Thermochemical upgrading of Refuse Derived Fuel

The main objective of this thesis was to study Refuse Derived Fuel (RDF) upgrading by torrefaction and carbonization and to evaluate composition, fuel properties and adsorbent properties of the produced RDF chars RDF is a solid fuel produced from non-hazardous wastes, such as municipal solid wastes, construc-tion and demolition wastes or regular industrial wastes, and it is destined for energy production through incineration or co-incineration. Despite the processing, RDF still exhibits unattractive fuel properties, namely high heterogeneity, high moisture and ash contents and low grindability. In a first approach, torrefaction (200-300 ºC) and carbonization (350 and 400 ºC) were applied to an industrial RDF sample, at a laboratory scale, using residence times between 15 and 60 minutes. The produced chars were characterized for their proximate, elemental and mineral compositions, heating value and leaching behavior. The increase in temperature and residence time showed a positive effect on the decrease in volatile matter and increase in fixed carbon content, as well as carbon content and high heating value (HHV). Leaching tests of the produced chars showed that heavy metals are better retained by the char matrix than within the raw RDF. For temperatures in the torrefaction range, process energy yields were higher than 96.3 % and process energy efficiencies were higher than 85 %. Never-theless, the HHV of these RDF chars were lower than 19.4 MJ.kg-1. In the carbonization range, RDF chars presented HHV in the range of 20.1 to 26.2 MJ.kg-1, with energy yields from 84.5 to 91.7 % and process energy efficiencies from 70.8 to 79.2 %. Torrefaction and carbonization tests were also carried out on a pre-pilot scale at 300 and 400 °C, and all products, namely char, condensates and permanent gases were collected and characterized. Chars showed high carbon contents (61.6 % and 80.2 %, 300 ° C and 400 ° C, respectively) and high calorific values (19.9 MJ.kg-1 and 23.5 MJ.kg-1, at 300 °C and 400 °C, respectively). Nevertheless, the ash content of the produced chars increased when compared to the raw RDF, reaching a maximum value of 28.8 wt.%. The thermal treatment caused the organic chlorine present in the RDF to be converted into inor-ganic species which could be removed by washing with water at room temperature. Gaseous emissions were mostly composed of carbon dioxide and carbon monoxide, with lower amounts of methane and hydrogen. The process condensates showed very high COD values and consisted mainly of oxygenated organic compounds, such as acids, furans and phenols. Although the chars produced by torrefaction and carbonization have presented improved fuel prop-erties, hydrothermal carbonization was also tested in order to validate its potential in the production of hydrochars with reduced ash and chlorine contents. The effects of process temperature (250-300 °C), residence time (30 min and 120 min) and solid-to-water ratio (1:15 and 1:5) on the main characteristics of the hydrochars and process waters were evaluated. The hydrochars had a low ash content (3.3 % at 300 °C and 120 min) and good heating values (28.1 MJ.kg-1 at 275 °C and 120 min). The HTC process also revealed a maximum dechlorination efficiency of 55 % at 300 °C for 120 min. The energy efficiency calculations showed that the conditions of 275 °C, 30 minutes with a solid-to-water ratio of 1:5 had lower energy requirements (5.6 MJ), presenting a positive net energy (8.5 MJ) and a higher process efficiency (52.6 %). The process waters presented acid pH, high COD (maximum 27.2 gO2.L-1) and significant concentrations of total phenolic compounds and total reducing sugars. Several organic com-pounds have been identified in process waters, mainly organic acids, alcohols, furan derivatives, phe-nolic compounds and aromatic hydrocarbons. Remediation of the HTC process water was attempted through chemical precipitation and adsorption using activated carbon and RDF derived char. Although removal efficiencies for COD and phenolic compounds were higher for activated carbon, RDF char may be a more sustainable adsorbent to be used in the treatment of these liquid effluents, due to its availability and low cost when compared to activated carbon. The evaluation of the energetic valorization of RDF char by gasification was carried out at a pre-pilot scale using pellets of pine waste fortified with 5 % and 10 % of RDF char. The gasification tests were carried out at the temperatures of 800 and 850 °C and equivalence ratios of 0.25 and 0.30. The product gas yield ranged from 1.5 to 2.5 m3.kg-1 and was higher for an equivalence ratio of 0.25. The carbon conversion efficiency and the cold gas efficiency ranged from 60.4 to 96.1 % and 42.2 to 73.5 %, respectively. The pellets with RDF char had a better gasification performance at 850 ºC and ER 0.25. The incorporation of RDF char increased the concentrations of heavy PAHs in the gasification tars. Finally, the material valorization of the RDF char was tested through its use as a low-cost adsorbent for the removal of the dye methylene blue or the heavy metal chromium (VI) from aqueous effluents. The experiments were carried out in batch and column modes and process parameters were varied, namely, contact time, solution pH, adsorbent mass, contaminant concentration, test temperature or col-umn height. RDF char showed potential to remediate methylene blue, and it has been found that the adsorption may follow a chemical adsorption mechanism. Activation of the RDF char by extraction with aqueous KOH improved its removal efficiency towards both analytes

Electrodialytic Recovery Of Lithium From Secondary Resources

The current energy transition towards more sustainable systems has been driven by climate change and the need to decarbonize different sectors, such as transport. Therefore, Lithium- ion batteries (LIB) play a critical role in both the electrification of transportation and the inte- gration of renewable energy sources. The growing demand for batteries with high energy ef- ficiency and safety has led to an increase in the extraction of lithium (Li), with global demand for Li expected to rise to around 1.3 million metric tons of Li by 2025. In addition, Li appears on both the European Union's (EU) lists of critical raw materials (CRMs) and strategic raw ma- terials (SRMs), highlighting its economic importance, risk of scarcity and industrial relevance. The search for more sustainable and non-extractive approaches to Li production is fundamen- tal to the social, economic, and environmental equity of the energy transition. This includes establishing robust Li reuse and recycling systems, to effectively reduce the exploitation and negative impacts associated with primary resources extraction. Electrodialytic (ED) technologies can promote both the removal of toxic elements and the re- covery of CRMs from different environmental samples. ED treatment is based on the applica- tion of an electric field that is established when a low-level direct current is applied between a pair of electrodes, facilitating the transport of species to one of the electrodes, from where they can be subsequently removed. The present work analyzed the potential of the ED process for the recovery of Li from two solid secondary sources: mine tailings (MT) and aluminum-lithium (Al-Li) alloy dust residues. Four MT sub-samples were tested, resulting from different grinding conditions in terms of rotations per minute (rpm): 600, 800, 1,000 and 1,650 rpm. In order to make Li recovery more efficient during the process, the addition of oxalic acid (OA), an organic acid, and deep eutectic solvents (DES) mixtures of choline chloride (ChCl) containing malonic acid (MA) and OA (ChCl:MA and ChCl:OA) was tested. The experimental conditions, including current, duration, liquid:solid (L:S) ratio, stirring speed, number of compartments in the ED reactor, the use of a cation exchange membrane, and catholyte composition remained constant throughout the experiments. The highest Li recovery rate (81%) was obtained for the ED treatment of the Al-Li alloy carried out with OA. The highest Li recovery rate achieved among the four MT samples occurred with MT processed at 800 rpm with ChCl:OA, reaching a recovery rate of 5%. With regard to the Al- Li alloy, the DES mixtures resulted in lower Li recovery rates, namely 69% and 38% with the application of ChCl:OA and ChCl:MA, respectively. In the Al-Li alloy control treatment, 43% of the Li was recovered. In addition, energy consumption, CO2 emissions and the financial impact of ED treatment were determined. The Al-Li alloy sample proved to be significantly more fi- nancially viable, with financial return of 54 € from treating 1 t of sample. The use of the stirrer is responsible for around 86.41% of the total energy consumption for each experiment. The work carried out contributes to understanding the recovery of Li from secondary sources, offering prospects for further optimization of the ED process for Li extraction.A atual transição energética para sistemas mais sustentáveis tem sido impulsionada pelas al- terações climáticas e a necessidade de descarbonização de diferentes setores, como o dos transportes. As baterias de iões de lítio (LIB) apresentam, por isso, um papel crítico tanto na eletrificação dos transportes como na integração em fontes de energia renováveis. A crescente procura por baterias com elevada densidade energética, eficiência e segurança, levou a um aumento da extração de lítio (Li), prevendo-se que a procura global de Li aumente para cerca de 1,3 milhões de toneladas métricas até 2025. Além disso, o Li está identificado como uma matéria-prima essencial (MPE) e uma matéria-prima estratégica pela União Europeia (UE), sa- lientando a sua importância económica, risco de escassez e relevância industrial. A procura de abordagens mais sustentáveis e não extrativas para a produção de Li é funda- mental no âmbito da equidade social, económica e ambiental da transição energética. Tal inclui a criação de sistemas sólidos de reutilização e reciclagem de Li, de forma a reduzir eficazmente a exploração e os impactes negativos associados à extração de recursos primários. O processo electrodialítico (ED) mostrou resultados promissores na recuperação de MPEs de diferentes amostras. Baseia-se na aplicação de um campo elétrico que é estabelecido quando uma corrente contínua de baixa intensidade é aplicada entre um par de eléctrodos, conduzindo as espécies para um dos eléctrodos, de onde podem ser posteriormente removidas. O presente trabalho analisou o potencial do processo ED para a recuperação de Li a partir de duas fontes secundárias sólidas: resíduos de minas (MT) e de ligas de alumínio-lítio (Al-Li). Foram testadas quatro sub-amostras dos MT, resultantes de diferentes condições de moagem em termos de rotações por minuto (rpm): 600, 800, 1 000 e 1 650 rpm. Com vista a tornar a recuperação de Li mais eficiente durante o processo, foi testada a adição de ácido oxálico (AO), um ácido orgânico, e solventes eutécticos (DES) de cloreto de colina (ChCl) contendo ácido malónico (AM) e AO (ChCl:AM e ChCl:AO). As condições experimentais, incluindo a intensidade de corrente, a duração, a relação líquido: sólido (L:S), a velocidade de agitação, o número de compartimentos no reator ED, o uso de membrana de troca catiónica, e a composição do eletrólito permaneceram constantes ao longo das experiências. As taxas de recuperação de Li a partir dos MT foram inferiores às experiências realizadas com ligas de Al-Li. A taxa de recuperação de Li mais elevada (81%) foi obtida para a liga Al-Li com AO. A maior recuperação de Li alcançada entre as quatro amostras de MT ocorreu com a MT processada a 800 rpm, com ChCl:AO, atingindo uma taxa de 5%. Relativamente à liga Al-Li, as misturas de DES resultaram em taxas de recuperação de Li mais baixas, nomeadamente 69% e 38% com a aplicação de ChCl:AO e ChCl:AM, respetivamente. Na experiência controlo da liga Al-Li, 43% do Li foi recuperado. Além disso, foram determinados os consumos de energia, as emissões de CO2 e o impacto financeiro do tratamento. A liga Al-Li provou ser mais viável, com retorno financeiro de 54€ pelo tratamento de 1 t de amostra. O maior consumo energético é relacionado com a utilização do agitador, responsável por cerca de 86,41% do consumo total de energia, para cada experiência. O trabalho realizado contribui para compreender a recuperação de Li de fontes secundárias , oferecendo perspetivas de otimização do processo ED para a extração de Li

Functional analysis of epigenetic differentially methylated regions in the context of rare diseases

Tese de mestrado, Biologia Molecular e Genética , 2024, Universidade de Lisboa, Faculdade de CiênciasA epigenética consiste no estudo de todas as mudanças que afetam a expressão génica (e o transcritoma) sem alterar a sequência do DNA, transmitidas por mitose e meiose. Ao conjunto de todas as modificações epigenéticas ocurrentes ao longo do tempo num organismo, dá-se o nome de epigenoma. Este é dinâmico e influenciado por fatores genéticos e ambientais. Os mecanismos de modificação epigenética podem dividir-se em três, que colaboram entre si, contribuindo para um desenvolvimento normal. Dois afetam a transcrição controlando a acessibilidade dos fatores de transcrição (TFs) ao DNA, sendo estes a metilação do DNA (DNAm) e modificações nas histonas. As modificações das histonas alteram a estrutura da cromatina para estruturas mais relaxadas – eucromatina – ou mais constritas – heterocromatina – as quais facilitam ou dificultam o acesso dos TFs ao DNA, respetivamente. A DNAm consiste na transferência covalente de um grupo metilo do S-adenosil metionina ao carbono-5 de uma citosina, catalisada por DNA metiltransferases. A metilcitosina (5-mC) está presente em 4% do genoma humano, maioritariamente em contextos CG (CpGs) nos animais. Estes tendem a aglomerar-se formando regiões chamadas ilhas CpGs (CGIs), que os protege da metilação. Cerca de metade dos CpGs localiza-se nos promotores génicos, perto dos locais de iniciação de transcrição (TSS), e o resto distribui-se por regiões intergénicas (IGRs) ou no corpo génico. No genoma humano, mais de 80% dos CpGs estão metilados, excluindo os promotores e enchancers de genes ativamente expressos. Promotores ou enhancers densamente metilados associam-se à heterocromatina e repressão da expressão génica. Contrariamente, a metilação dos CpGs no corpo génico favorece a transcrição. As tecnologias de deteção da DNAm englobam tecnologias baseadas no pré-tratamento do DNA com bisulfito e tecnologias de sequenciamento de terceira geração como o nanopore. Na deteção com bisulfito, é aplicado bisulfito ao DNA desnaturado, convertendo as citosinas não metiladas em uracilo, e deixando as citosinas metiladas intactas. Depois, para análises envolvendo todo o genoma, são utilizados normalmente microarrays genómicos, como o Illumina Infinium Human Methylation 450 BeadChip (HM450) e o Illumina Infinium Methylation EPIC BeadChip (EPIC). Estes contêm milhares de micropérolas, cada uma contendo centenas de cópias de sondas oligonucleotídicas complementares a citosinas metiladas e não metiladas em CpGs específicos. Depois da conversão bisulfito e amplificação por PCR, os fragmentos de DNA hibridizam com as sondas, e o sinal de intensidade medido para cada CpG reflete o seu nível de metilação. O HM450 cobra um total de 485 577 CpGs distribuídos nos promotores, 5UTRs, corpo génico e 3UTRs, cobrando 96% das CGIs. O EPIC é um microarray mais atualizado, cobrando 850 000 CpGs. Mutações em genes codificantes de proteínas envolvidas nas modificações epigenéticas são causadores de Distúrbios Mendelianos da Máquina Epigenética (MDEMs). MDEMs incluem distúrbios do neurodesenvolvimento (NDDs), caraterizados por alta comorbidade e problemas cognitivos, comportamentais e/ ou motores desde a infância até ao fim da vida. Também podem incluir malformações dos membros, retardamento do crescimento ou crescimento excessivo, e problemas no sistema imunitário. O diagnóstico começa com uma avaliação clínica dos sintomas, seguida de testes genéticos. Estes podem ser direcionados a um gene/ conjunto de genes de interesse, a uma avaliação de desequilíbrios cromossómicos ou um sequenciamento total do exoma ou do genoma. No entanto, um diagnóstico pode demorar 1-8 anos, e 50-66% dos indivíduos permanece não diagnosticado. Assim, uma análise do metiloma surgiu como um teste especialmente útil no diagnóstico destes casos. As mutações génicas relacionadas com MDEMs provocam padrões de DNAm ao longo do genoma caraterísticos da mutação subjacente, denominadas assinaturas epigenéticas (esigs). Estas têm vindo a ser utilizadas como biomarcadores no diagnóstico de várias MDEMs, e no estudo dos mecanismos da doença afetados por estes padrões de metilação. O uso de esigs depende de modelos de aprendizado de máquina (ML). O metiloma analisado provém normalmente de amostras de sangue periférico de indivíduos com diagnóstico clínico validado e portadores da variante patogénica respetiva. O resultante conjunto de citosinas diferentemente metiladas (DMCs) é dividido em grupos de treino e de teste, que são aplicados a modelos de ML supervisionados. O grupo de treino é treinado para dar a probabilidade da amostra pertencer a um indivíduo afetado. O grupo de teste avalia o desempenho do modelo treinado, incluindo a precisão, sensibilidade e especificidade. O modelo também é normalmente validado utilizando um conjunto de amostras independente. Nesta tese, foram comparados os conjuntos de DMCs pertencentes a dois modelos de esigs de três NDDs: CHARGE, Kabuki e Sotos. Estes são maioritariamente causados por mutações nos genes CHD7, KMT2D e KDM6A (Kabuki I e II), e NSD1, respetivamente. Estes modelos foram desenvolvidos por dois grupos de investigação liderados por Sadikovic e Weksberg. A comparação consistiu em analisar a distribuição genómica dos DMCs e os processos biológicos (BPs) em que os genes diferentemente metilados (DMGs) estavam envolvidos e qual a sua relação com as manifestações clínicas. As CHARGE-esigs consistiram em DMCs maioritariamente distribuídas no corpo génico e IGRs. Os BPs consistiram no desenvolvimento embriónico dos sistemas esqueléticos e circulatórios, cérebro, especificação do eixo anteroposterior, regulação transcricional, proliferação celular, sinalização do receptor do tipo Toll e adesão celular. Estes relacionam-se com alguns sintomas do CHARGE, a exemplo, escoliose, defeitos no septo atrioventricular, excesso de fluido cerebrospinal, e mudanças na adesão de células da crista neural (NCCs). Os genes com maiores valores diferenciais de metilação – valores ∆β – foram o HOXA5 e HOXA-AS3 (hipermetilados) e HOTAIRM1, HOXA1, e SLITRK5 (hipometilados) à semelhança de estudos prévios, também como LINC02914 (hipometilado). Aqueles envolvidos em vias moleculares do desenvolvimento foram o HOXA1 (especificação das NCCs e desenvolvimento do coração e ouvido), SLITRK5 (sinapses e neurogénese), HOXA5 (inervação do diafragma), APP (neurogénese, sinaptogénese e adesão celular), COL4A2 (vascularização cerebral), GFI1 (diferenciação ciliar do ouvido interior), NOX4 (protetor do coração aquando elevada pressão sanguínea), KIRREL3 (mediador sináptico, com variantes associadas a hipoplasia cerebelar), DAB1 (processo cognitivo), ARHGEF15 (vascularização neoretinal), FOXP2 (desenvolvimento craniofacial) e PARVA (desenvolvimento do septo cardíaco). As Kabuki-esigs consistiram em DMCs maioritariamente distribuídos no corpo génico. No grupo de Sadikovic, os DMGs estavam envolvidos no metabolismo e transporte transmembranar de lípidos, regulação da transcrição, fagocitose, morte e proliferação celular, e desenvolvimento do nervo cranial V. Estes relacionam-se com o Kabuki. O KMT2D participa no metabolismo lipídico, e a sua perda de função rompe o ciclo de proliferação celular e promove a atrofia do tronco cerebral (que engloba o nervo cranial V). No grupo Weksberg, os BPs estavam envolvidos na apoptose, desenvolvimento esquelético e glândula mamária, especificação anteroposterior, angiogénese, transporte da leucina e prolina, adesão e senescência celular e regulação do movimento ciliar. No Kabuki, há aumento dos processos apópticos, desenvolvimento mamário precoce, defeitos na angiogénese (ex: defeito do arco aórtico), ciliopatias (ex: hidrocefalia) e escoliose. A prolina é abudante nas sinapses e a leucina ativa a secreção de insulina, sendo hipoglicémia uma manifestação rara do Kabuki. Os genes mais diferentemente metilados consistiram no ZMIZ1 (hipermetilado), e TNS1, AGAP2 e AGAP2-AS1 (hipometilados). Aqueles envolvidos no desenvolvimento foram o ZMIZ1 (gene candidato do Kabuki e participante da diferenciação neuronal e da glia), LAMA1 (desenvolvimento vascular retinal e adesão da célula de copo óptico, podendo relacionar-se com a falta de vista no Kabuki), ARHGEF7 (sinaptogénese, com haploinsuficiência em casos de deficiência intelectual ou ID), RPS6 (envolvida em retardamento do crescimento fetal), MXRA8 (maturação da barreira hematoencefálica), ESR1 (ligante do KMT2D; relacionado com hipospadias e diferenciação glandular mamária), CNTN5 (sinapses, relacionado com autismo, raro no Kabuki) e KIRREL3 (variantes envolvidas no autismo e ID). Finalmente, na Sotos-esig, os DMCs distribuíram-se maioritariamente no corpo génico, seguido por IGRs e promotores, e perfil totalmente hipometilado. Os BPs estiveram enriquecidos em vias biológicas de migração e crescimento dos fibroblastos, morfogénese de estruturas ramificadas, proliferação celular, assemblamento dos nucleossomas e regulação da sinalização MAPK no grupo Sadikovic. No Sotos, há relatórios de atividade diminuída da cascada MAPK relacionada com o crescimento excessivo e proliferação celular desregulada. Na esig de Weksberg, diversos processos de regulação, desenvolvimento, transporte, metabolismo, vias de sinalização e adesão celular estiveram enriquecidos. Destacam-se as sinaléticas Wnt (desregulação envolvida no crescimento excessivo) e BMP (essencial em etapas iniciais do desenvolvimento), desenvolvimento esquelético e da pele, e desenvolvimento do sistema nervoso e transporte de neurotransmissores, relacionados com ID. Os DMGs de topo foram os PCAT6 e KDM5B. Aqueles envolvidos no desenvolvimento foram o KDM5 (diferenciação de células progenitoras neuronais), ZPR1, MIR200B, H4C1 (microcefalias e deficiência intelectual ou ID), ITGA2B (sépsis, por vezes presente em recém-nascidos com Sotos), TP73, TPPP3 (desenvolvimento musculoesquelético e regeneração axonal), TET1 (reprogramação epigenética), LDB3 (miopatias relacionadas com dismorfismo facial do Sotos), CERS2 (defeitos mielínicos), SFN, HLX, HYAL2 (variantes em dismorfismo facial), CXCL12 (neurogénese; variantes em NDDs), TDGF1 (defeitos no coração) , VAX2, DDR1 (formação mielínica), NOTCH4 (cardiomiopatias), ACSL6 (produção do ácido docosahexaenóico, protetor neuronal), DLX3 (desenvolvimento craniofacial; sobreexpressão na preclampsia presente no Sotos), CREB3L1 (osteogénese imperfeita relacionada com idade óssea avançada no Sotos), GAB1, FOXL1 (desenvolvimento cerebral), RD3, GIT1 (sinapses), RASIP1, BBS4, COLI2A1 (causativo de um distúrbio do tecido conetivo e muscular), NCS1 (diferentemente expresso em NDDs), e o ZNF423 (neurogénese). Esta análise funcional pode ser utilizada no desenvolvimento de modelos de esigs mais robustos e mais relacionados com as caraterísticas do síndrome.Epigenetics consists of modifications affecting gene expression (and transcriptome) without affecting the DNA sequence. Cytosine methylation is the most prevalent modification. Mutations of genes involved in the epigenetic machinery create DNA methylation (DNAm) patterns - episignatures (esigs) – that lead to differential expression of several genes. These patterns form in early embryo development and are thought to cause Mendelian neurodevelopmental disorders (NDDs). This thesis focused on CHARGE, Kabuki and Sotos rare NDDs, caused by mutations in CHD7, KMT2D or KDM6A (Kabuki subtypes) and NSD1, respectively, which create specific patterns of differentially methylated cytosines (DMCs). A functional analysis of a pair of esigs (DMCs set) from Sadikovic and Weksberg research groups for each syndrome was performed to compare genic distribution, see differentially methylated genes (DMGs), main affected biological processes (BPs) and link to clinical manifestations. The least differences were of CHARGE-esigs. In Kabuki and Sotos, however, the Weksberg results were more aligned with the clinical manifestations in the BP enrichment analysis. In CHARGE, the top DMGs were homeobox and related genes (HOXA5, HOXA-AS3, HOTAIRM1 and HOXA1), LINC02914 and SLITRK5. Those involved in developmental pathways were HOXA1, SLITRK5, HOXA5, APP, COL4A2, GFI1, NOX4, KIRREL3, DAB1, ARHGEF15, FOXP2 and PARVA. In Kabuki, top DMGs were ZMIZ1, TNS1, AGAP2 and AGAP2-AS1. Those of developmental pathways were ZMIZ1, LAMA1, ARHGEF7, RPS6, MXRA8, ESR1, CNTN5 and KIRREL3. In Sotos, the top DMGs were PCAT6 and KDM5B. DMGs in developmental pathways were KDM5, ZPR1, MIR200B, H4C1, ITGA2B, TP73, TPPP3, TET1, LDB3, CERS2, SFN, HLX, HYAL2, CXCL12, TDGF1, VAX2, DDR1, NOTCH4, ACSL6, DLX3, CREB3L1, GAB1, FOXL1, RD3, GIT1, RASIP1, BBS4, COLI2A1, NCS1, and ZNF423. Together, this analysis paves the way for improvement on the classification models for studying DNAm patterns by selecting the most relevant CpGs, and provides a better understanding of the disorder mechanisms

Optimization of biochar production by co‐torrefaction of microalgae and lignocellulosic biomass using response surface methodology

Funding Information: Funding: This research was funded by Fundação para a Ciência e Tecnologia, Portugal, grant num‐ ber SFRH/BD/131178/2017 and the R&D Units Project Scope UIDP/04077/2020. Funding Information: This research was funded by Funda??o para a Ci?ncia e Tecnologia, Portugal, grant number SFRH/BD/131178/2017 and the R&D Units Project Scope UIDP/04077/2020. Publisher Copyright: © 2021 by the authors. Licensee MDPI, Basel, Switzerland.Co‐torrefaction of microalgae and lignocellulosic biomass was evaluated as a method to process microalgae sludge produced from various effluents and to obtain biochars with suitable properties for energy or material valorization. The influence of four independent variables on biochar yield and properties was evaluated by a set of experiments defined by response surface methodology (RSM). The biochars were characterized for proximate and ultimate composition, HHV, and methylene blue adsorption capacity. HHV of the biochars was positively correlated with carbonization temperature, residence time, and lignocellulosic biomass content in the feed. Co-torrefaction conditions that led to a higher yield of biochar (76.5%) with good calorific value (17.4 MJ Kg−1) were 250 °C, 60 min of residence time, 5% feed moisture, and 50% lignocellulosic biomass. The energy efficiency of the process was higher for lower temperatures (92.6%) but decreased abruptly with the increase of the moisture content of the feed mixture (16.9 to 57.3% for 70% moisture). Biochars produced using algal biomass grown in contaminated effluents presented high ash content and low calorific value. Dye removal efficiency by the produced biochars was tested, reaching 95% methylene blue adsorption capacity for the biochars produced with the least severe torrefaction conditions.publishersversionpublishe

Reinvenção da Marca Au Natural

O presente relatório de projeto final para obtenção do grau de mestre aborda uma identidade visual de uma marca de produtos cosméticos 100% naturais que foi criada sem quaisquer metodologia formal. No presente relatório, são utilizadas algumas metodologias formais de Ellen Lupton. Das quais surgem soluções e métodos relevantes de abordagem para a reinvenção da identidade visual da mesma. Deixando de seguir um método intuitivo para passar a seguir uma pesquisa rigorosa e intensiva.This final project to obtain a master's degree point a set of problems that are detected in the process of creating a visual identity of a brand of 100% natural products which was created without any formal methodology. In this report, we used some formal methodologies created by Ellen Lupton. Which appear relevant solutions and methods of approach to the redesign of the visual identity of the same. Leaving the use of an intuitive method to use a rigorous and intensive research

Produção sustentável de peletes através da incorporação de resíduos industriais, florestais, agroindustriais e urbanos

A biomassa residual representa uma fonte energética extremamente abundante e acessível. Para que a sua valorização energética seja eficiente é necessário utilizar biocombustíveis de qualidade e portanto, avaliar as suas características físicas e químicas é essencial. O presente trabalho envolveu diversas etapas: caracterização de resíduos de biomassa, caracterização de peletes e ensaios de combustão, avaliação do efeito do processo de torrefacção em peletes e extracção de produtos de valor acrescentado a partir de biomassa florestal residual. Foi realizada a caracterização físico-química de vários resíduos de biomassa de diferentes origens. Este processo incluiu a análise aproximada, análise elementar, análise termogravimétrica, determinação da composição mineral das cinzas e determinação do poder calorífico superior. Os tipos de resíduo de biomassa utilizados incluíram resíduos industriais, florestais, agroindustriais, hortofrutícolas e urbanos linho-celulósicos. De acordo com as análises realizadas, existe uma grande variabilidade de características físico-químicas entre as amostras estudadas, existindo intervalos significativos para todos os parâmetros de análise aproximada e elementar estudados. No entanto, todos os resíduos estudados apresentaram potencialidade nas suas propriedades combustíveis. Realizou-se também a incorporação de alguns dos resíduos caracterizados em peletes. Os peletes produzidos apresentaram propriedades combustíveis típicas, exceptuando no teor de cinzas e apresentaram propriedades mecânicas promissoras, embora ligeiramente abaixo dos valores normativos. Os ensaios de combustão realizados com 3 formulações de peletes revelaram boas características de ignição, mas emissões significativas de CO. Os peletes foram ainda testados relativamente à sua composição aproximada, após serem submetidos ao processo de torrefacção. Constatou-se que efectivamente ocorre uma melhoria na sua composição aproximada, mas as suas propriedades mecânicas são afectadas negativamente por este processo térmico. Finalmente estudou-se também uma via de valorização alternativa para os resíduos de biomassa florestal. Estes resíduos contêm quantidades substanciais de óleos essenciais de elevado valor. Estes óleos foram ser extraídos por destilação de arrastamento a vapor. Os rendimentos de extracção foram avaliados e a composição terpénica dos óleos foi determinada por GC-MS. O produto secundário da destilação, o hidrolato, foi também avaliado relativamente à sua composição

Olive fruit fly symbiont population: impact of metamorphosis

The current symbiotic view of the organisms also calls for new approaches in the way we perceive and manage our pest species. The olive fruit fly, the most important olive tree pest, is dependent on an obligate bacterial symbiont to its larvae development in the immature fruit. This symbiont, Candidatus (Ca.) Erwinia dacicola, is prevalent throughout the host life stages, and we have shown significant changes in its numbers due to olive fruit fly metamorphosis. The olive fruit fly microbiota was analyzed through 16S metabarcoding, at three development stages: last instar larvae, pupae, and adult. Besides Ca. E. dacicola, the olive fruit flies harbor a diverse bacterial flora of which 13 operational taxonomic units (grouped in 9 genera/species) were now determined to persist excluding at metamorphosis (Corynebacterium sp., Delftia sp., Enhydrobacter sp., Kocuria sp., Micrococcus sp., Propionibacterium sp., Pseudomonas sp., Raoultella sp., and Staphylococcus sp.). These findings open a new window of opportunities in symbiosis-based pest management.Fundação para a Ciência e Tecnologia” (FCT—Portugal), through the research project PTDC/ASP-PLA/30650/201

Burnout e comportamento parental em período de pandemia : estudo online com pais de crianças em idade escolar

Dissertação de mestrado, Psicologia (Área de Especialização em Psicologia Clínica e da Saúde - Psicologia Clínica da Saúde e da Doença), Universidade de Lisboa, Faculdade de Psicologia, 2021A presente investigação teve como objetivo principal caracterizar a exaustão parental (parental burnout) no período inicial da pandemia da COVID-19 e a sua relação com as práticas parentais e a saúde mental das crianças. Participaram 167 cuidadores de crianças entre os 6 e os 12 anos que responderam a um protocolo de avaliação online, que incluiu diferentes escalas para a avaliação da exaustão parental (QAEP), das práticas parentais positivas (EMBUP) e negativas (PPI), e do ajustamento da criança (SCARED-R-versão pais e KIDSCREEN10- versão pais). De acordo com os resultados, observaram-se: 1) níveis baixos de exaustão parental, disciplina coerciva e inconsistente e ansiedade da criança, e moderados de suporte emocional e de qualidade de vida da criança; 2) associações maioritariamente significativas e de magnitude baixa a moderada entre a exaustão parental e as restantes dimensões, sendo positivas para a disciplina coerciva e inconsistente e ansiedade da criança e negativas para o suporte emocional e qualidade de vida da criança; 3) associações estatisticamente significativas, de magnitude baixa a moderada, entre a qualidade de vida e as práticas parentais (positivas para o suporte emocional e negativas para a disciplina coerciva e inconsistente); 4) ausência de diferenças estatisticamente significativas entre pais e mães em relação à exaustão parental e às práticas parentais. Nos modelos preditores da saúde mental da criança, a exaustão parental revelou-se o preditor mais consistente. Observaram-se efeitos significativos da exaustão da mãe para ambos os indicadores de saúde mental da criança e da exaustão do pai para a qualidade de vida da criança. Os resultados deste estudo apoiam a relação entre a exaustão parental e a saúde mental da criança, sendo importante explorar a direção destas associações e desenhar programas adaptados a ambos os pais, de modo a diminuir a exaustão parental.The present study aimed to characterize parental burnout in the initial outbreak of the COVID-19 pandemic and its relationship with parenting practices and children's mental health. A total of 167 caregivers of children between 6 and 12 years old answered an online evaluation protocol that includes different scales to evaluate parental burnout (QAEP), positive (EMBUP) and negative (PPI) parenting practices, and child’s adjustment (SCARED-R-parents version and KIDSCREEN-10-parents version). According to the results, it is possible to observe: 1) low levels of parental burnout, coercive and inconsistent discipline and child anxiety, and moderate levels of emotional support and the child's quality of life; 2) significant associations, of low to moderate magnitude, between parental burnout and other dimensions, positive for coercive and inconsistent discipline and child’s anxiety and negative for emotional support and child's quality of life; 3) significant associations, of low to moderate magnitude, between the quality of life and parenting practices (positive for emotional support and negative for inconsistent and coercive discipline); 4) absence of significant differences between fathers and mothers concerning parental burnout and parental practices. The results of predictive models of child mental health suggest that parental burnout is the most consistent predictor. There were significant effects of maternal burnout for both indicators of child’s mental health and paternal burnout in child’s quality of life. The results of this study support the relationship between parental burnout and child’s mental health, being important to explore the direction of these associations and design suitable programs for both parents to reduce parental burnout

preparação da criança de 5 anos para a vacinação

Mestrado, Enfermagem de Saúde Infantil e Pediatria, 2014, Escola Superior de Enfermagem de LisboaProcedimentos invasivos, como a vacinação, são sem dúvida momentos que causam ansiedade, medo e dor nas crianças. Para os pais prepará-las para estes momentos, quando se fala da vacinação aos 5 anos, é complicado. Os pais/família têm um papel fundamental no desenvolvimento da criança, pelo que a sua participação nos cuidados é essencial. Cabe ao Enfermeiro Especialista de Saúde da Criança e do Jovem (EESCJ) apoiar os pais/família na expressão dos medos, dúvidas e angústias. O sucesso de um procedimento depende da parceria no cuidar que se estabelece com os pais/família em colaboração com a criança, envolvendo empatia, respeito, disponibilidade, confiança, carinho, conhecimento, conforto e familiaridade. O EESCJ deve promover o bem-estar e a saúde da criança, e prevenir a doença, apoiado no desenvolvimento de competências que lhe permitem lidar com situações que alterem o funcionamento familiar. Este relatório surge da implementação do projeto: “Mãe, tenho medo@”-Preparação da criança de 5 anos para a vacinação, e integra três áreas: a Criança/Família em Situação Crítica, com estágios realizados na Unidade de Cuidados Intensivos Neonatais e Serviço de Urgência; a Criança/Família no Internamento, Serviço de Medicina; e a Criança/Família na Saúde Infantil, Centro de Desenvolvimento da Criança e Unidade de Saúde Familiar. Os objetivos foram: adquirir competências do EESCJ, na prestação de cuidados à criança/família focados nas intervenções de enfermagem não traumáticas e competências comunicacionais e relacionais de acordo com o desenvolvimento da criança de 5 anos e o contexto familiar. Considerou-se a Teoria do Conforto de Katharine Kolcaba a que melhor dá resposta aos objetivos delineados. A metodologia utilizada foi a descritiva, analítica e reflexiva. Durante o estágio foram adquiridas/desenvolvidas competências de EESCJ, e outros saberes, que permitiram fazer a ligação teoria-prática, e desenvolver o espírito críticoreflexivo, com vista a uma melhor adaptação a novas situações e consequente resposta aos constantes desafios da Enfermagem