Production of laminar extrudates containing particles of a model drug processed by supercritical fluids

Tese de doutoramento, Farmácia (Tecnologia Farmacêutica), Universidade de Lisboa, Faculdade de Farmácia, 2015

Fuzzy, integer and fractional-order control: application on a wind turbine benchmark model

This paper presents a comparison between proportional integral control approaches for variable speed wind turbines. Integer and fractional-order controllers are designed using linearized wind turbine model whilst fuzzy controller also takes into account system nonlinearities. These controllers operate in the full load region and the main objective is to extract maximum power from the wind turbine while ensuring the performance and reliability required to be integrated into an electric grid. The main contribution focuses on the use of fractional-order proportional integral (FOPI) controller which benefits from the introduction of one more tuning parameter, the integral fractional-order, taking advantage over integer order proportional integral (PI) controller. A comparison between proposed control approaches for the variable speed wind turbines is presented using a wind turbine benchmark model in the Matlab/Simulink environment. Results show that FOPI has improved system performance when compared with classical PI and fuzzy PI controller outperforms the integer and fractional-order control due to its capability to deal with system nonlinearities and uncertainties. © 2014 IEEE.

Randomized observation periods for the compound Poisson risk model: Dividends

In the framework of the classical compound Poisson process in collective risk theory, we study a modification of the horizontal dividend barrier strategy by introducing random observation times at which dividends can be paid and ruin can be observed. This model contains both the continuous-time and the discrete-time risk model as a limit and represents a certain type of bridge between them which still enables the explicit calculation of moments of total discounted dividend payments until ruin. Numerical illustrations for several sets of parameters are given and the effect of random observation times on the performance of the dividend strategy is studied.

The optimal dividend barrier in the Gamma-Omega model

In the traditional actuarial risk model, if the surplus is negative, the company is ruined and has to go out of business. In this paper we distinguish between ruin (negative surplus) and bankruptcy (going out of business), where the probability of bankruptcy is a function of the level of negative surplus. The idea for this notion of bankruptcy comes from the observation that in some industries, companies can continue doing business even though they are technically ruined. Assuming that dividends can only be paid with a certain probability at each point of time, we derive closed-form formulas for the expected discounted dividends until bankruptcy under a barrier strategy. Subsequently, the optimal barrier is determined, and several explicit identities for the optimal value are found. The surplus process of the company is modeled by a Wiener process (Brownian motion).

Design thinking and the precautionary principle : development of a theoretical model complementing preventive judgment for design for sustainability enriched through a study of architectural competitions adopting LEED

Cette thèse contribue à une théorie générale de la conception du projet. S’inscrivant dans une demande marquée par les enjeux du développement durable, l’objectif principal de cette recherche est la contribution d’un modèle théorique de la conception permettant de mieux situer l’utilisation des outils et des normes d’évaluation de la durabilité d’un projet. Les principes fondamentaux de ces instruments normatifs sont analysés selon quatre dimensions : ontologique, méthodologique, épistémologique et téléologique. Les indicateurs de certains effets contre-productifs reliés, en particulier, à la mise en compte de ces normes confirment la nécessité d’une théorie du jugement qualitatif. Notre hypothèse principale prend appui sur le cadre conceptuel offert par la notion de « principe de précaution » dont les premières formulations remontent du début des années 1970, et qui avaient précisément pour objectif de remédier aux défaillances des outils et méthodes d’évaluation scientifique traditionnelles. La thèse est divisée en cinq parties. Commençant par une revue historique des modèles classiques des théories de la conception (design thinking) elle se concentre sur l’évolution des modalités de prise en compte de la durabilité. Dans cette perspective, on constate que les théories de la « conception verte » (green design) datant du début des années 1960 ou encore, les théories de la « conception écologique » (ecological design) datant des années 1970 et 1980, ont finalement convergé avec les récentes théories de la «conception durable» (sustainable design) à partir du début des années 1990. Les différentes approches du « principe de précaution » sont ensuite examinées sous l’angle de la question de la durabilité du projet. Les standards d’évaluation des risques sont comparés aux approches utilisant le principe de précaution, révélant certaines limites lors de la conception d’un projet. Un premier modèle théorique de la conception intégrant les principales dimensions du principe de précaution est ainsi esquissé. Ce modèle propose une vision globale permettant de juger un projet intégrant des principes de développement durable et se présente comme une alternative aux approches traditionnelles d’évaluation des risques, à la fois déterministes et instrumentales. L’hypothèse du principe de précaution est dès lors proposée et examinée dans le contexte spécifique du projet architectural. Cette exploration débute par une présentation de la notion classique de «prudence» telle qu’elle fut historiquement utilisée pour guider le jugement architectural. Qu’en est-il par conséquent des défis présentés par le jugement des projets d’architecture dans la montée en puissance des méthodes d’évaluation standardisées (ex. Leadership Energy and Environmental Design; LEED) ? La thèse propose une réinterprétation de la théorie de la conception telle que proposée par Donald A. Schön comme une façon de prendre en compte les outils d’évaluation tels que LEED. Cet exercice révèle cependant un obstacle épistémologique qui devra être pris en compte dans une reformulation du modèle. En accord avec l’épistémologie constructiviste, un nouveau modèle théorique est alors confronté à l’étude et l’illustration de trois concours d'architecture canadienne contemporains ayant adopté la méthode d'évaluation de la durabilité normalisée par LEED. Une série préliminaire de «tensions» est identifiée dans le processus de la conception et du jugement des projets. Ces tensions sont ensuite catégorisées dans leurs homologues conceptuels, construits à l’intersection du principe de précaution et des théories de la conception. Ces tensions se divisent en quatre catégories : (1) conceptualisation - analogique/logique; (2) incertitude - épistémologique/méthodologique; (3) comparabilité - interprétation/analytique, et (4) proposition - universalité/ pertinence contextuelle. Ces tensions conceptuelles sont considérées comme autant de vecteurs entrant en corrélation avec le modèle théorique qu’elles contribuent à enrichir sans pour autant constituer des validations au sens positiviste du terme. Ces confrontations au réel permettent de mieux définir l’obstacle épistémologique identifié précédemment. Cette thèse met donc en évidence les impacts généralement sous-estimés, des normalisations environnementales sur le processus de conception et de jugement des projets. Elle prend pour exemple, de façon non restrictive, l’examen de concours d'architecture canadiens pour bâtiments publics. La conclusion souligne la nécessité d'une nouvelle forme de « prudence réflexive » ainsi qu’une utilisation plus critique des outils actuels d’évaluation de la durabilité. Elle appelle une instrumentalisation fondée sur l'intégration globale, plutôt que sur l'opposition des approches environnementales.

Neuron-Derived Semaphorin 3A is an Early Inducer of Vascular Permeability in Diabetic Retinopathy

La détérioration de la barrière hémato rétinienne et l'oedème maculaire consécutif est une manifestation cardinale de la rétinopathie diabétique (RD) et la caractéristique clinique la plus étroitement associée à la perte de la vue. Alors que l'oedème maculaire affecte plus de 25% des patients souffrant de diabète, les modalités de traitement actuellement disponibles tels que les corticostéroïdes administrés localement et les thérapies anti-VEGF récemment approuvés présentent plusieurs inconvénients. Bien que le lien entre une rupture de l’unité neuro-vasculaire et la pathogénèse de la RD ait récemment été établi, l’influence de la signalisation neuro-vasculaire sur la vasculopathie oculaire diabetique a jusqu’à présent reçu peu d’attention. Ici, à l’aide d’ètudes humaines et animales, nous fournissons la première preuve du rôle essentiel de la molécule de guidage neuronale classique Sémaphorine 3A dans l’instigation de la perméabilité vasculaire maculaire pathologique dans le diabète de type 1. L’étude de la dynamique d’expression de Sémaphorine 3A révèle que cette dernière est induite dans les phases précoces hyperglycèmiques du diabète dans la rétine neuronale et participe à la rupture initiale de la fonction de barrière endothéliale. En utilisant le modèle de souris streptozotocine pour simuler la rétinopathie diabétique humaine, nous avons démontré par une série d’approches analogue que la neutralisation de Sémaphorine 3A empêche de façon efficace une fuite vasculaire rétinienne. Nos résultats identifient une nouvelle cible thérapeutique pour l’oedème maculaire diabétique en plus de fournir d’autres preuves de communication neuro-vasculaire dans la pathogènese de la RD.

Regional climate model applications on sub-regional scales over the Indian monsoon region: The role of domain size on downscaling uncertainty

Regional climate models are becoming increasingly popular to provide high resolution climate change information for impacts assessments to inform adaptation options. Many countries and provinces requiring these assessments are as small as 200,000 km2 in size, significantly smaller than an ideal domain needed for successful applications of one-way nested regional climate models. Therefore assessments on sub-regional scales (e.g., river basins) are generally carried out using climate change simulations performed for relatively larger regions. Here we show that the seasonal mean hydrological cycle and the day-to-day precipitation variations of a sub-region within the model domain are sensitive to the domain size, even though the large scale circulation features over the region are largely insensitive. On seasonal timescales, the relatively smaller domains intensify the hydrological cycle by increasing the net transport of moisture into the study region and thereby enhancing the precipitation and local recycling of moisture. On daily timescales, the simulations run over smaller domains produce higher number of moderate precipitation days in the sub-region relative to the corresponding larger domain simulations. An assessment of daily variations of water vapor and the vertical velocity within the sub-region indicates that the smaller domains may favor more frequent moderate uplifting and subsequent precipitation in the region. The results remained largely insensitive to the horizontal resolution of the model, indicating the robustness of the domain size influence on the regional model solutions. These domain size dependent precipitation characteristics have the potential to add one more level of uncertainty to the downscaled projections.

A New Model For Reliability Centered Maintenance In Petroleum Refineries

Refiners today operate their equipment for prolonged periods without shutdown. This is primarily due to the increased pressures of the market resulting in extended shutdown-to-shutdown intervals. This places extreme demands on the reliability of the plant equipment. The traditional methods of reliability assurance, like Preventive Maintenance, Predictive Maintenance and Condition Based Maintenance become inadequate in the face of such demands. The alternate approaches to reliability improvement, being adopted the world over are implementation of RCFA programs and Reliability Centered Maintenance. However refiners and process plants find it difficult to adopt this standardized methodology of RCM mainly due to the complexity and the large amount of analysis that needs to be done, resulting in a long drawn out implementation, requiring the services of a number of skilled people. These results in either an implementation restricted to only few equipment or alternately, one that is non-standard. The paper presents the current models in use, the core requirements of a standard RCM model, the alternatives to classical RCM, limitations in the existing model, classical RCM and available alternatives to RCM and will then go on to present an ‗Accelerated‘ approach to RCM implementation, that, while ensuring close conformance to the standard, does not place a large burden on the implementers

Automated Reasoning About Classical Mechanics

In recent years, researchers in artificial intelligence have become interested in replicating human physical reasoning talents in computers. One of the most important skills in this area is predicting how physical systems will behave. This thesis discusses an implemented program that generates algebraic descriptions of how systems of rigid bodies evolve over time. Discussion about the design of this program identifies a physical reasoning paradigm and knowledge representation approach based on mathematical model construction and algebraic reasoning. This paradigm offers several advantages over methods that have become popular in the field, and seems promising for reasoning about a wide variety of classical mechanics problems.

Extension of the Job Demands-Resources model in the prediction of burnout and engagement among teachers over time. 'Una ampliaci??n del modelo de demandas-recursos laborales en la predicci??n del burnout y del engagement en profesores'

Resumen tomado de la publicaci??n. Resumen tambi??n en ingl??s

Aerosol optical depths over North Africa: 2. Modeling and model validation

An operational dust forecasting model is developed by including the Met Office Hadley Centre climate model dust parameterization scheme, within a Met Office regional numerical weather prediction (NWP) model. The model includes parameterizations for dust uplift, dust transport, and dust deposition in six discrete size bins and provides diagnostics such as the aerosol optical depth. The results are compared against surface and satellite remote sensing measurements and against in situ measurements from the Facility for Atmospheric Airborne Measurements for a case study when a strong dust event was forecast. Comparisons are also performed against satellite and surface instrumentation for the entire month of August. The case study shows that this Saharan dust NWP model can provide very good guidance of dust events, as much as 42 h ahead. The analysis of monthly data suggests that the mean and variability in the dust model is also well represented.

The interannual variability of energy transports within and over the Atlantic Ocean in a coupled climate model

To gain a new perspective on the interaction of the Atlantic Ocean and the atmosphere, the relationship between the atmospheric and oceanic meridional energy transports is studied in a version of HadCM3, the U.K. Hadley Centre's coupled climate model. The correlation structure of the energy transports in the atmosphere and Atlantic Ocean as a function of latitude, and the cross correlation between the two systems are analyzed. The processes that give rise to the correlations are then elucidated using regression analyses. In northern midlatitudes, the interannual variability of the Atlantic Ocean energy transport is dominated by Ekman processes. Anticorrelated zonal winds in the subtropics and midlatitudes, particularly associated with the North Atlantic Oscillation (NAO), drive anticorrelated meridional Ekman transports. Variability in the atmospheric energy transport is associated with changes in the stationary waves, but is only weakly related to the NAO. Nevertheless, atmospheric driving of the oceanic Ekman transports is responsible for a bipolar pattern in the correlation between the atmosphere and Atlantic Ocean energy transports. In the Tropics, the interannual variability of the Atlantic Ocean energy transport is dominated by an adjustment of the tropical ocean to coastal upwelling induced along the Venezuelan coast by a strengthening of the easterly trade winds. Variability in the atmospheric energy transport is associated with a cross-equatorial meridional overturning circulation that is only weakly associated with variability in the trade winds along the Venezuelan coast. In consequence, there is only very limited correlation between the atmosphere and Atlantic Ocean energy transports in the Tropics of HadCM3