Performance of microstrip antennas in the presence of EBG in an indoor localization system

Indoor localization systems in nowadays is a huge area of interest not only at academic but also at industry and commercial level. The correct location in these systems is strongly influenced by antennas performance which can provide several gains, bandwidths, polarizations and radiation patterns, due to large variety of antennas types and formats. This paper presents the design, manufacture and measurement of a compact microstrip antenna, for a 2.4 GHZ frequency band, enhanced with the use of Electromagnetic Band-Gap (EBG) structures, which improve the electromagnetic behavior of the conventional antennas. The microstrip antenna with an EBG structure integrated allows an improvement of the location system performance in about 25% to 30% relatively to a conventional microstrip antenna.

A New Approach to Monitoring Touristic and Cultural Routes: The Challenge of Development and Use of Indicators-Based Systems

The present paper results of an ongoing research project were it is expected to develop an information system to monitoring a cultural-touristic route. The route to monitor is the Romanesque Route of Tâmega. This Route is composed of 58 monuments located in the region of Tâmega in the North of Portugal. Due to the particular location of this region, that is between coastal zone, but not yet in the inland, it has a weak political influence, and it is reflected in the low levels of development at several levels, observed. The Romanesque Route was implemented in a part of this region in 1998, and enlarged to the all-region in 2010. In order to evaluate the socio-ecomonic impact of this route in the region a research project is being developed. The main goal of this paper is to open a discussion on the elements that must be taken into consideration to evaluate the economic and social impact of a touristic cultural route within a region and this one in particular.

A Voltage Limiter Circuit for Indoor Light Energy Harvesting Applications

A voltage limiter circuit for indoor light energy harvesting applications is presented. This circuit is a part of a bigger system, whose function is to harvest indoor light energy, process it and store it, so that it can be used at a later time. This processing consists on maximum power point tracking (MPPT) and stepping-up, of the voltage from the photovoltaic (PV) harvester cell. The circuit here described, ensures that even under strong illumination, the generated voltage will not exceed the limit allowed by the technology, avoiding the degradation, or destruction, of the integrated die. A prototype of the limiter circuit was designed in a 130 nm CMOS technology. The layout of the circuit has a total area of 23414 mu m(2). Simulation results, using Spectre, are presented.

Start-up circuit for low-power indoor light energy harvesting applications

A start-up circuit, used in a micro-power indoor light energy harvesting system, is described. This start-up circuit achieves two goals: first, to produce a reset signal, power-on-reset (POR), for the energy harvesting system, and secondly, to temporarily shunt the output of the photovoltaic (PV) cells, to the output node of the system, which is connected to a capacitor. This capacitor is charged to a suitable value, so that a voltage step-up converter starts operating, thus increasing the output voltage to a larger value than the one provided by the PV cells. A prototype of the circuit was manufactured in a 130 nm CMOS technology, occupying an area of only 0.019 mm(2). Experimental results demonstrate the correct operation of the circuit, being able to correctly start-up the system, even when having an input as low as 390 mV using, in this case, an estimated energy of only 5.3 pJ to produce the start-up.

Notice on a methodology for characterizing emissions of ultrafine particles/nanoparticles in microenvironments

Bearing in mind the potential adverse health effects of ultrafine particles, it is of paramount importance to perform effective monitoring of nanosized particles in several microenvironments, which may include ambient air, indoor air, and also occupational environments. In fact, effective and accurate monitoring is the first step to obtaining a set of data that could be used further on to perform subsequent evaluations such as risk assessment and epidemiologic studies, thus proposing good working practices such as containment measures in order to reduce occupational exposure. This paper presents a useful methodology for monitoring ultrafine particles/nanoparticles in several microenvironments, using online analyzers and also sampling systems that allow further characterization on collected nanoparticles. This methodology was validated in three case studies presented in the paper, which assess monitoring of nanosized particles in the outdoor atmosphere, during cooking operations, and in a welding workshop.

Accessing indoor fungal contamination using conventional and molecular methods in Portuguese poultries

Epidemiological studies showed increased prevalence of respiratory symptoms and adverse changes in pulmonary function parameters in poultry workers, corroborating the increased exposure to risk factors, such as fungal load and their metabolites. This study aimed to determine the occupational exposure threat due to fungal contamination caused by the toxigenic isolates belonging to the complex of the species of Aspergillus flavus and also isolates fromAspergillus fumigatus species complex. The study was carried out in seven Portuguese poultries, using cultural and molecularmethodologies. For conventional/cultural methods, air, surfaces, and litter samples were collected by impaction method using the Millipore Air Sampler. For the molecular analysis, air samples were collected by impinger method using the Coriolis μ air sampler. After DNA extraction, samples were analyzed by real-time PCR using specific primers and probes for toxigenic strains of the Aspergillus flavus complex and for detection of isolates from Aspergillus fumigatus complex. Through conventional methods, and among the Aspergillus genus, different prevalences were detected regarding the presence of Aspergillus flavus and Aspergillus fumigatus species complexes, namely: 74.5 versus 1.0% in the air samples, 24.0 versus 16.0% in the surfaces, 0 versus 32.6% in new litter, and 9.9 versus 15.9%in used litter. Through molecular biology, we were able to detect the presence of aflatoxigenic strains in pavilions in which Aspergillus flavus did not grow in culture. Aspergillus fumigatus was only found in one indoor air sample by conventional methods. Using molecular methodologies, however, Aspergillus fumigatus complex was detected in seven indoor samples from three different poultry units. The characterization of fungal contamination caused by Aspergillus flavus and Aspergillus fumigatus raises the concern of occupational threat not only due to the detected fungal load but also because of the toxigenic potential of these species.

Interlaboratory validation of an environmental monitoring method for trace analysis of endocrine disrupting compounds

Environmental pollution continues to be an emerging study field, as there are thousands of anthropogenic compounds mixed in the environment whose possible mechanisms of toxicity and physiological outcomes are of great concern. Developing methods to access and prioritize the screening of these compounds at trace levels in order to support regulatory efforts is, therefore, very important. A methodology based on solid phase extraction followed by derivatization and gas chromatography-mass spectrometry analysis was developed for the assessment of four endocrine disrupting compounds (EDCs) in water matrices: bisphenol A, estrone, 17b-estradiol and 17a-ethinylestradiol. The study was performed, simultaneously, by two different laboratories in order to evaluate the robustness of the method and to increase the quality control over its application in routine analysis. Validation was done according to the International Conference on Harmonisation recommendations and other international guidelines with specifications for the GC-MS methodology. Matrix-induced chromatographic response enhancement was avoided by using matrix-standard calibration solutions and heteroscedasticity has been overtaken by a weighted least squares linear regression model application. Consistent evaluation of key analytical parameters such as extraction efficiency, sensitivity, specificity, linearity, limits of detection and quantification, precision, accuracy and robustness was done in accordance with standards established for acceptance. Finally, the application of the optimized method in the assessment of the selected analytes in environmental samples suggested that it is an expedite methodology for routine analysis of EDC residues in water matrices.

Directional Moving Target Indication for Civil Traffic Monitoring Using Single Channel SAR

This paper presents a novel moving target indicator which is selective with respect to a direction of interest. Preliminary results indicate that the obtained selectivity may have high interest in civil traffic monitoring using single channel SAR data.

Cryptotermes brevis (Isoptera: Kalotermitidae) in the Azores : Lessons After 2 yr of Monitoring in the Archipelago

The dispersal flights of West Indian drywood termite, Cryptotermes brevis (Walker) (Isoptera: Kalotermitidae) were surveyed in the major cities of Azores. The sampling device used to estimate termite density consisted of a yellow adhesive trap (size 45 by 24 cm), placed with an artificial or natural light source in a dark attic environment. In addition, data from two other projects were used to improve the knowledge about the geographical distribution of the species. The level of infestation in the two main Azorean towns differed, with high levels in the houses of Angra do Heroísmo, whereas in Ponta Delgada, there are fewer houses with high levels of infestation. The infestation in Ponta Delgada shows a pattern of spreading from the center outward to the city's periphery, whereas in Angra do Heroísmo, there was a pattern of spreading outward from several foci. The heavy infestation observed in Angra do Heroísmo and the clear increase of infestation levels observed from 2010 to 2011 is a reason for concern and calls for an urgent application of an Integrated Pest Management (IPM) control strategy.

Long-term monitoring across elevational gradients to assess ecological hypothesis : a description of standardized sampling methods in oceanic islands and first results

We are launching a long-term study to characterize the biodiversity at different elevations in several Azorean Islands. Our aim is to use the Azores as a model archipelago to answer the fundamental question of what generates and maintains the global spatial heterogeneity of diversity in islands and to be able to understand the dynamics of change across time. An extensive, standardized sampling protocol was applied in most of the remnant forest fragments of five Azorean Islands. Fieldwork followed BRYOLAT methodology for the collection of bryophytes, ferns and other vascular plant species. A modified version of the BALA protocol was used for arthropods. A total of 70 plots (10 m x 10 m) are already established in five islands (Flores, Pico, São Jorge, Terceira and São Miguel), all respecting an elevation step of 200 m, resulting in 24 stations examined in Pico, 12 in Terceira, 10 in Flores, 12 in São Miguel and 12 in São Jorge. The first results regarding the vascular plants inventory include 138 vascular species including taxa from Lycopodiophyta (N=2), Pteridophyta (N=27), Pinophyta (N=2) and Magnoliophyta (N=107). In this contribution we also present the main research question for the next six years within the 2020 Horizon.

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

Mestrado em Engenharia Química. Ramo Tecnologias de Protecção Ambiental.

Nível de ruído no ambiente de trabalho do professor de educação física em aulas de ciclismo indoor

OBJETIVO: Analisar o nível de ruído no ambiente de trabalho do professor de educação física durante as aulas de ciclismo indoor e sua associação com alguns aspectos da saúde. MÉTODOS: Estudo transversal conduzido com 15 professores de educação física de diferentes academias de ginástica, na cidade do Rio de Janeiro (RJ), em 2007. As características do processo e da organização do trabalho e as queixas de saúde relatadas pelos professores foram coletadas por meio de questionário padronizado. Para verificação dos transtornos psiquiátricos menores foi usado o SRQ-20 (Self-Report Questionnaire). As medidas de pressão sonora foram realizadas em um aparelho portátil. O nível de pressão foi medido em dB(A) no nível equivalente de energia em diferentes pontos da sala e momentos da aula. As análises estatísticas utilizadas foram a ANOVA, o qui-quadrado e a correlação de Pearson. RESULTADOS: Os níveis de pressão sonora variaram entre 74,4 dB(A) e 101,6 dB(A). Os valores médios encontrados durante as aulas foram: a) aquecimento (média= 88,45 dB(A)); b) parte principal (média= 95,86 dB(A)); e, fechamento (média= 85,12 dB(A)). O ruído de fundo apresentou o valor médio de 66,89 dB(A). Houve diferenças significativas (p<0,001) entre os valores médios de ruído de fundo e as fases da aula. O ruído não se correlacionou aos transtornos psiquiátricos menores. CONCLUSÕES: Os profissionais de educação física que trabalham com ciclismo indoor estão sujeitos a níveis elevados de pressão sonora em suas aulas. Este agente físico tem sido associado a diversos problemas de saúde e, portanto, requerer um controle mais amplo.

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.

Auditoria energética e da QAI no âmbito do SCE de um edifício de serviços

Este trabalho foi realizado no âmbito da disciplina de Dissertação/Estágio do ramo de Optimização Energética na Indústria Química, do Mestrado em Engenharia Química do Instituto Superior de Engenharia do Porto e foi desenvolvido na empresa GreenWatt. O principal objectivo é efectuar uma auditoria energética e uma auditoria QAI a uma clínica de fisiatria de forma a preparar as ferramentas necessárias para a Certificação Energética e da QAI no enquadramento do Sistema de Certificação Energética. Na auditoria QAI foram analisados parâmetros físicos - temperatura, humidade relativa e partículas respiráveis PM10, parâmetros químicos - CO2, CO, O3, COVs, HCOH e o radão, e ainda parâmetros microbiológicos - bactérias, fungos e legionella. Na auditoria energética foi feita a caracterização dos vectores de energia utilizados no edifício, nomeadamente, gás natural e electricidade. Para esta caracterização efectuou-se um levantamento de toda a informação disponível relativa aos combustíveis utilizados, iluminação instalada, outros equipamentos consumidores de energia e perfis de utilização. Com recurso a analisadores de energia foram ainda medidos os consumos eléctricos do edifício. Com suporte nos dados provenientes da auditoria energética e das facturas anuais efectuou-se a validação da simulação dinâmica do edifício. Esta simulação é a base do cálculo do IEEnominal do edifício. Os resultados da auditoria QAI, permitiram verificar que existem valores nãoregulamentares em relação aos compostos orgânicos voláteis, fungos e bactérias. Da auditoria energética concluiu-se que o principal consumo de energia é o gás natural utilizado pelas caldeiras existentes. Este valor representa cerca de 81% do consumo total de energia, reproduzindo os mesmos resultados obtidos pela desagregação das facturas energéticas. No que respeita à electricidade concluiu-se que as bombas de água e os equipamentos eléctricos são os maiores consumidores deste vector, com, respectivamente, 53% e 23% do consumo total de energia eléctrica. Após a realização da simulação dinâmica, com base nos levantamentos realizados no edifício e na auditoria energética efectuada, obteve-se uma fotografia do edifício no que respeita ao seu desempenho energético, e calculou-se um IEEnominal de 40,54 kgep/m2.ano o que qualifica o edifício com uma Classe Energética E. O valor de CO2 emitido por este edifício em termos nominais, anualmente, é de 76,39 toneladas.