Environmental and track perturbations on multiple pantograph interaction with catenaries in high-speed trains

The top velocity of high-speed trains is generally limited by the ability to supply the proper amount of energy through the pantograph-catenary interface. The deterioration of this interaction can lead to the loss of contact, which interrupts the energy supply and originates arcing between the pantograph and the catenary, or to excessive contact forces that promote wear between the contacting elements. Another important issue is assessing on how the front pantograph influences the dynamic performance of the rear one in trainsets with two pantographs. In this work, the track and environmental conditions influence on the pantograph-catenary is addressed, with particular emphasis in the multiple pantograph operations. These studies are performed for high speed trains running at 300 km/h with relation to the separation between pantographs. Such studies contribute to identify the service conditions and the external factors influencing the contact quality on the overhead system. (C) 2013 Elsevier Ltd. All rights reserved

Manipulation of cysteine cathepsins during Mycobacterium tubersulosis infection of human macrophages

Tese de mestrado. Biologia (Microbiologia Aplicada). Universidade de Lisboa, Faculdade de Ciências, 2013Mycobacterium tuberculosis (Mtb), the main causative agent of tuberculosis, is among the world’s most ancient and most successful pathogens. Its success can be attributed to its ability to avoid phagosomal destruction, survive and proliferate inside its host cells, of which the most important are the human macrophages. Besides being able to block phagosome-lysosome fusion, Mtb is able to inhibit the expression of lysosomal hydrolases, such as cathepsins. Cathepsins are a major class of lysosomal enzymes which have various functions. One in particular, cathepsin S, has been deeply implicated in peptide processing for antigen presentation, assuming in this way an important role in mediating the innate and adaptive immune responses to external invaders in the human body. In this work we analyzed a putative cathepsin gene regulation mechanism employed by Mtb, making use of miRNAs, small RNAs which post-transcriptionally regulate gene expression. The first part of this work was dedicated to unraveling the effect of Mtb in the expression of cathepsin S and the candidate regulator miRNA-106b-5p (miR-106b-5p) in the context of macrophage infection. We have determined that miR-106b-5p is up-regulated, while cathepsin S is down-regulated during Mtb infection of macrophages, in contrast with the non-pathogenic M. smegmatis which seems to have no effect in either. Bioinformatics data point out that the cathepsin S gene (CtsS) is a target for miR-106b-5p. As such, in the second part of this thesis we experimentally tested this hypothesis. First, the transfection of THP-1 cell line with miR-106b-5p mimics resulted in a decrease of cathepsin S, but not as exacerbated as we expected. The same effect has been reported for proteins that were shown to be very stable along time. Secondly, by using luciferase expression vectors and subsequent luciferase activity assays, we showed that the mRNA of CtsS is indeed a target for miR-106b-5p. Altogether, our results indicate that Mtb inhibits cathepsin S expression via miR-106b-5p up-regulation, during macrophage infection.A tuberculose é uma doença infecciosa que atormenta a humanidade desde há cerca de 9000 anos. A partir do século XVII, com a industrialização da sociedade e a concentração das pessoas em áreas urbanas, a tuberculose atingiu proporções catastróficas e transformou-se num verdadeiro flagelo, tornando-se numa das principais causas de morte na Europa. Ao longo dos tempos foi ganhando diferentes nomes, tais como tísica pulmonar, ou peste branca. Por ser uma doença tão devastadora e não ter ainda uma cura nessa época, a tuberculose era frequentemente abrangida e descrita em obras de arte e literatura como uma força inescapável do destino, semelhante à própria Morte. Com a descoberta do agente etiológico da doença, bem como o aparecimento dos antibióticos e o melhoramento da higiene e condições sanitárias, a incidência e mortalidade atribuídas à tuberculose começaram a declinar, e a doença foi sendo mantida sob controlo durante o século XX. No entanto, em 1992, a Organização Mundial de Saúde (OMS) declarou o ressurgimento da tuberculose como uma das doenças mais alarmantes a nível mundial: o surgimento e prevalência de estirpes com diversas formas de multi-resistência a antibióticos, e o consórcio oportunista entre o Mycobacterium tuberculosis e o vírus da imunodeficiência humana (VIH), foram as principais causas apontadas para este ressurgimento. Actualmente, a tuberculose é uma das doenças, associada a um agente patológico, que mais mortes causa no mundo; apenas em 2011, 8.7 milhões de pessoas contraíram a doença e 1.4 milhões morreram da doença. O primeiro agente etiológico da tuberculose a ser descoberto, no século XIX, foi o Mycobacterium tuberculosis, um ser procariota pertencente ao filo Actinobacteria. Mais tarde, 6 outras espécies do género Mycobacterium foram identificadas como igualmente capazes de causar a doença em humanos, e hoje integram um grupo designado por complexo Mycobacterium tuberculosis (CMTB); ainda assim, M. tuberculosis é o mais comum agente da doença a nível mundial. O género Mycobacterium, compreende maioritariamente espécies inofensivas e saprófitas, contendo apenas um pequeno número de espécies patogénicas, de entre as quais se pode listar M. leprae e M. ulcerans, agentes causadores da lepra e da úlcera de Buruli respectivamente, para além de M. tuberculosis. As micobactérias do CMTB estão entre os patogénios mais bem sucedidos do mundo. Grande parte deste sucesso pode atribuír-se à sua capacidade de conseguirem sobreviver dentro dos macrófagos humanos após terem sido fagocitadas. No processo geral de fagocitose em que o conteúdo internalizado é digerido, a maturação do fagossoma consiste numa série de fissões e fusões parciais do organelo com outros, em diferentes estádios de maturação com trocas parciais de componentes membranares e do lúmen. Estes fenómenos ocorrem durante o tráfego celular da periferia da célula até à região perinuclear onde existem os lisossomas funcionais e ao longo de elementos do citoesqueleto. Durante o transporte o fagossoma vai maturando, isto é, torna-se competente para fundir com o lisossoma, fusão essa da qual resulta o fagolisossoma, vesícula que contém enzimas hidrolíticas num lúmen acidificado a pH aproximadamente igual a 5, ambiente que proporciona uma forte digestão dos seus conteúdos. O M. tuberculosis e espécies aparentadas conseguem bloquear a maturação do fagossoma e desse modo controlar o seu próprio destino intracelular; estão descritos diversos mecanismos através dos quais estas micobactérias conseguem subverter as etapas da fagocitose em seu favor, e também impedir a sua morte intracelular por apoptose do macrófago infectado, originando uma resposta imunitária exacerbada e desregulada que, em última análise, origina os próprios sintomas da doença. Porém, na maior parte dos casos, e tratando-se de indivíduos à partida saudáveis e imunocompetentes, o sistema imunitário é capaz de controlar a infecção, confinando as bactérias em estruturas histológicas pulmonares denominadas granulomas; deste modo, diz-se que há uma infecção latente, em que a bactéria está viva e dentro do organismo, mas não causa sintomas de doença. Vários factores, tanto fisiológicos como imunitários, podem então desencadear o desenvolvimento de tuberculose activa a partir de uma infecção latente, ou então fazer com que a infecção primária origine imediatamente uma situação de doença activa. A nível sub-celular, o lisossoma contém vários tipos de enzimas hidrolíticas, de entre as quais se destaca um grupo de proteases denominadas catepsinas. Estas hidrolases lisossomais não só actuam na degradação de proteínas e processamento de péptidos para apresentação de antigénios como contribuem para a remodelação da matriz extracelular e para a reabsorção óssea. A maior parte das catepsinas são proteases de cisteína (catepsinas B, C, F, H, K, L, O, S, V, X e W), sendo duas delas proteases de serina (catepsinas A e G) e outras duas proteases de aspartato (catepsinas D e E). Os microRNAs (miRNAs) são pequenas moléculas de RNA em cadeia simples, compostas por cerca de 22 nucleótidos, que possuem funções de regulação da expressão genética a nível pós-transcricional. Até há cerca de três décadas atrás, o Dogma Central da Biologia estava bem estabelecido: segundo este, DNA origina RNA, e RNA origina proteínas, atribuindo ao RNA um papel simples, intermediário e passivo. A descoberta dos primeiros miRNAs veio revolucionar esta visão e modernizar o pensamento científico em genética, introduzindo pela primeira vez o conceito de um tipo de RNA com funções regulatórias. A biogénese e maturação dos miRNAs é complexa, envolvendo várias etapas de processamento e modificação, desde que são transcritos do genoma até se tornarem maduros e funcionais. Os miRNAs maduros encontram-se associados ao complexo silenciador induzido por miRNA (miRISC), e é nesta forma que exercem a sua função: os miRNAs possuem afinidade para uma sequência de 7-8 nucleótidos contida na região não traduzida a 3’ (3’-UTR) do mRNA dos seus genes alvo, e ao se ligarem ao mRNA através desta sequência, por complementaridade total ou parcial de bases, impedem que ele seja traduzido pelos ribossomas, provocando a sua degradação, ou destabilizando a sua estrutura molecular. O objectivo deste trabalho é investigar uma relação causal entre a infecção de macrófagos humanos por M. tuberculosis, miRNAs, e catepsinas. A catepsina S, uma protease de cisteína, tem sido fortemente implicada no processamento peptídico para apresentação de antigénios através do complexo principal de histocompatibilidade classe II (MHC-II); estudos anteriores já constataram a manipulação desta catepsina por Mycobacterium bovis Bacille Calmette-Guérin (BCG) em macrófagos, porém ainda nenhum estudo relacionado com a catepsina S foi feito em M. tuberculosis. Também, experiências preliminares evidenciaram que alguns miRNAs são diferencialmente expressos em macrófagos infectados com M. tuberculosis, entre os quais o miRNA-106b-5p (miR-106b-5p). Por análise bioinformática foi possível prever que o gene da catepsina S humana (CtsS) é um potencial alvo para o miR-106b-5p; deste modo, a hipótese de um modelo de regulação génica, durante a infecção, baseado na manipulação do miR-106b-5p e consequente alteração da expressão de CtsS, pode ser explorada. Na primeira parte do trabalho explorámos a existência ou não de associações entre M. tuberculosis e CtsS, e entre M. tuberculosis e o miR-106b-5p, no contexto da infecção. Numa triagem preliminar, usámos uma biblioteca de lentivírus para silenciar macrófagos, diferenciados a partir de células monocíticas da linha celular THP-1, para as diferentes catepsinas. As linhas celulares slenciadas para cada catepsina foram então infectadas com a espécie não patogénica M. smegmatis, e a sobrevivência intracelular das bactérias foi analisada através do método das unidades formadoras de colónias (CFUs). Os resultados mostram que várias catepsinas, incluindo a catepsina S, possuem um efeito bactericida induzindo a morte intracelular de M. smegmatis. De todas as catepsinas testadas procedemos a um estudo dirigido à função da catepsina S no contexto da infecção por um patogénio, o M. tuberculosis, e, no seguimento dos dados bioinformáticos que indicavam uma potencial regulação da catepsina S pelo miR-106b-5p, observámos que a expressão de catepsina S em macrófagos infectados com M. tuberculosis é marcadamente reduzida em comparação com macrófagos não infectados ou infectados com M. smegmatis. Estabelecemos ainda a relação com a expressão genética do miR-106b-5p que em macrófagos infectados com M. tuberculosis está claramente sobre-expresso, comparativamente com os infectados com M. smegmatis. Concluímos que os mecanismos de virulência do M. tuberculosis controlam o aumento na expressão genética do miR-106b-5p, acompanhado de uma redução da quantidade de proteína da catepsina S, durante a infecção em macrófagos humanos. Em seguida procurámos averiguar experimentalmente os dados bioinformáticos preditivos que obtivemos para o miR-106b-5p, ou seja, se o mRNA CtsS é realmente um alvo para este miRNA. Transfectámos macrófagos humanos com mimetizadores do miR-106b-5p para exacerbar o efeito do miRNA e avaliar os efeitos na quantidade de catepsina S. Os resultados mostram uma redução na quantidade de proteína catepsina S em macrófagos transfectados com os mimetizadores que não é muito exacerbada, mas que existe; o mesmo tipo de efeito tem sido reportado quando as proteínas celulares são estáveis, não se esperando valores diferenciais maiores que 20%. De seguida demonstrámos o efeito do miR-106b-5p sobre o seu alvo putativo, o mRNA do gene CtsS. Para estas experiências foram usados vectores plasmídicos produtores de luciferase, dentro dos quais foi clonado um fragmento da 3’-UTR do gene CtsS contendo uma cópia da sequência alvo do miR-106b-5p; este fragmento foi inserido a jusante do gene da luciferase no vector, e desse modo, ao ser transcrito, o mRNA do gene da luciferase irá também conter o fragmento clonado. Os vectores recombinantes obtidos desta forma foram então transfectados para células da linha HEK 293T juntamente com mimetizadores do miR-106b-5p; posteriormente, estas células foram lisadas para ser realizado um ensaio de leitura da actividade da luciferase nestas condições. Os resultados que obtivemos indicam uma redução da actividade da luciferase na presença do mimetizador do miR-106b-5p, em comparação com o controlo em que se transfectou com o vector mas sem o mimetizador. Uma redução na actividade da luciferase nestas condições significa que o mimetizador bloqueou a tradução do mRNA do gene da luciferase, fazendo com que este não fosse traduzido para proteína; sendo assim, com esta experiência foi possível concluir que o gene CtsS humano é um alvo para a regulação genética mediada pelo miR-106b-5p. O trabalho reflectido nesta tese permitiu-nos esclarecer os alicerces principais do modelo inicialmente proposto: determinámos que, durante a infecção em macrófagos, M. tuberculosis provoca um aumento na expressão do miR-106b-5p e uma diminuição na expressão da catepsina S. Demonstrámos que o mRNA CtsS é um alvo para o miR-106b-5p, e que a redução da catepsina S durante a infecção se deve, pelo menos em parte, à acção regulatória do miR-106b-5p, que se encontra sobre-expresso. Deste modo contribuímos para decifrar parte da complexidade de mecanismos que as micobactérias do CMTB realizam para sobreviverem dentro do seu hospedeiro humano

Introdução de um novo modelo

A aptidão física de todos os militares é primordial para o sucesso do Exército e das Forças Armadas como um todo. De forma a manter e avaliar esta aptidão física, o Exército, através do controlo 3, realiza provas físicas semestrais. Porém, este modelo já se encontra bastante desatualizado e não cumpre a suas principais funções: manter um nível de aptidão física aceitável para cada militar, e através da necessidade de treino físico para o seu aproveitamento prevenir e evitar lesões. Esta investigação tem como principal objetivo provar que o Exército Português (EP) necessita de evoluir e implementar um novo modelo de provas físicas semestrais. Como tal, a presente investigação está divida em quatro fases: 1) identificar os modelos em vigor atualmente e previamente no EP, no Exército dos Estados Unidos da América (EUA) e no Exército Inglês; 2) mostrar que o modelo utilizado anteriormente pelos Exércitos dos EUA e Inglês são bastante semelhantes ao modelo atual Português; 3) evidenciar as razões de evolução por parte dos EUA e Inglaterra; 4) concluir, através de questionários aos militares portugueses, que a introdução de um novo modelo é a solução a seguir. Conclui-se que a introdução de um novo modelo é necessária, através da comparação com o Exército dos EUA e Inglês, e conjuntamente que 90.2% dos militares do EP apoiam e desejam a introdução de um novo model

Spontaneous vectorization of electrically charged black holes

In this work, we generalise the spontaneous scalarization phenomena in Einstein-Maxwell-Scalar models to a higher spin field. The result is an Einstein-Maxwell-Vector model wherein a vector field is non-minimally coupled to the Maxwell invariant by an exponential coupling function. We show that the latter guarantees the circumvention of an associated no-hair theorem when the vector field has the form of an electric field. Different than its scalar counterpart, the new spontaneously vectorized ReissnerNordstr¨om (RN) black holes are, always, undercharged while being entropically preferable. The solution profile and domain of existence are presented and analysed.publishe

Opening remarks for the Philosophical Inter Views project

info:eu-repo/semantics/publishedVersio

Uma Abordagem Prática na Entidade Gestora Serviços Municipalizados de Castelo Branco

O abastecimento de agua é um serviço de primeira necessidade, que deve ser prestado com elevados padrões de qualidade e desempenho. As infraestruturas de abastecimento de água representam um elevado investimento inicial para as entidades gestoras e tendem a degradar-se ao longo do tempo, aumentando assim a probabilidade da ocorrência de roturas, de perdas de água e de reclamações por parte dos utilizadores do serviço. A Gestão Patrimonial de Infraestruturas de abastecimento de água, tema no qual se centra a presente dissertação assume assim uma importância fundamental no contexto económico da sociedade atual, garantindo a racionalidade dos investimentos e dos custos operacionais face aos objetivos de serviço pretendidos. Elaborou-se uma revisão bibliográfica sobre o tema em causa para caracterizar o estado da “arte” e posteriormente estudou-se o caso prático do sistema de abastecimento de água da entidade gestora Serviços Municipalizados de Castelo Branco. Analisou-se a globalidade do sistema de abastecimento de água do concelho de Castelo Branco. Os resultados obtidos basearam-se na utilização de doze métricas para avaliação global do desempenho do sistema. Depois de caracterizado o desempenho para a globalidade do sistema analisou-se cada subsistema de forma independente com o intuito de identificar a zona com menor desempenho e eventualmente com necessidade de intervenção. Depois de estar identificada a área de análise prioritária elaboraram-se alternativas de intervenção face à situação de status quo. As diversas alternativas de intervenção classificam-se de acordo com o desempenho, risco e custo em unidades diferentes o que dificulta a tomada de decisão final. É proposto o método AHP como forma de agregação das três dimensões numa única unidade auxiliando na escolha da alternativa com o melhor compromisso.Water supply is a first need service that should be provided with higher standards of quality and performance. Water supply infrastructures represent a higher initial investment for the management companies and they tend to degrade over time increasing the probability of ruptures, water loss and complaints by the users. This master thesis was focused on the management of water supply infrastructures, which is very important for the economic context of today's society by ensuring a reasonable ratio between the investments and the operational costs in accordance with the service objectives. To characterize the state of the "art" it was prepared a literature review of the subject and then a practical case study related to water supply system of Castelo Branco municipal services. In this study, twelve metrics were used to analyze the water supply system performance of Castelo Branco township. Once the results were obtained the values were critically analyzed. Each system and sub system were independently analyzed in order to identify the systems with lower performance to define the ones that required fixing solutions or measures. After the identification of the priority systems, several studies and measures to fix the problems were compared against the status quo. The fixing solutions or measures founded were classified base on their performance, risk assessment and cost. Because those variables have different units it was hard to combine all off them in only one result, so it was proposed the AHP method that allowed analyze all those variables with different units and tried to find the best compromise between all of them

A Literature Review of the Use of Communication Technologies in Higher Education

Neste artigo apresenta-se uma revisão de literatura científica referente ao uso das Tecnologias da Comunicação no Ensino Superior nos contextos nacional e internacional, realizada no âmbito do projeto TRACER, indica que é vasta a investigação nesta área, confirmando o uso e a exploração de uma grande diversidade de Tecnologias da Comunicação na atividade de docentes e estudantes, embora se observe grande disparidade em termos de frequência de uso dessas tecnologias.This paper presents a review of scientific literature on the use of Communication Technologies in higher education in national and international contexts. This review of literature, carried out under the TRACER project, indicates extensive research in this area, confirming the use and operation of a wide range of Communication Technologies in the activity of teachers and students, although there was wide disparity in terms of frequency of the use of these technologies

Current Control Optimization for Grid-tied Inverters Using Cuckoo Search Algorithm

One of the most decisive factors for a smooth and stable operation of an DC / AC converter connected to the power grid are the gains used in the current controllers. This paper proposes the use of the Cuckoo Search optimization algorithm via Lévy Flights to facilitate the determination of the optimal gains of the grid connected DC/ AC converters. With the proposed algorithm, it becomes possible to determine the optimal gains of the current controllers of the DC / AC converters connected with the grid thus improving their stability, accuracy and response time. Keywords: DC/AC converters, Cuckoo search, Optimization, Current controller

Vibration reduction in ballasted track using ballast mat: Nnmerical and experimental evaluation by wheelset drop test

Ballast mats are considered as an effective solution for reducing vehicle-induced vibrations. However, the research on the vibration characteristics of each part of the ballasted track with a ballast mat is limited. In this study, the ballast mat vibration reduction effects are evaluated by numerical and experimental analysis using wheelset drop tests. A three-dimensional model consisting of a wheel, track and the contact between them is built using a rigid–flexible coupling method. The accuracy of the numerical model is verified by comparison with the finite element model in terms of the track receptance and phase angle. Comparisons show that the proposed model is in good agreement with the finite element model, which allows validating the flexible-body model. Moreover, the track dynamic performance in the presence and absence of the ballast mat is studied with the wheelset drop tests in both time and frequency domains. The results from the wheelset drop excitation tests show that the use of the ballast mat decreases the mid- and high-frequency track vibration by 13–17 dB but increases the low-frequency track vibration by 5–15 dB.info:eu-repo/semantics/publishedVersio

Multifunctional Prosthesis Control with Simulation of Myoelectric Signals

The skeletal muscle activation generates electric signals called myoelectric signals. In recent years a strong scientific activity has been developed in the recognition of limb movements from electromyography (EMG) signals recorded from non-invasive (surface) electrodes, in order to design systems for prosthetic control. Surface EMG acquire the activation of surrounding muscles and for that reason the obtained signal needs to be conditioned and processed, with pattern recognition techniques for extraction and classification. In this work EMG signals were acquired for two hand movements, “hand close” and “hand open”.  The EMG electrodes were placed on the forearm  and positioned over the extensor digitorum muscle, for the “hand open” and flexor digitorum muscle, for the “hand close”. Using MATLAB software the signal conditioning, feature extraction and classification were performed. The feature extraction process was carried with the Wavelet Packet Transform (WPT) technique and the classification process was done with two different techniques for comparison purposes, Neural Networks (NN) and Support Vector Machines (SVM). The results show that the SVM classifier used presented better classification performance compared to NN classifier used. Keywords: EMG, Signal conditioning, Wavelet Packet Transform (WPT), Neural Networks (NN), Support Vector Machines (SVM