Geospatial data harmonization from regional level to european level: a usa case in forest fire data

Dissertation submitted in partial fulfillment of the requirements for the Degree of Master of Science in Geospatial Technologies.

Environmental Decision-making utilizing a Web GIS to Monitor Hazardous Industrial Emissions in the Valencian community of Spain

Dissertation submitted in partial fulfillment of the requirements for the Degree of Master of Science in Geospatial Technologies.

Information flow analysis using data-dependent logical propositions

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Informática

Understanding the relationship between central metabolism and virulence in the human pathogen Streptococcus pneumoniae

Dissertation presented to obtain the Ph.D. degree in Biochemistry

O2/CO2-sensitive cyclic AMP-signalling pathway in peripheral chemoreceptors

RESUMO: O corpo carotídeo (CB) é um pequeno órgão sensível a variações na PaO2, PaCO2 e pH. As células tipo I (células glómicas) do corpo carotídeo, as unidades sensoriais deste órgão, libertam neurotransmissores em resposta às variações dos gases arteriais. Estes neurotransmissores atuam quer em recetores pré-sinápticos, localizados nas células tipo I, quer em recetores póssinápticos, localizados nas terminações do nervo do seio carotídeo, ou em ambos. A activação dos recetores pré-sinápticos modula a atividade do corpo carotídeo, enquanto que, a activação dos recetores pós-sinápticos, de carater excitatório, desencadeia um aumento da frequência de descarga das fibras do CSN, com subsequente despolarização dos neurónios do gânglio petroso, e posterior despolarização de um grupo específico de neurónios do centro respiratório central, desencadeando, como resposta final, hiperventilação. Estes recetores pré- e pós-sinápticos podem ser classificados em ionotrópicos ou metabotrópicos, estando os últimos acoplados a adenilatos ciclases transmembranares (tmAC). O mecanismo exato pelo qual as variações dos gases arteriais são detetadas pelo CB não se encontra ainda completamente elucidado, mas tem sido sugerido que alterações nos níveis de cAMP estejam associadas ao mecanismo de deteção de variações de O2 e CO2. Os níveis de cAMP podem ser regulados através da sua via de síntese, mediada por dois tipos de adenilatos ciclases: tmAC sensível aos eurotransmissores e adenilato ciclase solúvel (sAC)sensível a variações de HCO3/CO2, e pela sua via de degradação mediada por fosfodiesterases. A via de degradação do cAMP pode ser manipulada farmacologicamente, funcionando enquanto alvo terapêutico para o tratamento de patologias do foro respiratório (e.g. asma, hipertensão pulmonar, doença pulmonar obstructiva crónica e apneia do sono), que induzem um aumento da actividade do CB.O trabalho descrito nesta dissertação partiu da hipótese de que a actividade do CB é manipulada por fármacos, que interferem com a via de sinalização do cAMP, tendo sido nosso objectivo geral, investigar o papel do cAMP na quimiotransdução do CB de rato, e determinar se a actividade dos enzimas responsáveis pela via de sinalização do cAMP é ou não regulada por variações de O2/CO2. Assim, a relevância deste trabalho é a de estudar e identificar possíveis alvos moleculares (sAC, isoformas de tmAC e PDE) com potencial para serem usados no tratamento de patologias relacionadas com o controlo respiratório. A primeira parte do presente trabalho, centrou-se na caracterização farmacológica da PDE4 no CB e em tecidos não quimiorecetores (e.g. gânglio cervical superior e artérias carótidas), e na observação do efeito de hipóxia aguda na acumulação dos níveis de cAMP, induzidos pelos inibidores de PDE, nestes tecidos. A quantificação de cAMP foi efectuada por técnica imunoenzimática (EIA), tendo sido elaboradas curvas de dose-resposta para os efeitos de inibidores, não específicos (IBMX) e específicos para a PDE2 e PDE4 (EHNA, Rolipram e Ro 20-1724), nos níveis de cAMP acumulados, em situações de normóxia (20%O2/5%CO2) e hipóxia (5%O2/5%CO2). A caracterização das PDE no gânglio cervical superior foi aprofundada, utilizando-se a técnica de transferência de energia de ressonância por fluorescência (FRET) em culturas primárias de neurónios, na presença de inibidores não específicos (IBMX) e específicos para a PDE3 e PDE4 (milrinone e rolipram, respetivamente). Foram igualmente estudadas, através de RT-qPCR, as alterações na expressão de PDE3A-B e PDE4A-D, no gânglio cervical superior, em resposta a diferentes percentagens de oxigénio. Na segunda parte do trabalho investigou-se a via de síntese do cAMP no CB em resposta a variações na concentração de HCO3/CO2. Em concreto, o protocolo experimental centrou-se na caracterização da sAC, dado que a sua actividade é regulada por variações de HCO3/CO2. A caracterização da expressão e regulação da sAC, em resposta a variações de HCO3/CO2 ,foi efectuada no CB e em tecidos não quimioreceptores periféricos (e.g. gânglio cervical superior, petroso e nodoso) por qRT-PCR. A actividade deste enzima foi caracterizada indirectamente através da quantificação dos níveis de cAMP (quantificação por EIA), induzidos por diferentes concentrações de HCO3/CO2, na presença de MDL-12,33-A, um inibidore da tmAC. A expressão das isoformas da tmAC no CB e gânglio petroso foi determinada por RT-qPCR. Adicionalmente, estudámos a contribuição relativa da tmAC e sAC no mecanismo de sensibilidade ao CO2 no CB. Para o efeito foram estudadas as alterações: 1) nos níveis de cAMP (quantificado por EIA) na presença de diferentes concentrações de HCO3/CO2 e ao longo do tempo (5-30 min); 2) na ativação da proteína cinase A (PKA, FRET baseado em sensores) em células tipo I do CB; e 3) na frequência de descarga do CSN (registos) na presença e ausência de ativadores e inibidores da sAC,tmAC e PKA. Por último, foi caracterizada a expressão e actividade da sAC nos quimioreceptors centrais (locus ceruleus, rafe e medula ventro-lateral) através de técnicas de RT-qPCR e EIA. A expressão das isoformas da tmAC foi aprofundada no locus coeruleus através de RT-qPCR. Por fim, comparámos a contribuição da tmAC e sAC nos níveis de cAMP no locus coeruleus em condições de normocapnia e hipercapnia.O nosso trabalho teve os seguintes resultados principais: 1) PDE4 está funcional no corpo carotídeo, artérias carótidas e gânglio cervical superior de rato, embora a PDE2 só se encontre funcional neste último; 2) Os efeitos dos inibidores de PDE nos níveis de acumulação de cAMP foram exacerbados em situações de hipóxia aguda no CB e artérias carótidas, mas foram atenuados no gânglio cervical superior; 3) No gânglio cervical superior, diferentes tipos de células apresentaram uma caracterização específica de PDEs, sugerindo uma subpopulação de células neste gânglio com funções fisiológicas distintas; 4) Embora todas as isoformas de PDE4 e PDE3 estivessem presentes no gânglio, a PDE3a, PDE4b e a PDE4d foram as isoformas mais expressas. Por outro lado, incubações de gânglio cervical superior, em diferentes percentagens de oxigénio, não alteraram (não regularam) significativamente a expressão das diferentes isoformas de PDE neste órgão; 5) a sAC encontra-se expressa e funcional no CB e nos quimiorecetores centrais estudados (locus coeruleus, rafe e medula ventrolateral). A sAC apresenta maior expressão no CB comparativamente aos restantes orgãos estudados, exceptuando os testículos, orgão controlo. Variações de HCO3/CO2 de 0/0 para 24/5 aumentaram os níveis de cAMP no CB e quimiorecetores centrais, tendo sido o aumento mais significativo observado no CB. Concentrações acima dos 24mM HCO3/5%CO2 não induziram alterações nos níveis de cAMP, sugerindo que a actividade da sAC se encontra saturada em condições fisiológicas (normocapnia) e que este enzima não desempenha qualquer papel na deteção de situações de hipercapnia; 6) No CB, a expressão das isoformas tmAC1, tmAC4, tmAC6 e tmAC9 é mais elevada comparativamente à expressão da sAC; 7) Utilizamos diferentes inibidores da tmAC (MDL 12-330A, 500μM, 2’5’-ddADO, 30-300μM, SQ 22536, 200μM) e da sAC (KH7, 10-100μM) para estudar a contribuição relativa destes enzimas na acumulação do cAMP no CB. Tanto a tmAC como a sAC contribuem para a acumulação dos níveis de cAMP em condições de hipercapnia. Contudo, existe um maior efeito destes inibidores nas condições de 12 mM HCO3/2.5%CO2 do que em condições de normocapnia e hipercapnia, sugerindo um papel relevante destes enzimas na atividade do CB em situações de hipocapnia; 8) Não se observaram variações nos níveis de cAMP em resposta a diferentes concentrações de HCO3/CO2 ao longo do tempo (5-30 min). O efeito inibitório induzido por ddADO e KH7 foi sobreponível após 5 ou 30 minutos de incubação em todas as concentrações de HCO3/CO2 estudadas; 9) Por último, verificou-se um aumento na frequência da descarga do nervo do seio carotídeo entre as condições de normocapnia e hipercapnia acídica. Ao contrário do KH7 (10μM), o 2’5’-ddADO reduziu significativamente a frequência de descarga do nervo, quer em condições de normocapnia quer de hipercapnia acídica. Contudo, não se verificou aumento na frequência de descarga do nervo entre normocapnia e hipercapnia isohídrica, sugerindo que a sensibilidade à hipercapnia no CB é mediada por variações de pH. Em conclusão, os resultados decorrentes deste trabalho permitiram demonstrar que, embora os enzimas que medeiam a via de sinalização do cAMP possam ser bons alvos terapêuticos em condições particulares, a sua actividade não é específica para o CB. Os resultados sugerem ainda que o cAMP não é um mediador específico da transdução à hipercapnia neste orgão. Contudo, os nossos resultados demonstraram que os níveis de cAMP são mais elevados em condições fisiológicas, o que sugere que o cAMP possa ter uma função homeostática neste orgão. Por último, o presente trabalho demonstrou que os aumentos de cAMP descritos por outros em condições de hipercapnia, não são observáveis quando o pH se encontra controlado. ------------------ ABSTRACT: The work presented in this dissertation was aimed to establish how specific is cAMP-signaling pathways in the CB mainly in different CO2 conditions and how O2 concentrations alter/drives the manipulation of cAMP signaling in the CB. The experimental studies included in this thesis sought to investigate the role of cAMP in the rat CB chemotransduction mechanisms and to determine whether the enzymes that participate in cAMP signal transduction in the CB are regulated by O2/CO2. We characterized the enzymes involved in the cAMP-signaling pathway in the CB (sAC, tmAC, PDE) under different O2/CO2 conditions. Our results demonstrated that many of these enzymes are involved in CO2/O2 sensing and while they may be useful in treating conditions with alterations in CO2/O2 sensing,they will not be specific to chemoreception within the CB: 1) PDE4 is ubiquitously expressed in CB and non-chemoreceptor related tissues and their affinity to inhibitors change with O2 tensions in both CB and carotid arteries, and 2) sAC and tmAC are expressed in peripheral and central chemo- and non-chemoreceptor tissues and their effect on cAMP levels do not change between normocapnic and isohydric hypercapnic conditions. Our results provide evidence against a specific role of cAMP as a mediator for O2 and CO2 chemotransduction in the rat CB and emphasized the role of pH in CO2 sensitivity of the CB. Furthermore, our results demonstrate that cAMP levels are maintained higher under physiological conditions, supporting recent finding from our lab, which all together suggests that cAMP has a homeostatic function in this organ.

Video interaction using pen-based technology

Dissertação para obtenção do Grau de Doutor em Informática

A system’s approach to cache hierarchy-aware decomposition of data-parallel computations

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Informática

Traduzir Teatro no Estado Novo: Gata em Telhado de Zinco Quente (1959), tradução de Sérgio Guimarães, do original Cat on a Hot Tin Roof (1955), de Tennessee Williams

À luz da viragem cultural dos Estudos de Tradução ocorrida nos anos 80 e tendo em conta a interdisciplinaridade abordada nos campos literário, cultural e histórico pela Manipulation School (Lefevere, Bassnett, Lambert, Hermans e Toury), na esteira de Itamar Even-Zohar com a Teoria dos Polissistemas (1979), a presente dissertação pretende analisar a tradução portuguesa da peça Cat on a Hot Tin Roof (1955), da autoria de Tennessee Williams, intitulada Gata em Telhado de Zinco Quente (1959), de Sérgio Guimarães. Este pode ser um caso representativo de como a tradução para teatro actua na cultura receptora numa perspectiva diatópica, antevendo a dimensão intercultural da tradução para o palco. É ao tradutor que cabe a tarefa de transferir a peça de um sistema linguístico e cultural para outro, conhecendo, se possível, o grau de representabilidade da mesma e o contexto cultural de chegada. Deste modo, é evidenciada a competência artístico-criativa do tradutor teatral que trabalha com o intuito de manter, fidus interpres, as intenções do autor da obra original. No período em que Cat on a Hot Tin Roof foi escrita, ensombrado pelo controlo sociopolítico do Macartismo nos E.U.A. e o contexto em que a tradução foi concretizada, sob a vigência da Ditadura de Salazar, a (auto)censura desempenha um papel fundamental ao moldar a produção literária nos dois sistemas culturais. Numa época em que, mais do que nos dias de hoje, traduzir consistia numa actividade subserviente e secundária, Vasco Morgado, detentor do monopólio de teatros em Lisboa encomendou a Sérgio Guimarães a tradução de uma peça de Tennessee Williams. Com base na teoria desenvolvida por Lawrence Venuti em The Translator’s Invisibility (1995), não é despiciente problematizar, neste estudo de caso, a invisibilidade do tradutor/mediador entre o texto e a representação, abordando simultaneamente as estratégias então necessárias para a peça ser aprovada e posta em cena.

Development of novel ionic liquids based on biological molecules

Ionic Liquids (ILs) belong to a class of compounds with unusual properties: very low vapour pressure; high chemical and thermal stability and the ability to dissolve a wide range of substances. A new field in research is evaluating the possibility to use natural chiral biomolecules for the preparation of chiral ionic liquids (CILs). This important challenge in synthetic chemistry can open new avenues of research in order to avoid some problems related with the intrinsic biodegradability and toxicity associated to conventional ILs. The research work developed aimed for the synthesis of CILs, their characterization and possible applications, based on biological moieties used either as chiral cations or anions, depending on the synthetic manipulation of the derivatives. Overall, a total of 28 organic salts, including CILs were synthesized: 9 based on L-cysteine derivatives, 12 based on L-proline, 3 based on nucleosides and 4 based on nucleotides. All these new CILs were completely characterized and their chemical and physical properties were evaluated. Some CILs based on L-cysteine have been applied for discrimination processes, including resolution of racemates and as a chiral catalyst for asymmetric Aldol condensation. L-proline derived CILs were also studied as chiral catalysts for Michael reaction. In parallel, the interactions of macrocyclic oligosugars called cyclodextrins (CDs) with several ILs were studied. It was possible to improve the solubility of CDs in water and serum. Additionally, fatty acids and steroids showed an increase in water solubility when ILs-CDs systems were used. The development of efficient and selective ILs-CDs systems is indispensable to expand the range of their applications in host-guest interactions, drug delivery systems or catalytic reactions. Novel salts derived from nucleobases were used in order to enhance the fluorescence in aqueous solution. Additionally, preliminary studies regarding ethyl lactate as an alternative solvent for asymmetric organocatalysis were performed.

Técnicas de Persuasão

A presente investigação tem como objetivo principal identificar e explicar as diversas técnicas de comunicação que poderão ser utilizadas na persuasão e na manipulação de pensamento, opiniões e disposição para a ação (diathesis) de um auditório. A partir da exploração da arte de retórica, aplicada à comunicação interpessoal, assim como aos outros meios de comunicação, sobretudo o audiovisual, e também na exploração de comunicação não-verbal, pretende-se demostrar e explicar os diversos métodos e procedimentos de persuasão e de manipulação. Estas serão divididas em três grupos, cada um referente aos modos de persuasão de Aristóteles, isto é o ethos, pathos e logos, também designados pelo autor como “provas técnicas” na sua Techné Rhetoriké, obra inaugural sobre o estudo reflexivo do que ele designa por “meios persuasivos implicados em cada caso”. Uma especial atenção é focada nas três técnicas de criação da empatia, procedimentos essenciais para dispor o auditório perante o orador e para a criação de culto à personalidade. A interpretação e o desenvolvimento da linguagem corporal é, sem dúvida uma base importante para toda a comunicação persuasiva e, por isso mesmo, a maior parte dos procedimentos puramente retóricos serão interlaçados com a comunicação não-verbal que, segundo algumas estimativas, representa 95% de toda a comunicação. Não será ousado dizer que a comunicação não-verbal esta já, presente na interacção entre os animais de uma mesma espécie, designadamente nos rituais de acasalamento. Por isso, ser-nos-ia impossível ignorar o seu contributo numa investigação sobre a persuasão e a manipulação no quadro da comunicação interpessoal. Como corolário da investigação a desenvolver na presente Dissertação, procederemos a uma análise empírica das técnicas de persuasão e de manipulação utilizadas num filme de propaganda de 1934 sobre a Alemanha Nazi da terceira década do século XX, realizado por Leni Riefenstahl e chamado “O triunfo da vontade”. Propomos, no limite, demonstrar a eficácia performativa da retórica quando, como acontece no caso estudado, é levada ao limite na sua capacidade de manipulação e controlo da mente humana. Só que, no caso empírico estudado, não estamos já a falar, com rigor, da arte retórica tal como foi fundada por Aristóteles e reabilitada por Chaïm Perelman, mas sim de refinados artifícios retóricos ao serviço da manipulação e controlo do pensamento. Com esta investigação pretendo demostrar a importância da comunicação estratégica e tecnicamente estruturada assente nos modos de persuasão retórica, com a finalidade desta ser eficaz

Modulation of electrical stimulation applied to human physiology and clinical diagnostic

The use, manipulation and application of electrical currents, as a controlled interference mechanism in the human body system, is currently a strong source of motivation to researchers in areas such as clinical, sports, neuroscience, amongst others. In electrical stimulation (ES), the current applied to tissue is traditionally controlled concerning stimulation amplitude, frequency and pulse-width. The main drawbacks of the transcutaneous ES are the rapid fatigue induction and the high discomfort induced by the non-selective activation of nervous fibers. There are, however, electrophysiological parameters whose response, like the response to different stimulation waveforms, polarity or a personalized charge control, is still unknown. The study of the following questions is of great importance: What is the physiological effect of the electric pulse parametrization concerning charge, waveform and polarity? Does the effect change with the clinical condition of the subjects? The parametrization influence on muscle recruitment can retard fatigue onset? Can parametrization enable fiber selectivity, optimizing the motor fibers recruitment rather than the nervous fibers, reducing contraction discomfort? Current hardware solutions lack flexibility at the level of stimulation control and physiological response assessment. To answer these questions, a miniaturized, portable and wireless controlled device with ES functions and full integration with a generic biosignals acquisition platform has been created. Hardware was also developed to provide complete freedom for controlling the applied current with respect to the waveform, polarity, frequency, amplitude, pulse-width and duration. The impact of the methodologies developed is successfully applied and evaluated in the contexts of fundamental electrophysiology, psycho-motor rehabilitation and neuromuscular disorders diagnosis. This PhD project was carried out in the Physics Department of Faculty of Sciences and Technology (FCT-UNL), in straight collaboration with PLUX - Wireless Biosignals S.A. company and co-funded by the Foundation for Science and Technology.

Characterization of an OPCPA laser amplifier based on the nonlinear crystal YCOB

The work described in this thesis was performed at the Laboratory for Intense Lasers (L2I) of Instituto Superior Técnico, University of Lisbon (IST-UL). Its main contribution consists in the feasibility study of the broadband dispersive stages for an optical parametric chirped pulse amplifier based on the nonlinear crystal yttrium calcium oxi-borate (YCOB). In particular, the main goal of this work consisted in the characterization and implementation of the several optical devices involved in pulse expansion and compression of the amplified pulses to durations of the order of a few optical cycles (20 fs). This type of laser systems find application in fields such as medicine, telecommunications and machining, which require high energy, ultrashort (sub-100 fs) pulses. The main challenges consisted in the preliminary study of the performance of the broadband amplifier, which is essential for successfully handling pulses with bandwidths exceeding 100 nm when amplified from the μJ to 20 mJ per pulse. In general, the control, manipulation and characterization of optical phenomena on the scale of a few tens of fs and powers that can reach the PW level are extremely difficult and challenging due to the complexity of the phenomena of radiation-matter interaction and their nonlinearities, observed at this time scale and power level. For this purpose the main dispersive components were characterized in detail, specifically addressing the demonstration of pulse expansion and compression. The tested bandwidths are narrower than the final ones, in order to confirm the parameters of these elements and predict the performance for the broadband pulses. The work performed led to additional tasks such as a detailed characterization of laser oscillator seeding the laser chain and the detection and cancelling of additional sources of dispersion.

Geopolymers as infill material for conservation of azulejos

The restoration materials currently used to fill gaps in architectural historical azulejos (e.g. lime or organic resin pastes) usually show serious drawbacks in terms of compatibility, effectiveness and durability. The existing solutions do not fully protect azulejos in outdoor conditions and frequently result in further deterioration. Geopolymers can be a potential solution for azulejo lacunae infill given the chemical-mineralogical similitude to the ceramic body, and also the durability and versatile range of physical properties that can be obtained through the manipulation of their formulation and curing conditions. This work presents and discusses the viability of the use of geopolymeric pastes to fill lacunae in azulejos or to act as “cold” cast ceramic tile surrogates reproducing missing azulejo fragments. The formulation of geopolymers, namely the type of activators, the aluminosilicate source, the amount of water (to meet adequate workability requirements) and curing conditions were studied. The need for post-curing desalination was also considered envisaging their application in the restoration of outdoor architectural historical azulejos frequently exposed to adverse environmental conditions. The possible advantages and disadvantages of the use of geopolymers in the conservation of azulejos are also discussed. Several techniques were used to study the chemical and physical behavior of geopolymers, namely FT-IR, XRD, MIP, SEM-EDS, WDXRF, electrical conductivity, open porosity, bending strength, adhesion strength, water vapour permeability, thermal expansion and hydric expansion. The results indicate that geopolymers are a promising material for restoration of azulejos, exhibiting some properties, such as adhesion to the ceramic substrate, higher than inorganic materials used nowadays, such as aerial lime based pastes.

As apostas desportivas online associadas à combinação de resultados

The present dissertation is aimed at finding out whether the existing criminal protection of the sports ethics value is sufficient, regarding the dangers arising from the global online sports betting market and its characteristics. In the first chapter, the main issue will be introduced: the association between online sports bets and competition manipulations from a criminal point of view. In the second chapter, online sports bets will be defined, the characteristics of the referred global market explained and the danger said features bear to the manipulation of sports competitions exposed – also analysing the participants in this phenomenon. In chapter 3, it will be shown that the protection of sports ethics is a matter of public interest and that this interest is carried out by the sports federations as well. In the fourth chapter, the focus will be the criminal protection of sports ethics: its necessity based on the penal dignity of this system of sport associated values; the need to re-evaluate the existing protection due to the recognition of the existence of the online sports betting market; the existing criminal norms regarding the manipulation of sports competitions. Finally, in chapter 5, the intent will be to propose solutions to the identified problems concerning the sufficiency of the existing criminal legislation.

Electoral observation: Evidence from Mozambique

Electoral fraud is a common problem in young democracies. Election observers constitute one possible remedy. Yet, quantitative evidence of the exact effects of observers is scarce. Data on the random assignment of observers during Mozambique’s 2009 general elections is used to estimate the impact that observers have on ballot fraud. It is shown that the presence of national observers reduces high levels of turnout and manipulation of ballots. The findings contribute to the understanding of the behavior of politicians and have implications for the implementation of observer missions.