New and low cost plastic membrane electrode with low detection limits for sulfadimethoxine determination in aquaculture waters

Sulfadimethoxine (SDM) is one of the drugs, often used in the aquaculture sector to prevent the spread of disease in freshwater fish aquaculture. Its spread through the soil and surface water can contribute to an increase in bacterial resistance. It is therefore important to control this product in the environment. This work proposes a simple and low-cost potentiometric device to monitor the levels of SDM in aquaculture waters, thus avoiding its unnecessary release throughout the environment. The device combines a micropipette tip with a PVC membrane selective to SDM, prepared from an appropriate cocktail, and an inner reference solution. The membrane includes 1% of a porphyrin derivative acting as ionophore and a small amount of a lipophilic cationic additive (corresponding to 0.2% in molar ratio). The composition of the inner solution was optimized with regard to the kind and/or concentration of primary ion, chelating agent and/or a specific interfering charged species, in different concentration ranges. Electrodes constructed with inner reference solutions of 1 × 10−8 mol/L SDM and 1 × 10−4 mol/L chromate ion showed the best analytical features. Near-Nernstian response was obtained with slopes of −54.1 mV/decade, an extraordinary detection limit of 7.5 ng/mL (2.4 × 10−8 mol/L) when compared with other electrodes of the same type. The reproducibility, stability and response time are good and even better than those obtained by liquid contact ISEs. Recovery values of 98.9% were obtained from the analysis of aquaculture water samples.

A framework for using real data with distributed low cost sensors

Currently, due to the widespread use of computers and the internet, students are trading libraries for the World Wide Web and laboratories with simulation programs. In most courses, simulators are made available to students and can be used to proof theoretical results or to test a developing hardware/product. Although this is an interesting solution: low cost, easy and fast way to perform some courses work, it has indeed major disadvantages. As everything is currently being done with/in a computer, the students are loosing the “feel” of the real values of the magnitudes. For instance in engineering studies, and mainly in the first years, students need to learn electronics, algorithmic, mathematics and physics. All of these areas can use numerical analysis software, simulation software or spreadsheets and in the majority of the cases data used is either simulated or random numbers, but real data could be used instead. For example, if a course uses numerical analysis software and needs a dataset, the students can learn to manipulate arrays. Also, when using the spreadsheets to build graphics, instead of using a random table, students could use a real dataset based, for instance, in the room temperature and its variation across the day. In this work we present a framework which uses a simple interface allowing it to be used by different courses where the computers are the teaching/learning process in order to give a more realistic feeling to students by using real data. A framework is proposed based on a set of low cost sensors for different physical magnitudes, e.g. temperature, light, wind speed, which are connected to a central server, that the students have access with an Ethernet protocol or are connected directly to the student computer/laptop. These sensors use the communication ports available such as: serial ports, parallel ports, Ethernet or Universal Serial Bus (USB). Since a central server is used, the students are encouraged to use sensor values results in their different courses and consequently in different types of software such as: numerical analysis tools, spreadsheets or simply inside any programming language when a dataset is needed. In order to do this, small pieces of hardware were developed containing at least one sensor using different types of computer communication. As long as the sensors are attached in a server connected to the internet, these tools can also be shared between different schools. This allows sensors that aren't available in a determined school to be used by getting the values from other places that are sharing them. Another remark is that students in the more advanced years and (theoretically) more know how, can use the courses that have some affinities with electronic development to build new sensor pieces and expand the framework further. The final solution provided is very interesting, low cost, simple to develop, allowing flexibility of resources by using the same materials in several courses bringing real world data into the students computer works.

A low-cost method to test cytotoxic effects of Crotalus vegrandis (Serpentes: Viperidae) venom on kidney cell cultures

The pathogenesis of the renal lesion upon envenomation by snakebite has been related to myolysis, hemolysis, hypotension and/or direct venom nephrotoxicity caused by the venom. Both primary and continuous cell culture systems provide an in vitro alternative for quantitative evaluation of the toxicity of snake venoms. Crude Crotalus vegrandis venom was fractionated by molecular exclusion chromatography. The toxicity of C. vegrandis crude venom, hemorrhagic, and neurotoxic fractions were evaluated on mouse primary renal cells and a continuous cell line of Vero cells maintained in vitro. Cells were isolated from murine renal cortex and were grown in 96 well plates with Dulbecco's Modified Essential Medium (DMEM) and challenged with crude and venom fractions. The murine renal cortex cells exhibited epithelial morphology and the majority showed smooth muscle actin determined by immune-staining. The cytotoxicity was evaluated by the tetrazolium colorimetric method. Cell viability was less for crude venom, followed by the hemorrhagic and neurotoxic fractions with a CT50 of 4.93, 18.41 and 50.22 µg/mL, respectively. The Vero cell cultures seemed to be more sensitive with a CT50 of 2.9 and 1.4 µg/mL for crude venom and the hemorrhagic peak, respectively. The results of this study show the potential of using cell culture system to evaluate venom toxicity.

High-Accuracy Low-Cost RTK-GPS for an Unmanned Surface Vehicle

This work presents a low cost RTK-GPS system for localization of unmanned surface vehicles. The system is based on the use of standard low cost L1 band receivers and in the RTKlib open source software library. Mission scenarios with multiple robotic vehicles are addressed as the ones envisioned in the ICARUS search and rescue case where the possibility of having a moving RTK base on a large USV and multiple smaller vehicles acting as rovers in a local communication network allows for local relative localization with high quality. The approach is validated in operational conditions with results presented for moving base scenario. The system was implemented in the SWIFT USV with the ROAZ autonomous surface vehicle acting as a moving base. This setup allows for the performing of a missions in a wider range of environments and applications such as precise 3D environment modeling in contained areas and multiple robot operations.

Impacto da influência de um Sistema de Gestão Técnica Centralizada na redução dos custos de exploração de um edifício

É de conhecimento do meio, que os Sistemas de Gestão Técnica Centralizada (SGTC) são uma mais-valia para a redução de utilização de energia associados principalmente aos sistemas de Aquecimento, Ventilação e Ar Condicionado (AVAC) apesar das potencialidades serem abrangentes a outras áreas. No entanto, existe alguma lacuna quanto à quantificação dessa mais-valia, facto importante sobretudo para a alteração de mentalidades dos promotores e proprietários dos edifícios, que por falta de prova, normalmente apenas associam o SGTC a um investimento num serviço desnecessário. As potencialidades dos SGTC são muitas, a título de exemplo, redução na utilização de fontes de energia, gestão da manutenção de sistemas e equipamentos, análise de eficiências de equipamentos, entre muitas outras, sendo nesta dissertação estudado com mais profundidade a questão associada à diferença dos custos de exploração resultantes da utilização de energia num edifício por parte dos sistemas de AVAC, isto é, quais serão os ganhos na utilização da energia, associados ao sistema AVAC, que podem ser obtidos com a implementação de um SGTC. Para o efeito, utilizou-se os sistemas e equipamentos existentes no edifício ECOTERMOLAB, pertencente ao Instituto de Soldadura e Qualidade (ISQ), com o objetivo de verificar as diferenças de utilização de energia resultantes do funcionamento do edifício em normal atividade, isto é, o edifício com todos os seus sistemas operacionais, incluindo o SGTC, e o edifício em funcionamento sem o auxílio do SGTC, ou seja, todos os sistemas associados ao sistema AVAC em funcionamento em modo manual e sem recurso a variação de caudal na rede aeráulica e hidráulica. Em termos anuais, o ECOTERMOLAB consome, aproximadamente, cerca de 38,1 MWh de energia elétrica e 39,2 MWh de gás natural, o que representa uma utilização de energia primária de 14,4 tep/ano. Esta energia, representa um encargo financeiro anual de, aproximadamente, 9500€/ano, correspondente a 7000€/ano de energia elétrica e 2500€/ano de gás natural. Após a análise desenvolvida neste trabalho, conclui-se que o funcionamento do edifício sem controlo do sistema de AVAC por SGTC representaria em termos anuais a um aumento de, aproximadamente, 25,2 MWh e 6,2 MWh de energia elétrica e de gás natural, respetivamente. Em termos de energia primária, a diferença entre soluções origina um acréscimo na utilização de energia de 7,8 tep/ano o que representa um aumento de emissão de CO2 na ordem das 9,4 ton/ano. A avaliação económica, recaiu sobre a determinação de indicadores para avaliação da viabilidade de implementação de um SGTC, nomeadamente, o período de retorno simples, o valor atual líquido e a taxa interna de rentabilidade. Todos estes indicadores se revelaram positivos, apresentando um período de retorno ligeiramente superior a oito anos, um valor atual líquido positivo (8864,1€) e uma taxa interna de rentabilidade superior à taxa de custo de capital (11,2%).

Withdrawal of maintenance therapy for cytomegalovirus retinitis in AIDS patients exhibiting immunological response to HAART

BACKGROUND: Before the introduction of highly active antiretroviral therapy (HAART), CMV retinitis was a common complication in patients with advanced HIV disease and the therapy was well established; it consisted of an induction phase to control the infection with ganciclovir, followed by a lifelong maintenance phase to avoid or delay relapses. METHODS: To determine the safety of CMV maintenance therapy withdrawal in patients with immune recovery after HAART, 35 patients with treated CMV retinitis, on maintenance therapy, with CD4+ cell count greater than 100 cells/mm³ for at least three months, but almost all patients presented these values for more than six months and viral load < 30000 copies/mL, were prospectively evaluated for the recurrence of CMV disease. Maintenance therapy was withdrawal at inclusion, and patients were monitored for at least 48 weeks by clinical and ophthalmologic evaluations, and by determination of CMV viremia markers (antigenemia-pp65), CD4+/CD8+ counts and plasma HIV RNA levels. Lymphoproliferative assays were performed on 26/35 patients. RESULTS: From 35 patients included, only one had confirmed reactivation of CMV retinitis, at day 120 of follow-up. No patient returned positive antigenemia tests. No correlation between lymphoproliferative assays and CD4+ counts was observed. CONCLUSION: CMV retinitis maintenance therapy discontinuation is safe for those patients with quantitative immune recovery after HAART.

Cost allocation model for distribution networks considering high penetration of distributed energy resources

The high penetration of distributed energy resources (DER) in distribution networks and the competitive environment of electricity markets impose the use of new approaches in several domains. The network cost allocation, traditionally used in transmission networks, should be adapted and used in the distribution networks considering the specifications of the connected resources. The main goal is to develop a fairer methodology trying to distribute the distribution network use costs to all players which are using the network in each period. In this paper, a model considering different type of costs (fixed, losses, and congestion costs) is proposed comprising the use of a large set of DER, namely distributed generation (DG), demand response (DR) of direct load control type, energy storage systems (ESS), and electric vehicles with capability of discharging energy to the network, which is known as vehicle-to-grid (V2G). The proposed model includes three distinct phases of operation. The first phase of the model consists in an economic dispatch based on an AC optimal power flow (AC-OPF); in the second phase Kirschen's and Bialek's tracing algorithms are used and compared to evaluate the impact of each resource in the network. Finally, the MW-mile method is used in the third phase of the proposed model. A distribution network of 33 buses with large penetration of DER is used to illustrate the application of the proposed model.

A criação de valor no mercado da saúde enquanto fator diferenciador para a negociação de preços e competitividade em contexto de crise mundial

Numa altura em que o setor da saúde é apontado como uma área crítica de gastos, nunca foi tão pertinente, pela falta de verbas, refletir e discutir o formato de contratação e de gestão dos cuidados de saúde. A sua fundamentação em custo, volume ou diferenciação, bem como, os indicadores que refletem o investimento, a eficiência e eficácia dos cuidados. Pretendeu-se como objetivo principal estudar a criação de valor no mercado da saúde enquanto fator diferenciador para a negociação de preços e competitividade em contexto de crise económica. Com vista a alcançar este objetivo, procedeu-se à revisão dos modelos teóricos, recorrendo a pesquisa bibliográfica. Procedeu-se também à comparação dos resultados operacionais de uma empresa enquanto prestadora de serviços de oxigenoterapia ao domicílio, tendo por base duas estratégias diferentes: redução direta de preços ou manutenção de preços com criação de valor para o cliente. Tendo em vista as duas estratégias, foram elaboradas duas propostas e posteriormente apresentadas para avaliação e votação on-line por um grupo oito gestores hospitalares. O valor em cuidados de saúde é visível nos benefícios clínicos alcançados pelo dinheiro investido. A estrutura dos atuais sistemas de saúde apenas reconhece redução de gastos, fontes de receita, volume de cuidados, sem orientação para a valorização dos resultados clínicos. Os prestadores deviam competir pela focalização na obtenção de melhores resultados clínicos, pois deve ser a essa a preocupação central dos serviços médicos. Uma boa gestão pode levar a que numa negociação de contratos, uma proposta baseada em valor possa garantir a manutenção dos preços.

Estudo da corrosão provocada pelo cloro e procura de materiais alternativos

Muitas instalações municipais são alvo de manutenção permanente, devido ao uso de produtos químicos que provocam a corrosão e degradação dos mais diversos materiais. Esta degradação acarreta custos elevados para os municípios e privação de uso de algumas instalações devido a manutenção curativa ou preventiva. Um estudo adequado do efeito dos produtos utilizados, poderia conduzir à utilização de materiais mais nobres, que aumentasse significativamente o tempo de vida dos produtos mais atacados pela degradação por corrosão, através de estudos que permitissem avaliar a relação custo-benefício e, caso esta fosse favorável, proceder à substituição de determinados componentes em materiais relativamente fracos, por outros com uma maior capacidade para resistir aos ataques produzidos pelo meio em que estão inseridos. Este estudo foi efectuado com vista a estudar a degradação de determinados materiais expostos essencialmente à acção do Cloro em instalações municipais, permitindo assim seleccionar novos materiais que permitissem uma vida útil dos componentes mais alargada, estudando convenientemente a relação custo-benefício. Foi possível observar que a introdução de alguns materiais mais nobres, poderá reduzir drasticamente as operações de manutenção, diminuindo os custos e reduzindo também o tempo de indisponibilidade dos equipamentos municipais.

Estudo de viabilidade técnico-económica da instalação de caldeiras a biomassa para o aquecimento central do ISEP

Neste projeto pretende-se utilizar uma fonte energética renovável (nomeadamente a biomassa), no âmbito da produção de água quente para aquecimento central das instalações do Instituto Superior de Engenharia do Porto (ISEP). O objetivo principal remete para a avaliação técnico-económica da substituição das quinze caldeiras existentes, alimentadas a gás natural, por seis caldeiras alimentadas a biomassa, nomeadamente a pellets. Desta forma, permite-se apostar na biomassa como uma alternativa para reduzir a dependência dos combustíveis fósseis. Neste trabalho apresenta-se uma comparação realista do sistema de aquecimento existente face ao novo a implementar, alimentado por um combustível renovável utilizando caldeiras a pellets de 85% de rendimento. Para realizar esta comparação, usou-se as faturas energéticas de gás natural do ISEP, o custo da quantidade equivalente necessária de pellets, os custos de manutenção dos dois tipos de caldeiras e, os custos do consumo de energia elétrica por parte de ambas as caldeiras. Com este estudo, estimou-se uma poupança anual de 84.100,76 €/ano. Determinaram-se experimentalmente, em laboratório, os parâmetros essenciais de uma amostra de pellets, que foram usados para calcular as necessidades energéticas em biomassa no ISEP, bem como a produção de cinzas gerada por parte das caldeiras. Foi proposto um destino ambientalmente adequado para os 788,5 kg/ano de cinzas obtidas – a utilização na compostagem, após tratamento e aprovação de ensaios ecotoxicológicos realizados pela empresa que fará a sua recolha. As caldeiras a pellets terão um consumo mínimo teórico de 16,47 kgpellets/h, consumindo previsivelmente 197,13 tpellets/ano. Para este efeito, serão usadas caldeiras Quioto de 150 kW da marca Zantia. Para comparar distintas possibilidades de investimento para o projeto, avaliaram-se dois cenários: um foi escolhido de forma a cobrir o somatório da potência instalada das caldeiras atuais e o outro de forma a responder aos consumos energéticos em aquecimento atuais. Além disso, avaliaram-se cenários de financiamento do investimento distintos: um dos cenários corresponde ao pagamento do investimento total do projeto no momento da aquisição das caldeiras, enquanto o outro cenário, mais provável de ser escolhido, refere-se ao pedido de um empréstimo ao banco, no valor de 75% do investimento total. Para o cenário mais provável de investimento, obteve-se um VAL de 291.364,93 €/ano, com taxa interna de rentabilidade (TIR) de 17 %, um índice de rentabilidade (IR) de 1,85 e um período de retorno (PBP) de 5 anos. Todos os cenários avaliados registam rentabilidade do projeto de investimento, sem risco para o projeto.

Integration of the project team in the classic maintenance cycle

A manutenção é uma área extremamente importante, principalmente na indústria. Devidamente organizada, permitirá um fluxo produtivo devidamente planeado e executado, que permitirá a qualquer empresa manter o nível de facturação desejado e o prazo de entrega acordado com os clientes. De outra forma, poderá originar o caos. No entanto, os desafios de gestão da produção mais correntes, nomeadamente através do Lean Manufacturing, passam a exigir um pouco mais do que uma simples manutenção. Torna-se obrigatório fazer análises económicas que permitam averiguar quando cada equipamento passa a exigir custos de manutenção excessivos, os quais poderão obrigar a um recondicionamento mais acentuado do equipamento, o qual pode passar inclusivamente por uma melhoria da sua performance. Nestes casos, terá que existir uma “cumplicidade” entre a Direcção de Produção e a Manutenção, no sentido de averiguar o melhor momento para proceder a uma melhoria do equipamento, numa perspectiva de funcionamento global em linha de produção, adaptando-o à performance que será exigida ao conjunto. Neste domínio, o Projecto passa a prestar um serviço valiosíssimo à empresa, integrando-se no conjunto Produção + Manutenção, criando valor na intervenção, através do desenvolvimento de um trabalho que permite não só repor o estado natural da produção, mas sim promover uma melhoria sustentada da mesma. Este trabalho pretende reflectir e avaliar a relevância do Projecto neste tipo de operações, contribuindo de uma forma sistemática e sustentada para a melhoria contínua dos processos de fabrico. É apresentado um caso de estudo que pretende validar todo o desenvolvimento anteriormente realizado na matéria.

A Pilot Cost-Effectiveness Analysis of Treatments in Newly Diagnosed High-Grade Gliomas: The Example of 5-Aminolevulinic Acid Compared With White-Light Surgery

BACKGROUND: High-grade gliomas are aggressive, incurable tumors characterized by extensive diffuse invasion of the normal brain parenchyma. Novel therapies at best prolong survival; their costs are formidable and benefit is marginal. Economic restrictions thus require knowledge of the cost-effectiveness of treatments. Here, we show the cost-effectiveness of enhanced resections in malignant glioma surgery using a well-characterized tool for intraoperative tumor visualization, 5-aminolevulinic acid (5-ALA). OBJECTIVE: To evaluate the cost-effectiveness of 5-ALA fluorescence-guided neurosurgery compared with white-light surgery in adult patients with newly diagnosed high-grade glioma, adopting the perspective of the Portuguese National Health Service. METHODS: We used a Markov model (cohort simulation). Transition probabilities were estimated with the use of data from 1 randomized clinical trial and 1 noninterventional prospective study. Utility values and resource use were obtained from published literature and expert opinion. Unit costs were taken from official Portuguese reimbursement lists (2012 values). The health outcomes considered were quality-adjusted life-years, lifeyears, and progression-free life-years. Extensive 1-way and probabilistic sensitivity analyses were performed. RESULTS: The incremental cost-effectiveness ratios are below €10 000 in all evaluated outcomes, being around €9100 per quality-adjusted life-year gained, €6700 per life-year gained, and €8800 per progression-free life-year gained. The probability of 5-ALA fluorescence-guided surgery cost-effectiveness at a threshold of €20000 is 96.0% for quality-adjusted life-year, 99.6% for life-year, and 98.8% for progression-free life-year. CONCLUSION: 5-ALA fluorescence-guided surgery appears to be cost-effective in newly diagnosed high-grade gliomas compared with white-light surgery. This example demonstrates cost-effectiveness analyses for malignant glioma surgery to be feasible on the basis of existing data.

Cost-Effectiveness of Non-Vitamin K Antagonist Oral Anticoagulants for Atrial Fibrillation in Portugal

INTRODUCTION AND OBJECTIVES:Recently, three novel non-vitamin K antagonist oral anticoagulants received approval for reimbursement in Portugal for patients with non-valvular atrial fibrillation (AF). It is therefore important to evaluate the relative cost-effectiveness of these new oral anticoagulants in Portuguese AF patients. METHODS: A Markov model was used to analyze disease progression over a lifetime horizon. Relative efficacy data for stroke (ischemic and hemorrhagic), bleeding (intracranial, other major bleeding and clinically relevant non-major bleeding), myocardial infarction and treatment discontinuation were obtained by pairwise indirect comparisons between apixaban, dabigatran and rivaroxaban using warfarin as a common comparator. Data on resource use were obtained from the database of diagnosis-related groups and an expert panel. Model outputs included life years gained, quality-adjusted life years (QALYs), direct healthcare costs and incremental cost-effectiveness ratios (ICERs). RESULTS:Apixaban provided the most life years gained and QALYs. The ICERs of apixaban compared to warfarin and dabigatran were €5529/QALY and €9163/QALY, respectively. Apixaban was dominant over rivaroxaban (greater health gains and lower costs). The results were robust over a wide range of inputs in sensitivity analyses. Apixaban had a 70% probability of being cost-effective (at a threshold of €20 000/QALY) compared to all the other therapeutic options. CONCLUSIONS:Apixaban is a cost-effective alternative to warfarin and dabigatran and is dominant over rivaroxaban in AF patients from the perspective of the Portuguese national healthcare system. These conclusions are based on indirect comparisons, but despite this limitation, the information is useful for healthcare decision-makers.

Implementação, documentação e avaliação da aplicação de Lean Maintenance no Sistema de Armas Epsilon

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Mecânica