Surgical correction of scoliosis: Numerical analysis and optimization of the procedure

A previously developed model is used to numerically simulate real clinical cases of the surgical correction of scoliosis. This model consists of one-dimensional finite elements with spatial deformation in which (i) the column is represented by its axis; (ii) the vertebrae are assumed to be rigid; and (iii) the deformability of the column is concentrated in springs that connect the successive rigid elements. The metallic rods used for the surgical correction are modeled by beam elements with linear elastic behavior. To obtain the forces at the connections between the metallic rods and the vertebrae geometrically, non-linear finite element analyses are performed. The tightening sequence determines the magnitude of the forces applied to the patient column, and it is desirable to keep those forces as small as possible. In this study, a Genetic Algorithm optimization is applied to this model in order to determine the sequence that minimizes the corrective forces applied during the surgery. This amounts to find the optimal permutation of integers 1, ... , n, n being the number of vertebrae involved. As such, we are faced with a combinatorial optimization problem isomorph to the Traveling Salesman Problem. The fitness evaluation requires one computing intensive Finite Element Analysis per candidate solution and, thus, a parallel implementation of the Genetic Algorithm is developed.

On the Problem of Balancing the DC Capacitor Voltage Divider in Back-to-Back Multilevel Converters

This paper presents a new generalized solution for DC bus capacitors voltage balancing in back-to-back m level diode-clamped multilevel converters connecting AC networks. The solution is based on the DC bus average power flow and exploits the switching configuration redundancies. The proposed balancing solution is particularized for the back-to-back multilevel structure with m=5 levels. This back-to-back converter is studied working with bidirectional power flow, connecting an induction machine to the power grid.

Variáveis psicológicas e percepção do estado de saúde em indivíduos submetidos a ressincronização cardíaca

A insuficiência cardíaca afecta cerca de 261 mil pessoas em Portugal constituindo um problema de saúde pública. Pretendemos avaliar aspectos associados à recuperação do estado de saúde nesta síndrome, em particular a esperança, o afecto e a felicidade. Recorremos a um estudo longitudinal com 128 indivíduos sintomáticos com má fracção de ejecção do ventrículo esquerdo. Utilizámos um questionário para caracterizar os aspectos sóciodemográficos, clínicos e funcionais, o Kansas City Cardiomiopathy Questionnaire (KCCQ) para avaliar a qualidade de vida, a Subjective Hapiness Scale (SHS) para a felicidade, a HOPE Scale (HOPE) para a esperança e a Positive And Negative Afect Schedule (PANAS) para o afecto. Os questionários de caracterização sócio-demográfica, clínica e funcional, KCCQ e o SHS foram aplicados em três momentos: no internamento, prévio à instituição de terapêutica médica na sua totalidade e ao terceiro e sexto mês após a intervenção médica, na consulta externa. A maioria dos participantes eram homens em classe III da classificação da New York Heart Association com etiologia isquémica. No internamento e antes da terapêutica médica, observámos que a esperança, a felicidade e o afecto se relacionaram com a qualidade de vida, a felicidade e o afecto positivo com a esperança. No período avaliado foram submetidos a: terapia de ressincronização cardíaca (n=52), cardioversor-desfibrilhador implantável (n=44), cirurgia valvular com revascularização do miocárdio (n=14), optimização terapêutica farmacológica (n=10), transplante cardíaco (n=8). Foram significativos os resultados da qualidade de vida, da classificação da New York Heart Association, do exercício físico, da fracção de ejecção do ventrículo esquerdo e das arritmias cardíacas (estrasístoles e taquicardias ventriculares). A felicidade foi preditora da qualidade de vida e da funcionalidade. O afecto negativo foi preditor da satisfação com a insuficiência cardíaca. Concluímos da importância das variáveis positivas a par dos procedimentos médicos no tratamento das pessoas com insuficiência cardíaca. ABSTRACT - Heart failure affects about 261 000 people in Portugal constituting a public health problem. We intend to evaluate aspects of the health recovery in this syndrome, in particular hope, affection and happiness. We used a longitudinal study with 128 symptomatic patients with poor ejection fraction of left ventricle. We used a questionnaire to characterize the socio-demographic, clinical and functional aspects, the Kansas City Cardiomiopathy Questionnaire (KCCQ) to assess the quality of life, the Subjective Happiness Scale (SHS) for happiness, the HOPE Scale (HOPE) for hope and the Positive And Negative Affect Schedule (PANAS) for affection. The questionnaires of sociodemographic, clinical and functional KCCQ and SHS were applied on three occasions: on admission, prior to the execution of medical therapy in its totality and in the third and sixth months after medical intervention in the outpatient. Most of the participants were men in Class III New York Heart Association classification with ischemic etiology. At admission and before medical therapy, we observed that the hope, happiness and affection were related to the quality of life, happiness and positive affect with hope. Over the studied period were submitted to: cardiac resynchronization therapy (n=52), implantable cardioverter-defibrillator (n=44), valvular surgery with coronary artery bypass graft surgery (n=14), optimizing drug therapy (n=10), heart transplant (n=8). The significant results were the quality of life, the New York Heart Association classification, the exercise, the ejection fraction and left ventricular cardiac arrhythmias (ventricular tachycardia and estrasistoles). Happiness was a predictor of quality of life and functionality. The negative affect was a predictor of satisfaction with heart failure. We concluded that the positive variables and the medical procedures were important in treating people with heart failure.

Formaldehyde in indoor air: a public health problem?

Formaldehyde was the first air pollutant, which already in the 1970s emerged as a specifically non-industrial indoor air quality problem. Yet formaldehyde remained an indoor air quality issue and the formaldehyde level in residential indoor air is among the highest of any indoor air contaminant. Formaldehyde concentrations in 4 different indoor settings (schools, office buildings, new dwellings and occupied dwellings) in Portugal were measured using Photo Ionization Detection (PID) equipment (11,7 eV lamps). All the settings presented results higher than the reference value proposed by Portuguese legislation. Furthermore, occupied dwellings showed 3 units with results above the reference. We could conclude that formaldehyde presence is a reality in monitored indoor settings. Concentration levels are higher than the Portuguese reference value for indoor settings and these can indicate health problems for occupants.

Dimensionamento de estruturas de suporte rígidas

A Norma Portuguesa EN 1997-1:2007 - Eurocódigo 7 (EC 7) quando comparada, quer com a versão anterior ENV 1997-1:1994, cujo estatuto foi de pré-norma, quer com a prática tradicional corrente, introduz alterações significativas na abordagem ao dimensionamento geotécnico de estruturas de suporte. Assim, neste trabalho pretende-se aplicar a abordagem por meio de cálculos preconizada na Norma ao caso do dimensionamento de estruturas de suporte rígidas, comparando-a com os critérios tradicionais de dimensionamento utilizados em Portugal. Para tal realizou-se o plano de estudos seguinte: i) recensão bibliográfica síntese sobre o tema; ii) formulação geral do problema da verificação da segurança de estruturas de suporte rígidas de acordo com o preconizado no EC 7 e: iii) desenvolvimento de uma aplicação em Excel para a verificação da segurança daquelas estruturas nos moldes preconizados no EC 7. A folha de cálculo foi utilizada para comparar, através de dois exemplos - um relativo a um muro gravidade, e o outro relativo a um muro em T invertido - as diferenças entre a via tradicional e o EC 7 no respectivo dimensionamento.

Aplicação de ferramentas de simulação de processos

Este trabalho foi efectuado com o propósito de interpretar, compreender e explicar algumas ferramentas de simulação de processos, em particular o Aspen Energy Analyzer (AEA), o Aspen Economic Evaluation (AEE) e o seu funcionamento integrado com o Aspen Hysys(AH). O AH é uma ferramenta de modelação de processos para a concepção de projectos de engenharia química, o AEA é uma ferramenta de modelação de redes de integração energética. O AEE integrado no AH é uma ferramenta que permite incorporar estudos económicos numa fase preliminar do desenvolvimento de um projecto de engenharia. A abordagem a este trabalho foi efectuada através do estudo de Casos. O Caso I foi baseado na resolução de um problema no AEA através da construção e optimização de uma rede de permutadores de calor. Os Casos II e III foram baseados na construção de um flowsheet de produção de Benzeno e de Cloreto de Vinil, respectivamente, e cada Caso foi dividido em dois cenários diferentes. Para o efeito foram utilizados os softwares AEA para a integração energética dos processos, o AH para construção do fluxograma do processo e o AEE para os estudos económicos dos diferentes cenários. Finalmente, os Casos IV e V dizem respeito à resolução de um problema de integração energética. O Caso IV foi baseado num problema de optimização da rede de permutadores através do aumento da sua área. Já o Caso V foi baseado na informação inicial das correntes do caso anterior e em dois cenários diferentes, nos quais foi estudada a influência dos preços das utilidades na construção da rede de permutadores. A conclusão foi que as ferramentas de modelação, particularmente o AH, o AEA e o AEE são uma mais-valia extraordinária para ajudar o utilizador na tomada de decisões em fases bastante preliminares da engenharia de processos.

Eliminação do Cr(VI) na fase de neutralização de um efluente industrial proveniente de processos de galvanoplastia

A presente tese teve por base a identificação e resolução de um problema existente no tratamento de efluentes provenientes dos processos de tratamento de superfícies por galvanoplastia, na OGMA – Indústria Aeronáutica de Portugal S.A.. Observou-se a ocorrência, esporádica, de crómio hexavalente, (Cr (VI)), em valor superior ao valor limite de emissão (VLE). Os resultados foram monitorizados e os dados recolhidos no decorrer da actividade de tratamento de efluentes, durante o período de, aproximadamente, 5 anos (2006 a 2011). A recolha de resultados decorreu no âmbito da actividade profissional da mestranda, que, para além da responsabilidade técnica dos processos de galvanoplastia na empresa, é também responsável pelo suporte técnico ao processo de tratamento de efluentes resultantes da actividade de tratamento de superficies por processos de galvanoplastia. A empresa OGMA – Indústria Aeronáutica de Portugal S.A., é uma empresa de actividade aeronáutica dedicada à Fabricação e Manutenção de aeronaves, nomeadamente a prestação de serviços de Manutenção, Revisão e Modernização de, Aeronaves, Motores e Componentes, bem como Fabricação e Montagem de Aeroestruturas. Integrada na OGMA, S.A. encontra-se a área de tratamentos electroquímicos, onde são realizados processos de tratamento de materiais metálicos por electrodeposição, deposição química e conversão química. Desta actividade resulta uma quantidade considerável de efluentes líquidos que necessitam de tratamento adequado previamente à sua descarga em cursos de água. Devido ao tipo de contaminantes que estes efluentes possuem, o tratamento dos mesmos é realizado em várias etapas, passando pela oxidação de cianetos, a redução de cromatos e a neutralização. Posteriormente segue-se uma sedimentação e a remoção de lamas. De modo a garantir um controlo dos parâmetros de descarga dos efluentes tratados, de acordo com a legislação ambiental em vigor, o efluente obtido é analisado periodicamente em laboratório acreditado. Na perspectiva de solucionar o problema em questão, procedeu-se à realização de ensaios experimentais utilizando os efluentes provenientes dos tanques de reacção da redução de cromatos e da oxidação de cianetos da linha com cádmio, com especial incidência na variação dos intervalos de pH recomendados para cada uma das fases do tratamento de efluentes, e observação do comportamento das misturas em termos de presença de Cr (VI), quando sujeitos a variações de pH. Após análise dos dados disponíveis e realização de todos os ensaios, conclui-se que, o processo de oxidação de cianeto da linha com cádmio e o processo de redução de cromatos na mesma linha estão a funcionar adequadamente. Concluiu-se que o reaparecimento de Cr (VI) ocorre devido à existência de hipoclorito de sódio, em excesso, no tanque de oxidação de cianeto que, quando passa para o tanque de neutralização e entra em contacto com o efluente proveniente do tanque de redução de cromatos, oxida parte do crómio trivalente, (Cr (III)), existente, a Cr (VI). Para impedir a ocorrência deste fenómeno separou-se todo o efluente contendo crómio que passou a ser tratado na linha de tratamento de efluentes isenta de cádmio, não entrando assim em contacto com o efluente que contém hipoclorito não reagido, evitando a oxidação do Cr (III) a Cr (VI).

The problem of estimating the volatility of zero coupon bond interest rate

Financial literature and financial industry use often zero coupon yield curves as input for testing hypotheses, pricing assets or managing risk. They assume this provided data as accurate. We analyse implications of the methodology and of the sample selection criteria used to estimate the zero coupon bond yield term structure on the resulting volatility of spot rates with different maturities. We obtain the volatility term structure using historical volatilities and Egarch volatilities. As input for these volatilities we consider our own spot rates estimation from GovPX bond data and three popular interest rates data sets: from the Federal Reserve Board, from the US Department of the Treasury (H15), and from Bloomberg. We find strong evidence that the resulting zero coupon bond yield volatility estimates as well as the correlation coefficients among spot and forward rates depend significantly on the data set. We observe relevant differences in economic terms when volatilities are used to price derivatives.

Fungal contamination of poultries litter: a public health problem

Exposure to certain fungi can cause human illness. Fungi cause adverse human health effects through three specific mechanisms: generation of a harmful immune response (e.g., allergy or hypersensitivity pneumonitis); direct infection by the fungal organism; by toxic-irritant effects from mold byproducts, such as mycotoxins. In Portugal there is an increasingly industry of large facilities that produce whole chickens for domestic consumption and only few investigations have reported on fungal contamination of the poultry litter. The material used for poultry litter is varied but normally can be constitute by: pine shavings; sawdust of eucalyptus; other types of wood; peanut; coffee; sugar cane; straw; hay; grass; paper processed. Litter is one of the most contributive factors to fungal contamination in poultries. Spreading litter is one of the tasks that normally involve higher exposure of the poultry workers to dust, fungi and their metabolites, such as VOC’s and mycotoxins. After being used and removed from poultries, litter is ploughed into agricultural soils, being this practice potentially dangerous for the soil environment, as well for both humans and animals. The goal of this study was to characterize litter’s fungal contamination and also to report the incidence of keratinophilic and toxigenic fungi.

Positive Solutions of the Dirichlet Problem for the One-dimensional Minkowski-Curvature Equation

We discuss existence and multiplicity of positive solutions of the Dirichlet problem for the quasilinear ordinary differential equation-(u' / root 1 - u'(2))' = f(t, u). Depending on the behaviour of f = f(t, s) near s = 0, we prove the existence of either one, or two, or three, or infinitely many positive solutions. In general, the positivity of f is not required. All results are obtained by reduction to an equivalent non-singular problem to which variational or topological methods apply in a classical fashion.

Fungal contamination of poultry litter: a public health problem

Although numerous studies have been conducted on microbial contaminants associated with various stages related to poultry and meat products processing, only a few reported on fungal contamination of poultry litter. The goals of this study were to (1) characterize litter fungal contamination and (2) report the incidence of keratinophilic and toxigenic fungi presence. Seven fresh and 14 aged litter samples were collected from 7 poultry farms. In addition, 27 air samples of 25 litters were also collected through impaction method, and after laboratory processing and incubation of collected samples, quantitative colony-forming units (CFU/m3) and qualitative results were obtained. Twelve different fungal species were detected in fresh litter and Penicillium was the most frequent genus found (59.9%), followed by Alternaria (17.8%), Cladosporium (7.1%), and Aspergillus (5.7%). With respect to aged litter, 19 different fungal species were detected, with Penicillium sp. the most frequently isolated (42.3%), followed by Scopulariopsis sp. (38.3%), Trichosporon sp. (8.8%), and Aspergillus sp. (5.5%). A significant positive correlation was found between litter fungal contamination (CFU/g) and air fungal contamination (CFU/m3). Litter fungal quantification and species identification have important implications in the evaluation of potential adverse health risks to exposed workers and animals. Spreading of poultry litter in agricultural fields is a potential public health concern, since keratinophilic (Scopulariopsis and Fusarium genus) as well as toxigenic fungi (Aspergillus, Fusarium, and Penicillium genus) were isolated.

A Flexible Architecture for the Computation of Direct and Inverse Transforms in H.264/AVC Video Codecs

A new high throughput and scalable architecture for unified transform coding in H.264/AVC is proposed in this paper. Such flexible structure is capable of computing all the 4x4 and 2x2 transforms for Ultra High Definition Video (UHDV) applications (4320x7680@ 30fps) in real-time and with low hardware cost. These significantly high performance levels were proven with the implementation of several different configurations of the proposed structure using both FPGA and ASIC 90 nm technologies. In addition, such experimental evaluation also demonstrated the high area efficiency of theproposed architecture, which in terms of Data Throughput per Unit of Area (DTUA) is at least 1.5 times more efficient than its more prominent related designs(1).

A heráldica e a emblemática da Guarda Nacional Republicana - III

RESUMO: Ensaia-se o estudo da evolução da heráldica e emblemática da Guarda Nacional Republicana. Trata-se da primeira tentativa de abordagem da matéria em apreço, privilegiando-se e análise em termos artísticos, ou seja a experimentação estética das armas.

Comportamentos de interação em alunos com perturbações do espectro do autismo: o contributo de histórias sociais na hora do conto

Dissertação apresentada à Escol a Superior de Educação de Lisboa para obtenção de grau de mestre em Ciências da Educação, especialidade Educação Especial: Problemas Graves de Cognição e Multideficiência

Hexanuclear and undecanuclear iron(III) carboxylates as catalyst precursors for cyclohexane oxidation

Two multinuclear complexes [Fe-6(mu(3)-O)(2)(mu(4)-O-2)L-10(OAc)(2)(H2O)(2)]center dot 2.625Et(2)O center dot 2.375H(2)O (1) and [(Fe11Cl)-Cl-III-(mu(4)-O)(3)(mu(3)-O)(5)L-16(dmf)(2.5)(H2O)(0.5)]center dot Et2O center dot 1.25dmf center dot 3.8H(2)O (2), where HL = 3,4,5-trimethoxybenzoic acid and dmf = dimethylformamide, have been prepared from trinuclear iron(III) carboxylates via their structural rearrangement in dimethylformamide or diethyl ether-dimethylformamide 9:1, respectively, and slow vapor diffusion of diethyl ether into the reaction mixture. Both compounds have been characterized by X-ray diffraction, optical, Mossbauer spectroscopy, and magnetic measurements. Complex 1 possesses a hexanuclear ferric peroxido-dioxido {Fe-6(O-2)(O)(2)}(12+) core unit, which adopts a recliner conformation, while complex 2 contains an unprecedented {Fe11O8Cl}(16+) core, in which 9 ferric ions are six-coordinate and the remaining two are five-coordinate. Another structural feature of note of the undecanuclear core is the presence of a deformed cubane entity {Fe-4(mu(3)-O)(mu(4)-O)(3)}(4+). Both complexes act as catalyst precursors for the oxidation of cyclohexane to cyclohexanol and cyclohexanone with aqueous H2O2, in the presence of pyrazinecarboxylic acid. Remarkable TONs and TOFs (the latter mainly for 1) with concomitant quite good yields have been achieved under mild conditions. Moreover, 1 exhibits remarkably high activity in an exceptionally short reaction time (45 min), being unprecedented for any metal catalyzed alkane oxidation by H2O2. The catalytic reactions proceed via Fenton type chemistry.