Electrificação de serviços primários em povoados remotos africanos recorrendo a sistemas solares fotovoltaicos (PV)

Dissertação submetida como requisito parcial para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Electrotécnica e de Computadores

PV inverters for module level applications

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Energias Renováveis – Conversão Eléctrica e Utilização Sustentáveis

Produção de eletricidade a partir de energia solar fotovoltaica de larga escala PV e CPV na zona rural do município de Évora: área disponível e potencial técnico

No sentido de diminuir a dependência externa de energia nomeadamente de combustíveis fósseis, combater as alterações climáticas e colmatar o défice potencial de energia associada à dependência de energia hídrica, Portugal necessita aumentar o investimento noutras fontes de energia renovável (FER) para produção de eletricidade, nomeadamente na energia solar. Sendo uma das zonas com maior radiação solar da Europa (1 900 kWh/m2), Portugal não aproveita este recurso como poderia. O presente estudo avalia o potencial técnico de produção de energia solar fotovoltaica centralizado de larga escala (> 1 MW), no Concelho de Évora. Recorrendo ao sistema de informação geográfica ArcGIS, foram estimadas as áreas disponíveis e as áreas úteis potenciais para implementação de projetos de aproveitamento de energia solar fotovoltaica, por forma a calcular o potencial de potência instalada (MW) e de produção de energia elétrica (GWh/ano). Foram considerados diferentes cenários relativos ao uso do solo, no contexto do Plano Diretor Municipal, e ao tipo de projeto, tendo sido consideradas as tecnologias de sistema fotovoltaico sem concentração (PV) e de sistema fotovoltaico concentrado (CPV). No cenário mais restritivo sobre a ocupação do solo foi estimada uma área útil de 4 978 ha (cerca de 4% da área total do Município) que corresponde a um potencial técnico de produção de energia de 2 357 GWh/ano, se se considerar um sistema CPV com 1 MW de potência instalada. Para efeitos de comparação, esta produção corresponde a 9 vezes o valor do consumo de eletricidade anual do Concelho de Évora e a cerca de 5% do consumo anual de eletricidade em Portugal continental em 2012. O potencial muito significativo de produção de eletricidade solar é justificada pela disponibilidade de ocupação do solo, pelo declive suave do terreno e pelo excelente nível de radiação solar incidente. Da análise dos diversos cenários avaliados, concluiu-se que o sistema mais vantajoso, em termos de produção de energia por unidade de área, independentemente do cenário de ocupação do solo, é o sistema CPV de larga escala (20 a 30 MW) que apresenta valores de produção da ordem de 0,64 GWh/ha.

Seguidor fotovoltaico : uma variação do P&O - simulação e prototipagem

Dissertação apresentada na Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Electrotécnica e Computadores

Conversor DC-DC com busca de ponto de potência máxima (MPPT) para painéis solares

Dissertação apresentada na Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa para a obtenção do grau de Mestre em Engenharia Electrotécnica e de Computadores

A contribuição de um sistema solar térmico no desempenho energético do edifício solar XXI

Dissertação apresentada na Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa Para a obtenção do Grau de Mestre em Energia e Bioenergia

Desenvolvimento de células solares de Si nano-estruturado para aplicação em azulejos solares

Dissertação apresentada para a obtenção do Grau de Mestre em Engenharia de Materiais, pela Universidade Nova de Lisboa,Faculdade de Ciências e Tecnologia

Contributo para a validação da versão portuguesa da Quebec Back Pain Disability Scale : fiabilidade e poder de resposta em utentes com dor lombar crónica

RESUMO: Um dos principais resultados das intervenções de Fisioterapia dirigidas a utentes com Dor Lombar Crónica (DLC) é reduzir a incapacidade funcional. A Quebec Back Pain Disability Scale (QBPDS) é um instrumento amplamente aceite a nível internacional na medição do nível de incapacidade funcional reportada pelos indivíduos com DLC. O objetivo deste estudo é dar um contributo para a adaptação cultural da versão portuguesa da QBPDS (QBPDS-VP) e investigar o poder de resposta e interpretabilidade da escala. Metodologia: Realizou-se um estudo metodológico, multicentro, baseado num coorte prospetivo de 132 utentes com DLC. Os utentes foram recrutados a partir da lista de espera de 16 serviços de Medicina Física e de Reabilitação/Fisioterapia de várias áreas geográficas de Portugal. A QBPDS- VP foi administrada 3 vezes, em 3 momentos de recolha de dados distintos: T0 - momento inicial (utentes em lista de espera); T1 - 1 semana de intervalo (início dos tratamentos de Fisioterapia); e T2 - 6 semanas de intervalo (pós-intervenção de Fisioterapia). Os dados recolhidos em T0 foram utilizados para a análise fatorial e para o estudo da consistência interna (n=132); os dados da amostra emparelhada de T0 e T1 (n=132) para a fiabilidade teste-reteste; e os dados da amostra emparelhada de T0 e T2 (n=120) para a análise do poder de resposta e interpretabilidade. A âncora externa utilizada foi a perceção global de mudança, neste caso a PGIC- VP, que foi respondida em T1 e T2. O nível de significância para o qual os valores se consideraram satisfatórios foi de p≤ 0,05. O tratamento dos dados foi realizado no software IBM SPSS Statistics (versão 20). Resultados: A QBPDS- VP é uma escala unidimensional, que revela uma excelente consistência interna (α de Cronbach= 0,95) e uma fiabilidade teste-reteste satisfatória (CCI= 0,696; IC 95%: 0,581–0,783). Esta escala demonstrou um poder de resposta moderado, quando aplicada em utentes com DLC ( = 0,426 e AAC= 0,741; IC 95%: 0,645 – 0,837). A Diferença Mínima Detetável (DMD) estimada foi de 19 pontos e as estimativas da Diferença Mínima Clinicamente Importante (DMCI) variaram entre 7 (pelo método curva ROC) e 8 pontos (pelo método “diferença média de pontuação”). A estimativa pela curva ROC deriva do ponto ótimo de corte de 6,5 pontos, com Área Abaixo da Curva (AAC)= 0,741, sensibilidade de 72%, e especificidade de 71%. Uma análise complementar da curva ROC baseada nas diferenças de pontuações da QBPDS, expressa em percentagem, revelou um ponto ótimo de corte de - 24% (AAC= 0,737, sensibilidade de 71%, e especificidade de 71%). Para pontuações iniciais da QBPDS- VP mais altas (≥34 pontos), foi encontrado um ponto ótimo de corte de 10,5 pontos (AAC= 0,738, sensibilidade de 73%, e especificidade de 67%). Conclusão: A QBPDS-VP demonstrou bons níveis de fiabilidade e poder de resposta, recomendando-se o seu uso na medição e avaliação da incapacidade funcional de utentes com DLC. A DMD estimada, de 19 pontos, determinou uma amplitude válida da QBPDS-VP de 19 a 81 pontos. Este estudo propõe estimativas de DMCI da QBPDS- VP numa aplicação específica da escala (em utentes com DLC que são referidos para a intervenção de Fisioterapia). A pontuação inicial da QBPDS- VP deve ser considerada na interpretação de mudanças de pontuação, após a intervenção de Fisioterapia.------------ ABSTRACT: One of the main results of physiotherapy interventions for patients with Chronic Low Back Pain (CLBP) is decrease the functional disability. The Quebec Back Pain Disability Scale (QBPDS) is an instrument widely accepted internationally, in measuring the level of disability reported by individuals with CLBP. The purpose of this study is to contribute to the cultural adaptation of the Portuguese version of QBPDS (QBPDS - PV) and investigate the Responsiveness and Interpretability of QBPDS-PV. Methodology: This was a methodological and multicenter study, based on a sample of 132 subjects with CLBP. The patients were recruited from the waiting lists of 16 medicine rehabilitation service, in many Portugal districts. The Quebec Back Pain Disability Scale was administered in three different moments: T0 – baseline (patients in the waiting list); T1- one week after T0 (the beginning of treatment); and T2 – six weeks after T1 (the posttreatment). The data collected at T0 were used for factor analysis and to study the internal consistency (n = 132); paired sample data of T0 and T1 (n=132) were used for test-retest reliability, and sample data paired for T0 and T2 (n=120) used for responsiveness and interpretability analysis. The external anchor was the global perception of change, measured by the Portuguese version of Patient’s Global Impression of Change (PGIC) Scale. The minimal level of significance established was p ≤ 0,05. Data analysis was performed using the IBM SPSS Statistics software (version 20). Results: The QBPDS-PV is a unidimensional scale, demonstrates an excellent internal consistency (Cronbach's α=0.95) and satisfactory test-retest reliability (ICC= 0.696, 95% CI: 0.581–0.783). The scale revealed moderate responsiveness when applied to patients with CLBP ( = 0.426 and AUC= 0.741, 95% CI: 0.645 - 0.837). The Smallest Detectable Change (SDC) was 19 points, whereas the Minimal Clinically Important Change (MCIC) ranged between 7 (ROC curve method) and 8 points (by the "mean difference score"). The estimate was derived from the ROC curve by an optimal cutoff point of 6.5 points, with Area Under the Curve (AUC)= 0.741, sensitivity 72%, and specificity of 71%. A complementary analysis of the ROC curve based on differences in QBPDS scores from baseline, expressed in percentage, revealed an optimal cutoff point of -24% (AUC= 0.737, sensitivity of 71%, and specificity of 71%). For the highest initial scores of QBPDS-PV (≥ 34 points) was found an optimal cutoff of 10.5 points (AUC= 0.738, sensitivity of 73%, and specificity 67%). Conclusion: The QBPDS-PV demonstrated good levels of reliability and responsiveness, being recommended its use in the measurement and evaluation of disability of patients with CLBP. The SDC of 19 points determined the QBPDS‟ scale width of 19 to 81. This study proposes MCIC values for QBPDS –PV for this specific setting (in CLBP patients who are referred for physiotherapy intervention). The QBPDS –PV baseline score have to be taken into account while interpreting the score change after physiotherapy intervention.

Interaction of malaria parasites with host late endocytic and autophagic pathways is essential for Plasmodium liver stage development

RESUMO: A Malária é causada por parasitas do género Plasmodium, sendo a doença parasitária mais fatal para o ser humano. Apesar de, durante o século passado, o desenvolvimento económico e a implementação de diversas medidas de controlo, tenham permitido erradicar a doença em muitos países, a Malária continua a ser um problema de saúde grave, em particular nos países em desenvolvimento. A Malária é transmitida através da picada de uma fêmea de mosquito do género Anopheles. Durante a picada, os esporozoítos são injetados na pele do hospedeiro, seguindo-se a fase hepática e obrigatória do ciclo de vida. No fígado, os esporozoítos infetam os hepatócitos onde se replicam, dentro de um vacúolo parasitário (VP) e de uma forma imunitária silenciosa, em centenas de merozoitos. Estas novas formas do parasita são as responsáveis por infetar os eritrócitos, iniciando a fase sanguínea da doença, onde se os primeiros sintomas se manifestam, tais como a característica febre cíclica. A fase hepática da doença é a menos estudada e compreendida. Mais ainda, as interações entre o VP e os organelos da células hospedeira estão ainda pouco caracterizados. Assim, neste estudo, as interações entre os organelos endocíticos e autofágicos da célula hospedeira e o VP foram dissecados, observando-se que os anfisomas, que são organelos resultantes da intersecção do dois processos de tráfego intracelular, interagem com o parasita. Descobrimos que a autofagia tem também uma importante função imunitária durante a fase hepática inicial, ao passo, que durante o desenvolvimento do parasita, já numa fase mais tardia, o parasita depende da interação com os endossomas tardios e anfisomas para crescer. Vesiculas de BSA, EGF e LC3, foram, também, observadas dentro do VP, sugerindo que os parasitas são capazes de internalizar material endocítico e autofágico do hospedeiro. Mais ainda, mostramos que esta interação depende da cinase PIKfyve, responsável pela conversão do fosfoinositidio-3-fosfato no fosfoinositidio-3,5-bifosfato, uma vez que inibindo esta cinase o parasita não é capaz de crescer normalmente. Finalmente, mostramos que a proteína TRPML1, uma proteína efetora do fosfoinositidio-3,5-bifosfato, e envolvida no processo de fusão das membranas dos organelos endocíticos e autofágicos, também é necessária para o crescimento do parasita. Desta forma, o nosso estudo sugere que a membrana do VP funde com vesiculas endocíticas e autofágicas tardias, de uma forma dependente do fositidio-3,5-bifosfato e do seu effetor TRPML1, permitindo a troca de material com a célula hospedeira. Concluindo, os nossos resultados evidenciam que o processo autofágico que ocorre na célula hospedeira tem um papel duplo durante a fase hepática da malaria. Enquanto numa fase inicial os hepatócitos usam o processo autofágico como forma de defesa contra o parasita, já durante a fase de replicação o VP funde com vesiculas autofágicas e endocíticas de forma a obter os nutrientes necessários ao seu desenvolvimento.--------- ABSTRACT: Malaria, which is caused by parasites of the genus Plasmodium, is the most deadly parasitic infection in humans. Although economic development and the implementation of control measures during the last century have erradicated the disease from many areas of the world, it remains a serious human health issue, particularly in developing countries. Malaria is transmitted by female mosquitoes of the genus Anopheles. During the mosquito blood meal, Plasmodium spp. sporozoites are injected into the skin dermis of the vertebrate host, followed by an obligatory liver stage. Upon entering the liver, Plasmodium parasites infect hepatocytes and silently replicate inside a host cell-derived parasitophorous vacuole (PV) into thousands of merozoites. These new parasite forms can infect red blood cells initiating the the blood stage of the disease which shows the characteristic febrile malaria episodes. The liver stage is the least characterized step of the malaria infection. Moreover, the interactions between the Plasmodium spp. PV and the host cell trafficking pathways are poorly understood. We dissected the interaction between Plasmodium parasites and the host cell endocytic and autophagic pathways and we found that both pathways intersect and interconnect in the close vicinity of the parasite PV, where amphisomes are formed and accumulate. Interestingly, we observed a clearance function for autophagy in hepatocytes infected with Plasmodium berghei parasites at early infection times, whereas during late liver stage development late endosomes and amphisomes are required for parasite growth. Moreover, we found the presence of internalized BSA, EGF and LC3 inside parasite vacuoles, suggesting that the parasites uptake endocytic and autophagic cargo. Furthermore, we showed that the interaction between the PV and host traffic pathways is dependent on the kinase PIKfyve, which converts the phosphoinositide PI(3)P into PI(3,5)P2, since PIKfyve inhibition caused a reduction in parasite growth. Finally, we showed that the PI(3,5)P2 effector protein TRPML1, which is involved in late endocytic and autophagic membrane fusion, is also required for parasite development. Thus, our studies suggest that the parasite parasitophorous vacuole membrane (PVM) is able to fuse with late endocytic and autophagic vesicles in a PI(3,5)P2- and TRPML1-dependent manner, allowing the exchange of material between the host cell and the parasites, necessary for the rapid development of the latter that is seen during the liver stage of infection. In conclusion, we present evidence supporting a specific and essential dual role of host autophagy during the course of Plasmodium liver infection. Whereas in the initial hours of infection the host cell uses autophagy as a cell survival mechanism to fight the infection, during the replicative phase the PV fuses with host autophagic and endocytic vesicles to obtain nutrients required for parasite growth.

CMOS indoor light energy harvesting system for wireless sensing applications

Dissertação para obtenção do Grau de Doutor em Engenharia Electrotécnica e de Computadores

Gold nanoparticulate systems for new anticancer compounds delivery

My master studies have resulted in the following publication: Martins P, Rosa D, Fernandes AR, Baptista PV. 2014. Nanoparticle Drug Delivery Systems: Recent Patents and Applications in Nanomedicine. Recent Patents in Nanomedicine. 3(2):105-118.

Estudo experimental de um sistema BIPV/T-PCM

A União Europeia tem dado cada vez mais enfoque à eficiência energética nos edifícios e à sua capacidade de produção de energia, tendo lançado a directiva “Energy Performance of Buildings Directive” com o intuito de que até 31 de Dezembro de 2018 todos os edifícios novos sejam “nZEB-nearly Zero Energy Building”, o que significa que devem por um lado diminuir o seu consumo energético, aumentando a sua eficiência, e por outro lado produzir localmente e através de fontes de energias renováveis toda, ou quase toda, a energia de que necessitam. A presente tese está integrada no Projecto “Frame – Prefabricated systems (modules) for low-energy buildings: design, prototyping and testing” (Ref: PTDC/AURAQI-AQI/117782/2010) que está a ser desenvolvido na Unidade de Eficiência Energética do Laboratório Nacional de Energia e Geologia (LNEG). Neste trabalho é desenvolvido e analisado um sistema BIPV/T-PCM (Building Integrated Photovoltaic Thermal – Phase Change Materials) que engloba todo um novo conceito de captação, armazenamento e gestão da energia solar em fachadas. Este sistema é composto por um módulo fotovoltaico, uma bateria de PCM (Materiais de Mudança de Fase) e todo um sistema de fluxo de ar que permite a gestão da energia colectada e armazenada. Foi também desenvolvido teoricamente um código de gestão energética para a manipulação do sistema. O sistema em estudo apoia-se em três objectivos principais: aquecer no inverno; arrefecer no verão; e aumentar a eficiência do PV arrefecendo-o. Na sequência do trabalho realizado verificou-se que o conceito do sistema em estudo alcança alguns dos objectivos propostos, tendo ainda potencial para se continuar o seu desenvolvimento. O sistema em estudo é um sistema inovador, e como tal está a ser registada uma patente com base no conceito desenvolvido.

Distributed solar micro generation

Taking into account the fact that the sun’s radiation is estimated to be enough to cover 10.000 times the world’s total energy needs (BRAKMANN & ARINGHOFF, 2003), it is difficult to understand how solar photovoltaic systems (PV) are still such a small part of the energy source matrix across the globe. Though there is an ongoing debate as to whether energy consumption leads to economic growth or whether it is the other way around, the two variables appear correlated and it is clear that ensuring the availability of energy to match a country’s growth targets is one of the prime concerns for any government. The topic of centralized vs distributed electricity generation is also approached, especially in what regards the latter fit to developing countries needs, namely the lack of investment capabilities and infrastructure, scattered population, and other factors. Finally, Brazil’s case is reviewed, showing that the current cost of electricity from the grid versus the cost from PV solutions still places an investment of this nature with 9 to 16 years to reach breakeven (from a 25 year panel lifespan), which is too high compared to the required 4 years for most Brazilians. Still, recently passed legislation opened the door, even if unknowingly, to the development of co-owned solar farms, which could reduce the implementation costs by as much as 20% and hence reduce the number of years to breakeven by 3 years.