Vibrações transversais em vigas finitas sujeitas a cargas móveis: radiação de transição associada à mudança brusca da rigidez vertical de fundação

Dissertação apresentada na Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Civil, ramo de Estruturas

SENSITIVITY ANALYSIS OF TRACK VIBRATIONS DUE TO VERTICAL STIFFNESS VARIATION IN HIGH-SPEED RAILWAYS

High speed trains, when crossing regions with abrupt changes in vertical stiffness of the track and/or subsoil, may generate excessive ground and track vibrations. There is an urgent need for specific analyses of this problem so as to allow reliable esimates of vibration amplitude. Full understanding of these phenomena will lead to new construction solutions and mitigation of undesirable features. In this paper analytical transient solutions of dynamic response of one-dimensional systems with sudden change of foundation stiffness are derived. Results are expressed in terms of vertical displacement. Sensitivity analysis of the response amplitude is also performed. The analytical expressions presented herein, to the authors’ knowledge, have not been published yet. Although related to one-dimensional cases, they can give useful insight into the problem. Nevertheless, in order to obtain realistic response, vehicle- rail interaction cannot be omitted. Results and conclusions are confirmed using general purpose commercial software ANSYS. In conclusion, this work contributes to a better understanding of the additional vibration phenomenon due to vertical stiffness variation, permitting better control of the train velocity and optimization of the track design.

O financiamento por capitação ajustada pelo risco em contexto de integração vertical de cuidados de saúde : a utilização dos consumos com medicamentos como proxy da carga de doença em ambulatório

RESUMO - Introdução - Com o presente projecto de investigação pretendeu-se estudar o financiamento por capitação ajustado pelo risco em contexto de integração vertical de cuidados de saúde, recorrendo particularmente a informação sobre o consumo de medicamentos em ambulatório como proxy da carga de doença. No nosso país, factores como a expansão de estruturas de oferta verticalmente integradas, inadequação histórica da sua forma de pagamento e a recente possibilidade de dispor de informação sobre o consumo de medicamentos de ambulatório em bases de dados informatizadas são três fortes motivos para o desenvolvimento de conhecimento associado a esta temática. Metodologia - Este trabalho compreende duas fases principais: i) a adaptação e aplicação de um modelo de consumo de medicamentos que permite estimar a carga de doença em ambulatório (designado de PRx). Nesta fase foi necessário realizar um trabalho de selecção, estruturação e classificação do modelo. A sua aplicação envolveu a utilização de bases de dados informatizadas de consumos com medicamentos nos anos de 2007 e 2008 para a região de Saúde do Alentejo; ii) na segunda fase foram simulados três modelos de financiamento alternativos que foram propostos para financiar as ULS em Portugal. Particularmente foram analisadas as dimensões e variáveis de ajustamento pelo risco (índices de mortalidade, morbilidade e custos per capita), sua ponderação relativa e consequente impacto financeiro. Resultados - Com o desenvolvimento do modelo PRx estima-se que 36% dos residentes na região Alentejo têm pelo menos uma doença crónica, sendo a capacidade de estimação do modelo no que respeita aos consumos de medicamentos na ordem dos 0,45 (R2). Este modelo revelou constituir uma alternativa a fontes de informação tradicionais como são os casos de outros estudos internacionais ou o Inquérito Nacional de Saúde. A consideração dos valores do PRx para efeitos de financiamento per capita introduz alterações face a outros modelos propostos neste âmbito. Após a análise dos montantes de financiamento entre os cenários alternativos, obtendo os modelos 1 e 2 níveis de concordância por percentil mais próximos entre si comparativamente ao modelo 3, seleccionou-se o modelo 1 como o mais adequado para a nossa realidade. Conclusão - A aplicação do modelo PRx numa região de saúde permitiu concluir em função dos resultados alcançados, que já existe a possibilidade de estruturação e operacionalização de um modelo que permite estimar a carga de doença em ambulatório a partir de informação relativa ao seu perfil de consumo de medicamentos dos utentes. A utilização desta informação para efeitos de financiamento de organizações de saúde verticalmente integradas provoca uma variação no seu actual nível de financiamento. Entendendo este estudo como um ponto de partida onde apenas uma parte da presente temática ficará definida, outras questões estruturantes do actual sistema de financiamento não deverão também ser olvidadas neste contexto. ------- ABSTRACT - Introduction - The main goal of this study was the development of a risk adjustment model for financing integrated delivery systems (IDS) in Portugal. The recent improvement of patient records, mainly at primary care level, the historical inadequacy of payment models and the increasing number of IDS were three important factors that drove us to develop new approaches for risk adjustment in our country. Methods - The work was divided in two steps: the development of a pharmacy-based model in Portugal and the proposal of a risk adjustment model for financing IDS. In the first step an expert panel was specially formed to classify more than 33.000 codes included in Portuguese pharmacy national codes into 33 chronic conditions. The study included population of Alentejo Region in Portugal (N=441.550 patients) during 2007 and 2008. Using pharmacy data extracted from three databases: prescription, private pharmacies and hospital ambulatory pharmacies we estimated a regression model including Potential Years of Life Lost, Complexity, Severity and PRx information as dependent variables to assess total cost as the independent variable. This healthcare financing model was compared with other two models proposed for IDS. Results - The more prevalent chronic conditions are cardiovascular (34%), psychiatric disorders (10%) and diabetes (10%). These results are also consistent with the National Health Survey. Apparently the model presents some limitations in identifying patients with rheumatic conditions, since it underestimates prevalence and future drug expenditure. We obtained a R2 value of 0,45, which constitutes a good value comparing with the state of the art. After testing three scenarios we propose a model for financing IDS in Portugal. Conclusion - Drug information is a good alternative to diagnosis in determining morbidity level in a population basis through ambulatory care data. This model offers potential benefits to estimate chronic conditions and future drug costs in the Portuguese healthcare system. This information could be important to resource allocation decision process, especially concerning risk adjustment and healthcare financing.

Internamentos por causas sensíveis a cuidados de ambulatório em contexto de integração vertical

RESUMO - Introdução: A criação das Unidades Locais de Saúde (ULS) em Portugal reconheceu a necessidade de reorganização do sistema para responder a novas exigências, apostando no caminho da integração vertical e da prestação de cuidados globais. A primeira ULS foi criada em Portugal em 1999, actualmente existem sete. Objectivo: Analisar a influência do modelo organizacional dos prestadores no número e tipo de internamentos por causas sensíveis a cuidados de ambulatório (ICSCA). Metodologia: Foram determinados os ICSCA segundo a metodologia do Canadian Institute for Health Information e respectivas taxas padronizadas nos distritos das unidades seleccionadas, entre 2006 e 2010. Utilizou-se o método da diferença das diferenças para a comparação dos períodos pré e pós-ULS, utilizando como caso controle um distrito em que os prestadores estão organizados no modelo clássico, Hospitais+ACES. Resultados: Foram incluídos no estudo 4.446 ICSCA (6,27% do total de internamentos). Existiram em média 296,4 internamentos anuais por distrito, sendo a taxa média 252,7 int.100.000 hab. Após a criação da ULS 1 evitaram-se, em média, mais 36% internamentos (93,3 int. 100.000 hab.). Na ULS 2, pelo contrário, houve um acréscimo de 7% na taxa de internamento (17,6 int. 100.000 hab.). Discussão e conclusão: Não foi encontrado um padrão na variação nas taxas de ICSCA após a criação das ULS. Será necessário alargar o estudo a um maior número de prestadores. A compreensão das razões destes resultados implica o estudo dos indicadores socioeconómicos, epidemiológicos e geográficos das populações, bem como as características dos prestadores (Hospitais e CSP).

Storage of water molecules into biomimetic heterostructures: the role of roughness

The development of devices based on heterostructured thin films of biomolecules conveys a huge contribution on biomedical field. However, to achieve high efficiency of these devices, the storage of water molecules into these heterostructures, in order to maintain the biological molecules hydrated, is mandatory. Such hydrated environment may be achieved with lipids molecules which have the ability to rearrange spontaneously into vesicles creating a stable barrier between two aqueous compartments. Yet it is necessary to find conditions that lead to the immobilization of whole vesicles on the heterostructures. In this work, the conditions that govern the deposition of open and closed liposomes of 1.2-dipalmitoyl-sn-Glycero-3-[Phospho-rac-(1-glycerol)] (sodium Salt) (DPPG) onto polyelectrolytes cushions prepared by the layer-by-layer (LbL) method were analyzed. Electronic transitions of DPPG molecules as well as absorption coefficients were obtained by vacuum ultraviolet spectroscopy, while the elemental composition of the heterostructures was characterized by x-ray photoelectron spectroscopy (XPS). The presence of water molecules in the films was inferred by XPS and infrared spectroscopy. Quartz crystal microbalance (QCM) data analysis allowed to conclude that, in certain cases, the DPPG adsorbed amount is dependent of the bilayers number already adsorbed. Moreover, the adsorption kinetics curves of both adsorbed amount and surface roughness allowed to determine the kinetics parameters that are related with adsorption processes namely, electrostatic forces, liposomes diffusion and lipids re-organization on surface. Scaling exponents attained from atomic force microscopy images statistical analysis demonstrate that DPPG vesicles adsorption mechanism is ruled by the diffusion Villain model confirming that adsorption is governed by electrostatic forces. The power spectral density treatment enabled a thorough description of the accessible surface of the samples as well as of its inner structural properties. These outcomes proved that surface roughness influences the adsorption of DPPG liposomes onto surfaces covered by a polyelectrolyte layer. Thus, low roughness was shown to induce liposome rupture creating a lipid bilayer while high roughness allows the adsorption of whole liposomes. In addition, the fraction of open liposomes calculated from the normalized maximum adsorbed amounts decreases with the cushion roughness increase, allowing us to conclude that the surface roughness is a crucial variable that governs the adsorption of open or whole liposomes. This conclusion is fundamental for the development of well-designed sensors based on functional biomolecules incorporated in liposomes. Indeed, LbL films composed of polyelectrolytes and liposomes with and without melanin encapsulated were successfully applied to sensors of olive oil.

Characterization of molecular damage induced by UV photons and carbon ions on biomimetic heterostructures

The study of the effect of radiation on living tissues is a rather complex task to address mainly because they are made of a set of complex functional biological structures and interfaces. Particularly if one is looking for where damage is taking place in a first stage and what are the underlying reaction mechanisms. In this work a new approach is addressed to study the effect of radiation by making use of well identified molecular hetero-structures samples which mimic the biological environment. These were obtained by assembling onto a solid support deoxyribonucleic acid (DNA) and phospholipids together with a soft water-containing polyelectrolyte precursor in layered structures and by producing lipid layers at liquid/air interface with DNA as subphase. The effects of both ultraviolet (UV) radiation and carbon ions beams were systematically investigated in these heterostructures, namely damage on DNA by means vacuum ultraviolet (VUV), infrared (IR), X-Ray Photoelectron (XPS) and impedance spectroscopy. Experimental results revealed that UV affects furanose, PO2-, thymines, cytosines and adenines groups. The XPS spectrometry carried out on the samples allowed validate the VUV and IR results and to conclude that ionized phosphate groups, surrounded by the sodium counterions, congregate hydration water molecules which play a role of UV protection. The ac electrical conductivity measurements revealed that the DNA electrical conduction is arising from DNA chain electron hopping between base-pairs and phosphate groups, with the hopping distance equal to the distance between DNA base-pairs and is strongly dependent on UV radiation exposure, due loss of phosphate groups. Characterization of DNA samples exposed to a 4 keV C3+ ions beam revealed also carbon-oxygen bonds break, phosphate groups damage and formation of new species. Results from radiation induced damage carried out on biomimetic heterostructures having different compositions revealed that damage is dependent on sample composition, with respect to functional targeted groups and extent of damage. Conversely, LbL films of 1,2-dipalmitoyl-sn-Glycero-3-[Phospho-rac-(1-glycerol)] (Sodium Salt) (DPPG) liposomes, alternated with poly(allylamine hydrochloride) (PAH) revealed to be unaffected, even by prolonged UV irradiation exposure, in the absence of water molecules. However, DPPG molecules were damaged by the UV radiation in presence of water with cleavage of C-O, C=O and –PO2- bonds. Finally, the study of DNA interaction with the ionic lipids at liquid/air interfaces revealed that electrical charge of the lipid influences the interaction of phospholipid with DNA. In the presence of DNA in the subphase, the effects from UV irrladiation were seen to be smaller, which means that ionic products from biomolecules degradation stabilize the intact DPPG molecules. This mechanism may explain why UV irradiation does not cause immediate cell collapse, thus providing time for the cellular machinery to repair elements damaged by UV.

Definição de um modelo de incentivo de profissionais de saúde em contexto de integração vertical e financiamento capitativo de cuidados de saúde

RESUMO - Contexto Os indivíduos, tal como as instituições, não são imunes a incentivos. No entanto, enquanto os modelos de incentivos das instituições têm sido alvo de diferentes evoluções, o mesmo não se verificou ao nível dos profissionais. Esta situação não se figura compatível com a complexidade de gestão de recursos humanos, devendo ser obviada para potenciar o alinhamento entre os interesses institucionais e os dos próprios profissionais. Objectivos Estudar a atribuição de incentivos a profissionais de saúde no contexto de organizações com integração vertical de cuidados. Metodologia A metodologia adoptada compreendeu três fases. Numa primeira procedeu-se à revisão sistemática de literatura relativa à: (1) construção de modelos de incentivo a profissionais em diferentes sistemas de saúde e tipo de prestadores; e (2) identificação de medidas de custo-efectividade comprovada. Tendo por base esta evidência, a par de documentação oficial ao nível do modelo de financiamento das ULS, procedeu-se, numa segunda fase, à construção de um modelo de incentivo base com recurso à ferramenta Microsoft Excel. Por último, numa terceira etapa, procedeu-se à adaptação do modelo base construído na etapa transacta tendo por base informação obtida mediante a realização de um estudo retrospectivo in loco na ULS do Baixo Alentejo (ULSBA). Em adição, procedeu-se à estimativa do impacto na perspectiva da ULS e dos profissionais para o cenário base e diversas análises de sensibilidade. Resultados No que respeita à estrutura, o modelo base de incentivos a profissionais apresenta 44 indicadores, distribuídos por cinco dimensões de análise, sendo que 28 indicadores (63,6%) são de processo e 14 (31,8%) de resultado. Relativamente às dimensões em análise, verifica-se uma predominância de indicadores ao nível da dimensão eficiência e qualidade assistencial, totalizando 35 (i.e. 79,5% dos 44 indicadores). No que respeita ao destinatário, 14 indicadores (31,8%) apresentam uma visão holística da ULS, 17 (38,6%) encontram-se adstritos unicamente aos cuidados primários e os remanescentes 13 (29,5%) aos cuidados hospitalares. Cerca de 85% dos actuais incentivos da ULSBA decorre da unidade de pagamento salarial secundada pelo pagamento de suplementos (12%). Não obstante, o estudo retrospectivo da ULSBA confirmou o cenário expectável de ausência de um modelo de incentivo homogéneos e transversal à ULS, transparecendo importantes assimetrias entre diferentes unidades prestadoras e/ou profissionais de saúde. De forma relevante importa apontar a insuficiência de incentivos capitacionais (ao contrário do que sucede com o modelo de incentivo da própria ULSBA) ou adstritos a índices de desempenho. Tendo em consideração o modelo de incentivo concebido e adaptado à realidade da ULSBA, a par do plano de implementação, estima-se que o modelo de incentivos gere: (1) poupanças na perspectiva da ULS (entre 2,5% a 3,5% do orçamento global da ULSBA); e (2) um incremento de remuneração ao nível dos profissionais (entre 5% a 15% do salario base). O supracitado – aparentemente contraditório - decorre da aposta em medidas de custo-efectividade contrastada e um alinhamento entre o modelo proposto e o vigente para o próprio financiamento da unidade, apostando numa clara estratégia de ganhos mútuos. As análises de sensibilidade realizadas permitem conferir a solidez e robustez do modelo a significativas variações em parâmetros chave.

Integração vertical de cuidados : o impacto nos custos do internamento hospitalar

RESUMO - Introdução: A integração vertical de cuidados surge em Portugal em 1999 com a criação da primeira Unidade Local de Saúde (ULS) em Matosinhos. Este modelo de gestão tem como principal objetivo reorganizar o sistema para responder de forma mais custo-efetiva às necessidades atuais. Objetivo: Analisar o impacto da criação das ULS nos custos do internamento hospitalar português. Metodologia: Para apurar o custo médio estimado por episódio de internamento hospitalar utilizou-se a metodologia dos Custos Estimados com base na Contabilidade Analítica. Contudo, não foram imputados custos por diária de internamento por centro de produção, mas apenas por doente saído em determinado hospital. Para efeitos de comparação dos modelos de gestão organizacionais consideraram-se variáveis demográficas e variáveis de produção. Resultados: Da análise global, os hospitais integrados em ULS apresentam um custo médio estimado por episódio de internamento inferior quando comparados com os restantes. Em 2004 os hospitais sem modelo de integração vertical de cuidados apresentam uma diferença de custos de aproximadamente 714,00€. No ano 2009, último ano em análise, esta diferença é mais ténue situando-se nos 232,00€ quando comparados com hospitais integrados em ULS. Discussão e Conclusão: Não existe uma tendência definida no que respeita à diferença de custos quando se comparam os diferentes modelos organizacionais. É importante que em estudos futuros se alargue a amostra ao total de prestadores e se aprofundem os fatores que influênciam os custos de internamento. A compreensão dos indicadores sociodemográficos, demora média, e produção realizada, numa ótica de custo efetividade e qualidade, permitirá resultados com menor grau de viés.

Magnetotransport properties of metal/LaAlO3/SrTiO3 heterostructures

The quasi two-dimensional electron gas (q2DEG) hosted in the interface of an epitaxially grown lanthanum aluminate (LaAlO3) thin film with a TiO2-termi-nated strontium titanate (SrTiO3) substrate (001) has been massively studied in the last few years. The confinement of mobile electrons to within a few nanome-ters from the interface, superconductive behavior at low temperatures and elec-tron mobility exceeding 1000 cm2/(V.s) make this system an interesting candi-date to explore the physics of spin injection and transport. However, due to the critical thickness for conduction of 4 unit cells (uc) of LaAlO3, a high tunneling resistance hampers electrical access to the q2DEG, preventing proper injection of spin polarized current. Recently, our group found that depositing a thin overlayer of Co on LaAlO3 reduces the critical thickness, enabling conduction with only 1 uc of LaAlO3. Two scenarios arise to explain this phenomenon: a pinning of the Fermi level in the metal, inducing charge transfer in the SrTiO3; the creation of oxygen vacancies at the interface between LaAlO3 and the metal, leading to an n-type doping of the SrTiO3. In this dissertation, we will report on magnetotransport of metal/LaAlO3/SrTiO3 (metal: Ti, Ta, Co, Py, Au, Pt, Pd) heterostructures with 2 uc of LaAlO3 studied at low temperatures (2 K) and high magnetic fields (9 T). We have analyzed the transport properties of the gas, namely, the carrier concen-tration, mobility and magnetotransport regime and we will discuss the results in the light of the two scenarios mentioned above.