A first-principles density-functional calculation of the electronic and vibrational structure of the key melanin monomers

We report first-principles density-functional calculations for hydroquinone (HQ), indolequinone (IQ), and semiquinone (SQ). These molecules are believed to be the basic building blocks of the eumelanins, a class of biomacromolecules with important biological functions (including photoprotection) and with the potential for certain bioengineering applications. We have used the difference of self-consistent fields method to study the energy gap between the highest occupied molecular orbital and the lowest unoccupied molecular orbital, HL. We show that HL is similar in IQ and SQ, but approximately twice as large in HQ. This may have important implications for our understanding of the observed broadband optical absorption of the eumelanins. The possibility of using this difference in HL to molecularly engineer the electronic properties of eumelanins is discussed. We calculate the infrared and Raman spectra of the three redox forms from first principles. Each of the molecules have significantly different infrared and Raman signatures, and so these spectra could be used in situ to nondestructively identify the monomeric content of macromolecules. It is hoped that this may be a helpful analytical tool in determining the structure of eumelanin macromolecules and hence in helping to determine the structure-property-function relationships that control the behavior of the eumelanins.

Prospective randomized controlled trial comparing 2 versions of laparoscopic ileal interposition associated with sleeve gastrectomy for patients with type 2 diabetes with BMI 21-34 kg/m(2)

Background: The objective of the present study was to prospectively evaluate the results of 2 versions of laparoscopic ileal interposition (II) and sleeve gastrectomy (SG) for the treatment of patients with type 2 diabetes mellitus and body mass index of 21-34 kg/m(2). Methods: The laparoscopic procedures were prospectively and randomly performed in 38 patients. Of the 38 patients, 18 underwent the first version (II-SG) and 20 underwent the second version in which a diversion of the second portion of the duodenum was applied (II-DSG) and a segment of ileum was interposed into the proximal duodenum. The groups were comparable regarding age (56 and 50 years); gender (13 men and 5 women and 14 men and 6 women); weight (78 and 86 kg); mean BMI (27 and 29 kg/m(2)); duration of type 2 diabetes mellitus (10.1 and 9.2 years); the presence of dyslipidemia (12 and 8 patients), micro- and macroalbuminuria (9 and 9 patients), hypertension (8 and 15 patients), and retinopathy (5 and 8 patients); and the use of antidiabetic medications and the hemoglobin A1c level (8.6% and 8.4%). All patients were followed up for >= 2 years. Results: The mean hospital stay was 3.4 days for the II-SG and 3.5 days for the II-DSG group. No patient required reoperation. All patients in both groups achieved lower levels of hemoglobin A1c. In the II-SG group. the mean hemoglobin A 1c level was 6.35% (range 4.9-8.1). In the II-DSG group, the mean hemoglobin A 1c level was 5.39% (range 4.2-6.5%). The mean BMI decreased in both groups to 22.2 kg/m(2) in the II-SG group and 22.7 kg/m(2) in the II-DSG group. Normal cholesterol levels (<200 mg/dL) were observed in 95% of the II-SG group and 100% of the II-DSG group. The triglycerides were lower than 150 mg/dL in 73% of the II-SG group and 90% of the II-DSG group after 24 months. Conclusion: Laparoscopic II-SG and II-DSG were safe and effective operations for controlling type 2 diabetes mellitus in a nonobese (BMI 21-34 kg/m(2)) population. (Surg Obes Relat Dis 2010;6:296-305.) (C) 2010 American Society for Metabolic and Bariatric Surgery. All rights reserved.

Laparoscopic treatment of type 2 diabetes mellitus for patients with a body mass index less than 35

Background Type 2 diabetes mellitus (T2DM) is a common disease with numerous complications. Bariatric surgery is an efficient procedure for controlling T2DM in morbidly obese patients. In T2DM, the incretin effect is either greatly impaired or absent. This study aimed to evaluate the preliminary results from interposing a segment of ileum into the proximal jejunum associated with a sleeve or diverted sleeve gastrectomy to control T2DM in patients with a body mass index (BMI) less than 35 kg/m(2). Methods For this study, 39 patients (16 women and 23 men) underwent two laparoscopic procedures comprising different combinations of ileal interposition into the proximal jejunum via a sleeve or diverted sleeve gastrectomy. The mean age of these patients was 50.3 years (range, 36-66 years). The mean BMI was 30.1 kg/m(2) (range, 23.4-34.9 kg/m(2)). All the patients had a diagnosis of T2DM that had persisted for at least 3 years and evidence of stable treatment with oral hypoglycemic agents or insulin for at least 12 months. The mean duration of T2DM was 9.3 years (range, 3-22 years). Results The mean operative time was 185 min, and the median hospital stay was 4.3 days. Four major complications occurred in the short term (30-days), and the mortality rate was 2.6%. The mean postoperative follow-up period was 7 months (range, 4-16 months), and the mean percentage of weight loss was 22%. The mean postoperative BMI was 24.9 kg/m(2) (range, 18.9-31.7 kg/m2). An adequate glycemic control was achieved for 86.9% of the patients, and 13.1% had important improvement. The patients whose glycemia was not normalized were using a single oral hypoglycemic agent. No patient needed insulin therapy postoperatively. All the patients except experienced normalization of their cholesterol levels. Targeted triglycerides levels were achieved by 71% of the patients, and hypertension was controlled for 95.8%. Conclusions The laparoscopic ileal interposition via either a sleeve gastrectomy or diverted sleeve gastrectomy seems to be a promising procedure for the control of T2DM and the metabolic syndrome. A longer follow-up period is needed.

Surgical Treatment of Morbid Obesity: Mid-term Outcomes of the Laparoscopic Ileal Interposition Associated to a Sleeve Gastrectomy in 120 Patients

The aim of this study was to evaluate the mid-term outcomes of the laparoscopic ileal interposition associated to a sleeve gastrectomy (LII-SG) for the treatment of morbid obesity. The procedure was performed in 120 patients: 71 women and 49 men with mean age of 41.4 years. Mean body mass index (BMI) was 43.4 +/- 4.2 kg/m(2). Patients had to meet requirements of the 1991 NIH conference criteria for bariatric operations. Associated comorbidities were observed in all patients, including dyslipidemia in 51.7%, hypertension in 35.8%, type 2 diabetes in 15.8%, degenerative joint disease in 55%, gastroesophageal reflux disease in 36.7%, sleep apnea in 10%, and cardiovascular problems in 5.8%. Mean follow-up was 38.4 +/- 10.2 months, range 25.2-61.1. There was no conversion to open surgery nor operative mortality. Early major complications were diagnosed in five patients (4.2%). Postoperatively, 118 patients were evaluated. Late major complications were observed in seven patients (5.9%). Reoperations were performed in six (5.1%). Mean postoperative BMI was 25.7 +/- 3.17 kg/m(2), and 86.4% were no longer obese. Mean %EWL was 84.5 +/- 19.5%. Hypertension was resolved in 88.4% of the patients, dyslipidemia in 82.3%, and T2DM in 84.2%. The LII-SG provided an adequate weight loss and resolution of associated diseases during mid-term outcomes evaluation. There was an acceptable morbidity with no operative mortality. It seems that chronic ileal brake activation determined sustained reduced food intake and increased satiety over time. LII-SG could be regularly used as a surgical alternative for the treatment of morbid obesity.

Genetic variability in Australian isolates of Puccinia coronata f. sp avenae assessed with molecular and pathogenicity markers

In a preliminary survey of genetic variability among 12 Australian isolates of Puccinia coronata f. sp. avenae Fraser and Led (Pca) collected from 1966 to 1993, two relatively diverse (

Manutenção proactiva de sistemas AVAC com recurso aos sistemas inteligentes multiagente

Nos tempos actuais os equipamentos para Aquecimento Ventilação e Ar Condicionado (AVAC) ocupam um lugar de grande importância na concepção, desenvolvimento e manutenção de qualquer edifício por mais pequeno que este seja. Assim, surge a necessidade premente de racionalizar os consumos energéticos optimizando-os. A alta fiabilidade desejada nestes sistemas obriga-nos cada vez mais a descobrir formas de tornar a sua manutenção mais eficiente, pelo que é necessário prevenir de uma forma proactiva todas as falhas que possam prejudicar o bom desempenho destas instalações. Como tal, torna-se necessário detectar estas falhas/anomalias, sendo imprescíndivel que nos antecipemos a estes eventos prevendo o seu acontecimento num horizonte temporal pré-definido, permitindo actuar o mais cedo possível. É neste domínio que a presente dissertação tenta encontrar soluções para que a manutenção destes equipamentos aconteça de uma forma proactiva e o mais eficazmente possível. A ideia estruturante é a de tentar intervir ainda numa fase incipiente do problema, alterando o comportamento dos equipamentos monitorizados, de uma forma automática, com recursos a agentes inteligentes de diagnóstico de falhas. No caso em estudo tenta-se adaptar de forma automática o funcionamento de uma Unidade de Tratamento de Ar (UTA) aos desvios/anomalias detectadas, promovendo a paragem integral do sistema apenas como último recurso. A arquitectura aplicada baseia-se na utilização de técnicas de inteligência artificial, nomeadamente dos sistemas multiagente. O algoritmo utilizado e testado foi construído em Labview®, utilizando um kit de ferramentas de controlo inteligente para Labview®. O sistema proposto é validado através de um simulador com o qual se conseguem reproduzir as condições reais de funcionamento de uma UTA.

Sistema de treino para ciclistas

No trabalho é desenvolvido um sistema de treino para ciclistas. O sistema de treino é constituído por uma bicicleta de ―Spinning‖, um travão accionado electricamente, e por um sensor de velocidade, utilizado para medir a velocidade de rotação da roda de inércia. Nos primeiros capítulos encontra-se o estudo dos vários conceitos que envolvem o sistema de treino. É realizado um estudo sobre as principais forças que actuam numa bicicleta. Outro conceito estudado é o filtro Kalman (FK). Este será importante para o controlo do sistema de treino. O modelo do sistema de treino está dividido em duas partes. A primeira corresponde ao sistema mecânico, e a segunda o sistema de controlo e actuação. Este é constituído por um sensor de velocidade, uma unidade de estimação e o sistema de actuação do travão da bicicleta. A unidade de estimação é composta por conjunto de filtros de Kalman que estima a velocidade, a aceleração e a posição necessárias ao cálculo da força resistente ao movimento do conjunto ciclista bicicleta. Os resultados da simulação do sistema mostram que o sistema de treino modelado apresenta um desempenho bastante razoável. A estimação efectuada pelos filtros dos valores da velocidade, da aceleração e da posição do ciclista, permite a unidade de controlo do sistema calcular o valor da força resistente ao movimento.

Estudo da influência da fragmentação no custo da produção de agregados graníticos

Hoje em dia algumas das principais preocupações que se tem na exploração a céu aberto, são a diminuição de custos e a máxima rentabilidade dos equipamentos. São dois aspectos que estão interligados uma vez que a rentabilização dos equipamentos tem como resultado directo a diminuição dos custos de todas as operações inerentes à exploração a céu aberto e, consequentemente, a diminuição dos custos finais de produção. É por essa lógica de pensamento que se procurou perceber e compreender o funcionamento e a rentabilidade dos equipamentos em função dos diferentes estados de fracturação do maciço rochoso. Este estudo foi realizado numa pedreira a norte de Portugal e complementa outros estudos já realizados, com o objectivo de definir características do diagrama de fogo que assegurem a maior rentabilidade da referida exploração. O estudo baseia-se em determinar os rendimentos da pá carregadora calculando os tempos de ciclo, isto é, o tempo que a pá demorou a carregar, a movimentar e a descarregar o material desmontado dos vários rebentamentos. Calculou-se o rendimento do martelo demolidor na fragmentação de grandes blocos, que não entrariam directamente no britador primário, o qual também foi alvo de estudo, nomeadamente, no que diz respeito aos tempos de encravamento e de britagem, onde se tentou correlacionar esses tempos com os vários desmontes e estimou-se o consumo de energia do britador primário utilizando a equação de Bond. Por fim, realizou-se um estudo comparativo do consumo energético entre as várias fases da exploração a céu aberto. Foram realizados levantamentos geológico-geotécnicos de superfícies de descontinuidades recorrendo à técnica de amostragem linear nas superfícies do maciço rochoso para perceber o tipo de fragmentação e orientação do mesmo.

Performance assessment of a wind energy conversion system using a hierarchical controller structure

This paper deals with a hierarchical structure composed by an event-based supervisor in a higher level and two distinct proportional integral (PI) controllers in a lower level. The controllers are applied to a variable speed wind energy conversion system with doubly-fed induction generator, namely, the fuzzy PI control and the fractional-order PI control. The event-based supervisor analyses the operation state of the wind energy conversion system among four possible operational states: park, start-up, generating or brake and sends the operation state to the controllers in the lower level. In start-up state, the controllers only act on electric torque while pitch angle is equal to zero. In generating state, the controllers must act on the pitch angle of the blades in order to maintain the electric power around the nominal value, thus ensuring that the safety conditions required for integration in the electric grid are met. Comparisons between fuzzy PI and fractional-order PI pitch controllers applied to a wind turbine benchmark model are given and simulation results by Matlab/Simulink are shown. From the results regarding the closed loop point of view, fuzzy PI controller allows a smoother response at the expense of larger number of variations of the pitch angle, implying frequent switches between operational states. On the other hand fractional-order PI controller allows an oscillatory response with less control effort, reducing switches between operational states. (C) 2015 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Otimização do processo de injeção de ZAMAK

A indústria automóvel necessita aumentar a produtividade de forma sistemática, com vista à redução de custos e incremento da competitividade. A otimização dos produtos e processos é uma constante. O presente trabalho foi solicitado pela empresa FicoCables, do Grupo FICOSA, tendo em vista a otimização do processo de injeção de pequenas peças injetadas em ZAMAK, que constituem o bloqueio na extremidade de cada cabo metálico inserido nos automóveis para abertura da mala, portas, travão de mão, reservatório de combustível, capô, etc. A empresa possui cerca de 52 equipamentos de injeção de ZAMAK, cuja temperatura dos bicos era mantida com base numa chama de gás. Os sucessivos problemas de controlo do sistema ditaram uma mudança estratégica no aquecimento desses bicos, passando a ser usadas resistências elétricas anelares. No entanto, esta mudança veio a apresentar problemas inesperados, os quais se vieram inclusivamente a tornar em problemas de segurança, devido ao desgaste interior prematuro dos bicos, os quais apresentaram esmo problema de rotura. Paralelamente, todos os parâmetros relacionados com este processo de fabrico estavam também estudados de forma algo incipiente, pelo que se tornou necessário compreender e dissecar todas as variáveis relacionadas com o processo e implementar sistemas que impedissem o ajuste não controlado dos parâmetros por parte dos operadores. Também os moldes foram alvo de ações de melhoria, com vista a evitar problemas na zona de contacto do bico com o molde. O processo foi analisado em pormenor, permitindo um controlo muito mais apurado do mesmo. Os resultados fizeram sentir-se de forma imediata, graças ao trabalho desenvolvido neste estudo e à abertura demonstrada pela empresa para implementar todas as soluções propostas. O resultado final traduz-se num incremento significativo da segurança para os operadores, num controlo muito mais apurado de todos os parâmetros envolvidos no processo, numa maior garantia da qualidade nos produtos injetados em ZAMAK e em ganhos financeiros significativos para a empresa.

FluidUM: análise de fluidos de um automóvel

Dissertação de mestrado integrado em Engenharia Mecânica

Modelação de processos num serviço de uma organização de ensino superior

Dissertação de mestrado integrado em Engenharia e Gestão Industrial

Implication of the endocannabinoid system in the locomotor hyperactivity associated with congenital hypothyroidism

Alterations in motor functions are well-characterized features observed in humans and experimental animals subjected to thyroid hormone dysfunctions during development. Here we show that congenitally hypothyroid rats display hyperactivity in the adult life. This phenotype was associated with a decreased content of cannabinoid receptor type 1 (CB(1)) mRNA in the striatum and a reduction in the number of binding sites in both striatum and projection areas. These findings suggest that hyperactivity may be the consequence of a thyroid hormone deficiency-induced removal of the endocannabinoid tone, normally acting as a brake for hyperactivity at the basal ganglia. In agreement with the decrease in CB(1) receptor gene expression, a lower cannabinoid response, measured by biochemical, genetic and behavioral parameters, was observed in the hypothyroid animals. Finally, both CB(1) receptor gene expression and the biochemical and behavioral dysfunctions found in the hypothyroid animals were improved after a thyroid hormone replacement treatment. Thus, the present study suggests that impairment in the endocannabinoid system can underlay the hyperactive phenotype associated with hypothyroidism.

Characterisation of nanoparticles resulting from different braking behaviours

Brake wear particulate matter (PM) may provoke cardiovascular effects. A system was developed to expose cells to airborne PM from brakes. Six car models were tested, each with full stop and normal deceleration. PM numbers, mass and surface, metals, and carbon compounds were measured. Full stop produced higher PM number and mass concentrations than normal deceleration (up to 10 million particles/cm3 in 0.2 m3 volume). 87% of the PM mass was in the fine (100 nm to 2.5 ìm) and 12% in the coarse (2.5 to 10 ìm) fraction, whereas 74% of the PM number was nanoscaled (ultrafine < 0.1 ìm) and 26% fine PM. Elemental concentrations were 2,364, 236, and 18 ìg/m3 of iron, copper and manganese, respectively, and 664 and 36 ìg/m3 of organic and elemental carbon. PM-release differed between cars and braking behaviour. Temperature and humidity were stable. In conclusion, the established system seems feasible for exposing cell cultures to brake wear PM. [Authors]