Stability of biomass-derived black carbon in soils

Black carbon (BC) may play ail important role in the global C budget, due to its potential to act as a significant sink of atmospheric CO(2). In order to fully evaluate the influence of BC oil the global C cycle, in understanding of the stability of BC is required. The biochemical stability of BC was assessed in a chronosequence of high-BC-containing Anthrosols from the central Amazon, Brazil, using a range of spectroscopic and biological methods. Results revealed that the Anthrosols had 61-80% lower (P < 0.05) CO(2) evolution per unit C over 532 days compared to their respective adjacent soils with low BC contents. No significant (P > 0.05) difference in CO(2) respiration per unit C was observed between Anthrosols with contrasting ages of BC (600-8700 years BP) Lind soil textures (0.3-36% clay). Similarly, the molecular composition of the core regions of micrometer-sized BC particles quantified by synchrotron-based Near-Edge X-ray Fine Structure (NEXAFS) spectroscopy coupled to Scanning Transmission X-ray Microscopy (STXM) remained similar regardless of their ages and closely resembled the spectral characteristics or fresh BC. BC decomposed extremely slowly to ail extent that it was not possible to detect chemical changes between Youngest and oldest samples, as also confirmed by X-ray Photoelectron Spectroscopy (XPS). Deconvolution of NEXAFS spectra revealed greater oxidation oil the surfaces of BC particles with little penetration into the core of the particles. The similar C mineralization between different BC-rich soils regardless of soil texture underpins the importance of chemical recalcitrance for the stability of BC, in contrast to adjacent soils which showed the highest mineralization in the sandiest soil. However, the BC-rich Anthrosols had higher proportions (72-90%) of C in the more stable organo-mineral fraction than BC-poor adjacent soils (2-70%), Suggesting some degree of physical stabilization. (c) 2008 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Podzolization as a deferralitization process: dynamics and chemistry of ground and surface waters in an Acrisol-Podzol sequence of the upper Amazon Basin

Hydrochemical processes involved in the development of hydromorphic Podzols are a major concern for the upper Amazon Basin because of the extent of the areas affected by such processes and the large amounts of organic carbon and associated metals exported to the rivers. The dynamics and chemical composition of ground and surface waters were studied along an Acrisol-Podzol sequence lying in an open depression of a plateau. Water levels were monitored along the sequence over a period of 2 years by means of piezometers. Water was sampled in zero-tension lysimeters for groundwater and for surface water in the drainage network of the depression. The pH and concentrations of organic carbon and major elements (Si, Fe and Al) were determined. The contrasted changes reported for concentrations of Si, organic carbon and metals (Fe, Al) mainly reflect the dynamics of the groundwater and the weathering conditions that prevail in the soils. Iron is released by the reductive dissolution of Fe oxides, mostly in the Bg horizons of the upslope Acrisols. It moves laterally under the control of hydraulic gradients and migrates through the iron-depleted Podzols where it is exported to the river network. Aluminium is released from the dissolution of Al-bearing minerals (gibbsite and kaolinite) at the margin of the podzolic area but is immobilized as organo-Al complexes in spodic horizons. In downslope positions, the quick recharge of the groundwater and large release of organic compounds lead to acidification and a loss of metals (mainly Al), previously stored in the Podzols.

Deciphering the weathering processes using environmental mineralogy and geochemistry: Towards an integrated model of laterite and podzol genesis in the Upper Amazon Basin

This article reports major results from collaborative research between France and Brazil on soil and water systems, carried out in the Upper Amazon Basin. It reveals the weathering processes acting in the partly inundated, low elevation plateaus of the Basin, mostly covered by evergreen forest. Our findings are based on geochemical data and mineral spectroscopy that probe the crystal chemistry of Fe and Al in mineral phases (mainly kaolinite, Al- and Fe-(hydr)oxides) of tropical soils (laterites). These techniques reveal crystal alterations in mineral populations of different ages and changes of metal speciation associated with mineral or organic phases. These results provide an integrated model of soil formation and changes (from laterites to podzols) in distinct hydrological compartments of the Amazon landscapes and under altered water regimes. (C) 2010 Academie des sciences. Published by Elsevier Masson SAS. All rights reserved.

Controlo de velocidade e monitorização de um motor de indução trifásico suportados em microcontrolador

O bom desempenho dos motores de indução trifásicos, ao nível do binário, em velocidades de funcionamento abaixo da velocidade nominal, faz deles uma boa opção para realizar o controlo de velocidade nesta gama de velocidades. Actualmente, com o rápido avanço da electrónica de potência é mais acessível a implementação de dispositivos que permitam variar a velocidade dos motores de indução trifásicos, contribuindo para que estas máquinas sejam cada vez mais utilizadas em accionamentos de velocidade variável. Este trabalho tem como objectivo o estudo prático da utilização da técnica de controlo escalar por variação simultânea da tensão e frequência (V/f) no accionamento do motor de indução trifásico. Para o efeito, foi implementado um conversor de potência compacto do tipo ondulador de tensão trifásico. Os sinais de comando para o conversor, que utilizam a modulação por largura de impulso, são gerados por um microcontrolador, que para além das capacidades normais de um dispositivo desse tipo, pemite ainda o processamento digital de sinal. O microcontrolador permite ainda a monitorização da velocidade de rotação do motor e da corrente no motor. A análise do desempenho do sistema incide essencialmente sobre o controlo da velocidade de rotação do motor, tendo sido criadas várias condições de funcionamento, com diferentes inclinações das rampas de aceleração e desaceleração.

Controlo directo de binário de uma máquina assíncrona trifásica

Dissertação para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Electrotécnica Ramo de Automação e Electrónica Industrial

Optimização de recursos numa industria de curtumes

O presente relatório descreve o trabalho de estágio efectuado na empresa Curtumes Aveneda, Lda com o objectivo de optimizar recursos como a água e energia. Foi realizado um diagnóstico energético que permitiu concluir que o consumo de energia na empresa é de 300 tep/ano, pelo que a empresa não é obrigada a adoptar as medidas de Regulamento de Gestão do Consumo de Energia (RGCE). O mesmo diagnóstico aponta para a existência de ineficiências, nomeadamente na tinturaria. Assim, foi projectado um sistema de controlo para adição de água na tinturaria com o intuito de reduzir o consumo de energia e água, e também melhorar a qualidade dos processos de tinturaria, dado que a adição de água é feita manualmente sem controlo de quantidade. Após consulta de fornecedor, o investimento em equipamento para tal sistema é de 10.012,00€ Foi desenvolvido um processo de recurtume compacto no sentido de promover a redução do consumo de água e de energia. Tal processo, quando comparado com um processo normal da empresa, gera uma redução de energia eléctrica no valor de 6.157,05 €/ano, uma redução no consumo de energia térmica da ordem de 904,00 €/ano, e ainda uma redução do consumo de água na ordem de 962 m3/ano correspondente a uma redução de 2.998,76 €/ano no tratamento de efluentes. Outras medidas foram sugeridas, mas sem uma fundamentação técnica e científica suficiente pelo que carecem de um estudo pormenorizado, como a instalação de arrancadores progressivos nos motores dos fulões, a optimização do aquecimento do ar de secagem na estufa com eventual recurso a painéis solares, e a optimização do funcionamento da caldeira dado o seu baixo rendimento.

Descalcificação em microondas com ácido nítrico a 5% e RDO

A descalcificação é um processo longo que requer dias ou mesmo meses, no entanto, com o recurso a microondas (MW), este processo pode ser dimínuido. O principal objectivo desta investigação foi diminuir a duração do processo de descalcificação recorrendo à utilização de MW, mantendo a qualidade morfológica do tecido. Efectuou-se a comparação do método convencional com o protocolo com recurso a MW. Foram testadas duas soluções descalcificadoras, RDO e ácido nítrico a 5%. Testou-se a acção destes descalcificadores em osso compacto e osso esponjoso de suíno, uma vez que estes se assemelham na sua constituição histológica às amostras humanas. As amostras foram fixadas em formalina tamponada a 10%, descalcificadas, processadas e incluídas em parafina. Foram efectuados cortes em micrótomo de corrediça e corados com Hematoxilina-Eosina. As lâminas histológicas obtidas foram avaliadas por 4 observadores independentes com recurso a uma grelha de avaliação de acordo com os seguintes parâmetros: preservação tecidular, intensidade de coloração e contraste. Os resultados obtidos demonstraram não haver diferenças significativas entre os protocolos em estudo, e que a utilização de MW acelera o processo de descalcificação. Verificou-se que a descalcificação em MW de osso esponjoso com RDO (30,167) possui o score mais elevado e que o menor score foi obtido na descalcificação de rotina de osso compacto com RDO (6,750). A descalcificação em MW permite a obtenção de lâminas histológicas de qualidade comparável às obtidas com o método convencional e permite reduzir a duração do processo de descalcificação, podendo ser aplicado à rotina do laboratório de anatomia patológica.

Estudo Estratigráfico e Paleontológico do Jurássico do Algarve Ocidental

Algarve Province, Southern Portugal, corresponds in part to a meso-cenozoic basin running along the coast from Cabo S. Vicente to beyond Spanish border. Structurally it is a big monocline plunging southwards much deformed mainly by two East-West longitudinal flexures. Lithostratigraphical and chronostratigraphical studies dealt specially with Jurassic formations. This and the geological mapping of the post-Hercynian sedimentary formations allow us to define the following units: Triassic-Lower Liassic Arenitos de Silves (Silves sandstones sensu P. Choffat, pro parte) - At their base the Silves sandstones (0-150m) are represented mainly by cross-bedded red sandstones. This unit is Upper Triassic (Keuper) in age, on the evidence of some Brachiopoda. Complexo margo-carbonatado de Silves (Silves marl-limestone complex=Silves sandstones sensu P. Choffat, pro parte) (80-200m) overlies the preceding, it may be reported to the Upper Triassic-Hettangian. It consists of a thick pelite-marl-dolomite-limestone series with many intercalations of greenstones. Since no fossils were found it is not possible to conclude whether it is still Hettangian or if it does correspond, in the whole or in part, already to the Sinemurian. Liassic Dolomitos e calcários dolomíticos de Espiche (Espiche dolomite-rocks and dolomitic-limestones) - The usually massive and finely crystalline or saccharoidal dolomites and dolomitic-limestones are the toughest strata of the Algarve margin giving rise to several hills. Its thickness attains in certain points 60 metres at least. Based on geometry and on lithological similarities with the carbonated complex of the northern basin of Tagus river (Peniche, São Pedro de Muel, Quiaios), this formation can be accepted as Sinemurian in age. As it happens with the carbonated complex, here also the first dolomite beds are non-isochronal throughout the region; upper time-limit of the dolomitic facies is either Lower Carixian, Lower Toarcian or even Lower Dogger. The dolomitization is secondary but not much later than sedimentation. However, between Cabo S. Vicente-Vila do Bispo there is evidence of an even later secondary dolomitization related to the regional fault complex. Calcário dolomítico com nódulos de silex da praia de Belixe (Belixe beach dolomitic-limestone with silex nodules) (50-55m) - Ascribed to Lower or Middle Carixian on the basis of Platypleuroceras sp., Metaderoceras sp. nov. and M. gr. Venarense. Calcário cristalino compacto com Protogrammoceras, Fuciniceras e ? Argutarpites de Belixe (Belixe compact crystalline limestone with Protogrammoceras, Fuciniceras and ? Argutarpites) (30m) - Ascribed to Lower Domerian. Middle and Upper Domerian are indicated but by a single specimen of ? Argutarpites. Calcários margosos e margas com Dactylioceras semicelatum e Harpoceratídeos de Armação Nova (Armação Nova marly limestones and marls with D. semicelatum and Harpoceratidae) (25m) -Ascribed to Lower Toarcian. Middle and Upper Toarcian formations are not known in the Algarve. Dogger Calcários oolíticos, c. corálicos, c. pisolíticos, c. calciclásticos, c. dolomíticos e dolomitos de Almadena (Almadena oolitic-limestones, coral-reef-limestones, pisolite-limestones, limeclastic-limestones, dolomitic-limestones and dolomite-rocks) (more than 50 metres), with lagoonal facies. Ascribed to Aalenian-Bathonian-? Callovian. Margas acinzentadas e calcários detríticos com Zoophycos da praia de Mareta (Mareta beach greyish marls and detritical limestones with Zoophycos) (40m) - Pelagic transreef facies with Upper Bajocian and Bathonian ammonites. Calcários margosos e margas da praia de Mareta (Mareta beach pelagic marly-limestones and marls) (110m) - Ascribed to the Callovian on its ammonites. Malm Near Cabo S. Vicente and Sagres the first Upper Jurassic level consists of a yellowish-brown nodular, compact, locally phosphated and ferruginous, sometimes conglomeratic, marly limestone (0,35-1,50m) containing a rich macrofauna, which includes: 1) Callovian forms unknown at Lower Oxfordian; 2) Upper Callovian forms that still survived in Lower and Middle Oxfordian; 3) Lower Oxfordian forms (Mariae and Cordatum Zones); 4) Lower and Middle Oxfordian forms (Mariae to Plicatilis Zone); 5) Middle Oxfordian forms (plicatilis Zone), and some ones appearing in Middle Oxfordian. This condensed deposit is therefore dated from Middle Oxfordian (Plicatilis Zone). The other Upper Jurassic lithostratigraphical units were also mapped but their detailed study is not presented in this work. Correlations between lithostratigraphical and chronostratigraphical scales from P. Choffat, J. Pratsch, C. Palain and from the author are stated. Further correlations are attempted between zonc scales of Carixian-Lower Toarcian and Upper Bajocian-Middle Oxfordian of France, Spain (Asturias, Iberian and Betic Chains), Argel (Orania) and Portugal (northern Tagus basin and Algarve). The study of pyritous fossil assemblages common in Upper Bathonian-Lower Callovian marly levels of the praia da Mareta seems to suggest that these sediments were deposited in a bay or in an almost closed coastal re-entrance virtually without deep water circulation. Although such conditions may occur at any depth one may suppose that these ones actually correspond to an infralittoral neritic environment. The thaphocoenosis collected there are almost entirely composed of nektonic (ammonites, Belemnites) and planktonic (Bositra) faunas. The sedentary (crinoids, brachiopods) or free (sea-urchins, gastropods) epibenthonic forms are very scarce; endobenthonic forms are not known. The palaeontological study of all Nautiloids and Ammonoids of the Liassic and Dogger is presented (except Kosmoceratidae and Perisphinctaceae). Among the thirty one taxa dealt with, one is new (Metaderoceras sp. nov.) and the great majority of the others has been identified for the first time in Algarve. Some others have never been reported before in Portuguese formations. The evolution, during Jurassic times, of the sedimentary basins of the Portuguese plate margin is described. The absence of Cephalopods in the very extensive marly and dolomitic limestones, partly marine, suggests that, during Lower Liassic, palaeogeography underwent no great changes. Dolomitic-limestone with silex nodules from Cabo S. Vicente contain the first ammonites recorded at the base of the Middle Liassic. This facies, although very common in Tethys, is unknown north of the Tagus. The faunal assemblage has a mediterranean to submediterranean character. Comparisons between faunal assemblage" from Algarve with the ones known north of the Tagus show that communications between Boreal Europe and Tethys, virtually non-existent during Lower and Middle Carixian, became very easy during Lower Domerian. In earlier Pliensbachian times two distinct seas were adjacent to the Iberian plate. One, an epicontinental sea with a tethyan fauna, extended southwards from the Meseta margin. Another, was a boreal sea; during its transgressive episodes boreal faunas attained into the basin north of the Tagus. During Middle Carixian and Lower Domerian, owing to simultaneous transgressions, these two seas joined together allowing faunal exchanges along the epicontinental areas which limited the emerging hercynian chains belts. During Liassic, the Algarve belonged undoubtedly to the tethyan submediterranean province. The area north of the Tagus, on the contrary, was a complex realm where subboreal and tethyan affinities alternatively prevailed. In the Algarve the first Middle Jurassic deposits do frequently show lateral thickness reductions as well as unconformities contemporaneous with other generalized disturbances on the sedimentation processes in other parts of Europe. By this time, near Sagres, a barrier reef developed separating lagoonal or ante-reef facies from the transreef pelagic zone. The presence of tethyan fauna, the abundance of Phylloceratidae and the absence of boreal forms allow us to consider the Algarve basin as a submediterranean province. The presence of Callovian pelagic fossiliferous formations in the Loulé area shows that during Middle Jurassic the marl-limestone transreef sedimentation was not confined to the western Algarve. They would extend eastwards where they only can be seen in the core of some anticlines. This is due to the progressive sinking of the meso-cenozoic formations as we proceed towards the South of the Sagres-Algoz-Querença flexure. In the whole of the Peninsule, and as for the Middle Callovian, an important regression can be clearly recognized on the evidence of an erosion surface which strikes obliquely the Middle and Upper Callovian strata. The geographic boundaries of the different faunal provinces are not changed by the presence of many Kosmoceratidae in the phosphate nodules since they are but a minority in comparison with the tethyan forms. An abstract model can be constructed showing that in Western Europe the Kosmoceratidae may have migrated South and westwards through a channel of the sea that linked Paris basin to Poitou and Aquitaine. By migrating between the Iberian meseta and the Armorican massif this fauna reached northern Tagus basin at the beginning of Upper Callovian (Athleta Zone); this south and southwest bound migration would have proceeded, allowing such forms to reach Algarve basin only in latest Callovian times (Lamberti Zone). This migration means that during Middle Jurassic a widely spread North Atlantic sea would exist, flooding the western part of Portugal up to the Poitou.

ALS-Sence: sistema de aquisição e processamento de electromiogramas para pacientes com ALS

Dissertação para obtenção do grau de Mestre em Engenharia de Eletrónica e Computadores

Desenvolvimento, construção e teste de um interruptor térmico para baixas temperaturas

Dissertação apresentada na Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Física

Avaliação da eficiência energética e optimização de uma unidade de trigeração

Portugal é um país dependente da energia do exterior, devido à elevada percentagem de consumo de energia a partir de fontes primárias, como por exemplo o gasóleo. Para colmatar este cenário, têm vindo a criar-se incentivos para o uso de energias renováveis e para intensificação de medidas de eficiência energética, como os sistemas de cogeração, de forma a tornar os processos industriais nacionais mais autónomos e mais competitivos. O presente trabalho, centra-se na determinação do potencial térmico disponível na central de trigeração da empresa Monteiro, Ribas-Indústria, SA, com a finalidade de identificar a quantidade de energia não utilizada, com vista ao aproveitamento dessa mesma energia nos processos mais problemáticos da empresa. Verificou-se que a água líquida era a fonte de maior energia não aproveitada, representando cerca de 30%, relativamente à energia disponível na água de refrigeração que é de 1890 kW. Assim, perante este facto, fez-se um estudo em dois setores autónomos da empresa, o setor dos revestimentos e o setor dos componentes técnicos da borracha. Pretendeu-se propor medidas para melhorar os seus processos produtivos, aproveitando essa energia. Para o efeito foi projetado um permutador de calor de placas com necessidade energética de 131,4 MWh, no setor dos revestimentos e um permutador compacto no setor de produção de placas de borracha, necessitando de uma energia de 335,2 MWh. Face à energia disponível na central de trigeração, de 161,9 MWh, verifica-se que esta apenas poderá ser aproveitada no setor dos revestimentos. Para tornar este objetivo real, a empresa Monteiro, Ribas- Indústria, SA necessitaria de efetuar um investimento no total de 49.390€. Além disso, foi contabilizado o rendimento das caldeiras da central térmica e da cogeração, ambas pelo método direto, apresentando estas os valores de 72% e 42%, respectivamente.

Contribuição para o estudo do comportamento a longo prazo do cobre, em solos arenosos submetidos a aplicações de efluentes de suinicultura

Dissertação apresentada para a obtenção do grau de Doutor em Engenharia do Ambiente, Sistemas Naturais e suas Tensões, pela Universidade Nova de Lisboa Faculdade de Ciências e Tecnologia

Estudo da Viabilidade Técnico-Económica de umm Sistema de Cogeração para um Complexo de Piscinas Interiores

A presente dissertação centrou-se no estudo técnico-económico de dois cenários futuros para a continuação de fornecimento de energia térmica a um complexo de piscinas existente na região do vale do Tâmega. Neste momento a central de cogeração existente excedeu a sua licença de utilização e necessita de ser substituída. Os dois cenários em estudo são a compra de uma nova caldeira, a gás natural, para suprir as necessidades térmicas da caldeira existente a fuelóleo, ou o uso de um sistema de cogeração compacto que poderá estar disponível numa empresa do grupo. No primeiro cenário o investimento envolvido é cerca de 456 640 € sem proveitos de outra ordem para além dos requisitos térmicos, mas no segundo cenário os resultados são bem diferentes, mesmo que tenha de ser realizado o investimento de 1 000 000 € na instalação. Para este cenário foi efetuado um levantamento da legislação nacional no que toca à cogeração, recolheram-se dados do edifício como: horas de funcionamento, número de utentes, consumos de energia elétrica, térmica, água, temperatura da água das piscinas, temperatura do ar da nave, assim como as principais características da instalação de cogeração compacta. Com esta informação realizou-se o balanço de massa e energia e criou-se um modelo da nova instalação em software de modelação processual (Aspen Plus® da AspenTech). Os rendimentos térmico e elétrico obtidos da nova central de cogeração compacta foram, respetivamente, de 38,1% e 39,8%, com uma percentagem de perdas de 12,5% o que determinou um rendimento global de 78%. A avaliação da poupança de energia primária para esta instalação de cogeração compacta foi de 19,6 % o que permitiu concluir que é de elevada eficiência. O modelo criado permitiu compreender as necessidades energéticas, determinar alguns custos associados ao processo e simular o funcionamento da unidade com diferentes temperaturas de ar ambiente (cenários de verão e inverno com temperaturas médias de 20ºC e 5ºC). Os resultados revelaram uma diminuição de 1,14 €/h no custo da electricidade e um aumento do consumo de gás natural de 62,47 €/h durante o período mais frio no inverno devido ao aumento das perdas provocadas pela diminuição da temperatura exterior. Com esta nova unidade de cogeração compacta a poupança total anual pode ser, em média, de 267 780 € admitindo um valor para a manutenção de 97 698 €/ano. Se assim for, o projeto apresenta um retorno do investimento ao fim de 5 anos, com um VAL de 1 030 430 € e uma taxa interna de rentabilidade (TIR) de 14% (positiva, se se considerar a taxa de atualização do investimento de 3% para 15 anos de vida). Apesar do custo inicial ser elevado, os parâmetros económicos mostram que o projeto tem viabilidade económica e dará lucro durante cerca de 9 anos.

Concepção e desenvolvimento do sistema de informação geográfica do património arbóreo do município da Amadora

Dissertação de Mestrado em Gestão do Território Área de Especialização em Sistemas de Informação Geográfica e Detecção Remota

Sistema para avaliação das vibrações no braço e ombro de um tenista

Este trabalho propõe o desenvolvimento de um módulo capaz de medir a intensidade das vibrações sofridas por um tenista no braço e ombro durante um jogo. Numa primeira fase foi estudada a biomecânica do braço humano e a biomecânica dos movimentos envolvidos no ténis. Foi realizada uma pesquisa sobre os dispositivos MEMs mais adequados bem como o hardware e software a utilizar, tendo sido analisados os requisitos do sistema a implementar. Foi desenvolvido um protótipo electrónico microcontrolado compacto e de baixo custo baseado na utilização de sensores microeletromecânicos (MEMs) de aceleração, permitindo obter informações biomecânicas do desportista e monitoriza-lo durante o treino de maneira não evasiva, possibilitando que ele esteja no seu ambiente natural de treino. O sistema envia as informações dos sensores para um PC através da porta USB sendo estas processados no mesmo. Foi desenvolvida uma interface gráfica intuitiva, para a apresentação dos dados resultantes das medidas, de fácil leitura pelos treinadores. Esta interface grava e apresenta os dados em tempo real. Os testes de campo foram realizados no campo de ténis que existe na Quinta das Freiras em Rio Tinto. O protótipo é de fácil fixação no atleta e permite a monitorização no local de treino sendo pequeno ((20x15mm) e muito leve (2g), tornando-se uma alternativa versátil para o auxilio de atletas e treinadores, aperfeiçoamento da técnica e como ferramenta de pesquisa na área de educação física.