Sistema de mapeamento e localização simultânea para inspecção subaquática

A sequente dissertação resulta do desenvolvimento de um sistema de navegação subaquático para um Remotely Operated Vehicle (ROV). A abordagem proposta consiste de um algoritmo em tempo real baseado no método de Mapeamento e Localização Simultâneo (SLAM) a partir de marcadores em ambientes marinhos não estruturados. SLAM introduz dois principais desafios: (i) reconhecimento dos marcadores provenientes dos dados raw do sensor, (ii) associação de dados. Na detecção dos marcadores foram aplicadas técnicas de visão artificial baseadas na extracção de pontos e linhas. Para testar o uso de features no visual SLAM em tempo real nas operações de inspecção subaquáticas foi desenvolvida uma plataforma modicada do RT-SLAM que integra a abordagem EKF SLAM. A plataforma é integrada em ROS framework e permite estimar a trajetória 3D em tempo real do ROV VideoRay Pro 3E até 30 fps. O sistema de navegação subaquático foi caracterizado num tanque instalado no Laboratório de Sistemas Autónomos através de um sistema stereo visual de ground truth. Os resultados obtidos permitem validar o sistema de navegação proposto para veículos subaquáticos. A trajetória adquirida pelo VideoRay em ambiente controlado é validada pelo sistema de ground truth. Dados para ambientes não estruturados, como um gasoduto, foram adquiridos e obtida respectiva trajetória realizada pelo robô. Os dados apresentados comprovam uma boa precisão e exatidão para a estimativa da posição.

Optimização de células fotovoltaicas

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Microelectrónica e Nanotecnologias

Avaliação do potencial de atenuação natural do passivo ambiental das bacias de lamas oleosas da RESIM - Águas de St. André - Caso de estudo

As bacias de lamas oleosas do Ecoparque RESIM de Santo André constituem um passivo ambiental devido à contaminação dos seus solos. O presente trabalho consistiu no estudo de amostras de solo provenientes das bacias de lamas oleosas com o objectivo de avaliar o potencial de atenuação natural nas mesmas. As amostras foram caracterizadas para vários parâmetros físico-químicos como pH, potencial redox, condutividade eléctrica, aniões (através do método de cromatografia iónica), textura, teor de humidade e densidade e foram ainda determinados os compostos orgânicos voláteis e semi-voláteis das amostras de forma a conhecer a natureza da contaminação. A determinação dos compostos orgânicos voláteis foi realizada com os métodos Headspace - Cromatografia Gasosa - Espectrometria de massa. Os compostos semi-voláteis foram extraídos através do método Soxhlet Warm e determinados através de Cromatografia Gasosa - Espectrometria de Massa. Tanto a caracterização físico-química como a determinação dos compostos foram realizadas antes e após um ensaio de respirometria. Os ensaios de respirometria foram realizados em frascos OxiTop e conduzidos em ambiente controlado a uma temperatura média de 23,5 ºC durante alguns dias. Os contaminantes detetados foram essencialmente hidrocarbonetos aromáticos policíclicos (PAH), mais concretamente o naftaleno, compostos BTEX e uma vasta gama de hidrocarbonetos do petróleo. As amostras em estudo apresentaram variações nas abundâncias e natureza dos compostos presentes após os ensaios de respirometria. O método de respirometria utilizado não se mostrou apropriado para amostras com elevadas abundâncias de compostos orgânicos voláteis.

The cellular basis of a congenital heart defect Drosophila

RESUMO: Mutações em genes envolvidos na formação do coração e anomalias em qualquer etapa deste processo causam frequentemente malformações cardíacas, que representam o tipo mais comum de defeitos em neonatais, afetando cerca de 1% dos nascimentos por ano. Assim, estima-se que 20 milhões de pessoas sejam portadoras de um defeito cardíaco congénito. O coração da Drosophila melanogaster (mosca-da-fruta), denominado vaso dorsal, é um órgão relativamente simples que actua como uma bomba muscular, contraindo automaticamente para permitir a circulação da hemolinfa através do corpo. A formação do vaso dorsal na mosca é muito semelhante ao desenvolvimento do coração em vertebrados, representando por isso, um poderoso modelo para estudar a rede de genes e os padrões regulatórios relacionados com o desenvolvimento deste órgão. Anteriormente, nós identificámos um gene em Drosophila, darhgef10, fortemente expresso no coração em desenvolvimento e cuja deleção induz anormalidades cardíacas subtis mas prevalentes. Os mutantes para darhgef10 são viáveis e férteis no ambiente controlado de laboratório. Este trabalho teve como objectivos caracterizar fenotipicamente os mutantes nulos para darhgef10, determinar a localização subcelular da proteína dArhgef10 e investigar a base celular subjacente ao defeito no alinhamento dos cardioblastos observado nos mutantes. Os nossos resultados revelaram que a deleção de darhgef10 provoca uma severa redução da viabilidade, sem no entanto comprometer o tempo de desenvolvimento e a longevidade. Por outro lado, o aumento da expressão de darhgef10 em músculos, glândulas salivares e no disco imaginal do olho afeta drasticamente a integridade destes tecidos. A expressão ectópica de darhgef10 in vitro e in vivo revelou que a proteína está localiza no citoplasma com enriquecimento junto à membrana celular, com associação à actina F. Live imaging de embriões mutantes para darhgef10 revelou que os defeitos observados no coração podem estar associados a um defeito na adesão dos músculos alary e/ou das células pericardiais ao vaso dorsal. O homólogo humano de darhgef10, ARHGEF10, também é expresso no coração e está associação a uma maior susceptibilidade para a ocorrência de acidentes vasculares cerebrais aterotrombóticos, sugerindo que o que aprendemos sobre darhgef10 em Drosophila pode ter implicações do ponto de vista clínico para a saúde humana. ----------------------------- ABSTRACT: Mutations in genes controlling heart development and abnormalities in any of its steps frequently cause cardiac malformations, the most common type of birth defects in humans, affecting nearly 1% of births per year. Hence around 20 million adults are expected to live with a congenital heart defect. The Drosophila melanogaster heart, called dorsal vessel, is a relatively simple organ that acts as a muscular pump contracting automatically to allow the circulation of hemolymph. Drosophila heart formation shares many similarities with heart development in vertebrates providing a powerful system to study gene networks and regulatory pathways involved in heart development. We have previously identified a Drosophila gene, darhgef10, which is strongly expressed in the developing heart and when deleted, leads to flies with highly prevalent yet subtle heart abnormalities, compatible with unchallenged life in the laboratory. Our aims were to phenotypically characterize homozygous null darhgef10 mutants, characterize the subcellular localization of dArhgef10 and to study the cellular basis of the misaligned cardioblasts defect. We found that about half of darhgef10 mutants die during development. However, the survivors surprisingly have a nearly normal developmental time, adult locomotor behavior and total lifespan. Detection of transgene-derived dArhgef10 protein in vitro and in vivo using custom antibodies revealed a cytosolic protein slightly enriched in the cellular membranes and associated with F-actin. Tissue-specific darhgef10 expression disrupts the normal morphology of developing muscles, salivary glands and the eye. Live imaging of darhgef10 mutant embryos revealed that heart defect could be caused by a reduced capacity of attachment of pericardial cells and/or alary muscle to dorsal vessel. The human homolog of darhgef10 is also expressed in the heart and is a susceptibility gene for atherothrombotic stroke, suggesting that what we learn about the function of this gene and its phenotypes in Drosophila could have implications to human health.

Estudo comparativo de medição da velocidade da onda de pulso: VasoCheck versus complior

A medição da Velocidade da Onda de Pulso (VOP), enquanto meio complementar de diagnóstico e tratamento das doenças cardiovasculares, é considerada um marcador precoce de compromisso arterial em diversos contextos clínicos. O seu papel consolida-se na prevenção primária da patologia arterial, através da avaliação das propriedades mecânicas dos vasos sanguíneos, nomeadamente, quanto à sua rigidez e distensibilidade. Neste trabalho pretende-se comparar os valores experimentais da VOP obtidos com dois métodos de medição diferentes. Para a obtenção das ondas de pulso, utilizaram-se dois equipamentos não-invasivos que permitem uma avaliação in-vivo das propriedades mecânicas dos vasos sanguíneos. Estes distinguem-se pelo princípio físico em que se baseiam: o Complior usa sensores de pressão, baseando-se no princípio piezoeléctrico e o protótipo do equipamento VasoCheck, desenvolvido no nosso grupo da NMT, usa sensores ópticos de infra-vermelho, baseando-se no princípio fotopletismográfico (FPG). As medições com os dois métodos realizaram-se em ambiente controlado, numa amostra de 42 voluntários dos 20 aos 30 anos de idade, de ambos os sexos, saudáveis e sem diagnóstico cardiovascular associado. Os dados experimentais obtidos com os métodos e sensores acima enunciados foram tratados estatisticamente. Os valores da VOP obtidos com o método FPG mostraram-se consistentes e em boa concordância com os obtidos com o método piezoeléctrico. O método FPG aparenta ser mais rápido na sua utilização. Futuramente, evidencia-se importante repetir a série de medições com os dois métodos numa amostra maior, estendendo-a também a voluntários com diagnóstico cardiovascular conhecido. Com base neste trabalho foi apresentada a comunicação painel “Análise comparativa de dois métodos de medição da Velocidade da Onda de Pulso” na International Conference on Health Technology Assessment and Quality Management 2012, realizada a 3 e 4 de Fevereiro de 2012 na Escola Superior de Tecnologia da Saúde de Lisboa.

Avaliação de níveis protéicos para a nutrição de juvenis de matrinxã (Brycon cephalus)

O matrinxã (Brycon cephalus - Gunther, 1869), é uma espécie de peixe nativa da bacia Amazônica que tem despertado grande interesse entre pesquisadores e piscicultores de todo o Brasil. A crescente demanda pelo cultivo desta espécie em ambiente controlado se deve, principalmente, à sua pronta adaptação ao cativeiro e à aceitação de alimentos artificiais, tanto de origem vegetal quanto animal, ao lado do seu elevado valor comercial. Contudo, para ser um empreendimento comercial bem sucedido, o alimento a ser fornecido a esta espécie deve atender a suas necessidades em proteína e permitir elevados ganhos de peso em períodos curtos. O experimento foi conduzido na estação de aqüicultura da Embrapa Amazônia Ocidental. Foram testados cinco níveis de proteína bruta (16, 19, 22, 25 e 28%) em dietas isocalóricas (EB = 390 kcal/100g) em um delineamento experimental inteiramente casualizado com três repetições para cada tratamento. Os resultados obtidos após 210 dias de estudo mostraram que a dieta contendo 28 % de proteína bruta promoveu o maior ganho de peso, melhor conversão alimentar e mais alto crescimento corporal entre os níveis testados, indicando que este nível protéico atendeu satisfatoriamente às necessidades de proteína para esta espécie, nas condições deste experimento.

Optimização de Células Fotovoltaicas

Perante os cenários do aumento da população mundial, da concentração de CO2, dos custos dos combustíveis, do consumo energético mundial e das alterações climáticas, surgiu a necessidade de encontrar fontes de energias alternativas. Neste contexto, a Energia Solar Fotovoltaica, fruto de investigações e investimentos realizados, teve um grande impacto na última década, registando um aumento significativo quer da produção de painéis fotovoltaicos ou de instalações de sistemas fotovoltaicos no Mundo. A Energia solar Fotovoltaica surge como uma energia alternativa limpa, inesgotável e que contribui para a diminuição do impacto ambiental, mas o elevado custo inicial é ainda um entrave à sua comercialização, sendo por isso importante conseguir uma optimização na produção dos painéis fotovoltaico bem como em instalações a fim de optimizar o seu rendimento. Um dos objectivos deste trabalho foi instalar e monitorizar um sistema fotovoltaico no telhado do laboratório de máquinas eléctricas do ISEL. Foi instalado um sistema com uma potência de 990 Watts. A monitorização dos módulos durante alguns períodos de 2011 e 2012 demonstraram um bom desempenho do sistema fotovoltaico instalado comparativamente aos valores estimados. Outro objectivo deste trabalho foi estudar a influência da temperatura no rendimento das células fotovoltaicas. A primeira fase deste estudo foi desenvolver um modelo matemático de uma célula fotovoltaica em Simulink/Matlab. As curvas obtidas da simulação numérica do modelo matemático permitiram observar e demonstrar a influência do aumento da temperatura das células fotovoltaicas na sua potência e rendimento. A segunda fase deste estudo tinha como objectivo comprovar experimentalmente o efeito da temperatura e analisar possíveis meios que permitissem refrigerar as células fotovoltaicas. Através de uma montagem experimental específica as células fotovoltaicas foram testadas num ambiente controlado. Os valores obtidos permitiram observar uma diminuição de cerca de 36% da temperatura das células utilizando refrigeração e consequente aumento do rendimento.

Trocas gasosas em videira sob regime de estresse hídrico. II. fotorrespiração e comportamento varietal

Analisou-se a fotorrespiração em folhas de videira (Vitis vinifera L.) submetidas a um regime de estresse hídrico, com o objetivo de caracterizar o comportamento de diferentes cultivares. Foram utilizadas plantas de dois anos, enxertadas sobre o porta-enxerto Fercal, plantadas em vasos plásticos e cultivadas em ambiente controlado. A fotorrespiração foi calculada a partir de medidas das trocas gasosas foliares. Os valores absolutos da fotorrespiração variaram pouco entre cultivares e nível de irrigação; já a eficiência da carboxilação e o ponto de compensação ao CO2 foram bastante afetados pelo estresse hídrico, o que revela diferentes níveis de sensibilidade varietal. Foi verificada a ocorrência de inibição não-estomática da fotossíntese, afetando diferencialmente as cultivares analisadas. Destacou-se, ainda, a maior adaptação da Chardonnay às condições de estresse hídrico, em oposição à grande sensibilidade da Sémillon e da Ugni blanc.

Espectro de gotas de bicos de pulverização hidráulicos de jato plano e de jato cônico vazio

A escolha e o uso adequado de bicos de pulverização são essenciais para a correta aplicação de agrotóxicos. Este trabalho teve como objetivo avaliar o espectro de gotas de bicos de pulverização hidráulicos de jato plano padrão e de jato cônico vazio, com diferentes vazões nominais. Em ambiente controlado, avaliou-se o espectro de gotas por meio de um analisador a laser de gotas em tempo real, nas faixas de pressão de 200 a 400 kPa para os bicos de jato plano, e de 400 a 600 kPa para os bicos de jato cônico vazio. Realizou-se também um estudo teórico sobre a distância horizontal percorrida por gotas de tamanho conhecido. Os bicos de jato cônico vazio apresentaram gotas de menor tamanho em relação aos de jato plano e, por isso, proporcionaram maior densidade de gotas depositadas sobre a superfície-alvo. Todos os bicos apresentaram densidade de gotas superior a 110 gotas cm-2. No entanto, o potencial de deriva foi alto, principalmente o dos bicos de jato cônico, requerendo estratégias para sua redução. É possível estimar a distância horizontal percorrida por gotas de tamanho conhecido.

Aclimatação ao frio e dano por geada em canola

O objetivo deste trabalho foi avaliar a influência da aclimatação ao frio sobre o dano causado pela geada em diferentes estádios fenológicos de genótipos de canola. Foram realizados cinco experimentos em ambiente controlado, em 2006, 2007 e 2008. Os fatores avaliados foram: genótipos, aclimatação (com; sem), intensidades de geada, estádios de desenvolvimento de plantas, regimes de aclimatação e regimes de geada. As variáveis avaliadas foram: queima de folhas, massa de matéria seca, estatura de plantas, duração de subperíodo, componentes de rendimento e rendimento de grãos. A aclimatação ao frio, antes da geada, resultou em menor queima de folhas e maior massa de matéria seca, em comparação a plantas não aclimatadas. As geadas foram prejudiciais a partir de -6°C no início do ciclo de desenvolvimento, principalmente em plantas não aclimatadas, e a partir de -4ºC na floração, com redução do número de síliquas e do número de grãos por síliqua. A aclimatação após as geadas não contribuiu para a tolerância da canola a esse evento. Geadas consecutivas não acarretaram maior prejuízo à canola. A aclimatação de plantas de canola antes da geada reduz os danos, principalmente quando a geada ocorre no início do desenvolvimento das plantas.

Desempenho de cultivares de arroz com uso de reguladores de crescimento, em diferentes sistemas de cultivo

O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito de reguladores de crescimento sobre o estabelecimento inicial e o desempenho agronômico de cultivares de arroz irrigado, em diferentes sistemas de cultivo. O experimento foi conduzido em ambiente controlado e em campo, com as cultivares Irga 424 e Irga 425, e os produtos ácido giberélico, tiametoxam e Haf Plus. Em campo, os tratamentos foram testados nos sistemas de cultivo convencional e pré-germinado. Em ambiente controlado, as substâncias avaliadas promoveram a germinação de Irga 425, com incremento de 50% na germinação com o uso de tiametoxam, e de 39% com Haf Plus e ácido giberélico. Em campo, esse desempenho foi dependente do sistema de cultivo e da cultivar utilizada. O ácido giberélico causou estiolamento inicial, com reflexos na estatura da planta, na emissão de perfilhos e na deposição de biomassa vegetal. Tiametoxam e Haf Plus estimularam o perfilhamento das cultivares de arroz, nos dois sistemas de cultivo. Apesar de todos os produtos estimularem o número de panículas por metro quadrado, sua influência na produtividade de grãos não foi observada nos sistemas avaliados.

Biologia e tabela de vida do ácaro-vermelho Tetranychus bastosi em pinhão-manso

O objetivo deste trabalho foi determinar a biologia e a tabela de vida de Tetranychus bastosi em pinhão-manso (Jatropha curcas). O experimento foi realizado em ambiente controlado a 26ºC e 75% de UR, com fotófase de 12 horas. Os ovos usados nos experimentos foram oriundos de criação estoque. As avaliações foram realizadas duas vezes ao dia, para a biologia do ácaro, e uma vez, para os parâmetros reprodutivos. O ciclo médio de vida das fêmeas foi de 9,63 dias e o dos machos, de 8,94 dias. A razão sexual foi 0,65 e a longevidade média das fêmeas foi de 16 dias, com produção média de 59 ovos por fêmea. Os parâmetros de tabela de vida obtidos foram: taxa líquida de reprodução (Ro), 45,41 indivíduos; duração média das gerações (T), 12,66 dias; taxa intrínseca de crescimento (r m), 0,0538 fêmea por fêmea por dia; razão finita de aumento (λ), 1,023 fêmea por fêmea; e tempo para duplicação da população (TD), 3,15 dias. O ácaro T. bastosi desenvolve-se bem e apresenta alto potencial reprodutivo sobre folhas de pinhão-manso.

Eficiência de uso de nitrogênio em cultivares de trigo pioneiras e modernas

O objetivo deste trabalho foi caracterizar cultivares brasileiras de trigo, desenvolvidas em diferentes décadas, quanto à eficiência de uso de N, sob diferentes disponibilidades do nutriente. Dez cultivares de trigo, lançadas entre 1940 e 2009, foram submetidas a quatro doses de adubação nitrogenada (0, 60, 120 e 180 kg ha-1 de N), em ambiente controlado, em delineamento de blocos ao acaso, com três repetições. A produtividade de grãos aumentou em 0,54, 0,74, 0,74 e 0,82% ao ano, nas doses de 0, 60, 120 e 180 kg ha-1 de N, respectivamente. As eficiências de absorção e de utilização de N estiveram positivamente associadas à eficiência de uso do nitrogênio, com estreitamento na relação em condições de alta disponibilidade de N. As cultivares modernas são mais eficientes no uso do N e toleram doses mais baixas do nutriente, em comparação às cultivares pioneiras. Para o desenvolvimento de cultivares mais eficientes no uso de N, os programas de melhoramento genético de trigo devem priorizar a seleção de genótipos com maiores eficiências de absorção, remobilização e utilização de N.

Qualidade pós-colheita de cerejas cv. Ambrunés utilizando coberturas comestíveis

Objetivou-se, com o presente trabalho, avaliar a qualidade de cerejas cv. Ambrunés ("picotas"), cobertas com películas comestíveis à base de zeína e cera de carnaúba, aplicadas na forma de imersão e pulverização, e armazenadas em ambiente controlado a 5 ºC ± 0,5 ºC e umidade relativa de 90 - 95 %. Os parâmetros usados para avaliar a qualidade dos frutos foram: sólidos solúveis totais (SST), acidez total titulável (ATT), perda de peso, relação SST/ATT e deterioração fúngica. Os frutos foram avaliados até o 52º dia de conservação. A emulsão de cera de carnaúba mostrou-se superior em todos os parâmetros, quando comparados com os frutos-testemunha e os cobertos com zeína. A cobertura à base de zeína provocou a aceleração da maturação dos frutos e apresentou deterioração fúngica a partir do 24º dia de armazenamento. Foi observado que a forma de comercialização das cerejas sem o pedúnculo ("picotas") representa maior possibilidade de contaminação fúngica através da área lesionada. A emulsão de cera de carnaúba aplicada na forma de imersão retardou a podridão até o 45º dia de conservação, apresentando-se como o melhor tratamento.

Germinação de sementes e desenvolvimento inicial de plântulas de achachairu

O achachairu (Garcinia sp), fruta largamente produzida na Bolívia, vem sendo comercializado no Brasil há vários anos. O fruto é globoso-oblongo, de polpa branca, suculenta e textura mucilaginosa e de sabor doce-acidulado equilibrado (ºBrix 15 e pH 4,1). Devido ao crescente interesse em seu cultivo no Brasil, pesquisaram-se a germinação das sementes e o desenvolvimento das plântulas durante os primeiros 12 meses após sua emergência. As sementes, extraídas de frutos bem maduros, foram postas a germinar em duas situações: 1) ambiente controlado em estufa tipo B.O.D., sob as temperaturas de 25 e 30 ºC, fotoperíodo de 16 horas e irradiância de 32 µmol.m-1.s-1, e 2) ambiente de temperatura não-controlada: 3) B.O.D, cuja temperatura oscilava entre 20 e 30 ºC, e 4) sob temperatura ambiente de laboratório (25± 2 ºC). O melhor resultado foi obtido na temperatura constante de 30 ºC, com germinação de 92% e índice de velocidade de germinação (IVG) de 0,255. Quando germinada em ambiente de laboratório, a germinação das sementes mostrou-se baixa (30%), com IVG de 0,015. O desenvolvimento das plântulas em casa de vegetação ocorreu de forma bastante lenta, principalmente nas primeiras semanas após a emergência. O primeiro par de folhas surgiu após três semanas da emergência das plântulas, quando essas mediam 8 cm em média. A partir do oitavo mês de desenvolvimento, as plântulas emitiram várias ramificações laterais a partir da porção mediana para a região apical.