Design, production and characterisation of granular adsorbent material for arsenic removal from contaminated wastewater

The objective of this research was to design granulated iron oxide for the adsorption of heavy metals from wastewater. Polyvinyl acetate (PVAc) was chosen as a suitable binder; as it is water insoluble. Initial experiments on selection of suitable solvent of the polymer were carried out using three solvents namely; methanol, acetone and toluene. Based on the initial tests on product yield and mechanical strength, acetone was selected as the solvent for the polyvinyl acetate binder. Design of experiment was then used to investigate the influence of granulation process variables; impeller speed, binder concentration and liquid to solid ratio on the properties of the granular materials. The response variables in the study were granules mean size, stability in water and granule strength. The results showed that the combination of high impeller speed and high binder concentration favour the formation of strong and stable granules. Results also showed that leaching of the binder into the simulated was water was negligible. Trial adsorption experiments carried out using the strongest and most stable iron oxide granules produced in this work showed removal efficiency of around 70% of synthetic arsenic solutions with initial concentration of 1000 ppb.

Adaptable housing design for climate change adaptation

It is predicted that climate change will result in rising sea levels, more frequent and extreme weather events, hotter and drier summers and warmer and wetter winters. This will have a significant impact on the design of buildings, how they are kept cool and how they are weathered against more extreme climatic conditions. The residential sector is already a significant environmental burden with high associated operational energy. Climate change, and a growing population requiring residence, has the potential to exacerbate this problem seriously. New paradigms for residential building design are required to enable low-carbon dioxide operation to mitigate climate change. They must also face the reality of inevitable climate change and adopt climate change adaptation strategies to cope with future scenarios. However, any climate adaptation strategy for dwellings must also be cognisant of adapting occupant needs, influenced by ageing populations and new technologies. This paper presents concepts and priorities for changing how society designs residential buildings by designing for adaptation. A case study home is analysed in the context of its stated aims of low energy and adaptability. A post-occupancy evaluation of the house is presented, and future-proofing strategies are evaluated using climate projection data for future climate change scenarios.

A cultura cerâmica no design da joalharia portuguesa

Este trabalho de investigação tem como objectivo contribuir para o aprofundamento de estudos vocacionados para o desenvolvimento de novos produtos, suportado pelo encontro entre duas Culturas do Fazer, a cerâmica e a joalharia, e orientado pela Cultura do Projecto, o design. A análise e a ponderação acerca dos pontos em comum entre estas duas culturas materiais, em particular no contexto português, são a base para a definição e a aplicação de um novo concept de produto, mediado por uma metodologia projectual e sustentado nas noções de Modularidade, de Arquétipo, de Tipologia, de Valor Semântico, de Valor Simbólico, de Sistema de Produto e de Design Estratégico. Esta dissertação desenvolve-se ao longo de duas partes, após uma introdução em que se define o objecto de estudo e a metodologia da investigação. A primeira parte tem quatro capítulos. O primeiro capítulo trata do enquadramento teórico da Cultura Cerâmica a partir de uma análise históricotipologica (desde a cultura mesopotâmica até ao século XXI) orientando-se para o contexto português: os lugares de produção cerâmica e o azulejo como portador de cultura. O segundo capítulo, centrando-se em Portugal como lugar de investigação, estuda a Joalharia num âmbito experimental, analisando o valor simbólico da jóia. No terceiro capítulo interpreta-se o design entre tradição e inovação, nomeadamente a sua importância como veiculador cultural, o seu relacionamento com o artesanato e a relevância do laboratório como lugar de experimentação. O quarto capítulo analisa a acção do cruzamento entre os dois sectores – cerâmica e joalharia – na definição da cultura material, na Europa e em Portugal. Clarifica-se também o conceito de Sistema de Produto quando aplicado, como projecto piloto, à Joalharia, servindo-se de estudos de caso como mediadores experimentais. A segunda parte tem três capítulos. No primeiro capítulo analisam-se e averiguam-se tipologias de jóias existentes, assim como algumas provas laboratoriais que permitem o entendimento da tecnologia cerâmica no desenvolvimento de um projecto de Joalharia. Possibilita-se, deste modo, o surgimento dos primeiros estudos tipológico-formais determinantes para a definição da tipologia de projecto jóia-azulejo. No segundo capítulo define-se uma estratégia metodológica para aplicar a um produto de jóia cerâmica, analisando a particular importância do factor emocional na tomada de decisão do cliente. O terceiro capítulo defende um projecto experimental, como momento de verificação, aplicação e materialização do estudo desenvolvido nesta dissertação, proporcionando uma ocasião projectual para avaliar as potencialidades de um produto futuro, orientado pelo design, fruto do cruzamento entre a Cultura Cerâmica e a Joalharia em Portugal.

Colagens têxteis: em busca de um design sustentável

Os desafios dos designers nos dias de hoje são inúmeros, sendo um deles o de desenvolver produtos que atendam ao mercado sem deixar de lado as preocupações com a sustentabilidade, seja ambiental, sócio-ética ou econômica. Assim sendo, a própria disputa para alcançar novos patamares de destaque no mercado também fez proliferar novas tecnologias de produção sustentável como um fator diferenciador nos dias de hoje que, para além de preservar a natureza, conquista uma larga faixa de clientes sensíveis a este tipo de preocupações. É objetivo deste trabalho a criação de produtos de design de moda e decoração e sua verificação enquanto design sustentável. Neste contexto, enquadra-se este trabalho que visa desenvolver produtos de moda e decoração realizados com a técnica da colagem têxtil, resultando assim, em produtos inovadores, únicos, intemporais e com design. A presente investigação desenvolveu-se em parceria com o Banco de Vestuário de Caxias do Sul, que forneceu dados para o estudo do setor têxtil e levantamento dos resíduos da indústria têxtil da região para caracterização do setor, além de disponibilizar os resíduos têxteis que serviram de base para a criação de produtos de moda e de decoração mais sustentáveis. Para a criação das superfícies têxteis coladas foram desenvolvidas amostras com testes de temperaturas e tempos para verificar a combinação que mais se adequa a cada tipo de matéria-prima. Além de fazer uso destes resíduos, a investigação contou com o auxílio de mão-de-obra de artesãs que, por sua vez, foram capacitadas com a técnica da colagem têxtil através de dois workshops. Após esta etapa, para fazer a análise dos níveis de sustentabilidade dos produtos, utilizou-se o Sustainability Design Orienting Toolkit (SDO) que é um conjunto de ferramentas que visa a orientação dos designers no desenvolvimento de produtos em termos de sustentabilidade ambiental, sócio-ética e econômica.

Smart design of scaffolds obtained by biofabrication for tissue engineering applications

A engenharia de tecidos é um domínio tecnológico emergente em rápido desenvolvimento que se destina a produzir substitutos viáveis para a restauração, manutenção ou melhoria da função dos tecidos ou órgãos humanos. Uma das estratégias mais predominantes em engenharia de tecidos envolve crescimento celular sobre matrizes de suporte (scaffolds), biocompatíveis e biodegradáveis. Estas matrizes devem possuir não só elevadas propriedades mecânicas e vasculares, mas também uma elevada porosidade. Devido à incompatibilidade destes dois parâmetros, é necessário desenvolver estratégias de simulação de forma a obter estruturas optimizadas. A previsão real das propriedades mecânicas, vasculares e topológicas das matrizes de suporte, produzidas por técnicas de biofabricação, é muito importante para as diversas aplicações em engenharia de tecidos. A presente dissertação apresenta o estado da arte da engenharia de tecidos, bem como as técnicas de biofabricação envolvidas na produção de matrizes de suporte. Para o design optimizado de matrizes de suporte foi adoptada uma metodologia de design baseada tanto em métodos de elementos finitos para o cálculo do comportamento mecânico, vascular e as optimizações topológicas, como em métodos analíticos para a validação das simulações estruturais utilizando dados experimentais. Considerando que as matrizes de suporte são estruturas elementares do tipo LEGO, dois tipos de famílias foram consideradas, superfícies não periódicas e as superfícies triplas periódicas que descrevem superfícies naturais. Os objectivos principais desta dissertação são: i) avaliar as técnicas existentes de engenharia de tecidos; ii) avaliar as técnicas existentes de biofabricação para a produção de matrizes de suporte; iii) avaliar o desempenho e comportamento das matrizes de suporte; iv) implementar uma metodologia de design de matrizes de suporte em variáveis tais como a porosidade, geometria e comportamento mecânico e vascular por forma a auxiliar o processo de design; e por fim, v) validar experimentalmente a metodologia adoptada.

Sustainability study of the application of geosynthetic clay liners in hostile and aggressive environments

This paper discusses the sustainable performance of geosynthetic clay liners (GCLs) which are popularly specified as “leachate retaining” or as “water proofing” membranes in the geo-environmental construction industry. Geosynthetic clay liners (GCLs) are composite matting comprising of bentonite clay with two covering geosynthetics. These are innovative labour saving construction material, developed over the last three decades. The paper outlines the variety of Geosynthetic Clay Liners (GCLs) can be classified essentially into two distinctly different forms viz; (a) air dry (< 8% m/c) with granular or powdered bentonite or (b) bentonite cake factory prehydrated to a moisture content (~40% m/c) beyond its shrinkage limit and vacuum extruded as a clay cake to enhance its sustainable performance. The dominant mineral in bentonite clay is the three-layered (2:1) clay mineral montmorillonite. High quality bentonites need to be used in the GCL manufacture. Sodium montmorillonite has the desired characteristic of high swelling capacity, high cation exchange capacity and the consequently very low hydraulic conductivity, providing the basis for the hydraulic sealing medium in GCLs. These encapsulate the active montmorillonite clay minerals which depend on the water and chemical balance between the sealing element and the surrounding geo environment. Quantitative mineralogical analyses and an assessment of the adsorbed cation regime, diffusion coefficients and clay leachate compatibility must necessarily be an integral part of the site appraisal to ensure acceptable long term sustainability and performance. Factors influencing the desired performance of bentonite in the GCLs placed in difficult construction and hostile chemical environments are discussed in this paper. Accordingly, the performance specifications for GCLs are identified and the appropriateness of enhancing the cation exchange capacity with polymer treatment and the need for factory prehydration of the untreated sodium bentonite is emphasised. The advantage of factory prehydrating the polymer treated bentonite to fluid content beyond its shrinkage limit and subsequently factory processing it to develop laminated clay is to develop a GCL that has enviable sealing characteristics with a greater resistance to geochemical attack and cracking. Since clay liners are buried in the ground as base liners, capping layer or as structural water proofing membrane, they can easily avoid strict quality and performance monitoring being “out of sight, out of mind!”. It is very necessary that barrier design for leachate containment must necessarily be in accordance with legislative requirement Assessment of long term hydraulic conductivities and clay-leachate compatibility assessment is deemed necessary. The derogatory factors affecting the sustainable performance of the bentonite in GCLs placed in difficult construction and hostile chemical environments are discussed. Sustainability concepts incorporated in waste management practice must aim to achieve 100% recycling and fully implement the handling of solid waste in developing countries with relatively lower labour costs.

GIS on tourism planning: preventing the impacts caused by the developing tourism activity in a specific site

The environment is one of the greatest concerns of humankind. Nowadays, the activities which improve or destroy it must be assessed and controlled by efficient means which should permit the control of environmental impact caused by the development of these activities. This document presents an information system implementation, as a Decision Support system, allowing the Decision Maker to evaluate, foresee and control the future environmental impact of Tourism through consultation, the management and the presentation of decision schemes based on defined measures of a regional tourism planning.

Design and implementation of a real-time data acquisition system for the identification of dynamic temperature models in a hydroponic greenhouse

This text describes a real data acquisition and identification system implemented in a soilless greenhouse located at the University of Algarve (south of Portugal). Using the Real Time Workshop, Simulink, Matlab and the C programming language a system was developed to perform real-time data acquisition from a set of sensors.

Developing Web Design Skills Through Group Critiquing and Feedback.

The aim of this quasi-experimental research study was to investigate whether guided small-group discussions that involved explaining, analysing or justifying design and followed a modeling session from the teacher could improve students' creativity in web design. The convenience sample comprised of 37 third year students of the ""Publication Design and Hypermedi Technology"" program at John Abbott College in Sainte-Anne-de-Bellvue, Quebec who had enrolled in the Web Design course offered in the Fall semester of 2011. The primary instrument of this study was a set of two assigments for the course. A traditional teaching method was used during the first assignment and a small-group teaching strategy was implemented during the second one. Another instrument used in this research was a questionnaire on willingness to participate in teamwork. The last instrument of this study was a questionnaire on the type of intelligences that students possessed. It is hoped that the knowledge gathered from the study will add to the information about group-work activities and critiquing in particular.

Synthesis and computer-assisted design of mitochondrial electron transport-chain inhibitors as antimalarial agents

Tese de doutoramento, Farmácia (Química Farmacêutica e Terapêutica), Universidade de Lisboa, Faculdade de Farmácia, 2014

Boronic acids as partners in multicomponent reactions

Tese de doutoramento, Farmácia (Química Farmacêutica e Terapêutica), Universidade de Lisboa, Faculdade de Farmácia, 2014

Defining Spatial and Temporal Hydromorphological Sampling Strategies for the Leigh Brook River Site

Detailed surveys of depth and velocity are undertaken to describe hydro-ecological status of rivers. Fieldwork for these surveys is time consuming and expensive. This paper aims to describe the methodology applied in order to determine the most suitable depth sampling strategy for effective field data collection and river representation in time and space at the Leigh Brook river site, Worcester, UK. The accuracy of three different sampling strategies for predicting depth at non-measured points has been compared and the mesohabitats that better characterise depth changes due to variations in discharge have been identified. The results show that depth changes due to discharge change are mainly located at shallow and deep glide mesohabitat types. The analysis for the comparison of sampling strategies indicates that grid sampling strategies give better results than regular transects. Since the results also show that higher errors in predictions are obtained in the deepest areas, higher sampling densities should be applied in these locations.

A mechanical design approach to testing fluid turbulence over a rough surface

Senior thesis written for Oceanography 444

The Development of Environmental Assessment Tools to Support the Creation of Dementia Friendly Care Environments: Innovative Practice

The need for more dementia friendly design in hospitals and other care settings is now widely acknowledged. Working with 26 NHS Trusts in England as part of a Department of Health commissioned programme, The King’s Fund developed a set of overarching design principles and an environmental assessment tool for hospital wards in 2012. Following requests from other sectors, additional tools were developed for hospitals, care homes, health centres and housing with care. The tools have proven to be effective in both disseminating the principles of dementia friendly design and in enabling the case to be made for improvements that have a positive effect on patient outcomes and staff morale. This paper reports on the development,use and review of the environmental assessment tools, including further work that is now being taken forward by The Association for Dementia Studies, University of Worcester.

Site level cost benefit analysis of renewable energy in the near-shore environment

Senior thesis written for Oceanography 445