Fonte comutada de baixa tensão para utilização em supercondensadores como fonte primária de energia

Dissertação para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Electrotécnica Ramo Energia

Utilização de Cabos de alta Temperatura em linhas Aéreas em Média Tensão

A presente dissertação teve como objetivo fazer uma análise da viabilidade técnica da utilização dos condutores de alta temperatura nas linhas aéreas de MT, identificar vantagens, analisar inconvenientes, e estabelecer um comparativo a custos médios com as soluções convencionais. Foi efetuado o estudo de um caso real da EDP Distribuição que consistia na necessidade do aumento da capacidade de transporte de energia da linha aérea a 15 kV Espinho-Sanguedo. Neste foi ponderada a solução onde se poderia efetuar passagem de linha simples para linha dupla em alumínio-aço (AA) 160 mm2 ou a solução alternativa e inovadora de substituição dos condutores existentes por condutores de alta temperatura ACCC 182 mm2. Para isso foram efetuados cálculos e também criada uma ferramenta de apoio à decisão, para validação dos mesmos, com o intuito de mais tarde poder ser aplicada nas linhas aéreas em Média Tensão em todo o país e, sempre que necessário, se possa fazer um estudo de ponderação técnica de forma sistemática e estruturada. Neste trabalho estão identificadas as vantagens, foram relatados os inconvenientes, e estabeleceu-se um comparativo a custos médios da utilização de condutores de alta temperatura com as soluções convencionais. Antes de poder ser realizado um estudo do caso concreto da Linha aérea Espinho-Sanguedo foi necessário um aprofundamento do estado da arte no que diz respeito à comparação entre o cabo de alta temperatura ACCC e o cabo convencional ACSR, sendo este o mais utilizado nas linhas aéreas em MT. Os cabos de alta temperatura trouxeram inovações neste tema de transporte de energia, e como tal surgiu a necessidade de um estudo mais aprofundado da sua constituição, destacando o seu núcleo formado pelo compósito de fibra de carbono e fibra de vidro. Foi também analisado vantagens e desvantagens do cabo de alta temperatura e até mesmo situações onde a sua aplicação poderá ser vantajosa, de modo a tirar proveito das suas caraterísticas em que se destacam altas temperaturas de funcionamento e flechas reduzidas. Para elaborar um projeto de uma linha aérea em média tensão é necessário considerar a legislação em vigor, os aspetos ambientais e económicos, respeitando e garantindo as premissas do cálculo elétrico e mecânico. Economicamente este tipo de cabo (ACCC) é mais dispendioso do que os convencionais, no entanto o estudo realizado permitiu perceber que a sua implementação técnica é vantajosa em linhas aéreas de elevada capacidade de transporte de energia, sobretudo nos casos onde serão necessárias instalar linhas duplas ou linhas simples de seções elevadas. Devido às suas caraterísticas mecânicas, estes cabos permitem melhorar as linhas na sua dimensão, podendo diminuir o número de apoios a instalar, podendo diminuir a robustez dos apoios e permitir maior facilidade na montagem. Estas vantagens traduzem-se em menores impactos ambientais e permitem sobretudo reduzir os constrangimentos com os proprietários dos terrenos onde os apoios são implantados.

Valorização da Borra de Café: Otimização da Produção de Biodiesel por Catálise Enzimática

O decréscimo das reservas de petróleo e as consequências ambientais resultantes do recurso a combustíveis fósseis nos motores a diesel têm levado à procura de combustíveis alternativos. Esta pesquisa alicerçada nas fontes de energia renovável tornou-se essencial, face à crescente procura de energia e ao limitado fornecimento de combustíveis fósseis . Resíduos de óleo de cozinha, gordura animal, entre outros resíduos de origem biológica, tais como a borra de café, são exemplos de matérias-primas para a produção de biodiesel. A sua valorização tem interesse quer pela perspetiva ambiental, quer pela económica, pois aumenta não só a flexibilidade e diversificação das matérias-primas, mas também contribui para uma estabilidade de custos e alteração nas políticas agrícolas e de uso do solo. É neste contexto que se enquadra o biodiesel e a borra de café, pretendendo-se aqui efetuar o estudo da produção, à escala laboratorial, de biodiesel a partir da borra de café, por transesterificação enzimática, visando a procura das melhores condições reacionais. Iniciando-se com a caracterização da borra de café, foram avaliados antes e após a extração do óleo da borra de café, diversos parâmetros, de entre os quais se destacam: o teor de humidade (16,97% e 6,79%), teor de cinzas (1,91 e 1,57%), teor de azoto (1,71 e 2,30%), teor de proteínas (10,7 e 14,4%), teor de carbono (70,2 e 71,7%), teor de celulose bruta (14,77 e 18,48%), teor de lenhina (31,03% e 30,97%) e poder calorifico superior (19,5 MJ/kg e 19,9 MJ/kg). Sumariamente, constatou-se que os valores da maioria dos parâmetros não difere substancialmente dos valores encontrados na literatura, tendo sido evidenciado o potencial da utilização desta biomassa, como fonte calorifica para queima e geração de energia. Sendo a caracterização do óleo extraído da borra de café um dos objetivos antecedentes à produção do biodiesel, pretendeu-se avaliar os diferentes parâmetros mais significativos. No que diz respeito à caracterização do óleo extraído, distingue-se a sua viscosidade cinemática (38,04 mm2/s), densidade 0,9032 g/cm3, poder calorífico de 37,9 kcal/kg, índice de iodo igual a 63,0 gI2/ 100 g óleo, o teor de água do óleo foi de 0,15 %, o índice de acidez igual a 44,8 mg KOH/g óleo, ponto de inflamação superior a 120 ºC e teor em ácidos gordos de 82,8%. Inicialmente foram efetuados ensaios preliminares, a fim de selecionar a lipase (Lipase RMIM, TL 100L e CALB L) e álcool (metanol ou etanol puros) mais adequados à produção de biodiesel, pelo que o rendimento de 83,5% foi obtido através da transesterificação mediada pela lipase RMIM, utilizando como álcool o etanol. Sendo outro dos objetivos a otimização do processo de transesterificação enzimática, através de um desenho composto central a três variáveis (razão molar etanol: óleo, concentração de enzima e temperatura), recorrendo ao software JMP 8.0, determinou-se como melhores condições, uma razão molar etanol: óleo 5:1, adição de 4,5% (m/m) de enzima e uma temperatura de 45 ºC, que conduziram a um rendimento experimental equivalente a 96,7 % e teor de ésteres 87,6%. Nestas condições, o rendimento teórico foi de 99,98%. Procurou-se ainda estudar o efeito da adição de água ao etanol, isto é, o efeito da variação da concentração do etanol pela adição de água, para teores de etanol de 92%, 85% e 75%. Verificou-se que até 92% decorreu um aumento da transesterificação (97,2%) para um teor de ésteres de (92,2%), pelo que para teores superiores de água adicionada (75% e 85%) ocorreu um decréscimo no teor final em ésteres (77,2% e 89,9%) e no rendimento da reação (84,3% e 91,9%). Isto indica a ocorrência da reação de hidrólise em maior extensão, que leva ao desvio do equilíbrio no sentido contrário à reação de formação dos produtos, isto é, dos ésteres. Finalmente, relativamente aos custos associados ao processo de produção de biodiesel, foram estimados para o conjunto de 27 ensaios realizados neste trabalho, e que corresponderam a 767,4 g de biodiesel produzido, sendo o custo dos reagentes superior ao custo energético, de 156,16 € e 126,02 €, respetivamente. Naturalmente que não esperamos que, a nível industrial os custos sejam desta ordem de grandeza, tanto mais que há economia de escala e que as enzimas utilizadas no processo deveriam ser reutilizadas diversas vezes.

IgG4-Related Hashimoto's Thyroiditis - A New Variant of a Well Known Disease

Hashimoto's thyroiditis (HT) has been characterized for many years as a well-defined clinicopathologic entity, but is now considered a heterogeneous disease. IgG4-related HT is a new subtype characterized by thyroid inflammation rich in IgG4-positive plasma cells and marked fibrosis. It may be part of the systemic IgG4-related disease. We report a case of a 56-year-old Portuguese man who presented with a one-month history of progressive neck swelling and dysphagia. Laboratory testing revealed increased inflammatory parameters, subclinical hypothyroidism and very high levels of thyroid autoantibodies. Cervical ultrasound (US) demonstrated an enlarged and heterogeneous thyroid gland and two hypoechoic nodules. US-guided fine needle aspiration cytology was consistent with lymphocytic thyroiditis. The patient was submitted to total thyroidectomy and microscopic examination identified typical findings of HT, marked fibrosis limited within the thyroid capsule and lymphoplasmacytic infiltration, with >50 IgG4-positive plasma cells per high-power field and an IgG4/IgG ratio of >40%. After surgery, serum IgG4 concentration was high-normal. Symptoms relief and reduction in laboratory inflammatory parameters were noticed. Thyroid function is controlled with levothyroxine. To our knowledge we report the first case of IgG4-related HT in a non-Asian patient. We also perform a review of the literature regarding IgG4-related disease and IgG4-related HT. Our case highlights this new variant of the well known HT, and helps physicians in recognizing its main clinical features, allowing for proper diagnosis and treatment.

Wideband CMOS low noise amplifiers

Modern fully integrated receiver architectures, require inductorless circuits to achieve their potential low area, low cost, and low power. The low noise amplifier (LNA), which is a key block in such receivers, is investigated in this thesis. LNAs can be either narrowband or wideband. Narrowband LNAs use inductors and have very low noise figure, but they occupy a large area and require a technology with RF options to obtain inductors with high Q. Recently, wideband LNAs with noise and distortion cancelling, with passive loads have been proposed, which can have low NF, but have high power consumption. In this thesis the main goal is to obtain a very low area, low power, and low-cost wideband LNA. First, it is investigated a balun LNA with noise and distortion cancelling with active loads to boost the gain and reduce the noise figure (NF). The circuit is based on a conventional balun LNA with noise and distortion cancellation, using the combination of a common-gate (CG) stage and common-source (CS) stage. Simulation and measurements results, with a 130 nm CMOS technology, show that the gain is enhanced by about 3 dB and the NF is reduced by at least 0.5 dB, with a negligible impact on the circuit linearity (IIP3 is about 0 dBm). The total power dissipation is only 4.8 mW, and the active area is less than 50 x 50 m2 . It is also investigated a balun LNA in which the gain is boosted by using a double feedback structure.We propose to replace the load resistors by active loads, which can be used to implement local feedback loops (in the CG and CS stages). This will boost the gain and reduce the noise figure (NF). Simulation results, with the same 130 nm CMOS technology as above, show that the gain is 24 dB and NF is less than 2.7 dB. The total power dissipation is only 5.4 mW (since no extra blocks are required), leading to a figure-of-merit (FoM) of 3.8 mW

A novel architecture of a bidirectional bridgeless interleaved converter for EV battery chargers

This paper presents a novel architecture of a bidirectional bridgeless interleaved converter for battery chargers of electric vehicles (EVs). The proposed converter is composed by two power stages: an ac-dc converter that is used to interface the power grid and the dc-link, and a dc-dc converter that is used to interface the dc-link and the batteries. The ac-dc converter is an interleaved bridgeless bidirectional boost-type converter and the dc-dc converter is a bidirectional buck-boost-type converter. The proposed converter works with sinusoidal grid current and with high power factor for all operating power levels, and in both grid-to-vehicle (G2V) and vehicle-to-grid (V2G) operation modes. In the paper is described in detail the proposed converter for EV battery chargers: the circuit topology, the principle of operation, the power control theory, and the current control strategy. Several simulation results for both G2V and V2G operation modes are presented.

Estudo da influência de nanotubos de carbono funcionalizados nas propriedades de revestimentos de poliuretano

Dissertação de mestrado em Propriedades e Tecnologias de Polímeros

Implementação de um sistema MPPT em circuito integrado CMOS

Dissertação de mestrado integrado em Engenharia Eletrónica Industrial e Computadores

Estudo e caracterização mecânica por via experimental de modelos de subestruturas eletromecânicas aplicadas ao fabrico de transformadores de grande potência

Dissertação de mestrado integrado em Engenharia Mecânica

Desenvolvimento de um motor BMW para servir de Range Extender

Dissertação de mestrado integrado em Engenharia Mecânica

A gestão do desempenho como prática de implementação participada de um plano estratégico: o caso do Banco de Moçambique

Dissertação de Mestrado em Políticas Desenvolvimento dos Recursos Humanos

Mitotic figure counts are significantly overestimated in resection specimens of invasive breast carcinomas.

Several authors have demonstrated an increased number of mitotic figures in breast cancer resection specimen when compared with biopsy material. This has been ascribed to a sampling artifact where biopsies are (i) either too small to allow formal mitotic figure counting or (ii) not necessarily taken form the proliferating tumor periphery. Herein, we propose a different explanation for this phenomenon. Biopsy and resection material of 52 invasive ductal carcinomas was studied. We counted mitotic figures in 10 representative high power fields and quantified MIB-1 immunohistochemistry by visual estimation, counting and image analysis. We found that mitotic figures were elevated by more than three-fold on average in resection specimen over biopsy material from the same tumors (20±6 vs 6±2 mitoses per 10 high power fields, P=0.008), and that this resulted in a relative diminution of post-metaphase figures (anaphase/telophase), which made up 7% of all mitotic figures in biopsies but only 3% in resection specimen (P<0.005). At the same time, the percentages of MIB-1 immunostained tumor cells among total tumor cells were comparable in biopsy and resection material, irrespective of the mode of MIB-1 quantification. Finally, we found no association between the size of the biopsy material and the relative increase of mitotic figures in resection specimen. We propose that the increase in mitotic figures in resection specimen and the significant shift towards metaphase figures is not due to a sampling artifact, but reflects ongoing cell cycle activity in the resected tumor tissue due to fixation delay. The dwindling energy supply will eventually arrest tumor cells in metaphase, where they are readily identified by the diagnostic pathologist. Taken together, we suggest that the rapidly fixed biopsy material better represents true tumor biology and should be privileged as predictive marker of putative response to cytotoxic chemotherapy.

Severity of endoscopically detected esophageal inflammatory and fibrostenotic features correlates with degree of esophageal eosinophilia in adults with eosinophilic esophagitis

Background: Eosinophilic esophagitis (EoE) has emerged as a leading cause of dysphagia in adults. Characteristic esophageal features on endoscopy include structural/fibrostenotic (rings, narrow caliber, strictures) and inflammatory manifestations (longitudinal furrows, exudates, edema). Aim: The purpose of this study was to correlate the clinical, endoscopic and histopathologic features in adult EoE patients. Methods: A total of 106 encounters of 81 patients with EoE were analyzed. Data included an EoE-directed symptom-severity patient questionnaire evaluating symptoms of dysphagia (frequency, intensity, duration), meal duration, chest pain, and overall symptom severity. Video recordings of endoscopies were reviewed in a blinded manner using a classification and grading scheme for the esophageal features of EoE. Histopathology was reviewed for peak eosinophil count/high power field by pathologists blinded to the patients' clinical status. Associations between endoscopic features, histology and symptoms were evaluated using the Spearman rank correlation analysis. Results: The endoscopic severity of both structural and inflammatory esophageal features of EoE, including rings, exudates, longitudinal furrows, and edema, correlated significantly with peak eosinophil counts (see Table 1). Presence of "crepe paper mucosa" did not demonstrate significant association with peak eosinophil counts. Both structural (rings, narrow-caliber esophagus and strictures) and inflammatory (furrows, exudates and edema) composite endoscopic scores demonstrated a strong correlation with peak eosinophil counts. The strongest association with the degree of esophageal eosinophilia was found with a combination of both structural and inflammatory findings (p < 0.0001). The esophageal diameter (in mm) was negatively correlated with overall symptom severity (Spearman's rho = -0.4883, P = 0.0339). None of the individual or combined patient reported symptoms correlated significantly with either endoscopic or histopathologic findings. Conclusion: The severity of both structural and inflammatory endoscopic features associated with EoE is significantly associated with the degree of esophageal eosinophilia. Patient reported symptom severity was not associated with the degree of esophageal eosinophilia. Esophageal stricture diameter was inversely correlated with EoE symptom severity. The prognostic and therapeutic implications of these observations need to be determined.

Statistical evaluation of the reproducibility and the influence of paper on the analysis of black gel pen ink using laser desorption ionisation mass spectrometry

Laser desorption ionisation mass spectrometry (LDI-MS) has demonstrated to be an excellent analytical method for the forensic analysis of inks on a questioned document. The ink can be analysed directly on its substrate (paper) and hence offers a fast method of analysis as sample preparation is kept to a minimum and more importantly, damage to the document is minimised. LDI-MS has also previously been reported to provide a high power of discrimination in the statistical comparison of ink samples and has the potential to be introduced as part of routine ink analysis. This paper looks into the methodology further and evaluates statistically the reproducibility and the influence of paper on black gel pen ink LDI-MS spectra; by comparing spectra of three different black gel pen inks on three different paper substrates. Although generally minimal, the influences of sample homogeneity and paper type were found to be sample dependent. This should be taken into account to avoid the risk of false differentiation of black gel pen ink samples. Other statistical approaches such as principal component analysis (PCA) proved to be a good alternative to correlation coefficients for the comparison of whole mass spectra.

Tumor architecture exerts no bias on nuclear grading in breast cancer diagnosis.

We recently reported that nuclear grading in prostate cancer is subject to a strong confirmation bias induced by the tumor architecture. We now wondered whether a similar bias governs nuclear grading in breast carcinoma. An unannounced test was performed at a pathology conference. Pathologists were asked to grade nuclei in a PowerPoint presentation. Circular high power fields of 27 invasive ductal carcinomas were shown, superimposed over low power background images of either tubule-rich or tubule-poor carcinomas. We found (a) that diagnostic reproducibility of nuclear grades was poor to moderate (weighed kappa values between 0.07 and 0.54, 27 cases, 44 graders), but (b) that nuclear grades were not affected by the tumor architecture. We speculate that the categorized grading in breast cancer, separating tubule formation, nuclear pleomorphism, and mitotic figure counts in a combined three tier score, prevents the bias that architecture exerts on nuclear grades in less well-controlled situations.