Diffraction-limited performance and focusing of high harmonics from relativistic plasmas

When a pulse of light reflects from a mirror that is travelling close to the speed of light, Einstein's theory of relativity predicts that it will be up-shifted to a substantially higher frequency and compressed to a much shorter duration. This scenario is realized by the relativistically oscillating plasma surface generated by an ultraintense laser focused onto a solid target. Until now, it has been unclear whether the conditions necessary to exploit such phenomena can survive such an extreme interaction with increasing laser intensity. Here, we provide the first quantitative evidence to suggest that they can. We show that the occurrence of surface smoothing on the scale of the wavelength of the generated harmonics, and plasma denting of the irradiated surface, enables the production of high-quality X-ray beams focused down to the diffraction limit. These results improve the outlook for generating extreme X-ray fields, which could in principle extend to the Schwinger limit.

Lipopolysaccharide-binding protein and CD14 are increased in the bronchoalveolar lavage fluid of smokers

Lipopolysaccharide-binding protein (LBP) and CD14 contribute to the recognition of pathogens by cells, which triggers the activation of defence responses. Smoking is a risk factor for the development of chronic obstructive pulmonary disease (COPD) and respiratory infections. The current authors theorised that levels of LBP and CD14 in the lungs of smokers would be higher than those in the lungs of never-smokers. These elevated levels could affect host responses upon infection. LBP, soluble CD14 (sCD14) and interleukin (IL)-8 were detected by ELISA. Nuclear factor (NF)- ?B, p38 and the inhibitor I?Ba were studied by immunoassays. Gene expression was assessed by RT-PCR. Bronchoalveolar lavage levels of LBP and CD14 were significantly higher in smokers and COPD patients than in never-smokers, whereas levels of both proteins were not significantly different between smokers and COPD patients. IL-6, IL-1ß5 and cigarette smoke condensate induced the expression of LBP and CD14 by airway epithelial cells. LBP and sCD14 inhibited the nontypeable Haemophilus influenzae (NTHi)-dependent secretion of IL-8 and the activation of NF-?B and p38 mitogen-activated protein kinase signalling pathways but they increased the internalisation of NTHi by airway epithelial cells. Thus, in the inflamed airways of smokers both proteins could contribute to inhibit bacteria-dependent cellular activation without compromising the internalisation of pathogens by airway cells. Copyright©ERS Journals Ltd 2009.

Effect of simvastatin on physiological and biological outcomes in patients undergoing esophagectomy: a randomised placebo controlled trial

OBJECTIVE: To test whether simvastatin improves physiological and biological outcomes in patients undergoing esophagectomy.

BACKGROUND: One-lung ventilation during esophagectomy is associated with inflammation, alveolar epithelial and systemic endothelial injury, and the development of acute lung injury (ALI). Statins that modify many of the underlying processes are a potential therapy to prevent ALI.

METHODS: We conducted a randomized double-blind placebo-controlled trial in patients undergoing esophagectomy. Patients received simvastatin 80 mg or placebo enterally for 4 days preoperatively and 7 days postoperatively. The primary end point was pulmonary dead space (Vd/Vt) at 6 hours after esophagectomy or before extubation. Inflammation was assessed by plasma cytokines and intraoperative exhaled breath condensate pH; alveolar type 1 epithelial injury was assessed by plasma receptor for advanced glycation end products and systemic endothelial injury by the urine albumin-creatinine ratio.

RESULTS: Thirty-nine patients were randomized; 8 patients did not undergo surgery and were excluded. Fifteen patients received simvastatin and 16 received placebo. There was no difference in Vd/Vt or other physiological outcomes. Simvastatin resulted in a significant decrease in plasma MCP-1 on day 3 and reduced exhaled breath condensate acidification. Plasma receptor for advanced glycation end products was significantly lower in the simvastatin-treated group, as was the urine albumin-creatinine ratio on day 7 postsurgery. ALI developed in 4 patients in the placebo group and no patients in the simvastatin group although this difference was not statistically significant (P = 0.1).

CONCLUSIONS: In this proof of concept study, pretreatment with simvastatin in esophagectomy decreased biomarkers of inflammation as well as pulmonary epithelial and systemic endothelial injury.

Relativistic electron mirrors from nanoscale foils for coherent frequency upshift to the extreme ultraviolet

Reflecting light from a mirror moving close to the speed of light has been envisioned as a route towards producing bright X-ray pulses since Einstein's seminal work on special relativity. For an ideal relativistic mirror, the peak power of the reflected radiation can substantially exceed that of the incident radiation due to the increase in photon energy and accompanying temporal compression. Here we demonstrate for the first time that dense relativistic electron mirrors can be created from the interaction of a high-intensity laser pulse with a freestanding, nanometre-scale thin foil. The mirror structures are shown to shift the frequency of a counter-propagating laser pulse coherently from the infrared to the extreme ultraviolet with an efficiency >10 4 times higher than in the case of incoherent scattering. Our results elucidate the reflection process of laser-generated electron mirrors and give clear guidance for future developments of a relativistic mirror structure. 

Comparative study on transport properties for LiFAP and LiPF6 in alkyl-carbonates as electrolytes through conductivity, viscosity and NMR self-diffusion measurements

We present in this work a comparative study on density and transport properties, such as the conductivity (sigma), viscosity (eta) and self-diffusion coefficients (D), for electrolytes based on the lithium hexafluorophosphate, LiPF6; or on the lithium tris(pentafluoroethane)-trifluorophosphate, LiFAP dissolved in a binary mixture of ethylene carbonate (EC) and dimethylcarbonate (DMC) (50:50 wt%). For each electrolyte, the temperature dependence on transport properties over a temperature range from 10 to 80 degrees C and 20 to 70 degrees C for viscosity and conductivity, respectively, exhibits a non-Arrhenius behavior. However, this dependence is correctly correlated by using the Vogel-Tamman-Fulcher (VTF) type fitting equation. In each case, the best-fit parameters, such as the pseudo activation energy and ideal glass transition temperature were then extracted. The self-diffusion coefficients (D) of the Li+ cation and PF6- or FAP(-) anions species, in each studied electrolyte, were then independently determined by observing Li-3, F-19 and P-31 nuclei with the pulsed-gradient spin-echo (PGSE) NMR technique over the same temperature range from 20 to 80 degrees C. Results show that even if the diffusion of the lithium cation is quite similar in both electrolytes, the anions diffusion differs notably. In the case of the LiPF6-based electrolyte, for example at T approximate to 75 degrees C (high temperature), the self-diffusion coefficients of Li+ cations in solution (D (Li+)approximate to 5 x 10(-19) m(2) s(-1)) is 1.6 times smaller than that of PF6- anions (D (PF6-) = 8.5 x 10(-19) m(2) s(-1)), whereas in the case of the LiFAP-based electrolyte, FAP(-) anions diffuse at same rate as the Li+ cations (D (FAP(-)) = 5 x 10(-1) m(2) s(-1)). Based on these experimental results, the transport mobility of ions were then investigated through Stokes-Einstein and Nernst-Einstein equations to determine the transport number of lithium t(Li)(+), effective radius of solvated Li+ and of PF6- and FAP(-) anions, and the degree of dissociation of these lithium salts in the selected EC/DMC (50:50 wt%) mixture over a the temperature range from 20 to 80 degrees C. This study demonstrates the conflicting nature of the requirements and the advantage of the well-balanced properties as ionic mobility and dissociation constant of the selected electrolytes. (C) 2013 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Reconstructing the quantum state of oscillator networks with a single qubit

We introduce a scheme to reconstruct arbitrary states of networks composed of quantum oscillators-e. g., the motionalstate of trapped ions or the radiation state of coupled cavities. The scheme involves minimal resources and minimal access, in the sense that it (i) requires only the interaction between a one-qubit probe and a single node of the network; (ii) provides the Weyl characteristic function of the network directly from the data, avoiding any tomographic transformation; (iii) involves the tuning of only one coupling parameter. In addition, we show that a number of quantum properties can be extracted without full reconstruction of the state. The scheme can be used for probing quantum simulations of anharmonic many-body systems and quantum computations with continuous variables. Experimental implementation with trapped ions is also discussed and shown to be within reach of current technology.

Coherently Opening a High-Q Cavity

We propose a general framework to effectively `open' a high-Q resonator, that is, to release the quantum state initially prepared in it in the form of a traveling electromagnetic wave. This is achieved by employing a mediating mode that scatters coherently the radiation from the resonator into a one-dimensional continuum of modes such as a waveguide. The same mechanism may be used to `feed' a desired quantum field to an initially empty cavity. Switching between an `open' and `closed' resonator may then be obtained by controlling either the detuning of the scatterer or the amount of time it spends in the resonator. First, we introduce the model in its general form, identifying (i) the traveling mode that optimally retains the full quantum information of the resonator field and (ii) a suitable figure of merit that we study analytically in terms of the system parameters. Then, we discuss two feasible implementations based on ensembles of two-level atoms interacting with cavity fields. In addition, we discuss how to integrate traditional cavity QED in our proposal using three-level atoms.

Nonlinearity Induced Entanglement Stability in a Qubit-Oscillator System

We consider a system composed of a qubit interacting with a quartic (undriven) nonlinear oscillator (NLO) through a conditional displacement Hamiltonian. We show that even a modest nonlinearity can enhance and stabilize the quantum entanglement dynamically generated between the qubit and the NLO. In contrast to the linear case, in which the entanglement is known to oscillate periodically between zero and its maximal value, the nonlinearity suppresses the dynamical decay of the entanglement once it is established. While the entanglement generation is due to the conditional displacements, as noted in several works before, the suppression of its decay is related to the presence of squeezing and other complex processes induced by two- and four-phonon interactions. Finally, we solve the respective Markovian master equation, showing that the previous features are preserved also when the system is open.

Energy levels, radiative rates and electron impact excitation rates for transitions in C III

We report energy levels, radiative rates (A-values) and lifetimes for the astrophysically important Be-like ion C III. For the calculations, 166 levels belonging to the n ≤ 5 configurations are considered and the GRASP (General-purpose Relativistic Atomic Structure Package) is adopted. Einstein A-coefficients are provided for all E1, E2, M1 and M2 transitions, while lifetimes are compared with available measurements as well as theoretical results, and no large discrepancies noted. Our energy levels are assessed to be accurate to better than 1 per cent for a majority of levels, and A-values to better than 20 per cent for most transitions. Collision strengths are also calculated, for which the Dirac Atomic R-matrix Code (DARC) is used. A wide energy range, up to 21 Ryd, is considered and resonances resolved in a fine energy mesh in the thresholds region. The collision strengths are subsequently averaged over a Maxwellian velocity distribution to determine effective collision strengths up to a temperature of 8.0 ×10[5]K, sufficient for most astrophysical applications. Our data are compared with the recent R-matrix calculations of Fernández-Menchero et al., and significant differences (up to over an order of magnitude) are noted for several transitions over the complete temperature range of the results.

Introducing the CTA concept

The Cherenkov Telescope Array (CTA) is a new observatory for very high-energy (VHE) gamma rays. CTA has ambitions science goals, for which it is necessary to achieve full-sky coverage, to improve the sensitivity by about an order of magnitude, to span about four decades of energy, from a few tens of GeV to above 100 TeV with enhanced angular and energy resolutions over existing VHE gamma-ray observatories. An international collaboration has formed with more than 1000 members from 27 countries in Europe, Asia, Africa and North and South America. In 2010 the CTA Consortium completed a Design Study and started a three-year Preparatory Phase which leads to production readiness of CTA in 2014. In this paper we introduce the science goals and the concept of CTA, and provide an overview of the project. © 2013 Elsevier B.V. All rights reserved.

Upgrading of suberin from cork and birch outer bark

O trabalho aqui apresentado teve como principal propósito o estudo do potencial da suberina como fonte de produtos de química fina e como precursor de novos materiais macromoleculares de origem renovável. O interesse na suberina reside, não só na sua ubiquidade e nas suas propriedades únicas em termos de composição química e hidrofobicidade, mas também no facto de ser um dos principais componentes macromoleculares dos subprodutos da indústria corticeira de Quercus suber L. no Sul da Europa, e da indústria de pasta de papel do Norte da Europa, que utiliza a Betula pendula Roth como matéria-prima. A primeira parte do presente trabalho consistiu no estudo detalhado da composição química da cortiça de Quercus suber L. e respectivos resíduos industriais bem como da casca de Betula pendula Roth recorrendo a diferentes técnicas de caracterização, nomeadamente GC-MS, IV, RMN de 1H e de 13C, DSC, termomicroscopia, TGA e difracção de raios-X. Os resultados mostraram que os produtos de despolimerização da suberina representam tipicamente uma fracção substancial de todas as amostras. Para além da suberina, foram também identificados nas diversas amostras quantidades variáveis de compostos triterpénicos, lenhina, polissacarídeos e matéria inorgânica. Os principais resultados da análise por GC-MS mostraram que todas as amostras de suberina despolimerizada são fontes abundantes de ω-hidroxiácidos e de ácidos dicarboxílicos, bem como dos correspondentes derivados epóxidados. No entanto, as quantidades relativas de cada componente identificado foram significativamente diferentes entre amostras. Por exemplo, em amostras de suberina da casca de Quercus suber L. isoladas por metanólise alcalina o composto maioritário encontrado foi o ácido 22-hidroxidocosanóico, enquanto que a suberina também proveniente da cortiça, mas isolada por hidrólise alcalina era composta maioritariamente pelo ácido 9,10-dihidroxioctadecanóico. Já no caso da amostra de suberina despolimerizada proveniente da casca externa da bétula o composto identificado como mais abundante foi o ácido 9,10-epoxi-18-hidroxioctadecanóico. A caracterização das diversas amostras de suberina despolimerizada por FTIR e RMN de 1H e de 13C foram concordantes com os resultados de GC-MS, evidenciando a sua natureza predominantemente lipofílica. Foi ainda determinada a razão entre os grupos CO2H/OH e CO2CH3/OH por RMN de 1H das amostras convenientemente derivatizadas com isocianato de tricloroacetilo, verificando-se que a suberina despolimerizada possuía quantidades não-estequiométricas destes grupos funcionais. A investigação do comportamento térmico das amostras de suberina despolimerizada, por DSC e termomicroscopia, bem como a análise por difracção de raios-X, permitiu concluir que algumas amostras de suberina despolimerizada possuíam importantes domínios cristalinos e pontos de fusão bem definidos, tipicamente próximos de 70 oC, enquanto outras amostras eram essencialmente amorfa. Factores como a fonte de suberina ou as condições de despolimerização estiveram na origem destas diferenças. iv Neste trabalho estudaram-se também os extractáveis lipofílicos da cortiça e dos seus resíduos industriais, em particular os do pó industrial de cortiça e dos condensados negros, mostrando que os extractáveis lipofílicos são uma fonte abundante de compostos triterpénicos, em particular de ácido betulínico e de friedelina. Foram ainda identificadas fracções abundantes de ω-hidroxiácidos e de ácidos dicarboxílicos no condensado negro. A segunda parte deste trabalho abordou a síntese e a caracterização de novos poliésteres alifáticos derivados de suberina. Estes materiais foram sintetizados utilizando, quer misturas de suberina despolimerizada, quer monómeros modelo estruturalmente análogos aos existentes na suberina. Recorreu-se para o efeito a duas aproximações distintas de polimerização por passos, a policondensação e a politransesterificação. Procurou-se em simultâneo maximizar a eficiência da polimerização em termos de peso molecular e de extensão da reacção e utilizar condições de reacção de química “verdes”. Neste sentido, utilizou-se a policondensação em emulsão utilizando um tensioactivo como catalisador e a policondensação em massa utilizando a lipase B de Candida antarctica. Adicionalmente foram também testado os catalisadores trifluorometanosulfonato de bismuto(III) no caso da policondensação, e ainda os catalisadores clássicos óxido de antimónio(III) e o carbonato de potássio no caso da politransesterificação. Os poliésteres resultantes foram caracterizados através de várias técnicas, tais como IV, RMN (de 1H e de 13C), DSC, DMA, TGA, difracção de raios-X e medidas dos ângulos de contacto. Verificou-se que os catalisadores trifluorometanosulfonato de bismuto (III), óxido de antimónio(III) e carbonato de potássio conduziram aos rendimentos de isolamento dos polímeros resultantes mais elevados. No caso dos poliésteres derivados da suberina os resultados em termos de rendimentos e pesos moleculares sofreram um incremento substancial quando a estequiometria da reacção de polimerização foi adequadamente balanceada (r=1) com a adição de uma quantidade extra de um comonómero. Verificou-se a predominância de diferentes estruturas consoante a amostra de suberina utilizada e as condições de síntese adoptada, predominando as cadeias lineares ou então quantidades substanciais de estruturas reticuladas. Globalmente, este primeiro estudo sistemático da utilização de suberina como um precursor de novos poliésteres alifáticos confirmou o elevado potencial deste recurso abundante e renovável como precursor para preparar materiais macromoleculares.

Phenolic compounds from forest industrial by-products

Em Portugal, as indústrias corticeira e de pasta de papel constituem um importante sector económico, contudo, gerando elevadas quantidades de subprodutos. Estes subprodutos poderiam ser explorados em aplicações de alto valor acrescentado, como fonte de compostos fenólicos, por exemplo, em vez de serem apenas queimados para produção de energia. Estes compostos são conhecidos pelas suas inúmeras propriedades, entre as quais, antioxidante, anti-inflamatória e anti-trombótica. Neste estudo as frações fenólicas da maior parte dos subprodutos gerados nas indústrias corticeira e de pasta de papel foram caracterizados em detalhe, com vista à sua valorização. A fração fenólica das cascas de Eucalyptus globulus, E. grandis, E. urograndis e E. maidenii, bem como da cortiça de Quercus suber e resíduos provenientes da sua exploração, nomeadamente, o pó de cortiça e os condensados negros, foi obtida por processos convencionais de extração sólido-líquido. No caso da casca de E. globulus, foi ainda avaliado o potencial de metodologias “verdes” no processo de extração de compostos fenólicos, usando extração com CO2 supercrítico. Esta técnica foi otimizada com recurso a metodologias de superfície de resposta. Na identificação e quantificação dos compostos fenólicos foi usada cromatografia líquida de alta resolução aliada a técnicas de espectrometria de massa. O teor de fenólicos totais foi ainda determinado pelo método de Folin- Ciocalteu, essencialmente para efeitos comparativos. A caracterização da fração fenólica de cada extrato foi ainda complementada com a análise da atividade antioxidante, usando o radical 2,2-difenil-1-picrilhidrazilo (DPPH). Foram identificados trinta compostos fenólicos na casca de E. globulus, 17 deles referenciados pela primeira vez como seus constituintes, nomeadamente os ácidos quínico, di-hidroxifenilacétic, cafeico e metil-elágico, bis-hexahidroxidifenoil( HHDP)-glucose, galoil- bis-HHDP-glucose, galoil-HHDPglucose, isoramnetina—hexosídeo, quercetina-hexosídeo, ácido metil-elágicopentosídeo, miricetina-ramnosídeo, isoramnetina-ramnosídeo, mearnsetina, floridzina, mearnsetina-hexosídeo, luteolina e uma proantocianidina B. Neste trabalho, foi estudada pela primeira vez a composição fenólica das cascas de E. grandis, E. urograndis e E. maidenii. Treze, doze e vinte e quatro compostos fenólicos foram identificados nas cascas de E. grandis, E. urograndis e E. maidenii, respetivamente. Entre estes compostos encontram-se os ácidos quínico, gálico, metilgálico, protocatequínico, clorogénico e elágico, catequina, galoil-bis-HHDP-glucose, digaloilglucose, epicatequina, quercetina-glucoronídeo, di-hidroxiisopropilcromona- hexosídeo, isoramnetina-hexosídeo, ácido elágicoramnosídeo, taxifolina, quercetina-hexosídeo, di-hidroxi- (metilpropil)isopropilcromona-hexosídeo, ácido metil-elágico-pentosídeo, miricetina-ramnosídeo, isoramnetina-ramnosídeo, aromadendrina-ramnosídeo, mearnsetina, mearnsetina-hexosídeo, eriodictiol, quercetina, isoramnetina e naringenina. A análise da fração fenólica da cortiça permitiu identificar vinte e dois compostos fenólicos, dez deles referenciados pela primeira vez como seus constituintes, nomeadamente, os ácidos quínico, salicílico, p-hidroxifenillático e metilgálico, ácido carboxílico da brevifolina, eriodictiol, naringenina, um éster isoprenílico do ácido cafeico, isoramnetina-ramnosídeo e isoramnetina. No pó de cortiça industrial foram identificados dezasseis compostos fenólicos, nomeadamente os ácidos quínico, gálico, protocatequínico, cafeico, ferúlico, elágico e metilgálico, esculetina, ácido carboxílico da brevifolina, coniferaldeído, um éster isoprenílico do ácido cafeico, uma dilactona do ácido valoneico, ácido elágico-pentosídeo, ácido elágico-ramnosídeo, isoramnetinaramnosídeo e isoramnetina. Destes, apenas o ácido elágico foi previamente referenciado como componente do pó de cortiça. Do mesmo modo, treze compostos fenólicos foram identificados no condensado negro, doze deles referenciados pela primeira vez como seus constituintes. São eles os ácidos quínico, gálico, p-hidroxifenil-láctico, protocatequínico, p-coumarico, cafeico e elágico, vanilina, esculetina, coniferaldeído, um éster isoprenílico do ácido cafeico e o eriodictiol. A extração supercrítica de compostos fenólicos da casca de eucalipto permitiu não só verificar os parâmetros que afetam a qualidade e quantidade finais dos extratos, como também obter os valores ótimos para estes parâmetros. Esta extração mostrou ainda ser bastante seletiva para determinados grupos de compostos fenólicos, como as flavanonas eriodictiol e naringenina e para o flavonol O-metilado isoramnetina. Este é também o primeiro estudo envolvendo a determinação da atividade antioxidante de extratos da cortiça e dos resíduos da sua exploração, bem como da casca de E. grandis, E. urograndis e E. maidenii. A vasta gama de compostos fenólicos identificados em cada extrato analisado, assim como as prominentes atividades antioxidantes, todas na mesma gama de valores do bem conhecido antioxidante comercial, ácido ascórbico, são claramente um grande contributo para a valorização destes subprodutos industriais.

Uso Sustentável de Vapor

Em 2006, a IEA (Agência Internacional de Energia), publicou alguns estudos de consumos mundiais de energia. Naquela altura, apontava na fabricação de produtos, um consumo mundial de energia elétrica, de origem fóssil de cerca 86,16 EJ/ano (86,16×018 J) e um consumo de energia nos sistemas de vapor de 32,75 EJ/ano. Evidenciou também nesses estudos que o potencial de poupança de energia nos sistemas de vapor era de 3,27 EJ/ano. Ou seja, quase tanto como a energia consumida nos sistemas de vapor da U.E. Não se encontraram números relativamente a Portugal, mas comparativamente com outros Países publicitados com alguma similaridade, o consumo de energia em vapor rondará 0,2 EJ/ano e por conseguinte um potencial de poupança de cerca 0,02 EJ/ano, ou 5,6 × 106 MWh/ano ou uma potência de 646 MW, mais do que a potência de cinco barragens Crestuma/Lever! Trata-se efetivamente de muita energia; interessa por isso perceber o onde e o porquê deste desperdício. De um modo muito modesto, pretende-se com este trabalho dar algum contributo neste sentido. Procurou-se evidenciar as possibilidades reais de os utilizadores de vapor de água na indústria reduzirem os consumos de energia associados à sua produção. Não estão em causa as diferentes formas de energia para a geração de vapor, sejam de origem fóssil ou renovável; interessou neste trabalho estudar o modo de como é manuseado o vapor na sua função de transporte de energia térmica, e de como este poderá ser melhorado na sua eficiência de cedência de calor, idealmente com menor consumo de energia. Com efeito, de que servirá se se optou por substituir o tipo de queima para uma mais sustentável se a jusante se continuarem a verificarem desperdícios, descarga exagerada nas purgas das caldeiras com perda de calor associada, emissões permanentes de vapor para a atmosfera em tanques de condensado, perdas por válvulas nos vedantes, purgadores avariados abertos, pressão de vapor exageradamente alta atendendo às temperaturas necessárias, “layouts” do sistema de distribuição mal desenhados, inexistência de registos de produção e consumos de vapor, etc. A base de organização deste estudo foi o ciclo de vapor: produção, distribuição, consumo e recuperação de condensado. Pareceu importante incluir também o tratamento de água, atendendo às implicações na transferência de calor das superfícies com incrustações. Na produção de vapor, verifica-se que os maiores problemas de perda de energia têm a ver com a falta de controlo, no excesso de ar e purgas das caldeiras em exagero. Na distribuição de vapor aborda-se o dimensionamento das tubagens, necessidade de purgas a v montante das válvulas de controlo, a redução de pressão com válvulas redutoras tradicionais; será de destacar a experiência americana no uso de micro turbinas para a redução de pressão com produção simultânea de eletricidade. Em Portugal não se conhecem instalações com esta opção. Fabricantes da República Checa e Áustria, têm tido sucesso em algumas dezenas de instalações de redução de pressão em diversos países europeus (UK, Alemanha, R. Checa, França, etc.). Para determinação de consumos de vapor, para projeto ou mesmo para estimativa em máquinas existentes, disponibiliza-se uma série de equações para os casos mais comuns. Dá-se especial relevo ao problema que se verifica numa grande percentagem de permutadores de calor, que é a estagnação de condensado - “stalled conditions”. Tenta-se também evidenciar as vantagens da recuperação de vapor de flash (infelizmente de pouca tradição em Portugal), e a aplicação de termocompressores. Finalmente aborda-se o benchmarking e monitorização, quer dos custos de vapor quer dos consumos específicos dos produtos. Esta abordagem é algo ligeira, por manifesta falta de estudos publicados. Como trabalhos práticos, foram efetuados levantamentos a instalações de vapor em diversos sectores de atividades; 1. ISEP - Laboratório de Química. Porto, 2. Prio Energy - Fábrica de Biocombustíveis. Porto de Aveiro. 3. Inapal Plásticos. Componentes de Automóvel. Leça do Balio, 4. Malhas Sonix. Tinturaria Têxtil. Barcelos, 5. Uma instalação de cartão canelado e uma instalação de alimentos derivados de soja. Também se inclui um estudo comparativo de custos de vapor usado nos hospitais: quando produzido por geradores de vapor com queima de combustível e quando é produzido por pequenos geradores elétricos. Os resultados estão resumidos em tabelas e conclui-se que se o potencial de poupança se aproxima do referido no início deste trabalho.

Green IT adoption via virtualization

Dissertação apresentada como requisito parcial para obtenção do grau de Mestre em Estatística e Gestão de Informação

On the applicability of mathematics : philosophical and historical perspectives

The present thesis is a contribution to the debate on the applicability of mathematics; it examines the interplay between mathematics and the world, using historical case studies. The first part of the thesis consists of four small case studies. In chapter 1, I criticize "ante rem structuralism", proposed by Stewart Shapiro, by showing that his so-called "finite cardinal structures" are in conflict with mathematical practice. In chapter 2, I discuss Leonhard Euler's solution to the Königsberg bridges problem. I propose interpreting Euler's solution both as an explanation within mathematics and as a scientific explanation. I put the insights from the historical case to work against recent philosophical accounts of the Königsberg case. In chapter 3, I analyze the predator-prey model, proposed by Lotka and Volterra. I extract some interesting philosophical lessons from Volterra's original account of the model, such as: Volterra's remarks on mathematical methodology; the relation between mathematics and idealization in the construction of the model; some relevant details in the derivation of the Third Law, and; notions of intervention that are motivated by one of Volterra's main mathematical tools, phase spaces. In chapter 4, I discuss scientific and mathematical attempts to explain the structure of the bee's honeycomb. In the first part, I discuss a candidate explanation, based on the mathematical Honeycomb Conjecture, presented in Lyon and Colyvan (2008). I argue that this explanation is not scientifically adequate. In the second part, I discuss other mathematical, physical and biological studies that could contribute to an explanation of the bee's honeycomb. The upshot is that most of the relevant mathematics is not yet sufficiently understood, and there is also an ongoing debate as to the biological details of the construction of the bee's honeycomb. The second part of the thesis is a bigger case study from physics: the genesis of GR. Chapter 5 is a short introduction to the history, physics and mathematics that is relevant to the genesis of general relativity (GR). Chapter 6 discusses the historical question as to what Marcel Grossmann contributed to the genesis of GR. I will examine the so-called "Entwurf" paper, an important joint publication by Einstein and Grossmann, containing the first tensorial formulation of GR. By comparing Grossmann's part with the mathematical theories he used, we can gain a better understanding of what is involved in the first steps of assimilating a mathematical theory to a physical question. In chapter 7, I introduce, and discuss, a recent account of the applicability of mathematics to the world, the Inferential Conception (IC), proposed by Bueno and Colyvan (2011). I give a short exposition of the IC, offer some critical remarks on the account, discuss potential philosophical objections, and I propose some extensions of the IC. In chapter 8, I put the Inferential Conception (IC) to work in the historical case study: the genesis of GR. I analyze three historical episodes, using the conceptual apparatus provided by the IC. In episode one, I investigate how the starting point of the application process, the "assumed structure", is chosen. Then I analyze two small application cycles that led to revisions of the initial assumed structure. In episode two, I examine how the application of "new" mathematics - the application of the Absolute Differential Calculus (ADC) to gravitational theory - meshes with the IC. In episode three, I take a closer look at two of Einstein's failed attempts to find a suitable differential operator for the field equations, and apply the conceptual tools provided by the IC so as to better understand why he erroneously rejected both the Ricci tensor and the November tensor in the Zurich Notebook.