Forward osmosis membranes tailored by hydrogel coatings

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Química e Bioquímica

Understanding Human Carboxylesterase 2

Dissertation presented to obtain the Ph.D degree in Engineering and Technology Sciences, Biotechnology

Exopolysaccharide production by Enterobacter A47: optimization of cultivation conditions and study of polymer functional properties

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Biotecnologia

Viability of ceramic residues in lime-based mortars

3rd Historic Mortars Conference, 11-14 September 2013, Glasgow, Scotland

Lime mortars with brick dust and grounded particles for ancient masonry: development and evaluation

HMC08 - 1st Historical Mortars Conference: Characterization, Diagnosis, Conservation, Repair and Compatibilit, LNEC, Lisbon, 24-26 September 2008

Correction of the anisotropy in resistivity: application to pore pressure prediction

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Geológica (Georrecursos)

Bioinspired polyethersulfone-based hollow fiber membranes as the scaffolds in renal assist device for protein-bound toxins removal from blood

Dissertation for obtaining the Master degree in Membrane Engineering

Hydrogen permeation in parabolic trough receivers

The continued economic and population development puts additional pressure on the already scarce energetic sources. Thus there is a growing urge to adopt a sustainable plan able to meet the present and future energetic demands. Since the last two decades, solar trough technology has been demonstrating to be a reliable alternative to fossil fuels. Currently, the trough industry seeks, by optimizing energy conversion, to drive the cost of electricity down and therefore to place itself as main player in the next energetic age. One of the issues that lately have gained considerable relevance came from the observation of significant heat losses in a large number of receiver modules. These heat losses were attributed to slow permeation of traces of hydrogen gas through the steel tube wall into the vacuum annulus. The presence of hydrogen gas in the absorber tube results from the decomposition of heat transfer fluid due to the long-term exposure to 400°C. The permeated hydrogen acts as heat conduction mean leading to a decrease in the receivers performance and thus its lifetime. In order to prevent hydrogen accumulation, it has been common practice to incorporate hydrogen getters in the vacuum annulus of the receivers. Nevertheless these materials are not only expensive but their gas absorbing capacity can be insufficient to assure the required level of vacuum for the receivers to function. In this work the building of a permeation measurement device, vulnerabilities detected in the construction process and its overcome are described. Furthermore an experimental procedure was optimized and the obtained permeability results, of different samples were evaluated. The data was compared to measurements performed by an external entity. The reliability of the comparative data was also addressed. In the end conclusions on the permeability results for the different samples characteristics, feasibility of the measurement device are drawn and recommendations on future line of work were made.

Estimação da permeabilidade em reservatórios fraturados - Comparação entre o método do tensor e o método de upscaling

A simulação dinâmica de reservatórios de petróleo requer a alocação de permeabilidades equivalentes para todos os blocos. A determinação da permeabilidade equivalente em reservatórios fraturados é uma questão complexa e crítica no fluxograma de modelação, porque é totalmente dependente da geometria 3D sistema de fraturas, e respetivas aberturas, que muitas vezes são mal conhecidos. Para avaliar a permeabilidade equivalente de blocos fraturados, o método do tensor ou de Oda é um dos mais utilizados. É expedito e eficiente mesmo para a sistemas com vários milhões de fraturas. Todavia, na literatura são apontadas algumas críticas, por exemplo, sobrestima a permeabilidade em blocos pouco fraturados e subestima-a em blocos muito fraturados. Este trabalho tem como objetivos, revisitar a problemática da caracterização da permeabilidade equivalente em blocos de reservatórios fraturados. Recorreu-se a um pacote de programas informáticos FROM3D-K (fractures object model – permeability evaluation) desenvolvidos e/ ou adaptados no contexto deste trabalho e que permitem as funcionalidades: (1) simulação estocástica 3D de fraturas; (2) determinação da permeabilidade equivalente pelo método do tensor; (3) determinação da permeabilidade equivalente pelo método de upscaling de microblocos. Estas funções permitem que a mesma rede de fraturas seja avaliada pelos dois métodos. Para a demonstração de resultados mostram-se dois exemplos, o primeiro onde são simuladas fraturas condicionadas a estatísticas sintéticas de orientação, intensidade e abertura e o segundo onde se utilizam dados FMI de poço de um reservatório fraturado.

Hygrothermal behaviour of earthen plasters for sustainable housing construction

A ready-mixed and several laboratory formulated mortars were produced and tested in fresh state and after hardening, simulating a masonry plaster for indoor application. All the mortars used a clayish earth from the same region and different compositions of aggregates, eventually including fibres and a phase change material. All the formulated mortars were composed by 1:3 volumetric proportions of earth and aggregate. Tests were developed for consistency, fresh bulk density, thermal conductivity, capillary absorption and drying, water vapour permeability and sorption-desorption. The use of PCM changed drastically the workability of the mortars and increased their capillary absorption. The use of fibres and variations on particle size distribution of the mixtures of sand that were used had no significant influence on tested properties. But particularly the good workability of these mortars and the high capacity of sorption and desorption was highlighted. With this capacity plasters made with these mortars are able to adsorb water vapour from indoor atmosphere when high levels of relative humidity exist and release water vapour when the indoor atmosphere became too dry. This fact makes them able to contribute passively for a healthier indoor environment. The technical, ecological and environmental advantages of the application of plasters with this type of mortars are emphasized, with the aim of contributing for an increased use for new or existent housing.

Characterization tests for insulation boards made from corn cob and natural glues

In recent years there has been a growing interest in developing news solutions for more ecologic and efficient construction, including natural, renewable and local materials, thus contributing in the search for more efficient, economic and environmentally friendly construction. Several authors have assessed the possibility of using various agricultural sub products or wastes, as part of the effort of the scientific community to find alternative and more ecologic construction materials. Corn cob is an agricultural waste from a very important worldwide crop. Natural glues are made from natural materials, non-mineral, that can be used as such or after some modifications to achieve the behaviour and performance required. Two examples of these natural glues are casein and wheat flour-based glues that were used in the present study. Boards with different compositions were manufactured, having as variables the type of glue, the dimension of the corn cob particles and the features of the pressing process. The tests boards were characterized with physical and mechanical tests, such as thermal conductivity (λ) with a ISOMET 2104 and 60 mm diameter contact probe, density (ρ) based on EN 1602:2013, surface hardness (SH) with a PCE Shore A durometer, surface resistance (SR) with a PROCEQ PT pendular sclerometer, bending behaviour (σ) based on EN 12089:2013, compression behaviour (σ10) based on EN 826:2013 and resilience (R) based on EN 1094-1:2008, with a Zwick Rowell bending equipment with 2 kN and 50 kN load cells (Fig. 1), dynamic modulus of elasticity (Ed) with a Zeus Resonance Meter equipment (Fig. 5) based on NP EN 14146:2006 and water vapour permeability (δ) based on EN 12086:2013. The various boards produced were characterized according to the tests and the ones with the best results were C8_c8 (casein glue, grain size 2,38-4,76 mm, cold pressing for 8 hours), C8_c4 (casein glue, grain size 2,38-4,76 mm, cold pressing for 4 hours), F8_h0.5 (wheat flour glue, grain size 2,38-4,76 mm, hot pressing for 0,5 hours), FEV8_h0.5 (wheat flour, egg white and vinegar glue, grain size 2,38-4,76 mm, hot pressing for 0,5 hours) and FEVH68_c4 (wheat flour, egg white, vinegar and 6 g of sodium hydroxide glue, grain size 2,38-4,76 mm, cold pressing for 4 hours). Taking into account the various boards produced and respective test results the type of glue and the pressure and pressing time are very important factors which strongly influence the final product. The results obtained confirmed the initial hypotheses that these boards have potential as a thermal and, eventually, acoustic insulation material, to use as coating or intermediate layer on walls, floors or false ceilings. This type of board has a high mechanical resistance when compared with traditional insulating materials.The integrity of these boards seems to be maintained even in higher humidity environments. However, due to biological susceptibility and sensitivity to water, they would be more adequate for application in dry interior conditions.

Avaliação económica em transplantação renal : abordagem estratégica do processo de doação e análise de custo-utilidade do programa de transplantação renal versus hemodiálise

SUMÁRIO - O desafio atual da Saúde Pública é assegurar a sustentabilidade financeira do sistema de saúde. Em ambiente de recursos escassos, as análises económicas aplicadas à prestação dos cuidados de saúde são um contributo para a tomada de decisão que visa a maximização do bem-estar social sujeita a restrição orçamental. Portugal é um país com 10,6 milhões de habitantes (2011) com uma incidência e prevalência elevadas de doença renal crónica estadio 5 (DRC5), respetivamente, 234 doentes por milhão de habitantes (pmh) e 1.600 doentes/pmh. O crescimento de doenças associadas às causas de DRC, nomeadamente, diabetes Mellitus e hipertensão arterial, antecipam uma tendência para o aumento do número de doentes. Em 2011, dos 17.553 doentes em tratamento substitutivo renal, 59% encontrava-se em programa de hemodiálise (Hd) em centros de diálise extra-hospitalares, 37% viviam com um enxerto renal funcionante e 4% estavam em diálise peritoneal (SPN, 2011). A lista ativa para transplante (Tx) renal registava 2.500 doentes (SPN 2009). O Tx renal é a melhor modalidade terapêutica pela melhoria da sobrevida, qualidade de vida e relação custo-efetividade, mas a elegibilidade para Tx e a oferta de órgãos condicionam esta opção. Esta investigação desenvolveu-se em duas vertentes: i) determinar o rácio custo-utilidade incremental do Tx renal comparado com a Hd; ii) avaliar a capacidade máxima de dadores de cadáver em Portugal, as características e as causas de morte dos dadores potenciais a nível nacional, por hospital e por Gabinete Coordenador de Colheita e Transplantação (GCCT), e analisar o desempenho da rede de colheita de órgãos para Tx. Realizou-se um estudo observacional/não interventivo, prospetivo e analítico que incidiu sobre uma coorte de doentes em Hd que foi submetida a Tx renal. O tempo de seguimento mínimo foi de um ano e máximo de três anos. No início do estudo, colheram-se dados sociodemográficos e clínicos em 386 doentes em Hd, elegíveis para Tx renal. A qualidade de vida relacionada com a saúde (QVRS) foi avaliada nos doentes em Hd (tempo 0) e nos transplantados, aos três, seis, 12 meses, e depois, anualmente. Incluíram-se os doentes que por falência do enxerto renal transitaram para Hd. Na sua medição, utilizou-se um instrumento baseado em preferências da população, o EuroQol-5D, que permite o posterior cálculo dos QALY. Num grupo de 82 doentes, a QVRS em Hd foi avaliada em dois tempos de resposta o que permitiu a análise da sua evolução. Realizou-se uma análise custo-utilidade do Tx renal comparado com a Hd na perspetiva da sociedade. Identificaram-se os custos diretos, médicos e não médicos, e as alterações de produtividade em Hd e Tx renal. Incluíram-se os custos da colheita de órgãos, seleção dos candidatos a Tx renal e follow-up dos dadores vivos. Cada doente transplantado foi utilizado como controle de si próprio em diálise. Avaliou-se o custo médio anual em programa de Hd crónica relativo ao ano anterior à Tx renal. Os custos do Tx foram avaliados prospetivamente. Considerou-se como horizonte temporal o ciclo de vida nas duas modalidades. Usaram-se taxas de atualização de 0%, 3% e 5% na atualização dos custos e QALY e efetuaram-se análises de sensibilidade one way. Entre 2008 e 2010, 65 doentes foram submetidos a Tx renal. Registaram-se, prospetivamente, os resultados em saúde incluíndo os internamentos e os efeitos adversos da imunossupressão, e o consumo dos recursos em saúde. Utilizaram-se modelos de medidas repetidas na avaliação da evolução da QVRS e modelos de regressão múltipla na análise da associação da QVRS e dos custos do transplante com as características basais dos doentes e os eventos clínicos. Comparativamente à Hd, observou-se melhoria da utilidade ao 3º mês de Tx e a qualidade de vida aferida pela escala EQ-VAS melhorou em todos os tempos de observação após o Tx renal. O custo médio da Hd foi de 32.567,57€, considerado uniforme ao longo do tempo. O custo médio do Tx renal foi de 60.210,09€ no 1º ano e 12.956,77€ nos anos seguintes. O rácio custo-utilidade do Tx renal vs Hd crónica foi de 2.004,75€/QALY. A partir de uma sobrevivência do enxerto de dois anos e cinco meses, o Tx associou-se a poupança dos custos. Utilizaram-se os dados nacionais dos Grupos de Diagnóstico Homogéneos e realizou-se um estudo retrospectivo que abrangeu as mortes ocorridas em 34 hospitais com colheita de órgãos, em 2006. Considerou-se como dador potencial o indivíduo com idade entre 1-70 anos cuja morte ocorrera a nível hospitalar, e que apresentasse critérios de adequação à doação de rim. Analisou-se a associação dos dadores potenciais com características populacionais e hospitalares. O desempenho das organizações de colheita de órgãos foi avaliado pela taxa de conversão (rácio entre os dadores potenciais e efetivos) e pelo número de dadores potenciais por milhão de habitantes a nível nacional, regional e por Gabinete Coordenador de Colheita e Transplantação (GCCT). Identificaram-se 3.838 dadores potenciais dos quais 608 apresentaram códigos da Classificação Internacional de Doenças, 9.ª Revisão, Modificações Clínicas (CID- 9-MC) que, com maior frequência, evoluem para a morte cerebral. O modelo logit para dados agrupados identificou a idade, o rácio da lotação em Unidades de Cuidados Intensivos e lotação de agudos, existência de GCCT e de Unidade de Transplantação, e mortalidade por acidente de trabalho como fatores preditivos da conversão dum dador potencial em efetivo e através das estimativas do modelo logit quantificou-se a probabilidade dessa conversão. A doação de órgãos deve ser assumida como uma prioridade e as autoridades em saúde devem assegurar o financiamento dos hospitais com programas de doação, evitando o desperdício de órgãos para transplantação, enquanto um bem público e escasso. A colheita de órgãos deve ser considerada uma opção estratégica da atividade hospitalar orientada para a organização e planeamento de serviços que maximizem a conversão de dadores potenciais em efetivos incluindo esse critério como medida de qualidade e efetividade do desempenho hospitalar. Os resultados deste estudo demonstram que: 1) o Tx renal proporciona ganhos em saúde, aumento da sobrevida e qualidade de vida, e poupança de custos; 2) em Portugal, a taxa máxima de eficácia da conversão dos dadores cadavéricos em dadores potenciais está longe de ser atingida. O investimento na rede de colheita de órgãos para Tx é essencial para assegurar a sustentabilidade financeira e promover a qualidade, eficiência e equidade dos cuidados em saúde prestados na DRC5.

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.

Development and modulation of magnetic responsive supported ionic liquid membranes

The work presented in this thesis aims at developing a new separation process based on the application of supported magnetic ionic liquid membranes, SMILMs, using magnetic ionic liquids, MILs. MILs have attracted growing interest due to their ability to change their physicochemical characteristics when exposed to variable magnetic field conditions. The magnetic responsive behavior of MILs is thus expected to contribute for the development of more efficient separation processes, such as supported liquid membranes, where MILs may be used as a selective carrier. Driven by the MILs behavior, these membranes are expected to switch reversibly their permeability and selectivity by in situ and non-invasive adjustment of the conditions (e.g. intensity, direction vector and uniformity) of an external applied magnetic field. The development of these magnetic responsive membrane processes were anticipated by studies, performed along the first stage of this PhD work, aiming at getting a deep knowledge on the influence of magnetic field on MILs properties. The influence of the magnetic field on the molecular dynamics and structural rearrangement of MILs ionic network was assessed through a 1H-NMR technique. Through the 1H-NMR relaxometry analysis it was possible to estimate the self-diffusion profiles of two different model MILs, [Aliquat][FeCl4] and [P66614][FeCl4]. A comparative analysis was established between the behavior of magnetic and non-magnetic ionic liquids, MILs and ILs, to facilitate the perception of the magnetic field impact on MILs properties. In contrast to ILs, MILs show a specific relaxation mechanism, characterized by the magnetic dependence of their self-diffusion coefficients. MILs self-diffusion coefficients increased in the presence of magnetic field whereas ILs self-diffusion was not affected. In order to understand the reasons underlying the magnetic dependence of MILs self-diffusion, studies were performed to investigate the influence of the magnetic field on MILs’ viscosity. It was observed that the MIL´s viscosity decreases with the increase of the magnetic field, explaining the increase of MILs self-diffusion according to the modified Stokes- Einstein equation. Different gas and liquid transport studies were therefore performed aiming to determine the influence of the magnetic behavior of MILs on solute transport through SMILMs. Gas permeation studies were performed using pure CO2 andN2 gas streams and air, using a series of phosphonium cation based MILs, containing different paramagnetic anions. Transport studies were conducted in the presence and absence of magnetic field at a maximum intensity of 1.5T. The results revealed that gas permeability increased in the presence of the magnetic field, however, without affecting the membrane selectivity. The increase of gas permeability through SMILMs was related to the decrease of the MILs viscosity under magnetic field conditions.(...)

Terra nativa : a relação eco-humana na vida e na obra de Ferreira de Castro

A presente investigação visou contribuir para o estudo da permeabilidade entre Ciência e Arte, explorando, nomeadamente, o diálogo frutífero entre a área científica interdisciplinar da Ecologia Humana e a Literatura Portuguesa. Neste sentido, configura o que pode entender-se como um ensaio de dupla interdisciplinaridade. Recorreu-se a uma metodologia híbrida que integra métodos e fontes das ciências do ambiente e sociais e da análise literária, cujos graus de objetividade variam entre si, e que pode filiar-se na recente área dos “mixed methods”, cuja exploração se acentuou nas últimas duas décadas na Europa e nos Estados Unidos. Em concreto, pretendeu-se analisar a representação literária da Natureza e do vínculo de interdependência que o ser humano estabelece com ela na obra de Ferreira de Castro (1898-1974) ‒ um dos mais aclamados e traduzidos escritores portugueses do século XX, fundador do “romance social” português ‒ e perceber em que medida essa representação irradia da experiência de vida em variados ambientes geográficos, da personalidade e da ideologia do escritor. A tese consta de duas partes principais, traçando a primeira uma “Ecobiografia” do escritor, que averigua a sua relação e a sua conceção pessoal sobre a Natureza; e dedicando-se a segunda à ecocrítica de quatro textos de ficção com cenários em áreas rurais de Portugal continental, escritos entre 1928 e 1947: Emigrantes (1928), “O Natal em Ossela” (1933), Terra Fria (1934) e A Lã e a Neve (1947). Defende-se que, num tempo anterior ao movimento ecológico português, esses textos continham já um significativo teor eco-humano. Apresentam, por isso, um grande potencial de difusão do ambiente biofísico e das modalidades relacionais que o ser humano instituiu com a terra numa época, revelando-se um valioso contributo para a História Ambiental do território português. Esta função extra-artística projeta-se nas gerações leitoras do presente e do futuro e pode atuar em benefício da consciência ambiental e de cidadania neste século XXI. Razão por que é devido à obra castriana este novo lugar na Cultura portuguesa, mais além e mais amplo que a sua aplaudida dimensão literária.