Hélices e Espirais em Micro e Nanofibras Celulósicas

A celulose é o polímero renovável mais abundante do mundo. É conhecido pela sua excelente biocompatibilidade, propriedades térmicas e mecânicas. A celulose assim como os polipéptideos e o ADN, pertence a uma família de moléculas orgânicas que dão origem à formação de fases líquidas cristalinas (LCs) colestéricas. A Passiflora Edulis, tal como outras plantas trepadeiras, possui longas e flexíveis gavinhas que permitem à planta encontrar um suporte para se fixar. As gavinhas podem assumir a forma de espirais ou de hélices consoante sejam sustentadas por apenas uma ou por ambas as extremidades. As hélices apresentam muitas vezes duas porções helicoidais, uma esquerda e outra direita, separadas por um segmento recto denominado perversão. Este comportamento é consequência da curvatura intrínseca das gavinhas produzidas pela planta trepadeira. O mesmo comportamento pode ser observado em micro e nanofibras celulósicas fabricadas a partir de soluções líquido-cristalinas, numa escala três a quatro ordens de grandeza inferior à das gavinhas. Este facto sugere que o modelo físico utilizado tenha invariância de escala. Neste trabalho é feito o estudo de fibras e jactos que imitam as estruturas helicoidais apresentadas pelas gavinhas das plantas trepadeiras. As fibras e jactos são produzidos a partir de soluções líquidas cristalinas celulósicas. De modo a determinar as características morfológicas e estruturais, que contribuem para a curvatura das fibras, foram utilizadas técnicas de imagem por ressonância magnética (MRI), microscopia óptica com luz polarisada (MOP), microscopia electrónica de varrimento (SEM) e microscopia de força atómica (AFM) . A variação da forma das estruturas helicoidais com a temperatura parece ser relevante para o fabrico de membranas não tecidas para aplicação em sensores termo-mecânicos.

How to mimic the shapes of plant tendrils on the nano and microscale: spirals and helices of electrospun liquid crystalline cellulose derivatives

We show that suspended nano and microfibres electrospun from liquid crystalline cellulosic solutions will curl into spirals if they are supported at just one end, or, if they are supported at both ends, will twist into a helix of one handedness over half of its length and of the opposite handedness over the other half, the two halves being connected by a short straight section. This latter phenomenon, known as perversion, is a consequence of the intrinsic curvature of the fibres and of a topological conservation law. Furthermore, agreement between theory and experiment can only be achieved if account is taken of the intrinsic torsion of the fibres. Precisely the same behaviour is known to be exhibited by the tendrils of climbing plants such as Passiflora edulis, albeit on a lengthscale of millimetres, i.e., three to four orders of magnitude larger than in our fibres. This suggests that the same basic, coarse-grained physical model is applicable across a range of lengthscales.

First Curl, Then Wrinkle

The excellent properties of elastomers are exploited to trigger wrinkling instabilities in curved shells. Micro- and nano-fibres are produced by electrospinning and UV irradiated: each fibre consists of a soft core and a stiff outer half-shell. Upon solvent de-swelling, the fibres curl because the shell and the core have different natural lengths. Wrinkling only starts after the fibre has attained a well-defined helical shape. A simple analytical model is proposed to find the curling curvature and wrinkle wavelength, as well as the transition between the “curling” and “wrinkling” regimes. This new instability resembles that found in the tendrils of climbing plants as they dry and lignify.

Efetividade superior do esquema diário de suplementação de ferro em lactentes

OBJETIVO: Avaliar a efetividade de esquemas, diário e semanal, de suplementação profilática de ferro medicamentoso na prevenção da anemia ferropriva em lactentes não anêmicos. MÉTODOS: Estudo populacional, prospectivo, de abordagem quantitativa com intervenção profilática, realizado no município de Viçosa, MG, em 2007/8. Foram selecionadas 103 crianças não anêmicas, entre seis e 18 meses de idade, correspondendo a 20,2% das crianças cadastradas e atendidas pelas Equipes de Saúde da Família. As crianças foram divididas em dois grupos de suplementação: dosagem diária recomendada pela Sociedade Brasileira de Pediatria (grupo 1, n=34) e dosagem semanal preconizada pelo Ministério da Saúde (grupo 2, n=69). As avaliações ocorreram no início do estudo e após seis meses, sendo realizadas dosagem de hemoglobina (ß-hemoglobinômetro portátil), avaliação antropométrica e dietética, e aplicação de questionário socioeconômico. Os indicadores de impacto utilizados foram a prevalência de anemia, variação de hemoglobina, adesão e efeitos adversos aos suplementos. RESULTADOS: Os grupos se mostraram homogêneos quanto às variáveis socioeconômicas, biológicas e de saúde anteriores à intervenção. Após seis meses de suplementação, observaram-se maiores médias de hemoglobina no grupo 1 em relação ao grupo 2, (11,66; DP=1,25 e 10,95; DP=1,41, respectivamente, p=0,015); além de menores prevalências de anemia (20,6% e 43,5%, respectivamente, p=0,04). Apenas o tempo de suplementação influenciou na anemia grave (p=0,009). Não foram encontradas diferenças estatisticamente significantes para as variáveis adesão ao suplemento e efeitos adversos. CONCLUSÕES: A dosagem diária recomendada pela Sociedade Brasileira de Pediatria mostrou-se mais efetiva na prevenção da anemia em lactentes, quando comparada à dosagem utilizada pelo Ministério da Saúde. A dosagem semanal recomendada pelo programa do governo brasileiro precisa ser reavaliada para aumentar sua efetividade na prevenção de anemia em crianças atendidas em serviços públicos de saúde.

Energy efficiency of quadruped gaits

This paper studies periodic gaits of quadruped locomotion systems. The purpose is to determine the best set of gait and locomotion variables during walking, for different robot velocities, based on two formulated performance measures. A set of experiments reveals the influence of the gait and locomotion variables upon the proposed indices, namely that the gait and the locomotion parameters should be adapted to the robot forward velocity.

Integer vs. fractional order control of a hexapod robot

This paper studies the performance of integer and fractional order controllers in a hexapod robot with joints at the legs having viscous friction and flexibility. For that objective the robot prescribed motion is characterized in terms of several locomotion variables. The controller performance is analised through the Nyquist stability criterion. A set of model-based experiments reveals the influence of the different controller implementations upon the proposed metrics.

Estudo e desenvolvimento de sistema de cobrança de portagens baseado em NFC

Tese para obter o grau de Mestre em Engenharia Electrónica e Telecomunicações

Examination timetabling automation using hybrid meta-heuristics

Trabalho de projeto realizado para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Informática e de Computadores

Estudo, Avaliação e Propostas de melhoria para a Climatização do edifício Biorama do Parque Biológico de Vila Nova de Gaia

A eficiência energética e a preocupação com a sustentabilidade têm vindo a ganhar preponderância na sociedade moderna. Este trabalho é uma contribuição para esta tendência onde se pretendeu avaliar e sugerir alterações ao sistema de climatização do edifício Biorama do Parque Biológico de Vila Nova de Gaia (PBG). Procedeu-se em primeiro lugar a uma caracterização física, química e geográfica dos 5 biomas constituintes do Biorama. Para isso, recorreu-se a documentos fornecidos pelo próprio PBG, visitas ao local e registo de medições de alguns parâmetros (temperatura, humidade relativa, qualidade do ar). Posteriormente foi realizado o balanço térmico dos edifícios, de acordo com a legislação em vigor, recorrendo a expressões e conceitos teóricos. Foram determinados valores dos ganhos térmicos de aquecimento de 15811, 10694, 7939, 9233, e 6621 kWh/ano para Floresta tropical, Mesozoico, Dunas, Savana e Deserto, respetivamente. Foram igualmente determinados valores dos ganhos térmicos no verão de 7093, 4798, 3560, 4144 e 2971 kWh na Floresta tropical, no Mesozoico, nas Dunas, na Savana e no Deserto, respetivamente. As cargas térmicas de aquecimento foram 149, 125, 47, 60 e 51 kW na Floresta tropical, no Mesozoico, nas Dunas, na Savana e no Deserto, respetivamente. As cargas térmicas de arrefecimento foram iguais a 59, 57, 47, 35 e 36 kW na Floresta tropical, no Mesozoico, nas Dunas, na Savana e no Deserto, respetivamente. Algumas soluções são avançadas, bem como alternativas comportamentais de modo a corrigir alguns problemas identificados. Uma proposta é a da instalação de painéis solares e acumuladores de calor, com os quais se estima um ganho médio conjunto de 500 W em cada bioma, e representam um investimento de 1050 euros e terão um retorno de 1 ano. Em relação à humidade é sugerido a utilização mais eficaz dos aspersores existentes e a utilização de esponjas, para fazer subir a humidade relativa para valores superiores a 80%. Em sentido inverso, no inverno, propõem-se a utilização de material higroscópico para fazer baixar a humidade relativa em cerca de 5%. Os custos com os suportes e o material higroscópico rondam os 250 €. Por fim, é sugerido a instalação de um aparelho de ar condicionado de 16 000 BTU no corredor de ligação, pois é a única forma de garantir condições de conforto térmico. Esta proposta de arrefecimento com ar condicionado e ainda o recurso a uma cortina de lâminas de plástico, que servem para efetuar uma separação mais eficiente entre ar frio e ar quente, têm um custo aproximado de 350 €. É ainda sugerida a utilização de lonas ou de uma planta trepadeira com um custo por planta de 5€, nas coberturas dos telhados virados a sul, sendo que a zona do corredor deverá ser totalmente coberta, a fim de evitar a exposição solar direta.

Projecto de um circuito conversor DC-DC para aplicações de “energy harvest”

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

Cascade Control of a Hexapod Robot

6th International Conference on Climbing and Walking Robots and the Support Technologies for Mobile Machines, Catania, Italy, 17-19 September

Quasi-periodic Gaits in Multi-legged Robots

5th International Conference on Climbing and Walking Robots and the Support Technologies for Mobile Machines

Energy analysis of Multi-legged Locomotion Systems

4th International Conference on Climbing and Walking Robots - From Biology to Industrial Applications

Building anonymised database samples

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Informática

Proprioceptive neuromuscular facilitation in HTLV-I-associated myelopathy/tropical spastic paraparesis

Introduction: Human T cell lymphotropic virus type I-associated myelopathy/tropical spastic paraparesis (HAM/TSP) can impact the independence and motricity of patients. The aims of this study were to estimate the effects of physiotherapy on the functionality of patients with HAM/TSP during the stable phase of the disease using proprioceptive neuromuscular facilitation (PNF) and to compare two methods of treatment delivery. Methods: Fourteen patients with human T cell lymphotropic virus type I (HTLV-I) were randomly allocated into two groups. In group I (seven patients), PNF was applied by the therapist, facilitating the functional activities of rolling, sitting and standing, walking and climbing and descending stairs. In group II (seven patients), PNF was self-administered using an elastic tube, and the same activities were facilitated. Experiments were conducted for 1h twice per week for 12 weeks. Low-back pain, a modified Ashworth scale, the functional independence measure (FIM) and the timed up and go test (TUG) were assessed before and after the interventions. Results: In the within-group evaluation, low-back pain was significantly reduced in both groups, the FIM improved in group II, and the results of the TUG improved in group I. In the inter-group analysis, only the tone was lower in group II than in group I. Conclusions: Both PNF protocols were effective in treating patients with HAM/TSP.