Asphalt rubber mixtures with warm mix asphalt additives

En los últimos años, debido a la creciente preocupación por el calentamiento global y el cambio climático, uno de los retos más importantes a los que se enfrenta nuestra sociedad es el uso eficiente y económico de energía así como la necesidad correspondiente de reducir los gases de efecto invernadero (GEI). Las tecnologías de mezclas semicalientes se han convertido en un nuevo e importante tema de investigación en el campo de los materiales para pavimentos ya que ofrece una solución potencial para la reducción del consumo energético y las emisiones de GEI durante la producción y puesta en obra de las mezclas bituminosas. Por otro lado, los pavimentos que contienen polvo de caucho procedente de neumático fuera de uso, al hacer uso productos de desecho, ahorran energía y recursos naturales. Estos pavimentos ofrecen una resistencia mejorada a la formación de roderas, a la fatiga y a la fisuración térmica, reducen los costes de mantenimiento y el ruido del tráfico así como prolongan la vida útil del pavimento. Sin embargo, estas mezclas presentan un importante inconveniente: la temperatura de fabricación se debe aumentar en comparación con las mezclas asfálticas convencionales, ya que la incorporación de caucho aumenta la viscosidad del ligante y, por lo tanto, se producen mayores cantidades de emisiones de GEI. En la presente Tesis, la tecnología de mezclas semicalientes con aditivos orgánicos (Sasobit, Asphaltan A, Asphaltan B, Licomont) se incorporó a la de betunes de alta viscosidad modificados con caucho (15% y 20% de caucho) con la finalidad de dar una solución a los inconvenientes de mezclas con caucho gracias a la utilización de aditivos reductores de la viscosidad. Para este fin, se estudió si sería posible obtener una producción más sostenible de mezclas con betunes de alto contenido en caucho sin afectar significativamente su nivel de rendimiento mecánico. La metodología aplicada para evaluar y comparar las características de las mezclas consistió en la realización de una serie de ensayos de laboratorio para betunes y mezclas con caucho y con aditivos de mezclas semicalientes y de un análisis del ciclo de vida híbrido de la producción de mezclas semicalientes teniendo en cuenta la papel del aditivo en la cadena de suministro con el fin de cuantificar con precisión los beneficios de esta tecnología. Los resultados del estudio indicaron que la incorporación de los aditivos permite reducir la viscosidad de los ligantes y, en consecuencia, las temperaturas de producción y de compactación de las mezclas. Por otro lado, aunque la adición de caucho mejoró significativamente el comportamiento mecánico de los ligantes a baja temperatura reduciendo la susceptibilidad al fenómeno de fisuración térmica, la adición de las ceras aumentó ligeramente la rigidez. Los resultados del estudio reológico mostraron que la adición de porcentajes crecientes de caucho mejoraban la resistencia del pavimento con respecto a la resistencia a la deformación permanente a altas temperaturas y a la fisuración térmica a bajas temperaturas. Además, se observó que los aditivos mejoran la resistencia a roderas y la elasticidad del pavimento al aumentar el módulo complejo a altas temperaturas y al disminuir del ángulo de fase. Por otra parte, el estudio reológico confirmó que los aditivos estudiados aumentan ligeramente la rigidez a bajas temperaturas. Los ensayos de fluencia llevados a cabo con el reómetro demostraron una vez más la mejora en la elasticidad y en la resistencia a la deformación permanente dada por la adición de las ceras. El estudio de mezclas con caucho y aditivos de mezclas semicalientes llevado a cabo demostró que las temperaturas de producción/compactación se pueden disminuir, que las mezclas no experimentarían escurrimiento, que los aditivos no cambian significativamente la resistencia conservada y que cumplen la sensibilidad al agua exigida. Además, los aditivos aumentaron el módulo de rigidez en algunos casos y mejoraron significativamente la resistencia a la deformación permanente. Asimismo, a excepción de uno de los aditivos, las mezclas con ceras tenían la misma o mayor resistencia a la fatiga en comparación con la mezcla control. Los resultados del análisis de ciclo de vida híbrido mostraron que la tecnología de mezclas semicalientes es capaz de ahorrar significativamente energía y reducir las emisiones de GEI, hasta un 18% y 20% respectivamente, en comparación con las mezclas de control. Sin embargo, en algunos de los casos estudiados, debido a la presencia de la cera, la temperatura de fabricación debe reducirse en un promedio de 8 ºC antes de que los beneficios de la reducción de emisiones y el consumo de combustible puedan ser obtenidos. Los principales sectores contribuyentes a los impactos ambientales generados en la fabricación de mezclas semicalientes fueron el sector de los combustibles, el de la minería y el de la construcción. Due to growing concerns over global warming and climate change in recent years, one of the most important challenges facing our society is the efficient and economic use of energy, and with it, the corresponding need to reduce greenhouse gas (GHG) emissions. The Warm Mix Asphalt (WMA) technology has become an important new research topic in the field of pavement materials as it offers a potential solution for the reduction of energy consumption and GHG emissions during the production and placement of asphalt mixtures. On the other hand, pavements containing crumb-rubber modified (CRM) binders save energy and natural resources by making use of waste products. These pavements offer an improved resistance to rutting, fatigue and thermal cracking; reduce traffic noise and maintenance costs and prolong pavement life. These mixtures, however, present one major drawback: the manufacturing temperature is higher compared to conventional asphalt mixtures as the rubber lends greater viscosity to the binder and, therefore, larger amounts of GHG emissions are produced. In this dissertation the WMA technology with organic additives (Sasobit, Asphaltan A, Asphaltan B and Licomont) was applied to CRM binders (15% and 20% of rubber) in order to offer a solution to the drawbacks of asphalt rubber (AR) mixtures thanks to the use of fluidifying additives. For this purpose, this study sought to determine if a more sustainable production of AR mixtures could be obtained without significantly affecting their level of mechanical performance. The methodology applied in order to evaluate and compare the performance of the mixtures consisted of carrying out several laboratory tests for the CRM binders and AR mixtures with WMA additives (AR-WMA mixtures) and a hybrid input-output-based life cycle assessment (hLCA) of the production of WMA. The results of the study indicated that the incorporation of the organic additives were able to reduce the viscosity of the binders and, consequently, the production and compaction temperatures. On the other hand, although the addition of rubber significantly improved the mechanical behaviour of the binders at low temperatures reducing the susceptibility to thermal cracking phenomena, the addition of the waxes slightly increased the stiffness. Master curves showed that the addition of increasing percentages of rubber improved the resistance of the pavement regarding both resistance to permanent deformation at high temperatures and thermal cracking at low temperatures. In addition, the waxes improved the rutting resistance and the elasticity as they increased the complex modulus at high temperatures and decreased the phase angle. Moreover, master curves also attest that the WMA additives studied increase the stiffness at low temperatures. The creep tests carried out proved once again the improvement in the elasticity and in the resistance to permanent deformation given by the addition of the waxes. The AR-WMA mixtures studied have shown that the production/compaction temperatures can be decreased, that the mixtures would not experience binder drainage, that the additives did not significantly change the retained resistance and fulfilled the water sensitivity required. Furthermore, the additives increased the stiffness modulus in some cases and significantly improved the permanent deformation resistance. Except for one of the additives, the waxes had the same or higher fatigue resistance compared to the control mixture. The results of the hLCA demonstrated that the WMA technology is able to significantly save energy and reduce GHG emissions, up to 18% and 20%, respectively, compared to the control mixtures. However, in some of the case studies, due to the presence of wax, the manufacturing temperature at the asphalt plant must be reduced by an average of 8ºC before the benefits of reduced emissions and fuel usage can be obtained. The results regarding the overall impacts generated using a detailed production layer decomposition indicated that fuel, mining and construction sectors are the main contributors to the environmental impacts of manufacturing WMA mixtures.

Desarrollo de conglomerantes basados en hipótesis constructivas de pirámides egipcias del Reino Antiguo

En la presente tesis doctoral se revisan las principales hipótesis que intentan aclarar los procesos constructivos llevados a cabo para edificar las pirámides egipcias de las Dinastías III y IV, organizándose dichas teorías desde el punto de vista de los posibles materiales constituyentes. La investigación se ha centrado en la hipótesis heterodoxa que propone, como medio para ejecutar estas construcciones, la manufactura completa de la pirámide con piedra caliza conglomerada. Con este fin, se profundiza en artículos que tienen por objeto el análisis de muestras de material de estos monumentos, de piedras calizas naturales y de piedras calizas geopoliméricas, con objeto de determinar si la hipótesis constructiva mencionada es viable. Tomando como referencia la hipótesis constructiva estudiada, se adicionan morteros de cal aérea con carbonato de sodio (natrón) y metacaolín, analizando posteriormente las nuevas características de estos conglomerantes. El cementante descrito en la teoría constructiva se enmarca dentro de la química y tecnología de los polímeros sintéticos inorgánicos activados alcalinamente, también denominados geopolímeros. Se desarrolla una primera mezcla basada en los datos extraídos de la investigación precedente. Posteriormente, se realizan varios grupos de mezclas, en las que se parte de unas proporciones iniciales correspondientes al geopolímero teórico de la hipótesis constructiva. Sobre dichas proporciones se realizan incrementos en la cantidad de cal, y los productos obtenidos son ensayados, tomando datos de: dureza Shore C, velocidad de ultrasonidos, densidades, resistencia a compresión y a flexión, difracción de rayos X, análisis térmicos y microscopía electrónica de barrido. Los resultados derivados de introducir las adiciones, en las proporciones estudiadas, mejoran notablemente algunas características de los morteros de cal convencionales. ABSTRACT In the present PhD thesis the main hypotheses about the construction processes to build the Egyptian pyramids of Dynasties III and IV are reviewed. These theories are addressed from the point of view of their possible constituent materials. The research focuses on the heterodox hypothesis that proposes, as a means to perform these constructions, the complete manufacturing of the pyramid with limestone conglomerate. In this regard, a state of the art is set on the analysis of samples of material of these monuments, natural limestone and limestone geopolymeric, to determine if the constructive hypothesis is viable. Using this constructive hypothesis as a reference, aerial lime mortars are added with sodium carbonate (natron) and metakaolin, and the new characteristics of these resulting binders are then analyzed. The cementing described in the constructive theory belongs to the chemistry and the technology of synthetic inorganic alkali-activated polymers, also called geopolymer. Based on data obtained from previous research, a first mix is prepared. Subsequently, several groups of mixes are made, starting from theoretical initial ratios corresponding to the geopolymer that was presumably used in the constructive hypothesis. Increments in the amount of lime are made upon such proportion, and the resulting products are tested for data collection about: Shore C hardness, ultrasound velocity, densities, compressive and flexural strength, X-ray diffraction, thermal analysis and scanning electron microscopy. The results allow to conclude that, if in the studied proportions, additions improve significantly some of the characteristics of conventional lime mortars.

Comportamiento térmico y mecánico del yeso con adiciones de aerogel de sílice granulado

La presente tesis doctoral aborda el estudio de un nuevo material mineral, compuesto principalmente por una matriz de yeso (proveniente de un conglomerante industrial basado en sulfato de calcio multifase) y partículas de aerogel de sílice hidrófugo mesoporoso, compatibilizadas mediante un surfactante polimérico, debido a su alto carácter hidrófugo. La investigación se centra en conocer los factores que influyen en las propiedades mecánicas y conductividad térmica del material compuesto generado. Este estudio pretende contribuir al conocimiento sobre el desarrollo de nuevos morteros de elevado aislamiento térmico que puedan ser utilizados en la rehabilitación energética de edificios de viviendas existentes, debido a que estos representan gran parte del consumo energético del parque de viviendas de España, aunque también a nivel internacional. De los materiales utilizados para desarrollar los morteros estudiados, el yeso, además de ser un material muy abundante, especialmente en España, requiere una menor cantidad de energía para la fabricación de un conglomerante (debido a una menor temperatura de fabricación), en comparación con el cemento o la cal, por lo que presenta una menor huella de carbono que estos últimos. Por otro lado, el aerogel de sílice hidrófugo mesoporoso es, de acuerdo con la documentación disponible, el material que posee actualmente la mayor capacidad de aislamiento térmico en el mercado. El desarrollo de nuevos morteros minerales con una capacidad de aislamiento térmico mayor que los materiales aislantes utilizados tradicionalmente, tiene una aplicación relevante en los casos de rehabilitación energética de edificios históricos y patrimoniales, en los que se requiere la aplicación del aislamiento por el interior de la fachada, ya que este tipo de soluciones tienen el inconveniente de reducir el espacio habitable de las áreas involucradas, especialmente en zonas climáticas en las que el aislamiento térmico puede suponer un espesor considerable, por lo que es ideal utilizar materiales de altas prestaciones de aislamiento térmico capaces de aportar el mismo nivel de aislamiento (o incluso mayor), pero en un espesor considerablemente menor. La investigación se desarrolla en tres etapas: bibliográfica, experimental y de simulación. La primera etapa, parte del estudio de la bibliografía existente, relacionada con materiales aislantes, incluyendo soluciones basadas, tanto en morteros aislantes, como en paneles de aislamiento térmico. La segunda, de carácter experimental, se centra en estudiar la influencia de la microestrucrura y macroestructura, del nuevo material mineral, en las propiedades físicas elementales, mecánicas y conductividad térmica del compuesto. La tercera etapa, mediante una simulación del consumo energético, consiste en cuantificar teóricamente el potencial ahorro energético que puede aportar este material en un caso de rehabilitación energética en particular. La investigación experimental se centró principalmente en conocer los factores principales que influyen en las propiedades mecánicas y conductividad térmica de los materiales compuestos minerales desarrollados en esta tesis. Para ello, se llevó a cabo una caracterización de los materiales de estudio, así como el desarrollo de distintas muestras de ensayo, de tal forma que se pudo estudiar, tanto la hidratación del yeso en los compuestos, como su posterior microestructura y macroestructura, aspectos fundamentales para el entendimiento de las propiedades mecánicas y conductividad térmica del compuesto aislante. De este modo, se pudieron conocer y cuantificar, los factores que influyen en las propiedades estudiadas, aportando una base de conocimiento y entendimiento de este tipo de compuestos minerales con aerogel de sílice hidrófugo, no existiendo estudios publicados hasta el momento de finalización de esta tesis, con la aproximación al material propuesta en este estudio, ni con yeso (basado en sulfato de calcio multifase), ni con otro tipo de conglomerantes. Particularmente, se determinó la influencia que tiene la incorporación de partículas de aerogel de sílice hidrófugo, en grandes proporciones en volumen, en un compuesto mineral basado en distintas fases de sulfato de calcio. No obstante, para llevar a cabo las mezclas, fue necesario utilizar un surfactante para compatibilizar este tipo de partículas, con el conglomerante basado en agua. El uso de este tipo de aditivos tiene una influencia, no solo en el aerogel, sino en las propiedades del compuesto en general, dependiendo de su concentración, por lo que se establecieron dos porcentajes de adición: la primera, determinada a partir de la cantidad mínima necesaria para compatibilizar las mezclas (0,1% del agua de amasado), y la segunda, como límite superior, la concentración utilizada habitualmente a nivel industrial para estabilizar burbujas de aire en hormigones espumados (5%). El surfactante utilizado mostró la capacidad de modificar la superficie del aerogel, cambiando el comportamiento de las partículas frente al agua, permitiendo una invasión parcial de su estructura porosa, por parte del agua de amasado. Este comportamiento supone un aumento muy importante en la relación agua/yeso, afectando el hábito cristalino e influenciando negativamente las propiedades mecánicas de la matriz de yeso, presentando un efecto aún notable a mayor concentración de surfactante (5%). En cuanto a las propiedades finales alcanzadas, fue posible lograr un compuesto mineral ultraligero (200 kg/m3), con alrededor de un 60% de aerogel en volumen y de alta capacidad aislante (0,028 W/m•K), presentando una conductividad térmica notablemente menor que los morteros aislantes del mercado, e incluso también menor que la de los aislantes tradicionales basado en las lanas minerales o EPS; no obstante, con la limitante de presentar bajas propiedades mecánicas, condicionando su posible aplicación futura. Entre los factores principales relacionados con las propiedades mecánicas, se encontró que estas dependen exponencialmente del volumen de yeso en el compuesto; no obstante, factores de segundo orden, como el grado de hidratación, o una mejor distribución del conglomerante entre las partículas de aerogel, debido al aumento de la superficie específica del polvo mineral, pueden aumentar las propiedades mecánicas entre el doble y el triple, dependiendo del volumen de aerogel en cuestión. Además, se encontró que el aerogel, en conjunto con el surfactante, es capaz de introducir una gran cantidad de aire (0,70 m3 por cada m3 de aerogel), que unido al agua evaporada (no consumida por el conglomerante durante la hidratación), el volumen de aire total alcanza, generalmente, un 40%, independientemente de la cantidad de aerogel en la mezcla. De este modo, el aire introducido en la matriz desplaza las proporciones en volumen del aerogel y del yeso, disminuyendo, tanto las propiedades mecánicas, como la capacidad aislante de compuesto mineral. Por otro lado, la conductividad térmica mostró tener una dependencia directa de la contribución de las tres fases principales en el compuesto: yeso, aerogel y aire ocluido. De este modo, se pudo desarrollar un modelo matemático, adaptado de uno existente, capaz de calcular, con bastante precisión, la relación de los tres componentes mencionados, en la conductividad térmica de los compuestos, para el rango de volúmenes y materiales utilizados en esta tesis. Finalmente, la simulación del consumo energético realizada a una vivienda típica de España, de los años 1900 a 1959 (basada en muros de ladrillo macizo), para las zonas climáticas estudiadas (A, D y E), permitió observar el potencial ahorro energético que puede aportar este material, dependiendo de su espesor, como aislamiento interior de los muros de fachada. Particularmente, para la zona A, se determinó un espesor óptimo de 1 cm, mientras que para la zona D y E, 3,5 y 3,9 cm respectivamente. En este sentido, el nuevo material estudiado es capaz de disminuir, entre un 35% y un 80%, el espesor de la capa aislante, en comparación con paneles de lana de roca o los morteros minerales de mayor capacidad aislante del mercado español respectivamente. ABSTRACT The present doctoral thesis studies a new mineral-based composite material, composed by a gypsum matrix (based on an industrial multiphase gypsum binder) and mesoporous hydrophobic silica aerogel particles, compatibilized with a polymeric surfactant due to the high hydrophobic character of the insulating particles. This study pretends to contribute to the development of new composite insulating materials that could be used in energy renovation of existing dwellings, in order to reduce their high energy consumption, as they represent a great part of the total energy consumed in Spain, but also internationally. Between the materials used to develop de studied insulating mortars, gypsum, besides being an abundant material, especially in Spain, requires less energy for the manufacture of a mineral binder (due to lower manufacturing temperatures), compared to lime or cement, thus presenting lower carbon footprint. In other hand, the hydrophobic mesoporous silica aerogel, is, according to the existing references, the material with the highest know insulating capacity in the market. The development of new mineral mortars with higher thermal insulation capacity than traditional insulating materials, presents a relevant application in energy retrofitting of historic and cultural heritage buildings, in which implies that the insulating material should be installed as an internal layer, rather than as an external insulating system. This type of solution involves a reduced internal useful area, especially in climatic zones where the demand for thermal insulation is higher, and so the insulating layer thickness, being idealistic to use materials with very high insulating properties, in order to reach same insulating level (or higher), but in lower thickness than the provided by traditional insulating materials. This research is developed in three main stages: bibliographic, experimental and simulation. The first stage starts by studying the existing references regarding thermally insulating materials, including existing insulating mortars and insulating panels. The second stage, mainly experimental, is centered in the study of the the influence of the microstructure and macrostructure in the physical and mechanical properties, and also in the thermal conductivity of the new mineral-based material. The thirds stage, through energy simulation, consists in theoretically quantifying the energy savings potential that can provide this type of insulating material, in a particular energy retrofitting case study. The experimental research is mainly focused in the study of the factors that influence the mechanical properties and the thermal conductivity of the thermal insulating mineral composites developed in this thesis. For this, the characterization of the studied materials has been performed, as well as the development of several experimental samples, in order to study the hydration of the mineral binder within the composites, but also the final microstructure and macrostructure, fundamental aspects for the understanding of the composite’s mechanical and insulating properties. Thus, is was possible to determine and quantify the factors that influence the studied material properties, providing a knowledge base and understanding of mineral composites that comprises mesoporous hydrophobic silica aerogel particles, being the first study up to date regarding the specific approach of the present study, regarding not just multiphase calcium sulfate plaster, but also other mineral binders. Particularly, the influence of the incorporation of hydrophobic silica aerogel particles, in high volume ratios into a mineral compound, based on different phases of calcium sulfate has been determined. However, to perform mixing, it is necessary to use a surfactant in order to compatibilize these particles with the water-based mineral binder. The use of such additives has an influence, not only in the aerogel, but the overall properties of the compound, so two different surfactant concentration has been studied: the first, the minimum amount of surfactant (used in this thesis) in order to develop the slurries (0.1% concentration of the mixing water), and the second, as the upper limit, the concentration usually used industrially to stabilize air bubbles in foamed concrete (5%). One of the side effects of using such additive, was the modification of the aerogel particles, by changing their behavior in respect to water, generating a partial invasion of the aerogel’s porous structure, by the mixing water. This behavior produces a very important increase in water/binder ratios, affecting the crystal habit and negatively influencing the mechanical properties of the gypsum matrix. This effect further increased when a higher concentration of surfactant (5%) is used. Regarding final materials properties, it was possible to achieve an ultra-lightweight mineral composite (200 kg/m3), with around 60% by volume of aerogel, presenting a very high insulating capacity (0.028 W/m•K), a noticeable lower thermal conductivity compared to the insulating mortars and traditional thermal insulating panels on the market, such as mineral wool or EPS; however, the limiting factor for future’s material application in buildings, is related to the very low mechanical properties achieved. Among the main factors related to the mechanical properties, it has been found an exponential correlation to the volume of gypsum in the composite. However, second-order factors such as the degree of hydration, or a better distribution of the binder between the aerogel particles, due to the increased surface area of the mineral powder, can increase the mechanical properties between two to three times, depending aerogel volume involved. In addition, it was found that the aerogel, together with the surfactant, is able to entrain a large amount of air volume (around 0.70 m3 per m3 of aerogel), which together with the evaporated water (not consumed by the binder during hydration), can reach generally around 40% of entrained air within the gypsum matrix, regardless of the amount of aerogel in the mixture. Thus, the entrained air into the matrix displaces the volume proportions of the aerogel and gypsum, reducing both mechanical and insulating properties of the mineral composite. On the other hand, it has been observed a direct contribution of three main phases into the thermal conductivity of the composite: gypsum, aerogel and entrained air. Thus, it was possible to develop a mathematical model (adapted from an existing one), capable of calculating quite accurate the thermal conductivity of such mineral composites, from the ratio these three components and for the range of volumes and materials used in this thesis. Finally, the energy simulation performed to a typical Spanish dwelling, from the years 1900 to 1959 (mainly constructed with massive clay bricks), within three climatic zones of Spain (A, D and E), showed the energy savings potential that can provide this type of insulating material, depending on the thickness of the applied layer. Particularly, for the climatic A zone, it has been found an optimal layer thickness of 1 cm, while for zone D and E, 3.5 and 3.9 cm respectively. In this manner, the new studied materials is capable of decreasing the thickness of the insulating layer by 35% and 80%, compared with rock wool panels or mineral mortars with the highest insulating performance of the Spanish market respectively.

Anhydrite/aerogel composites for thermal insulation

High performance thermal insulating composite materials can be produced with mineral binders and hydrophobic aerogel particles through a hydrophilization process for the latter with surfactants. The present study is focused on the development of aerogel/calcium sulfate composites by the hydrophilization of hydrophobic silica aerogel particles through a polymer-based surfactant. Its effects on the microstructure and hydration degree are examined as well as their relation to the resulting mechanical and physical properties. Results show that composites with an around 60 % of aerogel by volume can achieve a thermal conductivity <30 mW/m × K. Interestingly, a surfactant addition of 0.1 % by wt% of the water in the mixtures provides better material properties compared to a surfactant wt% addition of 5 %. However, it has been found around 40 % entrained air, affecting the material properties by reducing the binder and aerogel volume fractions within the composites. Moreover, gypsum crystallization starts to be inhibited at aerogel volume fractions >35 %. Towards material optimization, a model for the calculation of thermal conductivity of composites and an equation for the compressive strength are proposed.

Monitoring the structure of Escherichia coli RNase P RNA in the presence of various divalent metal ions

Lead(II)-induced cleavage can be used as a tool to probe conformational changes in RNA. In this report, we have investigated the conformation of M1 RNA, the catalytic subunit of Escherichia coli RNase P, by studying the lead(II)-induced cleavage pattern in the presence of various divalent metal ions. Our data suggest that the overall conformation of M1 RNA is very similar in the presence of Mg2+, Mn2+, Ca2+, Sr2+ and Ba2+, while it is changed compared to the Mg2+-induced conformation in the presence of other divalent metal ions, Cd2+ for example. We also observed that correct folding of some M1 RNA domains is promoted by Pb2+, while folding of other domain(s) requires the additional presence of other divalent metal ions, cobalt(III) hexamine or spermidine. Based on the suppression of Pb2+ cleavage at increasing concentrations of various divalent metal ions, our findings suggest that different divalent metal ions bind with different affinities to M1 RNA as well as to an RNase P hairpin–loop substrate and yeast tRNAPhe. We suggest that this approach can be used to obtain information about the relative binding strength for different divalent metal ions to RNA in general, as well as to specific RNA divalent metal ion binding sites. Of those studied in this report, Mn2+ is generally among the strongest RNA binders.

Health impacts of domestic coal use in China

Domestic coal combustion has had profound adverse effects on the health of millions of people worldwide. In China alone several hundred million people commonly burn raw coal in unvented stoves that permeate their homes with high levels of toxic metals and organic compounds. At least 3,000 people in Guizhou Province in southwest China are suffering from severe arsenic poisoning. The primary source of the arsenic appears to be consumption of chili peppers dried over fires fueled with high-arsenic coal. Coal samples in the region were found to contain up to 35,000 ppm arsenic. Chili peppers dried over high-arsenic coal fires adsorb 500 ppm arsenic on average. More than 10 million people in Guizhou Province and surrounding areas suffer from dental and skeletal fluorosis. The excess fluorine is caused by eating corn dried over burning briquettes made from high-fluorine coals and high-fluorine clay binders. Polycyclic aromatic hydrocarbons formed during coal combustion are believed to cause or contribute to the high incidence of esophageal and lung cancers in parts of China. Domestic coal combustion also has caused selenium poisoning and possibly mercury poisoning. Better knowledge of coal quality parameters may help to reduce some of these health problems. For example, information on concentrations and distributions of potentially toxic elements in coal may help delineate areas of a coal deposit to be avoided. Information on the modes of occurrence of these elements and the textural relations of the minerals and macerals in coal may help predict the behavior of the potentially toxic components during coal combustion.

Two subsites in the binding domain of the acetylcholine receptor: an aromatic subsite and a proline subsite.

The ligand binding site of the nicotinic acetylcholine receptor (AcChoR) is localized in the alpha-subunit within a domain containing the tandem Cys-192 and -193. By analyzing the binding-site region of AcChoR from animal species that are resistant to alpha-neurotoxins, we have previously shown that four residues in this region, at positions 187, 189, 194, and 197, differ between animals sensitive (e.g., mouse) and resistant (e.g., mongoose and snake) to alpha-bungarotoxin (alpha-BTX). In the present study, we performed site-directed mutagenesis on a fragment of the mongoose AcChoR alpha-subunit (residues 122-205) and exchanged residues 187, 189, 194, and 197, either alone or in combination, with those present in the mouse alpha-subunit sequence. Only the mongoose fragment in which all four residues were mutated to the mouse ones exhibited alpha-BTX binding similar to that of the mouse fragment. The mongoose double mutation in which Leu-194 and His-197 were replaced with proline residues, which are present at these positions in the mouse AcChoR and in all other toxin binders, bound alpha-BTX to approximately 60% of the level of binding exhibited by the mouse fragment. In addition, replacement of either Pro-194 or -197 in the mouse fragment with serine and histidine, respectively, markedly decreased alpha-BTX binding. All other mutations resulted in no or just a small increase in alpha-BTX binding. These results have led us to propose two subsites in the binding domain for alpha-BTX: the proline subsite, which includes Pro-194 and -197 and is critical for alpha-BTX binding, and the aromatic subsite, which includes amino acid residues 187 and 189 and determines the extent of alpha-BTX binding.

Augmented DNA-binding activity of p53 protein encoded by a carboxyl-terminal alternatively spliced mRNA is blocked by p53 protein encoded by the regularly spliced form.

DNA-binding activity of the wild-type p53 is central to its function in vivo. However, recombinant or in vitro translated wild-type p53 proteins, unless modified, are poor DNA binders. The fact that the in vitro produced protein gains DNA-binding activity upon modification at the C terminus raises the possibility that similar mechanisms may exist in the cell. Data presented here show that a C-terminal alternatively spliced wild-type p53 (ASp53) mRNA expressed by bacteria or transcribed in vitro codes for a p53 protein that efficiently binds DNA. Our results support the conclusion that the augmented DNA binding activity of an ASp53 protein is probably due to attenuation of the negative effect residing at the C terminus of the wild-type p53 protein encoded by the regularly spliced mRNA (RSp53) rather than acquisition of additional functionality by the alternatively spliced C' terminus. In addition, we found that ASp53 forms a complex with the non-DNA-binding RSp53, which in turn blocks the DNA-binding activity of ASp53. Interaction between these two wild-type p53 proteins may underline a mechanism that controls the activity of the wild-type p53 protein in the cell.

Thermogravimetric analysis of the pyrolysis of several materials used in the preparation of commercial cigarettes

Comunicación presentada en forma de póster en el "12th Mediterranean Congress of Chemical Engineering", Barcelona (Spain), November 15-18, 2011

Captores del fósforo: preferencias de los pacientes en hemodiálisis y su repercusión sobre el cumplimiento del tratamiento y el control del fósforo

Introducción: En la actualidad disponemos de un amplio abanico de captores del fósforo (CF), pero sabemos poco acerca de las preferencias de los pacientes y de su repercusión sobre el cumplimiento del tratamiento y el control de los niveles de fósforo. Objetivo: Estudiar las preferencias y creencias de los pacientes respecto a los CF, y su influencia sobre el cumplimiento del tratamiento y el control de los niveles de fósforo. Pacientes y métodos: Estudio observacional transversal. Se incluyeron 121 pacientes que respondieron un cuestionario genérico de cumplimiento del tratamiento (SMAQ) y a un cuestionario específico sobre cumplimiento del tratamiento con CF, tipo de CF preferido y razones de dicha preferencia. Todos los pacientes entrevistados habían probado dos o tres CF. Las consecuencias de la falta de cumplimiento del tratamiento con CF se estimaron indirectamente analizando los valores promedio de fósforo sérico. Resultados: El 40% de los pacientes era incumplidor según el cuestionario SMAQ; se encontró una asociación estadísticamente significativa entre la falta de cumplimiento en general y no alcanzar el objetivo de fósforo sérico promedio <5,5 mg/dl (OR = 4,8; IC 95%, 1,0-6,6; p = 0,02). El 21,4% de los pacientes reconocía un incumplimiento específico para los CF; estos pacientes presentaban una mayor probabilidad de tener cifras medias de fósforo >5,5 mg/dl (OR = 4,7; IC 95%, 1,1-6,5; p = 0,03). Un 43,8% de los pacientes no refirió tener preferencias entre los diferentes tipos de CF; para el resto de pacientes, el CF preferido fue Royen®, seguido de Fosrenol®, Renagel® y Pepsamar®. Las razones expresadas para el desagrado con el Renagel® fueron las siguientes: incomodidad en la toma por su gran tamaño (28,8%), necesidad de tomar muchos comprimidos y gran consumo de agua (57,7%) e intolerancia gástrica (13,3%). En el caso del Fosrenol®: incómodo de tomar (72,7%) e intolerancia gástrica (27,2%); para el Pepsamar®: mal sabor (54,5%) e intolerancia gástrica (45,4%). Sólo al 9,4% no le gustaba el Royen®. Al analizar los conocimientos de los pacientes respecto a la utilidad de los CF, un 42% sabía que servían para controlar el fósforo; un 52% no lo sabía y un 6% tenía ideas equivocadas. En cuanto a su importancia: un 47% no conocía por qué son importantes; un 2% tenía ideas erróneas; un 9% creía que era beneficioso para la salud; un 11% creía que era bueno «porque lo dice el medico»; un 26% porque controla el fósforo y un 5% lo relacionaba con el hueso. Ningún paciente relacionó los CF con la enfermedad cardiovascular. Un 24,4% no se llevaba los CF cuando salía fuera de casa o estaba con los amigos; eran pacientes más jóvenes a quienes se les habían prescrito un mayor número de comprimidos de CF y que presentaban un mayor riesgo de no cumplir el objetivo de fósforo (OR = 10,5; IC 95%, —1,8 a —16,4; p <0,001). El porcentaje de pacientes a quienes no les gustaba el CF prescrito fue del 54,5%; dichos pacientes presentaban un mayor riesgo de tener niveles séricos de fósforo >5,5 mg/dl (OR = 13.3; IC 95%, 1,1-1,5; p = 0,0001). Paradójicamente, los pacientes que no cumplían con el tratamiento demostraban un mejor conocimiento de su uso (OR = 17,3; IC 95%, 2,2-10,1; p <0.0001) e importancia (OR = 10,4; IC 95%, 1,5-6,6; p = 0,001). Conclusión: Los pacientes a los que se les habían prescrito CF que no les gustaban tenían un peor control de los niveles de fósforo sérico y se les habían recomendado dosis más altas de los fármacos. El conocimiento de las preferencias de los pacientes acerca de las medicaciones que se les prescriben puede ser un factor esencial para conseguir un mayor cumplimiento del tratamiento y, por ende, lograr mejores resultados en la consecución de los objetivos terapéuticos.

Electrooxidation methods to produce pseudocapacitance-containing porous carbons

Surface oxygen groups play a key role on the performance of porous carbon electrodes for electrochemical capacitors in aqueous media. The electrooxidation method in NaCl electrolyte using a filter press cell and dimensionally stable anodes is proposed as a viable process for the generation of oxygen groups on porous carbon materials. The experimental set-up is so flexible that allows the easy modification of carbon materials with different configurations, i.e. cloths and granular, obtaining different degrees of oxidation for both conformations without the requirement of binders and conductivity promoters. After the electrooxidation method, the attained porosity is maintained between 90 and 75% of the initial values. The surface oxygen groups generated can increase the capacitance up to a 30% when compared to the pristine material. However, a severe oxidation is detrimental since it may decrease the conductivity and increase the resistance for ion mobility.

Production of nanoTiC–graphite composites using Ti-doped self-sintering carbon mesophase powder

This work reports the synthesis of nanoTiC–graphite composites using mesophase pitch containing titanium as TiC or TiO2 nanoparticles. NanoTiC–graphite composites have been prepared using Ti-doped self-sintering mesophase powders as starting materials without using any binders or a metal carbide-carbon mixing stage. The effect of manufacture variables on the graphite compacts properties was studied. Graphites were characterised using XRD and Raman spectroscopy, SEM and TEM, as well as by their mechanical, electrical and thermal properties. The presence of TiC promotes graphitisation producing materials with larger crystal sizes. The kind of titanium source and mesophase content of the starting pitch affects to the final properties. Mesophase pitch with higher amount of mesophase content produces graphites with higher degree of graphitisation. The incorporation of TiC nanoparticles to the graphites composites improved thermal conductivity more than four times, and mechanical properties are not significantly modified by the presence of TiC.

Salāt-i Masʻūdī : manuscript, 1298-1299 [i.e. 1881-1882]

A manuscript treatise on prayer, ablution, alms, fasting, divorce, etc. The first volume opens with a chapter on "Tawḥīd", i.e. Islamic theology. This is followed by a chapter on Abū Ḥanīfah and his school of law.

O tríptico da paixão de Cristo do Palácio Nacional da Ajuda: história, estudo material, iconografia e filiação estílistica

O objeto de estudo desta dissertação é um pequeno tríptico do Palácio Nacional da Ajuda, provavelmente dos finais do séc. XV, sobre o qual existe pouca informação. A obra pertence ao acervo de pintura antiga deste palácio/museu (inv. 3540) e encontra-se exposta no “Atelier de Pintura de D. Luís”. Trata-se de uma pintura sobre tábua de carvalho, em mau estado de conservação, representando cinco episódios relativos à Paixão de Cristo: a Flagelação, a Coroação de Espinhos, o Caminho do Calvário e duas cenas relativas à Ressurreição. Apresenta uma iconografia singular, mas as suas características gerais indicam tratar-se de uma pintura tardo-gótica do Norte da Europa, nomeadamente da Alemanha. O objetivo desta tese de mestrado em História da Arte, Património e Teoria do Restauro, consiste na investigação histórica e material desta obra, sobre a qual existe pouca informação. Por ser desconhecida a sua cronologia, autoria e local de produção, além de não haver qualquer documentação ou bibliografia sobre a mesma, iremos estudar esta obra a partir da sua materialidade, iconografia e estilo, na medida em que a obra é um “documento vivo”. Tendo sido agora encontrada a única e a mais antiga referência documental relativa a esta obra, nos arrolamentos de 1913 do palácio (Inventário Judicial), este tríptico consta na "Galeria de Quadros”, indicando ter pertencido à coleção de pintura de D. Luís I. Interessa, então, focar a política de aquisições de pintura antiga nórdica desenvolvida pelo monarca, tentando perceber porque é que o tríptico não consta nos catálogos das exposições (duas edições dos catálogos, 1869 e 1872) da “Galeria de Pintura no Real Paço da Ajuda”, aberta ao público em1869. Porque a interdisciplinaridade entre arte e ciência é fundamental para um conhecimento mais profundo da História da Arte, esta obra foi objeto de um estudo material que consistiu no levantamento in situ da pintura (exames de área e de ponto), na análise laboratorial (estratigrafia, pigmentos e aglutinantes) e na integração dos resultados, para compreender a técnica pictórica, que se articula com a análise iconográfica e de filiação estilística, contribuindo para a integração da obra no seu contexto histórico-cultural de origem, como pintura devocional germânica.

The Mission cook book /

Includes recipes for Swedish, German, Italian, and Mexican dishes. Sample recipes: Salmon loaf, Potato salad, Swedish rhubarb pie.