Development of an ambient assisted living ecosystem

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

Postharvest changes and respiratory pattern of bacuri fruit (Platonia insignis Mart.) at different maturity stages during ambient storage

Bacuri (Platonia insignis, Mart.) is one of the most important among Amazonian fruits. However, little is known about its postharvest physiology, such as maturity stages, changes during ambient storage, and respiratory pattern. Fruits were harvested at three maturity stages based on epicarp colour: dark green, light green, and turning (50% yellow), in order to determine colour modification and respiratory pattern during ambient storage (25.2 ºC, 75.1 % RH). Fruit of all maturity stages showed, after three days of harvest, a non-climacteric respiratory pattern, with turning fruit presenting the highest CO2 production rate until the fourth storage day (177.63 mg.CO2.kg-1.h-1). Yellowing increased throughout storage as related to lightness, chromaticity, and hue angle reductions. Turning fruit can be stored at ambient conditions for up to 10 days without any loss in marketability.

Retenção do dimetoato e sua relação com pH e teores de argila e matéria orgânica nos sedimentos da zona não-saturada de uma microbacia no nordeste paraense

Na agricultura familiar na Amazônia oriental, em particular no nordeste do Pará, são comuns os cultivos semi-perenes com pesada aplicação de agrotóxicos. Em virtude da ampla utilização desses produtos, principalmente o dimetoato, na microbacia hidrográfica do igarapé Cumaru, município de Igarapé-Açu (PA), foi avaliada a retenção dessa substância em amostras da zona não-saturada em laboratório, verificando-se também a influência do pH e dos teores de argila e de matéria orgânica nesse processo. Entre os diversos agrotóxicos utilizados na área, o dimetoato foi selecionado por apresentar maior potencial de lixiviação, segundo o índice GUS (Groundwater Ubiquity Score). Para a quantificação da retenção do dimetoato nos sedimentos da zona não-saturada foi realizado um experimento de sorção. Este último mostrou que, em termos percentuais, a sorção do dimetoato variou de 2.5% a 36.2% (concentração inicial 20 mg.-1) e de 6.20% a 31.0 % (concentração inicial 10 mg.-1). Esses dados comprovam o elevado potencial de contaminação da água subterrânea por essa substância, devido, principalmente, à sua mobilidade e baixa retenção. Devido ao caráter hidrofóbico do dimetoato, que aumenta a sua afinidade com a matéria orgânica, a quantidade sorvida dessa substância se mostrou diretamente proporcional à de matéria orgânica presente nos sedimentos. O pH exerce efeito contrário a este, ou seja, quanto mais elevado o seu valor, menor é a quantidade de dimetoato sorvida. Em relação à variação do teor e ao tipo de argila, foi observado que esses fatores não influenciam na retenção do dimetoato, sendo esse resultado atribuído ao comportamento não iônico desse agrotóxico.

(Un)suitability of the use of pH buffers in biological, biochemical and environmental studies and their interaction with metal ions - a review

The use of buffers to maintain the pH within a desired range is a very common practice in chemical, biochemical and biological studies. Among them, zwitterionic N-substituted aminosulfonic acids, usually known as Good's buffers, although widely used, can complex metals and interact with biological systems. The present work reviews, discusses and updates the metal complexation characteristics of thirty one commercially available buffers. In addition, their impact on biological systems is also presented. The influences of these buffers on the results obtained in biological, biochemical and environmental studies, with special focus on their interaction with metal ions, are highlighted and critically reviewed. Using chemical speciation simulations, based on the current knowledge of the metal-buffer stability constants, a proposal of the most adequate buffer to employ for a given metal ion is presented.

Tolerance to temperature, pH, ammonia and nitrite in cardinal tetra, Paracheirodon axelrodi, an amazonian ornamental fish

Poor water quality condition has been pointed out as one of the major causes for the high mortality of ornamental fishes exported from the state of Amazonas, Brazil. The purpose of the current study was to define water quality standards for cardinal tetra (Paracheirodon axelrodi), by establishing the lower and higher for lethal temperature (LT50), lethal concentration (LC50) for total ammonia and nitrite and LC50 for acid and alkaline pH. According to the findings, cardinal tetra is rather tolerant to high temperature (33.3 ºC), to a wide pH range (acid pH=2.9 and alkaline pH=8.8) and to high total ammonia concentration (23.7 mg/L). However, temperatures below 19.6 ºC and nitrite concentrations above 1.1 mg/L NO2- may compromise fish survival especially during long shipment abroad.

A demonstration case on the derivation of process-level logical architectures for ambient assisted living ecosystems

When representing the requirements for an intended software solution during the development process, a logical architecture is a model that provides an organized vision of how functionalities behave regardless of the technologies to be implemented. If the logical architecture represents an ambient assisted living (AAL) ecosystem, such representation is a complex task due to the existence of interrelated multidomains, which, most of the time, results in incomplete and incoherent user requirements. In this chap- ter, we present the results obtained when applying process-level modeling techniques to the derivation of the logical architecture for a real industrial AAL project. We adopt a V-Model–based approach that expresses the AAL requirements in a process-level perspec- tive, instead of the traditional product-level view. Additionally, we ensure compliance of the derived logical architecture with the National Institute of Standards and Technology (NIST) reference architecture as nonfunctional requirements to support the implementa- tion of the AAL architecture in cloud contexts.

Promoting independent living and recreation in life through ambient assisted living technology

The increase in life expectancy with a decrease in birth rates is contributing to the ageing of the European population. This phenomenon, coupled with greater awareness of the quality of life, the need to have cost-efficient assistive care, the intention of people to live independently in their homes, and the technological developments in recent decades, have contributed to the emergence of the concept of ambient assisted living (AAL). AAL solutions aim to provide healthy and safe ageing to users through promoting independence in performing daily activities and interacting with technology, taking into consideration the deterioration of the users’ capabilities and the reduced costs of the solutions. In this chapter, AAL developments of monitoring activities of daily living (ADLs) and participation in a virtual community with the selected stakeholders are introduced, their roadmap with the expected technological developments are described, and the expected impact of these solutions on the end users of the developed solutions are discussed. This enables a real user guidance structure that represents the different needs and limitations of each user, presenting a highly structured project based on personas and possible solutions for them. The AAL4ALL Ambient Assisted Living for All (ALL4ALL) project is considered here as a case study to analyze and illustrate the ALL concepts discussed in this chapter.

Adsorção de cromo (VI) por carvão ativado granular de soluções diluídas utilizando um sistema batelada sob pH controlado

Na Amazônia o cromo é empregado principalmente na indústria de couro e de madeira, sendo responsável por vários problemas de saúde porque é tóxico para os seres vivos. A remoção de cromo de efluentes industriais é feita por meio de diversos processos como a adsorção. Este trabalho mostra os resultados da adsorção de Cr(VI) por carvão ativado granular comercial (CAG) como adsorvente de soluções diluídas empregando um sistema de adsorção batelada com controle de pH. Os grupos funcionais da superfície do CAG foram determinados pelo método de Boehm. Além disso, o efeito do pH na adsorção de Cr(VI), o equilíbrio e a cinética de adsorção foram estudados nas condições experimentais (pH = 6, MA = 6g, tempo de adsorção 90min.). Na superfície do CAG, os grupos carboxílicos foram determinados em maior concentração (MAS=0,43 mmol/gCAG), estes, presentes em concentrações elevadas aumentam a adsorção do metal, principalmente em valores de pH ácidos. A capacidade de adsorção é dependente do pH da solução, devido a sua influência nas propriedades de superfície do CAG e nas diferentes formas iônicas das soluções de Cr(VI). Os dados de equilíbrio da adsorção foram ajustados satisfatoriamente pela isoterma de Langmuir (R²=0,988), tipo favorável. A partir da cinética de adsorção a 5mg/L e 20mg/L, os resultados obtidos foram compatíveis com o valor limite preconizado na legislação nacional (Res. nº 357/05). Portanto, para o sistema experimental utilizando CAG foi eficiente na remoção de Cr(VI) a partir de correntes líquidas contendo baixas concentrações do metal.

Influência do pH e temperatura sobre a atividade amilolítica de rizóbios isolados de solos da Amazônia

Poucas são as informações referentes ao perfil enzimático de bactérias rizobiais. Em meio de cultura solidificado, foi conduzido um experimento em fatorial 7 x 3 x 3 para avaliar o efeito do pH (5,0; 6,5 e 8,0) e da temperatura (25, 35 e 42 ºC) sobre a atividade amilolítica de sete isolados de rizóbio. As maiores atividades amilolíticas foram observadas em ambientes ácidos, com algumas bactérias também produzindo níveis significativos em pH 8,0. Entre as interações significativas (P<0,01), os isolados INPA R-110 e R-822 apresentaram máximas atividades em pH 5,0 e 25 ºC, com o R-822 também sendo um bom produtor de amilase nas temperaturas de 35 e 42 ºC. Em termos gerais, os isolados INPA R-110 e R-822 foram os melhores produtores de amilases, com atividades enzimáticas maiores do que 2,0.

Optimization of peptide nucleic acid fluorescence in situ hybridization (PNA-FISH) for the detection of bacteria: the effect of pH, dextran sulfate and probe concentration

Fluorescence in situ hybridization (FISH) is a molecular technique widely used for the detection and characterization of microbial populations. FISH is affected by a wide variety of abiotic and biotic variables and the way they interact with each other. This is translated into a wide variability of FISH procedures found in the literature. The aim of this work is to systematically study the effects of pH, dextran sulfate and probe concentration in the FISH protocol, using a general peptide nucleic acid (PNA) probe for the Eubacteria domain. For this, response surface methodology was used to optimize these 3 PNA-FISH parameters for Gram-negative (Escherichia coli and Pseudomonas fluorescens) and Gram-positive species (Listeria innocua, Staphylococcus epidermidis and Bacillus cereus). The obtained results show that a probe concentration higher than 300 nM is favorable for both groups. Interestingly, a clear distinction between the two groups regarding the optimal pH and dextran sulfate concentration was found: a high pH (approx. 10), combined with lower dextran sulfate concentration (approx. 2% [w/v]) for Gram-negative species and near-neutral pH (approx. 8), together with higher dextran sulfate concentrations (approx. 10% [w/v]) for Gram-positive species. This behavior seems to result from an interplay between pH and dextran sulfate and their ability to influence probe concentration and diffusion towards the rRNA target. This study shows that, for an optimum hybridization protocol, dextran sulfate and pH should be adjusted according to the target bacteria.

Understanding adaptation to pH in an industrially relevant glycoside hydrolase family 8 xylanase

Dissertação de mestrado em Genética Molecular

Engineering a commercial cold-adapted xylanase for improved low pH stability

Dissertação de mestrado em Genética Molecular

Effect of pH on Candida tropicalis virulence factors

Dissertação de mestrado em Bioengenharia