ECO: argamassas de cal hidráulica para reabilitação de edifícios

Dissertação de Natureza Científica para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Civil na Área de Especialização de Edificações

Estudo eletroquímico do dano oxidativo promovido por RNOS e PAH e o efeito protetor de antioxidantes no ADN

No dia-a-dia, os organismos vivos estão sujeitos a vários tipos de agressões de origem endógena e exógena. A produção endógena exagerada de agentes oxidantes que ocorre nos processos metabólicos dos seres vivos está intimamente associada ao aparecimento e desenvolvimento de várias patologias. Por outro lado, e devido às atividades antropogénicas, muitos agentes oxidantes de origem ambiental e alimentar entram por via exógena no organismo dos seres vivos provocando igualmente danos a nível celular. De modo a protegerem-se dos efeitos pejorativos provocados por estes compostos, os organismos vivos desenvolveram mecanismos complexos de defesa antioxidante. Este trabalho consistiu no estudo eletroquímico do dano oxidativo induzido por agentes oxidantes (PAH (hidrocarbonetos aromáticos policíclicos), H2O2, NO• e HClO) e do efeito protetor, ao dano oxidativo, promovido por antioxidantes no material baseado no ADN recorrendo à utilização de um biossensor de bases púricas, adenina-EPC (elétrodo pasta de carbono) e dA20-EPC, utilizando a voltametria de onda quadrada (VOQ) como técnica de deteção. A aplicação da eletroquímica apresenta várias vantagens para a quantificação da capacidade antioxidante total (CAT) pois, permite a redução da quantidade de reagentes e amostra em análise, elimina a etapa de remoção de cor (a cor é um interferente nos métodos óticos) e não requer equipamentos dispendiosos. Foram seguidas diferentes abordagens para a construção dos biossensores. A primeira consistiu na construção de um adenina-EPC em três etapas: i) condicionamento do EPC, ii) eletrodeposição da adenina no EPC e iii) leitura do sinal eletroquímico. Assim, foram otimizados diversos parâmetros: concentração de adenina (150,0 mg/L), potencial de condicionamento (Ec) (+ 1,80 V), potencial de deposição (Ed) (+ 0,40 V), tempo de condicionamento (tc) (180 s) e tempo de deposição (td) (240 s). Foi aplicado o adenina-EPC no estudo do dano oxidativo provocado por PAH (benzo (g,h,i) perileno) e constatou-se que era necessário transformar o benzo (g,h,i) perileno num radical para se possível observar danos oxidativos induzidos no biossensor. A nova estratégia consistiu na construção de um dA20-EPC, através da adsorção física de uma gota de dA20 na superfície do EPC, com posterior secagem e leitura do sinal eletroquímico. Neste procedimento foi otimizada a concentração de dA20 (100,0 mg/L). O dano oxidativo provocado pelo H2O2, NO• e HClO foi estudado sobre o dA20-EPC e verificou-se que os três agentes oxidantes induziam dano oxidativo no dA20-EPC. Confirmou-se a capacidade do ácido ascórbico (AA) em proteger o dA20-EPC do dano oxidativo induzido por H2O2 e NO•. O biossensor desenvolvido (dA20-EPC) foi aplicado na avaliação da CAT de diferentes amostras reais (café, sumo de laranja e água aromatizada de laranja) usando-se como agentes oxidantes o H2O2 e NO•. Todas as amostras analisadas apresentaram ter capacidade antioxidante. Quando se utilizou o dA20-EPC na presença de H2O2, verificou-se que as amostras de café apresentam valores mais elevados de CAT (1130-1488 mg AAE/L) do que as amostras de bebidas (110 mg AAE/L em água aromatizada e 775 mg AAE/L em sumo). Os valores de CAT obtidos para amostras de sumo e água aromatizada na presença de NO• indicam que a amostra de sumo possui maior teor de CAT (871 mg AAE/L) conforme era esperado, do que a amostra de água aromatizada (172 mg AAE/L). Na presença de HClO, o valor de CAT mais elevado pertence a uma amostra de sumo (513 mg AAE/L) mas, o valor de CAT da amostra de sumo natural é muito mais baixa do que o esperado (17 mg AAE/L). Foram estudados outros antioxidantes para além do AA (ácido cumárico, ácido gálico e ácido cafeico), e constatou-se que cada um deles promove proteção ao dA20-EPC na presença de cada um dos diferentes contaminantes (H2O2, NO• e HClO).

Estudo eletroquímico do dano oxidativo promovido por RNS e PAH e o efeito protetor de antioxidantes no ADN

No dia-a-dia, os organismos vivos estão sujeitos a vários tipos de agressões de origem endógena e exógena. A produção endógena exagerada de contaminantes que ocorre nos processos metabólicos dos seres vivos está intimamente associada ao aparecimento e desenvolvimento de várias patologias. Por outro lado, e devido às atividades antropogénicas, muitos contaminantes de origem ambiental e alimentar entram por via exógena no organismo dos seres vivos provocando igualmente danos a nível celular. De modo a protegerem-se dos efeitos pejorativos provocados por estes compostos, os organismos vivos desenvolveram mecanismos complexos de defesa antioxidante. Este trabalho consistiu no estudo eletroquímico do dano oxidativo induzido por contaminantes (PAH (hidrocarbonetos aromáticos policíclicos), H2O2, NO• e HClO) e do efeito protetor, ao dano oxidativo, promovido por antioxidantes no material baseado no ADN recorrendo à utilização de um biossensor de bases púricas, adenina-EPC (elétrodo pasta de carbono) e dA20-EPC, utilizando a voltametria de onda quadrada (VOQ) como técnica de deteção. A aplicação da eletroquímica apresenta várias vantagens para a quantificação da capacidade antioxidante total (CAT) pois, permite a redução da quantidade de reagentes e amostra em análise, elimina a etapa de remoção de cor (a cor é um interferente nos métodos óticos) e não requer equipamentos dispendiosos. Foram seguidas diferentes abordagens para a construção dos biossensores. A primeira consistiu na construção de um adenina-EPC em três etapas: i) condicionamento do EPC, ii) eletrodeposição da adenina no EPC e iii) leitura do sinal eletroquímico. Assim, foram otimizados diversos parâmetros: concentração de adenina (150,0 mg/L), potencial de condicionamento (Ec) (+ 1,80 V), potencial de deposição (Ed) (+ 0,40 V), tempo de condicionamento (tc) (180 s) e tempo de deposição (td) (240 s). Foi aplicado o adenina-EPC no estudo do dano oxidativo provocado por PAH (benzo (g,h,i) perileno) e constatou-se que era necessário transformar o benzo (g,h,i) perileno num radical para se possível observar danos oxidativos induzidos no biossensor. A nova estratégia consistiu na construção de um dA20-EPC, através da adsorção física de uma gota de dA20 na superfície do EPC, com posterior secagem e leitura do sinal eletroquímico. Neste procedimento foi otimizada a concentração de dA20 (100,0 mg/L). O dano oxidativo provocado pelo H2O2, NO• e HClO foi estudado sobre o dA20-EPC e verificou-se que os três contaminantes induziam dano oxidativo no dA20-EPC. Confirmou-se a capacidade do ácido ascórbico (AA) em proteger o dA20-EPC do dano oxidativo induzido por H2O2 e NO•. O biossensor desenvolvido (dA20-EPC) foi aplicado na avaliação da CAT de diferentes amostras reais (café, sumo de laranja e água aromatizada de laranja) usando-se como contaminantes o H2O2 e NO•. Todas as amostras analisadas apresentaram ter capacidade antioxidante. Quando se usou o dA20-EPC na presença de H2O2, verificou-se que as amostras de café apresentam valores mais elevados de CAT (1130-1488 mg AAE/L) do que as amostras de bebidas (110 mg AAE/L em água aromatizada e 775 mg AAE/L em sumo). Os valores de CAT obtidos para amostras de sumo e água aromatizada na presença de NO• indicam que a amostra de sumo possui maior teor de CAT (526 mg AAE/L) conforme era esperado, do que a amostra de água aromatizada (172 mg AAE/L).

Smart macroporous structures for the purification of viral particles

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Química e Bioquímica

Natural hydraulic lime mortars with ceramic residues for masonry

9th International Masonry Conference 2014, 7-9 July, Universidade do Minho, Guimarães

NHL 3.5 mortars with scrap tire rubber

The use of wastes and industrial by-products as building materials is an important issue in order to decrease costs with waste management and the embodied energy of building products. Scrap tire rubber has been studied as aggregate for cementitious materials. Natural hydraulic limes are natural binders with particular characteristics of both air and hydraulic binders. Their specifications became stricter with the last version of EN 459-1:2010. In this study scrap tire rubber was used as additional aggregate of mortars, based on NHL3.5 and natural sand. Different particle size fractions and proportions of scrap tire rubber were used: a mix obtained almost directly from industry (only after sieving for preparation of particle sizes similar to mortar aggregate) and separated fine, medium and coarse fractions; 0%, 18%, 36% and 54% weight of binder, corresponding to 2.5%, 5% and 7.5% weight of sand. The influence of the rubbers´ additions on the mortars´ fresh state, mechanical and physical performance is presented, namely by flow table consistency, water retention, fresh bulk density, dynamic elasticity modulus, flexural and compressive strength, open porosity and bulk density, capillary absorption, drying and thermal conductivity. The use of the rubber mix coming from the waste tire industry seems advantageous and may open possibilities for use as raw material by the mortars industry.

Valorization of olive pomace through combination of biocatalysis with supercritical fluid technology

A supercritical carbon dioxide (scCO2) based oil extraction method was implemented on olive pomace (alperujo), and an oil yield of 25,5 +/- 0,8% (goil/gdry residue) was obtained. By Soxhlet extraction with hexane, an oil extraction yield of 28,9 +/- 0,8 % was obtained, which corresponds to an efficiency of 88,4 +/- 4,8 % for the supercritical method. The scCO2 extraction process was optimized for operating conditions of 50 MPa and 348,15 K, for which an oil loading of 32,60 g oil/kg CO2 was calculated. As a proof of concept, olive pomace was used as feedstock for biodiesel production, in a process combining the use of lipase as a catalyst with the use of scCO2 as a solvent, and integrating the steps of oil extraction, oil to biodiesel transesterification and subsequent separation of the latter. In the conducted experiments, FAME (fatty acid methyl ester) purities of 90% were obtained, with the following operating parameters: an oil:methanol molar ratio of 1:24; a residence time of 7,33 and 11,6 mins; a pressure of 40 MPa; a temperature of 313,15 K; and Lipozyme (Mucor miehei; Sigma-Aldritch) as an enzyme. However, oscillations of FAME purity were registered throughout the experiments, which could possibly be due to methanol accumulation in the enzymatic reactor. Finally, the phenolic content of olive pomace, and the effect of the drying process – oven or freeze-drying – and the extraction methods – hydro-alcoholic method and supercritical method – on the phenolic content were analysed. It was verified that the oven-drying process on the olive pomace preserved 90,1 +/- 3,6 % of the total phenolic content. About 62,3 +/- 5,53% of the oven-dried pomace phenolic content was extracted using scCO2 at 60 MPa and 323,15 K. Seven individual phenols – hydroxytyrosol, tyrosol, oleuropein, quercetin, caffeic acid, ferulic acid and p-coumaric acid – were identified and quantified by HPLC.

Natural hydraulic lime (nhl3.5) mortars with scrap tire rubber

The use of wastes and industrial by-products as building materials is an important issue in order to decrease costs with waste management and the embodied energy of building products. In this study scrap tire rubber was used as additional aggregate of mortars based on natural hydraulic lime NHL 3.5 and natural sand. Different particle size fractions and proportions of scrap tire rubber were used: a mix obtained directly from industry and separated fine, medium and coarse fractions; 0 %, 18 %, 36 % and 54 % of the weight of binder, corresponding to 2.5 %, 5 % and 7.5 % of the weight of sand. As mortars based on NHL specifications became stricter with the current version of EN 459–1:2015, the influence of the rubber’s additions on the mortars’ fresh state, mechanical and physical performance is presented in this work: flow table consistency, water retention, dynamic elasticity modulus, flexural and compressive strength, open porosity and bulk density, capillary absorption, drying and thermal conductivity are studied. The use of the rubber mix coming from the waste tire industry seems advantageous and may open possibilities for use as raw material by the mortars industry.

Caracterização química e física de conformal coatings envolvidos na produção de PCBA's

Dissertação de mestrado integrado em Engenharia de Materiais

The isolation of Aspergillus spp from harvested maize in three Portuguese regions

In Portugal, maize is the cereal that involves more agriculture explorations. Aspergillus spp., among other species, are usually associated with this cereal, during drying and storage, making this commodity susceptible to mycotoxins (such as aflatoxins, ochratoxins, and cyclopiazonic acid). The aim of this study was to evaluate the mycotoxigenic potential of isolated Aspergillus strains from these maize samples and correlate it with the sampling place, the weather conditions, and local practices during drying and storage. The samples were collected between November 2008 and April 2009 in maize association of producers facilities in Coimbra, Santarém and Portalegre. The isolated strains were divided in three distinct groups, Aspergillus section Flavi, Aspergillus section Nigri and others Aspergillus. The preliminary results show that there are differences between the incidence of these groups in the three sampling places, especially in Coimbra, probably due to a lower mean temperatures and higher humidity levels. These data will be presented and discussed.

Olive pomace pretreatments to enhance its valorisation by solid-state fermentation

Dissertação de mestrado em Bioengenharia

Development of nanohydrogels as a vehicle for the release of bioactive compounds in food matrices

PhD in Chemical and Biological Engineering

Anàlisi del sistema productiu i comercial del vi de la Tarraconensis a partir de la combinació de metodologies

Des del segon quart del s. I aC i, especialment, durant el regnat d’August, es va desenvolupar a l’antiga província Tarraconensis un sistema productiu centrat en l’explotació agrària vitivinícola amb una finalitat clarament comercial. La majoria d’assentament vitivinícoles es troben emplaçats al litoral català, associats de vegades a figlinae que fabricaven les àmfores per al transport i comerç de l’excedent vinícola. No obstant, a l’àrea del Vallès Occidental i del Baix Llobregat es troben una sèrie de vil•les vinculades a la producció de vi i a la fabricació d’àmfores que han proporcionat restes molt significatives sobre la contribució d’aquesta zona a l’expansió econòmica de la província. La caracterització arqueològica i arqueomètrica d’un gran nombre d’àmfores procedents de diversos tallers ceràmics situats al Vallès Occidental i al Baix Llobregat, utilitzant diverses tècniques d’anàlisi química, mineralògica i petrogràfica, ha portat a establir quins tipus d’àmfores es van fabricar a cada taller i de quina manera. S’han identificat alguns dels processos tecnològics de la cadena operativa: la selecció i processat de les matèries primeres per conformar la pasta procedents, generalment, de l’àrea on es troba cada centre de producció, el modelatge, l’assecat i la cocció de les peces. En alguns dels casos analitzats, s’ha identificat quins tipus de contenidors van ser importants a l’establiment i la seva provinença. La integració d’aquests resultats en la base de dades analítica que disposa l’ERAAUB ha permès avaluar el grau d’estandardització dels processos tecnològics en aquesta àrea. La contrastació final amb les dades històriques i arqueològiques contribueix al coneixement arqueològic de les àmfores vinàries de la Tarraconensis i, a través d’elles, al coneixement de les societats que les van fabricar, comercialitzar i utilitzar.

Soil structure transformations from ferralic to nitic horizons on a toposequence in southeastern Brazil

The soil structure transformation from ferralic to nitic horizons was studied in a toposequence on quaternary red clayey sediments and diabase in Piracicaba (SP), Brazil. Morphological and micromorphological studies, image analysis, soil water characteristic curves and monitoring of (total) soil water potential head were used. The presence of polyconcave vughs, clayskins and planar voids shows that the vertical and lateral transition and structural transformation from ferralic to nitic horizons is given by the coalescence of the microaggregates, probably due to tensions created in a drier period in the past. Changes to a more humid climate with a defined dry season and alternate drying and wetting cycles resulted in the fissuration of the previously coalesced material, forming polyhedral aggregates and microaggregates. Simultaneously, clay illuviation filled the voids and together with the compacting action of the biological activity of these soils contributed to the coalescence of microaggregates.

Expression quantitative trait locus mapping across water availability environments reveals contrasting associations with genomic features in Arabidopsis.

The regulation of gene expression is crucial for an organism's development and response to stress, and an understanding of the evolution of gene expression is of fundamental importance to basic and applied biology. To improve this understanding, we conducted expression quantitative trait locus (eQTL) mapping in the Tsu-1 (Tsushima, Japan) × Kas-1 (Kashmir, India) recombinant inbred line population of Arabidopsis thaliana across soil drying treatments. We then used genome resequencing data to evaluate whether genomic features (promoter polymorphism, recombination rate, gene length, and gene density) are associated with genes responding to the environment (E) or with genes with genetic variation (G) in gene expression in the form of eQTLs. We identified thousands of genes that responded to soil drying and hundreds of main-effect eQTLs. However, we identified very few statistically significant eQTLs that interacted with the soil drying treatment (GxE eQTL). Analysis of genome resequencing data revealed associations of several genomic features with G and E genes. In general, E genes had lower promoter diversity and local recombination rates. By contrast, genes with eQTLs (G) had significantly greater promoter diversity and were located in genomic regions with higher recombination. These results suggest that genomic architecture may play an important a role in the evolution of gene expression.