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Administração Intranasal de Ketamina e dos seus Metabolitos a Murganhos: Avaliação do Efeito Antidepressivo e dos Níveis de Neurotransmissores no Cérebro
No full textDissertação de Mestrado em Farmacologia Aplicada apresentada à Faculdade de FarmáciaA depressão afeta mais de 300 milhões de pessoas em todo o mundo, sendo a principal causa de incapacidade para a carga global de doença. Trata-se de uma patologia neuropsiquiátrica comum e um grande problema de saúde pública. As psicoterapias e terapias farmacológicas disponíveis estão associadas a baixas taxas de remissão e elevados níveis de descontinuação. Adicionalmente, a abordagem farmacológica é conhecida pelo seu início de ação tardio, exibindo um período de latência de 2-4 semanas. Atualmente, existe um fármaco que tem sido investigado, a ketamina (KET), que exerce um efeito antidepressivo agudo e prolongado. No entanto, este fármaco está associado a efeitos dissociativos e psicomiméticos, bem como a um potencial de abuso. Assim, dois derivados da KET, que já demonstraram efeito antidepressivo após administração intraperitoneal, foram investigados após administração intranasal. De facto, a administração intranasal é conhecida por permitir uma veiculação direta ao sistema nervoso central, o que resulta num menor potencial de interação medicamentosa e menos efeitos secundários. Neste caso, foi administrado a murganhos uma dose única intranasal ou intraperitoneal de KET (controlo positivo) e dos dois derivados nas doses de 10mg/kg e 20mg/kg, para investigar os seus efeitos antidepressivos. O teste de natação forçada (FST) foi realizado 1 hora, 48 horas, 5 dias e 7 dias após o tratamento. A administração única de KET revelou um efeito antidepressivo rápido e sustentado. Ambos os derivados produziram efeito antidepressivo, mas com potências diferentes. Além disso, foi avaliado o impacto da KET e do derivado mais potente nos níveis cerebrais de dopamina (DO), ácido 3,4-dihidroxifenilacético (DOPAC), noradrenalina (NA) e serotonina (5-hydroxytryptamina, 5-HT). Demonstramos pela primeira vez, que os níveis de monoaminas, em particular DO e NA, no cérebro foram alterados, sugerindo o envolvimento do sistema monoaminérgico nos efeitos dos compostos testados. Estes resultados indicam que a administração intranasal é uma via promissora para a terapia antidepressiva com uma resposta dose-dependente. Na prática clínica, um antidepressivo de ação rápida será extremamente útil, especialmente se administrado por via intranasal, que evidenciou eficácia.Depression affects over 300 million people worldwide, being the main cause of disability and a contributor to the global burden of disease. This condition is a common mental disorder and a major public health concern. Available psychotherapies and pharmacological therapies have low rates of remission and high levels of discontinuation. Additionally, the majority of pharmacological approaches are known for a delayed onset action, exhibiting a latency period of 2-4 weeks. Currently, there is one drug that has been investigated, ketamine (KET), which exerts an acute and prolonged antidepressant effect. However, it is associated with dissociative and psychomimetic effects, alongside potential abuse. Herein, two derivatives of KET that have already demonstrated antidepressant effects after intraperitoneal administration were investigated after intranasal administration. Indeed, intranasal administration is known for allowing a direct delivery to the central nervous system, resulting in lower drug-drug interaction potential and fewer side effects. Mice were administered with a single intranasal or intraperitoneal dose of KET (positive control) and the two derivatives at the doses of 10mg/kg and 20mg/kg, to investigate their antidepressant effects. The forced swim test (FST) was carried out 1 hour, 48 hours, 5 days, and 7 days after treatment. KET single-dose administration revealed a rapid and sustained antidepressant effect. Both derivates induced antidepressant effects, but with different potency. Additionally, the impact of KET and the most potent derivative were assessed in the brain levels of dopamine (DO), 3,4-dihydroxyphenylacetic acid (DOPAC), noradrenaline (NA) and serotonin (5-hydroxytryptamine, 5-HT). We demonstrated for the first time that the levels of monoamines, particularly DO and NA, in the brain were changed, suggesting the involvement of the monoaminergic system in the effects of the tested compounds. These findings indicate that intranasal administration is a promising route for antidepressant therapy with a dose-dependent response. In clinical practice, a rapid-acting antidepressant would be extremely useful, especially if administered by intranasal route, which evidenced effectiveness
Relatório de estágio em Farmácia Comunitária, relatório de estágio em Farmácia Hospitalar e monografia intitulada de “Biomembrane-derived vesicles for improved cancer-targeted therapies: focus on cell and bacterial membranes, and extracellular vesicles".
No full textRelatório de Estágio do Mestrado Integrado em Ciências Farmacêuticas apresentado à Faculdade de FarmáciaInternship reports: Internship reports are presented in the form of a SWOT (Strength, Weakness, Opportunity and Threat) analysis. Thus, I identify strengths and weaknesses from my internship experience, both in Community Pharmacy and Hospital Pharmacy, and recognize opportunities and threats arising from external influences that impacted it.Monograph abstract: As the number of cancer cases continues to rise, the need for new, more effective, and less toxic therapies becomes evident compared to existing ones. Specific tumor targeting, the ability to transverse biological barriers, overcome adverse conditions in tumor tissues, and efficiently deliver therapeutic agents to the target site without causing significant damage to healthy tissues have been promised by nanovesicles (NVs) derived from biological membranes. These biomimetic NVs not only inherit the molecular repertoire of their parent membranes, but also have a hollow shell structure with an aqueous core, enabling them to carry both hydrophilic and hydrophobic agents within. They have been studied for theranostic approaches and tumor therapy, allowing the delivery of both imaging and medicinal agents like chemotherapeutics, photosensitizes, immunoadjuvants, nucleic acids, and proteins to cancerous cells. This review will focus on NVs derived from the membranes of some eukaryotic cells (including red blood cells, platelets, white blood cells, cancer cells and mesenchymal stem cells), as well as those derived from cell-secreted extracellular vesicles (e.g., exosomes) and prokaryotic cells (e.g., bacteria-derived membrane vesicles). However, they still require further investigation to be safely used in clinical practice. Challenges such as safety, immunogenicity, production scalability, long-term stability, standardized production protocols, quality control, and a deeper understanding of biological processes need to be addressed. Thus, this review aims to provide a brief overview of the applications in the tumor therapy, limitations, and future perspectives of NVs derived from biological membranes.Resumo dos relatórios de estágio: Os relatórios de estágio são apresentados na forma de uma análise SWOT (Strength, Weakness, Opportunity and Threat). Assim, identifico pontos fortes e fracos face à minha experiência de estágio, quer em Farmácia Comunitária quer em Farmácia Hospitalar, e reconheço oportunidades e ameaças provenientes de influências externas que o impactaram.Resumo da monografia: Com o aumento dos números de casos de cancro, torna-se evidente a necessidade de desenvolvimento de novas terapias, mais efetivas e menos tóxicas relativamente às já existentes. Neste contexto, as nanovesículas (NVs) derivadas de membranas biológicas têm demonstrado várias características vantajosas como sistemas de libertação de fármacos, incluindo: o direcionamento específico para o tumor, a capacidade de atravessarem barreiras biológicas, e de ultrapassarem as condições adversas dos tecidos tumorais, bem como de libertarem eficientemente agentes terapêuticos no local alvo, sem causar danos significativos aos tecidos saudáveis. Estas NVs biomiméticas “herdam” o repertório molecular das membranas biológicas que lhes dão origem, apresentando uma estrutura de revestimento oca, composta por um núcleo aquoso, permitindo-lhes, assim, transportar agentes hidrófilos e/ou hidrófobos. Têm, por isso, sido estudadas para abordagens teranósticas, e sobretudo em terapia tumoral, permitindo a libertação de agentes imagiológicos e terapêuticos, como os agentes quimioterapêuticos, fotossensibilizadores, imunoadjuvantes, ácidos nucleicos, bem como proteínas às células cancerígenas. Esta revisão foca-se nas NVs derivadas de membranas de algumas células eucarióticas (incluindo glóbulos vermelhos, plaquetas, glóbulos brancos, células cancerígenas, e células estaminais mesenquimais), de vesículas extracelulares secretadas por células (e.g., exossomas), e de células procarióticas (e.g., vesículas derivadas de membranas de bactérias) para efeitos de terapia tumoral. No entanto, as NVs carecem ainda de investigação para poderem ser utilizadas com segurança na prática clínica. Vários desafios associados ao uso das NVs na prática clínica estão ainda por resolver, nomeadamente a imunogenicidade, a possibilidade de transposição de escala, a estabilidade a longo prazo, a inexistência de protocolos de produção padronizados, e de controlo de qualidade, bem como uma compreensão aprofundada dos processos biológicos inerentes. Assim, esta revisão tem como objetivo fornecer uma visão das aplicações das NVs derivadas de membranas biológicas a nível da terapia tumoral, enfatizando as respetivas limitações e perspetivas futuras deste tópico promissor na área biomédica
Relatórios de Estágio e Monografia intitulada "Inibidores das HDAC: Uma terapêutica promissora para a Doença de Alzheimer"
No full textRelatório de Estágio do Mestrado Integrado em Ciências Farmacêuticas apresentado à Faculdade de FarmáciaA doença de Alzheimer é uma patologia neurodegenerativa altamente prevalente em todo o mundo que abrange aproximadamente 60-70% dos 55 milhões de casos de demência. É uma doença extremamente complexa e com impacto devastador na qualidade de vida dos doentes e suas famílias, o que torna imperativo o desenvolvimento de tratamentos inovadores. As ferramentas terapêuticas atualmente existentes baseiam-se, essencialmente, no alívio sintomático e não impedem a progressão da doença. Nesse sentido, a modulação de mecanismos epigenéticos, como a desacetilação de histonas, tem atraído muita atenção como potencial alvo terapêutico.As desacetilases das histonas regulam mecanismos de transcrição genética e têm sido frequentemente implicadas na neuroplasticidade, memória e aprendizagem. A desregulação desse mecanismo foi identificada em doentes com doença de Alzheimer e contribui para o declínio cognitivo ao longo da vida. A inibição farmacológica da atividade destas enzimas no sistema nervoso central tem demonstrado efeitos benéficos em vários modelos pré-clínicos de doenças neurológicas, nomeadamente a diminuição da formação de placa beta amilóide, diminuição da fosforilação e agregação da proteína tau, aumento da estabilização de microtúbulos, redução da neuroinflamação e melhoria da homeostase metabólica e sobrevivência celular.No entanto, apesar dos resultados pré-clínicos serem promissores, os dados obtidos em ensaios clínicos traduzem algumas limitações. Estas incidem, principalmente, na falta de seletividade dos inibidores e na sua dificuldade em transpor a barreira hematoencefálica. Neste sentido, é crucial prosseguir com o desenvolvimento de novas estratégias para garantir a eficácia e segurança destes fármacos promissores.Alzheimer's disease is a highly prevalent neurodegenerative disorder worldwide, affecting 60-70% of the 55 million cases of dementia. It is an extremely complex disease with a devastating impact for patients and their families, which implicates an urgent development of innovative treatments. Current therapeutic alternatives are essentially based on symptomatic relief and do not prevent disease progression. In this sense, the modulation of epigenetic mechanisms, namely histone deacetylation, has drawn attention as potential therapeutic target. Histone deacetylases regulate gene transcription and have been frequently implicated in neuroplasticity, memory and learning. The dysregulation of this mechanism has been identified in Alzheimer’s disease patients and contributes to cognitive decline throughout life. The pharmacological inhibition of the activity of these enzymes in the central nervous system demonstrated beneficial effects in several preclinical models of neurological disorders, namely a decrease of the formation of amyloid beta plaques, a reduction of the phosphorylation and aggregation of tau protein, an increase of the stabilization of microtubules, lower neuroinflammation and improved metabolic homeostasis and cell survival. However, despite promising preclinical results, data from clinical trials revealed limitations. These mainly encompass a lack of selectivity and a difficulty to cross the blood-brain barrier. In this sense, it is crucial that new strategies are developed to ensure the efficacy and safety of these promising drugs
Molecular characterization of clinical carbapenem-resistant gram-negative bacteria
No full textDissertação de Mestrado em Farmacologia Aplicada apresentada à Faculdade de FarmáciaAs bactérias Gram-negativas são uma das principais causas de infeções hospitalares, como pneumonia, septicémia, infeções de feridas e meningites. Estes agentes etiológicos são,muitas das vezes, resistentes a vários antibióticos, especialmente beta-lactâmicos, um fenómeno que aumentou dramaticamente constituindo atualmente uma ameaça à saúde global, particularmente, a disseminação de beta-lactamases, enzimas capazes de inativar quase todos os beta-lactâmicos, inclusivamente os carbapenemos (considerados antibióticos de 'último recurso'), tornado o tratamento destas infeções um verdadeiro desafio. Portanto, entender o perfil de resistência fenotípica e genotípica de uma população bacteriana é crucial para averiguar resistências, desenvolver e implementar políticas antibióticas, bem como melhorar as respostas de prevenção/controlo de infeções em ambientes clínicos.Este trabalho teve como objetivo caracterizar os perfis de suscetibilidade a antibióticos e o mecanismo molecular subjacente à resistência aos carbapenemos em bactérias Gram-negativas, nomeadamente vinte e quatro isolados Klebsiella spp. e dois isolados Acinetobacterspp., provenientes de doentes no Centro Hospital Universitário de Coimbra (CHUC) entre dezembro de 2022 e março de 2023. Para tal, foi feita a avaliação da suscetibilidade aos antibióticos, e as carbapenemases foram detetadas e identificadas por PCR com primersespecíficos e sequenciação de amplicões. As estirpes e a relação clonal entre os isolados foram determinados com recurso à técnica MultiLocus Sequence Typing. Finalmente, o potencial de disseminação das carbapenemases foi avaliado por ensaios de conjugação.Os resultados obtidos relativos aos isolados Klebsiella spp. demonstram que estes são, na sua maioria, de amostras de urina (58,3%; n=14) e revelaram uma elevada taxa de resistência aos carbapenemos devido à produção de carbapenemases, sendo identificadas KPC em 79,17% (n=19) e OXA-48 carbapenemases em 20,83% (n=5). Relativamente ao gene KPC foi detetada a presença das variantes KPC-3 e KPC-19. Para nosso conhecimento, este é o primeiro estudo a reportar o gene VIM num isolado Acinetobacter baumannii em Portugal, assim como a coexistência dos genes blaIMP e blaOXA-48 genes num isolado Klebsiella pneumoniae. No que diz respeito ao gene blaOXA-48 , este foi transferido com sucesso para E. coli J53 por conjugação, indicando que existe potencial de disseminação deste gene inserido em plasmídeos e a forte possibilidade de surtos provocados por isolados de Klebsiella pneumoniae produtoras de blaOXA-48. O MLST mostrou três ST diferentes: ST15, ST231 e ST13.Gram-negative bacteria are a major cause of hospital-acquired infections, such as pneumonia, septicaemia, wound-infections and meningitis. The etiological agents are often resistant to multiple drugs, especially beta-lactams, a phenomenon that has risen dramatically and is currently defined as a global health threat, particularly, the dissemination of beta-lactamases that detain the ability to inactivate almost all beta-lactams, some of them even carbapenems (considered ‘last-resort’ antibiotics), all this narrowing the treatment options available. Therefore, understanding the phenotypic and genotypically resistance profile of a bacterial population is crucial to track resistance, develop and implement antibiotic policies, as well as improving infection prevention/ control responses in clinical settings.This work aimed to characterize the antimicrobial susceptibility profiles and the molecular mechanism underlying the resistance to carbapenems in Gram-negative bacteria, namely Klebsiella spp. and Acinetobacter spp., isolated from patients of the Centro Hospital Universitário de Coimbra (CHUC) between December 2022 and March 2023. Evaluation of antibiotic susceptibility was performed at the hospital, and carbapenemases were screened by PCR with specific primers and sequencing of amplicons. Strain types and clonal relationship between isolates were characterized using the MultiLocus Sequence Typing technique. Finally, the potential for plasmid dissemination was assessed by conjugation assays. The results obtained for the Klebsiella spp. isolates showed a prevalence of urine samples (58,3%; n=14), as well as a high rate carbapenem resistance due to carbapenemase production, being identified KPC in 79,17% (n=19) and OXA-48 carbapenemases in 20,83% (n=5). Concerning the KPC gene, the variants detected were KPC-3 and KPC-19. To our knowledge, this is the first study reporting the VIM gene in an Acinetobacter baumannii isolate in Portugal, and the first to report the co-existence of the blaIMP and blaOXA-48 genes in Klebsiella pneumoniaeisolate nationally. Regarding the blaOXA-48 gene, we can say it was successfully transferred to the E. coli J53 via conjugation, indicating that there is the potential for dissemination of theblaOXA-48 gene borne plasmid and a strong possibility of outbreaks provoked by OXA-48-positive Klebsiella pneumoniae isolates. The MLST showed three different ST: ST15, ST231 and ST13
Contribuições para Poligrafia Sem Contacto - Amplificação de pequenos sinais de vídeo para extrair informações invisíveis a olho nú
No full textDissertação de Mestrado em Engenharia Eletrotécnica e de Computadores apresentada à Faculdade de Ciências e TecnologiaThe constant transformation of our surroundings often goes unnoticed, but it occurs nonetheless. Imperceptibly, our skin undergoes slight color changes as our hearts beat, and our heads subtly move with each breath. While these alterations may escape our eyes, they are captured by cameras. We can magnify the variation in those small signals to extract important information such as heartbeat rate, which in turn can be used in many real-life applications such as polygraph tests. The polygraph was devised as a way to measure physiological changes in a person when asked pressing questions, which can indicate deceit. The physiological changes that are measured are: heartbeat rate, respiration, skin galvanic response and blood pressure.This thesis aimed to explore the feasibility of using video information to extract heartbeat rates, replacing the traditional sensors that are commonly used to extract this information. Through a series of experiments involving videos of people standing still, and a video of a real-life suspect that was lying, it was consistently possible to enhance the color changes that occur in a person's skin when their heartbeats. Though it was not possible to develop a fully-functioning lie detector test, this thesis proves that the motion and color magnification technique is reliable even when applied to videos of individuals engaged in speech and movement. It also proved that it is an interesting solution that has the potential of revolutionizing how interviews and interrogations are conducted.O mundo à nossa volta está em constante mudança. Num piscar de olhos, nossas peles mudam subitamente de cor com o batimento de nossos corações, e nossas cabeças movem-se minimamente com cada respiração. Enquanto essas nuances escapam nossa visão humana, câmaras conseguem capturá-las. Amplificando os sinais obtidos pela câmara, é possível extrair informações que podem ser utilizadas em situações da vida real, como o polígrafo. O polígrafo, ou detetor de mentiras, é um aparelho que mede mudanças fisiológicas em um indivíduo para detetar mentiras. Para realizar esse teste, acoplam-se sensores ao indivíduo que está sendo entrevistado para medir batimento cardíaco, respiração, pressão sanguínea e condutividade da pele.O objetivo dessa tese é explorar a viabilidade da utilização de informação obtida por vídeo para extrair informação como batimento cardíaco, substituindo sensores que são usados tradicionalmente. Através de uma série de experimentos, foi possível de forma consistente amplificar as mudanças na cor de pele de várias pessoas diferentes consoante o batimento de seus corações. Apesar de não ter sido possível desenvolver um detetor de mentiras que pudesse ser utilizado em prática, essa tese mostrou que é possível utilizar a técnica de amplificação de mudanças de cor mesmo quando essa técnica é utilizada em vídeos de pessoas em situações da vida real, a falar e a se movimentar. Essa tese também provou que essa técnica é uma solução interessante e que tem o potencial de revolucionar como interrogatórios são conduzidos
Tecidos não tecidos de formação aerodinâmica contendo pasta de Eucalyptus
No full textTese de Programa Doutoral em Biorrefinarias apresentada à Faculdade de Ciências e TecnologiaOs tecidos não tecidos são uma categoria de produtos de fibra que se encontram na cadeira de valores entre produtos de papel e têxteis. Embora possuam muitas propriedades superiores aos papéis, os tecidos não tecidos geralmente são constituídos por fibras e adesivos à base de petróleo, o que aumenta a sua pegada ambiental. Assim, os tecidos não tecidos de base biológica seriam mais sustentáveis do que a atual geração de produtos, e a fibra de eucalipto poderia ser parte da solução. Neste trabalho, a matéria-prima foi preparada e foi desenvolvida uma estratégia de ligação adequada para a produção folhas por via aerodinâmica, uma subcategoria de formação de tecidos não tecidos relevante para produtos de aplicações em toalhetes, guardanapos e substratos absorventes. As folhas produzidas neste trabalho são de base biológica.Um dos maiores desafios a ser ultrapassado neste trabalho foi o desenvolvimento de um equipamento à escala laboratorial e procedimento adequado para a formação de folhas por via aerodinâmica. Infelizmente, equipamentos comerciais não estão disponíveis para este propósito, dificultando o desenvolvimento de produtos por via aerodinâmica. Desta forma, um novo formador de folhas foi desenvolvido, contendo um sistema rotativo de distribuição de fibras em fluxo de ar controlado. O formador permitiu a produção de folhas laboratoriais de boa qualidade e uma investigação mais aprofundada das matérias-primas e de certas variáveis do processo. Além disso, foi também desenvolvido um método de consolidação e secagem das folhas laboratoriais. A pasta normalmente usada na produção por via aerodinâmica é em fardo ou bobina, o que requer desfibração mecânica. Contudo, este passo pode danificar as fibras e prejudicar as propriedades das resultantes folhas. Neste trabalho, foi explorada a possibilidade de evitar a desfibração mecânica recorrendo a um secador de desfibração, que seca a pasta em fluxo de ar. Verificou-se que a abordagem de desfibração, ou seja, a desfibração mecânica versus desfibração em corrente de ar, proporciona pastas com caraterísticas que têm efeitos consideravelmente diferentes nas propriedades das resultantes folhas.Um sistema de ligação viável para as estruturas formadas por via aerodinâmica é crucial para o sucesso dos produtos de tecidos não tecidos. Este trabalho levantou a hipótese de que uma combinação de ligação de hidrogénio, fibras termoplásticas e dispersão de adesivo comercial, poderiam proporcionar as propriedades desejáveis para as folhas. Estas abordagens exigiram o desenvolvimento de um método para a formação de folhas homogéneas com misturas de pasta de eucalipto com fibras de ácido polilático (PLA), aplicação de humidade e prensagem controladas, secagem em temperatura controlada e aplicação de dispersão de adesivo à superfície das folhas. Os resultados mostraram que o maior impacto do método de desfibração nas propriedades das folhas se deveu a diferenças no teor de finos das pastas. Um resultado surpreendente foi a modulação do efeito dos finos pelo uso de fibras de PLA. Assim, variando a abordagem de desfibração, o teor de humidade e a proporção de pasta/PLA, foi possível variar as propriedades da folha de forma pouco comum. Por exemplo, foi possível o aumento simultâneo da resistência à tração e do índice de mão. A adição à superfície de adesivo de base biológica permitiu o reforço da resistência das folhas. A resistência à tração a húmido foi desenvolvida incorporando fibras de PLA e/ou aplicando adesivo à superfície. Ao ajustar o tipo de pasta e o sistema de ligação, o desempenho dos tecidos não tecido de Eucalyptus foi superior a amostras de mercado no que diz respeito ao índice de mão, capacidade de absorção de água e alongamento. Através de outra abordagem de ajuste, foi possível obter propriedades de resistência à tração semelhantes às de amostras de mercado.Trabalho futuro deverá passar por melhorias adicionais no sistema de ligação, visando o aumento de resistência das folhas sem redução do índice de mão nem da capacidade de absorção de água. A melhoria da interação de PLA/celulose aumentaria a ligação e resistência das folhas. Uma investigação mais aprofundada sobre o teor e qualidade dos finos poderia ampliar os resultados positivos demonstrados na presente tese.Nonwovens are a growing fiber product category placed on the value chain between paper and textile products. While nonwovens enjoy many superior properties to papers, these often rely on petroleum-based binders and fibers, which increases the environmental footprint. Thus, bio-based nonwoven products would be more sustainable than the current generation of products, and Eucalyptus fiber could be a part of the solution. In this work, a conceivable raw material and suitable bonding strategy were developed for producing bio-based air-laid sheets, an important subcategory of nonwoven products with applications such as wipes, napkins, and sorption substrates.One of the main problems to be solved for this work was to develop suitable laboratory equipment and procedures for producing air-laid sheets. Unfortunately, commercial equipment is unavailable for this purpose, hindering air-laid product development. Therefore, a novel sheet former with a rotating batch fiber distribution system and controlled airflow was developed. The former produced good-quality laboratory sheets and allowed the further investigation of raw materials and certain process variables. In addition, a method for consolidating and drying the sheets was also developed.The pulp usually used in industrial air-laid production is web-based fluff pulp, which must be mechanically defibrated. However, this step can damage fibers and degrade sheet properties. In this work, we explored the possibility of avoiding fluff pulp milling by use of a defibration dryer, which dries pulp in a turbulent air stream. It was found that the defibration approach, i.e., defibration dry versus lab milling, yields pulps with different characteristics that have considerably different effects on air-laid sheet properties.A workable fiber bonding system is crucial to successful bio-based nonwoven products. This work hypothesized that a combination of hydrogen bonding, bio-based thermoplastic fibers, and a commercial polymer binder could produce desired sheet properties. These approaches required the development of a method to form homogenous sheets with mixtures of polylactic acid (PLA) fibers and defibrated Eucalyptus pulp, rewet sheets to a controlled moisture level and pressure, dry sheets under controlled temperature, and apply a polymer dispersion to the sheet surface. It was found that the most considerable impact that the Eucalyptus defibration method had on sheet properties was mainly due to differences in the fines content. A surprising result was that the use of PLA fibers modulated the effect of the fines. Thus, by varying the defibration approach, the moisture content, and the ratio of pulp/PLA, it was possible to vary sheet properties in an unusual way. For example, tensile strength and sheet bulk could be increased simultaneously. The surface addition of bio-based binder could further reinforce the sheet. Wet tensile strength was developed by incorporating PLA fibers in the furnish and/or adding a binder on the surface. By architecting the pulp type and the bonding system, the performance of Eucalyptus air-laid nonwovens was superior to market samples for bulk, water-holding capacity, and stretch at break. Another type of architecting the pulp type and the bonding system, yielded sheets with comparable tensile properties.Future work should focus on further improvements in the bonding system to increase sheet strength without diminishing bulk and water sorption capacity. Enhancement of the PLA/cellulose interaction would improve bonding and strength. A deeper investigation into fines content and quality could further amplify the positive effects demonstrated in this thesis.Outro - The work underlying the present thesis was carried out under the Project inpactus – innovative products and technologies from Eucalyptus, Project N.º 21874 funded by Portugal 2020 through European Regional Development Fund (ERDF) in the frame of COMPETE 2020 nº246/AXIS II/2017
Processamento de Imagens Faciais Pseudo RGB-D para Reconhecimento Facial e Diagnóstico Facial
No full textTese de Doutoramento em Engenharia Electrotécnica e de Computadores apresentada à Faculdade de Ciências e TecnologiaHoje em dia, aplicações baseadas em imagens faciais tornaram-se generalizadas em campos como segurança, medicina e entretenimento. Fatores como iluminação, pose e expressões faciais podem impactar o desempenho dessas aplicações. Na última década, o desenvolvimento e a acessibilidade de sensores RGB-D de baixo custo tornaram possível obter informações de profundidade de objetos, levando os pesquisadores a abordar problemas de reconhecimento facial capturando imagens faciais RGB-D. No entanto, devido a restrições de privacidade, a obtenção de dados de profundidade de rostos humanos permanece um desafio, e as imagens faciais RGB 2D ainda são predominantes.Seres inteligentes, como os humanos, podem usar sua vasta experiência para derivar informações espaciais 3D de cenas 2D. As metodologias de aprendizado de máquina visam resolver tais problemas treinando computadores para gerar respostas precisas. O objetivo de nossa pesquisa é melhorar o desempenho das tarefas de processamento facial subsequentes, como reconhecimento facial e diagnóstico facial, obtendo mapas de profundidade diretamente das imagens RGB correspondentes. Propomos uma estrutura de processamento de imagem facial pseudo RGB-D que substitui sensores de profundidade com mapas pseudo-profundidade gerados e oferece métodos orientados a dados para criar mapas de profundidade a partir de imagens faciais 2D.Especificamente, projetamos e implementamos um modelo de rede adversarial generativa chamado 'D+GAN' para tradução de imagem para imagem multi-condicional com atributos faciais. Validamos a abordagem de processamento de imagem facial pseudo RGB-D através de experimentos em reconhecimento facial e diagnóstico facial usando vários conjuntos de dados. A estrutura de processamento de imagem facial pseudo RGB-D trabalha em conjunto com algoritmos de fusão de imagens para melhorar o desempenho do reconhecimento facial e diagnóstico facial.Para explorar ainda mais as características pseudo-profundidade, propomos finalmente uma estrutura de processamento de imagem facial multimodal simulada que melhora significativamente o desempenho com uma probabilidade mais alta.Today, face image-based applications have become widespread in fields such as security, medicine, and entertainment. Factors like lighting, pose, and facial expressions can impact the performance of these applications. Over the past decade, the development and affordability of low-cost RGB-D sensors have made it possible to obtain depth information of objects, leading researchers to tackle face recognition problems by capturing RGB-D face images. However, due to privacy restrictions, acquiring depth data from human faces remains challenging, and 2D RGB face images are still prevalent.Intelligent beings, such as humans, can use their vast experience to derive 3D spatial information from 2D scenes. Machine learning methodologies aim to solve such problems by training computers to generate accurate answers. Our research's objective is to enhance the performance of subsequent face processing tasks, such as face recognition and facial diagnosis, by obtaining depth maps directly from corresponding RGB images. We propose a pseudo RGB-D facial image processing framework that replaces depth sensors with generated pseudo-depth maps and offers data-driven methods to create depth maps from 2D face images.Specifically, we design and implement a generative adversarial network model named 'D+GAN' for multi-conditional image-to-image translation with facial attributes. We validate the pseudo RGB-D facial image processing approach through experiments on face recognition and facial diagnosis using various datasets. The pseudo RGB-D facial image processing framework works in conjunction with image fusion algorithms to enhance face recognition and facial diagnosis performance.To further exploit pseudo-depth features, we ultimately propose a simulated multimodal facial image processing framework that significantly improves performance with a higher probability.Universidade de Coimbra - Instituto de Sistemas e Robótic
Developing dashboards for measurement and continuous monitoring of equipment and processes in the metalworking industry
No full textDissertação de Mestrado em Engenharia e Gestão Industrial apresentada à Faculdade de Ciências e TecnologiaNa presente dissertação, foi desenvolvido um trabalho focado na definição e criação de um conjunto de indicadores chave de desempenho em contexto industrial. Mais concretamente, foi analisada a secção de Corte de Chapa de uma empresa dedicada ao fabrico de cilindros reservatórios de alta e baixa pressão transportáveis. O objetivo é a criação de dashboards que permitissem a avaliação e monitorização contínua da eficiência e eficácia do trabalho desenvolvido nessa secção, servindo de suporte à tomada de decisão. O projeto desenvolvido e todas as alterações implementadas aos processos para a definição dos indicadores escolhidos foram estruturadas e regidas pelas quatro etapas do ciclo PDCA (plan-do-check-act), iniciando-se pelo estudo e compreensão do estado atual da secção e identificação de soluções face ao objetivo estabelecido. Após essa identificação foi delineado um plano de ações para a correta e estruturada implementação das soluções seguindo-se da análise dos resultados obtidos. A padronização das alterações constituiu a etapa final do projeto garantindo-se a estabilidade e vigência do sistema na empresa, através do envolvimento de todos os agentes responsáveis.Como principais outputs do trabalho realizado destacam-se os dashboards desenvolvidos para o controlo do processo de corte, diariamente atualizados, constituídos por uma série de indicadores incluindo o OEE (Overall Equipment Effectiveness) para o controlo do desempenho dos equipamentos e um indicador específico para o controlo do rendimento do aço, principal matéria-prima consumida, contabilizando-se a sucata resultante do processo (desperdício).This dissertation focused on defining and creating a set of key performance indicators in an industrial context. More specifically, a company's Blanking section, dedicated to manufacturing transportable high- and low-pressure tank cylinders, were analyzed. The goal is to create dashboards that allow continuous evaluation and monitoring of the efficiency and effectiveness of the work developed in this section, supporting decision-making. The project developed, and all changes implemented to the processes for the definition of the chosen indicators were structured and governed by the four steps of the PDCA cycle (plan-do-check-act), starting with the study and understanding of the current state of the section and identification of solutions to the established goal. After this identification, an action plan was outlined for the correct and structured implementation of the solutions, followed by analyzing the results obtained. The standardization of the changes was the final stage of the project, ensuring the stability and validity of the system in the company through the involvement of all responsible agents.The main outputs of the work carried out include the dashboards developed to control the cutting process (blanking), daily updated consisting of a series of indicators including OEE (Overall Equipment Effectiveness) to control the performance of equipment and a specific indicator to control the yield of steel, the main raw material consumed, accounting for the scrap resulting from the process (waste)
Flow optimization and waste reduction in a wood processing industry
No full textDissertação de Mestrado em Engenharia e Gestão Industrial apresentada à Faculdade de Ciências e TecnologiaO desperdício e a falta de eficiência presentes no processo produtivo são dois dos temas mais debatidos no mundo empresarial dos dias de hoje. Consequentemente, as empresas têm efetuado um extenso e permanente trabalho para os eliminar, não só pelo impacto financeiro que representa nos seus negócios, mas também pela componente da sustentabilidade associada aos seus processos. Com base nesta problemática, esta dissertação centrou-se na análise do desperdício gerado no processo produtivo da Empresa X, incidindo sobre uma das suas matérias-primas, o papel impregnado. Sendo o objetivo desta dissertação a sua redução, em 30%, aplicando a filosofia Lean e otimizando o fluxo de informação e materiais da empresa. As iniciativas de melhoria implementadas focalizaram-se na resolução de problemas que originam defeitos.Em primeiro lugar, foram implementadas ações com o objetivo de criar um fluxo de informação estruturado entre as diversas áreas que intervêm no processo produtivo. De seguida foram criados indicadores que permitem ter uma maior visibilidade da situação atual e de potenciais desvios. Posteriormente, foi analisada o método utilizado para a gestão de stocks, evidenciando-se a existência de stock excessivo em fábrica e o incumprimento na ordem de utilização do mesmo. Atendendo que o papel impregnado possui uma data de validade reduzida, foi fundamental implementar medidas para que essa gestão seja executada de forma robusta, não colocando do lado do operador a decisão da matéria-prima a utilizar. Com o intuito de mitigar o problema da utilização arbitrária de stock foi desenvolvida uma ferramenta com uma interface intuitiva, de forma a informar o operador sobre a matéria-prima a utilizar, com base nos seus fatores críticos. As implementações de diversas iniciativas impactaram de forma positiva a redução de desperdício de papel, tendo sido registado uma redução do mesmo em aproximadamente 31%.Nowadays both the industrial waste and the lack of efficiency present in the factories are among the most impactful topics across all industrial sectors. As such, the companies have constantly been trying to mitigate the consequences of these two problems, not only because of the enormous financial impact they represent to their business models but also because of what it could mean for the sustainability of their processes.Taking this into account, this thesis mainly focused in analysing the percentage of industrial waste present in Company X processes. At the core of this study was the monitoring of impregnated paper which is one of the raw materials used by them. Thus, the aim of this analysis is the mitigation in 30% of the waste in the wood processing industry of Company X by following lean’s method and the optimization of the flow of information and raw materials. In this context, the improvement measures implemented focused on addressing the defect root causes.Firstly, some initiatives were implemented aiming at improving the flow of information across the different areas of the productive process. In addition to that, some figures were computed to better understand the starting point situation and potential deviations occurring.Afterwards, it was further analysed the stock management topic which revealed that there was excessive stock stored in the factory and an ongoing non-compliance with the priority rules of how the material should be used. Moreover, considering that the impregnated material has a limited validity date, it was paramount to implement measures that could ensure a better stock management and avoid an incorrect priority usage of stock.As such, it was also developed an intuitive software that indicates which stock should be used considering all these limitations and best practice rules.Hence, after the implementation of all the above-mentioned initiatives, the waste of industrial paper was approximately reduced by 31%
The criminal relevance of the Harmful administration crime in the portuguese legal system: approach and critical analysis of the ruinous management of the res publica
No full textDissertação de Mestrado em Ciências Jurídico-Forenses apresentada à Faculdade de DireitoO presente estudo versa sobre um tipo legal de crime que reveste particular importância no âmbito do Direito Penal patrimonial.A incriminação da Administração danosa no ordenamento jurídico português, apesar de, no Código Penal de 1982, ter-se revelado como uma opção legislativa louvável e adequada ao contexto histórico-social e económico existente em Portugal, hoje, surge como um delito ideologicamente descontextualizado e, consequentemente, praticamente inutilizado pelos nossos tribunais.Por esta razão, o objetivo principal deste estudo é apontar as problemáticas decorrentes da tipicidade do crime de Administração danosa (art.235º do Código Penal), assumindo uma posição crítico-construtiva, tendo sempre em vista uma alteração legislativa que permita a sanação das irregularidades, bem como o aperfeiçoamento da norma em questão.Posto isto, iniciaremos a presente dissertação com uma reflexão sobre a relevância sancionatória da infidelidade patrimonial no ordenamento jurídico nacional, não só analisando os pertinentes elementos típicos das várias manifestações de infidelidade – in casu, a Infidelidade patrimonial (art.224º do CP), os crimes societários (arts.509º e ss. do CSC) e a contraordenação de Gestão Ruinosa de Instituição de Crédito (art.211º, nº1, al. k) do RGICSF) –, mas também evidenciando a extrema importância que assumem no contexto dos crimes que protegem o património alheio.Passaremos, posteriormente, a uma análise (crítica e aprofundada) do delito de Administração danosa (art.235º do CP) para que, em confronto com as manifestações de deslealdade patrimonial analisadas, se conclua pela improficuidade prática do crime que protege a res publica. Deste modo, através de uma breve exposição acerca de um processoque, atualmente, se encontra nas mãos da justiça portuguesa – o denominado “Processo Caixa Geral de Depósitos” – pretendemos demonstrar que, na falta de uma incriminação que permita um combate eficaz face aos ataques contra o património público, os principaislesados (isto é, ao nível económico-financeiro) serão, em última instância, todos os contribuintes portugueses.Por fim, ocupar-nos-emos de uma análise crítica das dificuldades a superar, nomeadamente a (ideológica e historicamente) desajustada formulação legal do crime que pune a gestão ruinosa da coisa pública (art.235º do CP), propondo, inclusive, uma alteração legislativa do tipo delitivo em apreço.The present study focuses on a legal type of crime which detains particular importance within the scope of Criminal Property Law.The incrimination of Harmful Administration in the portuguese legal system, despite having revealed itself, in the 1982 Penal Code, as a praiseworthy legislative option and suitable to the historical-social and economic context existing in Portugal, today, it appears as an ideologically de-contextualised offence and, consequently, practically unused by our courts.For this reason, the main goal of this study is to point out the problems resulting from the typicity of the crime of Harmful Administration (art. 235 of the Penal Code),assuming a critical-constructive position, always aiming at a legislative change that allows the correction of the irregularities, as well as the improvement of the rule in question.That being said, we are going to begin this dissertation with the sanctioning relevance of Infidelity in the national legal system, not only by analysing the relevant typical elements of the various manifestations of Infidelity - in casu, Patrimonial Infidelity (art. 224º of the Penal Code), corporate crimes (arts.509º and ss. of the Commercial Societies Code) and the misdemeanor of Ruinful Management of a Credit Institution (art.211º, nº 1, al. k) RGICSF) –, but also by evidencing the extreme sanctioning importance that they assume in the context of crimes that protect the property of others.We will then proceed to a (critical and in-depth) analysis of the crime of Harmful Administration (art. 235 of the Penal Code) so that, in confrontation with the previously mentioned manifestations of Infidelity, we may conclude that the crime that protects res publica is inapplicable in practice. In this way, through a brief exposition about a process which is currently in the hands of the portuguese justice system - the so-called "Caixa Geral de Depósitos Process" - we intend to demonstrate that, in the absence of an incrimination which allows an effective fight in the face of the attacks against public assets, the main injured parties (that is, at an economic-financial level), will ultimately be all portuguese taxpayers.Lastly, we will deal with a critical analysis of the difficulties to be overcome, namely the (ideologically and historically) inappropriate legal formulation of the crime that punishes the ruinous management of public assets (art.235º of the Penal Code), also proposing a legislative modification to the legal type of crime in question