Development of a system to monitor surfer’s balance and plantar pressure and surfboard’s movement

O uso da tecnologia tem crescido nas últimas décadas nas mais diversas áreas, seja na indústria ou no dia-a-dia, e é cada vez mais evidente os benefícios que traz. No desporto não é diferente. Cada dia surgem novos desenvolvimentos objetivando a melhoria do desempenho dos praticantes de atividades físicas, possibilitando atingir resultados nunca antes pensados. Além disto, a utilização da tecnologia no desporto permite a obtenção de dados biomecânicos que podem ser utilizados tanto no treinamento quando na melhoria da qualidade de vida dos atletas auxiliando na prevenção de lesões, por exemplo. Deste modo, o presente projeto se aplica na área do desporto, nomeadamente, na modalidade do surfe, onde a ausência de trabalhos científicos ainda é elevada, aliando a tecnologia eletrônica ao desporto para quantificar informações até então desconhecidas. Três fatores básicos de desempenho foram levantados, sendo eles: equilíbrio, posicionamento dos pés e movimentação da prancha de surfe. Estes fatores levaram ao desenvolvimento de um sistema capaz de medi-los dinamicamente através da medição das forças plantares e da rotação da prancha de surfe. Além da medição dos fatores, o sistema é capaz de armazenar os dados adquiridos localmente através de um cartão de memória, para posterior análise; e também enviá-los através de uma comunicação sem fio, permitindo a visualização do centro de pressões plantares; dos ângulos de rotação da prancha de surfe; e da ativação dos sensores; em tempo real. O dispositivo consiste em um sistema eletrônico embarcado composto por um microcontrolador ATMEGA1280; um circuito de aquisição e condicionamento de sinal analógico; uma central inercial; um módulo de comunicação sem fio RN131; e um conjunto de sensores de força Flexiforce. O firmware embarcado foi desenvolvido em linguagem C. O software Matlab foi utilizado para receção de dados e visualização em tempo real. Os testes realizados demostraram que o funcionamento do sistema atende aos requisitos propostos, fornecendo informação acerca do equilíbrio, através do centro de pressões; do posicionamento dos pés, através da distribuição das pressões plantares; e do movimento da prancha nos eixos pitch e roll, através da central inercial. O erro médio de medição de força verificado foi de -0.0012 ± 0.0064 N, enquanto a mínima distância alcançada na transmissão sem fios foi de 100 m. A potência medida do sistema foi de 330 mW.

Estudo comparativo entre o sistema convencional de arrefecimento e o arrefecedor evaporativo para os edifícios industriais portugueses

Em Portugal existem muitos espaços comerciais e industriais em que as necessidades térmicas de arrefecimento são muito superiores às necessidades de aquecimento devido aos ganhos internos que advêm da existência de equipamentos e da iluminação dos edifícios, assim como, da presença das pessoas. A instalação de sistemas convencionais de ar condicionado para espaços comerciais e industriais de grande dimensão está geralmente associada ao transporte de grandes caudais de ar, e consequentemente, a elevados consumos de energia primária, e também, elevados custos de investimento, de manutenção e de operação. O arrefecedor evaporativo é uma solução de climatização com elevada eficiência energética, cujo princípio de funcionamento promove a redução do consumo de energia primária nos edifícios. A metodologia utilizada baseou-se na criação de uma ferramenta informática de simulação do funcionamento de um protótipo de um arrefecedor evaporativo. Foi efetuada a modelação matemática das variáveis dinâmicas envolvidas, dos processos de transferência de calor e de massa, assim como dos balanços de energia que ocorrem no arrefecedor evaporativo. A ferramenta informática desenvolvida permite o dimensionamento do protótipo do arrefecedor evaporativo, sendo determinadas as caraterísticas técnicas (potência térmica, caudal, eficiência energética, consumo energético e consumo e água) de acordo com o tipo de edifício e com as condições climatéricas do ar exterior. Foram selecionados três dimensionamentos de arrefecedores evaporativos, representativos de condições reais de uma gama baixa, média e elevada de caudais de ar. Os resultados obtidos nas simulações mostram que a potência de arrefecimento (5,6 kW, 16,0 kW e 32,8 kW) e o consumo de água (8 l/h, 23,9 l/h e 48,96 l/h) aumentam com o caudal de ar do arrefecedor, 5.000 m3/h, 15.000 m3/h e 30.000 m3/h, respetivamente. A eficácia de permuta destes arrefecedores evaporativos, foi de 69%, 66% e 67%, respetivamente. Verificou-se que a alteração de zona climática de V1 para V2 implicou um aumento de 39% na potência de arrefecimento e de 20% no consumo de água, e que, a alteração de zona climática de V2 para V3 implicou um aumento de 39% na potência de arrefecimento e de 39% no consumo de água. O arrefecedor evaporativo apresenta valores de consumo de energia elétrica entre 40% a 80% inferiores aos dos sistemas de arrefecimento convencionais, sendo este efeito mais intenso quando a zona climática de verão se torna mais severa.

Cardiac sympathetic-parasympathetic balance in rats with experimentally-induced acute chagasic myocarditis

To clarify the mechanism responsible for the transient sinus tachycardia in rats with acute chagasic myocarditis, we have examined the cardiac sympathetic-parasympathetic balance of 29 rats inoculated with 200,000 parasites (Trypanosoma cruzi). Sixteen infected animals and 8 controls were studied between days 18 and 21 after inoculation (acute stage). The remaining 13 infected animals and 9 controls were studied between days 60 and 70 after inoculation (sub-acute stage). Under anesthesia (urethane 1.25 g/kg), all animals received intravenous atenolol (5 mg/kg) and atropine (10 mg/kg). Acute stage: The baseline heart rate of the infected animals was significantly higher than that of the controls (P < 0.0001). The magnitude of the negative chronotropic response to atenolol was 4 times that of the controls (P < 0.00001). This response correlated with the baseline heart rate (r= - 0.72, P < 0.001). The heart rate responses to the beta-blocker and to atropine, of the infected animals studied during the sub-acute stage, were not different from controls. These findings suggest that cardiac sympathetic activity is transiently enhanced and cardiac parasympathetic activity is not impaired, in rats with acute chagasic myocarditis. The transient predominance of cardiac sympathetic activity could explain, in part, the sinus tachycardia observed in the acute stage of experimentally-induced chagasic myocarditis.

The application of Basel III in Portugal: previsions based on 2012 and 2013 banking balance-sheets

The Basel Committee on Banking Supervision (BCBS) introduced new regulations for banking supervision in December 2010, better known as Basel III recommendations that aimed at guaranteeing the solidity of banks worldwide and the mitigation of new banking crises risks. The European Union transposed these directives through the Credit Review Directives IV (CRD IV). Portugal adopted CRD IV by a new decree-law no. 157/2014, on 24 th October 2014, enforced from 24 th November 2014. While individual banks have been given the option of using the internal ratings based method, this study analyses the compliance levels of all Portuguese banking institutions using the standard method, also prescribed by BCBS. Our results show that out of thirteen banks on 31-12-2013 only five banks were in a comfortable position and the remaining eight could not reach the minimum requirements set up by BCBS for 1-1-2014.

Estudo do comportamento térmico de uma caldeira com ante-fornalha alimentada a biomassa florestal

As caldeiras são equipamentos de extrema importância na maioria das indústrias portuguesas. É prática frequente os projectos de caldeiras possuírem apenas cálculos de materiais ou estruturais, nunca abordando as questões térmicas das mesmas. Neste contexto surge o presente trabalho que teve como principal objectivo estudar e modelar o comportamento térmico de uma caldeira alimentada a biomassa florestal. A caldeira em estudo é uma caldeira tubos de fumo com ante-fornalha, alimentada a biomassa e com pressão de funcionamento de 10 bar. A primeira parte do trabalho consistiu no levantamento de toda a informação relativa aos aspectos construtivos da caldeira e as condições de operação da mesma, através da consulta do seu projecto. O estudo do comportamento térmico da caldeira foi dividido em 2 partes: a modelação do comportamento térmico na ante-fornalha seguido da modelação do comportamento térmico do feixe tubular. Na ante fornalha admitiu-se que o calor seria transferido do gás para as paredes da mesma por convecção e por radiação, tendo-se utilizado o Método de Hottel para modelar a transferência de calor por radiação. No feixe tubular a transferência de calor por radiação foi desprezada, tendo-se considerado apenas transferência de calor por condução e convecção entre os gases quentes e a água. Os resultados obtidos mostram que, na ante-fornalha, o peso da potência transferida por radiação (96%) é muito superior à potência transferida por convecção (4%), tendo-se obtido os valores de 384,8 kW e de 16,0 kW para a potência térmica transferida por radiação e por convecção, respectivamente. O valor obtido para a temperatura dos gases na ante-fornalha foi de 1085 K. No feixe tubular a potência térmica transferida por convecção foi de 2559 kW tendo-se obtido o valor de 240ºC para a temperatura de exaustão dos gases pela chaminé. As perdas para o exterior foram estimadas em 1,5 %. O balanço global de energia à caldeira indicou um peso para a potência transferida por convecção de 86,3% e para a potência transferida por radiação de 13,6%. O rendimento da caldeira foi calculado pelo método das perdas tendo-se obtido o valor de 39%.

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

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

Standing balance in individuals with Parkinson's disease during single and dual-task conditions

This study aimed to examine the differences in standing balance between individuals with Parkinson's disease (PD) and subjects without PD (control group), under single and dual-task conditions. A cross-sectional study was designed using a non-probabilistic sample of 110 individuals (50 participants with PD and 60 controls) aged 50 years old and over. The individuals with PD were in the early or middle stages of the disease (characterized by Hoehn and Yahr as stages 1-3). The standing balance was assessed by measuring the centre of pressure (CoP) displacement in single-task (eyes-open/eyes-closed) and dual-task (while performing two different verbal fluency tasks). No significant differences were found between the groups regarding sociodemographic variables. In general, the standing balance of the individuals with PD was worse than the controls, as the CoP displacement across tasks was significantly higher for the individuals with PD (p<0.01), both in anteroposterior and mediolateral directions. Moreover, there were significant differences in the CoP displacement based parameters between the conditions, mainly between the eyes-open condition and the remaining conditions. However, there was no significant interaction found between group and condition, which suggests that changes in the CoP displacement between tasks were not influenced by having PD. In conclusion, this study shows that, although individuals with PD had a worse overall standing balance than individuals without the disease, the impact of performing an additional task on the CoP displacement is similar for both groups.

Effects of dual-task training on balance and executive functions in Parkinson's disease: A pilot study

The aim of this study was to analyze the efficacy of cognitive-motor dual-task training compared with single-task training on balance and executive functions in individuals with Parkinson's disease. Fifteen subjects, aged between 39 and 75 years old, were randomly assigned to the dual-task training group (n = 8) and single-task training group (n = 7). The training was run twice a week for 6 weeks. The single-task group received balance training and the dual-task group performed cognitive tasks simultaneously with the balance training. There were no significant differences between the two groups at baseline. After the intervention, the results for mediolateral sway with eyes closed were significantly better for the dual-task group and anteroposterior sway with eyes closed was significantly better for the single-task group. The results suggest superior outcomes for the dual-task training compared to the single-task training for static postural control, except in anteroposterior sway with eyes closed.

Projeto de uma unidade de produção de biodiesel num reator ultrassónico pela via supercrítica

A concretização deste estágio na INCBIO teve como principal objetivo o projeto e dimensionamento de uma unidade de produção de biodiesel por transesterificação nãocatalítica num reator ultrassónico com condições supercríticas de pressão e temperatura. Com vista à concretização do trabalho, iniciou-se a realização do estudo do estado da arte relativo à produção de biodiesel, com particular enfoque na produção de biodiesel por via catalítica e por via supercrítica e na produção de biodiesel com uso de tecnologia ultrassónica. Conclui-se que nenhum estudo contempla a combinação simultânea da produção de biodiesel por via supercrítica através da tecnologia ultrassónica. Este estudo do estado da arte permitiu ainda definir as condições de temperatura, pressão e rácio mássico (250 °C, 95 bar e 1:1 respetivamente) a considerar no projeto da unidade de produção de biodiesel deste trabalho. Com base no estudo do estado da arte efetuado e com base nas características da matéria procedeu-se à definição do processo de produção de biodiesel. Para a definição do processo começou-se por elaborar o diagrama de blocos do processo (BFD) e o diagrama de fluxo do processo (PFD). Com base nos diagramas e na composição da matéria-prima, procedeu-se à quantificação dos reagentes (metanol) com base na estequiometria das reações envolvidas e ao cálculo do balanço de massa. O balanço de massa foi calculado com base na estequiometria das reações envolvidas e foi também calculado através do software de simulação ASPEN PLUS. Após o cálculo do balanço de massa elaborou-se o diagrama de tubulação e instrumentação (P&ID), que contém todos os equipamentos, válvulas, instrumentação e tubagens existentes na unidade. Após a definição do processo e cálculo do balanço de massa procedeu-se ao dimensionamento mecânico e cálculo hidráulico dos tanques, tubagem, bombas, permutador de calor, reator ultrassónico, válvulas de controlo e instrumentação de acordo com as normas ASME. Nesta fase do trabalho foram consultados diversos fornecedores possíveis para a compra de todo o material necessário. O dimensionamento mecânico e cálculo hidráulico efetuados permitiram, entre outras informações relevantes, obter as dimensões necessárias à construção do layout e à elaboração do desenho 3D. Com os resultados obtidos e desenhos elaborados, é possível avançar com a construção da unidade, pelo que pode-se inferir que o objetivo de projetar uma unidade de produção de biodiesel num reator ultrassónico com condições supercríticas foi alcançado. Por fim, efetuou-se uma análise económica detalhada que possibilita a comparação de uma unidade de produção de biodiesel por via catalítica (unidade de produção da INCBIO) com a unidade de produção de biodiesel num reator ultrassónico com condições supercríticas (unidade projetada neste trabalho). Por questões de confidencialidade, não foram revelados maior parte dos resultados da análise económica efetuada. No entanto, conclui-se que os custos de construção da unidade de produção de biodiesel num reator ultrassónico com condições supercríticas são mais baixos cerca de 35 a 40%, quando comparados com os custos de construção da unidade de produção de biodiesel por via catalítica, evidenciando assim que a combinação em simultâneo das condições supercríticas com a tecnologia ultrassónica possibilita a diminuição dos custos de produção.

Focus on: II – physiological principles of acid-base balance: an integrative perspective

Normal human metabolism leads to the daily production of large amounts of volatile and non-volatile acids. The maintenance of the pH within physiological limits is a demanding task in which several mechanisms are involved. The most immediate answer comes from several physiological buffers that quickly neutralize pH deviations caused by the addition of strong acids or bases to the body. Bicarbonate/carbonic acid is the most important buffer pair of the extracellular milieu, but is chemically inefficient and depends on the continuous activity of the lung and kidney. Other physiological buffers have higher efficacy and are very important in the intracellular environment and renal tubules. The capacity of the various chemical buffers is kept by operating in an open system and by several controlling mechanisms. The lung is responsible for the elimination of the carbon dioxide (CO2) produced in the body. In metabolic disorders, respiratory adjustment of the elimination of CO2 prolongs the effect of the bicarbonate/carbonic acid buffer, but this process consumes bicarbonate. The kidney contributes to acid-base balance through several mechanisms: 1) controls the reabsorption of filtered bicarbonate; 2) regenerates bicarbonate consumed in buffer reactions; 3) eliminates non-volatile acids. Renal elimination of acid and bicarbonate regeneration is only possible due to the existence of several urinary buffers and to the ability of the kidneys to produce ammonia

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.

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.

Validação da Versão Portuguesa da "Activities-specific Balance Confidence Scale"

Introdução: Muitos dos instrumentos disponíveis para a avaliação do equilíbrio, risco de queda e medo de cair medem apenas actividades simples no domicílio e apresentam tendência para um “efeito de tecto” em idosos residentes na comunidade. A “Activities-specific Balance Confidence (ABC) Scale” foi concebida para avaliar o equilíbrio de forma abrangente, num conjunto de actividades de vida diária associadas a um largo espectro de dificuldade. Objectivos: Traduzir para português e adaptar culturalmente para Portugal a “Activities-specific Balance Confidence (ABS) Scale” e avaliar a sua fiabilidade. População e Métodos: Tradução e adaptação cultural do instrumento e subsequente aplicação a uma população idosa portuguesa, para determinação da sua fiabilidade inter-observador, fiabilidade intra-observador e consistência interna. Resultados: Os resultados foram muito homogéneos na grande maioria das comparações realizadas, quer intra-observador, quer inter-observador. A avaliação da consistência interna revelou valores muito elevados. Estes níveis de fiabilidade mantiveram-se mesmo removendo qualquer uma das 16 questões que compõem o questionário, mantendo-se praticamente constantes os valores registados com o questionário completo. Conclusões: A versão portuguesa da escala ABC demonstrou boa fiabilidade intra-observador, fiabilidade inter-observador e consistência interna na avaliação da auto-percepção do equilíbrio para diversas actividades de vida diária numa população idosa portuguesa. Outros trabalhos serão necessários para avaliar a utilidade desta escala na avaliação do risco de queda e do efeito de intervenções terapêuticas nesta população.

Towards cryogenic liquid –vapor energy storage units for space applications

Dissertation to obtain the Doctoral degree in Physics Engineering

Lime mortars with heat treated clays and ceramic waste: A review

The formulation and use of lime mortars with ceramic particles has, in the past, been a very common technique. Knowledge of such used techniques and materials is fundamental for the successful rehabilitation and conservation of the built heritage. The durability that these mortars have shown encourages the study of the involved mechanisms, so that they may be adapted to the current reality. The considerable amount of waste from old ceramics factories which is sent for disposal might present an opportunity for the production of reliable improved lime mortars. In this paper a number of studies that characterize old building mortars containing ceramic fragments are reviewed. The most important research undertaken on laboratory prepared mortars with several heat treated clays types is presented, specifically with incorporated ceramic waste. Some studies on the pozzolanicity of heat treated clays are examined and the heating temperatures that seem most likely to achieve pozzolanicity are presented. It was verified that some heating temperatures currently used by ceramic industries might correspond to the temperatures that will achieve pozzolanicity.