Ensaios acústicos de edifícios

As mais diversas actividades humanas ocorrentes na periferia dos edifícios, principalmente nos grandes centros urbanos, e no interior dos próprios edifícios, originam níveis de intensidade sonora que podem ser fontes de elevado incómodo para os seus habitantes. A escolha de soluções construtivas adequadas que visem atenuar os efeitos destas fontes de radiação sonora torna-se desta forma importante para garantir a qualidade habitacional. Com vista à obtenção das exigências de conforto acústico o regulamento dos requisitos acústicos em edifícios estipula um conjunto de parâmetros de desempenho acústico que os elementos constituintes dos edifícios estão obrigados a cumprir. A avaliação destes parâmetros faz-se recorrendo à realização de ensaios acústicos, medições estas que se regem pelas normas da série ISO 140 e da série ISO 717. No presente trabalho descreveu-se resumidamente todas as especificações e procedimentos essenciais que as referidas normas de medição de isolamento sonoro definem. Foi ainda efectuada a avaliação in situ do isolamento a sons aéreos de dois elementos que separam compartimentos de diferentes fogos, de quatro elementos de fachada assim como o isolamento a sons de percussão de um pavimento pertencente a um edifício multifamiliar com uso unicamente habitacional, que serviu como caso de estudo. Posteriormente e através da análise objectiva dos resultados dos ensaios efectuou-se a verificação da conformidade dos índices de isolamento sonoro obtidos com os requisitos regulamentares

Dynamics and function of nicotinic acetylcholine receptors in the nervous system

Tese de doutoramento, Ciências Biomédicas (Neurociências), Universidade de Lisboa, Faculdade de Medicina, 2011Fundação para a Ciência e a Tecnologia (FCT, POCI 2010/FSE e Fundação Calouste Gulbenkian

Tolerância térmica e capacidade de aclimatação da serradela Hediste diversicolor às alterações globais

Climate projections predict significant changes in ocean chemistry, salinity variations and the increase in ocean temperature by 2100. This has led to a substantial interest in the study of thermal ecophysiology, as temperature is a major factor shaping marine communities. Considering that most marine species are ectotherms, and thus cannot regulate body temperature, biochemical changes can occur with temperature variations. Moreover, salinity fluctuations can also induce physiological and metabolic changes in marine organisms. In this study, we experimentally evaluated the physiological and molecular responses of the ragworm Hediste diversicolor under predicted global change scenarios. Organisms were collected from the intertidal zone in Ria de Aveiro (Portugal) and subjected to an experimental trial under control (24 °C), and two treatment scenarios (ocean warming +3 ºC - 27°C and heat wave +6 ºC - 30°C) predicted by the Intergovernmental Panel on Climate Change, combined with salinity variations (20 and 30) in full factorial design. Environmental data (temperature, salinity and pH were collected during 60 days in the summer. Organisms were subjected an experimental acclimation trial during 29 days, and after 14 and 28 days of acclimation (D14 and D28 respectively), individuals were sampled (per time point) for molecular biomarkers analyses (heat shock protein 70kDa, ubiquitin, catalase, glutathione-S-transferase, superoxide dismutase activity, total antioxidant capacity, lipid peroxidation and glucose), fatty acid profiles and energy reserves (total protein, total lipid and glycogen content). At day 30, upper thermal limits (Critical Thermal Maximum - CTMax), thermal safety margins (TSM) and acclimation capacity were measured. In situ data collection, showed that H. diversicolor experiences wide temperature variations, but salinity showed no considerable variations during the sampling period. Higher acclimation temperatures led to higher thermal tolerance limits, confirming that H. diversicolor has some physiological plasticity, acclimation capacity and a positive thermal safety margin (CTMax > maximum habitat temperature – MHT). For biomarkers, the significant interaction of the three factors (temperature, salinity and day) indicates that the effect of one factor depends on the levels of the others factors. Particularly, significant temperature-salinity-time interactions were recorded for Hsp70, Ub and CAT, and all biomarkers except Ub were significant in factor day. The biomarkers that contributed most to the separation of the experimental treatments were glucose, glutathione S-transferase, ubiquitin, Hsp70 and catalase, and the differences between temperatures were more evident and prolonged when combined with low salinity. This suggests that glucose was mobilized to produce energy for cellular defenses, and antioxidant enzymes, ubiquitin and heat shock protein played an important role during hypo-osmotic and thermal stress, protecting cells from the toxic effects of reactive oxygen species (ROS) and managing the integrity of the protein pool, thereby allowing the proper management of cellular functioning. For the fatty acids (FA), the major saturated fatty acid (SFA) was palmitic acid (16:0), the dominant monounsaturated fatty acid (MUFA) was vaccenic acid (18:1n-7), in the polyunsaturated fatty acids (PUFA) the most abundant FA was linoleic acid (18:2n-6) and eicosapentaenoic acid (EPA) (20:5n-3) was the FA with the highest value between all of the highly unsaturated fatty acids (HUFA). An increase in the different fatty acid classes was observed, as well as in Σn-3 PUFA, Σn-6 PUFA and in essential fatty acids over time in polychaetes exposed to salinity 30, contrary to what was observed in salinity 20. These results suggest that salinity 30 is an optimal condition for H. diversicolor, favoring its physiological condition. Temperature also significantly influenced fatty acids, interacting with salinity. At 14 days of exposure, under optimal salinity conditions (30), there was an increase in HUFA from 24 °C to 27 °C, followed by a decrease at 30 °C. Omega 3 and 6 fatty acids remained stable at 24 ºC and 27 ºC, with a decrease detected at 30 ºC. These decreases may relate to changes in the lipid composition of cell membranes in order to maintain homeostasis. At 28 days there were no differences, suggesting that polychaetes can acclimate to elevated temperatures when they are in optimal salinity conditions. If the temperature increase occurs under low salinity conditions (20), changes in fatty acids are more pronounced, with an increase in all fatty acid classes after 14 days of exposure to 27 °C and 30 °C, comparing with the control (24 °C). At 28 days, the difference remains only in HUFA. In general, when polychaetes are grown at low salinity, a moderate increase in temperature causes Σn-3 PUFA, Σn-6 PUFA, ARA, EPA and DHA fatty acids to increase. However, if the temperature increase is more extreme (30 °C), the concentrations of these fatty acids decrease, following the expected pattern. These results indicate that fatty acids may be important in providing energy (especially saturated ones) and may play an important role in osmotic balance and membrane fluidity (especially unsaturated ones). Energy reserves, namely lipids and glycogen were not significantly affected by the time of exposure to treatments. Since the organisms had glucose available for energy, they did not need to degrade the carbohydrate, keeping their energetic reserves. However, there was an increase of total protein over time in the treatments at 27 ºC, in both salinities, suggesting some growth of the polychaetes under this temperature during the month of the experimental trial. There was also a decrease in total lipids at 27 °C, potentially due to lipid mobilization to provide energy for protein synthesis. The main conclusion is that H. diversicolor can easily acclimate to increased water temperature and salinity fluctuations. Even when organisms are adapted to tolerate these extreme environments and populations are able to persist, the environmental variability characteristic of estuaries is potentially stressful to animals inhabiting these conditions, leading to certain molecular mechanisms being activated to maintain homeostasis. Future studies on the current topic are therefore needed in order to evaluate the physiological plasticity of organisms to new global change conditions. Moreover, longer experimental trials are necessary, including all life-cycle stages, as well as trans-generational experiments and the integration of physiology into ecological modelling, in order to identify vulnerable life stages, and detect changes at higher levels of biological complexity and on an evolutionary scale.As projeções climáticas preveem mudanças significativas na química do oceano, variações de salinidade, assim como um aumento na sua temperatura até 2100. Isso levou a um interesse substancial no estudo da ecofisiologia térmica, pois a temperatura é um fator importante para moldar as comunidades de organismos marinhos. Considerando que a maioria das espécies marinhas são ectotérmicas e, portanto, não podem regular a temperatura do seu corpo, poderão ocorrer alterações bioquímicas com as variações de temperatura no ambiente. Além disso, as variações da salinidade também podem induzir alterações fisiológicas e metabólicas nos organismos marinhos. Neste estudo, avaliamos experimentalmente as respostas fisiológicas e moleculares do poliqueta Hediste diversicolor sob cenários previstos de alterações globais. Os organismos foram amostrados da zona intertidal da Ria de Aveiro (Portugal) e submetidos a um ensaio experimental em condições de controlo (24 °C), e dois cenários de tratamento (aquecimento do oceano +3 ºC - 27 °C e onda de calor +6 ºC - 30 °C) previsto pelo Painel Intergovernamental para as Alterações Climáticas, combinado com variações de salinidade (20 e 30) de forma fatorial. Os dados ambientais (temperatura, salinidade e pH) foram monitorizados durante 60 dias. Os organismos foram submetidos a um ensaio experimental de aclimatação durante 29 dias e, após 14 e 28 dias de aclimatação (D14 e D28, respetivamente), os indivíduos foram amostrados, para quantificação de: biomarcadores moleculares (proteína de choque térmico 70kDa, ubiquitina, atividade de catálase, glutationa-S-transferase, e superóxido dismutase, capacidade antioxidante total, peroxidação lipídica e glicose), perfis de ácidos gordos e as suas respetivas classes e reservas energéticas (proteína total, lípido total e conteúdo de glicogénio). No dia 30, foram medidos os limites térmicos (máximo térmico crítico - CTMax), margens de segurança térmica (TSM) e capacidade de aclimatação. Os dados ambientais in situ revelaram que a espécie H. diversicolor está sujeita a variações de temperatura amplas, sendo que a salinidade não apresentou variações consideráveis durante o período de amostragem. As temperaturas mais altas de aclimatação promoveram limites de tolerância térmica mais altos, confirmando que H. diversicolor possui alguma plasticidade fisiológica, capacidade de aclimatação e uma margem de segurança térmica positiva (CTMax > temperatura máxima do habitat - MHT). Esta plasticidade ajuda os organismos a serem mais tolerantes a uma mudança repentina na temperatura da água. Para os biomarcadores, a interação significativa dos três fatores (temperatura, salinidade e dia) indica que os efeitos de cada fator estão dependentes dos níveis dos outros fatores. Particularmente, as interações significativas entre temperatura, salinidade e dia foram registadas para a Hsp70, ubiquitina e catálase. Todos os biomarcadores, exceto a ubiquitina, foram significativos no fator dia. Os biomarcadores que mais contribuíram para a separação dos tratamentos experimentais foram a glicose, glutationa S-transferase, ubiquitina, Hsp70 e catálase, sendo que as diferenças entre temperaturas foram mais evidentes e prolongadas quando combinadas com baixa salinidade. Este resultado sugere que a glicose foi mobilizada para produzir energia para as defesas celulares, sendo que as enzimas antioxidantes, a ubiquitina e proteína de choque térmico desempenharam um papel importante durante o stress térmico e hipo-osmótico, protegendo as células dos efeitos tóxicos das espécies reativas de oxigénio (ROS) e, controlando a integridade das proteínas, permitindo um adequado funcionamento celular. Relativamente aos perfis de ácidos gordos, o mais abundante dos saturados (SFA) foi o ácido palmítico (16:0), nos monoinsaturados (MUFA) foi o ácido vacênico (18:1n-7), nos polinsaturados (PUFA) o ácido linoléico (18:2n-6) e o ácido eicosapentaenóico (20:5n-3) nos altamente insaturados (HUFA). Observou-se um aumento nas várias classes de ácidos gordos, assim como nos Σn-3 PUFA, Σn-6 PUFA e ácidos gordos essenciais ao longo do tempo nos poliquetas expostos a salinidade 30, ao contrário do que se observou na salinidade 20. Estes resultados sugerem que a salinidade 30 representa uma condição ambiental preferencial para a espécie H. diversicolor, favorecendo a sua condição fisiológica. A temperatura também influenciou significativamente o perfil de ácidos gordos, interagindo com a salinidade. Aos 14 dias de exposição, em condições preferenciais de salinidade (30), verificou-se um aumento nos HUFA dos 24 ºC para os 27 ºC, seguido de um decréscimo aos 30 ºC. Os ácidos gordos ómega 3 e 6 mantiveram-se estáveis a 24 ºC e 27 ºC, sendo detetado um decréscimo a 30 ºC. Estas diminuições poderão estar relacionadas com alterações na composição lipídica das membranas celulares, de forma a manter a homeostasia. Aos 28 dias não se verificaram diferenças, sugerindo que os poliquetas terão conseguido aclimatar-se às temperaturas elevadas quando estão em condições preferenciais de salinidade. Um aumento de temperatura em condições de baixa salinidade (20) promove alterações mais pronunciadas no perfil de ácidos gordos, tendo sido registado um aumento em todas as classes destas moléculas após 14 dias de exposição a 27 ºC e 30 ºC, quando comparado com o controlo (24 ºC). Aos 28 dias, esta diferença é apenas percetível nos HUFA. No geral, quando os poliquetas são cultivados a baixa salinidade, um aumento moderado de temperatura leva a que os ácidos gordos Σn-3 PUFA, Σn-6 PUFA, ARA, EPA e DHA aumentem. No entanto, se o aumento de temperatura for mais extremo (30 ºC), as concentrações destes ácidos gordos diminuem, seguindo o padrão esperado. Estes resultados confirmam a importância dos ácidos gordos na provisão de energia (especialmente os saturados), assim como no balanço osmótico e fluidez da membrana (especialmente os insaturados). As reservas de energia, nomeadamente os lípidos e o glicogénio não foram significativamente afetadas pelo tempo de exposição aos diferentes tratamentos experimentais. A disponibilidade de glicose para obtenção de energia, evitou a degradação do hidrato de carbono, sendo assim possível os poliquetas manterem as suas reservas energéticas. No entanto, foi verificado um aumento de proteína total ao longo do tempo nos tratamentos a 27 ºC, em ambas as salinidades, sugerindo um crescimento dos poliquetas nessa temperatura durante o mês do ensaio experimental. Verificou-se também uma diminuição dos lípidos totais a 27 ºC, potencialmente devido a uma mobilização dos lípidos para providenciar energia para a síntese de proteínas. Em conclusão, pode afirmar-se que a poliqueta H. diversicolor pode aclimatar-se facilmente ao aumento da temperatura da água e a variações de salinidade. Mesmo quando os organismos estão adaptados para tolerar esses ambientes extremos e as populações são capazes de persistir, a típica variabilidade ambiental dos estuários é potencialmente stressante para os animais que habitam essas condições, levando a que certos mecanismos moleculares sejam ativados para manter a homeostasia. Futuramente será necessário desenvolver ensaios experimentais mais longos que, incluam todas as etapas do ciclo de vida deste poliqueta e, contemplem igualmente os aspetos transgeracionais, assim como é necessária a integração dos aspetos fisiológicos na modelação ecológica de modo a permitir detetar as fases de desenvolvimento mais vulneráveis, assim como alterações em níveis mais altos de complexidade biológica e numa escala evolutiva.Mestrado em Biologia Marinha Aplicad

Computational development of new biocatalyst for plastic degradation through QM/MM methods

Dissertação de mestrado em Biofísica e BionanossistemasOs polímeros sintéticos têm sido produzidos de forma excessiva nestes últimos anos chegando a atingir cerca de 350 milhões de toneladas por ano. A demanda destes plásticos deve-se às suas propriedades, tais como, não degradabilidade, baixo custo, alta resistência, habilidade de serem moldados a pressões e temperaturas altas, entre outros. Contudo, este excesso leva à sua deposição em aterros, que posteriormente são depositados em ambientes aquáticos e terrestres, causando dessa forma consequências adversas para os biossistemas. O método industrial para a degradação de plástico requere pressões e temperaturas altas, e normalmente a adição de solventes orgânicos que levam à formação de poluentes ambientais adicionais. Dessa forma, é necessário uma solução mais viável. A biodegradação de plástico por enzimas biocatalisadoras tem sido estudada e desenvolvida nos últimos anos, sendo a biodegradação de plástico polietileno tereftalato (PET) o mais recorrente. A degradação deste plástico, normalmente resulta nos produtos intermédios tereftalato de bis(2-hidroxietileno) (BHET) e ácido tereftálico mono-(2-hidroxietil) (MHET) e nos produtos finais ácido tereftlálico (TPA) e etileno glicol (EG). Neste projeto, foi estudado o mecanismo catalítico da enzima IsMHETase contra o substrato MHET, através de métodos computacionais, nomeadamente, métodos híbridos de mecânica quântica/mecânica molecular (QM/MM) usando um esquema subtrativo (ONIOM). A parte QM é composta pelos resíduos de aminoácidos essenciais na reação e foi calculada usando a teoria do funcional de densidade, onde o funcional utilizado foi o B3LYP e a base de funções 6-31G(d,p). Entretanto, a parte MM que envolve o resto do sistema foi calculada através de mecânica molecular, nomeadamente por campos de força ff14SB e GAFF. Os resultados revelaram um mecanismo catalítico de cinco passos, que são divididos em acilação e desacilação. Durante o processo de acilação, Ser225 é desprotonada pela His528 e torna-se um nucleófilo que ataca o grupo carbonilo do substrato MHET, originando o intermediário ácil-enzima e libertando o produto EG. Durante a desacilação, uma molécula de água é desprotonada pela His528 que ataca o intermediário, libertado o segundo produto TPA.Synthetic polymers are being produced in an excessive way, reaching about 350 million tons yearly. The demand of these plastics is due to their proprieties, such as non-degradability, low cost, high resistance, ability to be moulded at high pressures and temperatures, many others. However, the excess leads to its deposition in landfills that end up deposited in aquatic and terrestrial environments, causing several hazard consequences to the biosystems. Industrial strategy for plastic degradation requires high pressure and temperature, and often organic solvents, causing additional environmental pollutants. Therefore, it is necessary a more environmentally friendly strategy. Plastic biodegradation by biocatalyst enzymes have been studied and developed in recent years, being the polyethylene terephthalate (PET) the most studied plastic. The degradation of this plastic normally results in bis(2-hydroxyethyl)terephthalic acid (BHET) and mono-(2-hydroxyethyl)terephthalic acid (MHET) intermediates and terephthalic acid (TPA) and ethylene glycol (EG) building blocks. In this project, the catalytic mechanism of IsMHETase enzyme against MHET substrate was studied, using computational means, namely hybrid quantum mechanical/molecular mechanical (QM/MM) methodology with subtractive scheme (ONIOM). The QM part is composed of key amino acid residues involved in the reaction and was calculated using density functional theory with the functional B3LYP and the basis set 6-31G(d,p). Meanwhile, the MM part encompasses the remaining of the system and was calculated using molecular mechanics, namely ff14SB and GAFF force fields. The results showed a five-step catalytic mechanism that are divided in acylation and deacylation. In acylation, Ser225 is deprotonated by His528, becoming a nucleophile and attacks the carbonyl group of MHET substrate, resulting in the formation of the acyl-intermediate enzyme and the release of EG. In deacylation, a water molecular is deprotonated by His528 and attacks the intermediate, resulting in the second product TPA

A sociedade da informação. A criança com deficiência e as novas tecnologias

Neste artigo, pretende-se reflectir acerca do emergir de Novas Tecnologias da Informação e Comunicação, que promovem um novo paradigma de sociedade baseada na informação e no conhecimento. As Novas Tecnologias podem melhorar significativamente a vida da criança com deficiência, ajudando-a a ultrapassar determinadas barreiras. A Escola deverá estar atenta às inovações tecnológicas, para benefício do sucesso educativo

Printed and drawn flexible electronics based on cellulose nanocomposites

Sustainability, flexibility, and low-power consumption are key features to meet the growing re- quirements of simplicity and multifunctionality of low-cost, disposable/recyclable smart electronic -of- -based composites hold po- tential to fulfill such demands when explored as substrate and/or electrolyte-gate, or as active channel layer on printed transistors and integrated circuits based on ionic responses (iontronics). In this work, a new generation of reusable, healable and recyclable regenerated cellulose hydro- gels with high ionic conductivity and conformability, capable of being provided in the form of stick- ers, are demonstrated. These hydrogels are obtained from a simple, fast, low-cost, and environ- mental-friendly aqueous alkali salt/urea dissolution method of native cellulose, combined with eration and simultaneous ion incorporation with acetic acid. Their electrochemical properties can be also merged with the mechanical robustness, thermal resistance, transparency, and smooth- - strate. Beyond gate dielectrics, a water-based screen-printable ink, composed of CMC binder and com- mercial zinc oxide (ZnO) semiconducting nanoparticles, was formulated. The ink enables the printing of relatively smooth and densely packed films on office paper with semiconducting func- tionality at room temperature. The rather use of porous ZnO nanoplates is beneficial to form per- colative pathways at lower contents of functional material, at the cost of rougher surfaces. The engineered cellulose composites are successfully integrated into flexible, recyclable, low- voltage (<3.5 V), printed electrolyte-gated office paper or on the ionically modified nanopaper. Ubiquitous calligraphy accessories are used -the- out on the target substrate, where are already printed the devices. Such concept paves the way for a worldwide boom of creativity, where we can freely create personal electronic kits, while having fun at it and without generating waste.Sustentabilidade, flexibilidade e baixo consumo energético são características chave para atender aos crescentes requisitos de simplicidade e multifuncionalidade de sistemas eletrónicos inteligentes de baixo custo, das- Compósitos à base de celulose têm potencial para atender a tais necessidades quando explora- dos como substrato e/ou porta-de-eletrólito ou como camada de canal ativo em transístores impressos e circuitos integrados baseados em respostas iónicas (iontronics). Neste trabalho, é demonstrada uma nova geração de hidrogéis reutilizáveis, reparáveis e recicláveis baseados em celulose regenerada, que apresentam alta condução iónica e conformabilidade, podendo ser fornecidos na forma de adesivos. Estes hidrogéis são obtidos a partir de um método simples, rápido, barato e amigo do ambiente que permite a dissolução de celulose nativa em soluções aquosas com mistura de sal alcalino e ureia, combinado com carboximetil celulose (CMC) para melhorar a sua robustez, seguido da regeneração e simultâneo enriquecimento iónico com ácido acético. As suas propriedades eletroquímicas podem ser combinadas com a inbase de celulose micro/nanofibrilada para obter um substrato eletrolítico semelhante a papel. Para além de portas-dielétricas, foi formulada uma tinta aquosa compatível com serigrafia, composta por CMC como espessante e nanopartículas semicondutoras de ZnO. A tinta permite a impressão de filmes pouco rugosos e densamente percolados sobre papel de escritório, e com funcionalidade semicondutora à temperatura ambiente. O uso alternativo de nanoplacas porosas de ZnO é benéfico para criar caminhos percolativos com menores teores de material funcional, apesar de se obter filmes rugosos. Os compósitos à base celulose foram integrados com sucesso em transístores e portas lógicas porta-eletrolítica, os quais foram impressos em papel de escritório ou no "nanopapel" iconicamente modificado. Acessórios de caligrafia permitem a fácil e rápida padronização de pistas condutoras/resistivas, desenhando-as no substrato alvo, onde estão impressos os dispositivos. Este conceito despoleta um mundo criativo, onde é possível criar livremente kits eletrónicos customizados de forma divertida e sem gerar resíduos

Phase transitions in hard-core lattice gases on the honeycomb lattice

We study lattice gas systems on the honeycomb lattice where particles exclude neighboring sites up to order k (k = 1,..., 5) from being occupied by another particle. Monte Carlo simulations were used to obtain phase diagrams and characterize phase transitions as the system orders at high packing fractions. For systems with first-neighbors exclusion (1NN), we confirm previous results suggesting a continuous transition in the two-dimensional Ising universality class. Exclusion up to second neighbors (2NN) lead the system to a two-step melting process where, first, a high-density columnar phase undergoes a first-order phase transition with nonstandard scaling to a solidlike phase with short-range ordered domains and, then, to fluidlike configurations with no sign of a second phase transition. 3NN exclusion, surprisingly, shows no phase transition to an ordered phase as density is increased, staying disordered even to packing fractions up to 0.98. The 4NN model undergoes a continuous phase transition with critical exponents close to the three-state Potts model. The 5NN system undergoes two first-order phase transitions, both with nonstandard scaling. We, also, propose a conjecture concerning the possibility of more than one phase transition for systems with exclusion regions further than 5NN based on geometrical aspects of symmetries