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Priorização de alvos neuronais como mediadores para entrega celular de agentes terapêuticos contra neurodegeneração
No full textDissertação de Mestrado em Biologia Celular e Molecular apresentada à Faculdade de Ciências e TecnologiaDoenças neurológicas acarretam um peso significativo nos serviços de saúde e afetam mais de mil milhões de pessoas no século XXI. Prevê-se que este número aumente no futuro devido ao crescimento e envelhecimento da população. As doenças neurodegenerativas (DND) são complexas e embora o envelhecimento seja um fator de risco significativo para o seu desenvolvimento, nomeadamente na doença de Alzheimer (DA) e na doença de Parkinson (DP), estas podem também ser influenciadas por uma série de fatores genéticos e ambientais 21. Sendo consideradas doenças complexas, as DND estão associadas a um grande número de alterações com grande impacto no cérebro e no seu funcionamento, nomeadamente défices cognitivos, disfunção motora e alterações comportamentais. As principais características das DND incluem alterações na conformação das proteínas, como emaranhados de tau e placas Aβ, interrompendo processos celulares normais e levando à morte de células neuronais. As terapias baseadas em intervenção genética, como as terapias direcionadas ao RNA, oferecem alterações específicas na expressão de proteínas com efeitos duradouros. Para serem usadas como uma ferramenta farmacológica no sistema nervoso central (SNC), são necessárias condições como entrega das moléculas terapêuticas no cérebro e dispersão pelos vários tecidos. Portanto, um veículo para garantir sua segurança e transporte eficaz através da barreira hematoencefálica (BBB) e a sua entrega na células-alvo é fundamental.Um dos mecanismos mais explorados para a entrega das moléculas terapêuticas através da BBB tem sido a transcitose mediada por recetores (RMT) e a transcitose mediada por transportador (CMT). Para que ocorra a sua entrega de forma eficaz por RMT ou CMT é requerido uma forte expressão do recetor alvo ou proteína transportadora em células endoteliais da BBB e a expressão mínima em tecidos periféricos.Neste projeto diferentes shuttles presentes na BBB serão explorados com a intenção de desenvolver uma molécula. Numa primeira etapa de priorização, foi realizada uma pesquisa in silico que nos permitiu reduzir extensivamente o número de alvos de interesse. A lista reduzida foi submetida a uma nova pesquisa no modelo neuronal NGN2, e o nível de expressão esperado foi comparado com os resultados obtidos através de Western blots. Isto levou a uma consequente redução ainda mais da lista de alvos de interesse para os quais havia anticorpos comerciais adequados. Além disso, também a presença na membrana dos recetores foi analisada. Utilizando diferentes técnicas de purificação, as proteínas foram separadas em fração membranar e citoplasmática, e analisadas com Western blots. Estudos adicionais para confirmar a localização na membrana dos alvos de interesse estão atualmente em progresso.Neurological conditions are a significant healthcare burden affecting over one billion people in the 21st century, and it is expected to increase due to population growth and ageing. Neurodegenerative disorders (NDDs) are complex and although ageing is a significant risk factor, especially AD and PD, they can be influenced by a range of genetic and environmental factors. As heterogenous diseases, NDDs encompass a wide range of consequences on brain and its behaviour. These changes are known to be significant and diverse, including cognitive impairment, motor dysfunction and behavioural alterations. Key features of neurodegenerative diseases include misfolded proteins, such as tau tangles and Aβ plaques, disrupting normal cellular processes and leading to neuronal cell death.Genetic intervention-based therapies, such as RNA-targeting therapies can offer targeted expression changes with long-lasting effects. To be used as a pharmacological tool in the central nervous system (CNS), central delivery and wide dispersion across several tissues are required for its success. Therefore, a vehicle to ensure their safety and effective transport across the blood-brain barrier (BBB) and into target cells is required. The most exploited mechanisms for delivery across the BBB have been receptor mediated transcytosis (RMT) and carrier mediated transcytosis (CMT). For effective delivery of therapeutic molecules through RMT or CMT strong expression of target receptor or carrier protein in BBB cells is required, together with minimal expression in peripheral tissues.In this project different BBB shuttles will be explored with the purpose to further develop the final molecule. In a first step of prioritization, an in silico search was performed allowing us to reduce extensively the number of targets of interest. The reduced list was submitted to a new search in the NGN2 neuronal model and the expected expression levels were compared with Western blotting results. This reduced further the list of targets of interest that had suitable commercial antibodies. Additionally, membrane presence was also evaluated. Using different purification techniques, the proteins were separated between membrane and cytoplasmic fractions, and analysed with Western blot. Further steps to confirm membrane localization of the targets of interest are currently ongoing
Estimation of age at death in two identified Portuguese skeletal collections: the paradigm of cranial and palatal sutures
No full textDissertação de Mestrado em Antropologia Forense apresentada à Faculdade de Ciências e TecnologiaAge estimation in adults is a complex process with problems regarding the accuracy, as it is based on evidence of bone degeneration and remodelling that are highly variable. As age increases, the level of uncertainty associated with age also increases and, therefore, the age ranges associated with age estimates for middle-aged and older adults.One of the most contested methods for estimating age at death is based on suture obliteration. Although this indicator has given rise to several publications, all have shown problems with precision and accuracy, since this method gives wide age ranges, whose accuracy regresses with increasing age of individuals.The aim of this study was to analyse the obliteration process of anterior lateral sutures and palatal sutures and its accuracy regarding age of death estimation. In all, 392 skulls from two identified osteological collections were analysed: Coleção das Trocas Internacionais and Colecção de Esqueletos Identificados Século XXI, belonging to the Department of Life Sciences of the University of Coimbra.The obliteration progress was shown to be different between females and males: the obliteration process started and ended earlier in males, being this process longer in females.The results of this study indicate that there is a relationship between age and the degree of obliteration of sutures, althought not perfectly linear, as there is great variability between individuals and sutures. The accuracy of the analysed methods proved to be low, as a small percentage of correct age-at-death estimates were obtained, especially after the age of 50 years.Two formulas were developed, to estimate age at death, one for each sex, being particularly recommended for older individuals.The low success of estimating age at death and the long age intervals obtained lead to the recommendation not to use these formulas alone in estimating this importante parameter. Whenever possible, other regions in the human skeleton should be analysed for a more reliable age-at-death estimate.A estimativa da idade em adultos é um processo complexo e com problemas no que concerne a fiabilidade, pois é baseado nas evidências de degeneração e remodelação óssea que são altamente variáveis. Com o aumento da idade o nível de incerteza associado à estimativa d idade também aumenta e, por conseguinte, também as faixas etárias associadas às estimativas de idade para adultos de meia-idade e idosos.Um dos métodos mais contestados no que toca à estimativa da idade à morte é baseado nos graus de obliteração das suturas cranianas. Embora este indicador tenha originado várias publicações, todas demonstram problemas no que concerne à fiabilidade, uma vez que este método apresenta amplos intervalos etários, cuja fiabilidade regride com o aumento da idade dos indivíduos.O objetivo deste estudo foi analisar o processo de obliteração das suturas laterais anteriores e palatinas testar a sua fiabilidade no que respeita à estimativa da idade à morte. Foram analisados 392 crânios provenientes de duas coleções osteológicas identificadas: a Coleção das Trocas Internacionais e a Colecção de Esqueletos Identificados Século XXI, pertencentes ao Departamento de Ciências da Vida da Universidade de Coimbra.O progresso de obliteração mostrou ser diferente entre os dois sexos, na medida em que o sexo masculino mostrou iniciar e concluir o processo de obliteração mais cedo além de que o sexo feminino apresentou um processo de obliteração marcadamente mais longo.Os resultados deste estudo, indicam que existe uma relação entre o aumento de idade e o grau de obliteração das suturas, no entanto esta não é uma relação perfeitamente linear, pois existe grande variabilidade entre os indivíduos e as suturas. A fiabilidade dos métodos analisados mostrou ser baixa, tendo-se obtido uma percentagem reduzida de estimativas da idade à morte corretas, especialmente em idades superiores a 50 anos.Foram desenvolvidas duas fórmulas para estimar a idade à morte, uma para cada sexo, sendo o seu uso recomendado para indivíduos mais velhos.O baixo sucesso de estimativas da idade à morte e a obtenção de intervalos etários longos levam a que não se recomende o seu uso isolado na estimativa da idade à morte. Sempre que possível devem ser analisadas outras regiões no esqueleto humano para uma estimativa da idade à morte mais fiável
Characterization of gasolines by HRAM LC-MS
No full textDissertação de Mestrado em Química Forense apresentada à Faculdade de Ciências e TecnologiaA maioria dos líquidos inflamáveis são produtos petroquímicos derivados do crude e, dentro destes, a gasolina é o inflamável mais comumente utilizado em crimes de incêndio, uma realidade cada vez mais assídua. Hoje em dia, o desempenho dos combustíveis resulta em parte da adição de pequenas quantidades de químicos (< 1 %), designados de aditivos. Sendo a aditivação um processo dependente das marcas, confere uma característica de distinção entre as mesmas. Os incêndios constituem locais do crime complexos e, nesse sentido, toda a informação adquirida é útil. A identificação dos aditivos confere um novo parâmetro para a identificação e comparação das amostras, assim como para o estabelecimento de relações entre crimes de incêndio, postos de abastecimento e suspeitos.Neste estudo, HRAM LC-MS foi utilizado na análise de quinze marcas diferentes de gasolina, recolhidas em vinte e seis dos postos de abastecimento de Portugal. Métodos quimiométricos do software Compound Discoverer, incluindo a análise descritiva, PCA, HCA e a análise diferencial (ANOVA), foram aplicados com vista à identificação de compostos característicos das gasolinas, assim como de compostos de diferenciação das mesmas. Estudos anteriores já demonstraram a viabilidade de diferenciação de marcas.A caracterização das gasolinas envolvidas neste projeto permitiu a identificação de compostos encontrados de forma recorrente e coerente nas gasolinas estudadas, assim como possibilitou a identificação de compostos de diferenciação entre duas marcas e a observação de que a similaridade, ou diferença, entre amostras pode advir além da marca.Most flammable liquids are petrochemical products derived from crude oil and, within these, gasoline is the most commonly used flammable in fire crimes, an increasingly common reality . Nowadays, the performance of fuels results in part from the addition of small amounts of chemicals (< 1 %), known as additives . As additivation is a brand-dependent process, it gives brands a distinctive characteristic . Fires constitute complex crime scenes and, in this sense, all the information acquired is useful. The identification of additives provides a new parameter for identifying and comparing samples, as well as for establishing relationships between arson, gas stations and suspects . In this study, HRAM LC-MS was used to analyze fifteen different brands of gasoline, collected from twenty-six petrol stations in Portugal . Chemometric methods from Compound Discoverer software, including descriptive analysis, PCA, HCA and differential analysis (ANOVA), were applied in order to identify compounds that are characteristic of gasolines, as well as compounds that differentiate them . Previous studies have already demonstrated the viability of brand differentiation . The characterization of the gasolines involved in this project made it possible to identify compounds found in a recurring and coherent way in the gasolines studied, as well as to identify differentiating compounds between two brands and to observe that the similarity, or difference, between samples can arise beyond the brand
Nova metodologia transparente para o desenvolvimento de modelos híbridos
No full textDissertação de Mestrado em Engenharia Química apresentada à Faculdade de Ciências e TecnologiaEsta tese de mestrado apresenta uma metodologia para a formulação e identificação de modelos híbridos usando conjuntos de dados experimentais. O objetivo principal deste estudo foi determinar um bom compromisso de complexidade mecanística necessária, com especial foco na sua aplicabilidade a sistemas descritos por equações diferenciais ordinárias. A metodologia proposta foi aplicada a um caso de estudo relativo ao crescimento de microalgas (Scenedesmus obliquus) num fotobiorreactor à escala laboratorial. Foram desenvolvidos três modelos híbridos, cada um com complexidade mecanística crescente, aplicando a metodologia proposta. O desempenho dos modelos híbridos foi avaliado em condições de interpolação e extrapolação, relativamente ao modelo treinado baseado em dados. Para avaliar o desempenho do modelo híbrido, foram utilizadas métricas que avaliam a qualidade de ajuste aos dados experimentais e incerteza. Nas avaliações, o Modelo Híbrido 1, caracterizado por uma baixa complexidade, apresentou uma boa concordância com os dados de treino, reduzindo eficazmente a incerteza simulada. Esta constatação realça o potencial dos modelos híbridos para fornecer previsões exatas, mantendo, simultaneamente, um baixo nível de incerteza. No entanto, nas avaliações de extrapolação, o Modelo Híbrido 1 não produziu melhorias significativas em relação ao modelo de referência. A frequência das alterações dos parâmetros do modelo baseado em dados também foi investigada e verificou-se que as alterações mais frequentes resultaram numa redução significativa da incerteza simulada. Posteriormente, foi introduzido um Modelo Híbrido 2 mais mecanísticamente estruturado, incorporando uma maior estrutura relativamente à intensidade da luz e no modelo da taxa de consumo de substrato. Durante a avaliação da interpolação, este modelo demonstrou uma concordância ligeiramente inferior com os dados de treino quando comparado com o Modelo Híbrido 1, juntamente com uma incerteza simulada mais elevada. No entanto, na avaliação da extrapolação, o Modelo Híbrido 2 apresentou melhor desempenho tanto na qualidade de ajuste como na incerteza. O Modelo Híbrido 3, de maior complexidade mecanística, não pôde ser identificado, impossibilitando a avaliação da sua capacidade preditiva. Foram apresentadas sugestões para a reestruturação do modelo, bem como potenciais futuras melhorias na metodologia proposta, nomeadamente através da otimização global. Em geral, os resultados obtidos no caso de estudo demonstraram que os modelos híbridos descreveram efetivamente os dados experimentais e reduziram a incerteza simulada quando comparados com o modelo de referência. No entanto, quando avaliados em cenários de extrapolação, tanto o Modelo Híbrido 1 como o Modelo Híbrido 2 apresentaram desfasamentos na previsão em relação ao modelo de referência. Nomeadamente, o Modelo Híbrido 2 apresentou capacidades de previsão superiores quando comparado com o Modelo Híbrido 1. No entanto, foram obtidas boas previsões do modelo, tendo em conta o esforço necessário para o identificar, pelo que se trata de uma abordagem com uma boa relação custo-eficácia. As potenciais aplicações dos modelos híbridos foram exploradas, destacando a sua relevância na otimização de processos industriais. A indústria da cortiça, em particular, poderá beneficiar da utilização de modelos híbridos para melhorar a eficiência da produção, com especial incidência na otimização dos tempos de estabilização da cortiça. Este estudo realça a utilidade dos modelos híbridos em diversos contextos industriais, criando oportunidades para uma melhor otimização e desempenho dos processos.This master’s thesis presents a comprehensive framework for the formulation and identification of hybrid models using experimental datasets. The primary objective of this study was to determine the appropriate level of mechanistic complexity required for these hybrid models, with a particular focus on their applicability to systems described by differential equations. The proposed framework was applied to a case study involving the growth of microalgae (Scenedesmus obliquus) within a lab-scale photobioreactor. Three hybrid models, each with incrementally increasing in mechanistic complexity, were developed using this framework. The performance of these hybrid models was evaluated under both interpolation and extrapolation conditions, relative to the trained data-driven model. Metrics assessing the quality of fit to experimental data and uncertainty were employed to assess hybrid model performance. In the assessments, Hybrid Model 1, which is characterized by low complexity, showed good agreement with the training data, effectively reducing the simulated uncertainty. This finding highlights the potential of hybrid models to deliver accurate predictions while simultaneously keeping a low level of uncertainty. However, in the extrapolation evaluations, Hybrid Model 1 did not yield significant improvements over the benchmark model. The frequency of parameter updates in the data-driven model was also investigated, and it was found that more frequent updates resulted in a significant reduction in simulated uncertainty. Subsequently, a more mechanistically structured Hybrid Model 2 was introduced, incorporating additional structure regarding the light intensity and in the substrate uptake rate model. During the interpolation assessment, this model demonstrated slightly inferior agreement with the training data when compared to Hybrid Model 1, along with higher simulated uncertainty. However, in the extrapolation assessment, the Hybrid Model 2 exhibited improved performance in both quality of fit and uncertainty. The Hybrid Model 3, featuring the largest mechanistic complexity, could not be identified, making it impossible to evaluate its predictive capabilities. Suggestions for model restructuring were provided, in addition to potential future improvements within the proposed framework aimed at better handling related cases, particularly by involving global optimization. Overall, the results obtained in the case study demonstrated that hybrid models effectively described experimental data and reduced simulated uncertainty when compared to the benchmark model. However, when assessed to extrapolation scenarios, both Hybrid Model 1 and Hybrid Model 2 exhibited prediction mismatches with the benchmark. Notably, Hybrid Model 2 displayed superior predictive capabilities when compared to Hybrid Model 1. Nevertheless, good model predictions were obtained considering the amount of effort required to identify the model, hence being a cost-effective approach. The potential applications of hybrid models were explored, highlighting their relevance in optimizing industrial processes. The cork industry, in particular, could benefit from employing hybrid models to enhance production efficiency, with a focus on optimizing cork stabilization times. This study underscores the promise of hybrid models in diverse industrial settings, creating opportunities for improved process optimization and performance
Recuperação de produtos de elevado valor comercial provenientes de um efluente de lagares de azeite e de um lixiviado de aterro
No full textDissertação de Mestrado em Engenharia Química apresentada à Faculdade de Ciências e TecnologiaOlive oil production generates an effluent with a high content in organic matter including phenolic compounds. Phenolic compounds can be used as antioxidants in the food industry, so their recovery from wastewater can be economically advantageous. The treatment of this effluent using, for example, Fenton reaction, leads to the degradation of the phenolic content. So, a pre-treatment should be implemented before to recover phenolic compounds. Adsorption may be a very advantageous technique which, when combined with liquid-solid extraction, can lead to the recovery of highly pure phenolic compounds. The deposition of waste in landfill leads to the production of a landfill leachate. The right treatment of this effluent depends on its compositions that depends on the age of the landfill and type of waste deposited. When the landfill is relatively new, the concentration of metals in the leachate can be high and its recovery may be interesting. Electrocoagulation may be an interesting approach to recover metals dissolved in this type of effluent. The goal of the work developed within this thesis is to recover added-value products from olive mill wastewater (OMW) and landfill leachate (LL). In what regards OMW, Amberlite@HPR1100 was applied as adsorbent to recover phenolic compounds. Batch adsorption experiments were conducted for synthetic and real OMW. Langmuir isotherm and pseudo-second order kinetic model were able to predict the experimental data obtained for the synthetic effluent. As for real effluent, the Freundlich isotherm and the pseudo-first order kinetic model adjusted better to the experimental data. The adsorption of phenolic compounds in a column was also studied to evaluate the performance of the continuous process. Several parameters were determined like the breakthrough point, exhaustion time and stoichiometric time. The mass of phenolic compounds adsorbed was also determined. For real OMW the tbp, tst and tex determined were 1.27 min, 84.4 min and 575 min, respectively. After 645 min of adsorption, 42% of phenolic content that entered the column was adsorbed into the resin. With this data, it was possible to design an industrial column. The designed column should have 478 cm and 57 cm of height and diameter, respectively. The column would need to be filled with 271 kg of resin. To desorb the phenolic compounds from the resin, six solvents were tested. Acetone and a mixture of 50% ethanol/isopropanol were the solvents that had better performance using synthetic and real OMW as source of phenolic compounds. The desorption kinetics were tested, and results showed that after 6 hours, a recovery of 90% of adsorbed phenolic compounds was possible for synthetic OMW. For real OMW a recovery of 80% was accomplished after 5 hours of desorption. Using the same proportion of solvent/resin a volume of 601 L of acetone needs to be used to remove the phenolic compounds adsorbed in the industrial process. The desorption process can be further optimized, the solvent/resin ratio, the mass of resin in the column and other operating parameters can be changed to obtain a process with high recovery efficiencies of phenolic compounds. The recovery of metals from a landfill leachate was evaluated using an electrocoagulation process. Three different current intensities were tested, and results showed a high removal of metals whichever the current intensity applied. However, organic matter removal efficiency was highly depended upon the operating conditions. As the increase of current intensity applied leads to an increase in the operating cost of the process the kinetic of the reaction was assessed using 0.5 A. After 90 min of reaction (0.5 A) the removal of metals (copper, zinc and iron) was almost 100% while the removal of COD was only 36%. The same electrodes were also used for multiple reactions, and it was concluded that their stability is maintained for at least 6 reactions. The recovery of metals from the sludge formed in this process needs to be further studied. The removal efficiency of COD can also be optimized using an electro-Fenton reaction, where iron and copper present in solution can be used as catalysts reducing the need of adding an external iron source.A produção de azeite gera um efluente com elevadas concentrações de matéria orgânica, incluindo, compostos fenólicos. Os compostos fenólicos podem ser usados como antioxidantes na indústria alimentar, assim a sua recuperação do efluente pode ser economicamente viável. O tratamento do efluente de azeite usando, por exemplo, reação de Fenton leva à degradação de compostos fenólicos. Portanto um pré-tratamento deve ser implementado antes para a recuperação de compostos fenólicos. A adsorção pode ser uma técnica vantajosa que, quando combinada com uma extração líquido-solido, pode levar a recuperação de compostos fenólicos com pureza elevada.A deposição de resíduos em aterro leva a produção de um lixiviado de aterro. O tratamento correto deste efluente depende da sua composição, que depende da idade do aterro e tipo de resíduos depositados. Quando o aterro é relativamente novo, a concentração de metais no lixiviado pode ser maior e a sua recuperação interessante. Eletrocoagulação pode ser uma abordagem interessante para recuperar metais dissolvidos neste tipo de efluente. O objetivo deste trabalho desenvolvido no âmbito da tese de dissertação é a recuperação de produtos de valor acrescentado do efluente de azeite e lixiviado de aterro. Relativamente ao efluente de azeite, a resina Amberlite@HPR1100 foi usada como adsorvente para recuperar compostos fenólicos. Experimentos de adsorção em descontinuo foram conduzidos para efluente de azeite sintético e real. A isotérmica de Langmuir e o modelo cinético de pseudo-segunda ordem foram capazes de melhor prever os dados experimentais obtidos para o efluente sintético. Já para o efluente real, a isotérmica de Freundlich e o modelo cinético de pseudo-primeira ordem foram os que melhores ajustaram os dados experimentais. A adsorção de compostos fenólicos em uma coluna foi também estudada para avaliar a performance do processo continuo. Vários parâmetros foram determinados, como o ponto de rutura, tempo de exaustão e tempo estequiométrico. A massa de compostos fenólicos adsorvidos foi também determinada. Para o efluente real o tbp, tst e tex determinados foram de 1.27 min, 84.4 min e 575 min, respetivamente. Após 645 min de adsorção cerca de 42% dos compostos fenólicos que entraram na coluna foram adsorvidos na resina. Com estes dados é possível projetar uma coluna industrial de adsorção. A coluna deve ter 478 cm de altura e 57 cm de diâmetro e deve ser preenchida com 271 kg de resina. Para dessorver os compostos fenólicos da resina, seis solventes foram testados. Acetona e uma mistura 50% etanol/isopropanol foram os solventes que tiveram melhor desempenho usando efluente sintético e real como fonte de compostos fenólicos. A cinética de dessorção foi testada e os resultados mostram que após 6 horas se conseguiu uma recuperação de 90% de compostos fenólicos adsorvidos na resina usando efluente sintético. Utilizando efluente real, uma recuperação de 80% dos compostos fenólicos foi alcançada apos 5 horas de dessorção. Usando a mesma proporção solvente/resina, um volume de 601 L de acetona deve ser usado para remover compostos fenólicos adsorvidos no processo industrial. O processo de dessorção pode ser ainda mais otimizado, o rácio solvente/resina, a massa de resina usada na coluna e outros parâmetros operacionais podem ser alterados para obter um processo com altas recuperações de compostos fenólicos. A recuperação de metais do lixiviado de aterro foi avaliado utilizando um processo de eletrocoagulação. Três intensidades de corrente diferente foram aplicadas e os resultados mostram uma alta remoção de metais independentemente da intensidade de corrente aplicada. Contudo, a eficiência de remoção de matéria orgânica dependia muito das condições operacionais. À medida que a intensidade de corrente aplicada aumenta, também o costo de operação do processo aumenta, assim a cinética da reação foi avaliada usando 0.5 A. Após 90 min de reação (0.5 A) a remoção de metais (cobre, zinco e ferro) foi de quase 100% enquanto a remoção de COD foi de apenas 36%. Os mesmos elétrodos foram usados em múltiplas reações, e concluiu-se que a sua estabilidade se mantém durante, pelo menos, 6 reações. A remoção de metais das lamas formadas neste processo precisa de ser estudada. A eficiência de remoção de COD pode ser ainda otimizada utilizando uma reação de eletro-Fenton, onde o ferro e cobre presente em solução podem ser usados como catalisadores reduzindo, assim, a necessidade de adicionar fontes externas de ferro
Evaluation of the Structural Behaviour of Old Railway Bridges Based on Damage Accumulation Models
No full textDissertação de Mestrado em Engenharia Mecânica apresentada à Faculdade de Ciências e TecnologiaCom o setor dos transportes ferroviários a afirmar-se como sendo um dos meios de transporte mais económicos e sustentáveis, é de extrema importância que sejam asseguradas as condições de segurança necessárias para o seu correto funcionamento. Considerando que as políticas de investimento relativas às várias infraestruturas que envolvem este setor compreendem ações de reabilitação e de renovação, é fundamental que sejam efetuadas avaliações ao comportamento estrutural de pontes ferroviárias metálicas, uma vez que muitas delas podem encontrar uma vida útil bastante reduzida, dado que possuem idade avançada, que em alguns casos pode ir além de uma centena de anos. Por outro lado, foram concebidas para situações de tráfego e de carregamento totalmente distintas, recorrendo a metodologias de projeto limitadas face às usadas atualmente. Sendo assim, e com o objetivo de prolongar a vida útil deste tipo de infraestruturas, é necessário efetuar avaliações da vida remanescente rigorosas que reflitam o histórico de carga real e que sejam sensíveis aos fenómenos de acumulação de dano por fadiga.Posto isto, nesta dissertação foi utilizada a metodologia proposta pela JRC - Assessment of Existing Steel Structures: Recomendations for Estimations of Remaining Fatigue Life - da Comissão Europeia, que descreve em pormenor os procedimentos a adotar no projeto de pontes metálicas novas, pelo que se testará a sua aplicabilidade em pontes metálicas mais antigas, para as quais existe maior incerteza relativamente ao histórico de carga, propriedades dos materiais usados e valores de dano acumulado causado pelo fenómeno de fadiga. Esta metodologia foi aplicada numa ponte ferroviária metálica antiga típica com duas vias-férreas. Foram considerados carregamentos típicos do material circulante português entre 1900 e 2020, bem como um histórico de passagens representativo associado ao mesmo período temporal. Este estudo considerou as duas primeiras fases de análise das quatro que constituem a metodologia adotada, nomeadamente a fase preliminar e a fase detalhada. Na primeira, são identificados os pontos críticos à fadiga existentes na estrutura, recorrendo-se a uma abordagem de fadiga simplificada, baseada na norma EN 1993-2:2006, que considera o espetro de carga normalizado do comboio de referência LM71. Na segunda, faz-se um estudo de acumulação de dano à fadiga considerando cenários de carregamento com material circulante representativo da ferrovia portuguesa para todos os elementos que falharam na fase preliminar. Nesta análise, simulou-se o histórico de carga associado à passagem de cada comboio, que foi posteriormente utilizado para fazer a contagem de ciclos correspondentes usando o algoritmo de contagem de ciclos Rainflow. A acumulação de dano foi estimada utilizando a lei linear de Miner combinada com curvas S-N representativas das categorias dos detalhes geométricos da ponte. O cálculo dos esforços considerados nas duas análises efetuadas foi realizado através do método dos elementos finitos, a partir da criação de um modelo tridimensional da ponte ferroviária estudada, recorrendo a elementos finitos lineares.Após aplicação da metodologia foi possível concluir que os elementos estruturais mais suscetíveis a falha por fadiga de uma ponte ferroviária metálica são as Carlingas e Longarinas, por serem elementos solicitados aos maiores esforços. Na fase preliminar, para além dos elementos mencionados falharam ainda algumas Montantes, nomeadamente as Montantes de Extremidade e Intermédias. Para todos estes elementos, foi recomendada uma avaliação detalhada (Fase II). Depois de aplicada a metodologia proposta na avaliação detalhada, verificou-se que as Montantes Intermédias não representam qualquer perigo na infraestrutura. Porém, o mesmo não se pode afirmar relativamente às Montantes de Extremidade, Carlingas e Longarinas, que mais uma vez falharam, dado que foram identificados alguns nós críticos suscetíveis a falha por fadiga. Para os elementos que falharam após a análise de fadiga detalhada, foram propostas várias medidas, que envolvem a aplicação de uma análise mais especializada (Fase III), estudando-se essencialmente a propagação da fenda de fadiga, ou mesmo a aplicação de medidas corretivas (Fase IV).Finalmente, foram ainda abordados três casos de estudo focados no dano associado à passagem de dois comboios em simultâneo, diferindo quer no sentido, quer no posicionamento dos comboios circulantes na ponte em estudo. De acordo com este estudo, foi possível concluir que o dano por fadiga é mais elevado para a situação em que os comboios circulam no mesmo sentido e na mesma posição.With the rail transport sector asserting itself as one of the most economical and sustainable means of transport, it is extremely important that the necessary safety conditions are ensured for its correct functioning. Considering that the investment policies relating to the various infrastructures of this sector comprises rehabilitation and renovation actions, it is fundamental that evaluations of the structural behavior of metallic bridges are made, since many of them have a very reduced useful life, given that they are in advanced age, which in some cases can go beyond a hundred years. On the other hand, they were made for completely different traffic and loading situations, using limited design methodologies compared to those currently used. Therefore, and with the aim of prolonging the service life of this type of infrastructures, accurate remaining life estimations that reflect the actual load history and are sensitive to fatigue damage impact phenomena are needed.That being said, in this dissertation the methodology proposed by the JRC - Assessment of Existing Steel Structures: Recommendations for Estimations of Remaining Fatigue Life - of the European Commission was used, which describes in detail the procedures to be adopted in the design of new steel bridges, for which it will be tested its applicability in older metallic bridges, where there is greater uncertainty in relation to the load history, properties of the materials used and values of accumulated damage caused by the phenomenon of fatigue. This methodology was applied to a typical old metallic bridge with two railway tracks. Typical loadings of Portuguese rolling stock between 1900 and 2020 were considered, as well as a representative history of passages associated with the same period. This study considered the first two analysis phases of the four that constitute the adopted methodology, namely the preliminary phase and the detailed phase. In the first, the critical fatigue points in the structure are identified, using a simplified fatigue approach, based on the EN 1993-2:2006 standard, which considers the normalized load spectrum of the LM71 reference train. In the second, an accumulation fatigue damage study is carried out considering loading scenarios with rolling stock representative of the Portuguese railway for all elements that failed in the preliminary phase. In this analysis, the load history associated with the passage of each train was simulated, which was subsequently used to count the corresponding cycles using the Rainflow cycle counting algorithm. The damage accumulation was calculated using Miner's linear law combined with S-N curves representing the categories of geometric details of the bridge. The calculation of the forces considered in the two analyzes carried out was achieved through the finite element method, from the creation of a three-dimensional model of the observed bridge studied, using linear finite elements.After applying the methodology, it was possible to conclude that the elements most elaborated to failure due to fatigue of a metallic bridge are the Floor Beams and Stringers, because they’re submitted to the greatest efforts. In the preliminary phase, in addition to the elements mentioned, some Posts also failed, namely the End and Intermediate Posts. For all these elements, a detailed evaluation (Phase II) was recommended. After applying the methodology proposed in the detailed assessment, it was verified that the Intermediate Posts do not pose any danger to the infrastructure. However, the same cannot be said for the End Posts, Floor Beams and Stringers, which once again failed, as some critical nodes were identified as susceptible to fatigue damage. For the elements that failed after the detailed fatigue analysis, several measures were proposed, which involved the application of a more specialized analysis (Phase III), essentially studying the influence of fatigue cracks, or even the application of corrective measures (Phase IV).Finally, three case studies focused on the damage associated with the passage of two trains simultaneously were also addressed, differing both in direction and in the positioning of the trains running on the bridge under study. According to this study, it was possible to conclude that the fatigue damage is higher for the situation in which the trains circulate in the same direction and in the same position in relation to the bridge
Development of a Platform for Layaway Payments
No full textDissertação de Mestrado em Engenharia Informática apresentada à Faculdade de Ciências e TecnologiaO layaway é um serviço de retalho que permite aos clientes pagarem por bens aolongo de um período de tempo, em vez de pagar tudo de uma vez. Este tipode acordo de pagamento é especialmente significativo em países em desenvolvimento,onde o acesso a financiamento pode ser bastante limitado, pois possibilitaa aquisição de bens que, de outra forma, seriam muito difíceis de adquirir.Esta plataforma tem como objetivo simplificar o processo de layaway ao facilitaros pagamentos entre os clientes e os comerciantes, fornecer atualizações emtempo real sobre o estado dos pagamentos e permitir uma gestão fácil dos produtosem layaway. Para aumentar ainda mais a facilidade dos pagamentos, estaplataforma está integrada num fornecedor de serviços de dinheiro móvel, quetambém tem vindo a aumentar rapidamente em popularidade nesses países devidoà sua capacidade de fornecer serviços financeiros de forma eficaz a indivíduose pequenas empresas.O projeto começou com uma revisão da literatura, que revelou uma falta deplataformas especificamente projetadas para a implementação do layaway comoplano de pagamento. No entanto, a pesquisa existente ofereceu informaçõesvaliosas sobre as características e o funcionamento do layaway, bem como seupotencial de integração com aplicações de dinheiro móvel para expandir o seualcance a um público mais amplo.Após a revisão da literatura, teve início a fase de planeamento da solução, envolvendoa criação de casos de uso para delinear os requisitos funcionais e nãofuncionais. Em seguida, uma arquitetura baseada no padrão de microsserviçosfoi elaborada.Com a arquitetura final definida, teve início a fase de desenvolvimento, seguindoos princípios da metodologia SCRUM. Os sprints foram definidos com duraçãode uma semana, e foram incorporadas reuniões durante o sprint para resoluçãode problemas e alinhamento, e retrospectivas no final do mesmo para a respetivaanálise e implementação de quaisquer ajustes necessários.A fase subsequente de testes, embora breve, incluiu testes unitários dos várioscontroladores da plataforma. Estes testes revelaram pequenos problemas queforam prontamente resolvidos.O resultado é um Produto Mínimo Viável (MVP) que demonstra efetivamente oconceito de layaway, alcançando com sucesso o objetivo principal do estágio naWIT Software.Layaway is a retail service that allows customers to pay for goods over a periodof time, rather than all at once. This type of payment arrangement is particularlysignificant in poor nations where access to finance can be quite restrictedsince it makes possible the acquisition of goods that would, otherwise, be verychallenging.The platform developed aims to streamline the layaway process by facilitatingpayments between customers and merchants, providing real-time updates onpayment status, and allowing easy management of products in layaway. To furtherincrease the ease of payments, this platform is inserted into a provider ofmobile money services, which have also been rapidly increasing in popularity insuch countries because of their ability to successfully provide financial servicesto individuals and small businesses.The project started with a literature review, revealing a lack of platforms specificallydesigned for employing layaway as a payment plan. However, the existingresearch yielded valuable insights into the characteristics and workings of layaway,as well as its potential for integration with mobile money to expand itsreach to a wider audience.Following the review, the solution design phase commenced, involving the creationof use cases to outline both functional and non-functional requirements.Subsequently, an architecture based on the microservices pattern was devised.With the final architecture in place, the development phase commenced, followingthe principles of the SCRUM methodology. Sprints were set at a one-weekduration, incorporating mid-sprint meetings for issue resolution and alignment,and end-of-sprint retrospectives for analysis and necessary adjustments.The subsequent testing phase, although brief, encompassed unit testing of theplatform’s various controllers. These tests identified minor issues that were promptlyaddressed.The result is a Minimum Viable Product (MVP) that effectively demonstrates thelayaway concept, successfully accomplishing the primary objective of the internshipat WIT Software
Channel manager for Bookings Web App
No full textDissertação de Mestrado em Engenharia Informática apresentada à Faculdade de Ciências e TecnologiaCom o desenvolvimento da tecnologia nas últimas décadas, todas as indústrias têm sido afetadas, e a indústria hoteleira não é exceção. Nos últimos anos, tem se visto uma mudança na maneira de operar dos hotéis, que têm vindo a adotar mecanismos online, de forma a captar um maior público.Com esta transação, começaram a surgir plataformas mais sofisticadas intituladas como Agências de Viagens Online (Online Travel Agencies - OTAs), que agregam um número elevado de hotéis e propriedades num só local, para simplificar o processo de pesquisa e reserva. Existem benefícios evidentes na adesão a múltiplos OTAs por parte do estabelecimento, para aumentar a ocupação e receitas.Contudo a gestão destes canais manualmente torna-se um desafio para os hotéis. Ao introduzir um gestor de canais (Channel Manager) no sistema de gestão de propriedades (Property Management System - PMS) do hotel, será possível controlar e atualizar todos os canais externos (OTAs) através de um único local.Será analisado no relatório, o processo de desenvolvimento do gestor de canais. Este software será implementado num sistema de gestão de propriedades já desenvolvido pela HYP - HYP Checkin.A adoção deste Channel Manager permite uma centralização de todos os dados e operações relacionadas ao estabelecimento numa só plataforma, o PMS.Desta forma, a complexidade de estar presente em vários OTAs é minimizada, pois é gerida pelo Channel Manager.Este relatório detalha todas as etapas realizadas pelo aluno ao longo do ano letivo 2022/2023, para desenvolver e integrar um Channel Manager no sistema de gestão de propriedades, HYP Checkin. O presente trabalho engloba uma análise sobre o PMS HYP Checkin, bem como um estudo sobre o negócio e engenharia de um gestor de canais.With the development of technology in recent decades, all industries have been affected, and the hospitality industry is no exception. In recent years, there has been a change in the way hotels operate, which have been adopting online mechanisms in order to capture a larger audience.With this transaction, more sophisticated platforms began to emerge called Online Travel Agencies (OTAs), which aggregate a large number of hotels and properties in one place, to simplify the search and reservation process. There are clear benefits to a property joining multiple OTAs to increase occupancy and revenue.However, managing these channels manually becomes a challenge for hotels. By introducing a Channel Manager into the hotel's Property Management System (PMS), it will be possible to control and update all external channels (OTAs) from a single location.The report will analyze the development process of the channel manager. This software will be implemented in a property management system already developed by HYP - HYP Checkin. The adoption of this Channel Manager allows for the centralization of all data and operations related to the hotel on a single platform, the PMS. In this way, the complexity of being present in several OTAs is minimized, as it is managed by the Channel Manager. This report details all the steps taken by the student throughout the 2022/2023 academic year to develop and integrate a Channel Manager into the property management system, HYP Checkin. This work encompasses an analysis of the PMS HYP Checkin, as well as a study on the business and engineering of a channel manager
Um Modelo Integrado de Desdobramento Estratégico e Six Sigma: Um Estudo de Caso
No full textDissertação de Mestrado em Engenharia e Gestão Industrial apresentada à Faculdade de Ciências e TecnologiaIn today's dynamic and competitive business world, organisations seek effective approaches to achieve long-term success, improve processes, and develop a culture of continuous improvement. A common challenge companies face is to effectively align their strategic vision to actionable initiatives.Hoshin Kanri and Six Sigma are two widely recognised management philosophies with distinct qualities. Hoshin Kanri focuses on strategic planning and implementation, whereas Six Sigma emphasises process improvement through data-driven decision-making.The primary objective of this study is to assess the effectiveness of an integrated model of Strategy Deployment and Six Sigma in implementing actions allied to the company's strategy, improving the alignment of actions to the company’s strategy, environmentally friendly practices, and achieving financial benefits while encouraging team participation. The study presents the developed Framework, resultant from the best practices studied in the Literature Review.The operationalization of the created model is presented in a Case Study, along with the executed actions and an analysis of the outcomes. This research focused on a specific organization that implemented this model.The study's major findings demonstrated that the company achieved superior results in terms of performance, process optimisation, and staff engagement, allowing them to respond to changing market needs and promote a continuous improvement culture.The research contributed to the increasing body of knowledge on management philosophies while providing practical insights for organisations seeking a long-termcompetitive advantage in today's ever-changing business market.No mundo empresarial dinâmico e competitivo de hoje, as empresas procuramabordagens eficazes para alcançar sucesso a longo prazo, melhorar processos e desenvolver uma cultura de melhoria contínua. Um desafio comum que as empresas enfrentam é alinhar sua visão estratégica às ações aplicadas. Hoshin Kanri e Six Sigma são duas filosofias de gestão amplamente reconhecidas, com qualidades distintas. O Hoshin Kanri concentra-se no planeamento e implementação estratégicos, enquanto que o Six Sigma enfatiza a melhoria do processo por meio da tomada de decisões baseada em dados.O objetivo principal deste estudo é avaliar a eficácia de um modelo integrado de Desdobramento de Estratégia e Six Sigma na implementação de ações aliadas à estratégia da empresa, melhorando assim o alinhamento destas à estratégia da empresa, práticas ambientais do processo produtivo, obter benefícios financeiros enquanto se incentiva a participação da equipa.O estudo apresenta o Framework desenvolvido, resultante das melhores práticas estudadas na Revisão da Literatura.A operacionalização do modelo criado é apresentada num Estudo de Caso, juntamente com as ações executadas e uma análise dos resultados. Esta pesquisa concentrou-se numa organização específica que implementou este modelo.As principais conclusões do estudo demonstraram que a empresa alcançou bons resultados em termos de desempenho, otimização de processos e envolvimento dos funcionários, permitindo-lhe responder às necessidades do mercado em constante mudança e promover uma cultura de melhoria contínua.A pesquisa contribuiu para o crescente corpo de conhecimento sobre filosofias de gestão, ao mesmo tempo que forneceu insights práticos para organizações que procuramuma vantagem competitiva de longo prazo num mercado em constante mudança
Sustentabilidade nas práticas de gestão de projetos
No full textDissertação de Mestrado em Engenharia e Gestão Industrial apresentada à Faculdade de Ciências e TecnologiaA Sustentabilidade na gestão de projetos tem recebido cada vez mais atenção,com as organizações a reconhecer a importância de incorporar práticas sustentáveis nos seus projetos. No entanto, a integração de sustentabilidade apresenta desafios, como odesenvolvimento de métodos, ferramentas e técnicas para avaliar a sustentabilidade ao nível do projeto. Assim, este estudo visa apoiar gestores de projetos através da recolha de dados empíricos de um questionário online direcionado a profissionais envolvidos em projetos. O questionário foi desenvolvido com base numa revisão de literatura, que teve como propósito reunir contribuições significativas no que diz respeito à gestão de projetos sustentável.Foram obtidas um total de 107 respostas válidas. A análise dos dados revela umatendência de uso limitado de práticas de sustentabilidade e baixa perceção de utilidade em relação às mesmas. Além disso, os resultados evidenciam os principais fatores que motivam os gestores de projetos a introduzir sustentabilidade, sendo a perceção de benefícios a longo-prazo o principal fator. Embora, não foi encontrada evidência de influência do uso das práticas no sucesso do projeto.O estudo contribui para a teoria ao consolidar o conhecimento no campo onde ainda há falta de conhecimento. As contribuições práticas incluem um conjunto de práticasde gestão de projetos sustentável que podem ser aplicadas em cada fase do ciclo de vida de um projeto, bem como a identificação de frameworks/modelos que podem ser utilizados para avaliar a sustentabilidade nos projetos. Estas práticas fornecem orientações práticas para os profissionais que procuram integrar a sustentabilidade ao longo de todo o ciclo de gestão de projetos. Em suma, o estudo mostra que a sustentabilidade pode ser facilmente incorporada nos processos de gestão de projeto para entregar, de forma sustentável, produtos e/ou serviços sustentáveis.Como qualquer estudo de investigação, este também apresenta limitações, principalmente associadas à dificuldade de encontrar informação relevante sobre práticas de sustentabilidade e à baixa integração de sustentabilidade entre os respondentes.The intersection between sustainability and project management has receivedsignificant attention as organizations recognize the importance of incorporating sustainable practices into their projects. However, integrating sustainability concerns poses some challenges, requiring the development of methods, tools, and techniques to assess sustainability at the project level. This study aims to support project managers by collecting empirical data through an online questionnaire survey targeting professionals involved in projects. The questionnaire was developed based on a comprehensive literature review, gathering significant contributions regarding sustainable project management practice.A total of 107 valid responses were collected. Data analysis reveals a prevailingtrend of limited adoption and perceived usefulness of sustainability practices. Additionally, the results highlight the key motivating factors for project managers to introduce sustainability, with long-term benefits emerging as the most important factor. However, no evidence was found to suggest an influence of using sustainable project management practices on project success. The study contributes to theory by consolidating knowledge in a field where understanding is currently limited. The practical contributions include providing a set of sustainable project management practices that can be applied in each phase of the project lifecycle, as well as identifying frameworks/models, which can be used to assess sustainability in projects. These practices offer practical guidance for project professionals seeking to integrate sustainability throughout the entire project management lifecycle. In summary, this study brings sustainability practices into project management, showing that sustainability can be easily incorporated into project management processes for delivering sustainable products and/or services in a sustainable way.Like any research study, this study also has limitations, primarily associated withthe difficulty of locating relevant information on sustainability practices and the lowsustainability integration among the respondents