Projetos geotérmicos para usos diretos em Portugal Continental: tipologias e viabilidade económica

Os aproveitamentos geotérmicos têm vindo a aumentar significativamente em todo o mundo, sendo os Estados Unidos da América, o maior produtor desta energia proveniente do interior da Terra, com cerca de 3.187 MW de capacidade instalada. Portugal tem capacidade instalada total de 29 MW, no entanto no que se refere ao aproveitamento de “alta entalpia”, isto é, o aproveitamento geotérmico para produção elétrica, apenas se encontra no arquipélago dos Açores, na ilha de S. Miguel, onde estão instaladas e em funcionamento duas centrais geotérmicas com a potência total de 23 MW, com produção de energia de 185 GWh. Em Portugal Continental, não se consegue produzir energia elétrica devido às temperaturas existentes, restringindo esta utilização apenas ao aproveitamento de baixa entalpia (máximo de 76 ºC). Este aproveitamento normalmente é feito em cascata, segundo, predominando o aquecimento de águas sanitárias, climatização, e para termas, usando águas termominerais. Para a exploração deste recurso renovável, é necessário conhecer a hidrogeologia do país, e relacioná-la com a fracturação, e acidentes tectónicos. Portugal Continental, está divido em quatros partes distintas a nível hidrogeológico, o Maciço Antigo, a Orla Ocidental, a Bacia Tejo-Sado e a Orla Meridional. Qualquer aproveitamento geotérmico em Portugal terá de atender a estas características, potenciando também, novas explorações geotérmicas orientadas para as pessoas, respeitando os valores sociais, culturais e ambientais. Neste contexto, existem alguns complexos geotérmicos em funcionamento, outros abandonados, e muitos outros em estudo para uma breve aplicação. Um exemplo de sucesso no aproveitamento do calor geotérmico, é o complexo de Chaves, que foi evoluindo desde 1985, até aos dias de hoje, continuando em exploração e em expansão para um melhor servir da população local. A existência de dois furos, e brevemente dum terceiro, servem para o abastecimento duma piscina, dum hotel, das termas, e da balneoterapia. Devido à riqueza a nível das temperaturas, dos caudais, e ao nível das necessidades energéticas existentes, este complexo apresenta um tempo de retorno de investimento de cerca de 7 anos, o que é geralmente considerado para investimentos para fins públicos, como é o caso. No âmbito das investigações agora realizadas, foi constatado que estes projetos suportam a cobertura de alguma incerteza hidrogeológica, dada a importante procura existente.

Heat stress adaptation in hyperthermophiles: bosynthesis of inositol-containing compatible solutes

Dissertation presented to obtain the Ph.D. degree in Biochemistry

Scientific research: identify credible sources and use them correctly

Scientific research seminar within CICE mini summer school 25 june

Modelação numérica de uma caldeira doméstica a pellets

A biomassa é uma das fontes de energia renovável com maior potencial em Portugal, sendo a capacidade de produção de pellets de biomassa atualmente instalada superior a 1 milhão de toneladas/ano. Contudo, a maioria desta produção destina-se à exportação ou à utilização em centrais térmicas a biomassa, cujo crescimento tem sido significativo nos últimos anos, prevendo-se que a capacidade instalada em 2020 seja de aproximadamente 250 MW. O mercado português de caldeiras a pellets é bastante diversificado. O estudo que realizamos permitiu concluir que cerca de 90% das caldeiras existentes no mercado português têm potências inferiores a 60 kW, possuindo na sua maioria grelha fixa (81%), com sistema de ignição eléctrica (92%) e alimentação superior do biocombustível sólido (94%). O objetivo do presente trabalho foi o desenvolvimento de um modelo para simulação de uma caldeira a pellets de biomassa, que para além de permitir otimizar o projeto e operação deste tipo de equipamento, permitisse avaliar as inovações tecnológicas nesta área. Para tal recorreu-se o BiomassGasificationFoam, um código recentemente publicado, e escrito para utilização com o OpenFOAM, uma ferramenta computacional de acesso livre, que permite a simulação dos processos de pirólise, gasificação e combustão de biomassa. Este código, que foi inicialmente desenvolvido para descrever o processo de gasificação na análise termogravimétrica de biomassa, foi por nós adaptado para considerar as reações de combustão em fase gasosa dos gases libertados durante a pirólise da biomassa (recorrendo para tal ao solver reactingFoam), e ter a possibilidade de realizar a ignição da biomassa, o que foi conseguido através de uma adaptação do código de ignição do XiFoam. O esquema de ignição da biomassa não se revelou adequado, pois verificou-se que a combustão parava sempre que a ignição era inativada, independentemente do tempo que ela estivesse ativa. Como alternativa, usaram-se outros dois esquemas para a combustão da biomassa: uma corrente de ar quente, e uma resistência de aquecimento. Ambos os esquemas funcionaram, mas nunca foi possível fazer com que a combustão fosse autossustentável. A análise dos resultados obtidos permitiu concluir que a extensão das reações de pirólise e de gasificação, que são ambas endotérmicas, é muito pequena, pelo que a quantidade de gases libertados é igualmente muito pequena, não sendo suficiente para libertar a energia necessária à combustão completa da biomassa de uma maneira sustentável. Para tentar ultrapassar esta dificuldade foram testadas várias alternativas, , que incluíram o uso de diferentes composições de biomassa, diferentes cinéticas, calores de reação, parâmetros de transferência de calor, velocidades do ar de alimentação, esquemas de resolução numérica do sistema de equações diferenciais, e diferentes parâmetros dos esquemas de resolução utilizados. Todas estas tentativas se revelaram infrutíferas. Este estudo permitiu concluir que o solver BiomassGasificationFoam, que foi desenvolvido para descrever o processo de gasificação de biomassa em meio inerte, e em que a biomassa é aquecida através de calor fornecido pelas paredes do reator, aparentemente não é adequado à descrição do processo de combustão da biomassa, em que a combustão deve ser autossustentável, e em que as reações de combustão em fase gasosa são importantes. Assim, é necessário um estudo mais aprofundado que permita adaptar este código à simulação do processo de combustão de sólidos porosos em leito fixo.

Análise dos sistemas termo-solares de produção de energia eléctrica

Actualmente a humanidade depara-se com um dos grandes desafios que é o de efectivar a transição para um futuro sustentável. Logo, o sector da energia tem um papel chave neste processo de transição, com principal destaque para a energia solar, tendo em conta que é uma das fontes de energias renováveis mais promissoras, podendo no médiolongo prazo, tornar-se uma das principais fontes de energia no panorama energético dos países. A energia solar térmica de concentração (CSP), apesar não ser ainda conhecida em Portugal, possui um potencial relevante em regiões específicas do nosso território. Logo, o objectivo deste trabalho é efectuar uma análise detalhada dos sistemas solares de concentração para produção de energia eléctrica, abordando temas, tais como, o potencial da energia solar, a definição do processo de concentração solar, a descrição das tecnologias existentes, o estado da arte do CSP, mercado CSP no mundo, e por último, a análise da viabilidade técnico-económica da instalação de uma central tipo torre solar de 20 MW, em Portugal. Para que este objectivo fosse exequível, recorreu-se à utilização de um software de simulação termodinâmica de centrais CSP, denominado por Solar Advisor Model (SAM). O caso prático foi desenvolvido para a cidade de Faro, onde foram simuladas quatro configurações distintas para uma central do tipo torre solar de 20 MW. Foram apresentados resultados, focando a desempenho diário e anual da central. Foi efectuada uma análise para avaliação da influência da variabilidade dos parâmetros, localização geográfica, múltiplo solar, capacidade de armazenamento de calor e fracção de hibridização sobre o custo nivelado da energia (LCOE), o factor de capacidade e a produção anual de energia. Conjuntamente, é apresentada uma análise de sensibilidade, com a finalidade de averiguar quais os parâmetros que influenciam de forma mais predominante o valor do LCOE. Por último, é apresentada uma análise de viabilidade económica de um investimento deste tipo.

Characterization of Cryptococcus neoformans isolated from urban environmental sources in Goiânia, Goiás State, Brazil

Cryptococcus neoformans is an opportunistic fungal pathogen that causes meningoencephalitis as the most frequent clinical presentation in immunocompromised patients, mainly in people infected by HIV. This fungus is an environmental encapsulated yeast, commonly found in soil enriched with avian droppings and plant material. A total of 290 samples of pigeon and the other avian droppings, soil, ornamental trees and vegetable material associated with Eucalyptus trees were collected to study environmental sources of Cryptococcus species in Goiânia, Goiás State. The determination of varieties, serotypes and the susceptibility in vitro to fluconazole, itraconazole and amphotericin B of C. neoformans isolates were performed. C. neoformans var. grubii (serotype A) was found in 20.3% (36/177) of pigeon dropping samples and in 14.3% (5/35) of samples of Eucalyptus. None of the environmental isolates of C. neoformans showed in vitro resistance to three antifungal agents. The knowledge of major route for human cryptococcal infection (inhalation of infectious particles from saprophytic sources) and a total of 60 C. neoformans isolates obtained from AIDS patients with cryptococcal meningitis between October 2001 and April 2002 justify the study of the habitats of these yeasts as probable sources of cryptococcosis in this city.

An evaluation of manual and mechanical methods to identify Candida spp. from human and animal sources

To compare two yeast identification methods, i. e, the manual and the VITEK mechanical methods, 62 clinical samples from hemocultures and animal sources were analyzed. After identification as Candida yeasts by the VITEK method, the strains were recharacterized using manual assimilation methods and sugar fermentation tests. Our findings reveal 58% concurrent identification between the two methods for animal strains, and 51% for human hemoculture strains.

Feeding sources and trypanosome infection index of Rhodnius pallescens in a Chagas disease endemic area of Amador County, Panama

The sylvatic triatomine Rhodnius pallescens is considered to be the most important and widespread vector of Trypanosoma cruzi and Trypanosoma rangeli in Panama. However, its behavior and biological characteristics have only been partially investigated. Thus, to achieve sustainable and efficient control over Chagas disease in Panama, a better understanding of the ecology and biology of R. pallescens is essential. In this study we evaluated R. pallescens host feeding sources using a dot-blot assay, and the trypanosome infection index by PCR analysis in a Chagas disease endemic area of central Panama. It was found that in peridomestic palm trees, 20.3% of the examined bugs had fed on opossums (Didelphis marsupialis). However, we observed an increased anthropophagy (25.4%) for those bugs collected inside houses. Considering the domestic and peridomestic habitats as a whole, the proportion of collected R. pallescens infected with trypanosomes was 87.4%. In the two habitats the predominant infection was with T. cruzi (80-90%). Between 47-51% of the analyzed triatomines were infected with T. rangeli. Mixed infections (40-51%) were also detected. These findings provide a better basis for the implementation of a rational control and surveillance program for Chagas disease in regions where R. pallescens is endemic.

ANTIMICROBIAL DRUG RESISTANCE IN STRAINS OF Escherichia coli ISOLATED FROM FOOD SOURCES

A variety of foods and environmental sources harbor bacteria that are resistant to one or more antimicrobial drugs used in medicine and agriculture. Antibiotic resistance in Escherichia coli is of particular concern because it is the most common Gram-negative pathogen in humans. Hence this study was conducted to determine the antibiotic sensitivity pattern of E. coli isolated from different types of food items collected randomly from twelve localities of Hyderabad, India. A total of 150 samples comprising; vegetable salad, raw egg-surface, raw chicken, unpasteurized milk, and raw meat were processed microbiologically to isolate E. coli and to study their antibiotic susceptibility pattern by the Kirby-Bauer method. The highest percentages of drug resistance in isolates of E. coli were detected from raw chicken (23.3%) followed by vegetable salad (20%), raw meat (13.3%), raw egg-surface (10%) and unpasteurized milk (6.7%). The overall incidence of drug resistant E. coli was 14.7%. A total of six (4%) Extended Spectrum β-Lactamase (ESBL) producers were detected, two each from vegetable salads and raw chicken, and one each from raw egg-surface and raw meat. Multidrug resistant strains of E. coli are a matter of concern as resistance genes are easily transferable to other strains. Pathogen cycling through food is very common and might pose a potential health risk to the consumer. Therefore, in order to avoid this, good hygienic practices are necessary in the abattoirs to prevent contamination of cattle and poultry products with intestinal content as well as forbidding the use of untreated sewage in irrigating vegetables.

Anopheles (Kerteszia) cruzii (DIPTERA: CULICIDAE) IN PERIDOMICILIARY AREA DURING ASYMPTOMATIC MALARIA TRANSMISSION IN THE ATLANTIC FOREST: MOLECULAR IDENTIFICATION OF BLOOD-MEAL SOURCES INDICATES HUMANS AS PRIMARY INTERMEDIATE HOSTS

Anopheles (Kerteszia) cruzii has been implicated as the primary vector of human and simian malarias out of the Brazilian Amazon and specifically in the Atlantic Forest regions. The presence of asymptomatic human cases, parasite-positive wild monkeys and the similarity between the parasites infecting them support the discussion whether these infections can be considered as a zoonosis. Although many aspects of the biology of An. cruzii have already been addressed, studies conducted during outbreaks of malaria transmission, aiming at the analysis of blood feeding and infectivity, are missing in the Atlantic Forest. This study was conducted in the location of Palestina, Juquitiba, where annually the majority of autochthonous human cases are notified in the Atlantic Forest of the state of São Paulo. Peridomiciliary sites were selected for collection of mosquitoes in a perimeter of up to 100 m around the residences of human malaria cases. The mosquitoes were analyzed with the purpose of molecular identification of blood-meal sources and to examine the prevalence of Plasmodium. A total of 13,441 females of An. (Ker.) cruzii were collected. The minimum infection rate was calculated at 0.03% and 0.01%, respectively, for P. vivax and P. malariae and only human blood was detected in the blood-fed mosquitoes analyzed. This data reinforce the hypothesis that asymptomatic human carriers are the main source of anopheline infection in the peridomiciliary area, making the probability of zoonotic transmission less likely to happen.

Differential Internalization of Amphotericin B - Conjugated Nanoparticles in Human Cells and the Expression of Heat Shock Protein 70

Although a variety of nanoparticles (NPs) functionalized with amphotericin B, an antifungal agent widely used in the clinic, have been studied in the last years their cytotoxicity profile remains elusive. Here we show that human endothelial cells take up high amounts of silica nanoparticles (SNPs) conjugated with amphotericin B (AmB) (SNP-AmB) (65.4 12.4 pg of Si per cell) through macropinocytosis while human fibroblasts internalize relatively low amounts (2.3 0.4 pg of Si per cell) because of their low capacity for macropinocytosis. We further show that concentrations of SNP-AmB and SNP up to 400 mg/mL do not substantially affect fibroblasts. In contrast, endothelial cells are sensitive to low concentrations of NPs (above 10 mg/mL), in particular to SNP-AmB. This is because of their capacity to internalize high concentration of NPs and high sensitivity of their membrane to the effects of AmB. Low-moderate concentrations of SNP-AmB (up to 100 mg/mL) induce the production of reactive oxygen species (ROS), LDH release, high expression of pro-inflammatory cytokines and chemokines (IL-8, IL-6, G-CSF, CCL4, IL-1b and CSF2) and high expression of heat shock proteins (HSPs) at gene and protein levels. High concentrations of SNP-AmB (above 100 ug/mL) disturb membrane integrity and kill rapidly human cells(60% after 5 h). This effect is higher in SNP-AmB than in SNP.

Heat recovery from wastewater: numerical modelling of sewer systems

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia do Ambiente, perfil Engenharia Sanitária

WATER FROM DIFFERENT SOURCES USED FOR THE IRRIGATION OF VEGETABLES TO BE MARKETED: RESEARCH ON Cryptosporidium spp., Giardia spp., AND COLIFORMS IN PARANA, BRAZIL

SUMMARY The aim of this work was to compare, from a parasitological ( Cryptosporidiumspp. and Giardia duodenalis), bacteriological (total and thermotolerants coliforms) and physicochemical perspective, water sources used for drinking and irrigation of vegetables intended to be sold for human consumption. From January 2010 to May 2011, samples of different water sources from vegetable producing properties were collected; 100 liters for parasitological analysis, 200 mL for bacteriological analysis, and five liters for physicochemical analysis. Water samples were filtered under vacuum with a kit containing a cellulose acetate membrane filter, 1.2 µm (Millipore(r), Barueri, SP, Brazil). The material retained on the membrane was mechanically extracted and analyzed by direct immunofluorescence (Merifluor(r)kit). From 20 rural properties investigated, 10 had artesian wells (40 samples), 10 had common wells (40 samples), and one had a mine (four samples), the latter contaminated by Cryptosporidiumspp. In samples from artesian wells, 90 to 130 meters depth, 42.5% were positive for total coliforms and 5.0% were identified to have abnormal coloration. From the samples of common wells, 14 to 37 meters depth, 87.5% were contaminated with total coliforms, 82.5% were positive for thermotolerant coliforms, and 12.5% had color abnormalities. We did not detect the presence of Giardiaspp. or Cryptosporidiumspp. in artesian and common wells. The use of artesian or common wells is an important step in the control of the spreading of zoonoses, particularly Cryptosporidiumspp. and Giardiaspp., as well as artesian wells for coliform control in local production of vegetables to be marketed.

DIARRHEA OUTBREAK IN PERNAMBUCO, BRAZIL, ASSOCIATED WITH A HEAT-STABLE CYTOTOXIC ENTEROTOXIN PRODUCED BY Aeromonas caviae

SUMMARY In the present study enterotoxic and cytotoxic activities of twenty Aeromonas caviaestrains were examined. They originated from fecal specimens of patients with acute diarrhea during an outbreak in Brazil in 2004. Culture supernatants of fourteen strains (70%) caused fluid accumulation in rabbit ileal intestinal loops and in suckling mice assays, and also showed a cytotoxic activity in Vero and Caco-2 cells. The enterotoxic and cytotoxic factors were heat-stable after culture supernatants treatment at 100 ºC. The results revealed that A. caviaestrains produce a putative diarrheagenic virulence factor, a heat-stable cytotoxic enterotoxin that could be linked to the diarrhea outbreak that took place in Brazil.

A green future for European electricity? :Energy sources, policies and further determinants of the household price of electricity

A Work Project, presented as part of the requirements for the Award of a Masters Degree in Economics from the NOVA – School of Business and Economics