CMOS indoor light energy harvesting system for wireless sensing applications

This book discusses in detail the CMOS implementation of energy harvesting. The authors describe an integrated, indoor light energy harvesting system, based on a controller circuit that dynamically and automatically adjusts its operation to meet the actual light circumstances of the environment where the system is placed. The system is intended to power a sensor node, enabling an autonomous wireless sensor network (WSN). Although designed to cope with indoor light levels, the system is also able to work with higher levels, making it an all-round light energy harvesting system. The discussion includes experimental data obtained from an integrated manufactured prototype, which in conjunction with a photovoltaic (PV) cell, serves as a proof of concept of the desired energy harvesting system. © 2016 Springer International Publishing. All rights are reserved.

Microbiological assessment of indoor air quality at different hospital sites

Poor hospital indoor air quality (IAQ) may lead to hospital-acquired infections, sick hospital syndrome and various occupational hazards. Air-control measures are crucial for reducing dissemination of airborne biological particles in hospitals. The objective of this study was to perform a survey of bioaerosol quality in different sites in a Portuguese Hospital, namely the operating theater (OT), the emergency service (ES) and the surgical ward (SW). Aerobic mesophilic bacterial counts (BCs) and fungal load (FL) were assessed by impaction directly onto tryptic soy agar and malt extract agar supplemented with antibiotic chloramphenicol (0.05%) plates, respectively using a MAS-100 air sampler. The ES revealed the highest airborne microbial concentrations (BC range 240-736 CFU/m(3) CFU/m(3); FL range 27-933 CFU/m(3)), exceeding, at several sampling sites, conformity criteria defined in national legislation [6]. Bacterial concentrations in the SW (BC range 99-495 CFU/m(3)) and the OT (BC range 12-170 CFU/m(3)) were under recommended criteria. While fungal levels were below 1 CFU/m(3) in the OT, in the SW (range 1-32 CFU/m(3)), there existed a site with fungal indoor concentrations higher than those detected outdoors. Airborne Gram-positive cocci were the most frequent phenotype (88%) detected from the measured bacterial population in all indoor environments. Staphylococcus (51%) and Micrococcus (37%) were dominant among the bacterial genera identified in the present study. Concerning indoor fungal characterization, the prevalent genera were Penicillium (41%) and Aspergillus (24%). Regular monitoring is essential for assessing air control efficiency and for detecting irregular introduction of airborne particles via clothing of visitors and medical staff or carriage by personal and medical materials. Furthermore, microbiological survey data should be used to clearly define specific air quality guidelines for controlled environments in hospital settings.

Vigilância da costa marítima utilizando radar de abertura sintética

Nesta tese apresenta-se uma nova técnica para solucionar a problemática da estimação de velocidade de embarcações em Radar de Abertura Sintética (SAR). A solução proposta combina duas técnicas já publicadas introduzindo como inovação, a Transformada de Radon. Esta transformada vai permitir estimar a posição do rasto que a embarcação gera à medida que se vai deslocando. Com a posição do objecto calculada é então possível estimar a sua distância ao rasto e assim a velocidade em range. Esta estimativa é limitada pelo Pulse Repetition Frequency (PRF) utilizado na missão SAR. Para a velocidade em azimute é usada uma técnica de Multilook que vai executar uma correlação cruzada entre dois look’s consecutivos. Esta operação permite estimar o desvio que um alvo sofreu de um look para outro. Medindo a frequência central de cada look utilizado é possível estimar a velocidade em azimute.

Assessment of fungal contamination in a group of Lisbon's gymnasiums with a swimming pool

The study’s main purpose was the assessment of the environmental fungal contamination, the exploration of possible associations between related environmental variables and the study of the relationship between fungal contamination of air and surfaces. A descriptive study was developed based upon air and surfaces monitoring for fungal contamination in ten indoor gymnasiums with a swimming pool located in Lisbon’s urban area. Fifty 200 litres air samples and 120 surface swabs were collected. Surfaces samples were collected before and after cleaning and disinfection and temperature and relative humidity values were registered during the collection period. Twenty five different species of fungi were identified in the air samples, being the three most commonly isolated genera the following: Cladosporium (36.6%), Penicillium (19.0%) and Aspergillus (10.2%). Thirty-seven different species of fungi were identified in the surface samples. Fusarium sp. was the most frequent genera before (19.1%) and after (17.2%) cleaning and disinfection. There was a significant association between the numbers of visitors and the fungal contamination determined in the surface samples (p<0.05). There was no significant association (p>0.05) between the contamination encountered in the air samples and the one registered in the surface samples and between the fungal contamination and the temperature or relative humidity measured on location. The data obtained enabled the assessment of the establishment’s fungal contamination and led the authors to conclude, consequently, that physical activity, which generally promotes health, can in fact be challenged by this factor.

Sistemas de drenagem de águas residuais urbanas sob vácuo

A dissertação apresentada aborda os sistemas de drenagem de águas residuais sob vácuo no exterior dos edifícios como solução alternativa de drenagem, em determinadas condições, com reais vantagens de construção, operação e manutenção face às soluções tradicionais por gravidade e elevação por electrobombas. A drenagem sob vácuo tem aplicação tanto nas redes prediais (indoor) como nas redes exteriores (outdoor). O trabalho desenvolvido incide sobre a drenagem de águas residuais sob vácuo no exterior dos edifícios, tecnologia que na última década foi consideravelmente aperfeiçoada e desenvolvida nas suas componentes e métodos de operação. A pesquisa bibliográfica permitiu reconstruir a evolução desta tecnologia com mais de 100 anos de existência, que apesar da sua pouca experiência em Portugal já se encontra implementada em vários países, em particular nos Estados Unidos. Em situações específicas de localização e de terrenos, quanto ao tipo de solos ou sua topografia, é evidente ser uma solução de drenagem de águas residuais técnica/económica vantajosa face às soluções tradicionais. O caso Prático apresentado - o sistema de drenagem sob vácuo na Herdade da Aroeira, em Almada -, permite concluir, face à experiência decorrente da sua operação e manutenção, que a devida consideração dos requisitos técnicos que envolvem a implementação destes sistemas é determinante para o seu bom desempenho.

Formaldeído em habitações domésticas: contaminação ambiental e potenciais fontes

Do ponto de vista das preocupações de saúde, os níveis de contaminação do ar interior assumem actualmente uma elevada importância quando se tem em consideração que as pessoas passam a maior parte do seu tempo no interior de edifícios. Neste contexto, o formaldeído é um dos poluentes mais preocupantes e, inclusivamente, os resultados de concentração obtidos em habitações do espaço Europeu foram considerados preocupantes devido ao facto de estarem relacionados com efeitos negativos para a saúde. O estudo exploratório desenvolvido pretendeu disponibilizar informação acerca das concentrações de formaldeído existentes em habitações domésticas portuguesas. Estudou‑se a presença de formaldeído em habitações novas e habitações domésticas com ocupação, abrangendo 6 unidades de cada um dos tipos considerados. Para a avaliação ambiental foi utilizado um equipamento de leitura direta que deteta as concentrações de formaldeído por fotoionização com uma lâmpada de 11,7 eV. A temperatura ambiente e a humidade relativa foram igualmente medidas, de acordo com o estipulado na Norma Internacional ISO 7726:1998. No caso das habitações novas foram registados valores de concentração superiores a 0,08 ppm em 3 das unidades estudadas. Por outro lado, em 4 das habitações com ocupação foram obtidos valores superiores a 0,08 ppm. O desenvolvimento deste estudo permitiu reconhecer algumas das possíveis fontes emissoras e os factores que influenciam as concentrações de formaldeído nas habitações em Portugal. ABSTRACT - Nowadays, indoor air contamination is considering an important health issue considering that people spend most of their time indoors. In this context, formaldehyde is a pollutant of major concern and, recently, concentration results obtained in European dwellings reveal high concentrations and values related with negative health effects in occupants. The present exploratory study sought to provide information about formaldehyde concentrations in Portuguese dwellings. It was studied formaldehyde presence in new dwellings and dwellings with occupation and included 6 units of each setting. For concentrations measure, it was used a direct‑reading equipment that detects formaldehyde concentration by photoionization. Temperature and relative humidity were also measured in accordance with International Standard ISO 7726:1998. In the case of new dwellings, in 3 units concentration values were higher than 0.08 ppm. In addition, in 4 units of the 6 dwellings with occupation, concentrations higher than this reference value were obtained. The development of this study permitted to recognize some of the possible indoors emissions sources and to define several of the preventive measures that can be applied.

Possíveis implicações da contaminação fúngica num aviário

Introdução – Apesar de em Portugal se verificar o aumento da indústria da produção de aves para consumo humano, apenas alguns estudos incidem sobre a qualidade do ar interior e as implicações da sua degradação. Objectivos – Descrever a contaminação fúngica num aviário, analisar possíveis associações com a temperatura ambiente e a humidade relativa e o possível impacto na saúde dos consumidores e trabalhadores desta unidade. Métodos – Foi desenvolvido um estudo descritivo para avaliar a contaminação fúngica num aviário. Colheram‑se 5 amostras de ar de 100 litros através do método de compactação e 4 amostras de superfícies, utilizando a técnica da zaragatoa e um quadrado de 10 cm de lado de metal. Simultaneamente, os parâmetros ambientais – temperatura ambiente e humidade relativa – também foram medidos. Resultados – Foram identificadas vinte espécies de fungos no ar, sendo os seguintes os quatro géneros mais comummente isolados: Cladosporium (40,5%), Alternaria (10,8%), Chrysosporium e Aspergillus (6,8%). Nas superfícies, 21 espécies de fungos foram identificadas, sendo os 4 géneros mais identificados Penicillium (51,8%), Cladosporium (25,4%), Alternaria (6,1%) e Aspergillus (4,2%). Importa referir o facto de Aspergillus flavus, também isolado no ar, ser reconhecido como produtor de micotoxinas (aflatoxina) e Aspergillus fumigatus, uma das espécies isoladas no ar e superfícies, ser capaz de causar aspergilose grave ou fatal. Não se verificou relação significativa (p> 0,05) entre a contaminação fúngica e as variáveis ambientais. Conclusão – Caracterizou‑se a distribuição fúngica no ar e superfícies do aviário e analisou‑se a possível influência das variáveis ambientais. Foi reconhecido um potencial problema de Saúde Pública devido à contaminação fúngica e à possível produção de micotoxinas com a eventual contaminação dos produtos alimentares. A contaminação fúngica, particularmente causada pelo Aspergillus fumigatus, e a possível presença de micotoxinas no ar, devem ser encaradas também como fatores de risco neste contexto ocupacional. ABSTRACT - Background – Although there is an increasingly industry that produce whole chickens for domestic consumption in Portugal, only few investigations have reported on the indoor air of these plants and the consequences of their degradation. Objectives – Describe one poultry environmental fungal contamination analyse possible associations between temperature and relative humidity and its possible impact on the health of consumers and of the poultry workers. Methods – A descriptive study was developed to monitor one poultry fungal contamination. Five air samples of 100 litres through impaction method were collected and 4 swab samples from surfaces were also collected using a 10 cm square of metal. Simultaneously, environmental parameters – temperature and relative humidity – were also measured. Results – Twenty species of fungi in air were identified, being the 4 most commonly isolated the following genera: Cladosporium (40.5%), Alternaria (10.8%), Chrysosporium and Aspergillus (6.8%). In surfaces, 21 species of fungi were identified, being the 4 genera more identified Penicillium (51.8%), Cladosporium (25.4%), Alternaria (6.1%) and Aspergillus (4.2%). In addition, Aspergillus flavus also isolated in the poultry air is a well‑known producer of potent mycotoxins (aflatoxin), and Aspergillus fumigatus, one of the species isolated in air and surfaces, is capable of causing severe or fatal aspergillosis. There was no significant relationship (p>0,05) between fungal contamination and environmental variables. Conclusions – Was characterized fungal distribution in poultry air and surfaces and analyzed the association of environmental variables. It was recognized the Public Health problem because of fungal contamination and also due to probable mycotoxins production with the possible contamination of food products. Fungal contamination, particularly due to the presence of Aspergillus fumigatus and also the possible presence of mycotoxins in the air, should be seen as risk factor in this occupational setting.

Seasonal variation of total particulate matter and children respiratory diseases at Lisbon primary schools using passive methods

In this work, 14 primary schools of Lisbon city, Portugal, followed a questionnaire of the ISAAC - International Study of Asthma and Allergies in Childhood Program, in 2009/2010. The questionnaire contained questions to identify children with respiratory diseases (wheeze, asthma and rhinitis). Total particulate matter (TPM) was passively collected inside two classrooms of each of 14 primary schools. Two types of filter matrices were used to collect TPM: Millipore (IsoporeTM) polycarbonate and quartz. Three campaigns were selected for the measurement of TPM: Spring, Autumn and Winter. The highest difference between the two types of filters is that the mass of collected particles was higher in quartz filters than in polycarbonate filters, even if their correlation is excellent. The highest TPM depositions occurred between October 2009 and March 2010, when related with rhinitis proportion. Rhinitis was found to be related to TPM when the data were grouped seasonally and averaged for all the schools. For the data of 2006/2007, the seasonal variation was found to be related to outdoor particle deposition (below 10 μm).

Fungi, bacteria and pollens seasonally quantified at 3 basic schools in Lisbon: evaluation of ventilation need

Nowadays, most individuals spend about 80% of their time indoor and, consequently, the exposure to the indoor environment becomes more relevant than to the outdoor one. Children spend most of their time at home and at school and evaluations of their indoor environment are important for the time-weighted exposure. Due to their airways still in development, children are a sensitive group with higher risk than adults. Larger impact in health and educational performance of children demand indoor air quality studies of schools. The aim of this study was to assess the children exposure to bioaerosols. A methodology based upon passive sampling was applied to evaluate fungi, bacteria and pollens; its procedures and applicability was optimized. An indoor air study by passive sampling represents an easier and cheaper method when comparing with the use of automatic active samplers. Furthermore, it is possible to achieve important quality information without interfering in the classroom activities. The study was conducted in three schools, representative of different environments in the Lisbon urban area, at three different periods of the year to obtain a seasonal variation, to estimate the variability through the city and to understand the underneath causes. Fungi and bacteria were collected indoor and outdoor of the classrooms to determine the indoor/outdoor ratios and to assess the level of outdoor contamination upon the indoor environment. The children's exposure to pollen grains inside the classrooms was also assessed.

Avaliação dos sistemas WiMAX e GSM-R para ambientes ferroviários

Com este trabalho pretende-se estudar o desempenho das tecnologias GSM-R e WiMAX em ambientes ferroviários. Este tipo de estudo tem uma importância elevada devido grande interesse na reestruturação dos sistemas de comunicações vocacionados para aplicações ferroviárias. Estes sistemas são cada vez mais complexos, apresentando níveis mais elevados de exigência, como a segurança, suporte de sinalização, tráfego ferroviário e interoperabilidade entre sistemas de diferentes países. Com tudo isto é necessário explorar e conhecer o comportamento de diversas tecnologias para este tipo de aplicações. Neste trabalho foi efectuado um primeiro estudo abrangendo a tecnologia WiMAX (Norma IEEE 802.16d) em ambientes interiores de edifícios, de forma a estudar o seu comportamento com e sem linha de vista e em proximidade e afastamento da estação base. Este estudo foi conclusivo quanto há não adequação desta tecnologia em ambientes ferroviários, visto ter sido observado que em situações de ausência de linha de vista a degradação da qualidade do sinal não conseguiria suportar os níveis de exigência necessários para a aplicação do mesmo em ambientes ferroviários. Analisou-se em segundo lugar a tecnologia GSM-R, onde se efectuou um estudo de campo em ambientes reais. Para o estudo desta tecnologia foram utilizados ambientes diversificados de forma a obter um estudo mais aprofundado do seu comportamento. Como objectivo têm-se a criação de melhores métodos de planeamento, mais vocacionados para as características específicas dos ambientes ferroviários e exigências das aplicações dos sistemas de comunicações ferroviários. Através deste estudo foi possível obter conclusões relativamente à variação da potência do sinal para as diversas condições e ambientes de propagação a que o sistema GSM-R foi sujeito, tendo sido possível também caracterizar o tipo de ambientes característicos das linhas ferroviárias. Foi possível também concluir que este tipo de sistemas consegue responder aos níveis de exigência e aplicações dos sistemas de comunicação ferroviários, trazendo uma mais-valia relativamente aos existentes actualmente a nível nacional.

Manutenção de edifícios: manutenção das instalações técnicas de um grande edifício

Este relatório de estágio, que se realizou no Edifício Atrium Saldanha em Lisboa, tem por finalidade demonstrar as aptidões adquiridas no decorrer do Mestrado e que tornaram possíveis a participação num estágio que envolveu várias áreas da Engenharia Mecânica. Nos últimos anos, tem-se assistido a um crescente aumento do consumo e do custo da energia eléctrica. De acordo com análises realizadas pela União Europeia, uma percentagem significativa deste aumento de consumo está relacionado com edifícios e habitações. A manutenção preventiva das instalações técnicas é, entre outros aspectos, uma das ferramentas essenciais na redução desta factura energética. A questão que se coloca relaciona-se com a metodologia a aplicar para esse efeito. De que forma podem ou devem os planos de manutenção ser elaborados, qual a periodicidade das intervenções a considerar de modo a aumentar a eficiência energética dos edifícios, reduzir as emissões de dióxido de carbono e garantir uma maior protecção do utilizador? Numa fase inicial do estágio foi feita uma caracterização geral das principais instalações técnicas do edifício de modo a se analisarem, posteriormente, os procedimentos de manutenção adoptados pelas equipas de manutenção. Foram ainda sugeridas algumas periodicidades para os procedimentos de manutenção já existentes e algumas intervenções que não estavam incluídas no plano de manutenção do edifício e que podem contribuir para aumentar a fiabilidade dos equipamentos e consequentemente a eficiência energética e a qualidade do ar interior dos edifícios.

Genotoxicity biomarkers: application in histopathology laboratories

Most cancers results from man-made and natural environmental exposures (such as tobacco smoke; chemical pollutants in air, water, food, drugs; radon; and infectious agents) acting in concert with both genetic and acquired characteristics. It has been estimated that without these environmental factors, cancer incidence would be dramatically reduced, by as much as 80%-90%. The modulation of environmental factors by host susceptibility was rarely evaluated. However, within the past few years, the interaction between environmental factors and host susceptibility factors has become a very active area of research. Molecular biology as a tool for use in epidemiological studies has significant potential in strengthening the identification of cancers associated with environmental exposures related to lifestyle, occupation, or ambient pollution. In molecular epidemiology, laboratory methods are employed to document the molecular basis and preclinical effects of environmental carcinogenesis. Molecular epidemiology has become a major field of research and considerable progress has been made in validation and application of biomarkers and its greatest contribution has been the insights provided into interindividual variation in human cancer risk and the complex interactions between environmental factors and host susceptibility factors, both inherited and acquired, in the multistage process of carcinogenesis.

Síndroma dos edifícios doentes: estudo da qualidade do ar interior e despiste da eventual existência de SED entre a população do edifício “E” de um estabelecimento de ensino superior

Mestrado em Segurança e Higiene no Trabalho.

Assessment of exposure to airborne ultrafine particles in the urban environment of Lisbon, Portugal

The aim of this study was the assessment of exposure to ultrafine in the urban environment of Lisbon, Portugal, due to automobile traffic, and consisted of the determination of deposited alveolar surface area in an avenue leading to the town center during late spring. This study revealed differentiated patterns for weekdays and weekends, which could be related with the fluxes of automobile traffic. During a typical week, ultrafine particles alveolar deposited surface area varied between 35.0 and 89.2 μm2/cm3, which is comparable with levels reported for other towns such in Germany and the United States. These measurements were also complemented by measuring the electrical mobility diameter (varying from 18.3 to 128.3 nm) and number of particles that showed higher values than those previously reported for Madrid and Brisbane. Also, electron microscopy showed that the collected particles were composed of carbonaceous agglomerates, typical of particles emitted by the exhaustion of diesel vehicles. Implications: The approach of this study considers the measurement of surface deposited alveolar area of particles in the outdoor urban environment of Lisbon, Portugal. This type of measurements has not been done so far. Only particulate matter with aerodynamic diameters <2.5 (PM2.5) and >10 (PM10) μm have been measured in outdoor environments and the levels found cannot be found responsible for all the observed health effects. Therefore, the exposure to nano- and ultrafine particles has not been assessed systematically, and several authors consider this as a real knowledge gap and claim for data such as these that will allow for deriving better and more comprehensive epidemiologic studies. Nanoparticle surface area monitor (NSAM) equipments are recent ones and their use has been limited to indoor atmospheres. However, as this study shows, NSAM is a very powerful tool for outdoor environments also. As most lung diseases are, in fact, related to deposition of the alveolar region of the lung, the metric used in this study is the ideal one.

On the assessment of exposure to airborne ultrafine particles in urban environments

The aim of this study was to contribute to the assessment of exposure levels of ultrafine particles in the urban environment of Lisbon, Portugal, due to automobile traffic, by monitoring lung deposited alveolar surface area (resulting from exposure to ultrafine particles) in a major avenue leading to the town center during late spring, as well as in indoor buildings facing it. Data revealed differentiated patterns for week days and weekends, consistent with PM2.5 and PM10 patterns currently monitored by air quality stations in Lisbon. The observed ultrafine particulate levels may be directly correlated with fluxes in automobile traffic. During a typical week, amounts of ultrafine particles per alveolar deposited surface area varied between 35 and 89.2 μm2/cm3, which are comparable with levels reported for other towns in Germany and the United States. The measured values allowed for determination of the number of ultrafine particles per cubic centimeter, which are comparable to levels reported for Madrid and Brisbane. In what concerns outdoor/indoor levels, we observed higher levels (32 to 63%) outdoors, which is somewhat lower than levels observed in houses in Ontario.