Hemodynamic and ventilatory effects of manual respiratory physiotherapy techniques of chest clapping, vibration, and shaking in an animal model

Chest clapping, vibration, and shaking were studied in 10 physiotherapists who applied these techniques on an anesthetized animal model. Hemodynamic variables (such as heart rate, blood pressure, pulmonary artery pressure, and right atrial pressure) were measured during the application of these techniques to verify claims of adverse events. In addition, expired tidal volume and peak expiratory flow rate were measured to ascertain effects of these techniques. Physiotherapists in this study applied chest clapping at a rate of 6.2 +/- 0.9 Hz, vibration at 10.5 +/- 2.3 Hz, and shaking at 6.2 +/- 2.3 Hz. With the use of these rates, esophageal pressure swings of 8.8 +/- 5.0, 0.7 +/- 0.3, and 1.4 +/- 0.7 mmHg resulted from clapping, vibration, and shaking respectively. Variability in rates and forces generated by these techniques was 80% of variance in shaking force (P = 0.003). Application of these techniques by physiotherapists was found to have no significant effects on hemodynamic and most ventilatory variables in this study. From this study, we conclude that chest clapping, vibration, and shaking 1) can be consistently performed by physiotherapists; 2) are significantly related to physiotherapists' characteristics, particularly clinical experience; and 3) caused no significant hemodynamic effects.

Skin-friction measurements in high-enthalpy hypersonic boundary layers

Skin-friction measurements are reported for high-enthalpy and high-Mach-number laminar, transitional and turbulent boundary layers. The measurements were performed in a free-piston shock tunnel with air-flow Mach number, stagnation enthalpy and Reynolds numbers in the ranges of 4.4-6.7, 3-13 MJ kg(-1) and 0.16 x 10(6)-21 x 10(6), respectively. Wall temperatures were near 300 K and this resulted in ratios of wall enthalpy to flow-stagnation enthalpy in the range of 0.1-0.02. The experiments were performed using rectangular ducts. The measurements were accomplished using a new skin-friction gauge that was developed for impulse facility testing. The gauge was an acceleration compensated piezoelectric transducer and had a lowest natural frequency near 40 kHz. Turbulent skin-friction levels were measured to within a typical uncertainty of +/-7%. The systematic uncertainty in measured skin-friction coefficient was high for the tested laminar conditions; however, to within experimental uncertainty, the skin-friction and heat-transfer measurements were in agreement with the laminar theory of van Driest (1952). For predicting turbulent skin-friction coefficient, it was established that, for the range of Mach numbers and Reynolds numbers of the experiments, with cold walls and boundary layers approaching the turbulent equilibrium state, the Spalding & Chi (1964) method was the most suitable of the theories tested. It was also established that if the heat transfer rate to the wall is to be predicted, then the Spalding & Chi (1964) method should be used in conjunction with a Reynolds analogy factor near unity. If more accurate results are required, then an experimentally observed relationship between the Reynolds analogy factor and the skin-friction coefficient may be applied.

Indoor air quality in primary schools

Clean air is a basic requirement of life. The Indoor Air Quality (IAQ) has been the object of several studies due to an increasing concern within the scientific community on the effects of indoor air quality upon health, especially as people tend to spend more time indoors than outdoors. The quality of air inside homes, offices, schools or other private and public buildings is an essential determinant of healthy life and people’s well-being. People can be exposed to contaminants by inhalation, ingestion and dermal contact. In the past, scientists have paid much attention to the study of exposure to outdoor air contaminants, because they have realised the seriousness of outdoor air pollution problems. However, each indoor microenvironment has unique characteristics, determined by the local outdoor air, specific building characteristics and indoor activities. Indeed, hazardous substances are emitted from buildings, construction materials and indoor equipment or due to human activities indoors.

Comparison of indoor and outdoor fungi and particles in poultry units

A descriptive study was developed in order to compare indoor and outdoor air contamination caused by fungi and particles in seven poultry units. Twenty eight air samples of 25 litters were collected through the impaction method on malt extract agar. Air sampling and particles concentration measurement were done in the interior and also outside premises of the poultries’ pavilions. Regarding the fungal load in the air, indoor concentration of mold was higher than outside air in six poultry units. Twenty eight species / genera of fungi were identified indoor, being Scopulariopsis brevicaulis (40.5%) the most commonly isolated species and Rhizopus sp. (30.0%) the most commonly isolated genus. Concerning outdoor, eighteen species/genera of fungi were isolated, being Scopulariopsis brevicaulis (62.6%) also the most isolated. All the poultry farms analyzed presented indoor fungi different from the ones identified outdoors. Regarding particles’ contamination, PM2.5, PM5.0 and PM10 had a statistically significant difference (Mann-Whitney U test) between the inside and outside of the pavilions, with the inside more contaminated (p=.006; p=.005; p=.005, respectively). The analyzed poultry units are potential reservoirs of substantial amounts of fungi and particles and could therefore free them in the atmospheric air. The developed study showed that indoor air was more contaminated than outdoors, and this can result in emission of potentially pathogenic fungi and particles via aerosols from poultry units to the environment, which may post a considerable risk to public health and contribute to environmental pollution.

Fungal contamination in swine: a potential occupational health threat

Poor air quality in a pig-confinement building may potentially place farmers at higher health risk than other workers for exposure to airborne pollutants that may reach infectious levels. The aim of this study was to assess worker exposure to fungi in indoor environments in Portuguese swine buildings. Air samples from 7 swine farms were collected at a flow rate of 140 L/min, at 1 m height, onto malt extract agar supplemented with chloramphenicol (MEA). Surfaces samples of the same indoor sites were obtained by swabbing the surfaces. Samples from the floor covering were also collected from four of seven swine farms. All collected samples were incubated at 27°C for 5-7 days. After lab processing and incubation of obtained samples, quantitative colony-forming units (CFU)/m(3), CFU/cm(2), and CFU/g and qualitative results were determined with identification of isolated fungal species. Aspergillus versicolor was the most frequent species found in air (21%), followed by Scopulariopsis brevicaulis (17%) and Penicillium sp. (14%). Aspergillus versicolor was also the most frequent species noted on surfaces (26.6%), followed by Cladosporium sp. (22.4%) and Scopulariopsis brevicaulis (17.5%). Chrysosporium was the most frequently found genera in the new floor covering (38.5%), while Mucor was the most prevalent genera (25.1%) in used floor covering. Our findings corroborate a potential occupational health threat due to fungi exposure and suggest the need for a preventive strategy.

Avaliação da qualidade do ar interior e estudos CFD em espaços do ISEP

Mestrado em Engenharia Química. Ramo Tecnologias de Protecção Ambiental.

Occupational exposure to particulate matter and fungi in a composting plant: case study in Portugal

The handling of waste can be responsible for occupational exposure to particles and fungi. The aim of this study was to characterize exposure to particles and fungi in a composting plant. Measurements of particulate matter were performed using portable direct-reading equipment. Air samples of 50L were collected through an impaction method with a flow rate of 140L/min onto malt extract agar supplemented with chloramphenicol (0.05%). Surfaces samples were also collected. All the samples were incubated at 27ºC for 5 to 7 days. Particulate matter data showed higher contamination for PM, and PM10 sizes. Aspergillus genus presents the highest air prevalence (90.6%). Aspergillus niger (32.6%), A. fumigatus (26.5%) and A. flavus (16.3%) were the most prevalent fungi in air sampling, and Mucor sp. (39.2%), Aspergillus niger (30.9%) and A. fumigatus (28.7%) were the most found in surfaces. the results obtained claim the attention to the need of further research.

Dimensionamento de um reactor de leito fluidizado para gasificação de biomassa

Na actualidade, quando se procura a diversificação energética, em especial de fontes renováveis, a gasificação surge como uma forma promissora de aproveitamento da biomassa, nomeadamente dos resíduos florestais, para a geração de energia eléctrica. Neste contexto, passou-se em revista as diversas formas de gasificação, a sua evolução histórica e os diversos tipos de reactores com as suas vantagens e desvantagens. De igual forma, foram analisadas as disponibilidades e características da biomassa no mundo e em Portugal, destacando-se as suas potencialidades e as dificuldades no seu aproveitamento. Fez-se o dimensionamento de um reactor-gasificador de leito fluidizado borbulhante à escala piloto, bem como dos equipamentos complementares, sistema de alimentação, ventilador, ciclone, filtro para o gás produzido e gerador eléctrico. As dimensões dum reactor para trabalhos laboratoriais foram determinadas por cálculo das condições hidrodinâmicas, que, também, permitiram calcular o caudal de ar a utilizar. Por balanços materiais, considerando-se uma composição experimental do gás de síntese citada na literatura, determinou-se uma possível composição da alimentação e um caudal de alimentação.

Maximização da produção de paraxileno

Pretendeu-se, com o presente trabalho, efectuar um estudo sobre a possibilidade de aumentar a produção de paraxileno na unidade processual existente na refinaria da Galp no Porto. Foram estudados o conjunto de colunas T-0306 e T-0307 e a coluna T-0303, recorrendo ao uso do AspenPlus, na realização da simulação do processo nas condições actuais e para a realização da análise de sensibilidade, que permitiu verificar se o equipamento existente possui capacidade para satisfazer as necessidades exigidas pelo processo quando se pretende aumentar a produção. Com a simulação do processo, foi verificado que este já se encontra a laborar em condições óptimas. Na realização da análise de sensibilidade foram variados para o conjunto T-0306 e T- 0307, o caudal de alimentação entre 62780 e 95000 kg/h, o caudal de destilado da T-0306 entre 15833 e 23911 kg/h e o caudal de destilado da T-0307 entre 139 e os 235 kg/h. No caso da T-0303, foi variado o caudal de refinado entre 201240 e 304600 kg/h, o caudal de destilado e o caudal da corrente lateral, variam entre 77290 a 116930 kg/h. Pretendeu-se obter soluções que conseguissem cumprir as especificações relativas aos produtos obtidos, nomeadamente paraxileno com uma pureza de 99,6% e uma recuperação de 99%, tolueno com uma pureza de 97% e uma recuperação de 90% (T-0306 e T-0307). No caso da T- 0303, obter paraxileno com uma pureza de 2,23% e paradietilbenzeno com uma pureza de 99,0% e ambos com uma recuperação de 99%. Para as simulações que cumpriram as especificações anteriores, verificou-se se a energia transferida em aeroarrefecedores, fornalhas e permutadores excedem em 25% o seu valor de projecto. Em caso afirmativo isso significou o acréscimo de uma peça de equipamento idêntica à existente. A análise de sensibilidade permitiu concluir a separação é possível para os caudais actuais de extracto e refinado e para um aumento destes de 32, 40 e 50%. Foi ainda possível concluir que para os caudais actuais é necessária a colocação de novos aeroarrefecedores para as colunas T-0306 e T-0303 e de uma nova fornalha para a coluna T-0303. Para um aumento dos caudais de 32% para além das alterações referidas anteriormente é necessária a colocação de um novo aeroarrefecedor na coluna T-0307 e de uma nova fornalha da coluna T-0306. Se aumentarmos os caudais em 40% será também necessário o acréscimo de permutadores para a coluna T-0307. Para o aumento de 50%, os calores de permuta são excedidos em bastante mais do que 25%, em todos os aeroarrefecedores, permutadores e fornalhas. Uma vez que todas as colunas se encontram a funcionar acima da sua capacidade, concluiu-se que em ambos os casos seria necessária a montagem de uma segunda linha em paralelo e igual à existente. Implicando com esta alteração um investimento total de 10.439.574,36€.

Avaliação do desempenho energético e da qualidade do ar de uma piscina coberta

Este trabalho teve como propósito fazer uma avaliação do desempenho energético e da qualidade do ar no interior das instalações de uma Piscina Municipal Coberta, localizada na zona norte de Portugal, sendo estabelecidos os seguintes objetivos: caracterização geral da piscina, no que respeita aos seus diferentes espaços e equipamentos, cálculo dos consumos térmicos e elétricos bem como o registo das concentrações de elementos poluentes para controlo da qualidade do ar no interior da piscina, tendo como base a legislação atualmente em vigor. A caracterização geral da piscina permitiu verificar algumas inconformidades como a temperatura da água nos tanques de natação que tem valores superiores aos recomendados e a sala de primeiros socorros que não possui acesso direto ao exterior. Acrescente-se que o pavimento nos chuveiros da casa de banho feminina e os valores de pH para água do tanque grande e pequeno não estão sempre dentro da gama de recomendação. O caudal da renovação de ar está a ser operado manualmente e quando está a funcionar a 50% da sua capacidade máxima, que acontece numa parte do dia, apenas consegue renovar 77,5% do caudal recomendado pelo RSECE. Para se obter o valor recomendado é necessário ter pelo menos 7 horas com o caudal a 100% da capacidade máxima. A avaria na UTA2 originou que 40% dos registos diários da humidade relativa interior estivessem fora da gama de valores recomendados e que esta é fortemente dependente da humidade no exterior e pode ser agravada quando as portas dos envidraçados da nave são abertas. Analisando ainda a quantidade de água removida na desumidificação do ar com a água evaporada em condições de Outono-Inverno ou Primavera-Verão, este estudo permitiu concluir que todas as combinações demonstraram a necessidade de desumidificação salvo a combinação Outono-Inverno e UTA2 a funcionar a 100% da sua capacidade máxima. Os isolamentos das tubagens na sala das caldeiras foram observados e comparados com as soluções recomendadas pelas empresas especialistas e verificou-se que alguns estão mal colocados com parcial ou total degradação, promovendo perdas térmicas. No caso das perdas calorificas por evaporação, estas representaram cerca de 67,78% das perdas totais. Como tal, estudou-se a aplicação de uma cobertura sobre o plano de água durante o período de inatividade da piscina (8 horas) e verificou-se que o resultado seria uma poupança de 654,8 kWh/dia, na ausência de evaporação da água, mais 88,00 kWh/dia do período da UTA2 a funcionar a 50% da sua capacidade, perfazendo um total de 742,8 kWh/dia. A aplicação da cobertura permite obter um VAL de valor positivo, uma TIR de 22,77% e sendo este valor superior ao WACC (Weight Average Cost of Capital), o projeto torna-se viável com um Pay-Back de 3,17 anos. Caracterizou-se também o consumo total diário em eletricidade, e verificou-se que as unidades de climatização, as bombas de circulação de água, a iluminação, e outros equipamentos representam, respetivamente, cerca de 67,81, 25,26, 2,68 e 3,91% da energia elétrica total consumida. Por fim, a análise à qualidade do ar no interior da nave em Maio e Setembro identificou que as concentrações de ozono apresentavam valores no limite do aceitável em Maio e superiores ao valor de emissão em Setembro. Os compostos orgânicos voláteis também apresentavam valores em Maio 4,98 vezes superior e em Setembro 6,87 vezes superior aos valores máximos exigidos pelo D.L. nº 79/2006. Houve ainda altas concentrações de radão registadas na casa dos filtros, em Maio com um valor 11,49 vezes superior, no entanto esse valor desceu em Setembro para 1,08 vezes, mesmo assim superior ao exigido pelo D.L. nº 79/2006.

Impacto da influência do ar novo na climatização de edifícios

Este trabalho surgiu do âmbito da Tese de Dissertação do Mestrado em Energias Sustentáveis do Instituto Superior de Engenharia do Porto, tendo o acompanhamento dos orientadores da empresa Laboratório Ecotermolab do Instituto de Soldadura e Qualidade e do Instituto Superior de Engenharia do Porto, de forma a garantir a linha traçada indo de acordo aos objectivos propostos. A presente tese abordou o estudo do impacto da influência do ar novo na climatização de edifícios, tendo como base de apoio à análise a simulação dinâmica do edifício em condições reais num programa adequado, acreditado pela norma ASHRAE 140-2004. Este trabalho pretendeu evidenciar qual o impacto da influência do ar novo na climatização de um edifício com a conjugação de vários factores, tais como, ocupação, actividades e padrões de utilização (horários), iluminação e equipamentos, estudando ainda a possibilidade do sistema funcionar em regime de “Free-Cooling”. O princípio partiu fundamentalmente por determinar até que ponto se pode climatizar recorrendo único e exclusivamente à introdução de ar novo em regime de “Free-Cooling”, através de um sistema tudo-ar de Volume de Ar Variável - VAV, sem o apoio de qualquer outro sistema de climatização auxiliar localizado no espaço, respeitando os caudais mínimos impostos pelo RSECE (Decreto-Lei 79/2006). Numa primeira fase foram identificados todos os dados relativos à determinação das cargas térmicas do edifício, tendo em conta todos os factores e contributos alusivos ao valor da carga térmica, tais como a transmissão de calor e seus constituintes, a iluminação, a ventilação, o uso de equipamentos e os níveis de ocupação. Consequentemente foram elaboradas diversas simulações dinâmicas com o recurso ao programa EnergyPlus integrado no DesignBuilder, conjugando variáveis desde as envolventes à própria arquitectura, perfis de utilização ocupacional, equipamentos e taxas de renovação de ar nos diferentes espaços do edifício em estudo. Obtiveram-se vários modelos de forma a promover um estudo comparativo e aprofundado que permitisse determinar o impacto do ar novo na climatização do edifício, perspectivando a capacidade funcional do sistema funcionar em regime de “Free-Cooling”. Deste modo, a análise e comparação dos dados obtidos permitiram chegar às seguintes conclusões: Tendo em consideração que para necessidades de arrefecimento bastante elevadas, o “Free-Cooling” diurno revelou-se pouco eficaz ou quase nulo, para o tipo de clima verificado em Portugal, pois o diferencial de temperatura existente entre o exterior e o interior não é suficiente de modo a tornar possível a remoção das cargas de forma a baixar a temperatura interior para o intervalo de conforto. Em relação ao “Free-Cooling” em horário nocturno ou pós-laboral, este revelou-se bem mais eficiente. Obtiveram-se prestações muito interessantes sobretudo durante as estações de aquecimento e meia-estação, tendo em consideração o facto de existir necessidades de arrefecimento mesmo durante a estação de aquecimento. Referente à ventilação nocturna, isto é, em períodos de madrugada e fecho do edifício, concluiu-se que tal contribui para um abaixamento do calor acumulado durante o dia nos materiais construtivos do edifício e que é libertado ou restituído posteriormente para os espaços em períodos mais tardios. De entre as seguintes variáveis, aumento de caudal de ar novo insuflado e o diferencial de temperatura existente entre o ar exterior e interior, ficou demonstrado que este último teria maior peso contributivo na remoção do calor. Por fim, é ponto assente que de um modo geral, um sistema de climatização será sempre indispensável devido a cargas internas elevadas, requisitos interiores de temperatura e humidade, sendo no entanto aconselhado o “Free- Cooling” como um opção viável a incorporar na solução de climatização, de forma a promover o arrefecimento natural, a redução do consumo energético e a introdução activa de ar novo.

Rate regulated activities: a problemática do relato financeiro e da sua auditoria: o caso da navegação aérea no contexto europeu

A navegação aérea, enquanto atividade regulada, está sujeita a legislação específica, dependendo o seu exercício de autorização própria atribuída por uma entidade supervisora, que também verifica as tarifas a aplicar. O regulamento (CE) N.º 550/2004 identifica os requisitos comuns para a prestação de serviços de navegação aérea na Europa, dando particular importância à transparência do relato financeiro ao exigir a sua elaboração segundo as normas internacionais de contabilidade e a verificação por uma auditoria independente. Adicionalmente, o Regulamento (EU) N.º 1191/2010, que alterou o Regulamento (CE) N.º 1794/2006, estabelece o regime comum de tarifação de tais serviços, nomeadamente a recuperabilidade de desvios relativos ao volume de tráfego e aos gastos controláveis e não controláveis. Ao nível do enquadramento contabilístico, as atividades reguladas não têm uma norma específica. Existem dois projetos do IASB – um de 2009, que foi suspenso, e um de 2013, relativo à implementação de uma norma transitória que incentive a adoção das normas internacionais por entidades que exerçam atividades reguladas. Existe, ainda, uma norma do FASB não aplicável no espaço europeu. Os R&C de várias entidades evidenciam a existência de diferentes referenciais contabilísticos e que a generalidade dos relatórios de auditoria não tem reservas ou ênfases. Enquanto algumas entidades apenas divulgam os montantes dos desvios, outras entidades consideram que tais montantes se qualificam, reconhecendo-os. Tal facto decorre da inexistência de uma norma internacional que põe em causa a comparabilidade da informação financeira e dificulta o julgamento do auditor quanto à adequação ou não dos procedimentos adotados pela entidade.

Contribution of traffic and tobacco smoke in the distribution of polycyclic aromatic hydrocarbons on outdoor and indoor PM2.5

Traffic emissions and tobacco smoke are considered two main sources of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) in indoor and outdoor air. In this study, the impact of these sources on the level of fine particulate matter (PM2.5) and on the distribution of 15 PAHs regarded as priority pollutants by the US-EPA on PM2.5 were evaluated and compared. Outdoor and indoor PM2.5 samples were collected during winter 2008 in Oporto city in Portugal, for sampling periods of 12 and 24 hours, respectively. The outdoor PM2.5 were sampled at one site directly influenced by traffic emissions and the indoor PM2.5 samples were collected at one home directly influenced by tobacco smoke and another one without smoke. A methodology based on microwave-assisted extraction and liquid chromatography with fluorescence detection was applied for the efficient PAHs determination in indoor and outdoor PM2.5. PAHs in indoor PM2.5 concentrations were significantly influenced by the presence of traffic and tobacco smoking emissions. The mean of ΣPAHs in the outdoor traffic PM2.5 was not significantly different from the value attained in the indoor without smoking site. The tobacco smoke increased significantly PAHs concentrations on average about 1000 times more, when compared with the outdoor profile samples suggesting that tobacco smoking may be the most important source of indoor PAHs pollution.

Determination of polyphenols in wines by reaction with 4-aminoantipyrine and photometric flow-injection analysis

A new flow-injection analytical procedure is proposed for the determination of the total amount of polyphenols in wines; the method is based on the formation of a colored complex between 4-aminoantipyrine and phenols, in the presence of an oxidizing reagent. The oxidizing agents hexacyanoferrate(III), peroxodisulfate, and tetroxoiodate(VII) were tested. Batch trials were first performed to select appropriate oxidizing agents, pH, and concentration ratios of reagents, on the basis of their effect on the stability of the colored complex. Conditions selected as a result of these trials were implemented in a flow-injection analytical system in which the influence of injection volume, flow rate, and reaction- coil length, was evaluated. Under the optimum conditions the total amount of polyphenols, expressed as gallic acid, could be determined within a concentration range of 36 to 544 mg L–1, and with a sensitivity of 344 L mol–1 cm–1 and an RSD <1.1%. The reproducibility of analytical readings was indicative of standard deviations <2%. Interference from sugars, tartaric acid, ascorbic acid, methanol, ammonium sulfate, and potassium chloride was negligible. The proposed system was applied to the determination of total polyphenols in red wines, and enabled analysis of approximately 55 samples h–1. Results were usually precise and accurate; the RSD was <3.9% and relative errors, by the Folin–Ciocalteu method, <5.1%.

Study of the voltammetric behaviour of metam and its application to an amperometric flow system

The electrochemical behaviour of the pesticide metam (MT) at a glassy carbon working electrode (GCE) and at a hanging mercury drop electrode (HMDE) was investigated. Different voltammetric techniques, including cyclic voltammetry (CV) and square wave voltammetry (SWV), were used. An anodic peak (independent of pH) at +1.46 V vs AgCl/Ag was observed in MTaqueous solution using the GCE. SWV calibration curves were plotted under optimized conditions (pH 2.5 and frequency 50 Hz), which showed a linear response for 17–29 mg L−1. Electrochemical reduction was also explored, using the HMDE. A well defined cathodic peak was recorded at −0.72 V vs AgCl/ Ag, dependent on pH. After optimizing the operating conditions (pH 10.1, frequency 150 Hz, potential deposition −0.20 V for 10 s), calibration curves was measured in the concentration range 2.5×10−1 to 1.0 mg L−1 using SWV. The electrochemical behaviour of this compound facilitated the development of a flow injection analysis (FIA) system with amperometric detection for the quantification of MT in commercial formulations and spiked water samples. An assessment of the optimal FIA conditions indicated that the best analytical results were obtained at a potential of +1.30 V, an injection volume of 207 μL and an overall flow rate of 2.4 ml min−1. Real samples were analysed via calibration curves over the concentration range 1.3×10−2 to 1.3 mg L−1. Recoveries from the real samples (spiked waters and commercial formulations) were between 97.4 and 105.5%. The precision of the proposed method was evaluated by assessing the relative standard deviation (RSD %) of ten consecutive determinations of one sample (1.0 mg L−1), and the value obtained was 1.5%.