Mass balance characterisation of Al-7Si-Mg alloy microstructures as a function of solution treatment time

Mass balance calculations were performed to model the effect of solution treatment time on A356 and A357 alloy microstructures. Image analysis and electron probe microanalysis were used to characterise microstructures and confirm model predictions. In as-cast microstructures, up to 8 times more Mg is tied up in the pi-phase than in Mg2Si. The dissolution of pi is accompanied by a corresponding increase in the amount of beta-phase. This causes the rate of pi dissolution to be limited by the rate of beta formation. It is predicted that solution treatments of the order of tens of minutes at 540degreesC produce near-maximum T6 yield strengths, and that Mg contents in excess of 0.52 wt% have no advantage.

Cationic drug pharmacokinetics in diseased livers determined by fibrosis index, hepatic protein content, microsomal activity, and nature of drug

The disposition kinetics of six cationic drugs in perfused diseased and normal rat livers were determined by multiple indicator dilution and related to the drug physicochemical properties and liver histopathology. A carbon tetrachloride (CCl4)induced acute hepatocellular injury model had a higher fibrosis index (FI), determined by computer-assisted image analysis, than did an alcohol-induced chronic hepatocellular injury model. The alcohol-treated group had the highest hepatic alpha(1)- acid glycoprotein, microsomal protein (MP), and cytochrome P450 (P450) concentrations. Various pharmacokinetic parameters could be related to the octanol-water partition coefficient (log P-app) of the drug as a surrogate for plasma membrane partition coefficient and affinity for MP or P450, the dependence being lower in the CCl4-treated group and higher in the alcohol-treated group relative to controls. Stepwise regression analysis showed that hepatic extraction ratio, permeability-surface area product, tissue-binding constant, intrinsic clearance, partition ratio of influx (k(in)) and efflux rate constant (k(out)), and k(in)/k(out) were related to physicochemical properties of drug (log P-app or pK(a)) and liver histopathology (FI, MP, or P450). In addition, hepatocyte organelle ion trapping of cationic drugs was evident in all groups. It is concluded that fibrosis-inducing hepatic disease effects on cationic drug disposition in the liver may be predicted from drug properties and liver histopathology.

Scale-up of mixer granulators for effective liquid distribution

There is considerable anecdotal evidence from industry that poor wetting and liquid distribution can lead to broad granule size distributions in mixer granulators. Current scale-up scenarios lead to poor liquid distribution and a wider product size distribution. There are two issues to consider when scaling up: the size and nature of the spray zone and the powder flow patterns as a function of granulator scale. Short, nucleation-only experiments in a 25L PMA Fielder mixer using lactose powder with water and HPC solutions demonstrated the existence of different nucleation regimes depending on the spray flux Psi(a)-from drop-controlled nucleation to caking. In the drop-controlled regime at low Psi(a) values. each drop forms a single nucleus and the nuclei distribution is controlled by the spray droplet size distribution. As Psi(a) increases, the distribution broadens rapidly as the droplets overlap and coalesce in the spray zone. The results are in excellent agreement with previous experiments and confirm that for drop-controlled nucleation. Psi(a) should be less than 0.1. Granulator flow studies showed that there are two powder flow regimes-bumping and roping. The powder flow goes through a transition from bumping to roping as impeller speed is increased. The roping regime gives good bed turn over and stable flow patterns. This regime is recommended for good liquid distribution and nucleation. Powder surface velocities as a function of impeller speed were measured using high-speed video equipment and MetaMorph image analysis software, Powder surface velocities were 0.2 to 1 ms(-1)-an order of magnitude lower than the impeller tip speed. Assuming geometrically similar granulators, impeller speed should be set to maintain constant Froude number during scale-up rather than constant tip speed to ensure operation in the roping regime. (C) 2002 Published by Elsevier Science B.V.

Induction of metallothionein in human skin by routine exposure to sunlight: Evidence for a systemic response and enhanced induction at certain body sites

Expression of metallothionein, an antioxidant induced by a variety of stimuli including ultraviolet light, was quantitated by immunohistochemistry in the skin of males aged over 50 who had known short- and long-term exposures to sunlight. Skin punch biopsies were taken from two sites in each subject: the hand in all subjects and a range of other sites matched to patients with a previously excised primary melanoma. Metallothionein expression (strongest in the basal layers of the epidermis and primarily nuclear) was associated with both short- and long-term exposure to sunlight. A plateau of staining intensity was reached after 3 h sun exposure, within the previous 3 d before biopsy. Expression was also elevated in the nonexposed skin sites of subjects who had recent sun exposure, indicating a systemic response to exposure of remote sites. Using the skin of the hand to normalize responses to chronic exposure between individuals, the systemically modulated response to sunlight was significantly greater on the unexposed back than on other sites. The possibility of ultraviolet-induced cytokines selectively modifying the response of skin on a site-specific basis was investigated. The circulating leukocytes, but not lymphocytes, of two individuals exposed to 1 minimal erythema dose whole-body solar-simulated ultraviolet showed increased interleukin-6 mRNA 4 h after exposure. Interleukin-6 was not directly induced in these cell populations 4 h after ultraviolet A or ultraviolet B irradiation ex vivo . Leukocytes may therefore contribute to and amplify the systemic effects of ultraviolet-induced interleukin-6 and metallothionein expression.

Shear-induced lamellar ionic liquid-crystal foam

n a recent paper we reported an experimental study of two N-alkylimidazolium salts. These ionic compounds exhibit liquid crystalline behaviour with melting points above 50 degrees C in bulk. However, if they are sheared, a (possibly non-equilibrium) lamellar phase forms at room temperature. Upon shearing a thin film of the material between microscope slides, textures were observed that are strikingly similar to liquid (wet) foams. The images obtained from polarising optical microscopy (POM) were found to share many of the known quantitative properties of a two-dimensional foam coarsening process. Here we report an experimental study of this foam using a shearing system coupled with POM. The structure and evolution of the foam are investigated through the image analysis of time sequences of micrographs obtained for well-controlled sets of physical parameters (sample thickness, shear rate and temperature). In particular, we find that there is a threshold shear rate below which no foam can form. Above this threshold, a steady-state foam pattern is obtained where the mean cell area generally decreases with increasing shear rate. Furthermore, the steady-state internal cell angles and distribution of the cell number of sides deviate from their equilibrium (i.e. zero-shear) values.

Cyclic deformation of bidisperse two-dimensional foams

In-plane deformation of foams was studied experimentally by subjecting bidisperse foams to cycles of traction and compression at a prescribed rate. Each foam contained bubbles of two sizes with given area ratio and one of three initial arrangements: sorted perpendicular to the axis of deformation (iso-strain), sorted parallel to the axis of deformation (iso-stress), or randomly mixed. Image analysis was used to measure the characteristics of the foams, including the number of edges separating small from large bubbles N-sl, the perimeter (surface energy), the distribution of the number of sides of the bubbles, and the topological disorder mu(2)(N). Foams that were initially mixed were found to remain mixed after the deformation. The response of sorted foams, however, depended on the initial geometry, including the area fraction of small bubbles and the total number of bubbles. For a given experiment we found that (i) the perimeter of a sorted foam varied little; (ii) each foam tended towards a mixed state, measured through the saturation of N-sl; and (iii) the topological disorder mu(2)(N) increased up to an "equilibrium" value. The results of different experiments showed that (i) the change in disorder, Delta mu(2)(N), decreased with the area fraction of small bubbles under iso-strain, but was independent of it under iso-stress; and (ii) Delta mu(2)(N) increased with Delta N-sl under iso-strain, but was again independent of it under iso-stress. We offer explanations for these effects in terms of elementary topological processes induced by the deformations that occur at the bubble scale.

Towards an efficient and robust foot classification from pedobarographic images

O documento em anexo encontra-se na versão post-print (versão corrigida pelo editor).

Learning objects recommendation in an adaptive educational hypermedia system

The aim of this paper is presenting the modules of the Adaptive Educational Hypermedia System PCMAT, responsible for the recommendation of learning objects. PCMAT is an online collaborative learning platform with a constructivist approach, which assesses the user’s knowledge and presents contents and activities adapted to the characteristics and learning style of students of mathematics in basic schools. The recommendation module and search and retrieval module choose the most adequate learning object, based on the user's characteristics and performance, and in this way contribute to the system’s adaptability.

Atividades de investigação em Geometria: uma experiência no 2º ano de escolaridade

Dissertação apresentada à Escola Superior de Educação de Lisboa para obtenção de grau de mestre em Ciências da Educação, especialidade Educação Matemática na Educação Pré-Escolar e nos 1.º e 2.º Ciclos do Ensino Básico

Diffuse liver disease classification from ultrasound surface characterization, clinical and laboratorial data

In this work liver contour is semi-automatically segmented and quantified in order to help the identification and diagnosis of diffuse liver disease. The features extracted from the liver contour are jointly used with clinical and laboratorial data in the staging process. The classification results of a support vector machine, a Bayesian and a k-nearest neighbor classifier are compared. A population of 88 patients at five different stages of diffuse liver disease and a leave-one-out cross-validation strategy are used in the classification process. The best results are obtained using the k-nearest neighbor classifier, with an overall accuracy of 80.68%. The good performance of the proposed method shows a reliable indicator that can improve the information in the staging of diffuse liver disease.

Caracterização das silagens de erva da ilha Terceira

Dissertação de Mestrado, Engenharia Zootécnica (Zootecnia), 27 de abril de 2015, Universidade dos Açores.

Estratégias e internacionalização na manutenção e produção

Trabalho Final de Mestrado para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Mecânica

Impacto da influência do ar novo na climatização de edifícios

Este trabalho surgiu do âmbito da Tese de Dissertação do Mestrado em Energias Sustentáveis do Instituto Superior de Engenharia do Porto, tendo o acompanhamento dos orientadores da empresa Laboratório Ecotermolab do Instituto de Soldadura e Qualidade e do Instituto Superior de Engenharia do Porto, de forma a garantir a linha traçada indo de acordo aos objectivos propostos. A presente tese abordou o estudo do impacto da influência do ar novo na climatização de edifícios, tendo como base de apoio à análise a simulação dinâmica do edifício em condições reais num programa adequado, acreditado pela norma ASHRAE 140-2004. Este trabalho pretendeu evidenciar qual o impacto da influência do ar novo na climatização de um edifício com a conjugação de vários factores, tais como, ocupação, actividades e padrões de utilização (horários), iluminação e equipamentos, estudando ainda a possibilidade do sistema funcionar em regime de “Free-Cooling”. O princípio partiu fundamentalmente por determinar até que ponto se pode climatizar recorrendo único e exclusivamente à introdução de ar novo em regime de “Free-Cooling”, através de um sistema tudo-ar de Volume de Ar Variável - VAV, sem o apoio de qualquer outro sistema de climatização auxiliar localizado no espaço, respeitando os caudais mínimos impostos pelo RSECE (Decreto-Lei 79/2006). Numa primeira fase foram identificados todos os dados relativos à determinação das cargas térmicas do edifício, tendo em conta todos os factores e contributos alusivos ao valor da carga térmica, tais como a transmissão de calor e seus constituintes, a iluminação, a ventilação, o uso de equipamentos e os níveis de ocupação. Consequentemente foram elaboradas diversas simulações dinâmicas com o recurso ao programa EnergyPlus integrado no DesignBuilder, conjugando variáveis desde as envolventes à própria arquitectura, perfis de utilização ocupacional, equipamentos e taxas de renovação de ar nos diferentes espaços do edifício em estudo. Obtiveram-se vários modelos de forma a promover um estudo comparativo e aprofundado que permitisse determinar o impacto do ar novo na climatização do edifício, perspectivando a capacidade funcional do sistema funcionar em regime de “Free-Cooling”. Deste modo, a análise e comparação dos dados obtidos permitiram chegar às seguintes conclusões: Tendo em consideração que para necessidades de arrefecimento bastante elevadas, o “Free-Cooling” diurno revelou-se pouco eficaz ou quase nulo, para o tipo de clima verificado em Portugal, pois o diferencial de temperatura existente entre o exterior e o interior não é suficiente de modo a tornar possível a remoção das cargas de forma a baixar a temperatura interior para o intervalo de conforto. Em relação ao “Free-Cooling” em horário nocturno ou pós-laboral, este revelou-se bem mais eficiente. Obtiveram-se prestações muito interessantes sobretudo durante as estações de aquecimento e meia-estação, tendo em consideração o facto de existir necessidades de arrefecimento mesmo durante a estação de aquecimento. Referente à ventilação nocturna, isto é, em períodos de madrugada e fecho do edifício, concluiu-se que tal contribui para um abaixamento do calor acumulado durante o dia nos materiais construtivos do edifício e que é libertado ou restituído posteriormente para os espaços em períodos mais tardios. De entre as seguintes variáveis, aumento de caudal de ar novo insuflado e o diferencial de temperatura existente entre o ar exterior e interior, ficou demonstrado que este último teria maior peso contributivo na remoção do calor. Por fim, é ponto assente que de um modo geral, um sistema de climatização será sempre indispensável devido a cargas internas elevadas, requisitos interiores de temperatura e humidade, sendo no entanto aconselhado o “Free- Cooling” como um opção viável a incorporar na solução de climatização, de forma a promover o arrefecimento natural, a redução do consumo energético e a introdução activa de ar novo.

Aplicações web multimédia com realidade aumentada “Magic Catalog”

A Realidade Aumentada veio alterar a percepção que o ser humano tem do mundo real. A expansão da nossa realidade à Realidade Virtual possibilita a criação de novas experiencias, cuja aplicabilidade é já tida como natural em diversas situações. No entanto, potenciar este tipo de interacção pode ser um processo complexo, quer por limitações tecnológicas, quer pela gestão dos recursos envolvidos. O desenvolvimento de projectos com realidade aumentada para fins comerciais passa assim muitas vezes pela optimização dos recursos utilizados tendo em consideração as limitações das tecnologias envolventes (sistemas de detecção de movimento e voz, detecção de padrões, GPS, análise de imagens, sensores biométricos, etc.). Com a vulgarização e aceitação das técnicas de Realidade Aumentada em muitas áreas (medicina, educação, lazer, etc.), torna-se também necessário que estas técnicas sejam transversais aos dispositivos que utilizamos diariamente (computadores, tablets, telemóveis etc.). Um dominador comum entre estes dispositivos é a internet uma vez que as aplicações online conseguem abarcar um maior número de pessoas. O objectivo deste projecto era o de criar uma aplicação web com técnicas de Realidade Aumentada e cujos conteúdos fossem geridos pelos utilizadores. O processo de investigação e desenvolvimento deste trabalho passou assim por uma fase fundamental de prototipagem para seleccionar as tecnologias que melhor se enquadravam no tipo de arquitectura pretendida para a aplicação e nas ferramentas de desenvolvimento utilizadas pela empresa onde o projecto foi desenvolvido. A aplicação final é composta por um FrontOffice, responsável por mostrar e interpretar as aplicações criadas e possibilitar a integração com outras aplicações, e um BackOffice que possibilita aos utilizadores, sem conhecimentos de programação, criar novas aplicações de realidade aumentada e gerir os conteúdos multimédia utilizados. A aplicação desenvolvida pode servir de base para outras aplicações e ser reutilizável noutros âmbitos, sempre com o objectivo de reduzir custos de desenvolvimento e de gestão de conteúdos, proporcionando assim a implementação de uma Framework que permite a gestão de conteúdos em diferentes áreas (medicina, educação, lazer, etc.), onde os utilizadores podem criar as suas próprias aplicações, jogos e ferramentas de trabalho. No decorrer do projecto, a aplicação foi validada por especialistas garantindo o cumprimento dos objectivos propostos.

Medição automática do diâmetro da aorta torácica em imagens de tomografia computorizada

O calibre da artéria aorta torácica é avaliado em situações de suspeita de patologia ou em pacientes com pre-disposição para desenvolverem doenças vasculares. A medição das suas dimensões, em duas direcções diametralmente opostas e, assim, fulcral na avaliação desta estrutura. Para tal, o exame de primeira linha definido é a Angiografia por Tomografia Computorizada (Angio-TC), injectando-se um produto de contraste na veia radial que irá opacificar os vasos, permitindo a sua distinção das estruturas adjacentes. O presente trabalho, inserido na disciplina de Dissertação/ Projecto/ Estágio Profissional do Mestrado em Engenharia de Computação e Instrumentação Médica e com a cooperação da empresa Efficientia, foi sugerido pela equipa de Angio-TC do Centro Hospitalar de Vila Nova de Gaia (CHVNG) e tem por objectivo o desenvolvimento de uma aplicação para a medição e registo automático do diâmetro da aorta torácica em nove pontos anatómicos pre-definidos em imagens de Tomografia Computorizada (TC). A aplicação foi desenvolvida no ambiente integrado de processamento e análise de imagem, Fiji, sendo a metodologia composta pelas etapas de segmentação, desenho da linha central, determinação dos planos de cortes, segmentação e medição da aorta nos planos de corte. Os resultados obtidos pela metodologia proposta são concordantes com os obtidos por especialistas para o conjunto de teste utilizado neste trabalho.