Transferência de oxigénio em dispersões aquoso-orgânico

O presente trabalho foi desenvolvido no âmbito da unidade curricular de Trabalho Final de Mestrado, integrante do Mestrado em Tecnologia Química do Instituto Politécnico de Tomar. Foi realizado nos laboratórios do Instituto Superior Técnico de Lisboa entre Fevereiro e Julho de 2013, na modalidade de estágio. O trabalho consistiu na determinação experimental do coeficiente volumétrico de transferência de massa do lado do líquido (kLa) em sistemas gás-líquido-líquido num tanque agitado, e visou avaliar o efeito da adição de uma fase orgânica e de um agente de superfície sobre o coeficiente de transferência de massa de oxigénio. Numa primeira etapa, de adaptação às práticas experimentais baseadas no método dinâmico de “salto de pressão”, procedeu-se à determinação do kLa num sistema tradicional gás-líquido (ar-água). Numa segunda etapa, e que consistiu numa evolução de trabalhos anteriores neste campo, avaliou-se o efeito da presença de uma fase orgânica,. Os ensaios foram realizados sob condições operacionais constantes: volume de fase líquida 9,8 L, caudal de gás de 5,2 L/min, velocidade de agitação de cerca de 400 rpm, e holdup da fase orgânica (ϕ) de 1 %. Numa terceira etapa, numa abordagem ainda nunca tentada, estudou-se o efeito da presença de um agente de superfície no sistema gás-líquido-líquido. Nos ensaios a concentração do agente de superfície Triton X-100 no tanque foi de cerca de 5,4x10-4 M. Verificou-se que a adição de uma mistura dodecano-heptano a uma dispersão ar-água nas condições testadas aumenta a transferência de oxigénio na gama de fração de heptano entre os 0 % e os 90 % e diminui para uma fração superior aos 90 % de heptano. Na gama em que a fase orgânica é rica em heptano a adição do Triton X-100 faz aumentar o kLa enquanto que para frações de heptano inferiores a 90%provoca a sua diminuição. As observações experimentais reforçam a importância do coeficiente de espalhamento nos sistemas gás-líquido-líquido

Sensores Passivos em Suporte de Papel

O presente trabalho propõe-se superar o problema do funcionamento da tecnologia RFID num meio em presença de líquidos. Desta forma procedeu-se ao desenvolvimento de um rótulo que visa ser aplicado em garrafas de vinho ou champanhe. Incorporar RFID em rótulos permite maior velocidade e robustez na identificação do produto, sendo o principal interesse a sua versatilidade que permitirá associar diferentes funcionalidades. Para construir as antenas das tags foi necessário primeiramente estudar as caraterísticas do meio dielétrico, tendo sido necessário para isso, desenvolver um método de caraterização dielétrica. Estudou-se o papel e o vidro usando um método baseado em linhas de transmissão. Uma vez estudadas as caraterísticas dielétricas, foram dimensionadas e produzidas diferentes antenas, nomeadamente o rótulo com a presença de uma garrafa com água.

Una Red de Sensores para las Smart Cities

El objetivo del trabajo fin de Master consiste en el estudio de redes de sensores inalámbricos para las Smart Cities. En particular, se implementa una red inalámbrica (tecnología ZIGBEE como protocolo de comunicación inalámbrica con micrófonos como sensores, para recolectar niveles de ruido. Hemos elegido el Arduino como plataforma de cálculo para controlar cada nodo, y XBee como módulos de comunicación inalámbrico. La red sensorial cuenta con tres nodos sensores que capturan el ruido y lo envían a un nodo receptor, que hace de estación central encargado de monitorizar los niveles de ruido. Dicho coordinador está conectado mediante USB a un PC, donde podemos comprobar las medidas recibidas por el XBee. Finalmente estos datos se muestran en una interfaz gráfica en el computador conectado al coordinador. De esta forma, puede monitorizarse el nivel de ruido de tres lugares diferentes en tiempo real.

GESTÃO DE ENERGIA EM REDES DE SENSORES SEM FIOS

A energia é um recurso limitado em redes de sensores sem fios, pelo que uma gestão eficiente da energia disponível é crucial para aumentar o seu tempo de vida operacional. Assim, a gestão de energia em redes de sensores sem fios tem estado focada no desenvolvimento de mecanismos de activação sincronizada de nós “adormecidos” e de tecnologias de captação de energia do meio envolvente. O objectivo deste trabalho consistiu em explorar estas duas abordagens para criar condições de disponibilidade contínua de energia nos nós de redes sem fios: em primeiro lugar, explorando tecnologias de captação de energia de importantes fontes no meio envolvente: luz solar, diferenciais térmicos e campos electromagnéticos, e, também, cultivando métodos e tecnologias de despertar por radiofrequência (wake-up radio) como forma mais adequada de gerir as oportunidades de operação dos nós de uma rede, poupando energia no tempo restante. São apresentados estudos e soluções realizadas no âmbito industrial, bem como os métodos e resultados da análise realizada para a sua validação. Assim, conseguiu-se:  Uma solução baseada na captação de energia solar, com uma eficiência superior a 70% (desde a saída do painel fotovoltaico), capaz de suportar sensores e repetidores numa rede, acumulando energia correspondente a autonomias de 16 e 40 horas, respectivamente, numa aplicação de diagnóstico de seccionadores de alta-tensão em subestações de distribuição de electricidade;  Uma solução de captação de energia de diferenciais térmicos, para suportar sensores de diagnóstico do estado de funcionamento de purgadores, em linhas industriais de distribuição de vapor, permitindo uma disponibilidade permanente de energia, mesmo para diferenças de temperatura de uns meros 20 °C;  Uma solução de captação de energia de campos magnéticos gerados por correntes eléctricas intensas, para aplicação em sensores sem fios a utilizar em redes de distribuição de electricidade, que, nas circunstâncias dos trabalhos propostos, amplamente demonstrou a viabilidade do conceito e foi industrialmente incorporado numa unidade sem fios para a monitorização de correntes eléctricas e o diagnóstico do estado de fusíveis em postos de transformação;  Duas soluções de despertar por radiofrequência, sem prejuízo da latência de comunicação: (i) despertar colectivo, sincronizado para todos os nós da rede no volume de alcance-rádio do emissor, que se revelou eficaz até aos 37 metros, no interior, consumindo 7 μA e (ii) despertar selectivo, individualizando o nó a activar, com um alcance de 33 metros, igualmente no interior, consumindo 5 μA — em campo aberto, o alcance foi de 10 metros. Em suma: as soluções industriais realizadas no âmbito deste trabalho demonstram a viabilidade de suportar a alimentação em potência de nós de redes sem fios operando em diferentes regimes e dependendo de diversas fontes de energia, em natureza e potência disponível, que, no nosso entender constitui condição necessária ao sucesso industrial das redes de objectos sem fios.

Vitamina C, Cancro e Cittoxidade: Marcação e estabilidade in vitro e in vivo

A vitamina C é uma substância essencial apresentando inúmeras propriedades fisiológicas. Ela apresenta-se sob duas formas, a reduzida e a oxidada. O ácido ascórbico (AA), a forma reduzida da vitamina C, é um potente antioxidante hidrossolúvel, na medida em que neutraliza os radicais livres, constituindo um potencial mecanismo anticancerígeno. O AA actua também como pró-oxidante, promovendo a formação de espécies reactivas de oxigénio (ROS), como o peróxido de hidrogénio (H2O2), que comprometem a viabilidade celular. Por outro lado, a maioria das células tumorais não transporta directamente o AA para o seu interior, razão pela qual as células obtêm a vitamina C na sua forma oxidada, o ácido dehidroascórbico (DHA). As células tumorais demonstram ainda outra particularidade, a diminuição da catalase (enzima responsável pela destoxificação do H2O2), num factor entre 10 e 100, relativamente às células normais. Assim, o aumento da produção de H2O2, acoplado à deficiência da actividade da catalase nas células neoplásicas e à presença de metais de transição, poderá redundar na citotoxicidade selectiva da vitamina C e na consequente revelação do seu potencial terapêutico.

Estudo da Biodegrabilidade de um Efluente Industrial

O presente trabalho foi desenvolvido numa indústria de produtos de limpeza doméstica (LD) e higiene pessoal (HP), onde está implementada uma estação de tratamento de águas residuais industriais (ETARI). Durante o estudo foi monitorizada e avaliada a biodegradabilidade de algumas substâncias base dos detergentes (tensoactivos aniónicos), nomeadamente o LAS e o SLES, bem como o efluente da indústria nas diferentes fases de tratamento implementado na ETARI. Ao longo do processo de tratamento dos fluxos que compõem as águas residuais industriais, procurou-se estabelecer relações entre parâmetros chave de avaliação do conteúdo em matéria orgânica (Carência Química Oxigénio – CQO e Carência Bioquímica Oxigénio – CBO) com os tensoactivos anteriormente referidos. Os resultados obtidos na caracterização do efluente industrial nas diferentes fases do tratamento implementado mostram eficiências de remoção de CQO na ordem dos 20% no processo de bioxidação, de 78% no processo físico-químico de coagulação/floculação, sendo a eficiência global do processo de tratamento integrado da ordem dos 82%. No que se refere ao teor de tensoactivos aniónicos foram alcançadas eficiências de remoção na ordem dos 16 e 94% respectivamente, para os processos de oxidação e físico-químico, e de 95% quando considerado todo o processo de tratamento implementado.

Um Exemplo de Computação Ubíqua em Serviços de Saúde Orientados ao Utente

O Sistema de Saúde está a enfrentar uma mudança necessária, cuja renovação estimula o desenvolvimento de capacidades para conseguir a agilidade, interoperabilidade e eficiência imprescindíveis para melhorar a qualidade e a produtividade, reduzindo os custos associados. O modelo de atendimento centrado no individuo é para onde o sistema de saúde actual converge, conduzindo assim para um processo de atendimento distribuído à saúde . Actualmente a humanidade enfrenta várias dificuldades inerentes a uma sociedade cada vez mais envelhecida, com uma maior predominância de doenças crónicas e dificuldades associadas como a mobilidade. Por exemplo uma das grandes epidemias que afectou e continua a afectar este planeta é a Diabete. De acordo com a Organização Mundial da Saúde, em 2006, havia cerca de 171 milhões de pessoas doentes da diabetes, e esse índice aumenta rapidamente. É estimado que em 2030 esse número dobre. A Diabetes Mellitus ocorre em todo o mundo, mas é mais comum (especialmente a tipo II) nos países mais desenvolvidos. O maior aumento actualmente é esperado na Ásia e na África, onde a maioria dos diabéticos será encontrada em 2030. O aumento do índice de diabetes em países em desenvolvimento segue a tendência de urbanização e mudança de estilos de vida. Neste contexto, o avanço acelerado da tecnologia trouxe novos paradigmas para a área de computação e com eles vários benefícios para a sociedade. O paradigma da computação ubíqua traz inovações para aplicar a computação no dia-a-dia das pessoas sem que possa ser percebida. Para isso, utiliza-se da junção de diversas tecnologias já existentes como, por exemplo, a tecnologia móvel e sensores. Vários benefícios atingem a área médica, trazendo métodos novos e é nesta perspectiva que foi desenvolvido um protótipo de um sistema de monitorização de pacientes de uma forma discreta, com o objectivo de melhorar, rentabilizar e controlar os dados biométricos dos pacientes que sofrem de doenças como a diabetes e tem essa necessidade. O sistema é composto por duas aplicações, uma móvel e outra Web, em que a móvel integra tecnologias como sistema operativo Android que é uma ferramenta importante para desenvolvimento de sistemas dessa natureza. A aplicação Web é fundamental para os profissionais de saúde pois é nela que acompanharão os dados biométricos enviados pelos pacientes. Os pacientes utilizam as duas aplicações para enviar os dados biométricos para serem guardados na base de dados e serem visualizados pelos profissionais de saúde e pelo próprio paciente.

Águas de abastecimento público na ilha do Fogo - Concelho de São Filipe

A água é o constituinte mais característico da terra; ingrediente essencial à vida, a água é o recurso mais precioso que a terra fornece à Humanidade. Vivemos num planeta de água, já que cerca de 70% da sua superfície está coberta por uma camada de água. Cerca de 97% da água está concentrada nos oceanos e menos de 3% está em terra, e a maior parte desta sob a forma de gelo e neve ou abaixo da superfície (águas subterrâneas). Apenas cerca de 1% de toda água está directamente disponível ao Homem e aos outros organismos, sob a forma de rios, lagos ou como humidade presente no solo, na atmosfera e como componente dos mais diversos organismos. Normalmente a água surge no estado liquido, mas facilmente se solidifica ou passa para o estado gasoso. Ela consiste numa combinação de oxigénio e hidrogénio, cuja fórmula é dada por H2O. A água é a maior componente do volume das plantas e animais, incluindo os humanos. Estes estão compostos de aproximadamente 65% de água. O sangue contém aproximadamente entre 80 e 90% de água, e os músculos são compostos de, aproximadamente, 75% de água. Para manter o corpo funcionando necessitamos de 2,6 a 2,8 litros de água diariamente. Ainda que a uma pessoa lhe bastaria para subsistir 3,75 litros de água ao dia para beber, cozinhar e lavar, isto raramente ocorre. Além de entrar na constituição dos tecidos, a água é o dissolvente que transporta as substâncias não aproveitadas pelo organismo. A falta de água provoca a debilidade ou até a morte dos seres vivos. O homem necessita ingerir líquido numa quantidade diária de dois a quatro litros. Pode sobreviver 50 dias sem comer, mas perece após 4 dias sem água, em média. A água de abastecimento público tem de ser potável, isto é, aquela que pode ser consumida pelo Homem, sem perigo para a sua saúde. Esta água caracteriza-se como sendo incolor (sem cor), inodora (sem cheiro) e de sabor agradável, e quanto à origem podem ser águas subterrâneas ou águas de origem superficial. A distribuição de água no mundo é muito desigual, e uma grande parte do planeta (África, Médio Oriente, Austrália, etc), está situada em regiões com carência deste líquido precioso. Paralelamente à carência, este liquido é constantemente poluído, tornando necessário o seu tratamento antes da distribuição para o abastecimento público. Segundo a empresa Águabrava (empresa intermunicipal de água do Fogo e da Brava), o concelho e São Filipe é abastecido quase a 100% por águas subterrâneas de boa qualidade. Mas, devido ao crescimento económico, agrícola e populacional, torna-se necessário estudar e analisar a qualidade da água que se consome neste concelho, visto que, a ingestão, e não só, de água contaminada causa graves problemas à saúde, principalmente em crianças, pelo que é uma obrigação tratar a água antes de usá-la. Neste contexto, decidi realizar este trabalho de pesquisa que irá permitir, sem dúvida, conhecer melhor a qualidade da água que se consome neste concelho, nomeadamente sua origem, distribuição, poluição e tratamento. Este trabalho irá, também, ajudar no processo de tomada de consciência, por parte da população, sobre o controlo da poluição e os processos de tratamento de água para o abastecimento públic

Inovação e Tecnologia na Formação Agrícola – Agricultura de Precisão

O conceito de Agricultura de Precisão está normalmente associado à utilização de equipamento de alta tecnologia (seja hardware, no sentido genérico do termo, ou software) para avaliar, ou monitorizar, as condições numa determinada parcela de terreno, aplicando depois os diversos factores de produção (sementes, fertilizantes, fitofármacos, reguladores de crescimento, água, etc.) em conformidade. Tanto a monitorização como a aplicação diferenciada, ou à medida, exigem a utilização de tecnologias recentes, como os sistemas de posicionamento a partir de satélites (v.g. GPS - Global Positioning System), os Sistemas de Informação Geográfica (SIG) ou os sensores electrónicos, associados quer a reguladores automáticos de débito nas máquinas de distribuição quer a medidores de fluxo nas máquinas de colheita. A Agricultura de Precisão aparece, geralmente, associada a dois objectivos genéricos: o aumento do rendimento dos agricultores; e, a redução do impacte ambiental resultante da actividade agrícola. O primeiro destes objectivos pode, por sua vez, ser alcançado por duas vias distintas mas complementares: a redução dos custos de produção; e, o aumento da produtividade (e, por vezes, também da qualidade) das culturas. O cumprimento do segundo daqueles objectivos está relacionado com o rigor do controlo da aplicação dos factores de produção (sobretudo, produtos químicos, atendendo às externalidades ambientais negativas que lhes estão normalmente associadas), que deverá ser feita, tanto quanto possível, na justa medida das necessidades das plantas. De facto, se soubermos, por exemplo, que as necessidades de azoto em duas áreas distintas de uma mesma parcela de terreno não são iguais, por hipótese, em função dos resultados da análise de terras para as duas situações, teremos, do ponto de vista estritamente técnico e teórico, vantagem em fazer variar a quantidade de adubo azotado em conformidade. Deste modo, seríamos naturalmente tentados a aplicar mais adubo na área em que as necessidades ou o potencial produtivo são maiores, e a reduzir a quantidade na área em que o potencial produtivo ou as necessidades são menores, em vez de, como usualmente sucede, aplicar um valor médio e igual em toda a parcela. Com esta forma de actuar, não só aumentaríamos a produção, aplicando mais adubo onde este é necessário, como também reduziríamos os custos e o impacte ambiental da actividade, não aplicando adubo em excesso e precavendo a provável lixiviação do azoto. Na prática, tudo isto seria inquestionável, não fôra o caso de as tecnologias associadas à Agricultura de Precisão serem, quase sempre, complexas e caras. É exactamente por esta razão que o conceito não se encontra hoje em dia mais divulgado, nomeadamente no nosso país. Em primeiro lugar, só fará sentido recorrer à Agricultura de Precisão se os benefícios económicos daí decorrentes forem superiores ao investimento necessário à sua adopção; ora, infelizmente, são muito poucas as explorações, sobretudo em Portugal, com dimensão suficiente para, só por si, justificar ou viabilizar tais investimentos. Note-se que os investimentos a que nos referimos não passam apenas pela aquisição de determinados equipamentos (GPS, sensores, etc.), mas também pelo levantamento da situação de base e pela construção de um sistema de informação geograficamente referenciada. Em segundo lugar, existe ainda um longo caminho a percorrer pelas tecnologias de informação associadas, especialmente no que se refere à sua facilidade de uso e de integração no negócio, isto é, ainda é necessário um esforço razoável para efectuar a recolha e processamento da informação necessária à prática da agricultura de precisão, esforço este com custos muitas vezes inaceitáveis para o agricultor, nomeadamente quanto ao dispêndio do seu tempo/atenção. Em terceiro lugar, na hipótese de que os investimentos sejam rentáveis, é necessário que existam pessoas (agricultores e/ou técnicos) com conhecimentos suficientes para ajustar, desenvolver e utilizar estas tecnologias. O futuro, apesar de tudo, apresenta-se mais favorável. Por um lado, os equipamentos de alta tecnologia tendem a diminuir de preço, por vezes de forma muito marcada (um GPS de gama baixa, por exemplo, custava mais de 5000 euros há dez anos, existindo hoje à venda modelos similares por menos de 200 euros). Por outro, o nível educacional dos agricultores tem vindo a aumentar, existindo hoje cada vez mais estruturas de apoio técnico na agricultura. O nascimento e desenvolvimento de empresas especializadas no aluguer de máquinas e equipamentos agrícolas, que se tem vindo a registar nos últimos anos, pode igualmente contribuir para ultrapassar uma das maiores limitações à adopção destas tecnologias: a reduzida dimensão das explorações e os elevados custos de amortização daí decorrentes.