Aplicação de técnicas de otimização no gerenciamento da deposição em redes de trocadores de calor

Deposição é um fenômeno indesejável que ocorre na superfície dos trocadores de calor ao longo de sua operação, ocasionando redução na efetividade térmica e aumento da resistência ao escoamento nestes equipamentos. Estes efeitos trazem grandes consequências econômicas e ambientais, devido ao aumento dos custos operacionais (energia adicional é requerida), aumento dos custos de projeto (demanda por equipamentos de maior área de troca térmica), limitações hidráulicas (que pode levar a uma diminuição da carga processada) e aumento das emissões (aumento da queima de combustíveis fósseis para suprir a energia adicional requerida). Neste contexto, o presente trabalho tem por objetivo fornecer ferramentas computacionais robustas que apliquem técnicas de otimização para o gerenciamento da deposição em redes de trocadores de calor, visando minimizar os seus efeitos negativos. Estas ferramentas foram desenvolvidas utilizando programação matemática no ambiente computacional GAMS, e três abordagens distintas para a resolução do problema da deposição foram pesquisadas. Uma delas consiste na identificação do conjunto ótimo de trocadores de calor a serem limpos durante uma parada para manutenção da planta, visando restaurar a carga térmica nesses equipamentos através da remoção dos depósitos existentes. Já as duas outras abordagens consistem em otimizar a distribuição das vazões das correntes ao longo de ramais paralelos, uma de forma estacionária e a outra de forma dinâmica, visando maximizar a recuperação de energia ao longo da rede. O desempenho destas três abordagens é ilustrado através de um conjunto de exemplos de redes de trocadores de calor, onde os ganhos reais obtidos com estas ferramentas de otimização desenvolvidas são demonstrados

Educação Integral: reivindicação da experiência nos tempos e saberes pelos estudantes de Itaboraí

A Educação Integral é vista nos discursos atuais como possibilidade de se atingir melhor qualidade da educação. Esta ideia na educação brasileira é alicerçada nas propostas de turno integral sugeridas na década de 1930 por Anísio Teixeira e na década de 1980 por Darcy Ribeiro, constituindo-se as obras desses autores, nas bases conceituais para nosso estudo. A forma com que o direito à educação vem sendo concretizado não tem conferido às escolas públicas brasileiras o atrativo necessário para manter os estudantes no espaço escolar. O presente estudo objetiva identificar atividades escolares que, ao promoverem experiências que despertem interesse dos estudantes no processo ensino-aprendizagem, possam conferir à educação a tão desejada integralidade. Nessa perspectiva, interessa-nos analisar a contribuição do Programa Mais Educação, que se apresenta como possibilidade de reinventar a Educação Integral a partir da ampliação das funções da escola. No entanto, com compromissos ampliados, o programa revela aspectos contraditórios e torna-se alvo de críticas. Com o propósito de refletirmos sobre as contradições que norteiam o processo educacional, buscamos rever o modelo de Educação Integral à luz do conceito deweyano sobre experiência. Em nosso percurso reflexivo, procuramos uma interlocução com os escritos de Jorge Larrosa que, na atualidade, constitui uma importante referência ao aprofundar a discussão sobre o hiato existente entre a dimensão das linguagens específicas dos saberes e das práticas escolares. Suas considerações nos permitem melhor refletir sobre os prováveis motivos de a experiência se tornar cada vez mais rara em nossas vidas e, em especial, na vida escolar. A questão curricular, de considerada complexidade, mereceu destaque ao apontar que o modelo educacional vigente ainda privilegia os aspectos cognitivos em detrimento de tantos outros saberes que, desprovidos de reconhecimento, passam a se tornar fatores de resistência. Por sua vez, a ampliação da jornada escolar, além de estar intimamente ligada à ideia de Educação Integral, chega até mesmo a ser confundida com ela, de tal modo que abordamos o aspecto multifacetado do tempo para que fosse refletida a possibilidade de sincronia entre o tempo dos estudantes e o tempo regulado pela escola. Tendo como foco as vozes dos estudantes, adotamos como instrumentos de pesquisa os inventários do saber adaptados de Bernard Charlot, questionário socioeconômico, bem como, entrevistas semidirigidas aos estudantes e aos demais atores envolvidos no processo educacional no contexto de duas escolas do município de Itaboraí: uma com proposta de Educação Integral através do Programa Mais Educação e outra com proposta elaborada pelo próprio município. A questão da cultura oral assumiu relevância na análise dos resultados, porque revelou estar na origem das atividades que despertavam maior interesse dos estudantes em relação às atividades ligadas à cultura escrita. Assim entendemos como legítima a reivindicação de experiência nos tempos e saberes dos estudantes de Itaboraí vinculadas à cultura oral

Efeitos do tratamento com erva-mate (Ilex paraguariensis) sobre desordens endócrinas e metabólicas em ratos obesos programados pelo desmame precoce

A erva-mate (Ilex paraguariensis) contribui para a perda de peso e reversão da resistência à insulina, mesmo em combinação com dieta hiperlipídica, despertando interesse do seu uso como uma possível estratégia no controle da obesidade. Previamente demonstramos que ratos desmamados precocemente desenvolvem sobrepeso, obesidade central, hiperleptinemia, resistência à insulina e à leptina na idade adulta. Propomos então avaliar os benefícios do extrato aquoso do Ilex paraguariensis sobre a composição corporal, perfis lipídico e hormonal, sinalização da leptina, neuropeptídeos envolvidos com o controle do consumo alimentar, marcadores inflamatórios e do estresse oxidativo. Para indução do desmame precoce, as tetas das ratas lactantes foram envolvidas com uma atadura para bloquear o acesso da prole ao leite materno nos últimos 3 dias da lactação (grupo DP). Os filhotes do grupo controle tiveram livre acesso ao leite durante todos os 21 dias do período de lactação normal (grupo C). Aos 150 dias de idade, as proles DP foram subdivididas em: DP e DP+Mate, de acordo com o tratamento (água ou extrato aquoso de erva-mate 1g/kg PC, respectivamente), por gavagem, diariamente, por 30 dias. As proles C receberam água por gavagem por 30 dias. Aos 180 dias de idade, os 3 grupos foram sacrificados por decapitação. Dados foram considerados significativos quando p <0,05. Aos 180 dias (1 mês após o tratamento), o grupo DP+Mate corrigiu várias alterações observadas no grupo DP, tais como maior massa corporal (+9%), massa de tecido adiposo retroperitoneal e epididimal (+34% e +39%, respectivamente), gordura corporal total (+76%), gordura subcutânea (+61%), área de adipócitos viscerais (+34%), triglicerídeos séricos (+35%), TNF-α no núcleo ARC (+57%), expressão de IL-1β no adipócito (+3,6 vezes), percentual de esteatose hepática (+4,8 vezes) e TBARS em fígado e plasma (+56%, +87%). A atividade SOD diminuída no grupo DP é normalizada pelo tratamento com mate, enquanto, paradoxalmente, a catalase que estava aumentada no grupo DP é normalizada com o tratamento com mate. As alterações de glicemia e HDL-c sérico no grupo DP não se modificaram ao final do tratamento com a erva-mate. A hiperfagia não foi observada na prole DP+Mate, provavelmente devido a normalização parcial da sensibilidade central à leptina (confirmada pelo teste do efeito anorexigênico da leptina) e pela redução de NPY e aumento de POMC. Assim, até o momento evidenciamos que o tratamento por 30 dias com extrato de erva-mate foi capaz de impedir a gênese de obesidade abdominal, a resistência à leptina, a hipertrigliceridemia e algumas alterações do perfil inflamatório e do estresse oxidativo nos ratos com obesidade programada pelo DP, tornando o uso da erva-mate como uma estratégia promissora no controle de peso e das desordens metabólicas presentes na obesidade.

Efeito da restrição alimentar materna durante a lactação sobre a função ovariana da prole fêmea na puberdade e vida adulta

α.O objetivo deste estudo foi avaliar se a restrição alimentar materna durante a lactação altera a função ovariana da prole na puberdade e na vida adulta. No dia do nascimento da ninhada, as ratas foram separadas aleatoriamente nos seguintes grupos: (C) controle = dieta com 23% de proteína; (PER) restrição protéica calórica = dieta com 8% de proteína. Após o desmame, as proles tiveram livre acesso a dieta com 23% proteína e apenas os animais na fase diestro foram sacrificados com uma dose letal de pentobarbital aos 40 e 90 dias de idade. O sangue foi retirado por punção cardíaca e o soro armazendo para posterior dosagem dos níveis hormonais por radioimunoensaio. O ovário direito foi excisado, pesado e armazenado a 80C para subseqüente avaliação do receptor de androgênio (AR), das isoformas dos receptores de estrogênio (ERα, ERβ1 e ERβ2), do receptor do hormônio folículo estimulante (FSHR), do receptor do hormonio luteinizante (LHR), das isoformas dos receptores de leptina (Ob-R, Ob-Ra and Ob-Rb), e da enzima aromatase pela técnica de RT-PCR. O ovário esquerdo foi incluido em parafina, seccionado em cortes de 5 μm de espessura e processado por análise histológica de rotina, para classificação dos foliculos ovarianos. Na puberdade, o grupo PER apresentou um aumento significativo (p<0,05) no número dos folículos pré-antrais e antrais, enquanto o número de folículos primordiais, folículos de Graaf e corpo lúteo foram reduzidos significativamente (p<0,05). As concentrações sericas de estradiol (pg/ml) foram significativamente aumentadas (p<0,05). Houve aumento significativo na expressão do RNAm dos FSHR (p<0.05) e LHR (p<0.05), e diminuição significativa na expressão do RNAm dos AR (p<0.05), ERα (p<0.05), ERβ1 (p<0.05) e ERβ2 (p<0.05). Na vida adulta, a restrição alimentar causou uma diminuição no número total de folículos ovarianos, entretanto esta redução só foi significativa no número dos folículos primordiais, primários e de Graaf (p<0.05). Houve redução significativa da expressão da enzima aromatase (p<0.01), do FSHR (p<0.05), LHR (p<0.05), Ob-R (p<0.05) e Ob-Rb (p<0.05). Podemos concluir que a restrição alimentar materna durante a lactação causa uma programação metabólica no ovário da prole, alterando a foliculogênese, expressão das diferentes isoformas dos receptores de estrogênio, leptina, androgênio e gonadotropinas e da enzima aromatase. Essa programação, possivelmente decorrente dos baixos níveis de leptina nos primeiros dias de vida, pode contribuir para uma senescência precoce e redução da fertilidade já descrita na literatura.

Estudo da sinalização da insulina nos tecidos muscular e adiposo de ratos submetidos à desnutrição materna no início da lactação

Vários estudos sugerem que a desnutrição materna no período pós-natal poderia causar alterações na homeostase glicêmica da prole na vida adulta. Neste trabalho objetivamos investigar a interferência da programação metabólica induzida pela desnutrição protéica materna durante o início da lactação sobre a homeostase glicêmica e a sinalização da insulina nos tecidos muscular e adiposo. Animais desnutridos (D-dieta da mãe contendo 0% de proteína nos primeiros 10 dias de lactação) ou controle (C-dieta da mãe contendo 22% de proteína) foram estudados do nascimento até a vida adulta. Em resumo, observamos uma diminuição na insulina plasmática acompanhada de normoglicemia nos animais adultos desnutridos. A ativação do receptor de insulina (IR), após a estimulação com o hormônio apresentou-se diminuída durante o período de restrição protéica em músculo isolado destes animais experimentais. Durante o período da lactação, observamos uma diminuição na captação de glicose, na fosforilação do substrato para o receptor de insulina (IRS 1) e na translocação do GLUT 4 no tecido muscular. Na idade adulta, entretanto, houve aumento significativo na captação de glicose e translocação do GLUT 4 no músculo, associado com o aumento na expressão da PI3 quinase associada ao IRS 1. No tecido adiposo de ratos desnutridos adultos observamos menor fosforilação em tirosina tanto do IR quanto do IRS 1, que foi compensada pela maior ativação do IRS 2 e da PI3 quinase. Os níveis basais de pAkt e de GLUT 4 na membrana estavam aumentados, culminando em um aumento na captação de glicose. Observamos também uma redistribuição do citoesqueleto de actina e maior resistência aos efeitos da Ltrunculina B nos adipócitos dos ratos desnutridos. Em conclusão, este estudo demonstrou que a desnutrição materna no início da lactação é capaz de causar alterações na prole na vida adulta, o que parece estar relacionado com a expressão e ativação de proteínas chave na cascata da sinalização da insulina nos tecidos periféricos, importantes na regulação do metabolismo da glicose.

Tão longe, tão perto: pretos e pardos e o enigma racial brasileiro

Até meados da década de 1970 buscou-se decifrar o lugar social ocupado pelo pardo na sociedade brasileira. Contudo, os estudos mais recentes se caracterizaram, com algumas exceções, pelo silenciamento em torno das especificidades desse grupo. Pretos e pardos têm sido agrupados em uma mesma categoria para fins de análise de desigualdades e discriminação racial. No entanto, se os pardos estão extremamente próximos dos pretos no que toca os seus índices socioeconômicos, chances de mobilidade social e vitimização pela discriminação, eles estão muito distantes dos pretos em sua percepção do preconceito e da discriminação de que são vítimas. Para esse grupo, o nexo entre a cor e a discriminação não parece nem um pouco evidente. A presente tese retoma os pardos como tema de reflexão e investiga as razões pelas quais eles parecem ser discriminados em intensidade próxima à dos pretos, mas não reportam a discriminação no mesmo grau. A partir da produção de análises originais de dados quantitativos e surveys sobre racismo, encontro respaldo para algumas explicações não mutuamente excludentes para esse fenômeno: (1) o binarismo das linguagens racista e antirracista no Brasil, que exclui os pardos do debate público, (2) os problemas metodológicos dos surveys sobre discriminação racial, (3) a presença ideário da morenidade na identidade e autoimagem dos brasileiros pardos, (4) as peculiaridades da sociabilidade entre pretos, pardos e brancos, (5) o caráter ambivalente dos estereótipos que incidem sobre os pardos e, finalmente, (6) uma porosidade maior das elites brancas em relação a esses indivíduos. A partir da elaboração de um modelo alternativo de mensuração da percepção da discriminação, baseado na Escala de Discriminação Cotidiana, demonstro que pretos e pardos de classes mais baixas têm percepções mais parecidas de atitudes discriminatórias, enquanto aqueles que atingem as classes médias e elites passam a divergir: os pretos passam a reportar mais intensamente a discriminação, enquanto os pardos praticamente cessam de senti-la. Sustento que o racismo ambivalente brasileiro funciona de modo a barrar a mobilidade social tanto de pretos como de pardos, mas que os estereótipos e atitudes a que ele está relacionado penalizam mais severamente os pretos que ascendem socialmente do que os pardos.

Bromocriptina na lactação atenua os efeitos deletérios do desmame precoce

Como o desmame precoce (DP) não-farmacológico programa a prole para obesidade, microesteatose hepática e maior estresse oxidativo na vida adulta, e o DP farmacológico, inibindo a prolactina com um agonista dopaminérgico (bromocriptina), causa também obesidade neste trabalho objetivamos: (1) verificar o status redox e função hepática no modelo de programação pelo DP farmacológico. Como a bromocriptina tem efeitos protetores sobre a homeostase glicêmica em animais adultos, formulamos a hipótese de que poderia interferir na programação do DP não-farmacológico e para testá-la tivemos os seguintes objetivos: (2) avaliar uma possível interferência desta droga na programação através da sua aplicação nas proles submetidas ao DP não-farmacológico; (3) avaliar os efeitos a longo prazo deste tratamento neonatal frente a diferentes dietas. Métodos: Experimento 1: ratas lactantes foram divididas em 2 grupos: DP (BROMO) no qual as mães foram tratadas via i.p. com 1mg/dia de bromocriptina nos 3 últimos dias de lactação; Controle (C) cujas mães receberam tratamento semelhante com solução veículo. As proles foram avaliadas aos 90 e 180 dias de vida (P90 e P180) através de teste t-Student (significância de P<0,05). Experimento 2: realizamos novo protocolo onde lactantes foram dividas em 2 grupos: DP não-farmacológico (DP) cujas mães recebiam uma bandagem adesiva ao redor do corpo para impedir o acesso dos filhotes ao leite nos últimos 3 dias de lactação; Controle (C) cujos filhotes mamavam livremente. Em seguida as proles de ambos os grupos foram subdividas de acordo com o tratamento: proles que recebiam bromocriptina intraperitoneal (4mg/kg massa corporal/dia) nos últimos 3 dias de lactação (DP/BRO e C/BRO); proles que recebiam solução veículo (DP e C). Os grupos foram analisados em P120. Em P130 estas proles foram subdivididas de acordo com a dieta, compondo ao final 8 grupos experimentais (C; C/BRO; DP e DP/BRO - ração padrão e C-HF; C/BRO-HF; DP-HF e DP/BRO-HF - ração hiperlipídica - 45% Kcal de lipídeos) sendo acompanhados até P200. A análise estatística foi feita através de two-way ANOVA com pós-teste de Bonferroni, one-way ANOVA com pós-teste de Newman-Keuls e teste t-Student (entre os respectivos grupos com diferenciação dietética) (P<0,05). Experimento 1: verificamos que o DP promoveu maior adiposidade visceral e dislipidemia. Em P90, animais BROMO apresentaram intolerância a glicose, normoinsulinemia, superexpressão de sirtuína-1 (SIRT-1) no fígado, aumento da atividade da superóxido dismutase (SOD) no plasma e fígado e da glutationa peroxidase (GPx) hepática levando a uma redução de malondialdeído (MDA) somente no fígado. Já em P180 constatamos resistência insulínica, maior atividade de GPx plasmática e SOD e catalase no fígado promovendo redução de MDA em ambos os tecidos e prevenindo o surgimento da esteatose hepática no grupo BROMO, apesar do declínio da expressão de SIRT-1. Experimento 2: a bromocriptina intensifica a perda de peso dos filhotes ao final da lactação. Em P120 somente observamos uma intolerância a glicose no C/BRO (permanecendo ao longo do experimento) e uma hipertrofia de adipócitos no DP. Já em P200 evidenciamos no grupo DP, maior adiposidade, hiperleptinemia, hipertrofia de adipócitos, e aumento de triglicerídeo hepático. Estas alterações foram prevenidas nos grupos tratados com bromocriptina. Em contrapartida, a dieta HF promoveu uma descompensação metabólica e os efeitos benéficos da bromocriptina não foram tão evidentes. Confirmamos os efeitos deletérios do DP e verificamos o potencial terapêutico da bromocriptina, prevenindo o ganho de peso corporal, a adiposidade e a leptinemia podendo, portanto, colaborar com a prevenção de danos ao tecido hepático, desde que associado a um padrão dietético adequado.

Mães obesas, filhotes obesos: estudo experimental

O aumento da obesidade materna pode refletir em efeitos deletérios na prole adulta, manifestos diferentemente de acordo com o gênero do indivíduo. Este trabalho teve como objetivo verificar a hipótese de que a obesidade materna provoca alterações metabólicas, na estrutura do tecido adiposo e hepático e mudanças de perfil inflamatório nas proles adultas de machos e fêmeas. Fêmeas C57BL/ 6 receberam dieta padrão (SC, 17% da energia proveniente do lipídeo) ou dieta hiperlipídica (HF; 49% da energia proveniente do lipídeo) durante oito semanas pré-gestacionais até a lactação. Após o desmame, os filhotes foram divididos nos grupos: SCM (machos), SCF (fêmeas), HFM (machos) e HFF (fêmeas). As características metabólicas foram avaliadas pela massa corporal (MC), glicemia de jejum, área sob a curva no teste oral de tolerância a glicose; concentrações de triglicerídes (TG) hepáticos e estimativa da esteatose hepática; análise plasmática de insulina, colesterol total (CT), triglicerídes (TG) e adipocinas; distribuição e análise morfológica do tecido adiposo e estado pró-inflamatório dos filhotes. Diferenças entre os grupos foram analisadas pelo Teste T não pareado (dados entre progenitoras e pares de grupos nas proles); one-way ANOVA com pós-teste de Tukey (para proles) e two-way ANOVA (efeito da dieta materna e gênero). O nível de significância adotado foi de P≤0,05. Progenitoras HF tiveram maior MC (+20%), glicemia elevada (+22%) e intolerância à glicose em comparação ao grupo SC. A partir da quarta semana, a MC mostrou-se maior nas proles HF, em ambos os gêneros, quando comparados às proles SC. Na 12 semana, a MC foi 20% maior no grupo HF macho e 30% maior no grupo HF fêmea do que seus controles (p<0,0001, ambos os gêneros). Intolerância à glicose foi observada em machos e fêmeas HF em relação aos seus contrapares SC (+20%, p<0,05). Proles HF demonstraram hepatomegalia com maior acúmulo de TG hepático, resultando em maior percentual de esteatose em machos (27%) e fêmeas HF (25%). Proles HF apresentaram incremento na adiposidade (+20%) e nos níveis de CT e TG do que seus congêneres SC. Níveis plasmáticos de leptina e insulina foram maiores, enquanto houve diminuição da adiponectina no grupo HF macho em relação ao grupo SC macho. Hipertrofia de adipócitos foi observada nas proles HF. TNF-alfa, IL-6 e leptina foram mais expressos em proles HF, porém diminuição na expressão de adiponectina foi evidenciada nas proles geradas por mães obesas. A luz do exposto, a dieta HF administrada em mães antes e durante períodos de gestação e lactação leva à obesidade materna que tem consequências na prole, tais como remodelamento do tecido adiposo, juntamente com alterações bioquímicas e metabólicas dos adipócitos, intensificando o estado pró-inflamatório da prole, em ambos os gêneros, na idade adulta.

Implementação paralelizada de métodos de resolução de sistemas algébricos na simulação de reservatórios de gás

Desde a década de 1960, devido à pertinência para a indústria petrolífera, a simulação numérica de reservatórios de petróleo tornou-se uma ferramenta usual e uma intensa área de pesquisa. O principal objetivo da modelagem computacional e do uso de métodos numéricos, para a simulação de reservatórios de petróleo, é o de possibilitar um melhor gerenciamento do campo produtor, de maneira que haja uma maximização na recuperação de hidrocarbonetos. Este trabalho tem como objetivo principal paralelizar, empregando a interface de programação de aplicativo OpenMP (Open Multi-Processing), o método numérico utilizado na resolução do sistema algébrico resultante da discretização da equação que descreve o escoamento monofásico em um reservatório de gás, em termos da variável pressão. O conjunto de equações governantes é formado pela equação da continuidade, por uma expressão para o balanço da quantidade de movimento e por uma equação de estado. A Equação da Difusividade Hidráulica (EDH), para a variável pressão, é obtida a partir deste conjunto de equações fundamentais, sendo então discretizada pela utilização do Método de Diferenças Finitas, com a escolha por uma formulação implícita. Diferentes testes numéricos são realizados a fim de estudar a eficiência computacional das versões paralelizadas dos métodos iterativos de Jacobi, Gauss-Seidel, Sobre-relaxação Sucessiva, Gradientes Conjugados (CG), Gradiente Biconjugado (BiCG) e Gradiente Biconjugado Estabilizado (BiCGStab), visando a uma futura aplicação dos mesmos na simulação de reservatórios de gás. Ressalta-se que a presença de heterogeneidades na rocha reservatório e/ou às não-linearidades presentes na EDH para o escoamento de gás aumentam a necessidade de métodos eficientes do ponto de vista de custo computacional, como é o caso de estratégias usando OpenMP.