Taking environmental engineering out of the laboratory

Environmental engineering is a core component of most construction and surveying undergraduate courses. It is generally accepted that students on these courses should have an understanding of thermal comfort, heat transfer, condensation, lighting, noise transmission and acoustics. Experiments are essential in developing students’ awareness and understanding of the underlying physical concepts which drive environmental engineering solutions. Traditionally these experiments have been conducted by students working in small groups in laboratories. However, increasing student numbers and, in particular, the growth in part time study, have placed significant additional demands on limited laboratory resources. The availability of reasonably priced, simple, hand-held equipment has made it possible for students to conduct experiments outside the confines of the laboratory. Furthermore, various professional software packages (some of which are freely available online) enable the resultant data to be further developed and analysed in conjunction with the conventional textbook approach. This paper examines these alternative approaches to the traditional laboratory experiment. An assessment is provided of the types of experiment which are both possible and appropriate, and the efficacy of these approaches is considered.

Literature Review WM9: Part I - urban freight transport, carried out as part of Work Module 1, Green Logistics Project

The review illustrates the importance of road movements in goods distribution in urban areas. It highlights the major economic, environmental and social impacts associated with this freight activity and reviews policy options available to those responsible for regulation. A wide range of possible solutions to problems posed by urban freight operations are also covered including approaches related to: consolidation, facilities, vehicle design, information capture and utilisation, and non-road modes.

Product innovation and the costs of energy-using product policies

Energy-using Products (EuPs) contribute significantly to the United Kingdom’s CO2 emissions, both in the domestic and non-domestic sectors. Policies that encourage the use of more energy efficient products (such as minimum performance standards, energy labelling, enhanced capital allowances, etc.) can therefore generate significant reductions in overall energy consumption and hence, CO2 emissions. While these policies can impose costs on the producers and consumers of these products in the short run, the process of product innovation may reduce the magnitude of these costs over time. If this is the case, then it is important that the impacts of innovation are taken into account in policy impact assessments. Previous studies have found considerable evidence of experience curve effects for EuP categories (e.g. refrigerators, televisions, etc.), with learning rates of around 20% for both average unit costs and average prices; similar to those found for energy supply technologies. Moreover, the decline in production costs has been accompanied by a significant improvement in the energy efficiency of EuPs. Building on these findings and the results of an empirical analysis of UK sales data for a range of product categories, this paper sets out an analytic framework for assessing the impact of EuP policy interventions on consumers and producers which takes explicit account of the product innovation process. The impact of the product innovation process can be seen in the continuous evolution of the energy class profiles of EuP categories over time; with higher energy classes (e.g. A, A+, etc.) entering the market and increasing their market share, while lower classes (e.g. E, F, etc.) lose share and then leave the market. Furthermore, the average prices of individual energy classes have declined over their respective lives, while new classes have typically entered the market at successively lower “launch prices”. Based on two underlying assumptions regarding the shapes of the “lifecycle profiles” for the relative sales and the relative average mark-ups of individual energy classes, a simple simulation model is developed that can replicate the observed market dynamics in terms of the evolution of market shares and average prices. The model is used to assess the effect of two alternative EuP policy interventions – a minimum energy performance standard and an energy-labelling scheme – on the average unit cost trajectory and the average price trajectory of a typical EuP category, and hence the financial impacts on producers and consumers.

Red cell PMVs, plasma membrane-derived vesicles calling out for standards

Plasma membrane-derived vesicles (PMVs) or microparticles are vesicles (0.1–1 μm in diameter) released from the plasma membrane of all blood cell types under a variety of biochemical and pathological conditions. PMVs contain cytoskeletal elements and some surface markers from the parent cell but lack a nucleus and are unable to synthesise macromolecules. They are also defined on the basis that in most cases PMVs express varying amounts of the cytosolic leaflet lipid phosphatidylserine, which is externalised during activation on their surface. This marks the PMV as a biologically distinct entity from that of its parent cell, despite containing surface markers from the original cell, and also explains its role in events such as phagocytosis and thrombosis. There is currently a large amount of variation between investigators with regard to the pre-analytical steps employed in isolating red cell PMVs or RPMVs (which are slightly smaller than most PMVs), with key differences being centrifugation and sample storage conditions, which often leads to result variability. Unfortunately, standardization of preparation and detection methods has not yet been achieved. This review highlights and critically discusses the variables contributing to differences in results obtained by investigators, bringing to light numerous studies of which RPMVs have been analysed but have not yet been the subject of a review.

Impacto das campanhas publicitárias contra o tabagismo no comportamento do consumidor

Todos os anos, milhares de pessoas morrem vítimas de doenças causadas pelo consumo de produtos derivados do tabaco, este é considerado a principal causa de morte evitável. O tabaco também colabora com as seis das oito principais causas de mortes entre fumantes e não fumantes a nível mundial. Algumas medidas governamentais como as campanhas publicitárias antitabagistas, buscam alertar, conscientizar e mudar o pensamento e o interesse coletivo neste tipo de produto e consequentemente, diminuir a taxa de consumo. Avaliar se as crenças, pensamentos e atitudes dos brasileiros são influenciados por este tipo de publicidade e se o comportamento relacionado a não fumar ou deixar de fumar é uma consequência da persuasão das mensagens antitabagistas, ajudam a conhecer o real impacto destas campanhas e sua eficácia. Através dos métodos de investigação quantitativo e qualitativo e das análises extensiva e semiótica, a pesquisa inquiriu 272 indivíduos brasileiros à respeito das advertências sanitárias e das campanhas publicitárias antitabagistas, classificando-os como não fumantes, ex-fumantes e fumantes, identificando os elementos visuais e textuais que compõem a narrativa publicitária de 5 anúncios antitabagistas. Após a análise, a pesquisa concluiu que as campanhas publicitárias coordenadas pelo INCA – Instituto Nacional de Câncer, denominadas campanhas antitabagistas, são eficazes para alertar e conscientizar os indivíduos sobre os males causados pelo consumo do cigarro mas ineficazes para influenciar suas atitudes e comportamentos. Embora estas consigam persuadir à crença nas mensagens, fazendo com que os indivíduos as vejam como verdadeira, isto não é suficiente para que a intenção de deixar de fumar torne-se um ato prático. Todos os anúncios possuem o mesmo formato e a maioria utilizou o mesmo percurso visual, equilíbrio, enquadramento, luz, ângulo e função do personagem. Todos possuem textos com funções identificadora, ancoragem e apoio e a narrativa conota o cigarro como algo negativo, prejudicial, mortífero e destruidor.

“Pré-cientistas: A ciência na educação pré-escolar”

Relatório da Prática Profissional Supervisionada Mestrado em Educação Pré-Escolar

A self-healing real-time system based on run-time self-reconfiguration

The new generations of SRAM-based FPGA (field programmable gate array) devices are the preferred choice for the implementation of reconfigurable computing platforms intended to accelerate processing in real-time systems. However, FPGA's vulnerability to hard and soft errors is a major weakness to robust configurable system design. In this paper, a novel built-in self-healing (BISH) methodology, based on run-time self-reconfiguration, is proposed. A soft microprocessor core implemented in the FPGA is responsible for the management and execution of all the BISH procedures. Fault detection and diagnosis is followed by repairing actions, taking advantage of the dynamic reconfiguration features offered by new FPGA families. Meanwhile, modular redundancy assures that the system still works correctly

Multiple Roots of Systems of Equations by Repulsion Merit Functions

In this paper we address the problem of computing multiple roots of a system of nonlinear equations through the global optimization of an appropriate merit function. The search procedure for a global minimizer of the merit function is carried out by a metaheuristic, known as harmony search, which does not require any derivative information. The multiple roots of the system are sequentially determined along several iterations of a single run, where the merit function is accordingly modified by penalty terms that aim to create repulsion areas around previously computed minimizers. A repulsion algorithm based on a multiplicative kind penalty function is proposed. Preliminary numerical experiments with a benchmark set of problems show the effectiveness of the proposed method.

Avaliação e Otimização Energética das Fornalhas da Fábrica de Aromáticos

O consumo energético verificado nas refinarias petrolíferas é muito elevado, sendo as fornalhas os equipamentos que mais contribuem para esse consumo. Neste estudo foi efetuada uma avaliação e otimização energética às fornalhas da Fábrica de Aromáticos da Refinaria de Matosinhos. Numa primeira fase foi efetuado um levantamento exaustivo de dados de todas as correntes de entrada e saída dos equipamentos para posteriormente efetuar os balanços de massa e energia a cada uma das fornalhas. Os dados relativos ao levantamento compreenderam dois períodos de funcionamento distintos da unidade fabril, o período de funcionamento normal e o período relativo ao arranque. O período de funcionamento normal foi relativo ao ano de 2012 entre os meses de janeiro a setembro, por sua vez o período de arranque foi de dezembro de 2012 a março de 2013. Na segunda fase foram realizados os balanços de massa e energia quantificando todas as correntes de entrada e saída das fornalhas em termos mássicos e energéticos permitindo o cálculo do rendimento térmico das fornalhas para avaliar a sua performance. A avaliação energética permitiu concluir que existe um consumo maior de energia proveniente da combustão do Fuel Gás do que do Fuel Óleo, tanto no período de funcionamento normal como no arranque. As fornalhas H0101, H0301 e a H0471 possuem os consumos mais elevados, sendo responsáveis por mais de 70% do consumo da Fábrica de Aromáticos. Na terceira fase foram enunciadas duas medidas para a otimização energética das três fornalhas mais consumidoras de energia, a limpeza mensal e o uso exclusivo de Fuel Gás como combustível. As poupanças energéticas obtidas para uma limpeza mensal foram de 0,3% na fornalha H0101, 0,7% na fornalha H0301 e uma poupança de 0,9 % na fornalha H0471. Para o uso exclusivo de Fuel Gás obteve-se uma poupança de 0,9% na fornalha H0101 e uma poupança de 1,3% nas fornalhas H0301 e H0471. A análise económica efetuada à sugestão de alteração do combustível mostra que os custos de operação sofrerão um aumento anual de 621 679 €. Apesar do aumento dos custos, a redução na emissão de 24% de dióxido de carbono, poderá justificar este aumento na despesa.

Otimização de processos de logística in-house

A presente dissertação foi realizada no âmbito do Mestrado de Engenharia e Gestão Industrial da Escola Superior de Estudos Industriais e de Gestão, de Vila do Conde. O projeto desenvolvido tem como tema principal a Otimização de processos de Logística in-house baseado num projeto, em contexto empresarial da empresa cliente, Continental Mabor S.A., da Rangel Distribuição e Logística, S.A. Este projeto tem como objetivo a “aglomeração” de dois armazéns do cliente, devido à necessidade de ocupação do armazém de produto acabado interno, para aumento da área de produção. Inicialmente foi feita uma revisão de literatura sobre os temas mais relevantes de suporte para o projeto, nomeadamente na otimização e melhoria contínua. Seguidamente é apresentado o Grupo Rangel, bem como a Rangel Distribuição e Logística, S.A., onde se enquadra o projeto e para se perceber o enquadramento e objetivo. A metodologia usada, caso de estudo, permitiu a aplicação de conceitos e ferramentas usados na literatura neste contexto, como ferramentas de otimização e melhoria continua como as melhores práticas de Kaizen-Lean. Na fase de diagnóstico do atual sistema, foi realizado um mapeamento de fluxo de processos e uma descrição detalhada do layout dos dois armazéns: Armazém de Produto Acabado (APA) e Armazém de Produto Acabado Externo (APAE), bem como todos os recursos, quer técnicos quer humanos necessários. Verificamos ao longo deste projeto várias limitações, inclusive limitações impostas pelo cliente, tal como não aprovar um estudo para um novo layout do armazém. Foi aprovado apenas a replicação do já existente. Com isto, depararam-se constrangimentos na gestão deste projeto. Os custos aumentaram significativamente, embora estes não sejam apresentados por questões de confidencialidade, principalmente com a necessidade de aquisição de novos equipamentos retráteis, e mais baterias para os mesmos, devido às grandes distâncias que irão ser percorridas. Finalmente foi projetado o sistema futuro, de acordo com as necessidades reais do cliente tendo em consideração a otimização de recursos e uma gestão magra (Lean Management). Foi desenvolvida a implementação da metodologia “Kaizen diário”, a dar início em 2016 juntamente com o novo projeto APAE. Com esta projeção foram identificados problemas e implicações no projeto, bem como possíveis melhorias.

Valorização da Borra de Café: Otimização da Produção de Biodiesel por Catálise Enzimática

O decréscimo das reservas de petróleo e as consequências ambientais resultantes do recurso a combustíveis fósseis nos motores a diesel têm levado à procura de combustíveis alternativos. Esta pesquisa alicerçada nas fontes de energia renovável tornou-se essencial, face à crescente procura de energia e ao limitado fornecimento de combustíveis fósseis . Resíduos de óleo de cozinha, gordura animal, entre outros resíduos de origem biológica, tais como a borra de café, são exemplos de matérias-primas para a produção de biodiesel. A sua valorização tem interesse quer pela perspetiva ambiental, quer pela económica, pois aumenta não só a flexibilidade e diversificação das matérias-primas, mas também contribui para uma estabilidade de custos e alteração nas políticas agrícolas e de uso do solo. É neste contexto que se enquadra o biodiesel e a borra de café, pretendendo-se aqui efetuar o estudo da produção, à escala laboratorial, de biodiesel a partir da borra de café, por transesterificação enzimática, visando a procura das melhores condições reacionais. Iniciando-se com a caracterização da borra de café, foram avaliados antes e após a extração do óleo da borra de café, diversos parâmetros, de entre os quais se destacam: o teor de humidade (16,97% e 6,79%), teor de cinzas (1,91 e 1,57%), teor de azoto (1,71 e 2,30%), teor de proteínas (10,7 e 14,4%), teor de carbono (70,2 e 71,7%), teor de celulose bruta (14,77 e 18,48%), teor de lenhina (31,03% e 30,97%) e poder calorifico superior (19,5 MJ/kg e 19,9 MJ/kg). Sumariamente, constatou-se que os valores da maioria dos parâmetros não difere substancialmente dos valores encontrados na literatura, tendo sido evidenciado o potencial da utilização desta biomassa, como fonte calorifica para queima e geração de energia. Sendo a caracterização do óleo extraído da borra de café um dos objetivos antecedentes à produção do biodiesel, pretendeu-se avaliar os diferentes parâmetros mais significativos. No que diz respeito à caracterização do óleo extraído, distingue-se a sua viscosidade cinemática (38,04 mm2/s), densidade 0,9032 g/cm3, poder calorífico de 37,9 kcal/kg, índice de iodo igual a 63,0 gI2/ 100 g óleo, o teor de água do óleo foi de 0,15 %, o índice de acidez igual a 44,8 mg KOH/g óleo, ponto de inflamação superior a 120 ºC e teor em ácidos gordos de 82,8%. Inicialmente foram efetuados ensaios preliminares, a fim de selecionar a lipase (Lipase RMIM, TL 100L e CALB L) e álcool (metanol ou etanol puros) mais adequados à produção de biodiesel, pelo que o rendimento de 83,5% foi obtido através da transesterificação mediada pela lipase RMIM, utilizando como álcool o etanol. Sendo outro dos objetivos a otimização do processo de transesterificação enzimática, através de um desenho composto central a três variáveis (razão molar etanol: óleo, concentração de enzima e temperatura), recorrendo ao software JMP 8.0, determinou-se como melhores condições, uma razão molar etanol: óleo 5:1, adição de 4,5% (m/m) de enzima e uma temperatura de 45 ºC, que conduziram a um rendimento experimental equivalente a 96,7 % e teor de ésteres 87,6%. Nestas condições, o rendimento teórico foi de 99,98%. Procurou-se ainda estudar o efeito da adição de água ao etanol, isto é, o efeito da variação da concentração do etanol pela adição de água, para teores de etanol de 92%, 85% e 75%. Verificou-se que até 92% decorreu um aumento da transesterificação (97,2%) para um teor de ésteres de (92,2%), pelo que para teores superiores de água adicionada (75% e 85%) ocorreu um decréscimo no teor final em ésteres (77,2% e 89,9%) e no rendimento da reação (84,3% e 91,9%). Isto indica a ocorrência da reação de hidrólise em maior extensão, que leva ao desvio do equilíbrio no sentido contrário à reação de formação dos produtos, isto é, dos ésteres. Finalmente, relativamente aos custos associados ao processo de produção de biodiesel, foram estimados para o conjunto de 27 ensaios realizados neste trabalho, e que corresponderam a 767,4 g de biodiesel produzido, sendo o custo dos reagentes superior ao custo energético, de 156,16 € e 126,02 €, respetivamente. Naturalmente que não esperamos que, a nível industrial os custos sejam desta ordem de grandeza, tanto mais que há economia de escala e que as enzimas utilizadas no processo deveriam ser reutilizadas diversas vezes.

Three essays on economics of predictability of stock returns

A PhD Dissertation, presented as part of the requirements for the Degree of Doctor of Philosophy from the NOVA - School of Business and Economics