Departamento de Informática, Comunicações e Ciências Fundamentais (DICCF)
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- Células de combustível: uma tecnologia para a geração distribuídaPublication . Santos, Fernando; Jorge, Humberto Manuel MatosEste trabalho visa o estudo de sistemas de produção de energia eléctrica a partir de combustíveis hidrogenados e toda a sua envolvente como forma de contribuir para apresentação de soluções técnicas que conduzam ao desenvolvimento sustentado. O trabalho pode ser dividido em duas grandes partes distintas: Uma primeira onde se define o enquadramento da produção de energia eléctrica tendo como base a economia do hidrogénio e o seu “estado da arte”. Nesta apresenta-se as células de combustível como uma tecnologia que se integra no conceito de geração distribuída. São também abordadas um conjunto de questões técnicas relacionadas com as células de combustível, nomeadamente o seu desempenho. Na segunda, mais experimental, recorre-se à utilização de dois tipos de células de combustíveis para produção de energia, com a finalidade de se comprovarem conceitos e metodologias possíveis de usar. São feitos ensaios de curvas características e de potência, ensaios de perdas, ensaios para a validação da Lei de Faraday e rendimentos. Muito embora a tecnologia recente desta forma de produção de energia esteja ainda numa fase de investigação, foi possível, através deste estudo, observar-se um conjunto de resultados importantes para o conhecimento, escolha e utilização adequada da mesma.
- Células de Combustível : Uma Tecnologia Para a Geração DistribuídaPublication . Santos, Fernando; Jorge, Humberto Manuel Matos; Santos, Fernando António Castilho Mamede dosEsta comunicação visa o estudo de sistemas de produção de energia eléctrica a partir de combustíveis hidrogenados e toda a sua envolvente como forma de contribuir para apresentação de soluções técnicas que conduzam ao desenvolvimento sustentado. Muito embora esta forma de produção de energia esteja ainda numa fase de investigação, foi possível, através deste estudo, observar-se um conjunto de resultados importantes para o conhecimento, escolha e utilização adequada da mesma. Neste trabalho é definido o enquadramento da produção de energia eléctrica tendo como base a economia do hidrogénio e o seu “estado da arte”. É abordado um conjunto de questões técnicas relacionadas com as células de combustível, nomeadamente o seu desempenho. Recorre-se à utilização de dois tipos de células de combustíveis de forma a efectuarem-se ensaios de curvas características, curvas de potência e perdas, ensaios para a validação da lei de Faraday e rendimentos.
- Células de combustívelPublication . Santos, Fernando António Castilho Mamede dos; Santos, Fernando Miguel Soares Mamede dosNa actualidade o consumo global de energia eléctrica é de 14 triliões de quilowathora, no ano 2020 prevê-se que deverá ser de 22. Os combustíveis fósseis são um bem escasso, na posse de apenas alguns países, que cada vez se vão tornando mais caros e cuja utilização liberta poluentes. Neste contexto, ter-se-á de encontrar uma forma alternativa e competitiva de produzir energia (eléctrica) que possa vir a substituir os combustíveis fósseis gradualmente. Esta pode estar nas células de combustível.
- Combustível "hidrogénio"Publication . Santos, Fernando Miguel; Santos, Fernando AntónioA partir da primeira crise petrolífera, na década de 70, passou-se a considerar o hidrogénio como uma possível fonte de energia, através da conversão electroquímica, usando células de combustível, que até então tinham como grande aplicação prática a utilização em missões espaciais. O hidrogénio pode ser considerado como uma fonte de energia intermédia, sendo necessário produzi-lo, transportá-lo e armazená-lo antes de o usar. É ainda preciso encontrar soluções tecnologicamente eficientes, económicas e seguras para o seu manuseamento. O hidrogénio é um combustível leve, mas com baixa densidade de massa por m 3 No entanto, sendo o . combustível de utilização mais eficiente, na prática, a relação de volume entre o hidrogénio e os combustíveis convencionais não lhe é assim tão desfavorável.
- Large scale comparative genomics of codon contextPublication . Lousado, José; Moura, Gabriela; Pinheiro, Miguel; Oliveira, José; Santos, ManuelThe efficiency of protein synthesis is highly dependent on codon usage and codon context. Indeed, the choice of particular synonymous codons is constrained by neighbour codons (codon context) to optimize mRNA decoding speed and accuracy. This is related to spatial (steric) effects created by the need to accommodate 3 tRNAs in the ribosome A-, P- and E-sites. Since these tRNAs interact with each other, with their cognate codons and with various structural domains of rRNAs, the structure of the 6 nucleotide RNA helix formed by the anticodon-codon interactions is strongly int1uenced by the type of codons and tRNAs present in the ribosome decoding centre. To ensure proper tRNA selection and correct codon decoding the rRNA monitors the structure of the codon-anticodon RNA helix. We hypothesized that large scale comparative analysis of 3 consecutive codons, corresponding to the ribosome A-, P- and E-sites codons, would unveil novel codon biases and "bad" codon combinations that are error prone. For this, we have built a software package that counts codon triplets in complete assemblies of open reading frames (ORFeomes) and used the ORFeome sequences of 12 fungal species, including Aspergillus fumigatus, Saccharomyces cerevisiae, and Candida albicans to validate our working hypothesis. We have used data mining methodologies to explore this large dataset of 220,000 combinations of 3 consecutive codons, and extracted the most biased contexts. The data showed that three-codon contexts are species-specific, although major context rules could also be found. Interestingly, biases introduced at DNA replication and transcription levels, namely trinucleotide repeats, play an important role in the evolution of ORFeomes. Candida albicans revealed unique features and very strong context biases. For example, codon triplet biases is much stronger in C. albicans than in other species and it has a very high number of consecutive codon repeats, which comprise up to 6% of the total ORFeome
- Codon-triplet context unveils unique features of the Candida albicans protein coding genomePublication . Moura, Gabriela; Lousado, José; Pinheiro, Miguel; Carreto, Laura; Silva, Raquel; Oliveira, José; Santos, ManuelBACKGROUND: The evolutionary forces that determine the arrangement of synonymous codons within open reading frames and fine tune mRNA translation efficiency are not yet understood. In order to tackle this question we have carried out a large scale study of codon-triplet contexts in 11 fungal species to unravel associations or relationships between codons present at the ribosome A-, P- and E-sites during each decoding cycle. RESULTS: Our analysis unveiled high bias within the context of codon-triplets, in particular strong preference for triplets of identical codons. We have also identified a surprisingly large number of codon-triplet combinations that vanished from fungal ORFeomes. Candida albicans exacerbated these features, showed an unbalanced tRNA population for decoding its pool of codons and used near-cognate decoding for a large set of codons, suggesting that unique evolutionary forces shaped the evolution of its ORFeome. CONCLUSION: We have developed bioinformatics tools for large-scale analysis of codon-triplet contexts. These algorithms identified codon-triplets context biases, allowed for large scale comparative codon-triplet analysis, and identified rules governing codon-triplet context. They could also detect alterations to the standard genetic code.
- Exploiting Codon-Triplets Association for Genome Primary Structure AnalysisPublication . Lousado, José; Oliveira, José; Moura, Gabriela; Santos, ManuelAbstract— The way evolution shapes the arrangement of synonymous codons within open reading frames (ORF) for fine tuning mRNA decoding efficiency is not yet understood. Since the ribosome has 3 tRNA binding sites, the context of triplets should be relevant to decoding fidelity and efficiency. We have developed a software application for large-scale analysis of codon-triplet associations to shed new light into this problem. The developed algorithms identify codon-triplets context biases, allowing for large scale comparative codon-triplet analysis and for identification of alterations to the standard genetic code.
- GeneSplit - Uma Aplicação para o Estudo de Associações de Codões e de Aminoácidos em ORFeomasPublication . Lousado, José; Oliveira, José; Moura, Gabriela; Santos, ManuelA descodificação de genomas, em particular do genoma humano, constituiu um marco cientifico extremamente importante nas últimas décadas e veio abrir caminho a novas áreas de investigação como a genómica e a proteómica. Espera-se que os avanços de conhecimento introduzidos por estas áreas tragam novas perspectivas sobre a forma como são diagnosticadas e tratadas muitas das doenças actuais, nomeadamente as que têm uma associação clara com disfunções ao nível do genotipo. Neste artigo, apresentamos uma aplicação computacional que permite estudar associações anormais de codões em orfeomas, i.e. em sequências responsáveis pela construção de proteínas. Os resultados biológicos já obtidos mostram claramente a utilidade prática do software desenvolvido, que é disponibilizado de uma forma pública para a comunidade científica
- Geração distribuída versus centralizadaPublication . Santos, Fernando António; Santos, Fernando MiguelA geração distribuída (GD) pode ser uma boa alternativa às formas tradicionais de produção de energia eléctrica, para as diversas aplicações. As tecnologias recentes têm permitido que se construam geradores de dimensões bastante reduzidas, muito eficientes, seguros, fáceis de adquirir e de operar. A geração distribuída devido às suas características pode oferecer um custo de produção mais baixo e qualidade de energia mais elevada do que um consumidor poderá obter da rede. Noutros casos a combinação de geração distribuída com a centralizada pode ser uma boa opção (ex: geradores de emergência para a falta de fornecimento e ou limitação dos picos ou da ponta pedida à rede). Mas também existem locais remotos, isolados, em que a geração distribuída poderá ser a única alternativa económica disponível.