Aplicação de tecnologias eletroquímicas (oxidação via radicais hidroxila, oxidação mediada via cloro ativo e eletrocoagulação) para o tratamento de efluentes reais ou sintéticos

In this work the degradation of real and synthetic wastewater was studied using electrochemical processes such as oxidation via hydroxyl radicals, mediated oxidation via active chlorine and electrocoagulation. The real effluent used was collected in the decanter tank of the Federal University of Rio Grande do Norte (ETE-UFRN) of Effluent Treatment Plant and the other a textile effluent dye Ácido Blue 113 (AB 113) was synthesized in the laboratory. In the electrochemical process, the effects of anode material, current density, the presence and concentration of chloride as well as the active chlorine species on site generated were evaluated. Electrodes of different compositions, Ti/Pt, Ti/Ru0,3Ti0,7O2, BDD, Pb/PbO2 and Ti/TiO2-nanotubes/PbO2 were used as anodes. These electrodes were subjected to electroanalytical analysis with the goal of checking how happen the anodic and cathodic processes across the concentrations of NaCl and supporting electrolyte used. The potential of oxygen evolution reaction were also checked. The effect of active chlorine species formed under the process efficiency was evaluated by removing the organic matter in the effluent-ETE UFRN. The wastewater treatment ETE-UFRN using Ti/Pt, DDB and Ti/Ru0,3Ti0,7O2 electrodes was evaluated, obtaining good performances. The electrochemical degradation of effluent-UFRN was able to promote the reduction of the concentration of TOC and COD in all tested anodes. However, Ti/Ru0,3Ti0,7O2 showed a considerable degradation due to active chlorine species generated on site. The results obtained from the electrochemical process in the presence of chloride were more satisfactory than those obtained in the absence. The addition of 0.021 M NaCl resulted in a faster removal of organic matter. Secondly, was prepared and characterized the electrode Ti/TiO2-nanotubes/PbO2 according to what the literature reports, however their preparation was to disk (10 cm diameter) with surface area and higher than that described by the same authors, aiming at application to textile effluent AB 113 dye. SEM images were taken to observe the growth of TiO2 nanotubes and confirm the electrodeposition of PbO2. Atomic Force Microscope was also used to confirm the formation of these nanotubes. Furthermore, was tested and found a high electrochemical stability of the electrode Ti/TiO2-nanotubes/PbO2 for applications such as long-term indicating a good electrocatalytic material. The electrochemical oxidation of AB 113 using Ti/Pt, Pb/PbO2 and Ti/TiO2-nanotubes/PbO2 and Al/Al (electrocoagulation) was also studied. However, the best color removal and COD decay were obtained when Ti/TiO2-nanotubes/PbO2 was used as the anode, removing up to 98% of color and 92,5% of COD decay. Analysis of GC/MS were performed in order to identify possible intermediates formed in the degradation of AB 113.

Autonomic hardware manager: uma arquitetura de hardware autonômico usando a solução de repositório ativo de componentes

This Thesis main objective is to implement a supporting architecture to Autonomic Hardware systems, capable of manage the hardware running in reconfigurable devices. The proposed architecture implements manipulation, generation and communication functionalities, using the Context Oriented Active Repository approach. The solution consists in a Hardware-Software based architecture called "Autonomic Hardware Manager (AHM)" that contains an Active Repository of Hardware Components. Using the repository the architecture will be able to manage the connected systems at run time allowing the implementation of autonomic features such as self-management, self-optimization, self-description and self-configuration. The proposed architecture also contains a meta-model that allows the representation of the Operating Context for hardware systems. This meta-model will be used as basis to the context sensing modules, that are needed in the Active Repository architecture. In order to demonstrate the proposed architecture functionalities, experiments were proposed and implemented in order to proof the Thesis hypothesis and achieved objectives. Three experiments were planned and implemented: the Hardware Reconfigurable Filter, that consists of an application that implements Digital Filters using reconfigurable hardware; the Autonomic Image Segmentation Filter, that shows the project and implementation of an image processing autonomic application; finally, the Autonomic Autopilot application that consist of an auto pilot to unmanned aerial vehicles. In this work, the applications architectures were organized in modules, according their functionalities. Some modules were implemented using HDL and synthesized in hardware. Other modules were implemented kept in software. After that, applications were integrated to the AHM to allow their adaptation to different Operating Context, making them autonomic.

A neuromodulação do córtex pré-frontal dorsolateral na percepção de tempo em contexto neutro ou emocionalmente ativo

The time perception is critical for environmental adaptation in humans and other species. The temporal processing, has evolved through different neural systems, each responsible for processing different time scales. Among the most studied scales is that spans the arrangement of seconds to minutes. Evidence suggests that the dorsolateral prefrontal (DLPFC) cortex has relationship with the time perception scale of seconds. However, it is unclear whether the deficit of time perception in patients with brain injuries or even "reversible lesions" caused by transcranial magnetic stimulation (TMS) in this region, whether by disruption of other cognitive processes (such as attention and working memory) or the time perception itself. Studies also link the region of DLPFC in emotional regulation and specifically the judgment and emotional anticipation. Given this, our objective was to study the role of the dorsolateral prefrontal cortex in the time perception intervals of active and emotionally neutral stimuli, from the effects of cortical modulation by transcranial direct current stimulation (tDCS), through the cortical excitation (anodic current), inhibition (cathode current) and control (sham) using the ranges of 4 and 8 seconds. Our results showed that there is an underestimation when the picture was presented by 8 seconds, with the anodic current in the right DLPFC, there is an underestimation and with cathodic current in the left DLPFC, there is an overestimation of the time reproduction with neutral ones. The cathodic current over the left DLPFC leads to an inverse effect of neutral ones, an underestimation of time with negative pictures. Positive or negative pictures improved estimates for 8 second and positive pictures inhibited the effect of tDCS in DLPFC in estimating time to 4 seconds. With this work, we conclude that the DLPFC plays a key role in the o time perception and largely corresponds to the stages of memory and decision on the internal clock model. The left hemisphere participates in the perception of time in both active and emotionally neutral contexts, and we can conclude that the ETCC and an effective method to study the cortical functions in the time perception in terms of cause and effect.

Estudo da produção eletroquímica de espécies de cloro ativo para tratamento de efluentes sintéticos

The treatment of wastewater is essential to human health. One of the most important steps is the disinfection treatment which uses chlorine to eliminate bacteria as required by environmental agencies. However, the identification of potentially toxic byproducts generated by this method, such as trihalomethanes, has stimulated the development of new alternative disinfection technologies. Among them, heterogeneous photocatalysis, TiO2 photocatalysis and electrochemical disinfection are considered suitable alternatives to the chlorination method. Thus, the present dissertation analyzes the evolution of active chlorine species in a synthetic NaCl solution and it is tested to treat a synthetic solution of the dye Reactive Blue 19 using boron-doped diamond (BDD) and ruthenium oxide (Ti/Ru0.3Ti0.7O2) as anodes. The indirect electrochemical process was discussed in terms of mineralization of the total organic load and percentage of color removal in order to evaluate the applicability of electrochemical technology. Electrochemical experiments were carried out with different current densities (25, 50 and 75 mA.cm-2) during 120 minutes. On the other hand, other important parameter in this study was the influence of the proportion sp3/sp2 on BDD anode on the performance of the evolution of active chlorine species which was investigated by electrolytic techniques (linear polarization), with the intention of determining the related training oxidizing species and consumption energy to chemical or electrochemical reactions. From the results, it can be noted that the BDD electrode showed better efficiency throughout the electrochemical process.

Estudo da produção eletroquímica de espécies de cloro ativo para tratamento de efluentes sintéticos

The treatment of wastewater is essential to human health. One of the most important steps is the disinfection treatment which uses chlorine to eliminate bacteria as required by environmental agencies. However, the identification of potentially toxic byproducts generated by this method, such as trihalomethanes, has stimulated the development of new alternative disinfection technologies. Among them, heterogeneous photocatalysis, TiO2 photocatalysis and electrochemical disinfection are considered suitable alternatives to the chlorination method. Thus, the present dissertation analyzes the evolution of active chlorine species in a synthetic NaCl solution and it is tested to treat a synthetic solution of the dye Reactive Blue 19 using boron-doped diamond (BDD) and ruthenium oxide (Ti/Ru0.3Ti0.7O2) as anodes. The indirect electrochemical process was discussed in terms of mineralization of the total organic load and percentage of color removal in order to evaluate the applicability of electrochemical technology. Electrochemical experiments were carried out with different current densities (25, 50 and 75 mA.cm-2) during 120 minutes. On the other hand, other important parameter in this study was the influence of the proportion sp3/sp2 on BDD anode on the performance of the evolution of active chlorine species which was investigated by electrolytic techniques (linear polarization), with the intention of determining the related training oxidizing species and consumption energy to chemical or electrochemical reactions. From the results, it can be noted that the BDD electrode showed better efficiency throughout the electrochemical process.

Controle ativo de vibração em estruturas inteligentes utilizando um controlador por modos deslizantes com compensação difusa

Smart structures and systems have the main purpose to mimic living organisms, which are essentially characterized by an autoregulatory behavior. Therefore, this kind of structure has adaptive characteristics with stimulus-response mechanisms. The term adaptive structure has been used to identify structural systems that are capable of changing their geometry or physical properties with the purpose of performing a specific task. In this work, a sliding mode controller with fuzzy inference is applied for active vibration control in an SMA two-bar truss. In order to obtain a simpler controller, a polynomial model is used in the control law, while a more sophisticated version, which presents close agreement with experimental data, is applied to describe the SMA behavior of the structural elements. This system has a rich dynamic response and can easily reach a chaotic behavior even at moderate loads and frequencies. Therefore, this approach has the advantage of not only obtaining a simpler control law, but also allows its robustness be evidenced. Numerical simulations are carried out in order to demonstrate the control system performance.

Controle ativo de vibração em estruturas inteligentes utilizando um controlador por modos deslizantes com compensação difusa

Smart structures and systems have the main purpose to mimic living organisms, which are essentially characterized by an autoregulatory behavior. Therefore, this kind of structure has adaptive characteristics with stimulus-response mechanisms. The term adaptive structure has been used to identify structural systems that are capable of changing their geometry or physical properties with the purpose of performing a specific task. In this work, a sliding mode controller with fuzzy inference is applied for active vibration control in an SMA two-bar truss. In order to obtain a simpler controller, a polynomial model is used in the control law, while a more sophisticated version, which presents close agreement with experimental data, is applied to describe the SMA behavior of the structural elements. This system has a rich dynamic response and can easily reach a chaotic behavior even at moderate loads and frequencies. Therefore, this approach has the advantage of not only obtaining a simpler control law, but also allows its robustness be evidenced. Numerical simulations are carried out in order to demonstrate the control system performance.

A abordagem à obra de arte na promoção de um envelhecimento ativo

Um dos fenómenos mais significativos da sociedade contemporânea, com tendência a acentuar-se, é o aumento da população idosa, que tem vindo a constituir um sério desafio, não só na área da saúde mas também no campo social, cultural, económico e político, ao qual ninguém pode ficar indiferente. Com o projeto que concebemos e implementámos pretendemos dar o nosso contributo na área da animação sociocultural, não apenas como agentes de mudança mas, sobretudo no desenvolvimento de ferramentas para enriquecer e formar os idosos promovendo o seu envelhecimento digno, saudável e ativo. Neste âmbito, pretendemos verificar que o contacto entre os idosos e as imagens de obras de arte lhes faculta a aquisição de novas aprendizagens, infundindo ânimo e participação crítica, favorecendo o crescimento não só pessoal mas também grupal. Seguindo uma metodologia de investigação-ação, desenvolvemos uma sequência de atividades, em contexto de lar, envolvendo idosos com idades entre os 59 e os 88 anos. A avaliação do projeto permitiu-nos constatar que os idosos que convivem com o mundo das artes (imagens de pinturas de obras de arte) aprendem não só a “olhar” mas sim a refletir e a apreciar, estimulando assim a sua capacidade cognitiva. De igual modo, através da promoção do diálogo, mantêm a sua vida social ativa.

Trajetórias familiares e envelhecimento ativo

Assistimos a um acelerado processo de envelhecimento demográfico. A população está cada vez mais envelhecida, surgindo a necessidade de promover e incentivar o Envelhecimento Ativo. Este é contínuo, difere de pessoa para pessoa, podendo ser compreendido e influenciado por diversos fatores. As alterações familiares levam a uma reorganização na própria visão do indivíduo ao longo da sua trajetória de vida. O objetivo deste estudo é compreender de que modo as trajetórias familiares influenciam o envelhecimento ativo. A metodologia utilizada foi qualitativa e a recolha de dados obteve-se através de entrevistas semiestruturadas. Foram selecionados 4 sujeitos, 2 homens e 2 mulheres, entre os 70 e os 77 anos, residentes em meio rural e urbano. A análise incidiu sobre as trajetórias familiares ao longo da infância, juventude, idade adulta e pós-reforma. Os resultados constatam que, na infância, a família foi um suporte sólido. Apesar da educação rígida típica da época, os progenitores incentivaram a escolaridade e autonomia dos sujeitos. Na juventude, o fenómeno da emigração esteve presente, tendo sido uma etapa marcada pela falta de liberdade, pela diferença de género e entrada no mundo laboral. Na fase adulta, todos namoraram, primando o respeito, casaram e constituíram família. Nesta fase, também marcada por algumas perdas, todos eles se mantiveram ativos profissionalmente e ao nível do lazer. A entrada na reforma foi vivida com naturalidade, sem implicações familiares, continuando ativos. As conclusões revelam que a família foi importante em todo o ciclo vital, destacando-se a relação mantida com os seus ascendentes, descendentes e cônjuges.

Vidas de idosos. Reviver o passado para construir um futuro mais ativo: o caso de três idosos

Os indicadores do envelhecimento demográfico sugerem desafios de impacto no ajustamento da sociedade portuguesa ao crescente aumento da população idosa e, com este, vai aumentando igualmente a preocupação com a qualidade de vida desta população, e com o envelhecimento ativo. A responsabilidade de ajudar o idoso a envelhecer com qualidade é de todos nós e por isso é urgente olhar os novos tempos do presente como tempos em que dar um sentido à velhice deverá fazer parte dos desafios da vida de cada um de nós, e em especial dos técnicos de intervenção social, no sentido de ajudar o idoso a encontrar o seu sentido de vida no presente, como força geradora e motivadora da construção do seu futuro. Fundamenta-se assim a escolha deste estudo científico intitulado “Vidas de idosos. Reviver o passado para construir um futuro mais ativo”. Com o objetivo de perceber se é ou não possível os técnicos de intervenção em envelhecimento ativo conciliarem o conhecimento da história de vida de um idoso, com o projeto de vida fundamental para a sua qualidade de vida, (re)desenhando o seu projeto de vida, no diálogo com ele mesmo, conciliando os interesses do passado com as suas perspetivas presentes e futuras, foram estudados três idosos independentes, autónomos, em que todos aderiam às atividades propostas pela instituição, em duas instituições distintas. Em função destes objetivos e numa tentativa de entender o significado que os idosos dão às suas vidas ou a aspetos circunscritos dela, optei por uma abordagem qualitativa que permite recolher e refletir os aspetos enraizados dos indivíduos, os seus hábitos quotidianos e nos dão acesso ao seu mundo subjetivo, em contraste com a despersonalização dos estudos estatísticos. Nesta perspetiva, recorri à metodologia etnográfica, e dentro desta à metodologia das histórias de vida, através da realização de diversas entrevistas profundas aos três sujeitos estudados, que foram sistematizadas em sinopses de cuja análise de conteúdo foram retirados os dados que permitiram chegar às conclusões deste estudo científico. Só em espaços de participação onde os técnicos de intervenção sejam mediadores, com um olhar holístico sobre o idoso, e onde é prioritário respeitar as diferenças, é possível ajuda-lo a (re)desenhar o seu projeto de vida e a construir um futuro com mais significado para si, por isso mais positivo e com mais qualidade de vida.

Envelhecimento ativo: o audiovisual na promoção do exercício físico: produção de tutoriais audiovisuais de apoio ao sénior para a realização de exercício físico

Tendo em conta o cenário atual de aumento de população idosa e da esperança média de vida, de proliferação dos meios tecnológicos e da necessidade de permanecer ativo para a melhoria da qualidade de vida, a criação de produtos, que aliem a tecnologia ao exercício físico, mostra-se uma mais-valia. A presente dissertação possui quatro objetivos:I) Identificar as tipologias de exercícios adequados ao público-alvo II) planeamento de três vídeos tutoriais de exercício físico para apoio ao cidadão sénior; III) realização dos três vídeos tutoriais de exercício físico para apoio ao cidadão sénior; IV) avaliação dos três vídeos tutoriais junto a cidadãos seniores para compreender se as características presentes nos tutoriais são adequadas para o público. Para a concretização dos objetivos, anteriormente mencionados, foram utilizadas três diferentes fases metodológicas durante este projeto: Na primeira fase foi utilizada uma metodologia exploratória, isto é, foram estudados trabalhos anteriormente realizados relativos a esta temática, para auxiliar a construção dos tutoriais; Na segunda fase recorrendo à metodologia de investigação de desenvolvimento, foi concretizado um protótipo dos vídeos tutoriais, apresentados a um grupo de especialistas em ambiente de focus group, onde foram sugeridas alterações para melhor se adaptarem ao público-alvo, e posteriormente foi realizada uma versão final dos tutoriais. Por último, os tutoriais foram apresentados a cidadãos seniores para serem avaliados a nível de: vídeo, áudio, exercícios e texto, com o intuito de compreender se estes se encontravam adequados ao público sénior. Em suma, no final da presente investigação consegue-se responder à questão: quais as caraterísticas que devem possuir os tutoriais audiovisuais, de apoio à atividade física, destinados a um público sénior.

O envelhecimento ativo na perspetiva de pessoas idosas que frequentam a Universidade Sénior de Águeda

O envelhecimento ativo é o processo de otimização das oportunidades de saúde, participação e segurança, a fim de melhorar a qualidade de vida das pessoas à medida que envelhecem. Permite que as pessoas realizem o seu potencial físico, social, mental e de bem-estar ao longo da vida, bem como de participação na sociedade, ao fornecer-lhes proteção, segurança e cuidados adequados quando eles precisam. Com o presente estudo pretendeu-se, globalmente, saber qual a perspetiva das pessoas idosas que frequentam a Universidade Sénior de Águeda sobre o Envelhecimento Ativo e como valorizam os seus determinantes básicos durante este processo. Trata-se de um estudo exploratório, de natureza descritiva, com uma abordagem qualitativa. Participaram vinte pessoas idosas, sendo quinze do género feminino e cinco do género masculino. Os participantes estavam inscritos na Universidade Sénior de Águeda, pelo menos desde o início do ano letivo. A técnica utilizada para a recolha de dados foi um guião de entrevista semiestruturada e para a análise destes dados foi utilizada a técnica de análise de conteúdo predominantemente indutiva. Relativamente aos resultados do nosso estudo, na perspetiva dos participantes, o conceito de envelhecimento ativo, circunscreve-se essencialmente a duas grandes áreas: a promoção da atividade e a necessidade de se manterem ocupados. Relativamente à primeira destacaram as suas componentes física e mental, as quais estão relacionadas com aspetos da saúde. Quanto à segunda área os participantes relacionaram-na com a participação social. Também nas entrevistas foi destacada a participação social como um determinante fundamental para o envelhecimento ativo, associada à convivência e à promoção de atividades por organizações de apoio social. Quanto à frequência da Universidade Sénior, as pessoas idosas referem que a frequentam pela promoção do envelhecimento ativo nomeadamente através das suas atividades nos diferentes domínios. Concluiu-se que as pessoas idosas participantes no estudo não têm conhecimentos acerca do conceito geral do envelhecimento ativo nem de todos os seus determinantes, é de salientar também o valor que as pessoas idosas dão à USEA. Em relação às implicações para a prática da gerontologia elas decorrem dos resultados, devido ao facto das pessoas valorizarem a importância da Universidade Sénior, é então necessário criar mais espaços que propiciem essas condições, pois não existem em todos os concelhos e por vezes situam-se nos centros das cidades, o que se torna de difícil acesso para as pessoas idosas que vivem nas periferias. Por outro lado, em relação à segurança, o determinante do envelhecimento ativo que não foi reconhecido pelas pessoas idosas, é necessário que exista formação acerca da segurança, tanto no ambiente doméstico de maneira a reduzir os riscos face a quedas e também em relação aos espaços públicos.

Comparação do controle do inversor trifásico conectado à rede com filtro LCL considerando o amortecimento passivo e ativo

Distributed generation systems must fulfill standards specifications of current harmonics injected to the grid. In order to satisfy these grid requirements, passive filters are connected between inverter and grid. This work compares the characteristic response of the traditional inductive (L) filter with the inductive-capacitive-inductive (LCL) filter. It is shown that increasing the inductance L leads to a good ripple current suppression around the inverter switching frequency. The LCL filter provides better harmonic attenuation and reduces the filter size. The main drawback is the LCL filter impedance, which is characterized by a typical resonance peak, which must be damped to avoid instability. Passive or active techniques can be used to damp the LCL resonance. To address this issue, this dissertation presents a comparison of current control for PV grid-tied inverters with L filter and LCL filter and also discuss the use of active and passive damping for different regions of resonance frequency. From the mathematical models, a design methodology of the controllers was developed and the dynamic behavior of the system operating in closed loop was investigated. To validate the studies developed during this work, experimental results are presented using a three-phase 5kW experimental platform. The main components and their functions are discussed in this work. Experimental results are given to support the theoretical analysis and to illustrate the performance of grid-connected PV inverter system. It is shown that the resonant frequency of the system, and sampling frequency can be associated in order to calculate a critical frequency, below which is essential to perform the damping of the LCL filter. Also, the experimental results show that the active buffer per virtual resistor, although with a simple development, is effective to damp the resonance of the LCL filter and allow the system to operate stable within predetermined parameters.