Rectification, amplification and switching capabilities for energy harvesting systems: power management circuit for piezoelectric energy harvester

Dissertação de mestrado em Biomedical EngineeringA new energy mechanism needs to be addressed to overcome the battery dependency, and consequently extend Wireless Sensor Nodes (WSN) lifetime effectively. Energy Harvesting is a promising technology that can fulfill that premise. This work consists of the realization of circuit components employable in a management system for a piezoelectric-based energy harvester, with low power consumption and high efficiency. The implementation of energy harvesting systems is necessary to power-up front-end applications without any battery. The input power and voltage levels generated by the piezoelectric transducer are relatively low, especially in small-scale systems, as such extra care has to be taken in power consumption and efficiency of the circuits. The main contribution of this work is a system capable of amplifying, rectifying and switching the unstable signal from an energy harvester source. The circuit components are designed based on 0.13 Complementary Metal-Oxide-Semiconductor (CMOS) technology. An analog switch, capable of driving the harvesting circuit at a frequency between 1 and 1 , with proper temperature behaviour, is designed and verified. An OFF resistance of 520.6 Ω and isolation of −111.24 , grant excellent isolation to the circuit. The designed voltage amplifier is capable of amplifying a minor signal with a gain of 42.56 , while requiring low power consumption. The output signal is satisfactorily amplified with a reduced offset voltage of 8 . A new architecture of a two-stage active rectifier is proposed. The power conversion efficiency is 40.4%, with a voltage efficiency of up to 90%. Low power consumption of 17.7 is achieved by the rectifier, with the embedded comparator consuming 113.9 . The outcomes validate the circuit’s power demands, which can be used for other similar applications in biomedical, industrial, and commercial fields.Para combater a dependência dos dispositivos eletrónicos relativamente ás baterias é necessário um novo sistema energético, que permita prolongar o tempo de vida útil dos mesmos. Energy Harvesting é uma tecnologia promissora utilizada para alimentar dispositivos sem bateria. Este trabalho consiste na realização de componentes empregáveis num circuito global para extrair energia a partir ds vibrações de um piezoelétricos com baixo consumo de energia e alta eficiência. Os níveis de potência e voltagem gerados pelo transdutor piezoelétrico são relativamente baixos, especialmente em sistemas de pequena escala, por isso requerem cuidado extra relativamente ao consumo de energia e eficiência dos circuitos. A principal contribuição deste trabalho é um sistema apropriado para amplificar, retificar e alternar o sinal instável proveniente de uma fonte de energy harvesting. Os componentes do sistema são implementados com base na tecnologia CMOS com 0.13 . Um interruptor analógico capaz de modelar a frequência do sinal entre 1 e 1 e estável perante variações de temperatura, é implementado. O circuito tem um excelente isolamento de −111.24 , devido a uma resistência OFF de 520.6 Ω. O amplificador implementado é apto a amplificar um pequeno sinal com um ganho de 42.56 e baixo consumo. O sinal de saída é satisfatoriamente amplificado com uma voltagem de offset de 8 . Um retificador ativo de dois estágios com uma nova arquitetura é proposto. A eficiência de conversão de energia atinge os 40.4%, com uma eficiência de voltagem até 90%. O retificador consome pouca energia, apenas 17.7 , incorporando um comparador de 113.9 . Os resultados validam as exigências energéticas do circuito, que pode ser usado para outras aplicações similares no campo biomédico, industrial e comercial

Membrane permeability and aquaporin involvement in oxidative stress and cancer

Tese de doutoramento, Farmácia (Bioquímica), Universidade de Lisboa, Faculdade de Farmácia, 2019Aquaporins (AQPs) are a family of small transmembrane proteins present in all types of organisms and involved in the selective transport of water and small solutes such as glycerol in response to osmotic or solute gradients. So far, 13 isoforms were identified in humans and can be divided in three different groups according with their selectivity and sequence homology. AQPs were reported to be important in a wide range of physiological functions, such as water and energy homeostasis, exocrine fluid secretion and epidermal hydration. Dysfunction and/or abnormal expression of AQPs have been associated with several chronic diseases including epilepsy, cerebral edema, glaucoma, obesity, and cancer. In cancer, several isoforms were found overexpressed and three of them (AQP3, AQP8 and AQP9) can also transport H2O2. This small molecule can be toxic, but at lower concentration can act as second messenger in signaling pathways responsible for cancer cell migration and proliferation. Considering the importance of the AQPs in the initiation, promotion and progression of cancer, we first evaluated the effect of lipid peroxidation on the activity of a yeast aquaporin (AQY1), using a Saccharomyces cerevisiae oxidative stress model. In addition, we investigated the ability of mammalian AQPs to transport H2O2 using a S. cerevisiae heterologous expression model. In this case, the yeast strain used was previously deleted of endogenous aquaporins and transformed with mammalian AQPs, allowing to distinguish the function of each individually cloned isoform. It was identified AQPs with promising results and their function was validated in mammalian cell lines. On the other hand, the expression level of AQP1, AQP3 and AQP5 was evaluated in cancer cells after treatment with H2O2 to assess their gene regulation under conditions of oxidative stress. Finally, the expression level of AQP1, AQP3 and AQP5 was evaluated in several pancreatic biopsies in order to determine potential biomarkers for diagnostic and prognostic. The results obtained and described during this work showed that increased levels of membrane PUFAs triggered AQY1 expression, and its activity is impaired by HNE. Also, our data revealed the ability of AQP5, that is found overexpressed in tumors, as a H2O2 channel that can affect redox signaling. In addition, novel regulatory mechanism at mRNA level was detected in breast and colon cancer cells that may be involved in carcinogenesis. Finally, we show that AQP1, AQP3 and AQP5 can be used as biomarkers for pancreatic ductal adenocarcinoma prognostic and diagnostic. These results open a new perspective to assess the underlying molecular mechanisms of AQPs in signaling pathways associated with cancer and the possible interplay with cell oxidative stress response.Fundação para a Ciência e a Tecnologia (FCT), PD/BD/106085/201

Social commerce adoption and the pandemic impact

Mestrado em Gestão de Sistemas de InformaçãoO aumento da popularidade das redes sociais e a utilização do Comércio Eletrónico deram origem a um novo modelo de negócios denominado Social Commerce (SC). SC envolve o uso de tecnologias Web 2.0 que possibilitam a interação dos utilizadores, facilitando a venda e compra online de produtos e serviços. A necessidade de entender o comportamento dos utilizadores do Social Commerce tem vindo a ser sugerida por autores académicos na área dos Sistemas de Informação (SI). Além disso, tendo em consideração que a pandemia COVID-19 afetou o comportamento online dos consumidores, torna-se importante analisar seu papel na intenção e uso efetivo de uma tecnologia. Para tal, a segunda versão da Teoria Unificada de Aceitação e Uso de Tecnologia (UTAUT2) foi adaptada a fim de determinar quais fatores impactam a intenção e uso do Social Commerce. Neste contexto, construtos adicionais foram identificados, tendo em consideração o contexto pandémico atual. Foi realizada uma análise quantitativa, a partir de dados recolhidos de uma amostra de 209 inquiridos. O software Statistical Package for the Social Sciences e a abordagem Partial Least Squares (PLS) foram utilizadas para avaliar o modelo conceptual. Os resultados deste estudo revelaram que os construtos Hábito, Motivação Hedónica, Expectativa de Desempenho e Construtos do Social Commerce são significativos na formação da intenção comportamental e uso do SC. Também a pandemia revelou ter impacto na frequência de utilização do SC, sendo o construto Falta de Alternativas Percebida, um determinante na intenção de uso desta tecnologia.The increased popularity of social networking sites and the establishment of Electronic Commerce has given rise to a new business model entitled Social Commerce (SC). SC involves using Web 2.0 social media technologies that support users' interactions, facilitating the online selling and acquisition of products and services. SC is increasingly attracting the attention of academic researchers within the Information Systems (IS) field, being implicit a need to understand SC users' behavior. Additionally, since the COVID-19 pandemic has impacted consumers online behavior, it becomes important to analyze its role in the intention and usage of a technology. To investigate this aspect, the second version of Unified Theory of Acceptance and Use of Technology (UTAUT2) was extended in order to determinate which factors impact Behavioral Intention and Use of Social Commerce. For that, additional determinants in Social Commerce acceptance and adoption were identified, taking in consideration the COVID-19 pandemic context. A quantitative approach was conducted, based on data collected from a sample of 209 respondents and the Statistical Package for the Social Sciences and Partial Least Squares (PLS) path modeling were used to assess the model. The study results showed that Habit, Hedonic Motivation, Performance Expectancy, Social Commerce Constructs are significant in the formation of Behavioral Intention and Use of SC. This study findings also revealed that the pandemic had impacted the frequency of use of SC, being the Perceived Lack of Alternatives a determinant in the intention to use SC.info:eu-repo/semantics/publishedVersio

Estudo de melhoria da disponibilidade de uma linha numa indústria alimentar

Numa unidade fabril um dos fatores decisivos para o cumprimento dos objetivos exigidos é a capacidade de produção sem paragens involuntárias, isto é, a fiabilidade dos equipamentos tem de ser elevada. Para que tal aconteça é necessário que exista um planeamento da manutenção desses mesmos equipamentos e que esta seja aplicada de forma coerente e estruturada. No âmbito do estudo de caso, para a determinar a fiabilidade, manutibilidade e disponibilidade dos componentes do sistema utilizaram-se modelos estatísticos, baseados nos dados disponíveis do ano 2014. Iniciou-se a análise do sistema global fazendo o levantamento do número de falhas por equipamento e das suas respetivas durações que, por sua vez, foram recolhidas através dos registos das folhas de obra abertas/fechadas para cada equipamento. Utilizou-se o teste de Laplace para determinar qual a tendência das avarias, e, com o auxílio dos indicadores de manutibilidade e fiabilidade, determinou-se a disponibilidade intrínseca do sistema. Em seguida, iniciou-se um estudo mais detalhado sobre os tempos registados no decorrer de cada avaria, visando reduzir o gap presente na base de dados usada e, com isso, aumentar a sua fiabilidade. Identificaram-se os equipamentos críticos, assumindo que estes se encontram abaixo dos valores aceitáveis para um fluxo produtivo contínuo e eficiente. Por fim, realizou-se um levantamento de custos, associados ao ciclo de vida de cada equipamento, de forma a ajudar a empresa a decidir se a melhor opção será a substituição dos equipamentos críticos ou a sua reparação. Com toda esta informação, elaborou-se um documento que demonstra, quais os equipamentos que têm maior influência na disponibilidade da linha e ainda todos os gastos existentes em manutenção e componentes. Espera-se que, com este estudo, a empresa possua as ferramentas necessárias para poder tomar uma decisão que se traduza numa melhoria do fluxo produtivo do sistema

Aspectos clínicos da hemorragia digestiva baixa em pacientes idosos internados no Hospital Universitário.

Trabalho de Conclusão de Curso - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências da Saúde, Departamento de Clínica Médica, Curso de Medicina, Florianópolis, 200

Presbifonia : dar voz a um “velho” problema

Trabalho Final do Curso de Mestrado Integrado em Medicina, Faculdade de Medicina, Universidade de Lisboa, 2017A Presbifonia – o envelhecimento da voz – é um problema raramente abordado, muitas vezes esquecido pelos profissionais de saúde e até pelos próprios idosos, a população que dela sofre. Surpreendentemente é, contudo, um problema que tem um grande impacto na qualidade de vida das pessoas mais velhas: a voz é um meio essencial de comunicação, e, quando extremamente alterada, leva a que as pessoas evitem falar perante outras ou em público. Isto acaba por levar a um dos grandes problemas dos nossos dias, na terceira idade: o isolamento social. A presbifonia define-se por uma série de alterações na voz – tremor, diminuição da intensidade, alteração da frequência, instabilidade, fadiga vocal, entre outros. Estes sintomas são resultado de alterações anatómicas e fisiológicas que ocorrem com a idade. Resultam do envelhecimento da laringe, ou presbilaringe. Para além disso, a voz está dependente do estado de saúde em geral, sendo influenciada por múltiplas patologias. Estima-se que seja um problema cada vez mais prevalente, pelo aumento da esperança média de vida e pela maior consciência das pessoas face ao seu estado de saúde, levando-as, cada vez mais, a procurarem ajuda médica. É importante, enquanto profissionais de saúde, estarmos conscientes deste problema e de formas terapêuticas para o resolver. A melhor forma de o abordar, é preveni-lo, cuidando da voz ao longo da vida. A terapia vocal e cirurgia são métodos também eficazes, que atuam sobre os sintomas. Recentemente, comprovou-se que o treino vocal dos cantores ajuda a prevenir estas alterações da voz, atrasando-as em vários anos e melhorando a sua qualidade. Implementar hábitos sociais, como fazer parte de um “coro amador”, de “grupos de leitura, poesia ou debate”, pode ajudar a prevenir a presbifonia e, ao mesmo tempo, ajudar a evitar o isolamento social.Presbyphonia – or voice aging – is a problem people are rarely aware of, and so many times forgotten by clinicians and the older population itself, the one that is most affected by it. Surprisingly, it is, however, a problem that brings great changes in older people’s quality of life: voice is an essential form of communication, and, when extremely altered, can bring difficulties for elders when speaking to someone else, or in public. This leads to one of the greatest problems of nowadays, in tertiary age: Social Isolation. Presbyphonia is the result of a series of voice alterations – tremor, intensity diminution, frequency changes, instability, and fatigable voice. This symptoms are the result of anatomic and physiological changes that occur with aging; especially laryngeal aging. Furthermore, voice depends on the general health status, and receives influence from multiple pathologies. It is thought to be a growing problem, becoming more prevalent as the population becomes older and more aware of its own health, which brings people to look for clinicians help more frequently. For us, as health professionals, it is important to recognize this problem and to know strategies to prevent or treating it. The best therapy we can offer is prevention, taking care of voice throughout life. Vocal therapy and vocal surgery are effective methods that act over symptoms. Recently, it has been realized that vocal singing training helps preventing voice changes, delaying them in several years, and increasing its quality. To implement social habits, such as, “Choral amateur groups”, or “Reading, poetry or discussion groups”, can prevent presbyphonia and, at the same time, prevent social isolation

The Use of Silver Diamine Fluoride in Pediatric Dentistry

This book chapter aims to discuss the main aspects related to the use of silver diamine fluoride (SDF) in Pediatric Dentistry. The composition and mechanism of action of the SDF are presented, as well as the application technique and indications. The effectiveness of SDF is reported based on contemporary scientific evidence from laboratory and clinical studies, focusing on its effect in enamel and dentin remineralization and caries arrestment. Parental and professional acceptance of tooth staining is presented, as well as the use of potassium iodide as a possible alternative to manage this side-effect. Taking all the discussed information together, it is possible to conclude that the SDF is a simple and effective treatment to halt the dental caries progress in children

Património e turismo : a reabilitação da Casa do Mirante de Monforte, Alentejo

Dissertação de mestrado em ArquitecturaExame público realizado em 22 de junho de 2023, às 14h30O património construído é, cada vez mais, adaptado para fins turísticos, sendo este reuso impulsionado quer pela vontade privada, quer estatal. Estes edifícios, portadores de características, valores e identidade únicos carecem de proteção, sendo necessário pensar e perceber os impactos e formas de inserção deste novo uso no património. Desta forma surge a questão central desta dissertação: De que forma o turismo se torna um aliado benéfico à conservação e reabilitação do Património Arquitetónico? Assim, a investigação incide na compreensão da relação entre o património e o turismo, aplicado particularmente ao caso de estudo na região norte do Alentejo, tendo como base o papel vital que o património acarreta na evolução histórica de uma comunidade e a forma como este deve ser intervencionado, definida através de referências teóricas e doutrinais. Dividida em três fases, esta investigação inicia-se com o estudo teórico sobre o património, a casa tradicional urbana alentejana, a Casa do Mirante e os seus valores. Ainda na primeira fase é abordado o tema do turismo e o laço entre este e o património onde procuramos perceber os confrontos advindos desta relação. Numa segunda fase, com base nos pressupostos teóricos, são selecionados três casos de referência onde, através do projeto de reabilitação e da função turística introduzida, analisamos como foram mantidos os valores, de que forma foi conseguida a relação entre o edifício e a nova função e qual o impacto destas intervenções nas populações locais. Após o processo de recolha de informação e da análise dos casos de aplicação prática, na última fase, são utilizados os princípios assimilados na proposta de intervenção para objeto de estudo conseguida através da descrição textual e desenhos. Posto isto, o projeto de reabilitação proposto para a Casa do Mirante de Monforte procura estabelecer uma harmonia na relação entre o edifício e a nova função, conservando os valores e conciliando a atividade turística com as atividades existentes, de maneira a perpetuar seu o significado no seio da comunidade local.The built heritage is increasingly being adapted for touristic purposes, with this reuse being driven by both private and state interests. These buildings, which possess unique characteristics, values, and identity, require protection, and it is necessary to consider and understand the impacts and ways of integrating this new use into the heritage. Thus, the central question of this dissertation arises: How can tourism become a beneficial ally for the conservation and rehabilitation of Architectural Heritage? Therefore, the research focuses on understanding the relationship between heritage and tourism, applied particularly to the case study in the northern region of Alentejo, based on the vital role that heritage carries in the historical evolution of a community and how it should be intervened, defined through theoretical and doctrinal references. Divided into three phases, this research begins with the theoretical study of heritage, the traditional urban Alentejo house, the Casa do Mirante, and its values. Still, in the first phase, the theme of tourism and the link between it and heritage is approached, where we seek to understand the confrontations arising from this relationship. In the second phase, based on theoretical assumptions, three reference cases are selected where, through the rehabilitation project and the introduced touristic function, we analyze how the values were maintained, how the relationship between the building and the new function was achieved, and what the impact of these interventions was on the local populations. After the information collection process and the analysis of practical application cases, in the final phase, the assimilated principles are used in the intervention proposal for the study object achieved through textual description and drawings. Thus, the proposed rehabilitation project for the Casa do Mirante de Monforte seeks to establish harmony in the relationship between the building and the new function, preserving the values and reconciling touristic activity with existing activities, in a way that perpetuates its meaning within the local community

Efeito de um composto organometálico de Au(III) na actividade da aquagliceroporina-3

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Bioquímica Estrutural e Funciona