Orientador: Eliana Gertrudes de Macedo Lemos / Coorientador: Jackson Antonio Marcondes de Souza / Banca: Tsai Siu Mui / Banca: Hugo Miguel Preto de Morais Sarmento / Banca: Janete Aparecida Desiderio / Banca: Tereza Cristina Luque Castelane / Resumo: Os impactos ambientais causados por sucessivas extrações de minérios e compostos gerados dos resíduos tóxicos dessa atividade têm sido foco de preocupação dos ambientalistas, neste contexto há um grande esforço gerado para o desenvolvimento de metodologias eficientes e de baixo custo para remoção de metais pesados de solos e águas contaminadas. Os métodos biológicos surgem como uma alternativa aos métodos convencionais para o solo, um dos ecossistemas terrestre que apresentam uma infinidade de recursos naturais além da grande diversidade de microrganismos interagindo entre si. O mesmo constitui fonte de investimento para o isolamento de microrganismos e análises metagenômicas para prospecção de genes envolvidos em processos importantes para o equilíbrio metabólico e ecológico, pois, tanto de maneira isolada, como em interações, estes organismos desempenham papel importante no que diz respeito à produção de enzimas na biorremoção de metais e contaminantes do solo. Este trabalho teve como objetivo isolar, caracterizar e avaliar a biossorção e bioacumulação de metais por microrganismos originados de solos de ecossistemas de Sabará, uma região de mineradora desativada Minas Gerais. Adicionalmente buscou-se avaliar a diversidade metabólica funcional, para uma comparação da microbiota de, Sabará e Brumadinho, combinada com busca de genes que conferem resistência a cromo (crhA), cobre (copA, copB, cueO) e níquel (nixA). Os isolados obtidos foram classificados em gêneros como Burkolderia, Serratia, Bacillus, Stenotrophomonas e Artrobacter, que apresentam potencial para biorremediação de metais do solo e água. Entretanto, seis dos 32 isolados apresentaram resistência aos metais cobre, cromo e níquel, na concentração de 500 mgL-1. Destes isolados, dois deles, do gênero Burkolderia e Arthrobacter (CP15 e CR11) apresentaram capacidade metabólica de biossorver e interiorizar metais pesados em diferentes... / Abstract: The environmental impacts caused by successive extractions of minerals and compounds generated toxic waste of this activity have been the focus of concern for environmentalists in this context there is a great effort generated for the development of efficient methodologies and cost-effective to remove heavy metals from soils and contaminated water. Biological methods appear as an alternative to conventional methods for the ground of the earth's ecosystems have a multitude of natural resources beyond the great diversity of microorganisms interacting. The same is investment source for the isolation of microorganisms and metagenomic analyzes to search for genes involved in important processes for metabolic and ecological balance, since both in isolation, as in interactions, these organisms play an important role as regards the production of enzymes in biorremoção metal and soil contaminants. This study aimed to isolate, characterize and evaluate the biosorption and bioaccumulation of metals by microorganisms originating from Sabara ecosystems soil, a mining region of Minas Gerais disabled. In addition we sought to evaluate the functional metabolic diversity, for a comparison of the microbiota of Sabara and Brumadinho, combined with search of genes that confer resistance to chromium (CRHA), copper (copA, CopB, cueO) and nickel (Nixa). The isolates were classified into genres such as Burkolderia, Serratia, Bacillus, Stenotrophomonas and Artrobacter, which have the potential for bioremediation of metals from soil and water. However, six of the 32 isolates were resistant to metals copper, chromium and nickel, at a concentration of 500 mg L-1. Of these isolates, two of them, the genus Arthrobacter and Burkolderia (CP15 and CR11) had metabolic capacity to internalize biossorver and heavy metals at different stages of development. As metabolic activity, the microbial community of the perimeter of iron quadrangle soils (MG) has high activity ... / Doutor

Orientador: Carlos Renato Corso / Banca: Cassiana Maria Reganhan Coneglian / Banca: Sandra Mara Martins Franchetti / Resumo: A liberação de resíduos têxteis no meio ambiente, com destaque para os corantes sintéticos, representa um dos principais problemas ambientais da atualidade, devido ao seu grande potencial de poluição dos corpos d'água. Esses compostos quando presentes no ambiente possuem alta persistência, pois apresentam em sua composição química, grandes quantidades de anéis aromáticos, ligações azóicas, aminas e grupos sulfônicos, que lhes conferem lento processo de biodegradação e elevado potencial toxicológico. Diversas pesquisas estão sendo realizadas com o objetivo de reduzir nos efluentes a concentração de corantes e dos metabólitos que são gerados com a degradação dessas moléculas, que por vezes podem ser mais tóxicas que a molécula inicial. Entendendo toda essa problemática, o presente estudo teve como objetivos avaliar a biossorção e biodegradação dos azo corantes têxteis Acid Blue 161 e Procion Red MX-5B em solução simples e solução binária pelos fungos filamentosos Aspergillus niger, Aspergillus terreus e Rhizopus oligosporus. Todos os tratamentos foram associados a testes de toxicidade aguda com o microcrustáceo Artemia salina e sementes de Lactuca sativa. Nos testes biossortivos o fungo que apresentou maior capacidade de descoloração das soluções foi o A. niger. Enquanto que no teste de biodegradação o fungo A. terreus apresentou maior capacidade de degradação das moléculas dos corantes. No processo biodegradativo análises de FTIR mostraram a presença de aminas e outros metabólitos que foram formados durante o tratamento biológico dos corantes. Nos testes de toxicidade as sementes de L. sativa foram mais sensíveis à presença dos corantes e após o teste de biossorção dos corantes ocorreu redução da toxicidade das soluções para os dois organismos-teste utilizados, indicando que o... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The release of textile waste in the environment, especially the synthetic dyes, represents one of the main environmental problems of the present time due to its great potential for pollution of water bodies. These substances when present in the environment have high persistence, because they present in their chemical composition, large amounts of aromatic rings, azo groups, amines, sulfonic groups, which impart a slow process of biodegradation and high toxic potential. Several investigations have been performed in order to reduce the effluent concentration of dyes and metabolites that are generated by the degradation of these molecules, which can sometimes be more toxic than the original molecule. Understanding all this problem, this study aimed to evaluate the biosorption and biodegradation of textile azo dyes Acid Blue 161 and Procion Red MX-5B in simple and binary solution by the filamentous fungus Aspergillus niger, Aspergillus terreus and Rhizopus oligosporus. All treatments were associated with toxicity tests with the brine shrimp Artemia salina and seeds of Lactuca sativa. In biosorption tests fungus that showed the greatest ability to discolouration of the samples was A. niger. While in the biodegradation test fungus A. terreus showed greater capacity for degradation of the dye molecules. In the biodegradation process FTIR analysis showed the presence of amines and other metabolites for the biological treatment of the dyes. In toxicity tests the seeds of L. sativa were more sensitive to the presence of the dyes. After biosorption test one of the dyes occurred reducing the toxicity of the samples for the two organisms used as biological indicators, showing that the treatment was effective in reducing the discoloration and toxicity of the solutions. For the treatment of biodegradation occurred in all samples increased... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

In a world that is constantly in need of a continuous, reliable and sustainable energy supply, concentrating photovoltaic technologies have the potential to become a cost effective solution for large scale power generation. In this light, important progresses have been made in terms of cell’s design and efficiency, but the concentrating photovoltaic industry sector still struggles to gain market share and to achieve adequate economic returns. The work presented in this thesis is focused on the development of innovative solutions for high concentrating photovoltaics receivers. The design, the fabrication and the characterization of a large cell assembly for high concentrations are described. The assembly is designed to accommodate 144 multijunction cells and is rated to supply energy up to 2.6kWe at 500 suns. The original outline of the conductive copper layer limits the Joule losses to the 0.7% of the global power output, by reducing the number of interconnections. All the challenges and the issues faced in the manufacturing stage are accounted for and the reliability of the fabrication has been proven by quality tests and experimental investigations conducted on the prototype. An indoor characterization shows the receiver’s potential to supply a short-circuit current of 5.77A and an open circuit voltage per cell of 3.08V at 500×, under standard test conditions, only 4.80% and 2.06% respectively lower than those obtained by a commercial single-cell assembly. An electrical efficiency of 29.4% is expected at 500 suns, under standard conditions. A prototype’s cost of $0.91/Wp, in line with the actual price of CPV systems, has been recorded: a cost breakdown is reported and the way to further reduce the cost have been identified and is accounted. In a second approach, the design of a natural convective micro-finned array to be integrated in a single cell receiver has been successfully attempted. Passive cooling systems are usually cheaper, simpler and considered more reliable than active ones. After a detailed review of micro-cooling solutions, an experimental investigation on the thermal behaviour of micro-fins has been conducted and has been combined with a multiphysics software model. A micro-finned heat sink shows the potential to keep the CPV temperature below 100°C under standard conditions and the ability to handle the heat flux when the cell’s efficiency drops to zero. Moreover, a micro-finned heat sink demonstrates the potential to introduce significant benefits in terms of material usage and weight reduction: compared to those commercially available, a micro-finned heat sink has a power-to-weight ratio between 6 and 8 times higher, which results in lower costs and reduced loads for the CPV tracker.

Orientador: José Luiz Rybarczyk Filho / Resumo: Na análise de dados metagenômicos temos duas perguntas básicas que podemos fazer: “Quem são?” e “O que estão fazendo?” os microorganismos de uma determinada amostra. Para responder a primeira pergunta utiliza-se a análise taxonômica de microorganismos. Existem diversos software que utilizam diferentes metodologias para atingir essa finalidade. Esses métodos são divididos em duas categorias principais: composicional e alinhamento por similaridade. O que diferencia os métodos são principalmente o tempo para ser realizada a análise, poder computacional e eficiência na identificação dos reads. Nesse trabalho propomos um novo método por composição que utiliza cinco assinaturas genômicas e suas combinações para identificação dos reads: concentração de GC (Guanina/Citocina), entropia de dipletes, entropia de tripletes, entropia de tetrapletes e abundância total de dinucleotı́deos. Utilizamos um conjunto de dados referente a 3055 genomas completos de bactérias provenientes do NCBI (National Center for Biotechnology Information)que foram fragmentados em dois grupos: teste e controle. Os grupos foram fragmentados em tamanhos de 50-1000pb com partições de tamanho 50pb, buscando se aproximar dos tamanhos de reads normalmente gerados pelos equipamentos de sequenciamento de nova geração. O desempenho da metologia foi avaliado por medidas de sensibilidade, especificidade, precisão e média harmônica em comparação aos resultados do grupo teste com o grupo controle. Dentre as combinações anal... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Mestre

La Tunisie connaît une progression notable de ses dépenses de santé et de l’espérance de vie des tunisiens. Mais ces résultats vont de pair avec des inégalités dans l’accès aux soins, motivant une réforme de l’assurance maladie mise en place en 2007. Les principaux changements visent une amélioration de la couverture pour les maladies chroniques et une généralisation de l’assurance pour l’offre de soins privée. Cette thèse de micro-économétrie appliquée examine l’impact de la réforme sur l’accès aux soins et le reste à charge des individus. Les évaluations sont réalisées sur des enquêtes visant plusieurs milliers d’individus en 2005 et 2010. On présente les motivations de la réforme, avant d’analyser le choix d’assurance et son influence sur le recours aux fournisseurs de soins publics ou privés en 2010, après la réforme. Une évaluation de cette réforme a été analysée à l’aide de l’approche de différences de différences. Au total, les résultats obtenus montrent que cette réforme semble avoir atteint plusieurs de ses objectifs : amélioration de l’accès aux soins pour les affiliés à la Caisse Nationale de Sécurité Sociale (CNSS), meilleur accès aux soins privés, baisse des restes à charges et des dépenses catastrophiques pour les personnes affectées d’une maladie chronique. / Tunisia experiences a noticeable growth in health expenditures and in Tunisians’ life expectancy. However, there are inequalities in health care access that motivated a reform of the health insurance which took place in 2007. The main changes were the improvement of the coverage for chronic diseases and the expansion of the access to insurance for care provided in the private sector. This PhD uses a micro econometric approach to examine the impact of this reform on access to health care and the out of pocket (OOP) born by individuals. The estimations are implemented on two surveys realized in 2005 and 2010 and relative to several thousand individuals. We first present the motivations of the reform. Then we analyze the individual insurance choice and its influence on the use of public or private care providers in 2010, i.e. after the reform. To evaluate this reform, we use a double difference approach. In total, our results show that the 2007 reform has attained many of its objectives: improvement of health care access for National Social Security Fund’s (NSSF) members, better access for private health care, decrease of OOP and catastrophic health expenses for individuals with chronic diseases.

Resumo: Baseado nas informações geradas após o seqüenciamento do genoma, foi desenvolvido uma série de meios de cultura de composição definida (XDM1, XDM2, XDM3, XDM4 e XDM5). Portanto, um dos objetivos do presente trabalho foi estabelecer a curva de crescimento da X. fastidiosa no meio definido XDM2. Foi utilizada a estirpe 9a5c de X. fastidiosa mantida nesse mesmo meio de cultura. A medida da taxa de crescimento bacteriano foi realizada através de leituras de densidade óptica durante dezesseis dias com intervalos de 48 horas. A avaliação da viabilidade celular foi realizada através da contagem de unidade formadora de colônia (UFC) por diluição seriada. As duas avaliações apresentaram uma alta correlação (R2= 0,91) verificada através de regressão exponencial. O início da fase estacionária foi obtido após 10 dias de crescimento. De posse dos dados de UFC, foi possível calcular o tempo de geração da X. fastidiosa no meio XDM2, de aproximadamente 21 horas. Comparando o tempo de geração obtido na curva de crescimento em meio PW (11,37h), foi comprovado que a bactéria apresenta um crescimento mais rápido em meio PW do que no meio definido XDM2. Outro aspecto interessante revelado no estudo do genoma funcional da X. fastidiosa está relacionado à expressão de genes associados à patogenicidade. O principal mecanismo de patogenicidade é a formação de biofilme no xilema da planta hospedeira conduzindo ao bloqueio dos vasos do xilema. Análise da expressão diferencial de genes desse fitopatógeno em condição de virulência e durante a formação do biofilme revela padrões de genes associados à adaptação e competitividade no ambiente do hospedeiro. Esses genes possivelmente são ativados no biofilme maduro e são essenciais para sua manutenção na planta. Além disso, sabe-se que bactérias que formam biofilme apresentam resistência crescente a compostos... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Based on informations generated after the genome sequencing, a series of culture media of defined composition were developed (XDM1, XDM2, XDM3, XDM4 e XDM5). Therefore, one of the objectives of the present work was to establish the growth curve of X. fastidiosa in the defined medium XDM2. For this, we utilized the 9a5c strain of X. fastidiosa maintained in this medium. The measurement of the bacterial growth rate was done by optical density analysis during sixteen days with intervals of 48 hours. The evaluation of cellular viability was carried out counting the colony units forming (CFU) by serial dilution. Both evaluations presented a high correlation (R2 = 0,91) verified by exponential regression. The beginning of the stationary phase was observed after ten days of growth. With the data of CFU, it was possible to calculate the generation time of X. fastidiosa in XDM2 medium, estimated to be of approximated 21 hours. Comparing the generation time obtained for the growth curve in PW medium (11,37 hours), we proved that the bacteria grow faster in PW compared with the defined medium XDM2. Another interesting aspect reveled by the study of functional genome of X. fastidiosa is related to the expression of genes associated with pathogenicity. The main mechanism of its pathogenicity is the formation of a biofilm in the xylem of the host plant, causing the blockage of the xylem vessels. Analysis of the differential expression of genes of this phytophatogen in condition of virulence and during the biofilm formation reveals standards associated to adaptation and competition in the host environment. These genes are possibly activated in the mature biofilm and are essential for its maintenance in the plant. Besides, it is known that bacteria that form biofilm present elevated resistance to antimicrobial compounds while biofilm is structured, like antibiotics, heavy metals... (Complete abstract click electronic access below) / Orientador: Marcos Antonio Machado / Coorientador: Alessandra Alves de Souza / Banca: Ivan Maia de Godoy / Banca: Henrique Ferreira / Mestre

Hydro power can be defined as converting the energy of flowing water into useful mechanical power by a turbine or water wheel. A micro hydro system typically has an electrical generation capacity of less than 100 kilo watts. These systems are usually constructed to supply power to individuals or groups of individuals who are independent of the power supply grid. The scope of this project is to outline the principles of micro hydro and to document the design process of a micro hydro site. This will include the measurements, calculations, and methods performed in a feasibility study for a potential site. The desired outcome of the project is to develop a viable solution to gain energy independence at a remote site owned by the author.

Tese de mestrado integrado. Engenharia Electrotécnica e de Computadores (Energia). Universidade do Porto. Faculdade de Engenharia. 2011

Tese de mestrado integrado. Engenharia Mecânica. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2009

Tese de mestrado integrado. Engenharia Electrotécnica e de Computadores (Energia). Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2012