Academic literature on the topic 'Sistemas multifuncionales'

Son varios los retos contemporáneos en el uso de suelo que acentúan su cambio, como la contaminación y la degradación. En esta comunicación corta se examinan los sistemas agrícolas multifuncionales como alternativa para operacionalizar la sostenibilidad productiva, ecológica y económica. No obstante, se hace hincapié en su inherente complejidad, que limita su evaluación y validación. Así, se sugiere el análisis de sistemas como plataforma conceptual y operativa para evaluar los sistemas agrícolas multifuncionales, y se toman los sistemas agroforestales de Tomé-Açú en la Amazonia brasileña como ejemplo. La metodología propuesta logra identificar los factores determinantes que promueven la multifuncionalidad en los sistemas agrícolas, y complementariamente estima los trade-offs que resultarían de implementarlos. Además, se incluye la participación de grupos de interés en el análisis, de tal manera que se legitiman los resultados obtenidos. Más allá del ejemplo, el análisis de sistemas se propone como opción tanto teórica como operativa en el análisis de situaciones reales y complejas, pues las dos constituyen cualidades clave para la toma de decisiones.

En las comunidades rurales, sobre todo aquellas de ascendencia indígena, las plantas medicinales son un recurso importante para enfrentar los procesos de salud y enfermedad. Resulta relevante la aplicación terapéutica de la flora, pero lo es más el tejido sociocultural que descubrió su utilidad, que aplicó el intelecto sobre estos recursos y creó un sistema de curación. En este sentido, la investigación se centra en el estudio de las entidades vegetales articuladas con técnicas específicas que edifican el espacio social de la medicina tradicional. El concepto que articula metodológicamente la investigación es el espacio concebido, este como la noción indisoluble de sistemas de objetos y sistemas de acciones, mismo que es mediado por técnicas que reproducen una intencionalidad en contextos sociales específicos. Así, el trabajo analiza los espacios vinculados con la salud y los tratamientos populares generados en Ixcanelco, una comunidad nahua de la Huasteca Veracruzana. Los espacios terapéuticos identificados son multifuncionales, posibilitan la preservación de una cultura y de la flora curativa, asimismo funcionan como una tecnoestructura cognitiva para la generación de prácticas y saberes que integran el patrimonio biocultural de la Huasteca y de México. El método analítico permite conocer las partes y su interrelación que componen al espacio social, es un enfoque cualitativo que estudia la subjetividad de los actores, apoyándose en las entrevistas semi-estructuradas y descripciones de carácter etnográfico.

La producción de residuos contaminantes, el aumento de gases efecto invernadero, el cambio climático y la creciente demanda de energía; priorizan la identificación de alternativas energéticas para gestionar territorios menos críticos. Por lo cual este artículo se propone analizar la biodigestión anaeróbica como generador de bioenergía desde residuos pecuarios, a partir de un estudio de caso en la Provincia de Buenos Aires, para evaluar la transformación de un residuo en producto, teniendo en cuenta posibilidades y obstáculos en un contexto de transición energética, generación distribuida y marcos regulatorios en construcción. Se triangularon datos de fuentes secundarias y primarias. Los obstáculos forman parte del proceso, pero esta tecnología es una oportunidad frente a la criticidad y limitaciones de los sistemas centralizados dependientes de hidrocarburos. Los resultados preliminares, enuncian que producir bioenergía a partir de residuos pecuarios: i-transforma un residuo/contaminación/problemática en bioenergía, ii- diversifica los ingresos, iii- genera biofertilizantes y iv- visualiza espacios rurales multifuncionales.

Debido a la creciente adopción de la Arquitectura de Microservicios, estilo que hace énfasis en la división de los sistemas en una colección de pequeños servicios con una sola responsabilidad, existe una necesidad de construir este tipo de sistemas con calidad y de adaptar las prácticas de los equipos de desarrollo para alcanzar una mejor escalabilidad, mantenibilidad, facilidad de despliegue así como una mayor agilidad y una clara separación de intereses. Al igual que con otro tipo de sistemas, el desarrollo de microservicios trae consigo diferentes retos que las organizaciones deben enfrentar. Dichos retos no solo tienen que ver con la parte técnica, sino que también implica un cambio en las prácticas y organización de los equipos de desarrollo. El objetivo de este estudio es analizar las prácticas de desarrollo que llevan a cabo los equipos, la forma en que estos se organizan y los retos que enfrentan durante el desarrollo de microservicios. Siguiendo un proceso de mapeo sistemático de la literatura se recopilaron 26 estudios primarios los cuales fueron analizados mediante una síntesis temática. Los resultados muestran que los equipos tienden a ser pequeños y multifuncionales, las prácticas que realizan están relacionadas con una cultura ágil y de independencia, lo que se complementa con los modelos de gobernanza descentralizada y ciclo de vida independiente. Los retos se relacionan con la complejidad del dominio, aspectos específicos de la organización y las habilidades que los desarrolladores deben de tener. Como conclusión se obtuvo la importancia de las características de una organización y sus equipos de desarrollo, la estrecha relación que tiene una cultura DevOps con el desarrollo de microservicios, la independencia y descomposición son aspectos clave que deben tomarse en cuenta y se detectaron diversos retos donde el factor humano juega un papel importante.

En la Región de Murcia la coevolución hombre-naturaleza ha generado paisajes culturales multifuncionales de enorme interés, entre los que destacan por su singularidad los paisajes áridos. Estos sistemas proporcionan gran cantidad de servicios ecosistémicos, entre ellos los culturales relacionados con la estética de los paisajes y las sensaciones de bienestar, aunque, en general, la población tiene muy poco apego por ellos. Este trabajo pretende conocer la percepción que tienen los ciudadanos sobre distintos paisajes de la Región de Murcia y, en especial, sobre los paisajes áridos y los ríos secos (ramblas) que discurren por ellos. Para ello, se han utilizado cuestionarios individuales realizados sobre una población de 185 participantes a los que se les preguntó por sus paisajes preferidos y no preferidos y se les pidió que describieran el paisaje de rambla. Se detectaron diferencias de percepción según la profesión y edad de los participantes en varios paisajes. Los paisajes áridos resultaron ser los peor valorados por la población y sorprendentemente las ramblas fueron descritas por los encuestados con palabras referidas tanto al medio natural como a las emociones que les producían, lo cual revela la importancia de los beneficios no materiales que el hombre obtiene de la naturaleza.

Las áreas rurales han experimentado significativas transformaciones socioeconómicas en las últimas décadas, en las cuales ha sido común la competencia de los ámbitos urbanos. Actualmente constituyen espacios multifuncionales caracterizados por el desempeño de nuevas actividades, donde el patrimonio se configura como un recurso esencial en las estrategias de desarrollo territorial (local). No obstante, el diseño de proyectos de valorización requiere la identificación del valor de cada bien. El propósito del estudio es la propuesta de un método de evaluación del patrimonio cultural, conformado por tres sistemas específicos que permiten cuantificar el interés patrimonial de los bienes inmuebles, inmateriales y los paisajes. La metodología posee una estructura jerarquizada basada en múltiples indicadores, y contempla la implementación de acciones de participación. La comprobación de la aplicabilidad del método se efectúa en una treintena de bienes emplazados en la Huerta de Cortes de Pallás, un municipio rural del interior valenciano. Entre los resultados técnicos y participativos destaca la presencia de un patrimonio valioso, y se constata la creciente consideración social hacia el medio rural y agrario. La aplicación íntegra del método confirma su validez y con ello la disponibilidad de un instrumento eficaz de gestión patrimonial que puede ser asumido por las instituciones.

Considerar paisagens multifuncionais como paradigma de conservação implica em abordar o múltiplo uso da terra como fator de resiliência e de sustentabilidade. Nesse contexto ampliar os sistemas florestais multifuncionais é uma estratégia importante pois, além da provisão de recursos aos produtores rurais, elas contribuem com a prestação dos serviços ecossistêmicos relacionados ao fluxo gênico da biodiversidade, à regulação do ciclo hidrológico e ao sequestro de carbono. Este trabalho propõe um método para caracterizar e estimar áreas potenciais para sistemas florestais multifuncionais nos municípios canavieiros do estado de São Paulo, Brasil, a partir de um estudo de caso. Estas áreas, definidas no trabalho como de baixa aptidão agrícola, incluem o passivo de Reserva Legal, as áreas de Uso Restrito e as declivosas ocupadas por cana-de-açúcar e pastagens. Por intermédio da identificação das áreas, da classificação fundiária das propriedades e considerando três tipologias florestais (Florestas heterogêneas, Agroflorestas e Integração Lavoura-Pecuária-Floresta) foi elaborado um fluxograma para a tomada de decisão quanto a escolha das tipologias florestais mais adequadas à cada situação. O método proposto identificou, para o município analisado, 14.430 ha potenciais para a implementação de sistemas florestais baseados na exploração de produtos madeireiros e não madeireiros de espécies arbóreas nativas.

O uso de tecnologias inovadoras e sustentáveis que primem pelo desenvolvimento de sistemas agrícolas produtivos, como as rizobactérias multifuncionais, são fundamentais para garantir a segurança e qualidade dos alimentos. Diante disso, esse estudo de caráter teórico, realizado por meio de uma pesquisa bibliográfica de caráter exploratório e abordagem qualitativa, teve como objetivo trazer informações referentes às rizobactérias multifuncionais abordando os aspectos gerais, características principais, alguns gêneros de importância agrícola, seus principais mecanismos de ação e a importância da coinoculação. Rizobactérias multifuncionais são bactérias rizosféricas, endofíticas ou simbióticas, que possuem a capacidade de proporcionar melhoria no crescimento das plantas, potencializando o aumento da produtividade. A utilização dessas bactérias nos sistemas agrícolas tem se mostrado uma tecnologia inovadora e sustentável devido aos diferentes mecanismos de ação, que podem ser diretos e indiretos, para beneficiar as plantas e o meio ambiente. As rizobactérias multifuncionais promovem o crescimento vegetal e a supressão de doenças e, com isso, viabilizam a redução do uso de insumos sintéticos como fertilizantes e agrotóxicos. Existem diferentes gêneros de rizobactérias multifuncionais e elas podem apresentar sinergismo e, portanto, maior eficiência utilizando-se a técnica de coinoculação. Esta técnica consiste em adicionar mais de um microrganismo reconhecidamente benéfico às plantas, visando maximizar a contribuição dos mesmos. A coinoculação proporciona vários benefícios para o maior desenvolvimento das plantas, como o aumento do sistema radicular, o que possibilita maior aproveitamento dos fertilizantes, favorece a planta em situações de deficiência hídrica e incrementa a produtividade. No entanto, diversos desafios ainda precisam ser superados como a seleção de estirpes eficientes para culturas específicas, à compatibilidade com os produtos utilizados no tratamento de sementes e a obtenção de resultados agronômicos consistentes em ensaios de campo. Portanto, estudos nesse sentido são muito importantes para aumentar os conhecimentos sobre rizobactérias multifuncionais e contribuir para tornar os sistemas agrícolas mais eficientes e sustentáveis.

El objetivo fundamental de este artículo es el de resaltar la multiplicidad de funciones que desempeñan los modelos en la ciencia y , sobre todo, sus grandes virtudes para inferir aspectos relacionados con el mundo real. Defenderé la tesis de que más queartefactos epistémicos, componentes de un sistema distribuido cognoscitivo o de medios de representación, los modelos deben concebirse como la principal herramienta para inferir y predecir el comportamiento de sistemas reales.

Atividades humanas, como a descarga de qualquer tipo de efluente em sistemas lóticos e lênticos, geralmente sem nenhum tipo de tratamento, estão atualmente se tornando uma das principais preocupações ambientais. Por exemplo, efluentes de lavanderia hospitalar são caracterizados como tendo alto impacto ambiental entre os setores das unidades de saúde. Dessa forma, sistemas integrados de tratamento de efluentes têm sido propostos para melhorar sua eficiência. Neste contexto, esta pesquisa teve como objetivo avaliar a eficiência de um sistema de tratamento multifuncional de baixo custo, integrando o uso de uma célula de combustível microbiana (CCM) com Wetland Construído de Fluxo Vertical (WCFV) para tratamento de águas residuárias da lavanderia do Hospital Santa Cruz, Município de Santa Cruz do Sul, RS, Brasil, utilizando ensaios ecotoxicológicos. Os resultados indicaram que P1, ponto de coleta correspondente ao efluente bruto, apresentou uma toxicidade aguda média de CE(I)50 48h% = 29,3 ± 15,5% (Coeficiente de Variação, CV = 52,8%), sendo classificado como altamente tóxico. Já P2, ponto de coleta correspondente ao efluente tratado, apresentou uma toxicidade aguda média de CE(I)50 48h% = 100,0 ± 0,0 %, sendo classificado como não tóxico. Concluímos, desta forma, que o sistema de tratamento multifuncional de baixo custo para remediação de efluentes de lavanderia hospitalar, fui altamente eficiente, uma vez que houve a completa detoxificação do mesmo, representando uma alternativa promissora para a remoção de toxicidade de efluentes hospitalares.

This Doctoral Thesis is framed in the area of Supramolecular Chemistry and more specifically in the field of self-assembly with the formation of different types of supramolecular aggregates and their different implications in a large number of applications. The main objective is the design and development of new polyfunctional pseudopeptide compounds derived from amino acids such as Valine and Phenylalanine, very interesting compounds due to their biological properties. The thesis report has been structured in 4 chapters. The first chapter includes a general introduction, in the second chapter the general objectives of the thesis have been collected. The third of them consists of the results and discussion of the research carried out. Finally, in the four chapter, the most important and remarkable conclusions derived from the work have been gathered.
La presente Tesis Doctoral se engloba dentro del área de la Química Supramolecular y más concretamente en el ámbito del autoensamblaje con la formación de distintos tipos de agregados supramoleculares y sus diferentes implicaciones en un gran número de aplicaciones. El principal objetivo es el diseño y desarrollo de nuevos compuestos pseudopeptídicos polifuncionales derivados de aminoácidos como la Valina y la Fenilalanina, compuestos muy interesantes por sus propiedades biológicas. La memoria de la tesis se ha estructurado en 4 capítulos. El primer capítulo incluye una introducción general, en el segundo se detallan los objetivos. El tercero consta de los resultados y discusión de la investigación realizada. Finalmente, en el cuarto capítulo se exponen las conclusiones más importantes y destacables derivadas del trabajo.

Esta tesis Doctoral se enmarca en el área de la Química Sostenible y se centra en el desarrollo de materiales poliméricos multifuncionales basados en ILs. El Capítulo I incluye los temas principales del desarrollo de la tesis. El Capítulo II se exponen los objetivos generales y específicos. El Capítulo III trata sobre la difusividad de iones libres y concentración de carga en membranas de PILs basados en sales zwiterionicas sulfonadas e iones de Litio. El Capítulo IV es sobre la síntesis en flujo continuo para la preparación de polímeros derivados del PAHT. En el Capítulo V se preparan tejidos de nanofibras derivados de PILs. En el Capítulo VI el RB inmovilizado sobre SILLPs se usa como fotocatalizador eficiente para procesos en discontinuo y en flujo continuo. El Capítulo VII los polímeros multifuncionales basados en ILs y fragmentos de RB se utilizan para la conversión de CO2. El Capítulo VIII se usa la impresión 3D como herramienta facilitadora de técnicas emergentes en la conversión de CO2. El Capítulo IX se encuentran las conclusiones.
This Doctoral Thesis is framed in Sustainable Chemistry and focuses on the development of multifunctional polymeric materials based on ILs. Chapter I includes the main topics of the thesis. In Chapter II the general and specifics objectives of this thesis are presented. The Chapter III is about the free ion diffusivity and charge concentration on cross-linked PILs based on sulfonated zwitterion salts and Lithium ions. The Chapter IV is about continuous flow system for the simple preparation of functionalized polymeric beads derived from PAHT. The Chapter V is about the preparation and applications of Nanofibers mats derived from Task Specific PILs. In Chapter VI, RB immobilized onto Supported Ionic Liked-like Phase it´s use an efficient photocatalyst for batch and flow processes. The Chapter VII the multifunctional polymers based on ionic liquid and RB fragments it´s use for the conversion of CO2. The Chapter VIII is about 3D Printing as “enabler” of enabling techniques in the conversion of CO2 The Chapter IX are the conclusions.

En l’actualitat, el tractament de la malaltia d’Alzheimer es basa principalment en l’ús d’inhibidors de colinesterases, els quals, juntament amb un antagonista de receptor NMDA han estat aprovats per la FDA. Tanmateix, l’ús d’aquests fàrmacs no només ha resultat terapèuticament ineficaç, sinó que a més el benefici simptomàtic que aquests compostos produeixen és temporalment. En el context d’una malaltia multifactorial com l’Alzheimer, la recerca de nous fàrmacs capaços de produir un efecte modulador de llarga durada és urgentment necessària. Una de les aproximacions farmacològiques més acceptades recentment pel tractament de l’Alzheimer és l’ús dels lligands dirigits multidiana o MTDL. Aquests compostos multifuncionals són capaços de presentar diverses activitats farmacològiques amb la finalitat d’actuar simultàniament sobre diferents dianes terapèutiques. En aquesta tesi s’ha realitzat l’estudi i avaluació del compost ASS234 i de diverses sèries de compostos MTDL de nova síntesi derivats del donepezil com a agents potencialment actius en la teràpia d’Alzheimer. Primerament, l’estudi s’ha dirigit en la millora de la caracterització del compost ASS234, un MTDL àmpliament descrit pel nostre grup com a agent amb diverses propietats que incluen una potent capacitat inhibitòria de les activitats MAO i ChE, un efecte neuroprotector i antiagregant de la proteïna beta amiloide in vitro i in vivo i una activitat antioxidant i antiapoptòtica. S’ha dut a terme la caracterització el mecanisme i cinètica del compost ASS234 com a inhibidor de les MAO i s’ha estudiat mitjançant HPLC el seu efecte modulador en el sistema monoaminèrgic en cultius cel·lulars i per microdiàlisi i UHPLC en rates tractades amb una única dosi d’aquesta molècula. Seguidament, compostos derivats de l’ASS234, com a híbrids de donepzil i propargilamines, han estat evaluats farmacològicament com a molècules potencials per l’Alzheimer. D’entre aquests compostos, s’han identificat potents inhibidors (en rang nanomolar) duals de les MAO i colinesterases com a estructures útils per al disseny i síntesi de futurs derivats millorats. Finalment, s’ha seleccionat el compost DPH-4, d’entre una nova sèrie de compostos MTDL amb activitat quelant de metalls. Amb aquesta molècula s’han identificat múltiples propietats d’interés farmacològic en l’Alzheimer incloent una capacitat d’inhibició equimolar de les activitats MAO i ChE, un potent efecte quelant per complexar coure, ferro i zinc, una habilitat per restablir dels dèficits cognitius en rates tractades amb escopolamina, i efectes antioxidants, antiagregants de proteïna beta amiloide i antiinflamatoris in vitro. En general, els resultats d’aquesta tesi reafirmen els potencials beneficis en l’ús farmacològic dels MTDLs en la teràpia d’Alzheimer, i proposen la molècula DPH-4 com a lead d’especial interés pel seu ús contra aquest transtorn neurològic.
The current treatment of Alzheimer’s disease is essentially based on the use of cholinesterase inhibitors that together with a NMDA receptor antagonist have been approved by the FDA. Nevertheless, the use of these drugs in therapy has been reported ineffective accompanied with temporary sympomatic benefits. In the context of a multifactorial disorder such as Alzheimer’s disease, the search for new pharamacological approaches able to produce real long-term modulator effects is urgently encouraged. A well-accepted recent pharmacological approach for the treatment of Alzheimer’s disease is the so-called Multi-target directed ligards or MTDLs, as multifunctional compounds exhibiting multiple pharmacological activites to simultaneously interact with several therapeutic targets. In this thesis, the study and evaluation of compound ASS234 and other series of novel donepezil-derived MTDLs has been carried out as potentially active ligands for use in Alzheimer’s disease. First, a study focused on the improvement of the biochemical characterisation of compound ASS234 has been undertaken. This widely described MTDL by our group is a molecule bearing multiple properties including potent dual MAO and ChE inhibition, neuroprotective and anti-Aβ aggregating effect in vivo and in vitro and antioxidant and anti-apoptotic capacities. With ASS234, the mechanism and kinetics as MAO inhibitor was studied and its modulator effect on the monoaminergic system in both cell culture by HPLC and in vivo by microdialysis and UHPC was also assessed. Subsequently, novel ASS234-derived compounds as donepezil and propargylamine hybrids, were pharmacologically evaluated as potential drugs for potential use in Alzheimer’s disease therapy. Among the tested compunds, some potent dual MAO/ChE inhibitors were identified (nanomolar range) as scaffolds for further design a synthesis of new derivatives. Finally, compound DPH-4 was selected among a new series of MTDLs with metal-chelating properties. Multiple interesting activites were identified with this molecule for use in Alzheimer’s disease including a moderate equimolar capacity to dually inhibiting MAO/ChE activities, an ability to complex metals copper, iron and zinc, an effect to restore the cognitive deficits in scopolamine-treated rats and antioxidant, anti-Aβ aggreganting and anti-inflammatory properties in vitro. Overall, the results obtained in this thesis reinforce the potential pharmacological benefits of MTDLs for use in Alzheimer’s disease and suggest molecule DPH-4 as a lead compound for the treatment of this neurologic disorder.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:22:34Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2013-01-29Bitstream added on 2014-06-13T20:49:17Z : No. of bitstreams: 1 brandao_di_me_bauru.pdf: 5797211 bytes, checksum: 5821c3a27764ecbbe0c6862dce12bdde (MD5)
O objetivo deste trabalho foi desenvolver um sistema de geração fotovoltaico híbrido, ou seja, capaz de funcionar tanto interligado à rede elétrica como desconectado (ilhado) desta. Quanto ilhado, este sistema fornece potência e uma tensão senoidal para a carga, desde que haja energia solar nos módulos fotovoltaicos e/ou energia armazenada no banco de baterias. Quando conectado, o sistema de geração fotovoltaico é capaz de fornecer potência ativa para a carga e/ou rede elétrica e, simultaneamente, funcionar com um Stalic Synchrnous Compensator (STATCOM), auxiliando no suporte de tensão no ponto de acoplamento comum ou, como um compensador ativo seletivo, atenuando os distúrbios elétricos causados pela carga. Para atingir o objetivo deste trabalho, o sistema de geração fotovoltaico foi estudado, projetado e analisado. O estudo passou por definições de geração distribuida e de microrede; modelagem do dispositivo fotovoltaico; escolha da técnica de rastreamento do ponto de máxima potência (MPPT); modelagem do banho de baterias; projeto, modelagem e controle dos conversores eletrônicos; projeto das malhas de controle de potência, responsáveis pelo gerenciamento do balanço de potência. Também foi realizada uma análise de três diferentes controladores aplicados ao sistema de geração fotovoltaico isolado e, análises do funcionamento do sistema híbrido com algumas multifuncionalidades agregadas, tais como: funcionamento híbrido, STATCOM e compensador ativo seletivo. Os estudos relacionados à modelagem do dispositivo fotovoltaico, escolha da técnica de MPPT, modelagem do banco de baterias e, projeto, modelagem e controle dos conversores CC-CC foram realizados por meio de simulação. Enquanto que o projeto, modelagem e controle do conversor CC-CA, os estudos do sistema fotovoltaico isolado e híbrido, assim como suas multifuncionalidades...
The goal of this work is to develop a hybrid photovoltaic generated system, which means, able to run both connected to the grid as disconnected (islanded). When it operates in the islanted mode, the system provides power and a sinusoidal voltage to the local loads, since there exist solar energy at the photovoltaic modules and/or storage energy in the battery bank. When the photovoltaic system operates in the connected mode, it is able to supply active power to the load and/or grid and, simultaneously, works as a static synchronous compensator (STATCOM), assisting in the voltage support at the point of common coupling or, as a selective active compensator, mitigating disturbance caused by the load. To reach the goal of this work, the photovoltaic system was studied designed and analyzed. The studies addressed to definition of distributed generation and microgrids; modeling of the photovoltaic device; choose of the maximum power point tracking (MPPT) technique; modeling of the battery bank; design, modeling and control of the electronic converters; design of the power control loops responsible for the power balance manager. It was also perfomed an analyze of three different controllers applied in an isolated photovoltaic generated system and analyzed a hybrid system with multifunctionalities, such as: hybrid operation, STATCOM function and selective active compensator function. The studied related to the modeling of the photovoltaic device, choose of the MPPT technique, modeling of the battery bank and, design, modeling and control of the DC-DC converters have been performed by simulation results. Whereas the design, modeling and control of the DC-AC converter, the studies the isolated and hybrid photovoltaic system, such as multifunctionalities, have been analyzed by simulation results and validated by experimental results... (Complete abstract click electronic access below)

Orientador: Fernando Pinhabel Marafão
Coorientador: Marcelo Gradella Villalva
Banca: José Antenor Pomílio
Banca: Marcelo Godoy Simões
Resumo: O objetivo deste trabalho foi desenvolver um sistema de geração fotovoltaico híbrido, ou seja, capaz de funcionar tanto interligado à rede elétrica como desconectado (ilhado) desta. Quanto ilhado, este sistema fornece potência e uma tensão senoidal para a carga, desde que haja energia solar nos módulos fotovoltaicos e/ou energia armazenada no banco de baterias. Quando conectado, o sistema de geração fotovoltaico é capaz de fornecer potência ativa para a carga e/ou rede elétrica e, simultaneamente, funcionar com um Stalic Synchrnous Compensator (STATCOM), auxiliando no suporte de tensão no ponto de acoplamento comum ou, como um compensador ativo seletivo, atenuando os distúrbios elétricos causados pela carga. Para atingir o objetivo deste trabalho, o sistema de geração fotovoltaico foi estudado, projetado e analisado. O estudo passou por definições de geração distribuida e de microrede; modelagem do dispositivo fotovoltaico; escolha da técnica de rastreamento do ponto de máxima potência (MPPT); modelagem do banho de baterias; projeto, modelagem e controle dos conversores eletrônicos; projeto das malhas de controle de potência, responsáveis pelo gerenciamento do balanço de potência. Também foi realizada uma análise de três diferentes controladores aplicados ao sistema de geração fotovoltaico isolado e, análises do funcionamento do sistema híbrido com algumas multifuncionalidades agregadas, tais como: funcionamento híbrido, STATCOM e compensador ativo seletivo. Os estudos relacionados à modelagem do dispositivo fotovoltaico, escolha da técnica de MPPT, modelagem do banco de baterias e, projeto, modelagem e controle dos conversores CC-CC foram realizados por meio de simulação. Enquanto que o projeto, modelagem e controle do conversor CC-CA, os estudos do sistema fotovoltaico isolado e híbrido, assim como suas multifuncionalidades... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo)
Abstract: The goal of this work is to develop a hybrid photovoltaic generated system, which means, able to run both connected to the grid as disconnected (islanded). When it operates in the islanted mode, the system provides power and a sinusoidal voltage to the local loads, since there exist solar energy at the photovoltaic modules and/or storage energy in the battery bank. When the photovoltaic system operates in the connected mode, it is able to supply active power to the load and/or grid and, simultaneously, works as a static synchronous compensator (STATCOM), assisting in the voltage support at the point of common coupling or, as a selective active compensator, mitigating disturbance caused by the load. To reach the goal of this work, the photovoltaic system was studied designed and analyzed. The studies addressed to definition of distributed generation and microgrids; modeling of the photovoltaic device; choose of the maximum power point tracking (MPPT) technique; modeling of the battery bank; design, modeling and control of the electronic converters; design of the power control loops responsible for the power balance manager. It was also perfomed an analyze of three different controllers applied in an isolated photovoltaic generated system and analyzed a hybrid system with multifunctionalities, such as: hybrid operation, STATCOM function and selective active compensator function. The studied related to the modeling of the photovoltaic device, choose of the MPPT technique, modeling of the battery bank and, design, modeling and control of the DC-DC converters have been performed by simulation results. Whereas the design, modeling and control of the DC-AC converter, the studies the isolated and hybrid photovoltaic system, such as multifunctionalities, have been analyzed by simulation results and validated by experimental results... (Complete abstract click electronic access below)
Mestre

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Biomédica
A administração tradicional de fármacos através de comprimidos ou injecções apresenta bastantes desvantagens quando comparado com um sistema de libertação controlada. Com este sistema, evita-se a sobredosagem de medicação pois o fármaco é aplicado directamente no local onde deve actuar. Neste trabalho pretende-se desenvolver um biodispositivo que seja capaz de libertar uma substância presente no seu interior através de pequenos estímulos eléctricos. Para tal, é necessário que este dispositivo, para além de biocompatível, seja electricamente condutor. Numa primeira fase, foram produzidas membranas de acetato de celulose e de polivinilpirrolidona por electrofiação, as quais foram posteriormente revestidas com polipirrol, um polímero condutor biocompatível. De forma a encontrar a membrana mais adequada às funcionalidades do dispositivo proposto, foram experimentadas e analisadas diferentes metodologias. Nas membranas mais condutoras foi introduzido um fármaco e analisada a influência da aplicação de um pequeno sinal eléctrico na quantidade de fármaco libertado. Os resultados obtidos são promissores no que respeita à possível aplicação destas membranas na libertação controlada de fármaco a nível da epiderme.

Made available in DSpace on 2014-11-10T11:09:59Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-03-19Bitstream added on 2014-11-10T11:58:20Z : No. of bitstreams: 1 000773511_20141201.pdf: 228963 bytes, checksum: cb639dfc8dea39229c7aba872b322f43 (MD5) Bitstreams deleted on 2014-12-02T13:27:28Z: 000773511_20141201.pdf,Bitstream added on 2014-12-02T13:28:00Z : No. of bitstreams: 1 000773511.pdf: 5812450 bytes, checksum: 0dbaa9f7c7c565f96e42b12b93f9a811 (MD5)
Revestimentos ambientalmente compatíveis híbridos orgânico-inorgânicos para proteção contra a corrosão de superfícies metálicas são alternativas aos métodos baseados em passivação que utilizam cromatos. Neste contexto, revestimentos híbridos foram preparados utilizando o processo sol-gel a partir da polimerização radicalar entre o metacrilato de metila (MMA) e o 3- metacriloxipropriltrimetoxisilano (MPTS) seguido pela etapa de hidrólise e policondensação ácida dos silanos tetraetoxisilano (TEOS) e 3- metacriloxipropriltrimetoxisilano (MPTS).Para investigar a efetividade das reações de hidrólise/condensação e propriedades estruturais resultantes, revestimentos foram preparados com diferentes proporções Etanol para água (0 < Etanol/ H2O < 1) para uma razão orgânico/inorgânico constante (MMA/TEOS = 4). As propriedades estruturais dos revestimentos com espessura de ~2 μmdepositados sobre substratos de aço carbono por dip-coating, foram correlacionadas com sua eficiência anticorrosiva. Ressonância magnética nuclear, espectroscopia de fotoelétrons induzidos por raios-X, termogravimetria e testes de nanoscratch foram utilizados para estudar as propriedades estruturais e adesão filme/substrato. Espectroscopia de impedância eletroquímica e curvas de polarização foram conduzidos para elucidar a resistência contra a corrosão das amostras revestidas após longos períodos de exposição ao meio salino (NaCl 3,5%) e salino/ácido (pH 1). Os resultados das análises estruturais mostraram que para uma razão intermediária Etanol/H2O, a reatividade dos grupos silanóis durante as reações de hidrólise e condensação resulta em uma alta conectividade da rede inorgânica (> 83%) da rede híbrida, que abriga eficientemente a fase orgânica e assim fornece uma densa estrutura compósita com alta estabilidade térmica. Os teste de nanoscratch mostraram que os revestimentos possuem ótima adesão ao aço e baixa rugosidade.
Environmentally compliant organic-inorganic hybrid coatings for efficient corrosion protection of metallic surfaces are alternatives to the current methods based on chromate passivation. In this context hybrids coatings were prepared using the sol-gel process from the radical polymerization of methyl methacrylate (MMA) and 3-(Trimethoxysilyl)propyl methacrylate (MPTS) followed by the step of acidic hydrolysis and polycondensation of the silanes tetraethoxysilane (TEOS) and 3-(Trimethoxysilyl)propyl methacrylate (MPTS). To investigate the effectiveness of the hydrolysis/polycondensation process and the resulting structural properties, coatings were prepared with different ethanol to water proportions (0 < Ethanol/H2O < 1) for constant organic to inorganic phase ratio (MMA/TEOS = 4). The structural properties of ~2 μm thick films, deposited onto carbon steel substrates by dip-coating, were correlated with their anti corrosion efficiency. Nuclear magnetic resonance, X-ray photoelectron spectroscopy, thermogravimetry and nanoscratch test were used to study the structural properties and adhesion on steel. Electrochemical impedance spectroscopy and potentiodynamic polarization curves were carried out to evaluate the corrosion resistance of the coated samples after long-term exposure in standard saline (3,5%) and saline/acid (pH 1)environments. The results of structural analysis showed that in a intermediate Ethanol/H2O range the enhanced reactivity of alcoxy groups during the hydrolysis process results in a high connectivity (>83%) of the hybrid network, which harbors efficiently the completely polymerized organic phase and thus provides a dense composite structure with high thermal stability. The nanoscratch test showed that the coatings have a very good adhesion to steel and low surface roughness. The electrochemical measurements showed that the sample with ethanol to H2O ratio of 0.2, has the highest corrosion resistance of up to 10 GΩ...

Orientador: Peter Hammer
Co-orientador: Celso Valentim Santilli
Banca: Cecilio Sadao Fugivara
Banca: Karim Dahmouche
Resumo: Revestimentos ambientalmente compatíveis híbridos orgânico-inorgânicos para proteção contra a corrosão de superfícies metálicas são alternativas aos métodos baseados em passivação que utilizam cromatos. Neste contexto, revestimentos híbridos foram preparados utilizando o processo sol-gel a partir da polimerização radicalar entre o metacrilato de metila (MMA) e o 3- metacriloxipropriltrimetoxisilano (MPTS) seguido pela etapa de hidrólise e policondensação ácida dos silanos tetraetoxisilano (TEOS) e 3- metacriloxipropriltrimetoxisilano (MPTS).Para investigar a efetividade das reações de hidrólise/condensação e propriedades estruturais resultantes, revestimentos foram preparados com diferentes proporções Etanol para água (0 < Etanol/ H2O < 1) para uma razão orgânico/inorgânico constante (MMA/TEOS = 4). As propriedades estruturais dos revestimentos com espessura de ~2 μmdepositados sobre substratos de aço carbono por dip-coating, foram correlacionadas com sua eficiência anticorrosiva. Ressonância magnética nuclear, espectroscopia de fotoelétrons induzidos por raios-X, termogravimetria e testes de nanoscratch foram utilizados para estudar as propriedades estruturais e adesão filme/substrato. Espectroscopia de impedância eletroquímica e curvas de polarização foram conduzidos para elucidar a resistência contra a corrosão das amostras revestidas após longos períodos de exposição ao meio salino (NaCl 3,5%) e salino/ácido (pH 1). Os resultados das análises estruturais mostraram que para uma razão intermediária Etanol/H2O, a reatividade dos grupos silanóis durante as reações de hidrólise e condensação resulta em uma alta conectividade da rede inorgânica (> 83%) da rede híbrida, que abriga eficientemente a fase orgânica e assim fornece uma densa estrutura compósita com alta estabilidade térmica. Os teste de nanoscratch mostraram que os revestimentos possuem ótima adesão ao aço e baixa rugosidade.
Abstract: Environmentally compliant organic-inorganic hybrid coatings for efficient corrosion protection of metallic surfaces are alternatives to the current methods based on chromate passivation. In this context hybrids coatings were prepared using the sol-gel process from the radical polymerization of methyl methacrylate (MMA) and 3-(Trimethoxysilyl)propyl methacrylate (MPTS) followed by the step of acidic hydrolysis and polycondensation of the silanes tetraethoxysilane (TEOS) and 3-(Trimethoxysilyl)propyl methacrylate (MPTS). To investigate the effectiveness of the hydrolysis/polycondensation process and the resulting structural properties, coatings were prepared with different ethanol to water proportions (0 < Ethanol/H2O < 1) for constant organic to inorganic phase ratio (MMA/TEOS = 4). The structural properties of ~2 μm thick films, deposited onto carbon steel substrates by dip-coating, were correlated with their anti corrosion efficiency. Nuclear magnetic resonance, X-ray photoelectron spectroscopy, thermogravimetry and nanoscratch test were used to study the structural properties and adhesion on steel. Electrochemical impedance spectroscopy and potentiodynamic polarization curves were carried out to evaluate the corrosion resistance of the coated samples after long-term exposure in standard saline (3,5%) and saline/acid (pH 1)environments. The results of structural analysis showed that in a intermediate Ethanol/H2O range the enhanced reactivity of alcoxy groups during the hydrolysis process results in a high connectivity (>83%) of the hybrid network, which harbors efficiently the completely polymerized organic phase and thus provides a dense composite structure with high thermal stability. The nanoscratch test showed that the coatings have a very good adhesion to steel and low surface roughness. The electrochemical measurements showed that the sample with ethanol to H2O ratio of 0.2, has the highest corrosion resistance of up to 10 GΩ...
Mestre

2013/2014
La nanotecnologia è chiamata a rivoluzionare molti settori della nostra vita. Tra tutti i campi in cui è convolta, la ricerca delle energie rinnovabili, la possibilità di ottenere acqua pulita in tutte le parti del mondo, il miglioramento della salute e l’aumento dell’aspettativa di vita e lo sviluppo di sistemi informatici, sono gli obiettivi che si distinguono. Le nanostrutture di carbonio sono materiali promettenti che possono aiutare a raggiungere questi obiettivi: includono fullereni, grafene, nanotubi e nanohorns di carbonio. Tutti hanno proprietà interessanti e offrono nuovi vantaggi per le applicazioni in chimica dei materiali e nella medicina. Il nostro gruppo di ricerca ha sviluppato interessanti metodi per modificare queste nanostrutture per poterli applicare nei campi sopra menzionate. In questo contesto, lo scopo generale di questa tesi è il disegno di sistemi multifunzionali basati su nanostrutture di carbonio destinati ai sensori e alle applicazioni biologiche. Nel capitolo 1, viene fatta una breve panoramica dei nanotubi e i nanohorns di carbonio, spiegando la loro struttura, le loro proprietà e le loro applicazioni. Inoltre, vengono descritte le diverse strategie per la loro funzionalizzazione. Il riconoscimento molecolare gioca un ruolo importante in molti sistemi biologici. In flavoproteine, l'interazione specifica tra il cofattore flavina e l’apoenzima determina la reattività della proteina. Di conseguenza, la modulazione dell'ambiente delle flavine può essere utilizzata come strumento per determinare il loro comportamento e anche per comprendere i processi molecolari negli enzimi. Con questi obiettivi in mente, nel capitolo 2 è descritta la sintesi di differenti derivati basati sul sistema nanotubi di carbonio-triazina per l’uso come ricevitori di riboflavina. In primo luogo, la sintesi e la caratterizzazione di diverse 1,3,5-triazine sono riportate. In una seconda fase, viene descritta la funzionalizzazione di nanotubi di carbonio a parete singola e a parete multipla con le differenti triazine e anche con catene di p-tolil, impiegando le radiazioni microonde. Dopo, si riporta la caratterizzazione completa di questi derivati con varie tecniche. L’auto-assemblaggio degli ibridi è stato analizzato con microscopia elettronica a trasmissione, osservando come i funzionalizzati con 1,3,5-triazine formano buone dispersioni in acqua, mentre loro si auto-assemblano in solventi non polari a causa del riconoscimento di legami d’idrogeno complementari. Tuttavia, derivati funzionalizzati con p-tolil formano migliori dispersioni in solventi organici ed invece si auto-assemblano in acqua. Viene poi studiata la capacità dei nanotubi di carbonio funzionalizzati a parete multipla di riconoscere la riboflavina con la spettroscopia di fluorescenza e ultravioletta visibile, analizzando la grandezza delle interazioni non-covalenti. Si vede come la funzionalizzazione covalente dei nanotubi di carbonio diminuisce la loro capacità di formare interazioni  mentre le interazioni di legame d’idrogeno giocano un ruolo fondamentale nel processo di riconoscimento tra i membri del sistema. Inoltre, si è demostrata l’influenza dei tipi di triazine nel comportamento della riboflavina. In questo modo, è dimostrata la modulazione del riconoscimento molecolare della riboflavina attraverso i diversi nanotubi. Così, recettori artificiali in processi di catalisi possono essere specificamente disegnati per ottenere il controllo delle interazioni tra i nanotubi di carbonio funzionalizzati e la riboflavina, modificando il suo comportamento. Inoltre, le dimensioni e le eccellenti proprietà di nanotubi permettono di utilizzarli come strumento nella progettazione di sensori per la rivelazione di singole molecole. Nel capitolo 3 si riporta la modifica di nanohorn di carbonio per l'impiego come farmaci selettivi nella terapia del cancro è rapportata. Prima, si mostra la sintesi e la caratterizzazione di diversi ibridi di nanohorn: Antibody-CNH, Drug-CNH, Antibody-Drug-CNH e Double Functionalized-CNH. In particolare vengono usati cisplatino, come profarmaco, ed un anticorpo specifico per le cellule che mostrano l’antigene PSMA (Prostate-specific membrane antigen). Di seguito, vengono presentati diversi esperimenti biologici sviluppati in collaborazione con il professor Marco Colombatti dell’Università degli Studi di Verona (Italia). L’ibrido Antibody-Drug-CNH possiede una migliore capacità di uccidere selettivamente le cellule che presentano l'antigene PSMA, rispetto ad altri derivati di nanohorns. Il nuovo sistema progettato offre un grande potenziale dato dalla possibilità di modificare il tipo e il grado di funzionalizzazione. Questo permette di variare la quantità di farmaco o di anticorpo nelle nanostrutture con lo scopo di migliorare l’efficienza dei nuovi derivati. Inoltre, questo metodo può incorporare altri farmaci o anticorpi al sistema, aprendo la porta al trattamento di altre malattie. Il capitolo 4 descrive l'applicazione di diverse nanostrutture di carbonio nella terapia genica. Prima, si mostra la funzionalizzazione di nanohorns di carbonio con gruppi amminici, impiegando diversi metodi che utilizzano le radiazioni a microonde (cicloaddizione 1,3-dipolare e addizione radicalica). In seguito, viene presentato il lavoro svolto in "the Nanomedicine Lab" (Università di Manchester), sotto la supervisione del Prof. Kostas Kostarelos. L'efficacia dei nanohorns di carbonio funzionalizzati per formare complessi con siRNA è comparata con quella dei nanotubi di carbonio forniti dal gruppo del professor Kostarelos. Si è visto come i nanohorn di carbonio formino complessi con siRNA a differenza dei nanotubi. I complessi siRNA/nanohorn si caratterizzano utilizzando varie tecniche e viene analizzata la loro capacità di rilasciare il siRNA. Sebbene nanohorn di carbonio funzionalizzati con l’addizione radicalica mostrano una forte interazione con il materiale genetico, i derivati funzionalizzati con la cicloaddizione 1,3-dipolare lo rilasciano più facilmente. I risultati suggeriscono che, per conseguire il miglior carrier, la complessazione totale del siRNA con le nanostrutture dovrebbe essere evitato. Tuttavia, gli ibridi devono essere analizzati in vitro per garantire la migliore scelta. Questo studio contribuisce alla comprensione dell’uso di nanohorn di carbonio come vettori per terapia genica; ma, un maggior numero di derivati deve essere analizzato per un confronto completo con i nanotubi di carbonio.
La nanotecnología se presenta como una nueva ciencia que podrá revolucionar multiples aspectos de nuestras vidas. Entre los numerosos campos en los que la nanotecnología está centrada, la búsqueda de energías renovables, la posibilidad de obtener agua limpia en cualquier parte del mundo, la mejora de la salud y la longevidad de las personas así como el avance de los sistemas informáticos, son los objetivos que más destacan. Las nanoestructuras de carbon son nanomateriales prometedores que pueden ayudar a lograr esas metas. Estos materiales incluyen fullerenos, grafeno, nanohorns y nanotubos de carbono, entre otros. Todos ellos presentan propiedades interesantes y ofrecen nuevas ventajas para aplicaciones en química de materiales y medicina. Nuestro grupo de investigación ha desarrollado metodologías interesantes para la modificación de esas nanoestructuras con el objeto de que puedan ser útiles en las aplicaciones citadas anteriormente. En ese contexto, el objetivo general de esta tesis es el diseño de sistemas multifuncionales basados en nanoestructuras de carbono para ser usados en sensores y en aplicaciones biológicas. En el capítulo 1 se detallan la estructura y las propiedades de los nanohorns y los nanotubos de carbono junto a sus aplicaciones. Además, se muestra un resumen de las diferentes metodologías usadas para su funcionalización. El reconocimiento molecular juega un papel importante en numerosos sistemas biológicos. En flavoproteinas, la interacción específica entre el cofactor flavina y la apoenzima determina la reactividad total de la proteina. De este modo, la modulación del entorno de la flavina puede usarse como herramienta para determinar su comportamiento y, además, para entender los procesos moleculares en las enzimas. Con esos objetivos en mente, en el capítulo 2 se describe la síntesis de diferentes derivados basados en el sistema nanotubo de carbono-triazina para usarlos como receptores múltiples de riboflavina. En primer lugar, se sintentizan y caracterizan distintas 1,3,5-triazinas. En un segundo paso, se funcionalizan nanotubos de carbono tanto de pared simple como de pared multiple con las diferentes triazinas así como con cadenas de p-tolilo usando radiación microondas, y esos derivados se caracterizan completamente mediante diversas técnicas. El autoensamblaje de los híbridos se analiza mediante microscopía de transmisión electrónica observando como los derivados de 1,3,5-triazinas forman buenas dispersiones en agua y se autoensamblan en disolventes no polares debido al reconocimiento mediante enlaces de hidrógeno complementarios. Sin embargo, los derivados de p-tolilo forman mejores dispersiones en disolventes orgánicos y se agregan en agua. Finalmente, la habilidad de los nanotubos de carbono de pared múltiple funcionalizados para reconocer la riboflavina se estudia mediante fluorescencia y espectrocopía ultravioleta visible, analizando el alcance de las interacciones no covalentes. La funcionalización covalente de nanotubos de carbono disminuye su habilidad para formar interacciones  mientras que las interacciones mediante enlaces de hidrógeno juegan un papel fundamental en el proceso de reconocimiento entre los componentes del sistema. También se estudia la infuencia de las diferentes triazinas en el comportamiento de los complejos. De esta manera, se demuestra la modulación del reconocimiento de la riboflavina por medio de los diversos híbridos de nanotubos de carbono. Así, los receptores artificiales en procesos de catálisis pueden ser específicamente diseñados para lograr control de la interacción entre los nanotubos de carbono funcionalizados y la riboflavina, modificando así su comportamiento. En el capítulo 3 se describe la modificación de nanohorns de carbon para ser usados como fármacos selectivos en la terapia contra el cancer. En primer lugar se muestra la síntesis y caracterización de diferentes híbridos de nanohorns: Antibody-CNH, Drug-CNH, Antibody-Drug-CNH and Double Functionalized-CNH. En particular se usan cisplatino en forma de prodroga y un anticuerpo específico (D2B) para células de próstata que muestran el antígeno PSMA. Finalmente se presentan diferentes experimentos biológicos desarrollados en colaboración con el profesor Marco Colombatti, de la Universidad de Verona (Italia). Se demuestra la mejor habilidad del híbrido Antibody-Drug-CNH para matar selectivamente células que muestran el antígeno PSMA en comparación con los otros derivados de nanohorns. El nuevo sistema diseñado ofrece gran potencial debido la la posibilidad de modificar tanto el tipo como el grado de funcionalización. Esto permite variar la cantidad de fármaco o anticuerpo en la nanoestructura con el objetivo de conseguir una mejor eficacia del derivado. Además, con este método se pueden incorporar otros fármacos o anticuerpos al sistema, lo que abre la puerta al tratamiento de otras enfermedades. El capítulo 4 describe la aplicación de distintas nanoestructuras de carbono en terapia génica. Primero se muestra la funcionalización de nanohorns de carbono con grupos amino mediante diferentes metodologías usando radiación microondas (cicloadición 1,3-dipolar y adición radicálica). Después, se presenta el trabajo desarrollado en “the Nanomedicine Lab” (Universidad de Manchester) bajo la supervision del profesor Kostas Kostarelos. Se compara la eficacia de los nanohorns de carbono funcionalizados para formar complejos con siRNA con la de una serie de nanotubos de carbono aportados por el grupo del profesor Kostarelos. En nuestros experimentos, los nanohorns de carbon forman complejos mejor que los nanotubos. Los complejos siRNA/nanohorns se caracterizan mediante diversas técnicas y se analiza su capacidad de liberar el siRNA. Aunque los nanohorns de carbono funcionalizados mediante adición radicálica muestran una interacción más fuerte con el material genético, los derivados funcionalizados mediante cicloadición 1,3-dipolar lo liberan de manera más fácil. Los resultados sugieren que la complejación total entre el siRNA y la nanoestructura debe ser evitada para lograr más fácilmente el posterior desplazamiento de este dentro de la célula. Sin embargo, para garantizar la elección del híbrido más eficaz, los complejos deben ser analizados in vitro. Por tanto, este estudio contribuye al entendimiento de los nanohorns de carbono como vectores en terapia génica. No obstante, un mayor número de derivados deben ser analizados para lograr una comparación completa con los nanotubos de carbono.
Nanotechnology is claimed to revolutionize every aspect of our life. Among the large number of fields in which nanotechnology is involved; finding renewable clean energy, obtaining clean water for all, improving health and longevity and enhancing computing power are the most noteworthy. Carbon nanostructures are promising nanomaterials that can help to achieve these objectives. Fullerenes, graphene, nanohorns and nanotubes are including within these materials. All of them exhibit interesting properties and offer new opportunities for applications in material chemistry and medicine. Our research group has developed interesting methodologies for modifying these nanostructures in order to be used in the aforementioned applications. In this context, the objective of this thesis is the design of multifunctional systems based on carbon nanomaterials to be applied in sensors and in biological applications. Chapter 1 explains the structure, properties and applications of carbon nanohorns and carbon nanotubes, together with their applications. In addition, it provides an overview of the different methodologies to functionalize them. Molecular recognition plays an important role in numerous biological systems. In flavoproteins, the specific interaction between the flavin cofactor and the apoenzyme determines the reactivity of the entire protein. Therefore, the modulation of the environment of flavins can be used as a tool to set their behaviour and to understand the molecular processes in enzymes. With these aims, chapter 2 describes the synthesis of different carbon nanotubes-triazine derivatives to be used as multi-receptors of riboflavin. Firstly, different triazines are synthesized and characterized. In a second step, both single-walled and multi-walled carbon nanotubes are functionalized with different 1,3,5-triazine and p-tolyl chains using radical addition under microwave irradiation and these derivatives are characterized by different techniques. The self-assembly of these hybrids is analysed by transmission electron microscopy, observing how the 1,3,5-triazines derivatives form good dispersions in water and self-assemble in non-polar solvents due to the DAD-ADA hydrogen bonding recognition, while the p-tolyl derivatives show better dispersability in organic solvents and aggregate in polar solvents. Finally, the ability of the functionalized multi-walled carbon nanotubes to recognize riboflavin is studied by fluorescence and UV spectroscopy, analysing the scope of the different non-covalent interactions. It is shown that the functionalization of nanotubes by covalent approach decreases the ability of them to form  stacking and also that the hydrogen bond interactions play an important role in the recognition processes between the components. The influence of the different triazines in the complexes is also shown. Thus, the modulation of the molecular recognition of riboflavin by the diverse nanotubes hybrids is demonstrated. Therefore, our study clarifies the understanding of non-covalent interactions in biological systems. In this way, artificial receptors in catalystic processes could be designed through a specific control of the interaction between functionalized carbon nanotubes and riboflavin. Additionally, the size and the excellent properties of carbon nanotubes will permit to use them as the building blocks in the design of sensors for single-molecule detection. In chapter 3, the modification of carbon nanohorns to be applied as new selective drugs in cancer therapy is shown. Firstly, the synthesis and characterization of different conjugates by the functionalization of carbon nanohorns with orthogonal chains is reported: Antibody-CNH, Drug-CNH, Antibody-Drug-CNH and Double Functionalized-CNH. In particular, cisplatin in a prodrug form and a specific D2B antibody for PSMA+ prostate cancer cells are attached. In collaboration with the group of Professor Marco Colombatti, different biological experiments are reported. The better ability of Antibody-Drug-CNH to selectively kill PSMA+ cancer cells in comparison with the other synthesized CNHs hybrids is demonstrated. This new system offers great potentiality due to the possibility of modifying the type and degree of functionalization. This allows the variation of the quantity of drug or antibody attached to the nanostructure in order to play with the killing efficacy. Similarly, the method is useful to attach different drugs or antibodies opening the way to the treatment of other diseases. Chapter 4 describes the application of different carbon nanostructures in gene delivery. Firstly, the functionalization of carbon nanohorns with amino moieties by different methodologies (1,3-dipolar cycloaddition and radical addition) under microwave irradiation and their characterization is shown. Then, the work developed at the Nanomedicine Lab (University of Manchester) under the supervision of Professor Kostas Kostarelos is reported. The efficacy of the functionalized carbon nanohorns to form complexes with siRNA is compared with the one of functionalized carbon nanotubes provides by Prof. Kostarelos’s group. In our experiments, carbon nanohorns form complexes better than nanotubes. The nanohors complexes are characterized by different techniques and their capability to release siRNA is analysed. Although the carbon nanohorns functionalized by radical addition showed the strongest complexation of siRNA, the derivatives functionalized by 1,3-dipolar cycloaddition showed its easiest release. The results suggest that, in order to obtain the best candidate, a complete complexation of siRNA with the carrier should be avoided. However, the analysis of the cellular uptake should be evaluated in the future to assess the greatest candidate. These outcomes contribute to the understanding of the role of carbon nanohorns as gene delivery vectors. Nevertheless, additional derivatives should be tested for a fully comparison with carbon nanotubes.
XXVII Ciclo
1986

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior
A combinação do material mesoporoso SBA-16 com o gel polimérico poli(N-isopropilacrilamida) contendo nanopartículas magnéticas pode conduzir à formação de um material híbrido interessante para aplicação em magnetohipertemia e liberação controlada de fármacos. Neste trabalho, foi explorada a estratégia de síntese de um sistema multifuncional, constituído por SBA-16/Fe3O4/P(N-iPAAm) com o objetivo de avaliar sua potencialidade de geração de calor a partir da magnetita e sua contribuição nos estudos de liberação controlada de fármacos. A caracterização dos materiais foi feita por Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Microscopia Eletrônica de Transmissão (MET), Adsorção de Nitrogênio, Espalhamento de Raios X a Baixos Ângulos (SAXS), Análise Termogravimétrica (TG), Análise Elementar (CHN), Espectroscopia na Região do Infravermelho com Transformada de Fourier (FTIR), Difração de Raios X (DRX), Espectroscopia Mössbauer, Medidas Magnéticas e Espectroscopia de Fotoelétrons Excitados por Raios X (XPS). Através da análise dos resultados obtidos foi possível confirmar a formação do híbrido, e elucidar as propriedades físico-químicas, estruturais e magnéticas das amostras. Medidas das propriedades de geração de calor mostraram que o híbrido apresentou uma variação de temperatura (T) de 11 e 35C nas concentrações de 10 e de 20 mg/mL, respectivamente, no campo magnético alternado de 126 Oe; e apresentou uma variação de temperatura (T) de 32 e 39C nas concentrações de 10 e de 20 mg/mL, respectivamente, no campo magnético alternado de 168 Oe. Este resultado demonstrou que este sistema multifuncional apresenta potencial como agente de hipertermia para o tratamento do câncer. Por fim, foi feito o estudo da influência dessas nanopartículas magnéticas com a presença do gel na cinética de liberação do fármaco Doxorrubicina (DOX) sob condições in vitro. A liberação foi estudada na ausência e na presença de um campo magnético alternado de 126 Oe, que se constatou a influência do campo magnético no aumento da taxa de liberação da DOX. Este resultado demonstrou que a propriedade da magnetita de gerar calor aliada às propriedades do P(N-iPAAm) de transição de fases (contração) contribuiu para uma melhor taxa de liberação da DOX.
The combination of SBA-16 mesoporous materials with gel polymer poly (N-isopropylacrylamide) containing magnetic nanoparticles can lead to the formation of an interesting hybrid material for use in hybrid magnetic hyperthermia and controlled drug release. In this study, we explored the strategy of synthesis of a multifunctional system consisting of SBA-16/Fe3O4/P(N-iPAAm) in order to assess its potential for heat generation from magnetite and its contribution in the controlled drug release. The materials were characterized by Scanning Electron Microscopy (SEM), Transmission Electron Microscopy (TEM), Nitrogen Adsorption, Small Angle X Ray Scattering (SAXS), Thermogravimetric Analysis (TG), Elemental Analysis (CHN), Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR), X-ray diffraction (XRD), 57Fe Mössbauer spectroscopy, magnetic measures and X-Ray Photoeletron Spectroscopy (XPS). Through the analysis of the results it was possible to confirm the formation of the hybrid system, and elucidate the physicochemical, structural and magnetic properties of the samples. Measurements of the properties of heat generation showed that the hybrid presents a temperature variation (T) of 11 and 35C in concentrations of 10 and 20 mg/mL, respectively, in the alternating magnetic field of 126 Oe, and presents a temperature variation (T) 32 and 39C at concentrations of 10 and 20 mg/mL, respectively, in alternating magnetic field of 168 Oe. This result indicates that the multifunctional system shows great potential as a hyperthermia agent for cancer treatment. Finally, the study of the influence of these magnetic particles in the kinetics of release of the doxorubicin (DOX) was made in the presence of gel under in vitro conditions. The release was studied in the absence and in the presence of an alternating magnetic field of 126 Oe; it was found that the presence of magnetic field increased the release rate of DOX. This result demonstrated that the property of heat generate from magnetite combined with phase transition (contraction) properties of P(N-iPAAm) contributed to a better control of release of DOX from hybrid system.

Este artículo presenta el desarrollo de un sistema robótico de auto-acoplamiento basado en cámaras y marcadores visuales que permiten facilitar el ensamblaje de la interfaz multifuncional SIROM (Standard Interface for Robotic Manipulation). Este dispositivo integra cuatro tipos de conectividad en un único mecanismo, permitiendo transmisión mecánica, de datos, de potencia e incluso de fluidos. De esta manera, es un dispositivo útil para infinidad de aplicaciones robóticas en órbita y planetarias. Por ello, este trabajo se fundamenta en la implementación de un control servo visual que permite realizar el acoplamiento entre diferentes SIROM. De esta manera, se logra que el dispositivo desarrollado por SENER Aeroespacial sea la interfaz de vanguardia para la futura realización de tareas de servicio en órbita. En este caso, los resultados obtenidos permiten corroborar que el prototipo desarrollado funciona satisfactoriamente, consiguiendo realizar el ensamblaje de manera autónoma incluso ante situaciones con un gran desalineamiento entre pares de SIROM.

Nesse artigo é proposto um conversor multifuncional monofásico baseado em um compensador série e aplicado em uma microrrede CA com arquitetura de controle centralizada. Além de desenvolver as funções típicas do compensador série, o conversor multifuncional pode mudar a sua topologia de conexão com a rede de série para paralelo e vice-versa, dependendo das condições da rede principal e microrrede. Essa flexibilidade de operação permite o conversor operar como: (i) formador de rede, produzindo uma referência de tensão e gerenciando o black−start; (ii) suporte à rede provendo serviços ancilares como regulação de tensão, compensador de sag e swell, função de filtro ativo série; (iii) transição suave entre os modos de operação da microrrede. São apresentados resultados de simulação que demostram a operação do conversor proposto.

O processo de urbanização descontrolada levou a significativas transformações no ambiente natural. A constante impermeabilização dos solos, a ocupação irregular de áreas de proteção, além das obras de aterramento e canalização de rios são alguns dos exemplos de modificações que também alteraram a dinâmica das cidades, visto a gravidade dos transtornos atualmente causados por chuvas intensas. Nesse sentido, desponta a possibilidade de utilização de Infraestruturas Verdes e Azuis como soluçãoalternativa de drenagem urbana, apresentando-se como solução tanto na requalificação ambiental de rios, atuando no sistema de drenagem, como também no caráter estético da paisagem, através da criação de espaços livres para a população. Para tal, este artigo tem como objetivo discorrer brevemente acerca da revisão bibliográfica referente aos benefícios ecológicos e atuais entraves na implantação dessas infraestruturas, indicando a necessidade de se repensar o planejamento urbano de forma segura e sustentável.

Este artigo propõe uma metodologia para alocação de medidores para a estimação de estado em redes de distribuição. A metodologia proposta considera que a alocação de medidores está sujeita a indisponibilidade de até dois medidores multifuncionais. Esta formulação do problema de alocação evita que a acurácia do estimador de estado seja degradada pela indisponibilidade dos medidores. Considerando-se o efeito da correlação entre as medições de potência, a alocação de medidores foi realizada usando-se uma formulação multiobjetivo fuzzy que maximiza a precisão do estimador e minimiza o número de medidores instalados na rede elétrica. O problema de otimização descrito acima foi solucionado através do Algoritmo de Otimização por Enxame de Partículas Binário (OEPB). Os resultados no sistema teste de 95 nós demonstraram que a metodologia proposta obteve soluções de boa qualidade para o problema de alocação de medidores considerando as suas indisponibilidades.

A postura é geralmente definida como a posição relativa dos elemen- tos do corpo. A postura ideal é aquela em que as articulações estão sob uma quantidade mı́nima de estresse, mas nunca são alcançadas devido a fatores indi- viduais. É importante medir essa falta de equilı́brio para minimizar seus efeitos a longo prazo. Este artigo apresenta a criação de um scanner 3D multifuncional para análise postural que permite a medição de distâncias e ângulos entre pon- tos anatômicos do corpo de forma semi-automática, adicionando aplicações que somente informações 3D podem agregar, como a medição do volume cor- poral para calcular o percentual de gordura corporal e os perı́metros das partes do corpo. Este equipamento foi construı́do usando 2 sensores RGB-D combina- dos com a biblioteca de reconstrução ReconstructMe e ao software MeshLab, criando um sistema interativo e fácil de usar. A aplicação desenvolvida foi uti- lizada em testes de análise postural de um manequim seguindo o protocolo de avaliação postural SAPO e comparada com o software original SAPO (mesmo do protocolo), indicando boa correspondência entre os métodos.

Introdução: A ferramenta de edição gênica CRISPR (Repetições Palindrômicas Pequenas Regularmente Espaçadas e Agrupadas) possibilita a inserção, deleção ou substituição de bases em sequências alvos. O diferencial dessa tecnologia é a alta precisão, baixo custo e possibilidade de intervir em diversas bases simultaneamente. Essas vantagens permitem a obtenção de cultivares superiores em um curto prazo de tempo, além da economia em recursos humanos e financeiro. Objetivo: Relatar sobre o que é e informar os ganhos de algumas aplicações da ferramenta CRISPR/Cas9 na edição genética de plantas. Material e Método: Esse trabalho consiste em uma revisão bibliográfica sobre a tecnologia de edição gênica CRISPR/Cas9. Foram selecionados apenas artigos e livros, em diferentes bases de indexação, todos publicados nos últimos dez anos (2012 – 2022), com relatos de edição gênica de plantas mediadas pela proteína nove (Cas9) associada ao sistema CRISPR. As expressões de busca utilizadas foram: ‘edição gênica de plantas’, ‘CRISPR/Cas9’, ‘Sistema CRISPR’, ‘técnica CRISPR’, ‘ferramenta CRISPR/Cas9’, em português e inglês. Resultados: A característica definidora dos loci CRISPR é uma série de repetições diretas (20-50 pares de bases) separadas por sequências espaçadoras exclusivas de comprimento semelhante. A proteína Cas9 é um grande aminoácido de DNA multifuncional que usa uma sequência guia dentro de um duplex de RNA. A partir da utilização da tecnologia CRISPR/Cas9 diversas culturas vegetais de alto valor econômico adquiriram resistência a estresses bióticos e abióticos, como por exemplo, tolerância a viroses e altas temperaturas. Essa ferramenta permite a obtenção de plantas com novos traços úteis, sem a presença de eventos transgênicos. Conclusão: A edição genética direcionada mediada pelo sistema CRISPR/Cas9 permite o aceleramento dos ganhos genéticos em características quantitativas e qualitativas em programas de melhoramento vegetal.

De manera consecuente al desarrollo urbano, la valoración de la naturaleza ha evolucionado de conceptos conservacionistas a una perspectiva de sistema activo, integrador y multifuncional. El estudio de Tesina en curso reflexiona sobre dicho sistema, que a mediados de los 90 fue acuñado como infraestructura verde. La atención se centra en dos situaciones: la primera consiste en identificar cual es el nuevo enfoque que aporta la infraestructura verde a los conceptos ya desarrollados y aplicados en el campo de planificación de los espacios abiertos; y en función de esos resultados, la segunda va a analizar su relación con las redes verdes planteadas en la planificación a escala regional de tres metrópolis: Barcelona, Bolonia y Londres. En el presente artículo se desarrolla únicamente el caso de la Región Metropolitana de Barcelona, su proceso de evolución que lo llevó a transformar los elementos protegidos aislados en un complejo sistema de espacios abiertos; y finalmente su relación con la infraestructura verde. Consequent to urban development, the perspective of nature value has evolved from protectionist concept to a vision of active, inclusive and multifunctional system. My on-going research reflects on this latest system that in the mid- 90s was coined as green infrastructure. The focus is on two issues: firstly trying to identify which is the new approach that provides green infrastructure concepts already developed and applied in the field of planning of open spaces. Secondly to analyse the relationship between this new concept and the green networks in regional planning of three metropolises: Barcelona, Bologna and London. In this paper I will present the case study of the metropolitan area of Barcelona, the process of evolution that drive the city to transform protected, but isolated natural elements on a complex system of open spaces, and finally its relationship with the green infrastructure concept.