Design of future distribution grids

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Electrotécnica e de ComputadoresThis work presents the concept of voltage control in power distribution systems with distributed generation and electric vehicles penetration. The impact of DG and EV in the voltage supply is investigated. DG provides more power into the system, which can cause the inversion of the load flow and an increase in the voltage supply when the demand is low. EVs on the other hand are additional load in distribution systems, increasing power demand and voltage drop. Both might be a cause of voltage problems in the power supply, when no voltage control is applied. Devices such as the tap-changer transformer or the voltage regulator which were not essential in the past are now important solutions to solve voltage variation issues. In this work, several different solutions for voltage control are analyzed, both technically and economically. Overall, the results show that different strategies have different outcomes, and some solutions provide better voltage control than others. In order to have a proper solution for a system, when choosing a control strategy, it is necessary to always take into account the cable ampacity, the technical limits of each device and the costs associated with it

Elucidating the mating system of Phaffia rhodozyma, an astaxanthin-producing yeast with biotechnological potential

In fungi belonging to the phylum Basidiomycota, sexual identity is usually determined by two genetically unlinked MAT loci, one named PR locus, which encodes one or more pheromone receptors (Ste3) and pheromone precursors (Mfa), and the other, named HD locus, that comprehends at least one pair of divergently transcribed genes encoding homeodomain transcription factors (HD1 and HD2). The two MAT loci work as two distinct mating compatibility check points. Most basidiomycete species are heterothallic, meaning that sexual reproduction requires mating between two sexually compatible individuals harboring different alleles at both MAT loci. However, some species are known to be homothallic, one individual can complete the sexual cycle without mating with a genetically distinct partner. While the molecular underpinnings of the heterothallic life cycles of several basidiomycete model species have been dissected in detail, much less is known concerning the molecular basis for homothallism. The general aim of this research was to study the molecular mechanisms of sexual reproduction in fungi, specifically those governing the homothallic life cycle of P. rhodozyma. Six MAT genes were found in P. rhodozyma, organized in two MAT loci, most likely located on different chromosomes. The PR locus was shown to be composed of two clusters, at approximately 5 kb from one another, each encoding one STE3 gene and one MFA gene, while the HD locus encompassed two divergently transcribed homeodomain transcription factors genes, HD1 and HD2. Functional genetic analysis was performed by targeted gene deletion of the MAT elements found in P. rhodozyma and the results allowed the proposal of a molecular model controlling the homothallic sexual behavior of P. rhodozyma. In this model (i) each pheromone interacts with the pheromone receptor of the other cluster (Mfa1 activates Ste3-2 while Mfa2 activates Ste3-1); since neither pheromone receptor is required per se for sporulation they seem to be functionally redundant; and (ii) both homeodomain proteins appear to work together to regulate genes required for sexual development. Comparison of the MAT regions of additional Phaffia species and of other representatives within the order Cystofilobasidiales, indicate that transitions to homothallism probably occurred several times independently. Furthermore, it revealed a particularly dynamic pattern of MAT gene evolution, with the generation of new receptors within each genus and exceptionally large numbers of mature pheromones encoded in the genomes of some of the species. In conclusion, this work allowed for the first time the elucidation of the basic molecular mechanisms governing the homothallic life cycle of a basidiomycete. At the same time the genetic manipulation of the MAT genes of P. rhodozyma also allowed the generation of preferably outcrossing strains, which may be potentially useful for further improvement of this yeast as an industrial organism by way of selective breeding

Biogeography of Xanthophyllomyces dendrorhous, a yeast with biotechnological potential: population mapping and host associations

Tese de mestrado. Biologia (Microbiologia Aplicada). Universidade de Lisboa, Faculdade de Ciências, 2011Xanthophyllomyces dendrorhous é uma levedura basidiomiceta cuja grande relevância biotecnológica advém do facto de ser a única espécie cujo principal pigmento produzido é astaxantina. Este carotenoide possui várias atividades biológicas relevantes e inúmeras aplicações industriais, sendo o segundo carotenoide mais rentável do mercado. Apesar do interesse nesta levedura devido às suas aplicações biotecnológicas, ainda são limitados os conhecimentos sobre a sua biologia e biogeografia. X. dendrorhous foi isolada pela primeira vez durante a década de 60 do século passado a partir de exsudados de árvores de folha caduca em diversas localizações no Hemisfério Norte, tendo-se considerado durante muito tempo restrita a estes habitats e latitudes. Inicialmente descrita como uma levedura assexuada designada Phaffia rhodozyma, em 1995 o seu estado sexuado, Xanthophyllomyces dendrorhous, foi observado e descrito pela primeira vez. O seu ciclo sexuado é caracterizado pela conjugação entre a célula-mãe e a gémula, após a qual ocorre a formação de um holobasídio aéreo que subsequentemente dá origem a basidiósporos na sua extremidade apical. Este estado sexuado é despoletado pela presença de polióis no meio de cultura. Taxonomicamente esta levedura encontra-se classificada na ordem Cystofilobasidiales, classe Tremellomycetes e subfilo Agaricomycotina. A descoberta de um novo habitat de X. dendrorhous em 2007 na Argentina (Patagónia), veio mostrar que esta levedura possui uma distribuição geográfica mais diversificada do que aquela considerada inicialmente. Nas florestas da Patagónia, X. dendrorhous encontra-se associada aos corpos frutíferos de um fungo ascomiceta, parasita obrigatório de árvores Nothofagus, denominado Cyttaria. À semelhança dos exsudados de árvores, os corpos frutíferos de Cyttaria são ricos em açúcares simples, estando presentes nos troncos de Nothofagus uma vez por ano. Após a descoberta de novas populações de X. dendrorhous no Hemisfério Sul foi realizado um estudo filogenético da região ITS (internal transcribed spacer) do rDNA das estirpes de X. dendrorhous e das diferentes árvores hospedeiras tendo-se verificado concordância entre ambas as filogenias. Este facto levou à formulação da hipótese de que a variabilidade intraespecífica observada em X. dendrorhous, poderia dever-se ao facto de cada linhagem se encontrar associada a um hospedeiro diferente. Após a descoberta de X. dendrorhous no Hemisfério Sul, a exploração de outras regiões geográficas onde, tanto Nothofagus como Cyttaria estão presentes, foi levada a cabo em 2009 por elementos do laboratório de acolhimento. As amostras biológicas recolhidas na Austrália e Nova Zelândia resultaram na obtenção de novos isolados de Xanthophyllomyces. Face ao número crescente de isolados de Xanthophyllomyces existentes, o presente trabalho teve como principal objetivo o estudo das relações filogenéticas entre as diferentes linhagens existentes assim como, a exploração de possíveis relações entre a variabilidade genética encontrada em Xanthophyllomyces e os hospedeiros aos quais esta levedura se encontra associada. De forma a atingir este objetivo, duas abordagens distintas foram exploradas: (i) amplificação, sequenciação e estudo filogenético de sete fragmentos de genes de Xanthophyllomyces e (ii) a cariotipagem de isolados representativos das diferentes linhagens encontradas. Os dados obtidos foram analisados sob o ponto de vista da associação aos hospedeiros e localização geográfica dos isolados. Os resultados mostraram a existência de quatro populações distintas em X. dendrorhous. A estrutura populacional encontrada sugere que as populações naturais se propagam preferencialmente de forma clonal. Cada uma das diferentes populações apresenta-se associada a diferentes plantas hospedeiras, sendo esse o fator que mais parece influenciar a estrutura populacional. No entanto verificou-se também alguma diferenciação geográfica apesar da sua influência parecer menos relevante. Na filogenia concatenada dos sete fragmentos de genes estudados foi observado que cada grupo filogenético principal agrupa estirpes isoladas a partir de um mesmo hospedeiro, sendo igualmente possível verificar a existência de subdivisões dentro destes mesmos grupos, que estão por sua vez associadas à origem geográfica dos isolados. Este facto foi corroborado pelas networks filogenéticas construídas no software Splistree4 e pela análise da estrutura populacional usando uma abordagem bayesiana implementada no software Structure. A determinação dos cariótipos de estirpes representativas de cada uma das populações encontradas em X. dendrorhous revelou padrões únicos de cromossomas para cada estirpe. O número de cromossomas das onze estirpes estudadas varia entre seis e 11, sendo o seu tamanho entre 0,8 Mb e 3,5 Mb. Não foi observada uma relação entre a estrutura populacional de X. dendrorhous e os cariótipos observados para as diferentes estirpes. Verificou-se que um dos isolados em estudo, possui três genes heterozigóticos. Os alelos de cada gene foram separados por clonagem e posteriormente sequenciados, tendo-se verificado a existência de dois alelos distintos para cada gene heterozigótico. A análise filogenética permitiu observar que, para os três genes heterozigóticos, os alelos encontrados pertencem a duas populações distintas originárias respectivamente da Australásia (em associação com Nothofagus) e Japão (em associação com Betula). Este facto sugere a existência de contacto entre as duas populações. Diversos estudos biogeográficos têm sido realizados sobre os géneros Nothofagus, Betula e Cornus. Enquanto que a biogeografia de Nothofagus parece ter sido moldada por fenómenos como a fragmentação do super continente Gondwana e eventos de dispersão a longas distâncias, as histórias biogeográficas de Betula e Cornus parecem ter sido influenciadas por migrações intercontinentais através das pontes terrestres de Bering e do Oceano Atlântico durante o período geológico Terciário. A análise da atual distribuição de X. dendrorhous levando em consideração as histórias biogeográfias dos seus hospedeiros parece sugerir uma correlação entre ambas. É possível que a distribuição de X. dendrorhous no Hemisfério Sul esteja relacionada com a biogeografia de Nothofagus, assim como a sua distribuição no hemisfério Norte parece ser coerente com as histórias biogeográficas de Betula e Cornus. A coexistência de Nothofagaceae, Fagaceae e Betulaceae na região do arquipélago indo-australiano poderá ter permitido um salto de hospedeiro por parte de X. dendrorhous que assim colonizou outras áreas no Hemisfério Norte. Entre os isolados recolhidos na Australásia foram encontradas duas putativas novas espécies de Xanthophyllomyces. É possível observar que a divergência destas novas espécies relativamente a X. dendrorhous se verifica ao nível molecular tanto na região ITS como nas sete regiões genómicas estudadas. As duas espécies, Xanthophyllomyces sp. I e Xanthophyllomyces sp. II apresentam o mesmo estado sexuado que X. dendrorhous, assim como produção de astaxantina. O presente estudo constitui o primeiro registo da existência de mais do que uma espécie no género Xanthophyllomyces. Com este estudo iniciou-se a exploração da recém descoberta biodiversidade existente na Australásia, identificando-a como um possível hotspot de diversidade e possivelmente como ponto de origem do género Xanthophyllomyces

Follow-up of patients after stereotactic radiation for lung cancer: a primer for the nonradiation oncologist.

BACKGROUND: The use of stereotactic ablative radiotherapy (SABR) as primary treatment for early stage non-small-cell lung cancer, or for ablation of metastases, has increased rapidly in the past decade. With local recurrence rates reported at approximately 10%, and a patient population that is becoming increasingly fit and amenable to salvage treatment, appropriate multidisciplinary follow-up care is critical. Appropriate follow-up will allow for detection and management of radiation-related toxicity, early detection of recurrent disease and differentiation of recurrence from radiation-induced lung injury. METHODS: This narrative review summarizes issues surrounding follow-up of patients treated with SABR in the context of a multidisciplinary perspective. We summarize treatment-related toxicities including radiation pneumonitis, chest wall pain, rib fracture, and fatal toxicity, and highlight the challenges of early and accurate detection of local recurrence, while avoiding unnecessary biopsy or treatment of benign radiation-induced fibrotic lung damage. RESULTS: Follow-up recommendations based on the current evidence and available guidelines are summarized. Imaging follow-up recommendations include serial computed tomography (CT) imaging at 3-6 months posttreatment for the initial year, then every 6-12 months for an additional 3 years, and annually thereafter. With suspicion of progressive disease, recommendations include a multidisciplinary team discussion, the use of high-risk CT features for accurate detection of local recurrence, and positron emission tomography/CT SUV max cutoffs to prompt further investigation. Biopsy and/or surgical or nonsurgical salvage therapy can be considered if safe and when investigations are nonreassuring. CONCLUSIONS: The appropriate follow-up of patients after SABR requires collaborative input from nearly all members of the thoracic multidisciplinary team, and evidence is available to guide treatment decisions. Further research is required to develop better predictors of toxicity and recurrence

Evaluation of Mathematical Models for CO2 Frost Formation in a Cryogenic Moving Bed

Moving bed heat exchangers (MBHE)s are used in industrial applications including waste heat recovery and the drying of solids. As a result, energy balance models have been developed to simulate the heat transfer between a moving bed and the gas phase. Within these energy balance models, phase change of components within the gas phase has not been considered as the liquefaction or desublimation of the gas phase does not occur in typical industrial applications. However, available energy balance models for cryogenic CO2 capture (CCC) have only focused on fixed packed beds. The development of a suitable energy balance model to predict the energy duties for MBHEs that include phase change would be beneficial for CCC applications. This work investigated the development of moving bed energy balance models for the design of moving bed columns that involve phase change of CO2 into frost, using existing models for MBHEs and fixed-bed CCC capture. The models were evaluated by comparison with available moving bed experimental work and simulated data, predicted energy duty requirements and bed flow rates from the suggested moving bed CCC models to maintain thermal equilibrium. The comparisons showed a consistent prediction between the various methods and closely align with the available experimental and simulated data. Comparisons of energy duty and bed flow rate predictions from the developed energy balance models with simulated cases for an oil-fired boiler, combined cycle gas turbine (CCGT) and biogas upgrading showed energy duty requirements for the gas phase with a proximity of 0.1%, 20.8%, and 3.4%, respectively, and comparisons of gas energy duties from developed energy balance models with energy duties derived from experimental results were compared with a proximity of 1.1%, 1.1% and 0.6% to experimental results for CO2 % v/v concentrations of 18%, 8% and 4%

EFFECT OF DIFFERENT STORAGE CONDITIONS ON NUTRITIONAL AND QUALITY PARAMETERS OF 'SWEETHEART' CHERRY.

Abstract The sweet cherry ‘Sweetheart’, although having a short shelf life, is highly appreciated by consumers due to its organoleptic characteristics. Different storage methods were tested to study the maintenance of quality during a period of 27 days: 1) cold (air at 1°C and 95% relative humidity) (CC), 2) cold and polypropylene film bags (1°C and 95% relative humidity) (MA) and 3) cold and controlled atmosphere (1°C, 95% RH, 10% CO2 and 8% O2) (CA). Quality parameters tested included external colour (L*, a*, b*), total soluble solids (TSS), and titratable acidity (TA). To evaluate nutritional quality anthocyanins, total antioxidant activity, and total phenolics were measured. Results allow us to say that phenolic compounds were relatively stable and similar during storage in CC and MA. Cherries stored under CA conditions presented lowest concentrations of phenolic compounds. Phenolic compounds, total anthocyanins and antioxidant activity were inversely correlated with values of colour coordinates. Considering all the evaluations done during this work it is unquestionable that fruits stored in controlled atmosphere conditions had significantly different quality