Comprimento efetivo de colunas de aço em pórticos deslocáveis

Dentro da prática de verificação e projeto de estruturas metálicas, o cálculo de instabilidade exerce papel importante, já que o aço, por sua elevada resistência, incentiva o uso de colunas significativamente esbeltas. É comum na verificação da instabilidade de pórticos metálicos de andares múltiplos a utilização do conhecido fator K, que define, para a coluna, um comprimento efetivo. Tal fator é usualmente obtido em ábacos construídos a partir de duas hipóteses distintas para o mecanismo de instabilidade: a de flambagem por deslocamento lateral do andar e a de flambagem com esse deslocamento impedido. Essa divisão, e os modelos usualmente utilizados para tratá-la, se mostram incompletos para o caso de pórticos que se distanciem das hipóteses simplificadoras adotadas, e podem induzir a confusões e mal-entendido no uso do fator K. Neste trabalho, serão mostrados modelos alternativos para a determinação desse fator, buscando-se maior generalidade, assim como tentativas de esclarecer algumas possíveis ambiguidades no seu uso; além disso, esses modelos serão aplicados a alguns exemplos particulares. Como complemento ao trabalho, foi criado um programa de computador para determinar deslocamentos e esforços em segunda ordem para esse tipo de edificação, assim como ábacos alternativos. Os resultados obtidos nos exemplos serão contrastados com os fornecidos pelo programa e pelos ábacos.

Gravidade de Lovelock e a correspondência AdS/CFT

A correspondência AdS/CFT é uma notável ferramenta no estudo de teorias de gauge fortemente acopladas que podem ser mapeadas em uma descrição gravitacional dual fracamente acoplada. A correspondência é melhor entendida no limite em que ambos $N$ e $\\lambda$, o rank do grupo de gauge e o acoplamento de \'t Hooft da teoria de gauge, respectivamente, são infinitos. Levar em consideração interações com termos de curvatura de ordem superior nos permite considerar correções de $\\lambda$ finito. Por exemplo, a primeira correção de acoplamento finito para supergravidade tipo IIB surge como um termo de curvatura com forma esquemática $\\alpha\'^3 R^4$. Neste trabalho investigamos correções de curvatura no contexto da gravidade de Lovelock, que é um cenário simples para investigar tais correções pois as suas equações de movimento ainda são de segunda ordem em derivadas. Esse cenário também é particularmente interessante do ponto de vista da correspondência AdS/CFT devido a sua grande classe de soluções de buracos negros assintoticamente AdS. Consideramos um sistema de gravidade AdS-axion-dilaton em cinco dimensões com um termo de Gauss-Bonnet e encontramos uma solução das equações de movimento, o que corresponde a uma black brane exibindo uma anisotropia espacial, onde a fonte da anisotropia é um campo escalar linear em uma das coordenadas espaciais. Estudamos suas propriedades termodinâmicas e realizamos a renormalização holográfica usando o método de Hamilton-Jacobi. Finalmente, usamos a solução obtida como dual gravitacional de um plasma anisotrópico fortemente acoplado com duas cargas centrais independentes, $a eq c$. Calculamos vários observáveis relevantes para o estudo do plasma, a saber, a viscosidade de cisalhamento sobre densidade de entropia, a força de arrasto, o parâmetro de jet quenching, o potencial entre um par quark-antiquark e a taxa de produção de fótons.

Excitations in Bose-Einstein condensates: collective modes, quantum turbulence and matter wave statistics

In this thesis, we present the generation and studies of a 87Rb Bose-Einstein condensate (BEC) perturbed by an oscillatory excitation. The atoms are trapped in a harmonic magnetic trap where, after an evaporative cooling process, we produce the BEC. In order to study the effect caused by oscillatory excitations, a quadrupole magnetic field time oscillatory is superimposed to the trapping potential. Through this perturbation, collective modes were observed. The dipole mode is excited even for low excitation amplitudes. However, a minimum excitation energy is needed to excite the condensate quadrupole mode. Observing the excited cloud in TOF expansion, we note that for excitation amplitude in which the quadrupole mode is excited, the cloud expands without invert its aspect ratio. By looking these clouds, after long time-of-flight, it was possible to see vortices and, sometimes, a turbulent state in the condensed cloud. We calculated the momentum distribution of the perturbed BECs and a power law behavior, like the law to Kolmogorov turbulence, was observed. Furthermore, we show that using the method that we have developed to calculate the momentum distribution, the distribution curve (including the power law exponent) exhibits a dependence on the quadrupole mode oscillation of the cloud. The randomness distribution of peaks and depletions in density distribution image of an expanded turbulent BEC, remind us to the intensity profile of a speckle light beam. The analogy between matter-wave speckle and light speckle is justified by showing the similarities in the spatial propagation (or time expansion) of the waves. In addition, the second order correlation function is evaluated and the same dependence with distance was observed for the both waves. This creates the possibility to understand the properties of quantum matter in a disordered state. The propagation of a three-dimensional speckle field (as the matter-wave speckle described here) creates an opportunity to investigate the speckle phenomenon existing in dimensions higher than 2D (the case of light speckle).

Desenvolvimento da modelagem de turbulência e interação fluido-estrutura para as vibrações induzidas por vórtices de cilindro rígido.

Esta tese apresenta o desenvolvimento e aplicação de modelos de turbulência, transição laminar-turbulenta e de interações fluido-estrutura ao escoamento externo em cilindro rígido estacionário e em vibrações induzidas por vórtices. Tais desenvolvimentos foram realizados no código ReFRESCO, baseado em técnicas de dinâmica de fluidos computacional (CFD). Realizou-se um estudo quanto ao desempenho do modelo k- SST em extensa faixa de números de Reynolds, segundo o qual se identificaram as deficiências de modelagem para este escoamento. A modelagem adaptativa das escalas (SAS) e o modelo de transição por correlações locais (LCTM), ambos combinados ao SST, melhoraram a aderência aos resultados experimentais para este escoamento, em uma contribuição original deste trabalho. A aplicação de técnicas de verificação e validação possibilitou a estimação de incertezas e erros para os modelos e números de Reynolds e também de identificada como outra contribuição deste trabalho. A combinação da modelagem em SST, SAS e LCTM com movimentos impostos de realizada para números de Reynolds moderados, diferentes frequências e amplitudes de vibração, algo que poucas publicações abordam em detalhes. Com relação aos movimentos livres, este trabalho traz contribuições com a aplicação dos modelos SST e SAS ao estudo de vibrações induzidas por vórtices em dois graus de liberdade, baixa razão de massa e números de Reynolds moderados, mais altos do que normalmente observados na literatura. Por fim, a investigação da importância relativa de efeitos da turbulência aos casos de movimentos livres e impostos, com relação ao caso de cilindro estacionário, comprovou a conjetura formulada na parte inicial deste trabalho, no que tange à escolha do modelo de turbulência em determinadas aplicações. Tal escolha mostrou-se menos decisiva no caso do cilindro em movimento imposto e ainda menos nos movimentos livres, em comparação ao caso estacionário, uma vez que a resposta em movimentos do corpo filtra grande parte dos efeitos turbulentos de ordem superior. Esta observação mostra-se relevante, uma vez que pode permitir simplificações na modelagem e aplicação de ferramentas de CFD em uma classe importante de projetos de engenharia.

Estudo de equilíbrio e cinética da biossorção de cobre (II) por Rhizopus Microsporus.

A poluição relacionada a metais pesados tem recebido uma atenção especial devido a sua alta toxicidade, não biodegradabilidade e tendência de acumular-se na cadeia alimentar. Apesar disso, metais pesados também são considerados recursos valiosos, portanto a sua remoção em conjunto com a sua recuperação torna-se ainda mais importante. Este caso aplica-se aos rejeitos de mineração de cobre, os quais oferecem a possibilidade de recuperação do metal e de sua contenção de maneira segura do meio ambiente. Tais rejeitos se caracterizam por ocuparem enormes áreas inundadas e abrigarem soluções diluídas de cobre (II), porém, muitas vezes, acima dos limites seguros. Diversos processos tradicionais de tratamento mostram-se disponíveis para remover o cobre de tais soluções, no entanto, em certas aplicações eles podem ser ineficientes ou muito onerosos. Nesse contexto, a biossorção é uma alternativa interessante. Nesse processo, certos microrganismos, como fungos, bactérias e algas, ligam-se passivamente ao cobre na forma íons ou outras moléculas em soluções. No presente trabalho foi avaliado o potencial de biossorção de íons cobre (II) pela biomassa do fungo Rhizopus microsporus, coletado e isolado da área de rejeitos da Mina do Sossego, na região norte do Brasil. Isotermas de biossorção foram determinadas experimentalmente em bateladas sob temperatura de 25°C, agitação de 150 rpm, concentração de biomassa de 2,0 a 2,5 g/L e tempo de contato mínimo de 4 horas. O pH mostrou ser um fator importante no equilíbrio da biossorção, sendo o valor máximo da capacidade de biossorção de 33,12 mg de cobre / g biomassa encontrado em pH 6. Valores sucessivamente menores são encontrados pela acidificação da solução, sendo o pH 1 considerado adequado para o processo de dessorção, correspondendo a uma capacidade de biossorção de 1,95 mg/g. Modelos de adsorção de Langmuir e de Freundlich ajustaram-se adequadamente às isotermas tanto com pH controlado quanto não controlado. Foi constatado que a troca iônica é um dos mecanismos envolvidos na biossorção do cobre com Rhizopus microsporus. Tanto o modelo de pseudo-primeira ordem quanto o de pseudo-segunda ordem ajustaram-se aos dados cinéticos da biossorção, sendo que o equilíbrio ocorre em aproximadamente 4 horas. A biomassa conservou a capacidade de biossorção ao operar repetidamente em três ciclos de sorção-dessorção. A biomassa viável e a morta não apresentaram diferença estatisticamente significativa na capacidade de biossorção.

Efeitos da Imunocastração e de agonistas beta-adrenérgicos sobre a qualidade da carne de bovinos

Os agonistas beta-adrenérgicos (βAA) são conhecidos por aumentar a hipertrofia muscular e lipólise, neste caso uma maneira de se reduzir o efeito da lipólise seria a imunocastração. Dessa forma, o objetivo deste projeto foi avaliar o efeito dos βAA e da imunocastração sobre a qualidade da carne de bovinos Nelore. Foram utilizados noventa e seis bovinos Nelore, sendo que metade dos animais (n=48) receberam uma dose da vacina de imunocastração, e após 30 dias receberam a segunda dose. A outra metade dos animais (n=48) não recebeu nenhuma dose da vacina. Durante 70 dias os animais foram alimentados com uma dieta padrão composta de 24% volumoso e 76% de concentrado. Após 70 dias de confinamento os animais foram divididos em três grupos, dentro de bloco (peso inicial) e condição sexual e foram alimentados por 30 dias, com umas das seguintes dietas: CON - dieta padrão utilizada na fase anterior, sem a adição de βAA; ZIL - dieta padrão acrescida de 80 mg/dia Cloridrato de Zilpaterol; RAC - dieta padrão acrescida de 300 mg/dia Cloridrato de Ractopamina. Ao final desse período os animais foram abatidos e colhidas amostras do músculo Longissimus dorsi para as avaliações de qualidade de carne, lipídeos totais, perfil de ácidos graxos, análise sensorial do consumidor, perfil morfométrico muscular, expressão dos genes calpaína e calpastatina, comprimento de sarcômero. Para a maioria das características avaliadas não foram observadas interações entre os tratamentos. Ao avaliar o efeito da condição sexual, os animais imunocastrados apresentaram maiores intensidades de cor L, a e b, lipídios totais, ácidos oleico, palmítico e total de monoinsaturados e maior frequência para as fibras oxidativas (FO) e glicolíticas (FG) em relação aos não-castrados. Contudo, os animais não-castrados tiveram uma tendência a apresentarem uma carne mais macia na análise sensorial e obtiveram maior frequência das fibras oxidativasglicolíticas (FOG) em relação aos imunocastrados. Quanto ao efeito dos βAA, o grupo ZIL apresentaram uma carne menos macia na força de cisalhamento, maiores concentrações de ácidos heptadecanoico, linoleico, araquidonico ácido C20:3 N6C8C11C14, ômega 6, maior frequência para as FO e menor para FG em comparação ao grupo RAC e CON. No entanto, os animais do grupo CON e ZIL apresentaram maior área para as FO em comparação ao grupo RAC, enquanto que para as FOG, os animais do grupo CON tiveram maior área do que os animais do grupo RAC e ZIL. Na análise sensorial, os grupos RAC e ZIL receberam menores notas para os atributos textura e qualidade global em relação ao CON. Não foi observado efeito da condição sexual e dos βAA sobre a expressão dos genes e comprimento de sarcômero. Conclui-se que a condição sexual e a suplementação com os βAA podem alterar a qualidade da carne, perfil de ácidos graxos e morfométrico muscular, sem, contudo, alterar a expressão dos genes e do comprimento de sarcômero.

Efeitos da diabetes mellitus e hipertensão arterial sobre a audição de idosos

Introdução: Estudos têm demonstrado que doenças crônicas e alterações metabólicas podem atuar como fator de aceleração na degeneração do sistema auditivo decorrente da idade. Todavia, os estudos sobre a associação entre a perda auditiva com o diabetes mellitus (DM) e com a hipertensão arterial (HA) em idosos mostraram conclusões controversas. Sendo assim, novos estudos sobre este assunto são necessários, a fim de esclarecer o efeito destas doenças crônicas sobre o sistema auditivo. Objetivos: Comparar uma audiometria inicial (A1) com uma audiometria sequencial (A2) realizada com um intervalo de 3 a 4 anos em uma população de idosos portadores de DM e/ou HA; realizar um estudo comparativo entre quatro grupos de idosos: grupo controle (GC), formado por idosos sem alterações crônicas, grupo de idosos portadores de DM; grupo de idosos portadores de HA, grupo de idosos portadores de DM e HA. Métodos: Foi realizado um levantamento em 901 prontuários do Estudo Longitudinal de Saúde Auditiva do Adulto (ELSAA), de indivíduos atendidos no Hospital Universitário (HU) da Universidade de São Paulo, no período de 2009 a 2015. De acordo com os critérios de inclusão, foram selecionados 100 indivíduos para participarem da presente pesquisa. A avaliação inicial (A1), constando de anamnese, audiometria tonal e imitânciometria foram utilizadas e foi feita uma nova avaliação audiológica (A2) após o período de 3 a 4 anos. Os participantes foram distribuídos em quatro grupos: 20 indivíduos portadores de DM (grupo DM), 20 indivíduos portadores de HA (grupo HA), 20 indivíduos portadores de DM e HA (grupo DMHA) e 40 indivíduos não portadores de DM nem de HA (GC). Para cada grupo estudo (HA, DM e DMHA), foram selecionados indivíduos (entre os 40 do GC) de forma a parear as características referentes a idade e sexo. Foram utilizados os testes estatísticos ANOVA, teste exato de Fisher e Kruskal-Wallis, com nível de significância de 0,05. Foi também calculada a odds ratio, com intervalo de confiança de 95%. Resultados: Não houve diferença estatisticamente significante entre as orelhas para nenhum dos grupos; sendo assim, as orelhas direita e esquerda foram agrupadas para as outras comparações. Na comparação da média de aumento anual dos limiares auditivos da primeira avaliação A1 com a segunda avaliação A2 entre os grupos, pode-se observar que para o grupo DM, não houve diferença estatisticamente significante para nenhuma das frequências avaliadas, quando comparado ao seu respectivo controle; para o grupo HA foram observadas diferenças significantes a partir de 4kHz, bem como tendência à diferença estatisticamente significante em 3 kHz, quando comparado a seu respectivo controle. Já para o grupo DMHA, quando comparado a seu grupo controle, foram observadas diferenças significantes nas frequências de 500, 2k, 3k e 8kHz, além de tendência à diferença estatisticamente significante em 4k e 6kHz. Considerando-se os casos novos de perda auditiva, pode-se observar que houve diferença estatisticamente significante apenas para o grupo HA, para as frequências altas. Verificou-se também que, para as frequências altas (3k a 8kHz), os números de casos novos de perda auditiva foram sempre maiores nos grupos estudo quando comparados aos seus respectivos controles. Na comparação das médias dos limiares auditivos, tanto na avaliação A1 quanto na avaliação A2, observou-se que os grupos estudo (DM, HA e DMHA) apresentaram limiares auditivos mais prejudicados, quando comparados a seus respectivos grupos controle. Na comparação entre os grupos apenas para a avaliação A2, pode-se observar que para as frequências altas, houve associação estatisticamente significante entre apresentar as condições clínicas (DM, HA e DMHA) e a presença de perda auditiva. A OR para DM foi de 5,57 (2,9-14,65), para HA foi de 4,2 (1,35-13,06) e para DMHA foi de 5,72 (1,85-17,64). Conclusão: Verificou-se que os idosos portadores de DM, HA ou ambos apresentaram limiares auditivos mais rebaixados quando comparados a seus respectivos grupos controle, principalmente nas altas frequências, o que sugere que estas patologias podem ter um efeito deletério sobre a audição. Além disso, nota-se que o grupo HA apresentou limiares auditivos piores para a maioria das frequências e foi o que apresentou maior queda dos limiares auditivos no segmento de 3 a 4 anos, quando comparado aos outros dois grupos estudo (DMHA e DM), sugerindo que dentre as três condições estudadas, a hipertensão parece ser a que teve maior influência sobre a audição

Efeitos da mecanização agrícola da cultura da cana-de-açúcar nos processos erosivos: dimensionamento de terraços com base na Equação Universal de Perdas de Solo (EUPS)

A cultura da cana-de-açúcar é a segunda maior movimentação econômica na cadeia do agronegócio no Brasil. Gera riquezas através da fabricação de açúcar, etanol e cogeração de energia elétrica, além de outros subprodutos. Considerada fonte de energia renovável, a cana-de- açúcar a princípio tinha sua imagem associada a impactos negativos principalmente devido as queimadas realizadas nas lavouras para colheita manual. Nos últimos anos, baseado em decretos e no Protocolo Agro-ambiental, essa prática vem sendo abolida. Para se manter e até mesmo aumentar o rendimento das colhedoras nos canaviais, os gestores têm adotado práticas para reduzir os terraços agrícolas, com impacto nos sistemas de conservação de solos. Assim, este trabalho teve como objetivo identificar os impactos ambientais provocados pela mecanização agrícola decorrente do mau manejo e dimensionamento dos mecanismos de conservação do solo. Neste estudo também se realizou uma análise à Equação Universal de Perdas de Solo (EUPS), como ferramenta para o dimensionamento de terraços agrícolas. O estudo foi realizado em uma microbacia hidrográfica, denominada Ribeirão da Bocaina, localizada na UGRHI-13 (Tietê - Jacaré). Foi possível identificar a variabilidade amostral do solo para o dimensionamento conservacionista, gerando curvas de nível com Desníveis Verticais (D.V) desuniformes, contrariando a sistemática atual de terraços que respeita cotas múltiplas ou mesmo dimensionamentos empiristas, segundo o conhecimento local e o histórico recente da área. Algumas sugestões também foram feitas afim de torná-la uma ferramenta ainda mais eficiente, considerando condições particulares à cultura da cana-de-açúcar, tais como a influência da palhada, sulcos de plantio e diversos tipos de terraços como meios de controle à erosão. A metodologia foi satisfatória, no que tange a compreensão pelos meios de correlação entre as práticas conservacionistas e modelos de predição de perda de solo, trazendo luz à ciência na interpretação das ferramentas existentes e as lacunas a serem preenchidas.

Modelos de mapas simpléticos para o movimento de deriva elétrica com efeitos de raio de Larmor finito

Mapas simpléticos têm sido amplamente utilizados para modelar o transporte caótico em plasmas e fluidos. Neste trabalho, propomos três tipos de mapas simpléticos que descrevem o movimento de deriva elétrica em plasmas magnetizados. Efeitos de raio de Larmor finito são incluídos em cada um dos mapas. No limite do raio de Larmor tendendo a zero, o mapa com frequência monotônica se reduz ao mapa de Chirikov-Taylor, e, nos casos com frequência não-monotônica, os mapas se reduzem ao mapa padrão não-twist. Mostramos como o raio de Larmor finito pode levar à supressão de caos, modificar a topologia do espaço de fases e a robustez de barreiras de transporte. Um método baseado na contagem dos tempos de recorrência é proposto para analisar a influência do raio de Larmor sobre os parâmetros críticos que definem a quebra de barreiras de transporte. Também estudamos um modelo para um sistema de partículas onde a deriva elétrica é descrita pelo mapa de frequência monotônica, e o raio de Larmor é uma variável aleatória que assume valores específicos para cada partícula do sistema. A função densidade de probabilidade para o raio de Larmor é obtida a partir da distribuição de Maxwell-Boltzmann, que caracteriza plasmas na condição de equilíbrio térmico. Um importante parâmetro neste modelo é a variável aleatória gama, definida pelo valor da função de Bessel de ordem zero avaliada no raio de Larmor da partícula. Resultados analíticos e numéricos descrevendo as principais propriedades estatísticas do parâmetro gama são apresentados. Tais resultados são então aplicados no estudo de duas medidas de transporte: a taxa de escape e a taxa de aprisionamento por ilhas de período um.

Filtro respiratório reduz efeitos cardiovasculares associados à poluição: estudo randomizado, duplo-cego, controlado e cruzado em pacientes com insuficiência cardíaca (FILTER-HF trial)

Introdução A poluição do ar é um fator de risco associado com descompensação e mortalidade em pacientes com insuficiência cardíaca (IC). Objetivo Avaliar o impacto de um filtro de polipropileno sobre desfechos cardiovasculares em pacientes com IC e voluntários saudáveis durante exposição controlada à poluição. Métodos Ensaio clínico duplocego, controlado e cruzado, incluindo 26 pacientes com IC e 15 voluntários saudáveis, expostos a três protocolos diferentes de inalação randomizados por ordem: Ar Limpo; Exposição à Partículas de Exaustão do Diesel (ED); e ED filtrada. Os desfechos estudados foram função endotelial por índice de hiperemia reativa (RHi) e índice de aumento (Aix), biomarcadores séricos, variáveis de teste cardiopulmonar submáximo (caminhada de seis-minutos [tc6m]; consumo de oxigênio [VO2]; equivalente ventilatório de gás carbônico [VE/VCO2 slope]; consumo de O2 por batida [PulsoO2]) e variabilidade da frequência cardíaca (VFC). Resultados No grupo IC, a ED piorou o RHi [de 2,17 (IQR: 1,8-2,5) para 1,72 (IQR: 1,5-2,2); p=0,002], reduziu o VO2 [de 11.0 ± 3.9 para 8.4±2.8ml/Kg/min; p < 0.001], o tc6m [de 243,3±13 para 220,8 ± 14m; p=0,030] e o PulsoO2 [de 8.9 ± 1.0 para 7.8±0.7ml/bpm; p < 0.001]; e aumentou o BNP [de 47,0pg/ml (IQR: 17,3-118,0) para 66,5pg/ml (IQR: 26,5-155,5); p=0,004]. O filtro foi capaz de reduzir a concentração de poluição de 325±31 para 25±6?g/m3 (p < 0,001 vs. ED). No grupo IC, o filtro foi associado com melhora no RHi [2,06 (IQR: 1,5-2,6); p=0,019 vs. ED); aumento no VO2 (10.4 ± 3.8ml/Kg/min; p < 0.001 vs. ED) e PulsoO2 (9.7±1.1ml/bpm; p < 0.001 vs. ED); e redução no BNP [44,0pg/ml (IQR: 20,0-110,0); p=0,015 vs. ED]. Em ambos os grupos, a ED reduziu o Aix, sem efeito do filtro. O uso do filtro foi associado com maior ventilação e reinalação de CO2. Outras variáveis pesquisadas como VE/VCO2 slope e VFC não sofreram influências entre os protocolos. Conclusão A poluição do ar afetou adversamente o desempenho cardiovascular de pacientes com IC. Este é o primeiro ensaio clínico demonstrando que um simples filtrorespiratório pode prevenir a disfunção endotelial, a intolerância ao exercício e o aumento do BNP associados à poluição em pacientes com IC. O uso de máscaras com filtro tem o potencial de reduzir a morbidade associada à IC. Identificador ClinicalTrials.gov: NCT01960920