Reproducing stone monument photosynthetic-based colonization under laboratory conditions

Science of the total environment 405(2008) 278-285

Otimização da produção de biogás com recurso a redes neuronais artificiais

Numa Estação de Tratamento de Águas Residuais (ETAR), são elevados os custos não só de tratamento das águas residuais como também de manutenção dos equipamentos lá existentes, nesse sentido procura-se utilizar processos capazes de transformar os resíduos em produtos úteis. A Digestão Anaeróbia (DA) é um processo atualmente disponível capaz de contribuir para a redução da poluição ambiental e ao mesmo tempo de valorizar os subprodutos gerados. Durante o processo de DA é produzido um gás, o biogás, que pode ser utilizado como fonte de energia, reduzindo assim a dependência energética da ETAR e a emissão de gases com efeito de estufa para a atmosfera. A otimização do processo de DA das lamas é essencial para o aumento da produção de biogás, mas a complexidade do processo constitui um obstáculo à sua otimização. Neste trabalho, aplicaram-se Redes Neuronais Artificiais (RNA) ao processo de DA de lamas de ETAR. RNA são modelos simplificados inspirados no funcionamento das células neuronais humanas e que adquirem conhecimento através da experiência. Quando a RNA é criada e treinada, produz valores de output aproximadamente corretos para os inputs fornecidos. Foi esse o motivo para recorrer a RNA na otimização da produção de biogás no digestor I da ETAR Norte da SIMRIA, usando o programa NeuralToolsTM da PalisadeTM para desenvolvimento das RNA. Para tal, efetuou-se uma análise e tratamento de dados referentes aos últimos quatro anos de funcionamento do digestor. Os resultados obtidos permitiram concluir que as RNA modeladas apresentam boa capacidade de generalização do processo de DA. Considera-se que este caso de estudo é promissor, fornecendo uma boa base para o desenvolvimento de modelos eventualmente mais gerais de RNA que, aplicado conjuntamente com as características de funcionamento de um digestor e o processo de DA, permitirá otimizar a produção de biogás em ETAR.

Epidemiology and antimicrobial resistance of B. fragilis group organisms isolated from clinical specimen and human intestinal microbiota

Epidemiological aspects and the antimicrobial susceptibility profile of the Bacteroides fragilis group isolated from clinical and human intestinal specimens were examined in this study. B. fragilis group strains were isolated from 46 (37%) of 124 clinical specimens and the source of the samples was: Blood culture (3), intraabdominal infection (27), brain abscess (2), soft tissue infection (17), respiratory sinus (3), pleural aspirate (9), breast abscess (3), surgical infected wound (22), pelvic inflammatory disease (22), chronic otitis media (9) and miscellaneous (7). Intraabdominal and soft tissue infections were responsible for more than half of the clinical isolates. Susceptibility to penicillin, cefoxitin, tetracycline, metronidazole, chloramphenicol and clindamycin was examined. All isolates were susceptible to metronidazole and chloramphenicol. For clindamycin and cefoxitin the resistance rates observed were 21.7% and 10.9% respectively. Susceptibility profiles varied among the different species tested. A total of 37 species of B. fragilis group isolated from intestinal microbiota of individuals who had no antimicrobial therapy for at least 1 month before the sampling was also examined. All strains were also susceptible to chloramphenicol and motronidazole and the resistance rates to clindamycin and cefoxitin were 19.4% and 5.4% respectively. A few institutions, in Brazil, have monitored the antimicrobial susceptibility of B. fragilis group strains isolated from anaerobic infections. The resistance rates to cefoxitin and clindamycin and the variation in susceptibility patterns among the species isolated in this study emphasize the need for monitoring of susceptibility patterns of B. fragilis group organisms isolated, especially at our University Hospitals.

Susceptibility of clinical isolates of Bacteroides fragilis group strains to cefoxitin, cefoperazone and ticarcillin/clavulanate

A total of 40 strains of the B. fragilis group was isolated from clinical specimens in two hospital centers in Fortaleza from 1993 to 1997. The most frequently isolated species was Bacteroides fragilis (19 strains) and most isolates came from intra-abdominal and wound infections. The susceptibility profile was traced for cefoxitin, cefoperazone and ticarcillin-clavulanate by using the agar dilution reference method. All isolates were susceptible to ticarcillin-clavulanate (128/2mug/ml). Resistance rates of 15 and 70% were detected to cefoxitin (64mug/ml) and cefoperazone (64mug/ml), respectively. Such regional results permit a better orientation in choosing this group of antibiotics for prophylaxis and therapy especially in relation to cefoxitin, which is frequently used in the hospital centers studied.

Formate metabolism in sulfate reducing bacteria

Dissertation presented to obtain the Ph.D degree in Biochemistry

Genetic diversity of oral Fusobacterium nucleatum isolated from patients with different clinical conditions

The genetic diversity of 23 oral Fusobacterium nucleatum isolated from 15 periodontal patients, eight from seven healthy subjects, nine from nine AIDS patients and two from two Cebus apella monkeys were analyzed. EcoRI restricted the bacterial DNA and 28 ribotypes grouped from A to J groups were obtained. Isolates formed 24 ribotypes which were contained into A, B, C, D, E and F groups, and three reference strains and two clinical isolates of A. actinomycetemcomitans, and E. coli CDC formed four different ribotypes into the G, H, I and J groups. Moreover, from nine F. nucleatum from AIDS patients, six were ribotyped as group C and three as group D. By using ribotyping we distinguished F. nucleatum recovered from different sources. It is possible that isolates from AIDS patients may contain some phenotypic or genotypic factor did not observed in this study.

Municipal solid waste management system: decision support through systems analysis

Thesis submitted to the Universidade Nova de Lisboa, Faculdade de Ciências e Tecnologia for the degree of Doctor of Philosophy in Environmental Engineering

Candida glabrata susceptibility to antifungals and phagocytosis is modulated by acetate

Candida glabrata is considered a major opportunistic fungal pathogen of humans. The capacity of this yeast species to cause infections is dependent on the ability to grow within the human host environment and to assimilate the carbon sources available. Previous studies have suggested that C. albicans can encounter glucose-poor microenvironments during infection and that the ability to use alternative non-fermentable carbon sources, such as carboxylic acids, contributes to the virulence of this fungus. Transcriptional studies on C. glabrata cells identified a similar response, upon nutrient deprivation. In this work, we aimed at analyzing biofilm formation, antifungal drug resistance, and phagocytosis of C. glabrata cells grown in the presence of acetic acid as an alternative carbon source. C. glabrata planktonic cells grown in media containing acetic acid were more susceptible to fluconazole and were better phagocytosed and killed by macrophages than when compared to media lacking acetic acid. Growth in acetic acid also affected the ability of C. glabrata to form biofilms. The genes ADY2a, ADY2b, FPS1, FPS2, and ATO3, encoding putative carboxylate transporters, were upregulated in C. glabrata planktonic and biofilm cells in the presence of acetic acid. Phagocytosis assays with fps1 and ady2a mutant strains suggested a potential role of FPS1 and ADY2a in the phagocytosis process. These results highlight how acidic pH niches, associated with the presence of acetic acid, can impact in the treatment of C. glabrata infections, in particular in vaginal candidiasis.

Electrochemical characterization of Dps, a DNA-protecting protein

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Biotecnologia

Análise da viabilidade económica da implementação de uma central de micro-cogeração no setor da agropecuária

O crescente aumento do consumo energético das sociedades desenvolvidas e emergentes, motivado pelo progresso económico e social, tem induzido a procura de alternativas focalizadas nas energias renováveis, que possam contribuir para assegurar o fornecimento de energia sem agravar o consumo de combustíveis fósseis e a emissão de gases com efeito de estufa. Nesse sentido, a produção de energia eléctrica a partir do gás metano resultante da estabilização anaeróbia de efluentes tem vindo a ser estudada e praticada desde finais do século XIX, tendo assumido maior expressão a partir dos anos 70 do século XX, na sequência das primeiras crises petrolíferas. As instalações agropecuárias reúnem dois fatores chave para o sucesso do aproveitamento energético do biogás produzido no tratamento dos efluentes: por um lado, produzem matéria-prima com potencial energético – dejeto animal com um potencial enorme de criação de biogás quando procedido de tratamento anaeróbio - e, por outro, necessitam de energia eléctrica para o funcionamento dos equipamentos electromecânicos e de calor para a manutenção das instalações. A valorização energética do biogás produzido na estabilização anaeróbia dos efluentes agro-pecuários, para além de permitir obter um retorno financeiro, que contribui para o equilíbrio dos custos de investimento e de exploração, contribui igualmente para a redução das emissões de gases com efeito de estufa, como o dióxido de carbono e o metano, e para a segurança de abastecimento energético à instalação, na medida em que assegura a alimentação de energia eléctrica em caso de falha no fornecimento pela rede nacional. A presente dissertação apresenta um contributo para estudos a desenvolver por proprietários de agropecuárias, cooperativas regionais do setor da agropecuária, empresas de projecto e estudantes de Engenharia, constituído por uma compilação da informação mais relevante associada à estabilização anaeróbia de efluentes e à valorização energética do biogás produzido. Com base em informação referente ao número real de animais existentes em Portugal, este trabalho pretende fazer ver a essas entidades que o aproveitamento energético do biogás é viável e útil para o país. Com a criação de uma aplicação informática de análise económica de investimento, provar que o investimento em pequenas propriedades, com apenas 80 cabeças normais, pode obter um retorno financeiro razoável, com um prazo de recuperação do investimento bastante baixo, aproveitando um recurso que caso contrário será desperdiçado e poluirá o ambiente.

Full-scale biological phosphorus removal: quantification of storage polymers, microbial performance and metabolic modelling

Dissertação para obtenção do Grau de Doutor em Engenharia Química e Bioquímica

Análise do ciclo de vida da produção do butanol

Este trabalho teve como objetivo avaliar e comparar os impactes ambientais da produção do butanol considerando três processos produtivos: um que usa fontes fósseis e dois que usam fontes renováveis, nomeadamente palha de trigo e milho. Para o primeiro caso considerouse o processo oxo e os restantes usaram o processo de produção ABE (acetona, butanol e etanol). Na primeira etapa estudaram-se e descreveram-se os diferentes processos referidos. A análise do ciclo de vida foi depois aplicada efetuando as quatro fases nomeadamente definição do âmbito e objetivo, inventário, avaliação de impactes e interpretação dos resultados obtidos. O inventário foi efetuado tendo em conta a bibliografia existente sobre estes processos e com o auxílio da base de dados Ecoinvent Versão3 Database™. Na avaliação de impactes utilizou-se o método Impact 2002 + (Endpoint). Concluiu-se que a produção do butanol pelo processo ABE utilizando o milho é a que apresenta maior impacte ambiental e a que produção do butanol pelo processo ABE usando a palha de trigo é a que apresenta um menor impacte ambiental, quando o processo de alocação foi efetuado tendo em conta as massas de todos os produtos produzidos em cada processo. Foi efetuada uma análise de sensibilidade para a produção de butanol usando palha de trigo e milho relativa aos dados de menor qualidade. No processo da palha de trigo fez-se variar a quantidade de material enviado para a digestão anaeróbia e a quantidade de efluente produzida. No processo relativo ao milho apenas se fez variar a quantidade de efluente produzida. As variações tiveram um efeito pouco significativo (<1,3%) no impacte global. Por fim, efetuou-se o cálculo dos impactes considerando uma alocação económica que foi executada tendo em conta os preços de venda para o ano 2013 na Europa, para os produtos produzidos pelos diferentes processos. Considerando o valor económico verificou-se um aumento do peso relativo ao butanol, o que fez aumentar significativamente o impacte ambiental. Isto deve-se em grande parte ao baixo valor económico dos gases formados nos processos de fermentação. Se na alocação por massa for retirada a massa destes gases os resultados obtidos são similares nos dois tipos de alocação.

Effects of UV radiation exposure on DNA and DNA repair enzymes

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Biotecnologia

Redes Neuronais Artificiais na Otimização do Processo de Digestão Anaeróbia - Aplicação a uma ETAR da AdCL

Numa sociedade com elevado consumo energético, a dependência de combustíveis fósseis em evidente diminuição de disponibilidades é um tema cada vez mais preocupante, assim como a poluição atmosférica resultante da sua utilização. Existe, portanto, uma necessidade crescente de recorrer a energias renováveis e promover a otimização e utilização de recursos. A digestão anaeróbia (DA) de lamas é um processo de estabilização de lamas utilizado nas Estações de Tratamento de Águas Residuais (ETAR) e tem, como produtos finais, a lama digerida e o biogás. Maioritariamente constituído por gás metano, o biogás pode ser utilizado como fonte de energia, reduzindo, deste modo, a dependência energética da ETAR e a emissão de gases com efeito de estufa para a atmosfera. A otimização do processo de DA das lamas é essencial para o aumento da produção de biogás. No presente relatório de estágio, as Redes Neuronais Artificiais (RNA) foram aplicadas ao processo de DA de lamas de ETAR. As RNA são modelos simplificados inspirados no funcionamento das células neuronais humanas e que adquirem conhecimento através da experiência. Quando a RNA é criada e treinada, produz valores de output aproximadamente corretos para os inputs fornecidos. Uma vez que as DA são um processo bastante complexo, a sua otimização apresenta diversas dificuldades. Foi esse o motivo para recorrer a RNA na otimização da produção de biogás nos digestores das ETAR de Espinho e de Ílhavo da AdCL, utilizando o software NeuralToolsTM da PalisadeTM, contribuindo, desta forma, para a compreensão do processo e do impacto de algumas variáveis na produção de biogás.

Avaliação de funcionamento de duas estações de tratamento de águas residuais do interior de Vila Nova de Gaia

Esta dissertação descreve o trabalho desenvolvido ao longo de um ano e um mês desde a pesquisa teórica até à prática experimental no âmbito da unidade curricular de Dissertação/estágio do Mestrado em Engenharia Química, no ramo Tecnologias em Proteção Ambiental. O tema desta dissertação consiste na avaliação do funcionamento de duas estações de tratamento de águas residuais (ETAR) do interior do município de Vila Nova de Gaia no que diz respeito ao possível aumento da resistência a antibióticos na ETAR de Febros e na ETAR de Lever. Os testes de sensibilidade a antibióticos (TSA) foram executados para ambas as ETAR, sendo as amostras de água recolhidas na entrada e na saída dos reatores biológicos (tratamento secundário). Além disso, foram realizados testes de avaliação da eficiência de desinfeção por radiação ultravioleta (UV) relativamente à Escherichia coli (E. coli) na ETAR de Lever. Os antibióticos selecionados para a realização deste trabalho foram a Eritromicina, a Azitromicina, a Claritromicina, a Ofloxacina, a Ciprofloxacina, o Sulfametoxazol, o Trimetoprim e o Metronidazol. Esta seleção baseou-se no facto de estes serem alguns dos antibióticos mais consumidos e mais persistentes no meio ambiente. A bactéria E. coli (isolada a partir de amostras das águas residuais estudadas) foi escolhida para a realização deste estudo uma vez que está sempre presente nas águas residuais domésticas e está associada a fenómenos de multirresistência a antibióticos. Os testes de TSA foram realizados seguindo a metodologia de difusão por discos. No período do estudo (Março a Junho de 2015) identificaram-se situações quer de aumento de resistência quer de aumento de sensibilidade aos antibióticos testados. As situações mais graves de aumento de resistência, a que corresponderam a halos nulos, verificaram-se para os antibióticos Claritromicina, Trimetoprim e Metronidazol, ocorrendo com maior frequência para os dois últimos, que aliás são fármacos que são administrados em simultâneo. Os períodos mais problemáticos em termos de aumento das resistências foram ligeiramente diferentes nas duas ETAR. No caso da ETAR de Febros correspondeu ao mês Abril e na ETAR de Lever ocorreu entre o final de Abril e o início de Maio. Considera-se que estes períodos poderão coincidir com um aumento do consumo destes fármacos devido à sua utilização no combate a infeções respiratórias muito comuns nesta altura do ano. Não se observou qualquer sensibilidade da E. coli para o Metronidazol porque é um antibiótico com indicação para algumas bactérias anaeróbias, fungos e giardia, e que à partida não tem capacidade para eliminar a E. coli. A eficiência da desinfeção na ETAR de Lever relativamente à remoção de E. coli foi satisfatória. Sendo de salientar a importância da manutenção, no que se refere à identificação de possíveis avarias nas lâmpadas e correspondente limpeza. Os resultados deste trabalho provam a existência de estirpes da bactéria E. coli resistentes a alguns dos antibióticos estudados, o que reforça a importância da desinfeção no tratamento de águas residuais domésticas.