as suas características apresentam uma variação ténue com a alteração das condições de processamento. Já espécimes de titanato de estrôncio dopados com dador revelam uma forte dependência das suas propriedades com as condições de processamento utilizadas, nomeadamente, a temperatura de sinterização e o tempo de permanência a essa temperatura. Para o fabrico de sensores resistivos de oxigénio poderá ser preferível o recurso a amostras porosas pelo facto de mais facilmente se manipularem as suas características microestruturais e devido à exclusão dos problemas associados à interação entre o substrato de alumina e o filme. As composições não dopadas são as indicadas para esta função se a gama de pressões de oxigénio a avaliar for relativamente pouco extensa sendo aconselhadas as composições dopadas com dador se for pretendida uma medição da pressão parcial de oxigénio em zonas mais extensas correspondentes à queima com deficiência ou excesso de oxigénio. Mesmo em amostras de elevada porosidade poderá ocorrer resposta transiente do material dopado com dador.

Chemical characterization and evaluation of biological activity of Cynara cardunculus extractable compounds

The Mediterranean species Cynara cardunculus L. is recognized in the traditional medicine, for their hepatoprotective and choleretic effects. Biomass of C. cardunculus L. var. altilis (DC), or cultivated cardoon, may be explored not only for the production of energy and pulp fibers, but also for the extraction of bioactive compounds. The chemical characterization of extractable components, namely terpenic and phenolic compounds, may valorize the cultivated cardoon plantation, due to their antioxidant, antitumoral and antimicrobial activities. In this study, the chemical composition of lipophilic and phenolic fractions of C. cardunculus L. var. altilis (DC), cultivated in the south of Portugal (Baixo Alentejo region) was characterized in detail, intending the integral valorization of its biomass. The biological activity of cultivated cardoon extracts was evaluated in terms of antioxidant, human tumor cell antiproliferative and antibacterial effects. Gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS) was used for the chemical analysis of lipophilic compounds. Sixty-five lipophilic compounds were identified, from which 1 sesquiterpene lactone and 4 pentacyclic triterpenes were described, for the first time, as cultivated cardoon components, such as: deacylcynaropicrin, acetates of β- and α-amyrin, lupenyl acetate and ψ-taraxasteryl acetate. Sesquiterpene lactones were the major family of lipophilic components of leaves (≈94.5 g/kg), mostly represented by cynaropicrin (≈87.4 g/kg). Pentacyclic triterpenes were also detected, in considerably high contents, in the remaining parts of cultivated cardoon, especially in the florets (≈27.5 g/kg). Taraxasteryl acetate was the main pentacyclic triterpene (≈8.9 g/kg in florets). High pressure liquid chromatography-mass spectrometry (HPLC-MS) was utilized for the chemical analysis of phenolic compounds. Among the identified 28 phenolic compounds, eriodictyol hexoside was reported for the first time as C. cardunculus L. component, and 6 as cultivated cardoon components, namely 1,4-di-O-caffeoylquinic acid, naringenin 7-O-glucoside, naringenin rutinoside, naringenin, luteolin acetylhexoside and apigenin acetylhexoside. The highest content of the identified phenolic compounds was observed in the florets (≈12.6 g/kg). Stalks outer part contained the highest hydroxycinnamic acids abundance (≈10.3 g/kg), and florets presented the highest flavonoids content (≈10.3 g/kg). The antioxidant activity of phenolic fraction was examined through 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH) free radical scavenging assay. Stalks outer part, and receptacles and bracts extracts demonstrated the highest antioxidant effect on DPPH (IC50 of 34.35 μg/mL and 35.25 μg/mL, respectively). (cont.) abstract (cont.) The DPPH scavenging effect was linearly correlated with the total contents of hydroxycinnamic acids (r = -0.990). The in vitro antiproliferative activity of cultivated cardoon lipophilic and phenolic extracts was evaluated on a human tumor cells line of triple-negative breast cancer (MDA-MB-231), one of the most refractory human cancers to conventional therapeutics. After 48 h of exposition, leaves lipophilic extract showed higher inhibitory effect (IC50 = 10.39 μg/mL) than florets lipophilic extract (IC50 = 315.22 μg/mL), upon MDA-MB-231 cellular viability. Pure compound of cynaropicrin, representative of the main compound identified in leaves lipophilic extract, also prevented the cell proliferation of MDA-MB-231 (IC50 = 17.86 μM). MDA-MB-231 cells were much more resistant to the 48 h- treatment with phenolic extracts of stalks outer part (IC50 = 3341.20 μg/mL) and florets (IC50 > 4500 μg/mL), and also with the pure compound of 1,5-di-O-caffeoylquinic acid (IC50 = 1741.69 μM). MDA-MB-231 cells were exposed, for 48 h, to the respective IC50 concentrations of leaves lipophilic extract and pure compound of cynaropicrin, in order to understand their ability in modelling cellular responses, and consequently important potentially signaling pathways for the cellular viability decrease. Leaves lipophilic extract increased the caspase-3 enzymatic activity, contrarily to pure compound of cynaropicrin. Additionally, leaves lipophilic extract and pure compound of cynaropicrin caused G2 cell cycle arrest, possibly by upregulating the p21Waf1/Cip1 and the accumulation of phospho-Tyr15-CDK1 and cyclin B1. The inhibitory effects of leaves lipophilic extract and cynaropicrin pure compound, against the MDA-MB-231 cell proliferation, may also be related to the downregulation of phospho-Ser473-Akt. The antibacterial activity of cultivated cardoon lipophilic and phenolic extracts was assessed, for the first time, on two multidrug-resistant bacteria, such as the Gram-negative Pseudomonas aeruginosa PAO1 and the Gram-positive methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA), two of the main bacteria responsible for health care-associated infections. Accordingly, the minimum inhibitory concentrations (MIC) were determined. Lipophilic and phenolic extracts of florets did not have antibacterial activity on P. aeruginosa PAO1 and MRSA (MIC > 2048 μg/mL). Leaves lipophilic extract did not prevent the P. aeruginosa PAO1 growth, but pure compound of cynaropicrin was slightly active (MIC = 2048 μg/mL). Leaves lipophilic extract and pure compound of cynaropicrin blocked MRSA growth (MIC of 1024 and 256 μg/mL, respectively). The scientific knowledge revealed in this thesis, either by the chemical viewpoint, or by the biological viewpoint, contributes for the valorization of C. cardunculus L. var. altilis (DC) biomass. Cultivated cardoon has potential to be exploited as source of bioactive compounds, in conciliation with other valorization pathways, and Portuguese traditional cheeses manufacturing.

Desenvolvimento de sensores químicos para aniões

O objectivo deste trabalho foi o desenvolvimento de sensores químicos para aniões em solução aquosa. Os sensores basearam-se em cristais piezoelétricos de quartzo revestidos com macrociclos pirrólicos. Sensores com porfirinas, hexafirinas, ftalocianinas e uma rede metalo-orgânica como filmes de reconhecimento foram avaliados no que respeita à reversibilidade, sensibilidade, seletividade e tempo de vida. A sensibilidade aos aniões presentes nas águas minerais destinadas ao consumo humano dos sensores com macrociclos pirrólicos dependia dos grupos substituintes na periferia do macrociclo. A presença de grupos substituintes NH potenciou a sensibilidade, sendo o valor mais elevado obtido com o grupo NH-tosilo. Técnicas espectroscópicas permitiram mostrar que a principal interação entre o anião e o composto se fazia por meio de pontes de hidrogénio entre o anião e o grupo NH. A sensibilidade destes compostos dependia ainda da quantidade do composto depositado sobre o cristal. Nenhum dos sensores era específico, mas apresentavam variações na seletividade com o composto pirrólico sobre o cristal. O sensor com uma membrana polimérica que incorporou uma rede metalo-orgânica construída com moléculas de uma ftalocianina de magnésio com grupos NH-tosilo ligados por iões cobre apresentou coeficientes de seletividade muito diferentes de todos os restantes sensores. Uma língua eletrónica construída com três dos novos sensores foi capaz de determinar simultaneamente as concentrações dos iões HCO3-, Cl- e SO42- em amostras de água mineral engarrafada, não tendo os valores obtidos sido estatisticamente diferentes (α=0,05) daqueles que foram obtidos por cromatografia iónica ou volumetria.

Supervisão colaborativa para uma educação inclusiva : um estudo com professores do ensino regular

Este trabalho, desenvolvido por uma professora de educação especial no contexto onde exerce funções, resultou da vontade de aprofundar o conhecimento sobre as dinâmicas de trabalho entre os professores do Ensino Regular e entre estes e o professor de Educação Especial. Desta forma elaborámos um projeto de investigação com o propósito de aprofundar o conhecimento sobre estas dinâmicas, no âmbito de uma oficina de formação, dinamizada pela investigadora, realizada no contexto de trabalho dos participantes. Neste âmbito, foi proporcionado um conjunto de experiências vivenciadas em conjunto, procurando contribuir para novas perspetivas teóricas sobre o conhecimento, bem como o envolvimento dos participantes em situações empíricas que lhes permitissem aplicar esses conhecimentos na resolução de problemas concretos emergentes no seu contexto de trabalho. A estratégia formativa baseou-se na colaboração como factor de desenvolvimento e de aprendizagem, surgindo como relevante e necessário o envolvimento dos formandos em processos de investigação da própria prática. A formação, na modalidade de Oficina, foi promovida através do Centro de Formação da Instituição onde a escola, um estabelecimento de ensino particular e cooperativo, se integra. Neste âmbito foi acreditada pelo Conselho Científico-Pedagógico da Formação Contínua e envolveu dezasseis professores do 1.º, 2.º e 3.º ciclos do ensino básico. A formação desenvolveuse em duas fases - a primeira fase, constituída por 4 sessões, teve lugar entre maio e julho de 2011, e a segunda fase, igualmente constituída por 4 sessões, teve lugar de setembro a novembro de 2011, num total de 25 horas presenciais e 25 horas não presenciais. Trata-se de um estudo com uma dupla intencionalidade – formativa e investigativa – no qual se procura compreender (i) a relação entre as estratégias de formação e supervisão promovidas pela professora de educação especial e o desenvolvimento de dinâmicas de trabalho colaborativo entre os participantes (ii) e o impacto dessas dinâmicas no desenvolvimento profissional e nas suas práticas, tendo em vista a promoção de uma educação inclusiva. Configura-se como estudo de caso, na variante de multicaso apresentando, ainda, algumas características de investigação-ação. No âmbito deste estudo, utilizámos um conjunto diverso e complementar de procedimentos investigativos, nomeadamente, o inquérito por questionário aplicado a todos os participantes no início e no fim da oficina de formação; o inquérito por questionário de avaliação das sessões, tendo por base os objetivos do estudo; a entrevista semi-estruturada, realizada a quatro docentes do 1º CEB que constituem os subcasos e o portfolio reflexivo individual dos mesmos, os quais se constituem como estratégia de formação e de investigação. Recorreu-se, ainda, como fontes de informação secundária, ao Teaching portfolio do investigador, às videogravações das sessões de formação, aos registos em vídeo de alguns episódios relativos à intervenção dos formandos em sala de aula e aos projetos de investigação-ação, bem como aos dados recolhidos na entrevista dirigida ao Diretor do estabelecimento de educação e ensino, depois de concluído o programa de formação. Os resultados da análise parecem evidenciar a existência de dinâmicas colaborativas e um clima de inter-ajuda que caraterizou a interação ocorrida na formação, em torno de casos concretos, os quais tiveram um impacto significativo sobre o pensamento e a prática dos participantes. Todo o processo desenvolvido parece ter dado lugar à partilha de saberes e à procura conjunta de soluções para os problemas, tendo contribuído para que os professores passassem a ser mais interventivos, evidenciando novas aprendizagens e uma maior consciencialização do conceito de educação para todos e do que esta implica. Os resultados parecem ainda revelar o desenvolvimento de uma parceria estratégica entre os professores do ensino regular e a professora de educação especial, a qual passou a ser aceite como uma pessoa que pode ajudar a encontrar soluções para os problemas que surgem na sala de aula, de forma a garantir a inclusão de todos os alunos e não apenas dos que têm necessidades educativas especiais.

European student mobility and intercultural learning at a portuguese university

The purpose of this study is to understand, impact and evaluate the development of intercultural communicative competencies among European credit-seeking exchange students and other sojourners through purposeful intercultural pedagogy. This pedagogy encompasses intentional intercultural- educational approaches which aim to support and enhance sojourners’ intercultural learning throughout the study abroad cycle (pre-departure, in-country and reentry phases). To test and validate these pedagogies a 20-hour intervention was designed and implemented among two cohorts of 31 sojourners during the in-country phase of their sojourn in Portugal. The process to develop and validate the intercultural intervention was driven by a mixed-methods methodology which combined quantitative and qualitative data to triangulate, complement and expand research results from a pragmatic stance. The mixed methods research design adopted is multi-phased and encompasses a multi-case study and an evaluative component. The multi-case component is embodied by sojourner cohorts: (1) the primary case study involves 19 incoming students at the University of Aveiro (Portugal) as participants in the European exchange program Campus Europae; (2) the second case study comprises three incoming Erasmus students and nine highly skilled immigrants at the same university. All 31 sojourners attended two intermediate Portuguese as Foreign Language classrooms where the intervention was employed. Data collection was extensive and involved collecting, analyzing and mixing quantitative and qualitative strands across four research phases. These phases refer to the: (1) development, (2) implementation and (3) evaluation of the intervention, as well as to (4) a stakeholder analysis of the external value of the intervention and of the Campus Europae program. Data collection instruments included pre and posttest questionnaires and semi-structured interviews. Results confirm the intercultural effectiveness of the intervention and the positive impact upon research participants’ intercultural gains. This impact was, however, greater in case study 2. Among explanatory variables, three stand out: (1) participant meaning-making abilities, (2) host language proficiency and related variables, and (3) type of sojourn or exchange programs. Implications for further research highlight the need to systematize purposeful intercultural pedagogy in sojourner populations in general, and in European credit student mobility in particular. In the latter case, these pedagogies should be part of the design and delivery of credit-bearing exchange programs in pre- departure, in-country and re-entry phases. Implications for practice point to the urge to improve intercultural practices in: macro (higher education institutions), mezzo (exchange programs) and micro (sojourner language classrooms) contexts where this research took place, and wider social scenarios they represent.

Self-regulatory behaviours and flow dispositions in musical practice: a survey with advanced performers

Flow experience, a holistic sensation of total involvement in an activity, seems to have positive influences on musical performance activities. Although its main requirements (balance between challenges and skills, clear goals and unequivocal feedback) are inherent elements of musical practice, there is a lack of research about flow occurrences in the context of musical practice and on how specific practice behaviours affect the experience of flow and its particular dimensions. The aims of this thesis were to investigate advanced performersʼ dispositions to flow in musical practice, and to investigate whether the frequency of these experiences of holistic engagement with practice are associated with self-regulatory practice behaviours. 168 advanced classicallytrained performers (male = 50.0%; female = 50.0%), ranging in age from 18 to 74 years (m = 34.41, SD = 12.39), answered a survey that included two measures: the Dispositional Short Flow Scale, assessing performersʼ flow dispositions, and the Self-Regulated Practice Behaviours Questionnaire, developed specifically for the present research. The overall results of the survey suggested that advanced musicians have high dispositions to flow in musical practice, but not associated with the participantsʼ demographic characteristics. Three of the individual flow indicators were less experienced, suggesting that the most intense flow experiences are rare in musical practice. However, the results point to the existence of another relevant experience, named optimal practice experience. Practice engagement levels were positively associated with knowledge of oneʼs own personal resources and a capacity for practice organization, but not with inclusion/use of external resources. A capacity for setting optimal practice goals was related to self-regulation and to immersion aspects of flow. Current findings offer new clues about the assessment of flow dispositions in performers, helping to clarify how daily practice can heighten positive affective responses in musicians who are vulnerable to the requirements and difficulties of deliberate practice, as well as to other negative practice outcomes. The current research questions issues pertaining to the optimization and sustaining of flow in daily practice, suggesting future directions in the study of the affective subjective functioning of engagement with deliberate practice.

Estudo do aerossol (poeira do Sara) na região de Cabo Verde

No âmbito do projeto CV-DUST foi desenvolvida uma campanha de medição do aerossol atmosférico na Cidade da Praia (14° 55’ N, 23°29’ W), de janeiro de 2011 a janeiro de 2012. A concentração do aerossol foi determinada com base no método gravimétrico, com a amostragem feita em termos de PM10 e em frações granulométricas, usando impactores. Complementarmente, foi usado um contador ótico de partículas que permite a monitorização em contínuo e a classificação do número de partículas em 31 frações de tamanho na gama entre 0,25 e 32 μm. A composição química do aerossol foi determinada com incidência nos seguintes componentes: iões inorgânicos solúveis em água (Cl-, NO3-, SO42-, Na+, NH4+, K+, Mg2+ e Ca2+), carbonato total, elementos maioritários da crosta (Si, Na, Al, Fe, Ca, Mg, K, Ti e Mn) e elementos vestigiais (Ba, Zn, Zr, Pb, Cu, Ce, Ni, Cr, V, Co, Sc, As, Sm e Sb), assim como a fração carbonácea (carbono elementar – EC e o carbono orgânico - OC). Durante a campanha, a concentração de PM10 apresentou uma grande variabilidade temporal, com valores médios (à escala diária) situados entre 10 μg/m3 e 507 μg/m3, sendo a concentração média anual estimada em cerca de 59 μg/m3. As concentrações mais elevadas (tipicamente acima dos 100 μg/m3) foram registadas durante os eventos de poeira proveniente do Norte de África, sendo os mais intensos observados nos meses de janeiro, fevereiro e dezembro de 2011. Os registos do contador ótico, feitos em intervalos de 5 min, revelaram que durante os eventos de poeira as concentrações médias horárias das partículas PM10 e PM2.5 podem ultrapassar os 700 μg/m3 e 200 μg/m3, respetivamente. Com base nos resultados do método ótico, as contribuições das frações granulométricas PM1, PM(1-2.5) e PM(2.5-10) para a massa de PM10 foram estimadas em cerca de 11 %, 28 % e 61 %, respetivamente. A composição química do aerossol varia consideravelmente ao longo do ano e revela a predominância das partículas minerais e do sal marinho. Com base em cálculos do balanço mássico das espécies químicas, as contribuições dos dois constituintes maioritários para a massa de PM10 foram estimadas em cerca de 47 % (partículas minerais) e 17 % (sal marinho). O aerossol secundário (NO3-, NH4+ e fração não marinha do SO42) e o aerossol carbonáceo (EC + OC) contribuem cada um com cerca de 4 % e 3 %, respetivamente. A fração mássica restante (cerca de 29 %), corresponde aos constituintes não analisados, podendo a água ser a mais importante neste grupo. A análise química das amostras segregadas por tamanho revela a seguinte composição para as partículas PM1, PM(1-2.5) e PM(2.5-10): 5,2, 11,8 e 20,7 % (constituintes do sal marinho); 8,6, 3,7 e 3,1 % (iões secundários); 8,9, 1,5 e 1,3 % (EC + OC).

Environmental impacts of freshwater use and suspended solids in life cycle assessment

Perturbation of natural ecosystems, namely by increasing freshwater use and its degradative use, as well as topsoil erosion by water of land-use production systems, have been emerging as topics of high environmental concern. Freshwater use has become a focus of attention in the last few years for all stakeholders involved in the production of goods, mainly agro-industrial and forest-based products, which are freshwater-intensive consumers, requiring large inputs of green and blue water. This thesis presents a global review on the available Water Footprint Assessment and Life Cycle Assessment (LCA)-based methods for measuring and assessing the environmental relevance of freshwater resources use, based on a life cycle perspective. Using some of the available midpoint LCA-based methods, the freshwater use-related impacts of a Portuguese wine (white ‘vinho verde’) were assessed. However, the relevance of environmental green water has been neglected because of the absence of a comprehensive impact assessment method associated with green water flows. To overcome this constraint, this thesis helps to improve and enhance the LCA-based methods by providing a midpoint and spatially explicit Life Cycle Impact Assessment (LCIA) method for assessing impacts on terrestrial green water flow and addressing reductions in surface blue water production caused by reductions in surface runoff due to land-use production systems. The applicability of the proposed method is illustrated by a case study on Eucalyptus globulus conducted in Portugal, as the growth of short rotation forestry is largely dependent on local precipitation. Topsoil erosion by water has been characterised as one of the most upsetting problems for rivers. Because of this, this thesis also focuses on the ecosystem impacts caused by suspended solids (SS) from topsoil erosion that reach freshwater systems. A framework to conduct a spatially distributed SS delivery to freshwater streams and a fate and effect LCIA method to derive site-specific characterisation factors (CFs) for endpoint damage on aquatic ecosystem diversity, namely on algae, macrophyte, and macroinvertebrates organisms, were developed. The applicability of this framework, combined with the derived site-specific CFs, is shown by conducting a case study on E. globulus stands located in Portugal as an example of a land use based system. A spatially explicit LCA assessment was shown to be necessary, since the impacts associated with both green water flows and SS vary greatly as a function of spatial location.

Techniques for batch reinforcement learning in robotics

This thesis addresses the Batch Reinforcement Learning methods in Robotics. This sub-class of Reinforcement Learning has shown promising results and has been the focus of recent research. Three contributions are proposed that aim to extend the state-of-art methods allowing for a faster and more stable learning process, such as required for learning in Robotics. The Q-learning update-rule is widely applied, since it allows to learn without the presence of a model of the environment. However, this update-rule is transition-based and does not take advantage of the underlying episodic structure of collected batch of interactions. The Q-Batch update-rule is proposed in this thesis, to process experiencies along the trajectories collected in the interaction phase. This allows a faster propagation of obtained rewards and penalties, resulting in faster and more robust learning. Non-parametric function approximations are explored, such as Gaussian Processes. This type of approximators allows to encode prior knowledge about the latent function, in the form of kernels, providing a higher level of exibility and accuracy. The application of Gaussian Processes in Batch Reinforcement Learning presented a higher performance in learning tasks than other function approximations used in the literature. Lastly, in order to extract more information from the experiences collected by the agent, model-learning techniques are incorporated to learn the system dynamics. In this way, it is possible to augment the set of collected experiences with experiences generated through planning using the learned models. Experiments were carried out mainly in simulation, with some tests carried out in a physical robotic platform. The obtained results show that the proposed approaches are able to outperform the classical Fitted Q Iteration.

Context-aware framework for collaborative applications

Future pervasive environments will take into consideration not only individual user’s interest, but also social relationships. In this way, pervasive communities can lead the user to participate beyond traditional pervasive spaces, enabling the cooperation among groups and taking into account not only individual interests, but also the collective and social context. Social applications in CSCW (Computer Supported Cooperative Work) field represent new challenges and possibilities in terms of use of social context information for adaptability in pervasive environments. In particular, the research describes the approach in the design and development of a context.aware framework for collaborative applications (CAFCA), utilizing user’s context social information for proactive adaptations in pervasive environments. In order to validate the proposed framework an evaluation was conducted with a group of users based on enterprise scenario. The analysis enabled to verify the impact of the framework in terms of functionality and efficiency in real-world conditions. The main contribution of this thesis was to provide a context-aware framework to support collaborative applications in pervasive environments. The research focused on providing an innovative socio-technical approach to exploit collaboration in pervasive communities. Finally, the main results reside in social matching capabilities for session formation, communication and coordinations of groupware for collaborative activities.

HPC management and engineering in the hybrid cloud

The evolution and maturation of Cloud Computing created an opportunity for the emergence of new Cloud applications. High-performance Computing, a complex problem solving class, arises as a new business consumer by taking advantage of the Cloud premises and leaving the expensive datacenter management and difficult grid development. Standing on an advanced maturing phase, today’s Cloud discarded many of its drawbacks, becoming more and more efficient and widespread. Performance enhancements, prices drops due to massification and customizable services on demand triggered an emphasized attention from other markets. HPC, regardless of being a very well established field, traditionally has a narrow frontier concerning its deployment and runs on dedicated datacenters or large grid computing. The problem with common placement is mainly the initial cost and the inability to fully use resources which not all research labs can afford. The main objective of this work was to investigate new technical solutions to allow the deployment of HPC applications on the Cloud, with particular emphasis on the private on-premise resources – the lower end of the chain which reduces costs. The work includes many experiments and analysis to identify obstacles and technology limitations. The feasibility of the objective was tested with new modeling, architecture and several applications migration. The final application integrates a simplified incorporation of both public and private Cloud resources, as well as HPC applications scheduling, deployment and management. It uses a well-defined user role strategy, based on federated authentication and a seamless procedure to daily usage with balanced low cost and performance.

Federated architecture for biomedical data integration

The last decades have been characterized by a continuous adoption of IT solutions in the healthcare sector, which resulted in the proliferation of tremendous amounts of data over heterogeneous systems. Distinct data types are currently generated, manipulated, and stored, in the several institutions where patients are treated. The data sharing and an integrated access to this information will allow extracting relevant knowledge that can lead to better diagnostics and treatments. This thesis proposes new integration models for gathering information and extracting knowledge from multiple and heterogeneous biomedical sources. The scenario complexity led us to split the integration problem according to the data type and to the usage specificity. The first contribution is a cloud-based architecture for exchanging medical imaging services. It offers a simplified registration mechanism for providers and services, promotes remote data access, and facilitates the integration of distributed data sources. Moreover, it is compliant with international standards, ensuring the platform interoperability with current medical imaging devices. The second proposal is a sensor-based architecture for integration of electronic health records. It follows a federated integration model and aims to provide a scalable solution to search and retrieve data from multiple information systems. The last contribution is an open architecture for gathering patient-level data from disperse and heterogeneous databases. All the proposed solutions were deployed and validated in real world use cases.

Context-awareness privacy in data communications

Internet users consume online targeted advertising based on information collected about them and voluntarily share personal information in social networks. Sensor information and data from smart-phones is collected and used by applications, sometimes in unclear ways. As it happens today with smartphones, in the near future sensors will be shipped in all types of connected devices, enabling ubiquitous information gathering from the physical environment, enabling the vision of Ambient Intelligence. The value of gathered data, if not obvious, can be harnessed through data mining techniques and put to use by enabling personalized and tailored services as well as business intelligence practices, fueling the digital economy. However, the ever-expanding information gathering and use undermines the privacy conceptions of the past. Natural social practices of managing privacy in daily relations are overridden by socially-awkward communication tools, service providers struggle with security issues resulting in harmful data leaks, governments use mass surveillance techniques, the incentives of the digital economy threaten consumer privacy, and the advancement of consumergrade data-gathering technology enables new inter-personal abuses. A wide range of fields attempts to address technology-related privacy problems, however they vary immensely in terms of assumptions, scope and approach. Privacy of future use cases is typically handled vertically, instead of building upon previous work that can be re-contextualized, while current privacy problems are typically addressed per type in a more focused way. Because significant effort was required to make sense of the relations and structure of privacy-related work, this thesis attempts to transmit a structured view of it. It is multi-disciplinary - from cryptography to economics, including distributed systems and information theory - and addresses privacy issues of different natures. As existing work is framed and discussed, the contributions to the state-of-theart done in the scope of this thesis are presented. The contributions add to five distinct areas: 1) identity in distributed systems; 2) future context-aware services; 3) event-based context management; 4) low-latency information flow control; 5) high-dimensional dataset anonymity. Finally, having laid out such landscape of the privacy-preserving work, the current and future privacy challenges are discussed, considering not only technical but also socio-economic perspectives.

A poesia promovendo o trabalho integrado e colaborativo na escola: uma contribuição à formação de professores na educação básica

Este estudo, desenvolvido através de uma investigação-ação, busca aprofundar a compreensão sobre o papel da poesia e de sua abordagem associado à integração curricular e ao trabalho colaborativo, em programas de formação de professores, inicial e continuada, visando à mudança de uma prática docente solitária para uma prática mais reflexiva e solidária. Esta investigação desenvolveu-se em uma escola pública de São Paulo - Brasil, com professores de diferentes disciplinas, coordenação pedagógica e estagiários do curso de Letras de duas universidades privadas. Com o propósito de contribuir para o debate, associamos o estudo teórico à investigação empírica, numa investigação-ação, recorrendo à observação participante e às entrevistas semiestruturadas. Elegemos para este trabalho três grandes eixos e suas respectivas referências teóricas: i) formação de professores; ii) currículo e desenvolvimento curricular; e iii) poesia e abordadem da poesia. Com base nesses eixos, elaboramos e desenvolvemos o estudo empírico que nos mostrou sua relevância através dos resultados obtidos: viabilidade de construção e implementação de projetos interdisciplinares nas escolas da rede pública; importância da interação entre professores e restante comunidade escolar; humanização do ambiente escolar; protagonismo de professores e alunos. Mostrou-nos também algumas limitações, especialmente o pouco investimento e apoio das equipes de gestão ao desenvolvimento de projetos integrados, assim como a falta de tempo necessário à construção de ambiente propício à criação da cultura de colaboração docente. Esperamos ter contribuído, através deste projeto, para que um novo olhar seja lançado aos programas de formação, inicial e continuada, de professores, menos tecnicista, mais crítico e reflexivo, mais solidário e integrado, mais humanizado e democrático, bem como à potencialidade da poesia/abordagem da poesia nesses contextos.