ECO-betão com adição de resíduo da indústria petrolífera

Dissertação de natureza Científica para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Civil na Área de Especialização em Edificações

Visualização e manipulação de informação em ambientes 3D imersivos

Ainda antes da invenção da escrita, o desenho foi utilizado para descrever a realidade, tendo evoluído ao longo dos tempos, ganhando mais qualidade e pormenor e recorrendo a suportes cada vez mais evoluídos que permitissem a perpetuação dessa imagem: dessa informação. Desde as pinturas rupestres, nas paredes de grutas paleolíticas, passando pelos hieróglifos, nos templos egípcios, nas gravuras das escrituras antigas e nos quadros sobre tela, a intenção sempre foi a de transmitir a informação da forma mais directa e perceptível por qualquer indivíduo. Nos dias de hoje as novas tecnologias permitem aceder à informação com uma facilidade nunca antes vista ou imaginada, estando certamente ainda por descobrir outras formas de registar e perpetuar a informação para as gerações vindouras. A fotografia está na origem das grandes evoluções da imagem, permitindo capturar o momento, tornando-o “eterno”. Hoje em dia, na era da imagem digital, além de se mostrar a realidade, é possível incorporar na imagem informação adicional, de modo a enriquecer a experiência de visualização e a maximizar a aquisição do conhecimento. As possibilidades da visualização em três dimensões (3D) vieram dar o realismo que faltava ao formato de fotografia original. O 3D permite a imersão do espectador no ambiente que, a própria imagem retrata, à qual se pode ainda adicionar informação escrita ou até sensorial como, por exemplo, o som. Esta imersão num ambiente tridimensional permite ao utilizador interagir com a própria imagem através da navegação e exploração de detalhes, usando ferramentas como o zoom ou ligações incorporados na imagem. A internet é o local onde, hoje em dia, já se disponibilizam estes ambientes imersivos, tornando esta experiência muita mais acessível a qualquer pessoa. Há poucos anos ainda, esta prática só era possível mediante o recurso a dispositivos especificamente construídos para o efeito e que, por isso, apenas estavam disponíveis a grupos restritos de utilizadores. Esta dissertação visa identificar as características de um ambiente 3D imersivo e as técnicas existentes e possíveis de serem usadas para maximizar a experiência de visualização. Apresentar-se-ão algumas aplicações destes ambientes e sua utilidade no nosso dia-a-dia, antevendo as tendências futuras de evolução nesta área. Serão apresentados exemplos de ferramentas para a composição e produção destes ambientes e serão construídos alguns modelos ilustrativos destas técnicas, como forma de avaliar o esforço de desenvolvimento e o resultado obtido, comparativamente com formas mais convencionais de transmitir e armazenar a informação. Para uma avaliação mais objectiva, submeteram-se os modelos produzidos à apreciação de diversos utilizadores, a partir da qual foram elaboradas as conclusões finais deste trabalho relativamente às potencialidades de utilização de ambientes 3D imersivos e suas mais diversas aplicações.

Síntese sol-gel de biomateriais à base de água de fontes hidrotermais para otimização do comportamento celular e regeneração dos tecidos ósseos

Dissertação de Mestrado, Ciências Biomédicas, 18 de Março de 2016, Universidade dos Açores.

Performance of concrete made with aggregates recycled from precasting industry waste: influence of the crushing process

The aim of this paper is to evaluate the influence of the crushing process used to obtain recycled concrete aggregates on the performance of concrete made with those aggregates. Two crushing methods were considered: primary crushing, using a jaw crusher, and primary plus secondary crushing (PSC), using a jaw crusher followed by a hammer mill. Besides natural aggregates (NA), these two processes were also used to crush three types of concrete made in laboratory (L20, L45 e L65) and three more others from the precast industry (P20, P45 e P65). The coarse natural aggregates were totally replaced by coarse recycled concrete aggregates. The recycled aggregates concrete mixes were compared with reference concrete mixes made using only NA, and the following properties related to the mechanical and durability performance were tested: compressive strength; splitting tensile strength; modulus of elasticity; carbonation resistance; chloride penetration resistance; water absorption by capillarity; water absorption by immersion; and shrinkage. The results show that the PSC process leads to better performances, especially in the durability properties. © 2014 RILEM

Electrochemical and analytical investigation of passive films formed on stainless steels in alkaline media

Passive films were grown in potentiodynamic mode, by cyclic voltammetry on AISI 316 and AISI 304 stainless steels. The composition of these films was investigated by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). The electrochemical behaviour and the chemical composition of the passive films formed by cyclic voltammetry were compared to those of films grown under natural conditions (by immersion at open circuit potential, OCP) in alkaline solutions simulating concrete. The study included the effect of pH of the electrolyte and the effect of the presence of chloride ions. The XPS results revealed important changes in the passive film composition, which becomes enriched in chromium and depleted in magnetite as the pH decreases. On the other hand, the presence of chlorides promotes a more oxidised passive layer. The XPS results also showed relevant differences on the composition of the oxide layers for the films formed under cyclic voltammetry and/or under OCP.

Solution enthalpies of hydroxylic compounds

Solution enthalpies of adamantan-1-ol, 2-methyl- butan-2-ol, and 3-methylbutan-1-ol have been measured at 298.15 K, in a set of 16 protogenic and non-protogenic solvents. The identification and quantification of solvent effects on the solution processes under study were performed using quantitative-structure property relationships. The results are discussed in terms of solute-solvent-solvent interactions and also in terms of the influence of compound's size and position of its hydroxyl group.

Estudo da corrosão em diferentes tipos de aço

Mestrado em Engenharia Química - Ramo Optimização Energética na Indústria Química

Caracterização mecânica e análise da resistência à corrosão em diferentes solos, de aços inoxidáveis duplex

O aço inoxidável é um material de alta durabilidade e resistência, utilizado nos mais diversos setores comerciais. O conhecimento das suas características e propriedades é essencial para uma escolha mais seletiva e vantajosa. Pretende‐se com este trabalho, estudar as propriedades mecânicas, a resistência ao desgaste e o comportamento, em ambientes mais agressivos de três tipos de aços inoxidáveis duplex, produzidos pela OUTOKUMPU e comercialmente conhecidos pelas designações LDX 2101, SAF 2507 e o SAF 2205. Para tal efeito foram realizados ensaios de Dureza Vickers, antes e após dobragem; ensaios de tracção em duas diferentes situações: seguindo a norma NP EN 10002‐ 1:2006 e após a realização de alguns ciclos de carga e descarga; ensaio de Impacto à temperatura ambiente e após arrefecimento criogénico; ensaio de resistência à corrosão. Também foi feito o estudo de resistência ao desgaste com base na técnica de micro‐abrasão por esfera rotativa e o estudo metalográfico. Foi também objetivo deste trabalho, relacionar o uso dos referidos aços duplex e as consequências que esse uso tem para o meio ambiente, bem como o seu comportamento quando exposto a condições extremas. Para tal, foram colocadas amostras dos referidos aços, em dois tipos de solos com condições de humidade e acidez diferentes analisando o seu estado após imersão em solo com condições controladas durante 272 dias.

Schistosoma mansoni: comparative evaluation of different routes of experimental infection

Experiments were carried out with Sw albino mice and it was concluded that the percutaneous route via abdominal skin was significatively more efficient than tail immersion method and subcutaneous infection; the subcutaneous injection was significatively more efficient than the percutaneous infection through the tail; this latter and the intraperitoneal injection, resulted in similar infections, but were significatively less efficient than the others. Significative difference was also observed in the comparison between the subcutaneous route and percutaneous infection through ear pinna. The influence of the site of skin infection by percutaneous route was also discussed.

Stability of Schistosoma mansoni progeny to antischistosomal drugs

The susceptibility of the MAP Brazilian strain (F1 to F5 progenies) of S. mansoni to four antischistosomal drugs has been reported in a previous study. In the present investigation, progeny F14 of the same strain, was tested for stability to the same 4 drugs. A new medication, Oltipraz (35,972 RP), was added to the study. Five groups of 12 mice infected with cercariae by tail immersion were treated with hycanthone, oxamniquine, niridazole, praziquantel and Oltipraz. An untreated group was used as control. Schistosomal activity was assessed by the localization of worms in the portal vein system, by oogram changes, and percentage of parasite reduction. The stability of the susceptibility of progeny F14 did not change in relation to generations F1 to F5; the progeny was resistant to hycanthone and oxamniquine; but sensitive to niridazole, praziquantel and Oltipraz. We emphasize the importance of the phenomenon of resistance of the worm in view of the fact that oxamniquine has been widely used in Brazilian areas where mansonic schistosomiasis is endemic.

Hexachlorophene as a topically applied chemical for prophylaxis against Schistosoma mansoni infections in mice

Treatment of mouse tail skins with hexachlorophene (1.25% w/v) in absolute methanol or 70% isopropanol suppressed Schistosoma mansoni infections by more than 95% even when the application was performed up to three days prior to exposure to cercarial suspensions by tail immersion. Treatment with concentrations of 0.313% or higher one day prior to exposure provided at least 98% protection when the treated surface was not subjected to water washes of greater duration than 1/2 hour. Tail immersion application of 1.25% hexachlorophene one day prior to exposure still provided 87-92% protection after 3 hours water wash. Wipe application of 1.25% hexachlorophene three days prior to exposure still provided 93% protection following 3 hours water wash. High cercarial recoveries from exposure tubes at the end of exposure periods indicated high antipenetrant activity for hexachlorophene. Sufficient hexachlorophene leached from treated tail skins into the surrounding water to affect subsequently added cercariae so that they were no longer infective to untreated mice.

Maximização da valorização energética em aterros sanitários recorrendo a equipamentos baseados no Ciclo Orgânico de Rankine (ORC)

Atualmente, os aterros sanitários representam uma solução para a gestão e tratamento dos resíduos sólidos urbanos. Da deposição, ocorrem duas formas de emissões ao longo do tempo, a produção de biogás e de lixiviados, que resultam sobretudo da decomposição da matéria orgânica. Um dos principais constituintes do biogás é o metano, o qual tem elevado poder calorífico. O presente trabalho aborda, a maximização da valorização energética em aterros sanitários, recorrendo a equipamentos baseados no Ciclo Orgânico de Rankine (ORC) para a produção de eletricidade. É apresentado como caso de estudo a central de valorização energética da Suldouro, em Sermonde, que produz eletricidade a partir do biogás resultante da decomposição da matéria orgânica depositada em aterro. O biogás é utilizado como combustível para os motogeradores utilizados para o seu aproveitamento energético, sendo que apenas cerca de 40% do potencial energético contido no biogás é transformado em eletricidade, registando-se perdas sobretudo nas emissões dos gases de exaustão e na água de arrefecimento dos motores. Para avaliação do potencial da recuperação energética dos gases de escape é avaliado o desempenho termodinâmico do ciclo ORC. Para tal foi desenvolvida uma ferramenta em MATLAB utilizando como modelo a configuração do ORC com recuperador de calor. O cálculo das propriedades termodinâmicas dos fluidos foi obtido através da criação de uma sub-rotina que chama o programa CoolProp. Este programa restitui propriedades como a entalpia, entropia, pressões e temperaturas em cada ponto do ciclo, permitindo assim ao utilizador otimizar o tempo na obtenção de resultados. A avaliação económica é fundamental na tomada de decisões por parte do investidor e dos financiadores do projeto. É então apresentada a análise económica e efetuada uma análise de sensibilidade, onde foram efetuadas variações nos vetores mais importantes de forma a poder avaliar-se o impacto em termos da sua rentabilidade. A ferramenta desenvolvida permite obter de forma prática, os três indicadores económicos extremamente influentes no que se refere à tomada de decisão. A utilização dos sistemas ORC e os seus benefícios não se esgotam na maximização dos aproveitamentos da valorização energética em aterros sanitários. Também a recuperação de calor para a produção de energia elétrica pode ter um impacto importante em muitos setores intensivos de energia, contribuindo significativamente para a redução do consumo e aumentando a eficiência de todo o processo de produção.

Performance of concrete made with aggregates recycled from precasting industry waste: influence of the crushing process

The aim of this paper is to evaluate the influence of the crushing process used to obtain recycled concrete aggregates on the performance of concrete made with those aggregates. Two crushing methods were considered: primary crushing, using a jaw crusher, and primary plus secondary crushing (PSC), using a jaw crusher followed by a hammer mill. Besides natural aggregates (NA), these two processes were also used to crush three types of concrete made in laboratory (L20, L45 e L65) and three more others from the precast industry (P20, P45 e P65). The coarse natural aggregates were totally replaced by coarse recycled concrete aggregates. The recycled aggregates concrete mixes were compared with reference concrete mixes made using only NA, and the following properties related to the mechanical and durability performance were tested: compressive strength; splitting tensile strength; modulus of elasticity; carbonation resistance; chloride penetration resistance; water absorption by capillarity; water absorption by immersion; and shrinkage. The results show that the PSC process leads to better performances, especially in the durability properties.

"In-vitro" corrosion behaviour of the magnesium alloy with Al and Zn (AZ31) protected with a biodegradable polycaprolactone coating loaded with hydroxyapatite and cephalexin

Mg alloys are very susceptible to corrosion in physiological media. This behaviour limits its widespread use in biomedical applications as bioresorbable implants, but it can be controlled by applying protective coatings. On one hand, coatings must delay and control the degradation process of the bare alloy and, on the other hand, they must be functional and biocompatible. In this study a biocompatible polycaprolactone (PCL) coating was functionalised with nano hydroxyapatite (HA) particles for enhanced biocompatibility and with an antibiotic, cephalexin, for anti-bacterial purposes and applied on the AZ31 alloy. The chemical composition and the surface morphology of the coated samples, before and after the corrosion tests, were studied by scanning electron microscopy (SEM) coupled with energy dispersive x-ray analysis (EDX) and Raman. The results showed that the presence of additives induced the formation of agglomerates and defects in the coating that resulted in the formation of pores during immersion in Hanks' solution. The corrosion resistance of the coated samples was studied in Hank's solution by electrochemical impedance spectroscopy (EIS). The results evidenced that all the coatings can provide corrosion protection of the bare alloy. However, in the presence of the additives, corrosion protection decreased. The wetting behaviour of the coating was evaluated by the static contact angle method and it was found that the presence of both hydroxyapatite and cephalexin increased the hydrophilic behaviour of the surface. The results showed that it is possible to tailor a composite coating that can store an antibiotic and nano hydroxyapatite particles, while allowing to control the in-vitro corrosion degradation of the bioresorbable Mg alloy AZ31. (C) 2015 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Use of quantitative structure-property relationships to study the solvation process of 18-crown-6

Solution enthalpies of 18-crown-6 have been obtained for a set of 14 protic and aprotic solvents at 298.15 K. The complementary use of Solomonov's methodology and a QSPR-based approach allowed the identification of the most significant solvent descriptors that model the interaction enthalpy contribution of the solution process (Delta H-int(A/S)). Results were compared with data previously obtained for 1,4-dioxane. Although the interaction enthalpies of 18-crown-6 correlate well with those of 1,4-dioxane, the magnitude of the most relevant parameters, pi* and beta, is almost three times higher for 18-crown-6. This is rationalized in terms of the impact of the solute's volume in the solution processes of both compounds. (C) 2015 Elsevier B.V. All rights reserved.