Eco-Sustainable Energy Production in Healthcare: Trends and Challenges in Renewable Energy Systems

The shift from fossil fuels to renewable energy systems represents a pivotal step toward the realization of a sustainable society. This study aims to analyze representative scientific literature on eco-sustainable energy production in the healthcare sector, particularly in hospitals. Given hospitals’ substantial electricity consumption, the adoption of renewable energy offers a reliable, low-CO2 emission solution. The COVID-19 pandemic has underscored the urgency for energy-efficient and environmentally-responsible approaches. This brief review analyzes the development of experimental, simulation, and optimization projects for sustainable energy production in healthcare facilities. The analysis reveals trends and challenges in renewable energy systems, offering valuable insights into the potential of eco-sustainable solutions in the healthcare sector. The findings indicate that hydrogen storage systems are consistently coupled with photovoltaic panels or solar collectors, but only 14% of the analyzed studies explore this potential within hospital settings. Hybrid renewable energy systems (HRES) could be used to meet the energy demands of healthcare centers and hospitals. However, the integration of HRES in hospitals and medical buildings is understudied

Mapas de contorno da capacidade de água disponível em solo cultivado com videiras irrigadas

A delimitação de zonas homogêneas, quanto aos valores da capacidade de água disponível (CAD) no solo, pode auxiliar o manejo da água na profundidade efetiva das raízes das plantas, tanto pelo conhecimento da extensão dessas zonas em uma área cultivada, como pela possibilidade de realizar um manejo diferenciado da irrigação, quanto ao momento e quantidade de água a ser aplicada. Em vista disso, este trabalho teve como objetivo avaliar a estrutura de dependência espacial da CAD de um Neossolo Quartzarênico, cultivado com videiras irrigadas por microaspersão, nas profundidades de 0-0,20 m e 0,20- 0,40 m; e, no caso de dependência espacial, confeccionar os mapas de contorno dos valores de CAD, para ambas as profundidades, usando o interpolador geoestatístico krigagem. Em 2006, foi estabelecida uma malha retangular de 14 x 12 pontos (168 pontos em cada profundidade), totalizando 336 amostras de solo, nas quais foram determinados os valores do conteúdo de água no solo referentes a capacidade de campo e ao ponto de murcha permanente, e calculados os valores de CAD. Logo após, foi feita a análise exploratória de cada conjunto de dados por meio da estatística clássica e, em seguida, a estrutura de dependência espacial de cada variável (CAD na profundidade de 0-0,20 m e CAD de 0,20-0,40 m) foi analisada por meio da técnica de Geoestatística, possibilitando a elaboração dos mapas de contorno. Resultados mostram que os dados de capacidade de água disponível, em ambas as profundidades, seguem a distribuição normal, segundo o teste de Kolmogorov-Smirnov aos níveis de 10%, 5% e 1% de probabilidade. Os valores de CAD na profundidade de 0-0,20 m apresentaram uma estrutura de dependência espacial (com alcance real de 6,45 m), tornando possível a construção do mapa de contorno, por meio do interpolador geoestatístico krigagem, e a identificação das zonas homogêneas. Já os valores de CAD referentes a profundidade de 0,20-0,40 m apresentaram um semivariograma sem patamar, não sendo possível a construção do mapa de contorno por meio deste interpolador, necessitando, desta forma, um estudo mais aprofundado do comportamento da CAD nesta profundidade

Distance Dependence of Electron Transfer Kinetics for Azurin Protein Adsorbed to Monolayer Protected Nanoparticle Film Assemblies

The distance dependence and kinetics of the heterogeneous electron transfer (ET) reaction for the redox protein azurin adsorbed to an electrode modified with a gold nanoparticle film are investigated using cyclic voltammetry. The nanoparticle films are comprised of nonaqueous nanoparticles, known as monolayer-protected clusters (MPCs), which are covalently networked with dithiol linkers. The MPC film assembly serves as an alternative adsorption platform to the traditional alkanethiolate self-assembled monolayer (SAM) modified electrodes that are commonly employed to study the ET kinetics of immobilized redox proteins, a strategy known as protein monolayer electrochemistry. Voltammetric analysis of the ET kinetics for azurin adsorbed to SAMs of increasing chain length results in quasi-reversible voltammetry with significant peak splitting. We observed rate constants (k°ET) of 12−20 s−1 for the protein at SAMs of shorter alkanethiolates that decays exponentially (β = 0.9/CH2 or 0.8/Å) at SAMs of longer alkanethiolates (9−11 methylene units) or an estimated distance of 1.23 nm and is representative of classical electronic tunneling behavior over increasing distance. Azurin adsorbed to the MPC film platforms of increasing thickness results in reversible voltammetry with very little voltammetric peaks splitting and nearly negligible decay of the ET rate over significant distances up to 20 nm. The apparent lack of distance dependence for heterogeneous ET reactions at MPC film assemblies is attributed to a two-step mechanism involving extremely fast electronic hopping through the MPC film architecture. These results suggest that MPC platforms may be used in protein monolayer electrochemistry to create adsorption platforms of higher architecture that can accommodate greater than monolayer protein coverage and increase the Faradaic signal, a finding with significant implications for amperometric biosensor design and development