Dynamic stability metrics for the container loading problem

The Container Loading Problem (CLP) literature has traditionally evaluated the dynamic stability of cargo by applying two metrics to box arrangements: the mean number of boxes supporting the items excluding those placed directly on the floor (M1) and the percentage of boxes with insufficient lateral support (M2). However, these metrics, that aim to be proxies for cargo stability during transportation, fail to translate real-world cargo conditions of dynamic stability. In this paper two new performance indicators are proposed to evaluate the dynamic stability of cargo arrangements: the number of fallen boxes (NFB) and the number of boxes within the Damage Boundary Curve fragility test (NB_DBC). Using 1500 solutions for well-known problem instances found in the literature, these new performance indicators are evaluated using a physics simulation tool (StableCargo), replacing the real-world transportation by a truck with a simulation of the dynamic behaviour of container loading arrangements. Two new dynamic stability metrics that can be integrated within any container loading algorithm are also proposed. The metrics are analytical models of the proposed stability performance indicators, computed by multiple linear regression. Pearson’s r correlation coefficient was used as an evaluation parameter for the performance of the models. The extensive computational results show that the proposed metrics are better proxies for dynamic stability in the CLP than the previous widely used metrics.

Remediação Ambiental

A agricultura é uma das atividades mais antigas realizadas pelo Homem, sendo de grande importância para a obtenção tanto de bens alimentares como de bens para outros fins. No entanto desde o início constatou-se que as culturas eram afetadas por pragas e doenças que levavam à perda das colheitas. Este motivo deu origem à necessidade de nesses termos surgiu a aplicação de substâncias com o objetivo de proteger as colheitas. Os pesticidas são substâncias naturais ou sintéticas, aplicadas com o objetivo de proteger as plantas eliminando pragas e doenças. Para além da potencial toxicidade destas substâncias, em alguns casos a sua degradação no meio ambiente por microrganismos, hidrólise, radiação solar, etc. dá origem a produtos de degradação tanto ou mais tóxicos que os próprios pesticidas. A utilização deste tipo de substâncias acarreta problemas, visto a sua aplicação ser feita de forma a compensar perdas que ocorrem por meio de degradação, lixiviação, entre outros processos. Este tipo de aplicação leva a que haja contaminação do meio ambiente por parte dos pesticidas, pondo em risco tanto a saúde humana como os restantes seres vivos. A utilização de ciclodextrinas no encapsulamento destes compostos tem como objetivo aumentar a estabilidade do composto e promover a sua libertação de forma controlada. No presente trabalho pretende-se efetuar um estudo comparativo sobre a fotodegradação do herbicida terbutilazina e do fungicida pirimetanil livres e quando encapsulados com 2- hidroxipropil-β- ciclodextrina. De forma a quantificar os pesticidas ao longo do estudo foi utilizado o método analítico de HPLC de fase reversa. Os resultados permitiram constatar que a terbutilazina é fotoquimicamente estável, nas condições aplicadas, visto que ao fim de 75 dias de as soluções de pesticida livre em água desionizada e em água do rio apresentarem ainda 98% do pesticida inicial e as soluções de pesticida encapsulado em água desionizada e em água do rio apresentarem ainda 98% do pesticida inicial. Neste caso particular não foi possível, no intervalo de tempo considerado, avaliar a influência do encapsulamento no processo de fotodegradação da terbutilazina. Dada a baixa fotodegradação observada optou-se pela adição de peróxido de hidrogénio às soluções de controlo e 35 mM de HP-β-CD e acetona às soluções de 0 mM e 17,5 mM de HP-β-CD, para tentar promover a degradação do pesticida. Através dos resultados obtidos constatou-se que particularmente para as soluções onde foi adicionada acetona houve um aumento da velocidade de degradação no entanto esta ainda ocorria de forma lenta e muito semelhante quer para o pesticida livre quer para o encapsulado. Relativamente ao estudo da fotodegradação do pirimetanil verificou-se que ao fim de 4 dias de irradiação as soluções de pesticida livre apresentavam já alguma degradação do pesticida e tendo o período de irradiação uma duração de 53 dias foi possível para este pesticida determinar os parâmetros cinéticos em algumas das soluções. Quanto as soluções de água desionizada e água do rio com pirimetanil livre ambas apresentaram degradação do pesticida verificando-se uma cinética de reação de 1ª ordem com constantes de 0,0018 dias-1 e de 0,0060 dias-1 respetivamente. Para a solução de água desionizada com pirimetanil encapsulado não foi detetada degradação do pesticida, já para a solução com pirimetanil encapsulado em água do rio verificou-se a existência de degradação que correspondeu a uma cinética de degradação de 1ª ordem com uma constante de 0,0013 dias-1. Através dos resultados obtidos pode-se concluir que o encapsulamento do pirimetanil com 2-hidroxipropil-β-ciclodextrina é vantajoso visto diminuir a quantidade de pesticida utilizado e aumentar a eficácia do controlo das pragas.

Insights into human carboxylesterase 2 stability and activity in vivo and in vitro

Dissertation to obtain a Master Degree in Biotechnology

Insight into the multicopper oxidases stability

Dissertation presented to obtain the PhD degree in Biochemistry

Kinetic, Structural, and EPR Studies Reveal That Aldehyde Oxidoreductase from Desulfovibrio gigas Does Not Need a Sulfido Ligand for Catalysis and Give Evidence for a Direct Mo-C Interaction in a Biological System

J. Am. Chem. Soc., 2009, 131 (23), pp 7990–7998 DOI: 10.1021/ja809448r

Electron transfer complex between nitrous oxide reductase and cytochrome c552 from Pseudomonas nautica: kinetic, nuclear magnetic resonance, and docking studies

Biochemistry. 2008 Oct 14;47(41):10852-62. doi: 10.1021/bi801375q

Overexpression and purification of Treponema pallidum rubredoxin; kinetic evidence for a superoxide-mediated electron transfer with the superoxide reductase neelaredoxin

J Biol Inorg Chem (2004) 9: 839–849 DOI 10.1007/s00775-004-0584-6

Estudo dos rácios trapézio inferior/ trapézio superior e grande dentado/ trapézio superior, em exercícios com envolvimento das articulações escapulo-torácica e gleno-umeral : recurso à electromiografia de superfície

RESUMO: Introdução: A estabilidade dinâmica relativa ao complexo articular do ombro depende de uma interacção perfeita entre músculos da coifa dos rotadores e músculos escapulares, como o binómio rotador da escápula – trapézio superior e trapézio inferior e o grande dentado. A compreensão dessas sinergias musculares em sujeitos assintomáticos permite, em última instância, o desenvolvimento de linhas orientadoras de raciocínio na abordagem clínica. Objectivo: Estudar o rácio de activação entre os músculos trapézio inferior e trapézio superior e entre grande dentado e trapézio superior, através de um conjunto de cinco exercícios aplicados a uma amostra de sujeitos assintomáticos, estabelecendo uma hierarquia entre esses rácios. Metodologia: Trata-se de um estudo descritivo, com uma amostra de 15 sujeitos saudáveis (n=9 homens; n=6 mulheres), com idades compreendidas entre os 19 e 27 anos (média=21 anos, dp=2,24), tendo sido avaliados por um sistema de electromiografia de superfície, em dois momentos de recolha diferentes. Os exercícios foram realizados em cadeia cinética aberta, sem qualquer aplicação de resistências externas. Resultados: De entre os exercícios analisados com envolvimento escapulo-torácico e gleno-umeral simultaneamente, destacaram-se com melhor rácio trapézio inferior/trapézio superior e grande dentado/trapézio superior (activação dos músculos trapézio inferior e grande dentado superior à activação do trapézio superior) os movimentos de flexão do ombro até aos 90º no plano sagital e a abdução do ombro até aos 90º no plano da escápula, considerando ambas as recolhas. Nos exercícios apenas com envolvimento escapulotorácico, destacaram-se com melhor rácio os movimentos de adução e depressão das escápulas bilateralmente com os membros superiores em repouso, seguido da abdução da escápula, com o ombro a 90º de flexão e mantendo a escápula em depressão (“murro à frente”), em ambas as recolhas. O exercício de abdução do ombro até aos 90º no plano frontal obteve sempre o pior rácio muscular, nos dois momentos de recolha. Conclusões: O presente trabalho estudou as interacções dos músculos escapulotorácicos em cinco exercícios realizados até aos 90º de elevação do membro superior,em cadeia cinética aberta e sem recurso a resistências externas. Será, eventualmente possível, enquadrar os exercícios propostos nas fases de consciencialização e associação de reaprendizagem motora. Sugerem-se futuros estudos com uso de análise cinemática. --------------------ABSTRACT: Introduction: Stability of the shoulder and scapula depend upon a perfect interaction between rotator cuff of the shoulder and scapular muscles, such as upper and lower trapezius and serratus anterior. A deeper comprehension of these synergies in healthy subjects allows, ultimately, the development of a better reasoning in the clinical approach. Goal: To study the ratios between lower trapezius/ upper trapezius and between serratus anterior/ upper trapezius in five different exercises, applied to healthy subjects, presenting a hierarchy between ratios. Methods: It’s an observational descriptive study including 15 healthy subjects (n= 9 men; n=6 women) with ages between 19 and 27 years (mean of 21 years, SD of 2,24). Surface electromyography was used in two different recording moments. All the exercises were performed in open kinetic chain, without external resistance. Results: Of the exercises studied that involved the shoulder and scapula together, the best ratios between lower trapezius/upper trapezius and serratus anterior/ upper trapezius (greater activity for lower trapezius and serratus anterior and less for upper trapezius) were found in shoulder flexion to 90º and in shoulder abduction to 90º in the plane of the scapula, in both recording moments. Considering the exercises that included only the scapula, the best ratio were found in bilateral adduction and depression of the scapula with the upper limbs resting and in abduction of the scapula, while being in depression, with the shoulder flexed at 90º, considering both recordings. Shoulder abduction to 90º in the coronal plane presented the worse ratio in both recording moments. Conclusions: This present paper studied the interaction of the scapula upward rotator muscles in five exercises performed below 90º of shoulder flexion or abduction, in open kinetic chain, with no external resistance. It may be possible to associate our exercises with the motor learning phases of association and consciousness. Future studies are suggested with kinematic analysis.

Weekly tracking of stability of the flow of conversations into the subprocesses of the Last Planner System

21st Annual Conference of the International Group for Lean Construction – IGLC 21 – Fortaleza, Brazil

Protein stability in a proteomic perspective

Dissertation presented to obtain the Ph.D degree in Biochemistry

Evolution of methodology for the study of adaptability and stability in cultivated species.

The GxE interaction only became widely discussed from evolutionary studies and evaluations of the causes of behavioral changes of species cultivated in environments. In the last 60 years, several methodologies for the study of adaptability and stability of genotypes in multiple environments trials were developed in order to assist the breeder's choice regarding which genotypes are more stable and which are the most suitable for the crops in the most diverse environments. The methods that use linear regression analysis were the first to be used in a general way by breeders, followed by multivariate analysis methods and mixed models. The need to identify the genetic and environmental causes that are behind the GxE interaction led to the development of new models that include the use of covariates and which can also include both multivariate methods and mixed modeling. However, further studies are needed to identify the causes of GxE interaction as well as for the more accurate measurement of its effects on phenotypic expression of varieties in competition trials carried out in genetic breeding programs.

Characterization of novel heme-containing sensor proteins from Geobacter sulfurreducens

The focus of this Thesis was the study of the sensor domains of two heme-containing methyl-accepting chemotaxis proteins (MCP) from Geobacter sulfurreducens: GSU0582 and GSU0935. These domains contain one c-type heme, form swapped dimers with a PAS-like fold and are the first examples of a new class of heme sensors. NMR spectroscopy was used to assign the heme and polypeptide signals in both sensors, as a first step to probe conformational changes in the vicinity of the hemes. However, the presence of two conformations in solution impaired the confident assignment of the polypeptide signals. To understand how conformational changes and swapped dimerization mechanism can effectively modulate the function of the two sensor domains and their signal transduction process, the sensor domains folding and stability were studied by circular dichroism and UV-visible spectroscopy. The results showed differences in the thermodynamic stability of the sensors, with GSU0582 displaying higher structural stability. These studies also demonstrated that the heme moiety undergoes conformational changes matching those occurring at the global protein structure and that the content of intrinsically disordered segments within these proteins (25% for GSU0935; 13% for GSU0582) correlates with the stability differences observed. The thermodynamic and kinetic properties of the sensor domains were determined at different pH and ionic strength by visible spectroscopy and stopped-flow techniques. Despite the remarkably similar spectroscopic and structural features of the two sensor domains, the results showed that their properties are quite distinct. Sensor domain GSU0935 displayed more negative reduction potentials and smaller reduction rate constants, which were more affected by pH and ionic strength. The available structures were used to rationalize these differences. Overall, the results described in this Thesis indicate that the two G. sulfurreducens MCP sensor domains are designed to function in different working potential ranges, allowing this bacterium to trigger an adequate cellular response in distinct anoxic subsurface environments.

Parallelization of kinetic Monte Carlo algorithm to simulate AL3Sc precipitation

The present paper reports the precipitation process of Al3Sc structures in an aluminum scandium alloy, which has been simulated with a synchronous parallel kinetic Monte Carlo (spkMC) algorithm. The spkMC implementation is based on the vacancy diffusion mechanism. To filter the raw data generated by the spkMC simulations, the density-based clustering with noise (DBSCAN) method has been employed. spkMC and DBSCAN algorithms were implemented in the C language and using MPI library. The simulations were conducted in the SeARCH cluster located at the University of Minho. The Al3Sc precipitation was successfully simulated at the atomistic scale with the spkMC. DBSCAN proved to be a valuable aid to identify the precipitates by performing a cluster analysis of the simulation results. The achieved simulations results are in good agreement with those reported in the literature under sequential kinetic Monte Carlo simulations (kMC). The parallel implementation of kMC has provided a 4x speedup over the sequential version.