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Mercado dos sistemas de refrigeração dos estabelecimentos de cuidados de saúde em Portugal e na União Europeia

Palavras-chave: Pesquisa de mercado,Equipamentos de frio,Unidades de saúde,Estabelecimentos de cuidados de saúde,Market research,Cold equipment,Health units,Health care establishments

A presente dissertação surge no âmbito de um protocolo acordado entre a Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade de Coimbra e a empresa Mercatus, especializada na produção de equipamentos de refrigeração para o setor HoReCa (Hotéis, Restaurantes e Cafés). A Mercatus tem conseguido afirmar-se como uma marca de referência Europeia no mercado em que atua. Para continuar nesta posição necessita de se expandir, conquistando novos mercados e/ou fabricando e comercializando novos produtos. De entre as várias possibilidades de expansão destaca-se a produção de sistemas de frio para os edifícios hospitalares, unidades de saúde e clínicas. Surge assim a necessidade de estudar este mercado, identificando as possibilidades que oferece e as suas regras de funcionamento. O objetivo central deste trabalho é realizar um estudo de mercado dos sistemas de produção de frio que equipam os estabelecimentos de cuidados de saúde Portugueses e da UE (União Europeia). Pretende-se assim contribuir para o conhecimento do funcionamento deste mercado, percebendo de que forma se implementa espacialmente, quais as tipologias de equipamentos de produção de frio que utiliza e os respetivos requisitos de qualidade, qual a sua capacidade instalada atual e futura e qual o seu mercado anual por tipologia de equipamento. Após identificação dos vários tipos de sistemas de refrigeração mais utilizados na área dos cuidados médicos, foi efetuado um levantamento dos instalados em algumas unidades públicas de saúde localizadas em Portugal. De modo a abranger o mais possível a realidade nacional foram selecionados estabelecimentos de cuidados de saúde de diversos tipos e dimensões, desde centros de saúde e unidades de saúde familiar a hospitais centrais. Depois, utilizando uma metodologia considerada adequada para o efeito, mas obviamente não isenta de incertezas, foi estimada a capacidade instalada em Portugal no ano de 2015. Recorrendo ao número de habitantes e ao número de camas por cada 100 000 habitantes foi estimada a capacidade instalada em 2015, por tipologia de equipamentos de frio, em cada país da UE e na UE no seu conjunto. Através de uma análise assente em cenários possíveis (pessimista, normal e otimista), foi estimado o mercado potencial destes equipamentos em Portugal, em cada país da UE e na UE como um todo. A partir dos valores referentes ao ano de 2015 e assumindo taxas de crescimento prováveis foram determinados os mercados potenciais nos anos seguintes.

Área científica: Ciências da Engenharia e Tecnologias
Avaliação do desempenho energético de câmaras de refrigeração industrial

Palavras-chave: Ganhos térmicos,Refrigeração industrial,Desempenho energético

Um dos principais custos da indústria portuguesa e que reduz a sua competitividade prende-se com a fatura energética. Na indústria agroalimentar, nomeadamente a conservação e tratamento de peixe, essa fatura reflete-se com maior incidência no consumo dos sistemas de refrigeração. Na refrigeração industrial existem vários tipos de ganhos térmicos que podem ser amenizados com pequenas alterações ao sistema com o objetivo de melhorar a eficiência energética e, ao mesmo tempo, controlar de forma eficiente a temperatura no interior das câmaras de refrigeração. Portas abertas, envolvente, dimensionamento dos equipamentos de frio, iluminação e equipamentos que produzem calor são os principais contribuintes para os ganhos térmicos. Este trabalho tem como objetivo avaliar o desempenho energético de câmaras de refrigeração industrial, estimar os principais ganhos térmicos, e avaliar medidas de melhoria para redução de consumos a custos coerentes. Para isso foi utilizado o software de simulação dinâmica EnergyPlus. Construiu-se o modelo de edifício com o apoio da ferramenta de desenho Sketchup e utilizou-se o EnergyPlus para realizar a avaliação do desempenho térmico e energético. Para conjugar o modelo criado na ferramenta de desenho com o software de simulação, foi utilizado o plugin OpenStudio, que nos permite exportar os dados do modelo tridimensional para o EnergyPlus. Finalmente foram testadas as propostas de melhoria que se consideraram convenientes através de simulações dinâmicas. Alterações ao nível do sistema de refrigeração utilizado, alteração de proteções de portas e também de envolvente das câmaras de refrigeração são propostas apresentadas no presente trabalho. Analisando os resultados obtidos verifica-se que a proposta mais eficaz passa pela utilização de um sistema a operar com compressores de duplo estágio de compressão para o ciclo de baixas temperaturas. No entanto, dado o elevado investimento que esta medida teria, a sua aplicação será mais adequada numa instalação nova. Verifica-se também que a proteção de porta cortinas de PVC é a medida a instalar que mais reduz o consumo energético.

Área científica: Ciências da Engenharia e Tecnologias
Processos de inertização e valorização de cinzas volantes : incineração de resíduos sólidos urbanos

Palavras-chave: Resíduo sólido urbano,Poluição atmosférica

No presente estudo foi considerado um subproduto do processo industrial de incineração de resíduos sólidos urbanos (RSU), designado por resíduo de controlo de poluição (RCP) atmosférica, ou de um modo mais generalista por "cinzas volantes". O trabalho decorreu em colaboração com a unidade de incineração da área de Lisboa, a qual forneceu as amostras de resíduo. Os principais objectivos centraram-se na análise dos processos de tratamento dos RCP por estabilização química e através de tratamentos de solidificação/estabilização (S/S), tendo em vista o melhoramento do processo industrial. Uma outra vertente constituiu na avaliação da possibilidade de valorização deste tipo de resíduos na produção de materiais cerâmicos, designadamente em agregados leves.  Foi realizada uma extensa caracterização física e química dos RCP, uma vez que este é um resíduo relativamente recente em Portugal, e não havia sido caracterizado anteriormente. Analisaram-se os teores elementares totais, as quantidades potencialmente lixiviáveis, tendo sido realizado um estudo aprofundado do comportamento de lixiviação das espécies químicas mais relevantes (Pb, Cd, Zn, Cr, Ni, Cu, K, Na, Ca, Cl- e SO42-).  Os métodos S/S imobilizam eficazmente os metais pesados, sendo no entanto, os sais solúveis susceptíveis de serem libertados em quantidades significativas. Podem ser usadas formulações alternativas ao tratamento actualmente utilizado na indústria, as quais podem consistir na redução da quantidade de cimento, na utilização de cinzas volantes de carvão e outros tipos de cimento, bem como o uso de aditivos (fosfatos ou silicatos), sendo facilmente garantida a eficácia em relação aos metais, mas não em relação aos sais solúveis.  Foram utilizados modelos matemáticos capazes de identificar os processos de libertação das substâncias poluentes dos sólidos resultantes do tratamento S/S, tendo sido determinados coeficientes de difusão efectivos, factores de retenção física e retenção química.  Relativamente à valorização dos resíduos, foi concluído que é tecnicamente possível incorporar os RCP em agregados leves.

Área científica: Ciências da Engenharia e Tecnologias
Monitorização e controlo da amêjoa asiática, Corbicula Fluminea

Palavras-chave: Amêijoa asiática,Monitorização

A amêijoa asiática, Corbicula fluminea (Müller, 1774) é um molusco bivalve de água doce e é uma das espécies invasoras de ecossistemas aquáticos mais difundida no mundo. Para além dos efeitos nefastos nos ecossistemas, esta peste é conhecida pela sua acção bioincrustante nas indústrias hidrodependentes. A introdução desta espécie em Portugal data de 1980, no entanto, existe um largo desconhecimento acerca da peste por parte das indústrias nacionais e a monitorização das fontes de água primárias será crucial para a minimização da sua dispersão e impactes. Esta tese teve dois objectivos. Primeiro, sistematizar informação acerca da monitorização da amêijoa asiática para fins de controlo em ambiente industrial. Depois, contribuir para a criação de soluções de controlo inovadoras através da avaliação e interpretação da toxicidade de misturas de potenciais agentes de controlo químico. No âmbito da primeira componente do trabalho, foi elaborado um texto que pretende funcionar como um auxiliar paras as indústrias nacionais, dando a conhecer as características de C. fluminea e ajudando no projecto de um sistema de monitorização de C. fluminea. No âmbito da segunda componente deste trabalho, foi testado o potencial de três combinações binárias de poli(cloreto de dimetildialilamónio) (polyDADMAC) com cloreto de potássio, niclosamida e dimetoato para o controlo da amêijoa asiática, realizando testes de toxicidade à escala laboratorial. O polyDADMAC foi mantido como elemento comum nas misturas de forma a explorar diferentes tipos de interacções e avaliar até que ponto o desempenho do tratamento combinado pode ser melhorado manipulando o modo de acção dos químicos individuais. Destes estudos concluiu-se que a niclosamida e o dimetoato são tóxicos para a amêijoa asiática na gama de concentrações testadas, podendo eventualmente equacionar-se a sua aplicação individual em programas de controlo. No geral, o efeito conjunto dos compostos nas misturas testadas é antagonista e, por isto, não são promissoras para o controlo da amêijoa asiática em ambiente industrial. Com o objectivo de auxiliar a compreensão do carácter antagonista dos químicos foi efectuado um estudo preliminar do modo de actuação do polyDADMAC e do dimetoato em C. fluminea bem como da sua potencial interacção. Este estudo indica que o polyDADMAC não afecta nem a capacidade de osmorregulação das células nem interage com a actividade de enzima acetilcolinesterase da amêijoa asiática. Este estudo confirma ainda que o dimetoato inibe a actividade da enzima acetilcolinesterase.

Área científica: Ciências da Engenharia e Tecnologias
Determinação da densidade de líquidos à base de fosfónio quaternário Trihexil(tetradecil)fosfónio tris(petafluoroetil) trifluorofosfato.

Palavras-chave: Densidade dos líquidos

A correcta aplicação industrial de qualquer composto requer um conhecimento apropriado das suas propriedades. A variação da densidade, em função da pressão e temperatura, é um factor importante na sua aplicação. O objectivo deste trabalho consistiu assim na determinação da densidade do trihexil(tetradecil)fosfónio tris(pentafluoroetil)trifluorofosfato ([P6,6,6,14][FAP]), numa gama de temperatura entre 293.15 e 343.15 K, e uma gama de pressão entre 0.1 e 25.0 MPa. A densidade deste líquido iónico foi obtida através de um densímetro de tubo vibrante. A incerteza obtida na determinação da densidade, através deste equipamento, é de ± 0.5 kg/m3. Os resultados obtidos no densímetro foram tratados com três métodos distintos, Lagourette [3], Piñeiro [4] e Niesen [5]. A utilização destes métodos permitiu obter uma densidade de 1185.6 kg/m3 (P = 0.1 MPa, T = 298.15 K) para o [P6,6,6,14][FAP]. O valor obtido para a densidade não varia significativamente do único valor encontrado na literatura para o mesmo, 1182 kg/m3 (P = 0.1 MPa e T = 293.15) [6]. Os resultados obtidos com o método de Niesen foram ajustados a duas equações de estado, Goharshadi-Morsali-Abbaspour e Sanchez-Lacombe. As equações de estado utilizadas permitiram avaliar a variação de alguns coeficientes termomecânicos, bem como o volume livre do fluido em estudo. Os parâmetros obtidos com as equações de estado utilizadas vão de encontro ao que é observado para outros líquidos iónicos semelhantes.

Área científica: Ciências da Engenharia e Tecnologias
Tratamento de efluentes líquidos com aerogéis à base de sílica

Palavras-chave: Tratamento de efluentes.

A crescente preocupação ambiental relacionada com a deterioração dos recursos hídricos deve-se sobretudo à descarga de materiais poluentes para os cursos naturais. Neste contexto tem sido implementado um controlo mais rigoroso sobre as indústrias relativamente ao modo como fazem a gestão dos seus resíduos. Deste modo, a adsorção é frequentemente utilizada no sentido de remover ou diminuir a concentração de compostos orgânicos existentes na água e um dos adsorventes mais utilizados industrialmente é o carvão activado. Actualmente, os aerogéis de sílica têm sido estudados como potenciais adsorventes de poluentes líquidos. Neste âmbito, o presente trabalho pretende explorar o pré-tratamento de águas residuais contaminadas por compostos orgânicos, utilizando estes materiais como material adsorvente. Os materiais adsorventes utilizados ao longo da parte experimental foram aerogéis e xerogéis à base de sílica, obtidos a partir de metiltrimetoxisilano, e sintetizados no Departamento de Engenharia Química da FCTUC em colaboração com a AST, e os carvões activados comerciais Norit ROW 0.8 e Pragmacarb MG 4×8. Durante a fase experimental, procedeu-se à avaliação da capacidade de adsorção destes adsorventes relativamente ao benzeno, tolueno e fenol, tendo-se concluído que os adsorventes comerciais apresentam uma melhor capacidade adsortiva quando comparados com os aerogéis/xerogéis. Na avaliação das isotérmicas de adsorção, o modelo de Langmuir apresentou melhores previsões comparativamente com o de Freundlich, o que se poderá explicar com base nos materiais serem constituídos por mesoporos da gama inferior. Adicionalmente foi possível verificar que os aerogéis apresentam melhor capacidade de adsorção que os xerogéis devido às diferenças de porosidade resultantes do tipo de secagem utilizado em cada caso. A área de superfície mais reduzida dos aerogéis/xerogéis relativamente aos carvões activados é provavelmente a principal causa justificativa destes resultados. O processo foi mais eficaz quando se utilizou tolueno ao contrário de benzeno e esta diferença está relacionada com o aumento de polaridade dos compostos. Por outro lado, o fenol foi o composto menos adsorvido por todos os adsorventes. Com o intuito de avaliar a viabilidade industrial dos aerogéis/xerogéis, procedeu-se à sua regeneração através da ozonólise após a saturação da superfície. Deste modo, para verificar se os compostos adsorvidos foram efectivamente eliminados da superfície dos adsorventes, realizaram-se análises qualitativas aos materiais, nomeadamente FTIR e DSC/TGA. Apesar de os resultados apresentados serem indicativos da eficiência do processo de regeneração, futuramente, poder-se-ia mudar a estratégia de análise dos materiais e, ao invés de fazer análises qualitativas deste processo, poder-se-ia optar por uma quantificação do mesmo. Desta forma ter-se-ia uma maior reprodutibilidade nos resultados obtidos.

Área científica: Ciências da Engenharia e Tecnologias
Passagem da análise de contagem de células de levedura para autocontrolo, pelo Método Sysmex

Palavras-chave: Controlo da levedura

Saccharomyces cerevisae é nome mais comummente utilizado na literatura para designar a levedura cervejeira, sendo esta uma das espécies de levedura mais importantes e utilizadas industrialmente. É este o microrganismo responsável pelo processo biológico que dá origem a um produto conhecido de todos nós - a cerveja, sendo esse processo biológico denominado de fermentação alcoólica. Estando estabelecida a importância deste microrganismo no processo de produção de cerveja, o estudo do seu controlo de forma rápida e eficaz é a finalidade principal deste trabalho. O controlo da levedura é efectuado determinando o número de células e a viabilidade desta. Até agora, a determinação do número de células de levedura na Unicer é efectuada pelos responsáveis pelo controlo de qualidade. No entanto, e devido ao horário limitado deste serviço nem sempre a disponibilidade de resultados satisfaz a procura dos mesmos. Surge assim o autocontrolo, que permite que os técnicos responsáveis pela condução e supervisão do processo passem a ser os responsáveis pela determinação do número de células de levedura. Os objectivos mais específicos deste trabalho são então: i) a aprendizagem do processo de produção de cerveja, no qual se insere e é parte fundamental o método analítico de contagem de células de levedura, possibilitando desta forma uma fermentação eficiente e sem problemas; ii) a aprendizagem e compreensão do método analítico de medida de células de levedura para que seja possível, primeiramente, efectuar uma correcção aos erros de natureza experimental e, posteriormente, criar as condições necessárias à formação dos técnicos que serão doravante responsáveis pela determinação do número de células de levedura; iii) a pesquisa de métodos mais expeditos para a contagem de células de levedura é também objectivo deste trabalho. Foi então devidamente clarificada a importância da contagem de células de levedura no processo cervejeiro. Por outro lado, a aquisição de conhecimentos sobre o método analítico usado para essa contagem permitiu que fosse efectuado o tratamento dos erros experimentais, pela eliminação dos erros sistemáticos através da introdução de acções correctivas ou procedimentos padrão e pelo tratamento estatístico dos erros aleatórios. Para implementação do autocontrolo na contagem de células de levedura, criaram-se instruções de trabalho que garantem procedimentos operacionais adequados e criaram-se ainda condições adequadas à formação dos técnicos, como é o caso da formação teórica que é o ponto de partida para a formação prática. Por último, a análise aos diversos métodos de v contagem de células de levedura permitiu concluir que embora o método utilizado na Unicer seja adequado e preciso, existem já tecnologias mais avançadas capazes de fornecer resultados em tempo real e mais completos, as quais devem merecer alguma atenção por parte da empresa.

Área científica: Ciências da Engenharia e Tecnologias
Monitorização de uma instalação laboratorial de compostagem

Palavras-chave: Compostagem

Este trabalho teve como principal objectivo a monitorização de uma instalação laboratorial de compostagem, em particular determinar a influência da taxa de arejamento na actividade microbiana ao longo do processo. O estudo consistiu na programação de três experiências relativamente as quais foram acompanhados diversos parâmetros do processo, tais como temperatura, caudal de arejamento, teor de humidade, teor de matéria orgânica, pH, condutividade eléctrica, razão C/N, densidade bulk e free air space. A avaliação da estabilidade do composto foi sendo medida através da determinação do Specific Oxigen Uptake Rate – SOUR. A instalação laboratorial consistiu num sistema de três reactores em paralelo com geometria cilíndrica, com 80 cm de altura e 44 cm de diâmetro, isolados termicamente do exterior. No sistema, utilizou-se arejamento forçado, através da introdução de ar comprimido na base do reactor. A mistura de compostagem testada nos três reactores foi preparada com base nos seguintes materiais: palha de trigo (com elevado teor de carbono), casca de batata e aparas de relva (com elevado teor de azoto), sendo as suas proporções foram determinadas com base nas suas composições (18 %, 30 % e 52 % para a palha de trigo, aparas de relva e casca de batata respectivamente). Os resultados obtidos permitiram verificar que o caudal de arejamento é um dos parâmetros que mais afectam o processo de compostagem, dado que a taxa de arejamento determina se a actividade microbiana é ou não aeróbia e se o balanço energético permite que as condições termofílicas se mantém na mistura. Neste âmbito, foi quantificado o Oxygen Uptake Rate (OUR) o qual atingiu valores máximos de 3,20; 3,93 e 3,91 gO2/h, e tendo diminuído até se atingirem valores de 0,07; 0,02 e 0,02 gO2/h no final. Os gradientes espaciais de temperatura mostraram que, no interior do reactor podem desenvolver-se gradientes significativos, tendo sido registado como valor máximo de 23,8 ºC e valor mínimo de 0,9 ºC. Estes gradientes justificam a grande importância da homogeneização da mistura, no sentido de garantir um bom nível de humificação da mistura. Para avaliar a estabilidade do composto realizaram-se testes de respirometria, os quais não permitiram concluir acerca do grau de estabilidade do composto, devido ao facto de os resultados não serem conclusivos. vi Este trabalho permitiu concluir que a taxa de arejamento deverá ser seleccionada como variável de controlo do processo em ensaios futuros.

Área científica: Ciências da Engenharia e Tecnologias
Síntese de hidrogéis de base acrílica recorrendo a técnicas de polimerização radicalar viva. Potencial aplicação como fármacos poliméricos.

Palavras-chave: Síntese de hidrogéis,Polimerização

Este trabalho teve como tema principal a síntese de hidrogéis com base em técnicas de polimerização radicalar viva, para possíveis formulações de fármacos sequestradores de ácidos biliares. Assim, o objetivo deste trabalho focou-se na síntese por polimerização radicalar viva de polímeros que pudessem ser usados como sequestradores de ácidos biliares, estudar as propriedades dos polímeros resultantes e testar a sua reticulação para formulações de hidrogéis que substituam os atuais agentes sequestradores de ácidos biliares, nomeadamente o Colesevelam. A primeira etapa do trabalho centrou-se na síntese do polímero que está na base do Colesevelam, a polialilamina, por polimerização radicalar livre. A metodologia adoptada para este fim teve por base os procedimentos descritos na patente do Colesevelam. No entanto, não foi possível reproduzir os resultados da patente em termos de forma do polímero final, obtendo-se um óleo em vez de um produto em pó. Assim, foram estudadas algumas alternativas ao nível das condições operatórias, como o aumento de temperatura de reação e a adição de um iniciador com menor tempo de meia vida que o indicado na patente. No processo em que se simulou apenas a substituição do iniciador, não houve alterações na forma de obtenção do polímero final. No entanto, para a reação a elevada temperatura (80 ºC) verificou-se a obtenção de um polímero em pó, tal como descrito na patente do Colesevelam. Para todos polímeros produzidos testou-se a reticulação com epicloridrina, com éter diglicídico do 1,4-butanodiol e com éter diglicídico do 1,2-etanodiol tal como indica a patente mas, mais uma vez, não foi possível obter os mesmos resultados. Assim fizeram-se novos testes de reticulação para grandes quantidades de agente (975 %), obtendo-se um hidrogel apenas para uma das formulações. No que respeita à polimerização radicalar viva, utilizou-se o sistema catalítico Fe(0)/CuBr2/Me6TREN desenvolvido nos laboratórios do DEQ/FCTUC, na polimerização de três monómeros (o hidroxietil acrilato, o hidroxietilo metacrilato e a alilamina) como possíveis candidatos a substitutos do Colesevelam. Uma vez que se obtiveram baixas polidispersividades para o poli (hidroxietil metacrilato), e sendo este amplamente usado em aplicações biomédicas devido à sua alta biocompatibilidade, efetuou-se um estudo cinético da reação de polimerização usando diferentes condições de reação. Para os sistemas estudados obteve-se controlo sobre o crescimento das cadeias do polímero em reações ocorridas à temperatura ambiente. Os resultados obtidos sugerem que o sistema catalítico desenvolvido nos laboratórios DEQ/FCTUC é adequado à polimerização controlada de monómeros solúveis em água, conduzindo à síntese de polímeros a serem usados como sequestradores de ácidos biliares.

Área científica: Ciências da Engenharia e Tecnologias