Potential poultry and meat products contamination by aflatoxin B1 due to fungal presence in Portuguese poultry units

The impact of mycotoxins on human and animal health is well recognized. Aflatoxin B1 (AFB1) is by far the most prevalent and the most potent natural carcinogen and is usually the major aflatoxin produced by toxigenic fungal strains. Data available, points to an increasing frequency of poultry feed contamination by aflatoxins. Since aflatoxin residues may accumulate in body tissues, this represents a high risk to human health. Samples from commercial poultry birds have already presented detectable levels of aflatoxin in liver. A descriptive study was developed in order to assess fungal contamination by species from Aspergillus flavus complex in seven Portuguese poultry units. Air fungal contamination was studied by conventional and molecular methods. Air, litter and surfaces samples were collected. To apply molecular methods, air samples of 300L were collected using the Coriolis μ air sampler (Bertin Technologies), at 300 L/min airflow rate. For conventional methodologies, all the collected samples were incubated at 27ºC for five to seven days. Through conventional methods, Aspergillus flavus was the third fungal species (7%) most frequently found in 27 indoor air samples analysed and the most commonly isolated species (75%) in air samples containing only the Aspergillus genus...

Despacho económico de unidades com funções de custo não convexas usando enxames

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

Fracture toughness determination of adhesive and co-cured joints in natural fibre composites

Adhesive bonding has become more efficient in the last few decades due to the adhesives developments, granting higher strength and ductility. On the other hand, natural fibre composites have recently gained interest due to the low cost and density. It is therefore essential to predict the fracture behavior of joints between these materials, to assess the feasibility of joining or repairing with adhesives. In this work, the tensile fracture toughness (Gc n) of adhesive joints between natural fibre composites is studied, by bonding with a ductile adhesive and co-curing. Conventional methods to obtain Gc n are used for the co-cured specimens, while for the adhesive within the bonded joint, the J-integral is considered. For the J-integral calculation, an optical measurement method is developed for the evaluation of the crack tip opening and adherends rotation at the crack tip during the test, supported by a Matlab sub-routine for the automated extraction of these quantities. As output of this work, an optical method that allows an easier and quicker extraction of the parameters to obtain Gc n than the available methods is proposed (by the J-integral technique), and the fracture behaviour in tension of bonded and co-cured joints in jute-reinforced natural fibre composites is also provided for the subsequent strength prediction. Additionally, for the adhesively- bonded joints, the tensile cohesive law of the adhesive is derived by the direct method.

Fungal burden in waste industry: an occupational risk to be solved

High loads of fungi have been reported in different types of waste management plants. This study intends to assess fungal contamination in one waste-sorting plant before and after cleaning procedures in order to analyze their effectiveness. Air samples of 50 L were collected through an impaction method, while surface samples, taken at the same time, were collected by the swabbing method and subject to further macro- and microscopic observations. In addition, we collected air samples of 250 L using the impinger Coriolis μ air sampler (Bertin Technologies) at 300 L/min airflow rate in order to perform real-time quantitative PCR (qPCR) amplification of genes from specific fungal species, namely Aspergillus fumigatus and Aspergillus flavus complexes, as well as Stachybotrys chartarum species. Fungal quantification in the air ranged from 180 to 5,280 CFU m−3 before cleaning and from 220 to 2,460 CFU m−3 after cleaning procedures. Surfaces presented results that ranged from 29 × 104 to 109 × 104 CFU m−2 before cleaning and from 11 × 104 to 89 × 104 CFU m−2 after cleaning. Statistically significant differences regarding fungal load were not detected between before and after cleaning procedures. Toxigenic strains from A. flavus complex and S. chartarum were not detected by qPCR. Conversely, the A. fumigatus species was successfully detected by qPCR and interestingly it was amplified in two samples where no detection by conventional methods was observed. Overall, these results reveal the inefficacy of the cleaning procedures and that it is important to determine fungal burden in order to carry out risk assessment.

Slaughterhouses fungal burden assessment: a contribution for the pursuit of a better assessment strategy

In slaughterhouses, the biological risk is present not only from the direct or indirect contact with animal matter, but also from the exposure to bioaerosols. Fungal contamination was already reported from the floors and walls of slaughterhouses. This study intends to assess fungal contamination by cultural and molecular methods in poultry, swine/bovine and large animal slaughterhouses. Air samples were collected through an impaction method, while surface samples were collected by the swabbing method and subjected to further macro- and micro-scopic observations. In addition, we collected air samples using the impinger method in order to perform real-time quantitative PCR (qPCR) amplification of genes from specific fungal species, namely A. flavus, A. fumigatus and A. ochraceus complexes. Poultry and swine/bovine slaughterhouses presented each two sampling sites that surpass the guideline of 150 CFU/m3. Scopulariopsis candida was the most frequently isolated (59.5%) in poultry slaughterhouse air; Cladosporium sp. (45.7%) in the swine/bovine slaughterhouse; and Penicillium sp. (80.8%) in the large animal slaughterhouse. Molecular tools successfully amplified DNA from the A. fumigatus complex in six sampling sites where the presence of this fungal species was not identified by conventional methods. This study besides suggesting the indicators that are representative of harmful fungal contamination, also indicates a strategy as a protocol to ensure a proper characterization of fungal occupational exposure.

The use of the boundary element method in the analysis of single lap joints

The most common techniques for stress analysis/strength prediction of adhesive joints involve analytical or numerical methods such as the Finite Element Method (FEM). However, the Boundary Element Method (BEM) is an alternative numerical technique that has been successfully applied for the solution of a wide variety of engineering problems. This work evaluates the applicability of the boundary elem ent code BEASY as a design tool to analyze adhesive joints. The linearity of peak shear and peel stresses with the applied displacement is studied and compared between BEASY and the analytical model of Frostig et al., considering a bonded single-lap joint under tensile loading. The BEM results are also compared with FEM in terms of stress distributions. To evaluate the mesh convergence of BEASY, the influence of the mesh refinement on peak shear and peel stress distributions is assessed. Joint stress predictions are carried out numerically in BEASY and ABAQUS®, and analytically by the models of Volkersen, Goland, and Reissner and Frostig et al. The failure loads for each model are compared with experimental results. The preparation, processing, and mesh creation times are compared for all models. BEASY results presented a good agreement with the conventional methods.

Estudo da delaminação em compósitos

As excelentes propriedades mecânicas, associadas ao seu baixo peso, fazem com que os materiais compósitos sejam atualmente dos mais interessantes da nossa sociedade tecnológica. A crescente utilização destes materiais e a excelência dos resultados daí provenientes faz com que estes materiais sejam utilizados em estruturas complexas de responsabilidade, pelo que a sua maquinagem se torna necessária de forma a possibilitar a ligação entre peças. O processo de furação é o mais frequente. O processo de maquinagem de compósitos terá como base os métodos convencionais utilizados nos materiais metálicos. O processo deverá, no entanto, ser convenientemente adaptado, quer a nível de parâmetros, quer a nível de ferramentas a utilizar. As características dos materiais compósitos são bastante particulares pelo que, quando são sujeitos a maquinagem poderão apresentar defeitos tais como delaminação, fissuras intralaminares, arrancamento de fibras ou dano por sobreaquecimento. Para a detecção destes danos, por vezes a inspeção visual não é suficiente, sendo necessário recorrer a processos específicos de análise de danos. Existem já, alguns estudos, cujo âmbito foi a obtenção de furos de qualidade em compósitos, com minimização do dano, não se podendo comparar ainda com a informação existente, no que se refere à maquinagem de materiais metálicos ou ligas metálicas. Desta forma, existe ainda um longo caminho a percorrer, de forma a que o grau de confiança na utilização destes materiais se aproxime aos materiais metálicos. Este trabalho experimental desenvolvido nesta tese assentou essencialmente na furação de placas laminadas e posterior análise dos danos provocados por esta operação. Foi dada especial atenção à medição da delaminação causada pela furação e à resistência mecânica do material após ser maquinado. Os materiais utilizados, para desenvolver este trabalho experimental, foram placas compósitas de carbono/epóxido com duas orientações de fibras diferentes: unidireccionais e em “cross-ply”. Não se conseguiu muita informação, junto do fornecedor, das suas características pelo que se levaram a cabo ensaios que permitiram determinar o seu módulo de elasticidade. Relativamente á sua resistência â tração, como já foi referido, a grande resistência oferecida pelo material, associada às limitações da máquina de ensaios não permitiu chegar a valores conclusivos. Foram usadas três geometrias de ferramenta diferentes: helicoidal, Brad e Step. Os materiais utilizados nas ferramentas, foram o aço rápido (HSS) e o carboneto de tungsténio para as brocas helicoidais de 118º de ângulo de ponta e apenas o carboneto de tungsténio para as brocas Brad e Step. As ferramentas em diamante não foram consideradas neste trabalho, pois, embora sejam reconhecidas as suas boas características para a maquinagem de compósitos, o seu elevado custo não justifica a sua escolha, pelo menos num trabalho académico, como é o caso. As vantagens e desvantagens de cada geometria ou material utilizado foram avaliadas, tanto no que diz respeito à delaminação como á resistência mecânica dos provetes ensaiados. Para a determinação dos valores de delaminação, foi usada a técnica de Raio X. Algum conhecimento já existente relativamente a este processo permitiu definir alguns parâmetros (por exemplo: tempo de exposição das placas ao liquido contrastante), que tornaram acessível o procedimento de obtenção de imagens das placas furadas. Importando estas imagens para um software de desenho (no caso – AutoCad), foi possível medir as áreas delaminadas e chegar a valores para o fator de delaminação de cada furo efetuado. Terminado este processo, todas as placas foram sujeitas a ensaios de esmagamento, de forma a avaliar a forma como os parâmetros de maquinagem afectaram a resistência mecânica do material. De forma resumida, são objetivos deste trabalho: - Caracterizar as condições de corte em materiais compósitos, mais especificamente em fibras de carbono reforçado com matriz epóxida (PRFC); - Caracterização dos danos típicos provocados pela furação destes materiais; - Desenvolvimento de análise não destrutiva (RX) para avaliação dos danos provocados pela furação; - Conhecer modelos existentes com base na mecânica da fratura linear elástica (LEFM); - Definição de conjunto de parâmetros ideais de maquinagem com o fim de minimizar os danos resultantes da mesma, tendo em conta os resultados provenientes dos ensaios de força, da análise não destrutiva e da comparação com modelos de danos existentes e conhecidos.

Aplicação de um método de correlação de imagem para a determinação da tenacidade à fratura em corte de adesivos estruturais

Qualquer estrutura hoje em dia deve ser resistente, robusta e leve, o que aumentou o interesse industrial e investigação nas ligações adesivas, nomeadamente pela melhoria das propriedades de resistência e fratura dos materiais. Com esta técnica de união, o projeto de estruturas pode ser orientado para estruturas mais leves, não só em relação à economia direta de peso relativamente às juntas aparafusas ou soldadas, mas também por causa da flexibilidade para ligar materiais diferentes. Em qualquer área da indústria, a aplicação em larga escala de uma determinada técnica de ligação supõe que estão disponíveis ferramentas confiáveis para o projeto e previsão da rotura. Neste âmbito, Modelos de Dano Coesivo (MDC) são uma ferramenta essencial, embora seja necessário estimar as leis MDC do adesivo à tração e corte para entrada nos modelos numéricos. Este trabalho avalia o valor da tenacidade ao corte (GIIC) de juntas coladas para três adesivos com ductilidade distinta. O trabalho experimental consiste na caracterização à fratura ao corte da ligação adesiva por métodos convencionais e pelo Integral-J. Além disso, pelo integral-J, é possível definir a forma exata da lei coesiva. Para o integral-J, é utilizado um método de correlação de imagem digital anteriormente desenvolvido para a avaliação do deslocamento ao corte do adesivo na extremidade da fenda (δs) durante o ensaio, acoplado a uma sub-rotina em Matlab® para a extração automática de δs. É também apresentado um trabalho numérico para avaliar a adequabilidade de leis coesivas triangulares aproximadas em reproduzir as curvas força-deslocamento (P-δ) experimentais dos ensaios ENF. Também se apresenta uma análise de sensibilidade para compreender a influência dos parâmetros coesivos nas previsões numéricas. Como resultado deste trabalho, foram estimadas experimentalmente as leis coesivas de cada adesivo pelo método direto, e numericamente validadas, para posterior previsão de resistência em juntas adesivas. Em conjunto com a caraterização à tração destes adesivos, é possível a previsão da rotura em modo-misto.

Estudo de um equipamento de processamento de soldaduras por Friction Stir Welding

Este é um projeto I&D interno do INEGI, com as unidades DPS e LOME, que tem em vista a utilização de componentes disponíveis no INEGI para o estudo de um equipamento capaz de efetuar soldaduras por Friction Stir Welding. O equipamento já conta com controlo numérico para um sistema de três eixos e os respetivos motores, ficando assim encarregue de tirar o máximo proveito possível destes componentes. Este equipamento terá como finalidade munir o INEGI com um equipamento capaz de dar resposta a eventuais projetos externos/internos bem como para fins de investigação para a melhoria da qualidade do processo de soldadura. A conceção deste equipamento tem a particularidade das condições envolventes do processo nomeadamente os esforços desenvolvidos durante o processo de soldadura, em particular a força vertical (eixo da ferramenta) que é necessária fazer de forma a evitar a ascensão de material da junta de soldadura. A soldadura por Friction Stir Welding, é um processo de soldadura relativamente actual, desenvolvido em 1991 por Wayne Thomas pelo The Welding Institute que se sobrepõe aos métodos de soldadura convencionais, uma vez que não necessita de levar o/os materiais acima da sua temperatura de fusão, sendo um processo de soldadura no estado solido, o material não chega a fundir. Este processo consiste na utilização de uma ferramenta em rotação que que se desloca ao longo da junta de soldadura, que uma vez a fricção gerada entre a ferramenta e o material base gera calor que promove o aquecimento e quase fusão do material base. A ligação do material dá-se aquando a passagem da ferramenta na junta, misturando os materiais. Com o recurso a este método de fabrico é possível efetuar soldaduras com grande qualidade em materiais considerados de difícil soldabilidade pelos métodos convencionais, como por exemplo o Alumínio. Neste projecto foram estudadas varias soluções, contactados vários fornecedores e com o seu feedback foi desenvolvido o equipamento. Este projecto consiste essencialmente na análise estrutural e selecção de equipamentos. O equipamento final resultou de uma série de iterações e ideias de forma a optimizar toda estrutura para a magnitude dos esforços envolvidos, obtendo no final um equipamento capaz de cumprir os requisitos. No final prevêse um equipamento com a capacidade de suportar esforços verticais de 50

Evaluation of thermometers for ear temperature measurement at the wards in a university hospital

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Biomédica

Study of membrane emulsification process as a pre-step for the microencapsulation of lipid compounds by spray drying

Dissertation presented to Faculdade de Ciências e Tecnologia, Universidade Nova de Lisboa for obtaining the master degree in Membrane Engineering

Identification of Leishmania chagasi from skin in Leishmania/HIV co-infection: a case report

A case of HIV/Leishmania co-infection presenting both visceral and cutaneous manifestations is reported. Leishmania infection was confirmed by conventional methods (parasitological approach and serology) and by PCR. Leishmania chagasi isolated from the skin lesion was characterized by enzyme electrophoresis and by restriction fragment length polymorphism of the internal transcribed spacer of the ribosomal gene.

Compaction quality control on site of earthworks - A comparative study

The capacity to use geologic materials (soil and rock) that are available in the surrounding environment is inherent to the human civilization and has contributed to the evolution of societies throughout the course of history. The use of these materials in the construction of structures such as houses, roads, railways or dams, stirred the improvement of socioeconomic and environmental conditions. Several reports of structural problems on embankments can be found throughout history. A considerable number of those registers can be linked to inadequate compaction, demonstrating the importance of guaranteeing a suitable quality of soil compaction. Various methodologies and specifications of compaction quality control on site of earthworks, based on the fill moisture content and dry unit weight, were developed during the 20th century. Two widely known methodologies are the conventional and nuclear techniques. The conventional methods are based on the use of the field sand cone test (or similar) and sampling of material for laboratory-based testing to evaluate the fill dry unit weight and water content. The nuclear techniques measure both parameters in the field using a nuclear density gauge. A topic under discussion in the geotechnical community, namely in Portugal, is the comparison between the accuracy of the nuclear gauge and sand cone test results for assessing the compaction and density ratio of earth fills, particularly for dams. The main purpose of this dissertation is to compare both of them. The data used were acquired during the compaction quality control operations at the Coutada/Tamujais dam trial embankment and core construction. This is a 25 m high earth dam located in Vila Velha de Rodão, Portugal. To analyse the spatial distribution of the compaction parameters (water content and compaction ratio), a 3D model was also developed. The main results achieved are discussed and finally some considerations are put forward on the suitability of both techniques to ensure fill compaction quality and on additional research to complement the conclusions obtained.

Biomimetic mineralization: encapsulation in calcium carbonate shells

Calcium carbonate biomineralization is a self-assembly process that has been studied to be applied in the biomedical field to encapsulate biomolecules. Advantages of engineering mineral capsules include improved drug loading efficiencies and protection against external environment. However, common production methods result in heterogeneous capsules and subject biomolecules to heat and vibration which cause irreversible damage. To overcome these issues, a microfluidic device was designed, manufactured and tested in terms of selectivity for water and oil to produce a W/O/W emulsion. During the development of this work there was one critical challenge: the selective functionalization in closed microfluidic channels. Wet chemical oxidation of PDMS with 1M NaOH, confirmed by FTIR, followed by adsorption of polyelectrolytes - PDADMAC/PSS - confirmed by UV-Vis and AFM results, render the surface of PDMS hydrophilic. UV-Vis spectroscopy also confirmed that this modification did not affect PDMS optical properties, making possible to monitor fluids and droplets. More important, with this approach PDMS remains hydrophilic over time. However, due to equipment constrains selectivity in microchannels was not achieved. Therefore, emulsion studies took place with conventional methods. Several systems were tried, with promising results achieved with CaCO3 in-situ precipitation, without the use of polymers or magnesium. This mineral stabilizes oil droplets in water, but not in air due to incomplete capsule formation.

Single-tube nested PCR assay with in-house DNA extraction for Mycobacterium tuberculosis detection in blood and urine

Abstract: INTRODUCTION : Molecular analyses are auxiliary tools for detecting Koch's bacilli in clinical specimens from patients with suspected tuberculosis (TB). However, there are still no efficient diagnostic tests that combine high sensitivity and specificity and yield rapid results in the detection of TB. This study evaluated single-tube nested polymerase chain reaction (STNPCR) as a molecular diagnostic test with low risk of cross contamination for detecting Mycobacterium tuberculosis in clinical samples. METHODS: Mycobacterium tuberculosis deoxyribonucleic acid (DNA) was detected in blood and urine samples by STNPCR followed by agarose gel electrophoresis. In this system, reaction tubes were not opened between the two stages of PCR (simple and nested). RESULTS: STNPCR demonstrated good accuracy in clinical samples with no cross contamination between microtubes. Sensitivity in blood and urine, analyzed in parallel, was 35%-62% for pulmonary and 41%-72% for extrapulmonary TB. The specificity of STNPCR was 100% in most analyses, depending on the type of clinical sample (blood or urine) and clinical form of disease (pulmonary or extrapulmonary). CONCLUSIONS: STNPCR was effective in detecting TB, especially the extrapulmonary form for which sensitivity was higher, and had the advantage of less invasive sample collection from patients for whom a spontaneous sputum sample was unavailable. With low risk of cross contamination, the STNPCR can be used as an adjunct to conventional methods for diagnosing TB.