Energy Saving - Another Perspective for Parameter Optimization of P and PI Controllers

Modern control methods like optimal control and model predictive control (MPC) provide a framework for simultaneous regulation of the tracking performance and limiting the control energy, thus have been widely deployed in industrial applications. Yet, due to its simplicity and robustness, the conventional P (Proportional) and PI (Proportional–Integral) control are still the most common methods used in many engineering systems, such as electric power systems, automotive, and Heating, Ventilation and Air Conditioning (HVAC) for buildings, where energy efficiency and energy saving are the critical issues to be addressed. Yet, little has been done so far to explore the effect of its parameter tuning on both the system performance and control energy consumption, and how these two objectives are correlated within the P and PI control framework. In this paper, the P and PI controllers are designed with a simultaneous consideration of these two aspects. Two case studies are investigated in detail, including the control of Voltage Source Converters (VSCs) for transmitting offshore wind power to onshore AC grid through High Voltage DC links, and the control of HVAC systems. Results reveal that there exists a better trade-off between the tracking performance and the control energy through a proper choice of the P and PI controller parameters.

Aspirin as a potential treatment in sepsis or acute respiratory distress syndrome

Sepsis is a common condition that is associated with significant morbidity, mortality and health-care cost. Pulmonary and non-pulmonary sepsis are common causes of the acute respiratory distress syndrome (ARDS). The mortality from ARDS remains high despite protective lung ventilation, and currently there are no specific pharmacotherapies to treat sepsis or ARDS. Sepsis and ARDS are characterised by activation of the inflammatory cascade. Although there is much focus on the study of the dysregulated inflammation and its suppression, the associated activation of the haemostatic system has been largely ignored until recently. There has been extensive interest in the role that platelet activation can have in the inflammatory response through induction, aggregation and activation of leucocytes and other platelets. Aspirin can modulate multiple pathogenic mechanisms implicated in the development of multiple organ dysfunction in sepsis and ARDS. This review will discuss the role of the platelet, the mechanisms of action of aspirin in sepsis and ARDS, and aspirin as a potential therapy in treating sepsis and ARDS.

Epidemiology, Patterns of Care, and Mortality for Patients With Acute Respiratory Distress Syndrome in Intensive Care Units in 50 Countries

Importance Limited information exists about the epidemiology, recognition, management, and outcomes of patients with the acute respiratory distress syndrome (ARDS).

Objectives To evaluate intensive care unit (ICU) incidence and outcome of ARDS and to assess clinician recognition, ventilation management, and use of adjuncts—for example prone positioning—in routine clinical practice for patients fulfilling the ARDS Berlin Definition.

Design, Setting, and Participants The Large Observational Study to Understand the Global Impact of Severe Acute Respiratory Failure (LUNG SAFE) was an international, multicenter, prospective cohort study of patients undergoing invasive or noninvasive ventilation, conducted during 4 consecutive weeks in the winter of 2014 in a convenience sample of 459 ICUs from 50 countries across 5 continents.

Exposures Acute respiratory distress syndrome.

Main Outcomes and Measures The primary outcome was ICU incidence of ARDS. Secondary outcomes included assessment of clinician recognition of ARDS, the application of ventilatory management, the use of adjunctive interventions in routine clinical practice, and clinical outcomes from ARDS.

Results Of 29 144 patients admitted to participating ICUs, 3022 (10.4%) fulfilled ARDS criteria. Of these, 2377 patients developed ARDS in the first 48 hours and whose respiratory failure was managed with invasive mechanical ventilation. The period prevalence of mild ARDS was 30.0% (95% CI, 28.2%-31.9%); of moderate ARDS, 46.6% (95% CI, 44.5%-48.6%); and of severe ARDS, 23.4% (95% CI, 21.7%-25.2%). ARDS represented 0.42 cases per ICU bed over 4 weeks and represented 10.4% (95% CI, 10.0%-10.7%) of ICU admissions and 23.4% of patients requiring mechanical ventilation. Clinical recognition of ARDS ranged from 51.3% (95% CI, 47.5%-55.0%) in mild to 78.5% (95% CI, 74.8%-81.8%) in severe ARDS. Less than two-thirds of patients with ARDS received a tidal volume 8 of mL/kg or less of predicted body weight. Plateau pressure was measured in 40.1% (95% CI, 38.2-42.1), whereas 82.6% (95% CI, 81.0%-84.1%) received a positive end-expository pressure (PEEP) of less than 12 cm H2O. Prone positioning was used in 16.3% (95% CI, 13.7%-19.2%) of patients with severe ARDS. Clinician recognition of ARDS was associated with higher PEEP, greater use of neuromuscular blockade, and prone positioning. Hospital mortality was 34.9% (95% CI, 31.4%-38.5%) for those with mild, 40.3% (95% CI, 37.4%-43.3%) for those with moderate, and 46.1% (95% CI, 41.9%-50.4%) for those with severe ARDS.

Conclusions and Relevance Among ICUs in 50 countries, the period prevalence of ARDS was 10.4% of ICU admissions. This syndrome appeared to be underrecognized and undertreated and associated with a high mortality rate. These findings indicate the potential for improvement in the management of patients with ARDS.

Alpha-2 agonists for sedation of mechanically ventilated adults in intensive care units: a systematic review

BACKGROUND: Care of critically ill patients in intensive care units (ICUs) often requires potentially invasive or uncomfortable procedures, such as mechanical ventilation (MV). Sedation can alleviate pain and discomfort, provide protection from stressful or harmful events, prevent anxiety and promote sleep. Various sedative agents are available for use in ICUs. In the UK, the most commonly used sedatives are propofol (Diprivan(®), AstraZeneca), benzodiazepines [e.g. midazolam (Hypnovel(®), Roche) and lorazepam (Ativan(®), Pfizer)] and alpha-2 adrenergic receptor agonists [e.g. dexmedetomidine (Dexdor(®), Orion Corporation) and clonidine (Catapres(®), Boehringer Ingelheim)]. Sedative agents vary in onset/duration of effects and in their side effects. The pattern of sedation of alpha-2 agonists is quite different from that of other sedatives in that patients can be aroused readily and their cognitive performance on psychometric tests is usually preserved. Moreover, respiratory depression is less frequent after alpha-2 agonists than after other sedative agents.

OBJECTIVES: To conduct a systematic review to evaluate the comparative effects of alpha-2 agonists (dexmedetomidine and clonidine) and propofol or benzodiazepines (midazolam and lorazepam) in mechanically ventilated adults admitted to ICUs.

DATA SOURCES: We searched major electronic databases (e.g. MEDLINE without revisions, MEDLINE In-Process & Other Non-Indexed Citations, EMBASE and Cochrane Central Register of Controlled Trials) from 1999 to 2014.

METHODS: Evidence was considered from randomised controlled trials (RCTs) comparing dexmedetomidine with clonidine or dexmedetomidine or clonidine with propofol or benzodiazepines such as midazolam, lorazepam and diazepam (Diazemuls(®), Actavis UK Limited). Primary outcomes included mortality, duration of MV, length of ICU stay and adverse events. One reviewer extracted data and assessed the risk of bias of included trials. A second reviewer cross-checked all the data extracted. Random-effects meta-analyses were used for data synthesis.

RESULTS: Eighteen RCTs (2489 adult patients) were included. One trial at unclear risk of bias compared dexmedetomidine with clonidine and found that target sedation was achieved in a higher number of patients treated with dexmedetomidine with lesser need for additional sedation. The remaining 17 trials compared dexmedetomidine with propofol or benzodiazepines (midazolam or lorazepam). Trials varied considerably with regard to clinical population, type of comparators, dose of sedative agents, outcome measures and length of follow-up. Overall, risk of bias was generally high or unclear. In particular, few trials blinded outcome assessors. Compared with propofol or benzodiazepines (midazolam or lorazepam), dexmedetomidine had no significant effects on mortality [risk ratio (RR) 1.03, 95% confidence interval (CI) 0.85 to 1.24, I (2) = 0%; p = 0.78]. Length of ICU stay (mean difference -1.26 days, 95% CI -1.96 to -0.55 days, I (2) = 31%; p = 0.0004) and time to extubation (mean difference -1.85 days, 95% CI -2.61 to -1.09 days, I (2) = 0%; p < 0.00001) were significantly shorter among patients who received dexmedetomidine. No difference in time to target sedation range was observed between sedative interventions (I (2) = 0%; p = 0.14). Dexmedetomidine was associated with a higher risk of bradycardia (RR 1.88, 95% CI 1.28 to 2.77, I (2) = 46%; p = 0.001).

LIMITATIONS: Trials varied considerably with regard to participants, type of comparators, dose of sedative agents, outcome measures and length of follow-up. Overall, risk of bias was generally high or unclear. In particular, few trials blinded assessors.

CONCLUSIONS: Evidence on the use of clonidine in ICUs is very limited. Dexmedetomidine may be effective in reducing ICU length of stay and time to extubation in critically ill ICU patients. Risk of bradycardia but not of overall mortality is higher among patients treated with dexmedetomidine. Well-designed RCTs are needed to assess the use of clonidine in ICUs and identify subgroups of patients that are more likely to benefit from the use of dexmedetomidine.

STUDY REGISTRATION: This study is registered as PROSPERO CRD42014014101.

FUNDING: The National Institute for Health Research Health Technology Assessment programme. The Health Services Research Unit is core funded by the Chief Scientist Office of the Scottish Government Health and Social Care Directorates.

Case study investigation of indoor air quality in mechanically ventilated and naturally ventilated UK social housing

There is a significant lack of indoor air quality research in low energy homes. This study compared the indoor air quality of eight
newly built case study homes constructed to similar levels of air-tightness and insulation; with two different ventilation strategies (four homes with Mechanical Ventilation with Heat Recovery (MVHR) systems/Code level 4 and four homes naturally ventilated/Code level 3). Indoor air quality measurements were conducted over a 24 h period in the living room and main bedroom of each home during the summer and winter seasons. Simultaneous outside measurements and an occupant diary were also employed during the measurement period. Occupant interviews were conducted to gain information on perceived indoor air quality, occupant behaviour and building related illnesses. Knowledge of the MVHR system including ventilation related behaviour was also studied. Results suggest indoor air quality problems in both the mechanically ventilated and naturally ventilated homes, with significant issues identified regarding occupant use in the social homes

An investigation of IAQ, thermal comfort and Sick Building Syndrome symptoms in UK energy efficient homes

Purpose
– Concern of the deterioration of indoor environmental quality as a result of energy efficient building design strategies is growing. Apprehensions of the effect of airtight, super insulated envelopes, the reduction of infiltration, and the reliance on mechanical systems to provide adequate ventilation (air supply) is promoting emerging new research in this field. The purpose of this paper is to present the results of an indoor air quality (IAQ) and thermal comfort investigation in UK energy efficient homes, through a case study investigation.

Design/methodology/approach
– The case study dwellings consisted of a row of six new-build homes which utilize mechanical ventilation with heat recovery (MVHR) systems, are built to an average airtightness of 2m3/m2/hr at 50 Pascal’s, and constructed without a central heating system. Physical IAQ measurements and occupant interviews were conducted during the summer and winter months over a 24-hour period, to gain information on occupant activities, perception of the interior environment, building-related health and building use.

Findings
– The results suggest inadequate IAQ and perceived thermal comfort, insufficient use of purge ventilation, presence of fungal growth, significant variances in heating patterns, occurrence of sick building syndrome symptoms and issues with the MVHR system.

Practical implications
– The findings will provide relevant data on the applicability of airtight, mechanically ventilated homes in a UK climate, with particular reference to IAQ.

Originality/value
– IAQ data of this nature is essentially lacking, particularly in the UK context. The findings will aid the development of effective sustainable design strategies that are appropriate to localized climatic conditions and sensitive to the health of building occupants.

Acute Respiratory Distress Syndrome

Acute respiratory distress syndrome presents as hypoxia and bilateral pulmonary infiltrates on chest imaging in the absence of heart failure sufficient to account for this clinical state. Management is largely supportive, and is focused on protective mechanical ventilation and the avoidance of fluid overload. Patients with severe hypoxaemia can be managed with early short-term use of neuromuscular blockade, prone position ventilation, or extracorporeal membrane oxygenation. The use of inhaled nitric oxide is rarely indicated and both β2 agonists and late corticosteroids should be avoided. Mortality remains at approximately 30%.

Regularization and Bang-bang conjugate times in optimal control

Consideramos o problema de controlo óptimo de tempo mínimo para sistemas de controlo mono-entrada e controlo afim num espaço de dimensão finita com condições inicial e final fixas, onde o controlo escalar toma valores num intervalo fechado. Quando aplicamos o método de tiro a este problema, vários obstáculos podem surgir uma vez que a função de tiro não é diferenciável quando o controlo é bang-bang. No caso bang-bang os tempos conjugados são teoricamente bem definidos para este tipo de sistemas de controlo, contudo os algoritmos computacionais directos disponíveis são de difícil aplicação. Por outro lado, no caso suave o conceito teórico e prático de tempos conjugados é bem conhecido, e ferramentas computacionais eficazes estão disponíveis. Propomos um procedimento de regularização para o qual as soluções do problema de tempo mínimo correspondente dependem de um parâmetro real positivo suficientemente pequeno e são definidas por funções suaves em relação à variável tempo, facilitando a aplicação do método de tiro simples. Provamos, sob hipóteses convenientes, a convergência forte das soluções do problema regularizado para a solução do problema inicial, quando o parâmetro real tende para zero. A determinação de tempos conjugados das trajectórias localmente óptimas do problema regularizado enquadra-se na teoria suave conhecida. Provamos, sob hipóteses adequadas, a convergência do primeiro tempo conjugado do problema regularizado para o primeiro tempo conjugado do problema inicial bang-bang, quando o parâmetro real tende para zero. Consequentemente, obtemos um algoritmo eficiente para a computação de tempos conjugados no caso bang-bang.

Ecotoxicological tests using Chironomus riparius

Os sistemas aquáticos naturais podem estar sujeitos frequentemente a entrada de tóxicos, quer seja através da lixiviação dos campos agrícolas ou da descarga por parte de unidades industriais. Avaliar o impacto potencial destes contaminantes nos sistemas aquáticos é muito importante, porque pode promover consequências sérias no balanço ecológico dos ecossistemas. Os efeitos de níveis sub-letais destes tóxicos nas populações aquáticas são detectados, em muitos casos, somente após diversas gerações, dependendo da espécie e do contaminante. O comportamento animal é considerado como sendo a primeira linha de defesa perante estímulos ambientais, e pode ser uma representação de alterações fisiológicas no organismo, sendo portanto um indicador excelente de alterações ambientais. O desenvolvimento dos sistemas de aviso prévio que integram parâmetros comportamentais pode ajudar a prever mais rapidamente possíveis alterações ao nível das populações naturais, do que a utilização de testes ecotoxicológicos padrão com a mesma finalidade. O conhecimento acerca de possíveis implicações devido a alterações comportamentais, em organismos bentónicos e em populações do campo sujeitas a tóxicos, é ainda escasso. Sabendo isto, neste estudo pretendeu-se investigar como o comportamento de Chironomus riparius – usando um biomonitor em tempo real – e outros parâmetros tais como crescimento, emergência de adultos, bioacumulação e biomarcadores, são afectados pela exposição a imidacloprid e ao mercúrio, que foram seleccionados como contaminantes. Os resultados demonstraram que a exposição às concentrações sub-letais de imidacloprid afecta o crescimento e o comportamento dos quironomídeos e que estes organismos podem recuperar de uma exposição curta ao insecticida. O comportamento que corresponde à ventilação de C. riparius revelou-se como um parâmetro mais sensível do que a locomoção e do que as respostas bioquímicas, quando as larvas foram sujeitas ao imidacloprid. Larvas de C. riparius expostas a concentrações sub-letais de mercúrio apresentaram uma tendência de diminuição de actividade comportamental, em testes com concentrações crescentes do tóxico; o crescimento das larvas foi também prejudicado, e as taxas de emergência de adultos e o tempo de desenvolvimento apresentaram retardamento. Estes organismos podem bioacumular rapidamente o mercúrio em condições de não alimentação e apresentam uma lenta depuração deste metal. Estes efeitos podem, em último caso, conduzir a prováveis repercussões ao nível da população e das comunidades. As reduções em actividades comportamentais, mesmo em concentrações baixas, podem diminuir a quantidade de tempo gasta na procura de alimento, produzindo efeitos aos níveis morfo-fisiológicos, e assim afectar severamente o desempenho dos quironomídeos no ambiente. O uso destes factores comportamentais como um parâmetro ecotoxicológico sub-letal relevante ao nível da toxicologia aumentará a versatilidade dos testes, permitindo uma resposta comportamental mensurável e quantitativa ao nível do organismo, utilizando uma avaliação não destrutiva, e assim certificando que esta aproximação pode ser usada em testes ecotoxicológicos futuros.

Persistent luminescence of SrAl2O4:Ce(III), Dy, Eu nanotubes, nanowires and core-shells for people with disabilities: nano-emergency

Este estudo transversal está focado na propriedade de luminescência persistente do aluminato de estrôncio co-dopado com cério (III), disprósio (III) e európio (II), SrAl2O4:Ce3+, Dy3+, Eu2+, em sistemas de sinalização de áreas de risco e emergências para pessoas com deficiências. Na área da ciência e engenharia dos materiais, foram desenvolvidos novos materiais com características nanométricas, nanotubos, nanoarames e nanobastões luminescentes de SrAl2O4:Ce3+, Dy3+, Eu2+ para aplicações na área da reabilitação e acessibilidade de pessoas com deficiências. Os nanotubos foram obtidos a partir de micro- e nano-partículas precursoras sintetizadas por reacção do estado-sólido e tratamento térmico de recozedura (1273-1473 K). Os nanoarames e nanobastões foram preparados por moagem, sonificação e recozedura (373 K). Novas nanocápsulas de aluminatos luminescentes dopados com cério (III) e encapsulados com TiO2 foram criadas de modo a obter-se materiais multifuncionais, designadamente com acção fotocatalítica antimicrobiana, antibacteriana e resistência à água. Tais aluminatos podem ser amplamente aplicados como superfícies higiénicas, auto-limpantes, em biomateriais, no domínio de medicamentos antibióticos, na formulação de vacinas, e com ênfase à aplicação em cerâmicas fotoluminescentes. As metodologias de obtenção de tais nanoestruturas de aluminato de estrôncio dopado com cério (III) e do seu encapsulamento, desenvolvidas no âmbito desta tese, são aplicáveis a diversos aluminatos dopados com outros iões lantanídeos (Ln consiste em La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Yb, Tm ou Lu) com a fórmula M(1-x-y)N2O4:Cex, Lny, onde M é Be, Mg, Ca, Sr ou Ba. Na área da oftalmologia, foi desenvolvido um equipamento médico para o diagnóstico de biofuncionalidade das células retinais fotoreceptoras, e como suporte à telemedicina oftalmológica. Este equipamento foi utilizado para realizar testes de visão cromática FM100HUE em fundo branco/preto para a personalização de materiais luminescentes. Os resultados demonstraram uma biofuncionalidade celular à visibilidade fotópica das cores em fundo preto superior no grupo de tratamento, composto por pessoas com retinopatia diabética (n=38), em comparação ao grupo de referência (n=38). Estes resultados sugerem a recomendação de materiais com fotoluminescência persistente (λem=485-555 nm), incluindo SrAl2O4:Ce3+, Dy3+, Eu2+, para o referido grupo de tratamento, em sinalização de emergência e em ambientes de baixa iluminação. Na área da arquitectura, foi proposta uma nova aplicação dos referidos nanomateriais luminescentes à base de SrAl2O4:Ce3+, Dy3+, Eu2+ em cerâmica de revestimento, tendo em vista a sua boa visibilidade e uso por pessoas com deficiências. Novos pavimentos, cerâmicos, fotoluminescentes, foram desenhados com propriedades multisensoriais (contraste táctil, sonoro e visual) e antimicrobianas, para pessoas portadoras de deficiências utilizarem, no escuro, com a prioridade de salvar vidas em emergências. Tais pisos, com relevos, podem ser combinados de modo a compor um sistema exclusivo de sinalização fotoluminescente multisensorial que possibilita a rápida evacuação mediante o uso de auxílios de mobilidade (e.g. bengala, cadeira de rodas, andadores, muletas). A solução integrada de tais inovações que potencializa a propriedade de luminescência persistente de SrAl2O4:Ce3+, Dy3+, Eu2+ de modo acessível para as pessoas com deficiências, pode contribuir para salvar vidas, no escuro, em emergências.

Argamassas funcionais para uma construção sustentável

A aposta na sustentabilidade tem conduzido o mercado da construção a procurar novas soluções técnicas e novos materiais, que por serem mais eficientes, conseguem dar resposta aos requisitos cada vez mais exigentes deste sector. A aplicação dos conceitos de sustentabilidade não se pode restringir a novas construções, tendo que prever também as renovações e a reabilitação de edifícios antigos. Assim, novos materiais que sejam desenvolvidos, devem contemplar todas estas vertentes de utilização. Neste trabalho desenvolveram-se argamassas com novas funcionalidades, que contribuem para melhorar os níveis de sustentabilidade dos edifícios, através da incorporação de nanomateriais para armazenamento de calor latente e degradação de poluentes do ar interior. Estudou-se não só o impacto da incorporação destas nanopartículas no estado fresco e endurecido, mas também o seu desempenho do ponto de vista funcional quando integrados na estrutura da argamassa. É possível obter argamassas com capacidade para armazenar calor latente através da incorporação de um material de mudança de fase. Este material constituído por uma mistura de parafinas, consegue armazenar calor e libertálo posteriormente. As composições desenvolvidas podem ser aplicadas em novos projectos ou na reabilitação de edifícios contribuindo para reduzir o consumo energético, melhorando o conforto térmico no interior. Com a redução da factura energética obtém-se uma efectiva diminuição do impacto ambiental, energético e económico do edifício. Para além do armazenamento de calor latente, também se desenvolveram argamassas capazes de eliminar poluentes do ar interior e, simultaneamente, com capacidade de auto-limpeza. Utilizaram-se nanopartículas de dióxido de titânio como aditivo fotocatalítico, tendo-se analisado o efeito da introdução deste aditivo nas argamassas. As composições testadas demonstraram elevada capacidade fotocatalítica e de auto-limpeza, sem comprometer as suas propriedades no estado endurecido. Ao aplicar estas composições na camada de acabamento interior melhora-se a qualidade do ar no interior das habitações e reduz-se a necessidade de utilização de sistemas de ventilação. As argamassas funcionais contribuem para melhorar os níveis de sustentabilidade da construção, tendo impacto económico e ambiental em todo o ciclo de vida do edifício.

Indoor air quality in elementary schools of Lisbon and Aveiro

Tem havido uma preocupação crescente com a qualidade do ar interior (QAI) nas escolas em muitos países. Muitos estudos epidemiológicos têm encontrado diferenças regionais entre ambientes interiores. Apesar da elevada incidência de asma e rinite na população infantil, praticamente nada se sabia sobre a QAI em escolas portuguesas. A percepção dos problemas de QAI é crucial para avaliar os riscos para a saúde e rendimento dos estudantes, e para sugerir meios de reduzir a exposição a poluentes indesejáveis. Neste estudo procurou-se obter as concentrações de poluentes de interesse em estabelecimentos de ensino do 1º ciclo de Lisboa e Aveiro, estimar o estado atual de casos de asma e rinite em escolas primárias da capital, avaliar a influência de diferentes materiais das salas de aula/construção e hábitos escolares na QAI, identificar potenciais fontes de poluentes nos interiores e exteriores das salas de aula e propor medidas mitigadoras. Catorze escolas de Lisboa foram visitadas para obter a caracterização física das construções em termos de estrutura, ventilação, materiais de acabamento, produtos de limpeza, densidade de ocupação e potenciais fontes interiores de poluição. Os estudantes foram questionados sobre os seus hábitos e sintomas respiratórios através de inquéritos do modelo ISAAC (International Study of Asthma and Allergies in Childhood). Durante a primavera, outono e inverno (2008-2010), nas salas de aula e pátios, foram monitorizados, por amostragem passiva, compostos orgânicos voláteis (COVs), carbonilos e dióxido de azoto (NO2). Foram também medidos parâmetros de conforto e níveis de microrganismos. Duas escolas localizadas, uma no centro da cidade e outra na região suburbana, em Aveiro foram estudadas em 2010. Parâmetros de conforto, microrganismos, COVs, NO2, material particulado (PM10) foram medidos no interior e no exterior de ambas escolas. Os iões solúveis, carbono orgânico e elementar (OC e EC), e compostos orgânicos presentes no material particulado foram subsequentemente analisados em laboratório. Uma medida mitigadora - fitoremediação - foi avaliada na escola do centro da cidade de Aveiro em 2011. Os resultados do estudo mostraram que a QAI é pior do que a do ar exterior. Em geral, os níveis de CO2 e dos bioaerosóis excederam os níveis máximos aceitáveis para o conforto dos ocupantes estipulado pelas regulamentações portuguesas. Quase todos os COVs e carbonilos identificados mostraram razões interior/exterior (I/E) maiores que uma unidade, o que demonstra a importante contribuição de fontes interiores em todas as escolas. As razões I/E das concentrações de NO2 nunca excederam a unidade. Os níveis interiores diários de PM10 foram sempre maiores que os exteriores, exceto nos fins de semana. Após a colocação de plantas numa das salas de aula, observou-se uma redução estatisticamente significativa nos níveis de CO2, COVs, carbonilos, PM10, OC, e dos iões nitrato, sulfato, amónia, cálcio e carbonato. A possível redução dos níveis de poluentes no interior após a colocação de plantas pode representar uma solução de baixo custo para reduzir a exposição a muitos compostos, melhorar o rendimento e aumentar o bem estar dos alunos e professores em sala de aula.

Educar (para) o pensar : desenvolvimento de competências reflexíveis em professores e alunos do 1º CEB : contributos da "Filosofia para Crianças"

O presente estudo inscreve-se na área científica da Formação de Professores, incidindo, particularmente, na compreensão do processo de desenvolvimento das competências reflexivas percebidas como factor de promoção do seu próprio desenvolvimento profissional e pessoal, do desenvolvimento da capacidade de pensar dos seus alunos, da revalorização dos processos curriculares de ensino-aprendizagem e de inovação dos contextos educacionais. Num contexto de complexidade, incerteza e mudança, importa repensar estratégias de formação de professores e de alunos para que possam constituir-se como fatores potenciadores do desenvolvimento da competência reflexiva. Estratégias que convocam, quer o professor, quer o aluno, para um tipo de questionamento de maior exigência reflexiva e consideradas potenciadoras do pensamento crítico, criativo e de cuidado com o outro, numa perspetiva educativa centrada no cuidar, que valoriza a dimensão humana, a atuação responsável, ética e solidária, em todos os planos da vida. Neste estudo propomo-nos retomar algumas das estratégias de formação já configuradas no movimento Filosofia para Crianças e que se constituíram como um programa de formação em contexto, no qual se procurou aprofundar e compreender as múltiplas dimensões e modos como interatuam os diferentes participantes da relação educativa em práticas curriculares reconfiguradas à luz dos pressupostos que sustentam este estudo. Do ponto de vista metodológico, a investigação inscreve-se num paradigma de natureza qualitativa e interpretativa, de matriz hermenêutica e ecológica, configurando uma abordagem de tipo complexo, e com características de estudo de caso, que considera indispensável a participação ativa do sujeito na construção do conhecimento próprio, bem como o carácter de imprevisibilidade e de recursividade das condições e subsistemas em que tal ocorre. No sentido de construir uma visão integrada do objeto em estudo, foram desenvolvidos procedimentos específicos (mixed-methods), nomeadamente análise documental, entrevista semiestruturada, observação participante e inquirição por questionário. O estudo, que decorreu na região centro do país, envolveu 5 professoras do 1.º Ciclo do Ensino Básico, 100 alunos do mesmo nível de ensino e os seus pais/encarregados de educação, inquiridos através de questionário e desenvolveu-se em duas fases. A primeira destinou-se à formação teórico-prática das professoras e, na segunda, foram desenvolvidas sessões práticas de Filosofia para Crianças com os alunos. Os portfolios reflexivos construídos pelos participantes e pela investigadora principal constituíram outra fonte da informação recolhida no estudo empírico. Os resultados do estudo situam-se a quatro níveis: no que respeita aos saberes básicos, ao perfil de competência dos professores, à sua formação e às estratégias e recursos considerados como potenciadores de um pensar de mais elevada qualidade. Quanto ao primeiro nível, o presente estudo releva o carácter estruturante e epistémico de aprender a pensar (bem), salientando que este se processa numa maior amplitude e profundidade dos conteúdos da própria reflexão, às quais subjaz uma visão ampla de cidadania planetária e socialmente comprometida, evidenciando uma ampliação do quadro referencial dos saberes básicos e considerados imprescindíveis para a educação dos cidadãos. A um segundo nível, salienta-se a exigência de um perfil de competência profissional que permita aos professores desenvolver nos seus alunos um pensar de qualidade e, simultaneamente, melhorar a sua própria competência reflexiva. Neste sentido, o estudo aponta para a continuidade das respostas que têm vindo a ser equacionadas por vários autores nacionais e internacionais que, ao abordarem a problemática da formação, do conhecimento profissional e do desenvolvimento identitário dos professores, têm acentuado a importância dos modelos crítico-reflexivos da formação e de uma supervisão ecológica, integradora, não standard e humanizada, no desenvolvimento das sociedades contemporâneas. Conforme os dados sugerem, admite-se que a formação integral dos cidadãos passa pela inclusão e interligação de diferentes áreas do conhecimento que, concertada e complementarmente, possam contribuir para o desenvolvimento da sensibilidade, do pensamento crítico e criativo, de uma cultura da responsabilidade e de uma atitude ética mais ativa e interventiva. Neste sentido, reafirma-se a importância de um trajeto formativo que promova a efetiva articulação entre teoria e a prática, o diálogo crítico-reflexivo entre saberes científicos e experiência, que focalize o profissional na sua praxis e saliente a sua conexão com o saber situado em contexto vivencial e didático- -pedagógico. Realça-se a pertinência de dinâmicas formativas que, a exemplo de “comunidades de investigação/aprendizagem”, na sua aceção de redes de formação que, na prossecução de projetos e propósitos comuns, incentivam a construção de itinerários próprios e de aprendizagens individuais, mobilizando processos investigativos pessoais e grupais. Evidencia-se a valorização de práticas promotoras da reflexão, do questionamento, da flexibilidade cognitiva como eixos estruturadores do pensamento e da ação profissional e como suporte do desenvolvimento profissional e pessoal, corroborando a importância dos processos transformadores decorrentes da experiência, da ação e da reflexão sobre ela. Finalmente, no que respeita às estratégias e recursos, os dados permitem corroborar a riqueza e o potencial do uso de portfolios reflexivos no desenvolvimento de competências linguísticas, comunicacionais, reflexivas e meta-reflexivas e o entendimento de que o processo de construção da identidade profissional ocorre e desenha-se numa dinâmica reflexiva- -prospetiva (re)confirmadora ou (re)configuradora de ideias, convicções, saberes e práticas, ou seja, identitária. De igual modo, a investigação releva a importância da construção de portfolios, por parte dos alunos, para o desenvolvimento da qualidade do seu pensamento, sublinhando-se o seu carácter inovador nesta área. Evidencia-se, ainda, a diversidade de estratégias que respeitem os interesses, necessidades e expectativas dos alunos e o seu contexto de vida, tal como o recurso a materiais diversificados que, atentos ao conteúdo da mensagem, possibilitem a autonomia do pensamento, o exercício efetivo da reflexão crítica e do questionamento, na sua articulação com as grandes questões que sempre despertaram a curiosidade humana e cuja atualidade permanece. Materiais e recursos que estabeleçam o diálogo entre razão e imaginação, entre saber e sensibilidade, que estimulem o envolvimento dos alunos na resolução de problemas e na procura conjunta de soluções e na construção de projetos individuais na malha dos projetos comuns. Reafirma-se, pois, a importância da humanização do saber, a educação pensada como vivência solidária de direitos e deveres. Uma perspetiva educacional humanista que assenta nas trajetórias de vida, na recuperação de experiências pessoais e singulares, que procura compreender a identidade como um processo em (re)elaboração permanente. O presente estudo integra-se na rede de cooperação científica Novos saberes básicos dos alunos no século XXI, novos desafios à formação de professores sendo que, e na linha das investigações produzidas neste âmbito, destaca que o alargamento das funções do professor do 1.º Ciclo do Ensino Básico, que colocando a tónica da ação pedagógica no como se aprende e para quê e na possibilidade de aprender e incorporar o imprevisível, incide no desenvolvimento de um conjunto de capacidades que vão para além das tradicionalmente associadas ao ensinar a ler, escrever e contar. Releva-se, pois, a pertinência da criação de ambientes educativos nos quais professores e alunos entreteçam, conjunta e coerentemente, conhecer, compreender, fazer, sentir, dizer, ver, ouvir e (con)viver em prol de uma reflexão que nos encaminhe no sentido de ser(mos) consciência.

The placebo and nocebo effects on peak minute power during incremental arm crank ergometry

This investigation aimed to explore the effects of inert sugar-free drinks described as either ‘performance enhancing’ (placebo) or ‘fatigue inducing’ (nocebo) on peak minute power (PMP;W) during incremental arm crank ergometry (ACE). Twelve healthy, non-specifically trained individuals volunteered to take part. A single-blind randomised controlled trial with repeated measures was used to assess for differences in PMP;W, oxygen uptake, heart rate (HR), minute ventilation, respiratory exchange ratio (RER) and subjective reports of local ratings of perceived exertion (LRPE) and central ratings of perceived exertion (CRPE), between three separate, but identical ACE tests. Participants were required to drink either 500 ml of a ‘sports performance’ drink (placebo), a ‘fatigue-inducing’ drink (nocebo) or water prior to exercise. The placebo caused a significant increase in PMP;W, and a significant decrease in LRPE compared to the nocebo (p=0.01; p=0.001) and water trials (p=0.01). No significant differences in PMP;W between the nocebo and water were found. However, the nocebo drink did cause a significant increase in LRPE (p=0.01). These results suggest that the time has come to broaden our understanding of the placebo and nocebo effects and their potential to impact sports performance.

The placebo and nocebo effects on peak minute power during incremental arm crank ergometry

This investigation aimed to explore the effects of inert sugar-free drinks described as either ‘performance enhancing’ (placebo) or ‘fatigue inducing’ (nocebo) on peak minute power (PMP;W) during incremental arm crank ergometry (ACE). Twelve healthy, non-specifically trained individuals volunteered to take part. A single-blind randomised controlled trial with repeated measures was used to assess for differences in PMP;W, oxygen uptake, heart rate (HR), minute ventilation, respiratory exchange ratio (RER) and subjective reports of local ratings of perceived exertion (LRPE) and central ratings of perceived exertion (CRPE), between three separate, but identical ACE tests. Participants were required to drink either 500 ml of a ‘sports performance’ drink (placebo), a ‘fatigue-inducing’ drink (nocebo) or water prior to exercise. The placebo caused a significant increase in PMP;W, and a significant decrease in LRPE compared to the nocebo (p=0.01; p=0.001) and water trials (p=0.01). No significant differences in PMP;W between the nocebo and water were found. However, the nocebo drink did cause a significant increase in LRPE (p=0.01). These results suggest that the time has come to broaden our understanding of the placebo and nocebo effects and their potential to impact sports performance.