Monitoring and modelling of membrane bioreactors for wastewater treatment incorporating 2D fluorescence spectroscopy

Dissertação para obtenção do Grau de Doutor em Engenharia Química e Bioquímica, Especialidade em Engenharia Bioquímica

2D position system for a mobile robot in unstructured environments

Nowadays, several sensors and mechanisms are available to estimate a mobile robot trajectory and location with respect to its surroundings. Usually absolute positioning mechanisms are the most accurate, but they also are the most expensive ones, and require pre installed equipment in the environment. Therefore, a system capable of measuring its motion and location within the environment (relative positioning) has been a research goal since the beginning of autonomous vehicles. With the increasing of the computational performance, computer vision has become faster and, therefore, became possible to incorporate it in a mobile robot. In visual odometry feature based approaches, the model estimation requires absence of feature association outliers for an accurate motion. Outliers rejection is a delicate process considering there is always a trade-off between speed and reliability of the system. This dissertation proposes an indoor 2D position system using Visual Odometry. The mobile robot has a camera pointed to the ceiling, for image analysis. As requirements, the ceiling and the oor (where the robot moves) must be planes. In the literature, RANSAC is a widely used method for outlier rejection. However, it might be slow in critical circumstances. Therefore, it is proposed a new algorithm that accelerates RANSAC, maintaining its reliability. The algorithm, called FMBF, consists on comparing image texture patterns between pictures, preserving the most similar ones. There are several types of comparisons, with different computational cost and reliability. FMBF manages those comparisons in order to optimize the trade-off between speed and reliability.

Uso da dessalinização no abastecimento de água para o consumo humano em regiões com climas áridos ou semi-áridos

O presente trabalho tem como principal objetivo desenvolver um processo de conceção preliminar tendo em vista o abastecimento de água potável à Cidade Assomada, na ilha de Santiago, Cabo Verde, a partir de uma nova estação dessalinizadora a ser instalado no Concelho de Calheta de São Miguel, na Ilha de Santiago. Este projeto terá uma vida útil de 25 anos prevendo-se que no horizonte do projeto venha a servir um total de cerca de 16 000 habitantes para um caudal de dimensionamento de 3156 m3/dia. O caudal de água de abastecimento será disponibilizado numa estação dessalinizadora em estudo que irá utilizar a técnica da osmose inversa e apresenta uma relação de custo-benefício ótima com baixo custo de investimento e de energia, para além de apresentar de fácil operação e manutenção. No presente trabalho é apresentado o estado da arte relativamente à dessalinização da água do mar, e é apresentado em detalhe todo o processo a ser implementado na estação que irá servir a Cidade de Assomada. Em complemento à estação dessalinizadora é igualmente apresentado o estudo do respectivo sistema adutor até à Cidade de Assomada, tendo em consideração critérios de natureza técnica e económica. O dimensionamento técnico-económico teve por objetivo a escolha do diâmetro mais económico a que corresponde o menor valor do somatório dos respetivos encargos de instalação e de exploração associados. Assim, e em resumo, o sistema de abastecimento à Cidade de Assomada será pois integrado por uma captação de água do mar através de dois furos instalados junto à costa, uma estação de tratamento de água, do tipo dessalinizadora um sistemas adutor com dois patamares de bombagem um reservatório de distribuição terminal, seguindo posteriormente a água de abastecimento diretamente para a nova rede de distribuição de toda a Cidade.

A semi-automatic approach to code smells detection

Eradication of code smells is often pointed out as a way to improve readability, extensibility and design in existing software. However, code smell detection remains time consuming and error-prone, partly due to the inherent subjectivity of the detection processes presently available. In view of mitigating the subjectivity problem, this dissertation presents a tool that automates a technique for the detection and assessment of code smells in Java source code, developed as an Eclipse plugin. The technique is based upon a Binary Logistic Regression model that uses complexity metrics as independent variables and is calibrated by expert‟s knowledge. An overview of the technique is provided, the tool is described and validated by an example case study.

Immunodiagnosis of human neurocysticercosis by using semi-purified scolex antigens from Taenia solium cysticerci

Crude antigen and semi-purified proteins from scolices of Taenia solium cysticerci were evaluated for the immunodiagnosis of human neurocysticercosis neurocysticercosis. Semi-purified proteins obtained by electrophoresis on polyacrylamide gel and by electroelution were tested by means of the immunoenzymatic reaction against sera from normal individuals and from patients with neurocysticercosis or other parasitic diseases. The 100kDa protein provided 100% sensitivity and specificity in the immunodiagnosis. When 95 or 26kDa proteins were used, 95 and 100% sensitivity and specificity were obtained, respectively. The assays involving crude antigen and sera from normal individuals or from patients with neurocysticercosis, diluted to 1:256, gave excellent agreement with those in which 100, 95 or 26kDa proteins were tested against the same serum samples diluted to 1:64. (Kappa: 0.95 to 1.00). Crude scolex antigen may be useful for serological screening, while 100, 95 or 26kDa protein can be used in confirmatory tests on neurocysticercosis-positive cases.

Modelação automática 2D de mineralizações filonianas – aplicação às Minas da Panasqueira

Neste trabalho apresenta-se uma metodologia protótipo destinada a efectuar a modelação automática a 2D da morfologia de mineralizações filonianas. Em primeiro lugar procede-se à estimação do número de ocorrências de filões em cada bloco, de uma malha de blocos, em que se subdividiu o volume em estudo. Esta intensidade de ocorrências é quantificada por uma variável que representa o número de filões por metro linear(NFM) intersectados por uma sondagem vertical, e constitui o objectivo de intensidade a atingir. Seguidamente são gerados por simulação, linhas poligonais ou arcos correspondentes ao posicionamento dos filões no perfil. Estes arcos ligam alguns pares de intersecções de filões amostrados nas sondagens e são escolhidos ao acaso segundo regras de orientação e distância. Seguidamente faz-se a avaliação da intensidade local de filões do modelo e, para os locais onde exista défice de filões relativamente ao objectivo, são adicionadas intersecções virtuais, ou seja, que não foram reconhecidas por sondagens. Este procedimento continua até o modelo dos filões se aproximar do objectivo previamente definido. O conjunto dos arcos em cada perfil, associado às espessuras de intersecção observadas nas sondagens, constitui um modelo morfológico dos filões em estrutura vectorial. No final faz-se a avaliação quantitativa do modelo e da incerteza. Os dados do estudo prático que motivaram o desenvolvimento da metodologia foram recolhidos no depósito mineral das Minas da Panasqueira. Os resultados obtidos no estudo mostram que a introdução de uma metodologia automática para a modelação vectorial de filões mineralizados é uma mais-valia, porque permite gerar modelos mais realistas e com melhor controlo geológico e resolução do que as abordagens clássicas de possança e acumulação, constituindo um auxiliar precioso de avaliação de reservas de minério.

Mechanical characterization of aortas using 2D ultrasound elastography

Rupture of aortic aneurysms (AA) is a major cause of death in the Western world. Currently, clinical decision upon surgical intervention is based on the diameter of the aneurysm. However, this method is not fully adequate. Noninvasive assessment of the elastic properties of the arterial wall can be a better predictor for AA growth and rupture risk. The purpose of this study is to estimate mechanical properties of the aortic wall using in vitro inflation testing and 2D ultrasound (US) elastography, and investigate the performance of the proposed methodology for physiological conditions. Two different inflation experiments were performed on twelve porcine aortas: 1) a static experiment for a large pressure range (0 – 140 mmHg); 2) a dynamic experiment closely mimicking the in vivo hemodynamics at physiological pressures (70 – 130 mmHg). 2D raw radiofrequency (RF) US datasets were acquired for one longitudinal and two cross-sectional imaging planes, for both experiments. The RF-data were manually segmented and a 2D vessel wall displacement tracking algorithm was applied to obtain the aortic diameter–time behavior. The shear modulus G was estimated assuming a Neo-Hookean material model. In addition, an incremental study based on the static data was performed to: 1) investigate the changes in G for increasing mean arterial pressure (MAP), for a certain pressure difference (30, 40, 50 and 60 mmHg); 2) compare the results with those from the dynamic experiment, for the same pressure range. The resulting shear modulus G was 94 ± 16 kPa for the static experiment, which is in agreement with literature. A linear dependency on MAP was found for G, yet the effect of the pressure difference was negligible. The dynamic data revealed a G of 250 ± 20 kPa. For the same pressure range, the incremental shear modulus (Ginc) was 240 ± 39 kPa, which is in agreement with the former. In general, for all experiments, no significant differences in the values of G were found between different image planes. This study shows that 2D US elastography of aortas during inflation testing is feasible under controlled and physiological circumstances. In future studies, the in vivo, dynamic experiment should be repeated for a range of MAPs and pathological vessels should be examined. Furthermore, the use of more complex material models needs to be considered to describe the non-linear behavior of the vascular tissue.

Contra os semi-sábios — notas sobre a racionalidade nos Pensamentos de Pascal

Ao longo dos Pensamentos, Pascal expressa a sua antipatia filosófica por alguns tipos de pensadores. Um desses tipos de pensadores corresponde à figura do "demi-savant". Os "demi-savants", ou semi-sábios, caracterizam-se essencialmente por uma pretensão de saber fracassada: são homens que julgam estar na posse de um saber que na verdade não possuem. O objectivo desta investigação é fixar, com o maior detalhe possível, o que está em causa na denúncia dos semi-sábios — um aspecto pouco trabalhado no âmbito dos estudos sobre o pensamento de Pascal. A primeira parte da investigação consiste assim na delimitação formal da categoria semi-sábios. Quais são as notas definitórias destes pensadores? Que tipo de erro está em jogo na sua atitude? Que opiniões fazem de alguém um semi-sábio? Estas perguntas acabam rapidamente por nos levar a outras, que dizem directamente respeito à tentativa de determinação do poder de fogo da razão humana. Com efeito, o fundamento filosófico da crítica aos semi-sábios é o diagnóstico arrasador que Pascal faz da capacidade da nossa razão na tarefa do conhecimento — de tal modo que estudar o problema que os semi-sábios representam é estudar sob um determinado ângulo o problema geral da procura da verdade. Nesse sentido, depois de esclarecido o significado da designação semi-sábio, analisamos dois argumentos apresentados nos Pensamentos que visam contestar a compreensão habitualmente constituída acerca das possibilidades do homem na tarefa do conhecimento. Procuramos ainda, por último, desfazer possíveis equívocos quanto à fixação da posição de Pascal no campo da epistemologia. Embora haja poucas referências aos semi-sábios nos textos que compõem os Pensamentos, trata-se de uma figura que funciona como ponto de cruzamento de vários aspectos relevantes de um problema que está no centro do projecto apologético de Pascal: o problema do modo de apuramento da verdade.

A semi-nested PCR assay for molecular detection of Paracoccidioides brasiliensis in tissue samples

INTRODUCTION: Paracoccidioidomycosis is a systemic infection caused by Paracoccidioides brasiliensis. METHODS: In this study, a semi-nested PCR for paracoccidioidomycosis diagnosis was developed. The primers ITS1 and ITS4 were used in the first reaction, while the primers MJ03 and ITS1 primer were used in the second reaction. The semi-nested PCR was used to investigate biopsies of five patients with oral lesions that resembled paracoccidioidomycosis. RESULTS: The semi-nested PCR was positive for four samples and negative for a sample from a patient later diagnosed with leishmaniasis. CONCLUSIONS: The new semi-nested PCR describe is useful for paracoccidioidomycosis diagnosis.

Pandemic influenza A (H1N1) 2009: epidemiological analysis of cases in a tropical/semi-arid region of Brazil

IntroductionThe year 2009 marked the beginning of a pandemic caused by a new variant of influenza A (H1N1). After spreading through North America, the pandemic influenza virus (H1N1) 2009 spread rapidly throughout the world. The aim of this study was to describe the clinical and epidemiological characteristics of cases of pandemic influenza in a tropical/semi-arid region of Brazil.MethodsA retrospective study analyzed all suspected cases of pandemic influenza (H1N1) 2009 reported in the Ceará State through the National Information System for Notifiable Diseases during the pandemic period between 28 April, 2009 and November 25, 2010.ResultsA total of 616 suspected cases were notified, 58 (9.4%) in the containment phase and 558 (90.6%) in the mitigation phase. Most cases were of affected young people resident in the City of Fortaleza, the largest urban center in the State of Ceará. The most frequent symptoms presented by the cases with confirmed infection were fever, cough, myalgia, arthralgia, and nasal congestion. Mortality rate was 0.0009/1,000 inhabitants and lethality was 5.6%. Deaths were observed only in the mitigation phase. Mortality rates were similar for both sexes but were higher in the age group under 5 years.ConclusionsThe study suggests that the influenza A (H1N1) pandemic in this tropical/semi-arid region had a lower magnitude when compared to states in the Southern and Southeastern regions of Brazil.

An optimized one-tube, semi-nested PCR assay for Paracoccidioides brasiliensis detection

Introduction Herein, we report a one-tube, semi-nested-polymerase chain reaction (OTsn-PCR) assay for the detection of Paracoccidioides brasiliensis. Methods We developed the OTsn-PCR assay for the detection of P. brasiliensis in clinical specimens and compared it with other PCR methods. Results The OTsn-PCR assay was positive for all clinical samples, and the detection limit was better or equivalent to the other nested or semi-nested PCR methods for P. brasiliensis detection. Conclusions The OTsn-PCR assay described in this paper has a detection limit similar to other reactions for the molecular detection of P. brasiliensis, but this approach is faster and less prone to contamination than other conventional nested or semi-nested PCR assays.

Assessment of schistosomiasis in the semi-arid Northeast region of Brazil: the São Francisco River large-scale water transposition project

Abstract: INTRODUCTION Risk of schistosomiasis expansion to semi-arid northeastern Brazil under the influence of the Integration Project of the São Francisco River (IPSFR) was assessed. METHODS: Stool examinations of schoolchildren, epidemiological investigation, and survey of the local host snail Biomphalaria straminea were performed in five IPSFR municipalities. RESULTS Six of 4,770 examined schoolchildren were egg-positive for Schistosoma mansoni. Biomphalaria straminea was widespread, but not naturally infected with S. mansoni. Snails experimentally exposed to two laboratory S. mansoni strains yielded infection indices of 1-4.5%. CONCLUSIONS: There is evidence of active schistosomiasis transmission in the area; thus, intensive surveillance actions are required.

Elaboração de uma semi-conserva de pescado de água doce "Picles de Peixe". I. Tempo de cura, acidificação, textura e nível de sal

Neste trabalho são estudadas as condições para a correta combinação entre o tempo de cura, acidificação e nível de sal para produzir uma semi-conserva de pescado de de água doce acondicionada em vidro, utilizando o efeito da combinalção sal/ácido. As espécies utilizadas foram jaraqui (Semaprochilodus spp.), Curimatá (Prochilodus nigricans), Dourado (Brachyplastistoma flavicans) e Pirarucu (Arapaima gigas). Na salmora de cura prelimiar o tempo indicado para se obter uma melhor textura foi de 4 semanas, a acidificação até 4,5 foi alcançada na solução contendo 5% de ácido/100 gramas de pescado e o nível adequado de sal foi de 15% (p/v). Na salmora flavorizante a proporção de ácido foi de 1% (v/v) o que torna o produto de sabor agradável, sal na concentração de 2% (p/v) e a adição de 1% de condimentos.

DESENVOLVIMENTO NINFAL DO GAFANHOTO NEOTROPICAL SEMI-AQUÁTICO Stenacris fissicauda fissicauda (BRUNER, 1908) (ORTHOPTERA:ACRIDIDAE) EM CONDIÇÕES CONTROLADAS

Estudou-se a influência da temperatura e do fotoperíodo no desenvolvimento ninfal do gafanhoto semi-aquático Stenacris fissicauda fissicaudaproveniente de uma região de várzea, perto de Manaus. Ninfas recém-eclodidas foram coletadas no campo na macrófita aquática Paspalum repens (Gramineae-Poaceae)e criadas sob condições controladas em câmaras de criação (8, 12 e 24 horas de luz, 27°C e 27/21°C de temperatura) e sob condições naturais. Esta espécie apresenta 5 estádios ninfais para os machos e 6 para as fêmeas sob condições de dia longo no laboratório e durante o período com menos precipitação (estação "seca") sob condições naturais. No entanto, observou-se um estádio extra para machos (6o) e fêmeas (7o) sob condições de dia curto no laboratório. Este estádio ocorreu durante o período com mais precipitação (estação chuvosa) sob condições naturais. Constatou-se que a temperatura e o fotoperíodo interagiram no desenvolvimento ninfal sob condições controladas: 1) O número de estádios (especialmente em fêmeas) foi principalmente influenciado pelo fotoperíodo; 2) O tempo de desenvolvimento ninfal (em ambos os sexos) sobretudo foi influenciado pela temperatura. Os resultados estão sendo discutidos sob o ponto de que a luz pode atuar como fator de controle (ecofator) no número de estádios ninfais de insetos em ecossistemas tropicais, mesmo sendo situados perto do equador, devido à mudanças sazonais de insolação e/ou intensidade de luz durante o ano.

The reasons behind the progression in PISA scores: An education production function approach using semi-parametric techniques

Research Masters