Influência da configuração da célula combustível microbiana na geração de energia elétrica a partir da degradação de compostos orgânicos

Nessa pesquisa foram testadas tanto CCM com membranas e sem membranas que tinham por característica reproduzir sistemas de tratamento de esgoto sanitário. A etapa experimental desse trabalho foi dividida entre o Brasil (ensaios com CCM sem a MTP e utilizando esgoto sanitário) e Portugal (ensaios com CCM tradicionais de uma e duas câmaras, utilizando água residuária sintética e a bactéria Lactobacillus pentosus). A execução em dois locais diferentes resultou em um maior aprofundamento e desenvolvimento da pesquisa. As CCM foram avaliadas principalmente quanto ao potencial elétrico e eficiência da degradação de compostos orgânicos (esgoto sanitário e água residuária sintética). Para os dados obtidos no Brasil, as três configurações apresentaram maior diferença na potência em função do modo de operação. A operação intermitente apresentou a maior potência (11 mW/m2) para a CCM cilíndrica de fluxo ascendente, enquanto que operação continua a maior potência (4,2 mW/m2) foi obtida para a CCM retangular de fluxo horizontal, a qual também apresentava uma maior facilidade na manutenção quanto aos eletrodos (adição/remoção). A CCM cúbica de fluxo ascendente devido a sua concepção simples demandava um sistema complementar para o aumento da remoção de DQO. Apesar da baixa potência mensurada para os ensaios realizados no Brasil há de se pontuar que os mesmos foram obtidos para reatores sem membranas e utilizando o esgoto sanitário, o qual apresentou grande sazonalidade. Para a etapa realizada em Portugal, foi possível realizar quinze diferentes ensaios e mais um ensaio específico de crescimento. A maior potência (10,37 mW/m2) foi obtida para CCM de câmara dupla operada de modo contínuo para um tempo de detenção hidráulico (TDH) de 20 horas. A maior potência obtida para a CCM de câmara única foi de 5,53 mW/m2 quando houve a adição do extrato de levedura (função teórica de mediador). A potência da CCM, na maioria das vezes, esteve relacionada à proporção de sólidos voláteis e totais, SV/ST, quantidade de bactérias, pH, características de operação e por fim a configuração da CCM. O ensaio de crescimento revelou a correlação da potência em função da quantidade de bactérias inseridas da massa do biofilme (SV) e mostra-se como uma ferramenta na avaliação da potência das CCM.

Desenvolvimento de célula Pockels na topologia reflexiva aplicada a TP óptico de alta tensão.

O trabalho aborda o estudo e o desenvolvimento de um interferômetro sensor de alta tensão, baseado em célula Pockels (modulador eletro-óptico) na topologia reflexiva (\"double pass\") e que é parte integrante de um Transformador de Potencial Óptico (TPO), que utiliza sistema interferométrico de luz branca (WLI-White Light Interferometry), que está sendo desenvolvido pelo grupo do Laboratório de Sensores Ópticos (LSO) do PEA-EPUSP, e é capaz de medir diretamente tensões presentes em sistema elétrico de potência (SEP) classe 69kVRMS. Para desenvolver o tema proposto foi feita uma revisão da literatura baseada em livros, artigos e teses para identificar topologias em moduladores eletro-ópticos transmissiva (\"single pass\") e reflexiva (\"double pass\") para definir o tipo de modulador mais adequado para a aplicação em questão. A partir dos estudos e implementações realizadas, verificou-se um enorme potencial para o desenvolvimento e aplicação da topologia \"double pass\" no sensor interferométrico da célula de alta tensão do TPO. A topologia mostrou-se vantajosa em relação aos protótipos dos TPOs desenvolvidos anteriormente, a partir de características tais como: a facilidade de recurso de alinhamento do feixe de luz, construção e reprodução relacionados ao cristal eletro-óptico, diminuição do número de componentes ópticos volumétricos e aumento da rigidez dielétrica da célula sensora. Simulações computacionais foram realizadas mediante a aplicação do método dos elementos finitos (MEF) que contribuíram para o auxílio do projeto da célula sensora, particularmente, para estimativa do valor da voltagem de meia onda, V?, parâmetro importante para o projeto do TPO. Um protótipo do TPO com célula sensora de alta tensão reflexiva foi implementado e testado no laboratório de alta tensão do IEEUSP a partir de ensaios com tensões nominais de 69kVrms a 60Hz e máxima de 140kVrms a 60 Hz. Como resultado deste trabalho, amplia-se o conhecimento e domínio das técnicas de construção de interferômetros sensores de alta tensão na topologia reflexiva aplicadas a TPOs.

Célula de medida de viscosidade de líquidos

O objetivo deste trabalho é o projeto, construção e teste de um sistema que permita a medida de viscosidade de líquidos utilizando o método do fio vibrante em regime livre. A principal contribuição original deste trabalho é o modo de controlo do estímulo e aquisição de sinal no contexto da medição de viscosidade, utilizando uma interface gráfica (GUI) onde o utilizador pode controlar o estímulo e a taxa de aquisição do sensor. A Field Programmable Gate Array (FPGA) é utilizada para controlar e sincronizar todo o sistema e fazer a ligação entre a interface gráfica e o hardware desenvolvido para condicionar o sinal de estímulo do fio vibrante e de resposta do fio vibrante. A amplitude eficaz máxima de corrente a estimular o fio vibrante permite utilizar fios vibrantes com um diâmetro maior e efetuar medições em líquidos mais viscosos. Utilizando o protótipo desenvolvido para adquirir a resposta do fio vibrante fez-se o ajuste dos pontos experimentais à equação que descreve o comportamento teórico da resposta do fio vibrante, obtendo-se valores de frequência e amortecimento da resposta do fio vibrante com um desvio padrão de e respetivamente, permitindo assim calcular a viscosidade do líquido em estudo.

Pegylation of DDA:TDB liposomal adjuvants reduces the vaccine depot effect and alters the Th1/Th2 immune responses

The adjuvant efficacy of cationic liposomes composed of dimethyldioctadecylammonium bromide and trehalose dibehenate (DDA:TDB) is well established. Whilst the mechanism behind its immunostimulatory action is not fully understood, the ability of the formulation to promote a 'depot effect' is a consideration. The depot effect has been suggested to be primarily due to their cationic nature which results in electrostatic adsorption of the antigen and aggregation of the vesicles at the site of injection. The aim of the study was to further test this hypothesis by investigating whether sterically stabilising DDA:TDB with polyethylene glycol (PEG) reduces aggregation, and subsequently influences the formation of a depot at the site of injection. Results reported demonstrate that high (25%) levels of PEG was able to significantly inhibit the formation of a liposome depot and also severely limit the retention of antigen at the site, resulting in a faster drainage of the liposomes from the site of injection. This change in biodistribution profile was reflected in the immunisation response, where lower levels of IgG2b antibody and IFN-? and higher level of IL-5 cytokine were found. Furthermore entrapping antigen within DDA:TDB liposomes did not improve antigen retention at the injection site compared surface adsorbed antigen. © 2011 Elsevier B.V. All rights reserved.

Comparison of the depot effect and immunogenicity of liposomes based on dimethyldioctadecylammonium (DDA), 3β-[N-(N',N'-Dimethylaminoethane)carbomyl] cholesterol (DC-Chol), and 1,2-Dioleoyl-3-trimethylammonium propane (DOTAP):prolonged liposome retention mediates stronger Th1 responses

The immunostimulatory capacities of cationic liposomes are well-documented and are attributed both to inherent immunogenicity of the cationic lipid and more physical capacities such as the formation of antigen depots and antigen delivery. Very few studies have however been conducted comparing the immunostimulatory capacities of different cationic lipids. In the present study we therefore chose to investigate three of the most well-known cationic liposome-forming lipids as potential adjuvants for protein subunit vaccines. The ability of 3ß-[N-(N',N'-dimethylaminoethane)carbomyl] cholesterol (DC-Chol), 1,2-dioleoyl-3-trimethylammonium propane (DOTAP), and dimethyldioctadecylammonium (DDA) liposomes incorporating immunomodulating trehalose dibehenate (TDB) to form an antigen depot at the site of injection (SOI) and to induce immunological recall responses against coadministered tuberculosis vaccine antigen Ag85B-ESAT-6 are reported. Furthermore, physical characterization of the liposomes is presented. Our results suggest that liposome composition plays an important role in vaccine retention at the SOI and the ability to enable the immune system to induce a vaccine specific recall response. While all three cationic liposomes facilitated increased antigen presentation by antigen presenting cells, the monocyte infiltration to the SOI and the production of IFN-? upon antigen recall was markedly higher for DDA and DC-Chol based liposomes which exhibited a longer retention profile at the SOI. A long-term retention and slow release of liposome and vaccine antigen from the injection site hence appears to favor a stronger Th1 immune response.

Th1 immune responses can be modulated by varying dimethyldioctadecylammonium and distearoyl-sn-glycero-3-phosphocholine content in liposomal adjuvants

Objectives - Cationic liposomes of dimethyldioctadecylammonium bromide (DDA) combined with trehalose 6,6'-dibehenate (TDB) elicit strong cell-mediated and antibody immune responses; DDA facilitates antigen adsorption and presentation while TDB potentiates the immune response. To further investigate the role of DDA, DDA was replaced with the neutral lipid of distearoyl-sn-glycero-3-phosphocholine (DSPC) over a series of concentrations and these systems investigated as adjuvants for the delivery of Ag85B–ESAT-6-Rv2660c, a multistage tuberculosis vaccine. Methods - Liposomal were prepared at a 5?:?1 DDA–TDB weight ratio and DDA content incrementally replaced with DSPC. The physicochemical characteristics were assessed (vesicle size, zeta potential and antigen loading), and the ability of these systems to act as adjuvants was considered. Key findings - As DDA was replaced with DSPC within the liposomal formulation, the cationic nature of the vesicles decreases as does electrostatically binding of the anionic H56 antigen (Hybrid56; Ag85B-ESAT6-Rv2660c); however, only when DDA was completed replaced with DSPC did vesicle size increase significantly. T-helper 1 (Th1)-type cell-mediated immune responses reduced. This reduction in responses was attributed to the replacement of DDA with DSPC rather than the reduction in DDA dose concentration within the formulation. Conclusion - These results suggest Th1 responses can be controlled by tailoring the DDA/DSPC ratio within the liposomal adjuvant system.

Th1 immune responses can be modulated by varying dimethyldioctadecylammonium and distearoyl-sn-glycero-3-phosphocholine content in liposomal adjuvants

Objectives Cationic liposomes of dimethyldioctadecylammonium bromide (DDA) combined with trehalose 6,6′-dibehenate (TDB) elicit strong cell-mediated and antibody immune responses; DDA facilitates antigen adsorption and presentation while TDB potentiates the immune response. To further investigate the role of DDA, DDA was replaced with the neutral lipid of distearoyl-sn- glycero-3-phosphocholine (DSPC) over a series of concentrations and these systems investigated as adjuvants for the delivery of Ag85B-ESAT-6-Rv2660c, a multistage tuberculosis vaccine. Methods Liposomal were prepared at a 5: 1 DDA-TDB weight ratio and DDA content incrementally replaced with DSPC. The physicochemical characteristics were assessed (vesicle size, zeta potential and antigen loading), and the ability of these systems to act as adjuvants was considered. Key findings As DDA was replaced with DSPC within the liposomal formulation, the cationic nature of the vesicles decreases as does electrostatically binding of the anionic H56 antigen (Hybrid56; Ag85B-ESAT6-Rv2660c); however, only when DDA was completed replaced with DSPC did vesicle size increase significantly. T-helper 1 (Th1)-type cell-mediated immune responses reduced. This reduction in responses was attributed to the replacement of DDA with DSPC rather than the reduction in DDA dose concentration within the formulation. Conclusion These results suggest Th1 responses can be controlled by tailoring the DDA/DSPC ratio within the liposomal adjuvant system. © 2013 Royal Pharmaceutical Society.

Desenvolvimento da célula base de microestruturas periódicas de compósitos sob otimização topológica

This thesis develops a new technique for composite microstructures projects by the Topology Optimization process, in order to maximize rigidity, making use of Deformation Energy Method and using a refining scheme h-adaptative to obtain a better defining the topological contours of the microstructure. This is done by distributing materials optimally in a region of pre-established project named as Cell Base. In this paper, the Finite Element Method is used to describe the field and for government equation solution. The mesh is refined iteratively refining so that the Finite Element Mesh is made on all the elements which represent solid materials, and all empty elements containing at least one node in a solid material region. The Finite Element Method chosen for the model is the linear triangular three nodes. As for the resolution of the nonlinear programming problem with constraints we were used Augmented Lagrangian method, and a minimization algorithm based on the direction of the Quasi-Newton type and Armijo-Wolfe conditions assisting in the lowering process. The Cell Base that represents the composite is found from the equivalence between a fictional material and a preescribe material, distributed optimally in the project area. The use of the strain energy method is justified for providing a lower computational cost due to a simpler formulation than traditional homogenization method. The results are presented prescription with change, in displacement with change, in volume restriction and from various initial values of relative densities.

Conceção e desenvolvimento de produto, ferramenta e célula de produção

O trabalho apresentado descreve todo o processo de conceção e desenvolvimento de um produto, ferramenta e célula de fabrico, realizado numa empresa de moldes situada na zona da Marinha Grande e denominada por Moldes RP – Indústria Moldes, Sociedade Unipessoal, Lda. Com o desenvolvimento deste novo produto, a empresa pretende atingir novos mercados, alargando a sua cadeia de valor a jusante do fabrico de moldes, integrando a componente de moldação por injeção e sopro, como forma de cimentar a sua posição no mercado global e assumir a conceção e desenvolvimentos de produtos como um eixo estratégico de negócios. Uma das formas de despoletar processos de desenvolvimento de produtos reside na identificação de oportunidades. Neste âmbito, e no respeitante ao produto em foco neste trabalho, verifica-se uma tendência para a proibição de utilização de copos de vidro em espaços públicos, nomeadamente concertos, eventos desportivos e praias, entre outros, o que força os promotores e consumidores a consumir bebidas em copos que respeitem estas condições.Neste contexto, foi identificada como oportunidade o desenvolvimento e produção de um copo de formas complexas e que respeite as condições descritas, tendo por base uma metodologia de conceção e desenvolvimento de produto eficaz. Para tal, o processo adotado como suporte ao desenvolvimento deste produto envolveu, desde os conceitos iniciais de identificação da ideia, pesquisa do estado da arte, análise do meio envolvente e a identificação de vantagens competitivas, até à definição clara de requisitos do produto para a geração do modelo. Complementarmente, e ao nível da produção do produto desenvolvido foi desenvolvida uma tecnologia que permite a obtenção do produto idealizado, através da integração da moldação por injeção sobreposta e moldação por sopro. De destacar que este desenvolvimento culminou num pedido de patente. Por último, e tendo em consideração a análise da viabilidade financeira do produto e processo de produção, é ainda efetuada uma estimativa inicial do custo do produto e o cálculo final do produto tendo em conta as condicionantes relativas ao processo de fabrico.