Use efficiency of variable rate of nitrogen prescribed by optical sensor in corn

ABSTRACT The efficiency of nitrogen fertilizer in corn is usually low, negatively affecting plant nutrition, the economic return, and the environment. In this context, a variable rate of nitrogen, prescribed by crop sensors, has been proposed as an alternative to the uniform rate of nitrogen traditionally used by farmers. This study tested the hypothesis that variable rate of nitrogen, prescribed by optical sensor, increases the nitrogen use efficiency and grain yield as compared to uniform rate of nitrogen. The following treatments were evaluated: 0; 70; 140; and 210 kg ha-1 under uniform rate of nitrogen, and 140 kg ha -1 under variable rate of nitrogen. The nitrogen source was urea applied on the soil surface using a distributor equipped with the crop sensor. In this study, the grain yield ranged from 10.2 to 15.5 Mg ha-1, with linear response to nitrogen rates. The variable rate of nitrogen increased by 11.8 and 32.6% the nitrogen uptake and nitrogen use efficiency, respectively, compared to the uniform rate of nitrogen. However, no significant increase in grain yield was observed, indicating that the major benefit of the variable rate of nitrogen was reducing the risk of environmental impact of fertilizer.

Analysis of functionally graded sandwich plate structures with piezoelectric skins, using B-spline finite strip method

Functionally graded materials are composite materials wherein the composition of the constituent phases can vary in a smooth continuous way with a gradation which is function of its spatial coordinates. This characteristic proves to be an important issue as it can minimize abrupt variations of the material properties which are usually responsible for localized high values of stresses, and simultaneously providing an effective thermal barrier in specific applications. In the present work, it is studied the static and free vibration behaviour of functionally graded sandwich plate type structures, using B-spline finite strip element models based on different shear deformation theories. The effective properties of functionally graded materials are estimated according to Mori-Tanaka homogenization scheme. These sandwich structures can also consider the existence of outer skins of piezoelectric materials, thus achieving them adaptive characteristics. The performance of the models, are illustrated through a set of test cases. (C) 2012 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Estudo da implementação de um sistema de vigilância e alarme num recurso hídrico

Neste trabalho estudou-se a implementação de um sistema de vigilância e alerta da qualidade da água de um recurso hídrico, para um possível caso de poluição. Em 25 de Agosto de 2008 foram derramadas 4 toneladas de ácido clorídrico acidentalmente para as águas do rio Febros. Este rio situa-se no concelho de Vila Nova de Gaia e é um pequeno afluente do rio Douro, tendo cerca de 14 km de extensão e tem a particularidade de atravessar o Parque Biológico de Gaia. A falta de uma rápida intervenção e da existência de um plano de ação levou a que parte da fauna e flora fosse destruída. Por este motivo realizou-se este estudo que se baseou na criação de um sistema de vigilância e alerta a ser implementado neste rio. A informação da hidrogeometria do rio e da capacidade de transporte e dispersão de poluentes é indispensável para o bom funcionamento deste sistema. O coeficiente de dispersão longitudinal é um parâmetro muito importante no estudo da qualidade da água. Recorreu-se à utilização da Rodamina WT como marcador, determinando assim a evolução da sua concentração ao longo do tempo e espaço. No cálculo do coeficiente de dispersão foi utilizado o modelo Transient Storage, que demonstrou ser um bom modelo de ajuste aproximando-se dos valores medidos em campo. Para três estações diferentes com distâncias de 290, 390 e 1100 metros do ponto de injeção, obtiveram-se valores de coeficiente de dispersão de 0,18, 0,15 e 0,39 m2/s respetivamente. Os valores do ajuste expressos sob a forma de coeficiente de correlação foram 0,988, 0,998 e 0,986, para a mesma ordem de estações. A constante de rearejamento do rio foi também determinada recorrendo ao método dos marcadores inertes, utilizando o propano como marcador gasoso. A constante determinada próximo de Casal Drijo, entre 2 estações de amostragem a 140 e 290 m do local de injeção, foi de 13,4 dia-1. Com os resultados do coeficiente de dispersão e da constante de rearejamento para além da velocidade e caudal da corrente do rio conseguir-se-á construir o modelo de simulação e previsão de um possível poluente. O sistema de vigilância a implementar sugere-se assim que seja construído por duas partes, uma de análise de evolução da nuvem de poluição e plano de ação outra de monitorização contínua e emissão de alerta. Após uma análise do investimento à implementação deste sistema chegou-se à conclusão que o valor de investimento é de 15.182,00 €.

Structural modification of TiO2 nanorod films with an influence on the photovoltaic efficiency of a dye-sensitized solar cell (DSSC).

TiO2 nanorod films have been deposited on ITO substrates by dc reactive magnetron sputtering technique. The structures of these nanorod films were modified by the variation of the oxygen pressure during the sputtering process. Although all these TiO2 nanorod films deposited at different oxygen pressures show an anatase structure, the orientation of the nanorod films varies with the oxygen pressure. Only a very weak (101) diffraction peak can be observed for the TiO2 nanorod film prepared at low oxygen pressure. However, as the oxygen pressure is increased, the (220) diffraction peak appears and the intensity of this diffraction peak is increased with the oxygen pressure. The results of the SEM show that these TiO2 nanorods are perpendicular to the ITO substrate. At low oxygen pressure, these sputtered TiO2 nanorods stick together and have a dense structure. As the oxygen pressure is increased, these sputtered TiO2 nanorods get separated gradually and have a porous structure. The optical transmittance of these TiO2 nanorod films has been measured and then fitted by OJL model. The porosities of the TiO2 nanorod films have been calculated. The TiO2 nanorod film prepared at high oxygen pressure shows a high porosity. The dye-sensitized solar cells (DSSCs) have been assembled using these TiO2 nanorod films prepared at different oxygen pressures as photoelectrode. The optimum performance was achieved for the DSSC using the TiO2 nanorod film with the highest (220) diffraction peak and the highest porosity.

Modelação e monitorização do comportamento dinâmico de barragens abóbada: identificação modal automática

Trabalho Final de Mestrado elaborado no Laboratório de Engenharia Civil (LNEC) para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Civil pelo Instituto Superior de Engenharia de Lisboa no âmbito do protocolo de cooperação entre o ISEL e o LNEC

WeSenseNET - Plataforma de Visualização, Gestão Remota e Agregação Múltipla de Dados

Nos últimos anos, o avanço da tecnologia e a miniaturização de diversos componentes de electrónica associados a novos conceitos têm permitido nascer novas ideias e projectos, que até há alguns anos não passariam de ficção científica. Talvez o exemplo mais acabado seja actualmente o smartphone, um pequeno bloco de hardware e software, com capacidade de processamento que ultrapassa várias vezes o dos computadores com uma dúzia de anos. Estas capacidades têm sido utilizadas em comunicações, blocos de notas, agendas e até entretenimento. No entanto, podem ser reutilizadas para ajudar a resolver algumas limitações/constrangimentos da actualidade. Dentro destes destacam-se a gestão de recursos escassos. Com efeito, o consumo de energia eléctrica tem aumentado como consequência directa do desenvolvimento global e aumento do número de aparelhos eléctricos. Uma percentagem significativa de energia eléctrica tem sido produzida através de recursos não-renováveis de energia. No entanto, a dependência energética, associada à subida de preços e a redução das emissões de gases do efeito estufa, estimula o desenvolvimento de novas soluções que permitam lidar com esta situação. O desempenho energético por sua vez depende não só das características da estrutura, mas também do comportamento do utilizador. O desempenho energético dos edifícios é muito importante, uma vez que os respectivos consumos são responsáveis por mais de metade do total da energia produzida. Desta forma, a fim de alcançar um melhor desempenho é importante não só considerar o desempenho de estrutura, mas também monitorizar o comportamento do utilizador. Esta última questão coloca várias limitações, uma vez que depende muito do tipo de utilizador. Um dos conceitos actuais emergentes são as chamadas redes de sensores sem fio. Com esta tecnologia, pequenos módulos podem ser desenvolvidos com muitas possibilidades de conectividade, com elevado poder de processamento e com grande autonomia, sem serem excessivamente caros. Isto proporciona os meios para implementar vários dispositivos em toda a instalação, para recolher uma variedade de dados, sendo posteriormente armazenados num servidor. Os blocos fundamentais da infra-estrutura de sensores do projecto foram concebidos na Evoleo Technologies em simultâneo com o decorrer do estágio. Estes blocos recolhem dados específicos na instalação, e periodicamente enviam para o servidor central os valores recolhidos, onde são armazenados e colocados à disposição do utilizador. Os dados recolhidos podem então ser apresentados ao utilizador, proporcionando um registo de consumo de energia associado a um dado período de tempo. Uma vez que todos os dados são armazenados no servidor, podem ser efectuados estudos para determinar o uso típico, possíveis problemas em aparelhos, a qualidade da energia eléctrica, etc., permitindo determinar onde a energia está a ser eventualmente desperdiçada e fornecendo dados ao utilizador para que este possa proceder a alterações, tendo por base dados recolhidos num dado período. O objectivo principal deste trabalho passa por estabelecer a ligação entre o nível máquina e o nível de utilizador, isto é, uma plataforma de interacção entre dispositivos e administrador da instalação. Fornecer os dados de uma forma fácil e sem necessidade de instalação de software específico em cada dispositivo que se pretenda utilizar para monitorizar foi uma das principais preocupações das fases de concepção do projecto.

Design and implementation of an autonomous, proactive, and reactive software infrastructure to help improving the management level of projects

Dissertação apresentada na Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Electrotécnica e de Computadores

Cloud-assisted Wireless Body Area Networks

Wireless Body Area Networks (WBANs) have emerged as a promising technology for medical and non-medical applications. WBANs consist of a number of miniaturized, portable, and autonomous sensor nodes that are used for long-term health monitoring of patients. These sensor nodes continuously collect information of patients, which are used for ubiquitous health monitoring. In addition, WBANs may be used for managing catastrophic events and increasing the effectiveness and performance of rescue forces. The huge amount of data collected by WBAN nodes demands scalable, on-demand, powerful, and secure storage and processing infrastructure. Cloud computing is expected to play a significant role in achieving the aforementioned objectives. The cloud computing environment links different devices ranging from miniaturized sensor nodes to high-performance supercomputers for delivering people-centric and context-centric services to the individuals and industries. The possible integration of WBANs with cloud computing (WBAN-cloud) will introduce viable and hybrid platform that must be able to process the huge amount of data collected from multiple WBANs. This WBAN-cloud will enable users (including physicians and nurses) to globally access the processing and storage infrastructure at competitive costs. Because WBANs forward useful and life-critical information to the cloud – which may operate in distributed and hostile environments, novel security mechanisms are required to prevent malicious interactions to the storage infrastructure. Both the cloud providers and the users must take strong security measures to protect the storage infrastructure.

Severe scorpion envenomation in Brazil: clinical, laboratory and anatomopathological aspects

Scorpion stings in Brazil are important not only because of their incidence but also for their potential ability to induce severe, and often fatal, clinical situations, especially among children. In this report we present the clinical and laboratory data of 4 patients victims of scorpion stings by T. serrulatus, who developed heart failure and pulmonary edema, with 3 of them dying within 24 hours of the sting. Anatomopathologic study of these patients revealed diffuse areas of myocardiocytolysis in addition to pulmonary edema. The surviving child presented enzymatic, electrocardiographic and echocardiographic changes compatible with severe cardiac involvement, which were reversed within 5 days. These findings reinforce the need for continuous monitoring of patients with severe scorpion envenoming during the hours immediately following the sting.

In vivo and in vitro Plasmodium falciparum Resistance to Chloroquine, Amodiaquine and Quinine in the Brazilian Amazon

In order to study the chemoresistance of Plasmodium falciparum to commonly used antimalarial drugs in Brazil the authors have studied ten patients with falciparum malaria, acquired in the Brazilian Amazon region. Patients were submitted to in vivo study of drug sensitivity, after chemotherapy with either 4-aminoquinolines (chloroquine or amodiaquine) or quinine. Adequate drug absorption was confirmed by standard urine excretion tests for antimalarials. Eight patients could be followed up to 28 days. Among these in vivo resistance (R I and R II responses) was seen in all patients who received 4-amino-quinolines. One patient treated with quinine exhibited a R III response. Peripheral blood samples of the same patients were submitted to in vitro microtests for sensitivity to antimalarials. Out of nine successful tests, resistance to chloroquine and amodiaquine was found in 100% and resistance to quinine in 11.11% of isolates. Probit analysis of log dose-response was used to determine effective concentrations EC50, EC90 and EC99 to the studied drugs. Good correlation between in vivo and in vitro results was seen in six patients. The results emphasize high levels of P. falciparum resistance to 4- aminoquinolines and suggest an increase in resistance to quinine in the Brazilian Amazon region, reinforcing the need for continuous monitoring of drug sensitivity to adequate chemotherapy according to the most efficacious drug regimens

Técnicas de deteção de dano estrutural com base na monitorização

Ao longo dos últimos anos, acompanhada da evolução tecnológica, da dificuldade da inspeção visual e da consciencialização dos efeitos de uma má inspeção, verificou-se uma maior sensibilidade para a importância da monitorização estrutural, principalmente nas grandes infra-estruturas de engenharia civil. Os sistemas de monitorização estrutural permitem o acompanhamento contínuo do comportamento de uma determinada estrutura de tal forma que com os dados obtidos, é possível avaliar alterações no comportamento da mesma. Com isso, tem-se desenvolvido e implementado estratégias de identificação de danos estruturais com o intuito de aumentar a fiabilidade estrutural e evitar precocemente que alterações na condição da estrutura possam evoluir para situações mais severas. Neste contexto, a primeira parte desta dissertação consiste numa introdução à monitorização estrutural e à deteção de dano estrutural. Relativamente à monitorização, são expostos os seus objetivos e os princípios da sua aplicação. Conjuntamente são apresentados e descritos os principais sensores e são explicadas as funcionalidades de um sistema de aquisição de dados. O segundo tema aborda a importância da deteção de dano introduzindo os métodos estudados neste trabalho. Destaca-se o método das linhas de influência, o método da curvatura dos modos de vibração e o método da transformada de wavelet. Na segunda parte desta dissertação são apresentados dois casos de estudo. O primeiro estudo apresenta uma componente numérica e uma componente experimental. Estuda-se um modelo de viga que se encontra submetida a vários cenários de dano e valida-se a capacidade do método das linhas de influência em detetar e localizar essas anomalias. O segundo estudo consiste na modelação numérica de uma ponte real, na posterior simulação de cenários de dano e na análise comparativa da eficácia de cada um dos três métodos de deteção de dano na identificação e localização dos danos simulados. Por último, são apresentadas as principais conclusões deste trabalho e são sugeridos alguns tópicos a explorar na elaboração de trabalhos futuros.

Analisador de qualidade de energia eléctrica embebido na instalação eléctrica

A monitorização da qualidade da energia eléctrica tem revelado importância crescente na gestão e caracterização da rede eléctrica. Estudos revelam que os custos directos relacionados com perda de qualidade da energia eléctrica podem representar cerca de 1,5 % do PIB nacional. Para além destes, tem-se adicionalmente os custos indirectos o que se traduz num problema que necessita de minimização. No contexto da minimização dos danos causados pela degradação de energia, são utilizados equipamentos com capacidade de caracterizar a energia eléctrica através da sua monitorização. A utilização destes equipamentos têm subjacente normas de qualidade de energia, que impõem requisitos mínimos de modo a enquadrar e classificar eventos ocorridos na rede eléctrica. Deste modo obtêm-se dados coerentes provenientes de diferentes equipamentos. A monitorização dos parâmetros associados à energia eléctrica é frequentemente realizada através da instalação temporária dos esquipamentos na rede eléctrica, o que resulta numa observação de distúrbios a posteriori da sua ocasião. Esta metodologia não permite detectar o evento eléctrico original mas, quando muito, outros que se espera que sejam semelhantes ao ocorrido. Repare-se, no entanto, que existe um conjunto alargado de eventos que não são repetitivos, constituindo assim uma limitação aquela metodologia. Este trabalho descreve uma alternativa à metodologia de utilização tradicional dos equipamentos. A solução consiste em realizar um analisador de energia que faça parte integrante da instalação e permita a monitorização contínua da rede eléctrica. Este equipamento deve ter um custo suficientemente baixo para que seja justificável nesta utilização alternativa. O analisador de qualidade de energia a desenvolver tem por base o circuito integrado ADE7880, que permite obter um conjunto de parâmetros da qualidade de energia eléctrica de acordo com as normas de energia IEC 61000-4-30 e IEC 61000-4-7. Este analisador permite a recolha contínua de dados específicos da rede eléctrica, e que posteriormente serão armazenados e colocados à disposição do utilizador. Deste modo os dados recolhidos serão apresentados ao utilizador para consulta, de maneira a verificar, de modo continuo a eventual ocorrência das anomalias na rede. Os valores adquiridos podem ainda ser reutilizados vantajosamente para muitas outras finalidades tais como efectuar estudos sobre a optimização energética. O trabalho presentemente desenvolvido decorre de uma utilização alternativa do dispositivo WeSense Energy1 desenvolvido pela equipa da Evoleo Technologies. A presente vertente permite obter parâmetros determinados pelo ADE7880 tais como por exemplo harmónicos, eventos transitórios de tensão e corrente e o desfasamento entre fases, realizando assim uma nova versão do dispositivo, o WeSense Energy2. Adicionalmente este trabalho inclui a visualização remota dos através de uma página web.

Alterações da Actividade Autonómica Durante o Teste de Inclinação em Doentes com Fibrilhação Auricular Paroxística: Análise com Wavelets

The autonomic nervous system (ANS) is known to be an important modulator in the pathogenesis of paroxysmal atrial fibrillation (PAF). Changes in ANS control of heart rate variability (HRV) occur during orthostatism to maintain cardiovascular homeostasis. Wavelet transform has emerged as a useful tool that provides time-frequency decomposition of the signal under investigation, enabling intermittent components of transient phenomena to be analyzed. AIM: To study HRV during head-up tilt (HUT) with wavelet transform analysis in PAF patients and healthy individuals (normals). METHODS: Twenty-one patients with PAF (8 men; age 58 +/- 14 yrs) were examined and compared with 21 normals (7 men, age 48 +/- 12 yrs). After a supine resting period, all subjects underwent passive HUT (60 degrees) while in sinus rhythm. Continuous monitoring of ECG and blood pressure was carried out (Task Force Monitor, CNSystems). Acute changes in RR-intervals were assessed by wavelet analysis and low-frequency power (LF: 0.04-0.15 Hz), high-frequency power (HF: 0.15-0.60 Hz) and LF/HF (sympathovagal) were calculated for 1) the last 2 min of the supine period; 2) the 15 sec of tilting movement (TM); and 3) the 1st (TT1) and 2nd (TT2) min of HUT. Data are expressed as means +/- SEM. RESULTS: Baseline and HUT RR-intervals were similar for the two groups. Supine basal blood pressure was also similar for the two groups, with a sustained increase in PAF patients, and a decrease followed by an increase and then recovery in normals. Basal LF, HF and LF/ HF values in PAF patients were 632 +/- 162 ms2, 534 +/- 231 ms2 and 1.95 +/- 0.39 respectively, and 1058 +/- 223 ms2, 789 +/- 244 ms2 and 2.4 +/- 0.36 respectively in normals (p = NS). During TM, LF, HF and LF/HF values for PAF patients were 747 +/- 277 ms2, 387 +/- 94 ms2 and 2.9 +/- 0.6 respectively, and 1316 +/- 315 ms2, 698 +/- 148 ms2 and 2.8 +/- 0.6 respectively in normals (p < 0.05 for LF and HF). During TF1, LF, HF and LF/ HF values for PAF patients were 1243 +/- 432 ms2, 302 +/- 88 ms2 and 7.7 +/- 2.4 respectively, and 1992 +/- 398 ms2, 333 +/- 76 ms2 and 7.8 +/- 0.98 respectively for normals (p < 0.05 for LF). During TF2, LF, HF and LF/HF values for PAF patients were 871 +/- 256 ms2, 242 +/- 51 ms2 and 4.7 +/- 0.9 respectively, and 1263 +/- 335 ms2, 317 +/- 108 ms2 and 8.6 +/- 0.68 respectively for normals (p < 0.05 for LF/HF). The dynamic profile of HRV showed that LF and HF values in PAF patients did not change significantly during TM or TT2, and LF/HF did not change during TM but increased in TT1 and TT2. CONCLUSION: Patients with PAF present alterations in HRV during orthostatism, with decreased LF and HF power during TM, without significant variations during the first minutes of HUT. These findings suggest that wavelet transform analysis may provide new insights when assessing autonomic heart regulation and highlight the presence of ANS disturbances in PAF.

Resultados da Angioplastia Primária num Centro de Referência. Evolução Intra-Hospitalar

INTRODUCTION: Primary angioplasty is accepted as the preferred treatment for acute myocardial infarction in the first 12 hours. However, outcomes depend to a large extent on the volume of activity and experience of the center. Continuous monitoring of methods and results obtained is therefore crucial to quality control. OBJECTIVE: To describe the demographic, clinical and angiographic characteristics as well as in-hospital outcomes of patients undergoing primary PCI in a high-volume Portuguese center. We also aimed to identify variables associated with in-hospital mortality in this population. METHODS: This was a retrospective registry of consecutive primary PCIs performed at Santa Marta Hospital between January 2001 and August 2007. Demographic, clinical, and angiographic characteristics and in-hospital outcomes were analyzed. Independent predictors of in-hospital mortality were identified by multivariate logistic regression analysis. RESULTS: A total of 1157 patients were identified, mean age 61+/-12 years, 76% male. Mean pain-to-balloon time was 7.6 hours and primary angiographic success was 88%. Overall in-hospital mortality was 6.9%, or 5.5% if patients presenting in cardiogenic shock were excluded from the analysis. Previous history of heart failure, cardiogenic shock on admission, invasive ventilatory support, major hemorrhage, and age over 75 years were found to be associated with increased risk of in-hospital death. Conclusions: In this center primary PCI is effective and safe. Angiographic success rates and in-hospital mortality and morbidity are similar to other international registries. Patients at increased risk for adverse outcome can be identified by simple clinical characteristics such as advanced age, cardiogenic shock on admission, mechanical ventilation and major hemorrhage during hospitalization.

Molecularly imprinted electrochemical sensor for ochratoxin A detection in food samples

A novel electrochemical sensor for ochratoxin A (OTA) detection was fabricated through the modification of a glassy carbon electrode (GCE) with multiwalled carbon nanotubes (MWCNTs) and a molecularly imprinted polymer (MIP). The MWCNTs dramatically promoted the sensitivity of the developed sensor, while polypyrrole (PPy) imprinted with OTA served as the selective recognition element. The imprinted PPy film was prepared by electropolymerization of pyrrole in the presence of OTA as a template molecule via cyclic voltammetry (CV). The electrochemical oxidation of OTA at the developed sensor was investigated by CV and differential pulse voltammetry (DPV). The developed MIP/MWCNT/GCE sensor showed a linear relationship, when using DPV, between peak current intensity and OTA concentration in the range between 0.050 and 1.0 μM, with limits of detection (LOD) and quantification of 0.0041 μM (1.7 μg/L) and 0.014 μM (5.7 μg/L) respectively. With the developed sensor precise results were obtained; relative standard deviations of 4.2% and 7.5% in the evaluation of the repeatability and reproducibility, respectively. The MIP/MWCNT/GCE sensor is simple to fabricate and easy to use and was successfully applied to the determination of OTA in spiked beer and wine samples, with recoveries between 84 and 104%, without the need of a sample pre-treatment step.