Estudo das propriedades mecânicas de juntas soldadas em alta velocidade pelo processo de fricção e mistura mecânica

Na tentativa de produzir componentes cada vez mais leves e seguros a industria automotiva vem continuamente atualizando seus produtos no que diz respeito à associação de materiais, uso de uniões por solda, utilização de ligas leves em substituição de ligas de aço e etc. Três são os motivos básicos para estas mudanças: aumento da segurança dos passageiros, diminuição do consumo de combustível e redução os custos de produção. As ligas de alumínio, em sua maioria desenvolvidas para uso em tecnologia aeronáutica, vêm ganhando espaço também na produção de automóveis de passeio. Um dos maiores problemas apresentados pelas ligas de alumínio é a baixa soldabilidade dificultando a produção de componentes como os conhecidos Tailor Welded Blanks (TWB). TWB consiste em unir através de solda materiais de espessura e ou propriedades mecânicas diferentes formando uma geratriz para posterior estampagem de um componente Este trabalho inova confeccionando juntas a partir de chapas de espessuras diferentes (TWB) através de soldagem por fricção e mistura mecânica (SFMM) a partir de ligas de alumínio com velocidades de soldagem convencionais (1m/min) e em altas velocidades atingindo 5 e 10m/min dependendo da liga. Duas ligas de alumínio foram utilizadas, AA5754 (não tratável termicamente) e AA6181 (tratável termicamente). Foram realizados ensaios metalográficos, perfis de microdureza, ensaios de tração. Foram realizados também ensaios para levantamento de curvas limite de conformação através de ensaios de tração em corpos de prova etalhados e ensaios de estampabilidade. Os resultados mostram que o processo SFMM é adequado para soldas de espessuras diferentes em altas velocidades. Os ensaios de microdureza não apresentam as típicas variações observadas em processos de soldagem convencional, os testes mecânicos apresentam bons resultados, especialmente paras as juntas da liga AA6181 que em ambas as condições de soldagem apresentaram valores de tensão próximos aos valores do material de base. Os testes de estampagem mostram que as juntas da liga AA5754 apresentam desempenho superior ao material de base quando conformadas, desta forma provando que essa técnica pode ser utilizada para fabricação de geratrizes para estampagem de componentes.

Modelos mentais em mecânica introdutória : uma simulação computacional

Neste trabalho utilizamos inicialmente as descrições dos possíveis modelos mentais construídos por estudantes de Física Geral na área de Mecânica Clássica, segundo a perspectiva teórica de Philip N. Johnson-Laird (1983), pesquisadas por Lagreca (1997 e 1999). A partir destas descrições, estendemos seus resultados de acordo com uma revisão da literatura, procurando a formação de possíveis modelos simuláveis computacionalmente. O Qsim (Kuipers, 1994) foi o algoritmo de simulação escolhido para o nosso trabalho, devido à semelhança com pesquisas analíticas encontradas sobre o pensamento dos estudantes. Para a simulação, implementamos dois modelos. O modelo newtoniano utiliza noções semelhantes às idéias de Newton, pelo menos com as forças de contato e o atrito com dependência direta com a velocidade. O modelo do impetus possui a concepção de força proporcional à velocidade com o atrito constante. Neste último caso não foi possível a construção de simulações a partir de um atrito dependente da velocidade, devido ao reconhecimento do programa de apenas uma única função crescente. Além disso, simulamos três modelos provenientes do modelo do impetus quando a situação envolve queda na presença da força gravitacional Para a simulação dos modelos, selecionamos alguns problemas para estudo. Iniciamos com o estudo do movimento horizontal e, em seguida, os problemas do páraquedista, do penhasco e do movimento balístico. Comparamos os resultados com algumas concepções dos estudantes encontradas em pesquisas analítico-qualitativas, mostrando que muitas concepções surgiam naturalmente da manipulação dos modelos nos problemas. Isto sugere que a abordagem dos modelos mentais seja mais ampla que a das concepções alternativas e que muitas dessas concepções possam ser reflexos da manipulação dos modelos em algumas situações.

Avaliação da ventilação mecânica não-invasiva, com pressão positiva, no manejo de pacientes em desmame difícil da ventilação mecânica invasiva

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Detecção de dano estrutural por algoritmos genéticos e sensibilidade modal

A área de pesquisa de testes não-destrutivos é muito importante, trabalhando com o diagnóstico e o monitoramento das condições dos componentes estruturais prevenindo falhas catastróficas. O uso de algoritmos genéticos para identificar mudanças na integridade estrutural através de mudanças nas respostas de vibração da estrutura é um método não-destrutivo que vem sendo pesquisado. Isto se deve ao fato de que são vantajosos em achar o mínimo global em situações difíceis de problemas de otimização, particularmente onde existem muitos mínimos locais como no caso de detecção de dano. Neste trabalho é proposto um algoritmo genético para localizar e avaliar os danos em membros estruturais usando o conceito de mudanças nas freqüências naturais da estrutura. Primeiramente foi realizada uma revisão das técnicas de detecção de dano das últimas décadas. A origem, os fundamentos, principais aspectos, principais características, operações e função objetivo dos algoritmos genéticos também são demonstrados. Uma investigação experimental em estruturas de materiais diferentes foi realizada a fim de se obter uma estrutura capaz de validar o método. Finalmente, se avalia o método com quatro exemplos de estruturas com danos simulados experimentalmente e numericamente. Quando comparados com técnicas clássicas de detecção dano, como sensibilidade modal, os algoritmos genéticos se mostraram mais eficientes. Foram obtidos melhores resultados na localização do que na avaliação das intensidades dos danos nos casos de danos propostos.

O uso da pressão expiratória positiva durante o desmame da ventilação mecânica : uma comparação com os métodos de pressão suporte e tubo T.

Introdução: O uso da pressão expiratória positiva na via aérea (EPAP) não é sugerido como técnica de desmame. O EPAP pode previnir o colapso das vias aéreas durante a expiração. Objetivo: O objetivo deste trabalho é verificar se a utilização da pressão expiratória positiva na via aérea (EPAP) apresenta benefícios na redução da hiperinsuflação dinâmica com redução do trabalho respiratório e melhora da oxigenação em pacientes submetidos ao processo de desmame da ventilação mecânica. Material e Métodos: Quarenta pacientes submetidos à ventilação mecânica por um período maior que 48 horas em 2 unidades de terapia intensiva foram avaliados prospectivamente em um estudo randomizado controlado cruzado. Todos os pacientes foram submetidos métodos de ventilação de pressão de suporte (PSV), tubo-t e EPAP, durante 30 minutos, com um período de descanso de 30 minutos entre cada método. Os pacientes foram monitorizados pelo VenTrack (Novametrix, EUA). As variáveis estudadas, mensuradas no minuto 1, 15 e 30, foram: PEEP intínseca (PEEPi), trabalho respiratório (WOBtotal), frequência respiratória (f), volume de ar corrente (Vt) e saturação periférica de oxigênio (SaO2). A amostra geral foi analisada e dividida em subgrupos DPOC (n= 14) e não-DPOC (n=26), traqueostomizados (n=15) e não-traqueostomizados (n=25). As comparações foram feitas pela Análise de Variância (ANOVA) e teste-t. O nível de significância foi de 95%. Resultados: PEEPi DPOC e não-DPOC minuto 1 (0,014 + 0,03 versus 0,17 + 0,38 cmH2O) e minuto 15 (0,042 + 0,13 versus 0,41 + 0,78 cmH2O) (p<0,05). No subgrupo não-traqueo, nos métodos de PSV15 (0,26 + 0,5 cm H2O) e EPAP15 (0,02 + 0,07 cm H2O), assim como PSV 30 (0,21 + 0,4 cm H2O) e EPAP 30 (0,02 + 0,1 cm H2O) (p<0,05). Para traqueo vs não-traqueo, no método EPAP minuto 1 (PEEPi traqueo 0,58 + 0,94 cm H2O; PEEPi não-traqueo 0,08 + 0,28 cmH2O) e minuto 15 (PEEPi traqueo 0,91 + 2,06 cm H2O; PEEPi não-traqueo 0,02 + 0,07 cmH2O) (p<0,05). Em relação ao WOBtotal houve um aumento significativo no método EPAP em relação ao tubo-t na análise geral da amostra (p<0,05). A f mostrou-se maior no método EPAP para o subgrupo não-DPOC e não-traqueo (minutos 1, 15 e 30). A SaO2 foi maior no subgrupo PSV quando comparada com tubo-t na análise geral da amostra, (p<0,05) Conclusões: A EPAP não demonstrou redução na PEEPi na análise geral da amostra, subgrupo DPOC, não-DPOC e traqueostomizados. Houve redução na PEEPi no grupo não-traqueostomizados. Houve aumento do WOBtotal com o uso da EPAP. Neste estudo a EPAP não demonstrou vantagens em relação aos outros métodos.

Influência de parâmetros moleculares em funções de correlação temporal na dinâmica de solvatação mecânica

No presente trabalho descrevemos nossos resultados relativos à investigação da dinâmica de solvatação mecânica por meio de simulações por dinâmica molecular, respeitando o regime da resposta linear, em sistemas-modelo de argônio líquido com um soluto monoatômico ou diatômico dissolvido. Estudamos sistematicamente a influência dos parâmetros moleculares dos solutos (tamanho, polarizabilidade) e da densidade frente a vários modelos de solvatação. Funções de Correlação Temporal da Energia de Solvatação foram calculadas com relação à correlações de n-corpos (n = 2; 3) distinguindo interações repulsivas e atrativas para ambos os sistemas líquidos. Também obtivemos segundas derivadas temporais dessas funções referindo-se à parcelas translacionais, rotacionais e roto-translacionais na solução do diatômico. Encontramos que funções de correlação temporal coletivas podem ser razoavelmente bem aproximadas por correlações binárias a densidades baixas e, a densidades altas, correlações ternárias tornam-se mais importantes produzindo um descorrelacionamento mais rápido das funções coletivas devido a efeitos de cancelamento parciais. As funções de correlação para interações repulsivas e atrativas exibem comportamentos dinâmicos independentes do modelo de solvatação devido a fatores de escalonamento linear que afetam apenas as amplitudes das dessas funções de correlação temporal. Em geral, os sistemas com grau de liberdade rotacional apresentam tempos de correlação mais curtos para a dinâmica coletiva e tempos de correlação mais longos para as funções binárias e ternárias. Finalmente, esse estudo mostra que os sistemas contendo o diatômico relaxam-se predominantemente por mecanismos translacionais binários em modelos de solvatação envolvendo alterações apenas na polarizabilidade do soluto, e por mecanismos rotacionais atrativos binários em modelos envolvendo alterações no comprimento de ligação.

Análise da vida remanescente de trilhos com defeitos transversais desgastados em serviço

O objetivo deste trabalho foi estudar o comportamento de trilhos ferroviários, avaliando parâmetros como o desempenho frente à propagação de trincas e a tenacidade à fratura que são fundamentais para sua utilização mais segura. Neste trabalho foram realizados ensaios de qualificação (caracterização mecânica e metalúrgica) de dois trilhos utilizados em ferrovias brasileiras que consistiram em análises química, macro e microestrutural, ensaios de dureza, determinação de tenacidade à fratura (KIC) e determinação de curvas da/dN x ∆K. Uma vez determinadas as características mecânicometalúrgicas dos trilhos, foram analisados o crescimento de defeitos transversais internos através de fórmulas da mecânica da fratura aplicada à fadiga, desenvolvidas por Orringer e outros, que permitem determinar: o tamanho do defeito no qual a falha no trilho pode ser esperada (quando o trem viaja sobre o mesmo) e o tempo para que o defeito cresça de um certo tamanho até um tamanho crítico (vida remanescente) no qual a falha é esperada. Também foi levada em conta a influência do nível de desgaste no boleto. Dentre os fatores que apresentaram maior influencia, destacam-se a temperatura de trabalho, o tamanho inicial do defeito e a tensão residual. Além disso, os resultados obtidos podem ser aplicados para desenvolver intervalos estratégicos de inspeção de tolerância ao dano.

Efeitos do treinamento físico no perfil hemodinâmico e no estresse oxidativo em modelo experimental de Cor pulmonale

Já está bem estabelecido na literatura que as doenças pulmonares podem causar diretamente alterações na mecânica cardíaca. Estas alterações acarretam prejuízos que invariavelmente induzem o estabelecimento da insuficiência cardíaca. Aproximadamente 30% dos casos de insuficiência cardíaca estão relacionados à falência do ventrículo direito, sendo que esta situação é a principal causa de morbidade e mortalidade pós-transplante cardíaco. As alterações patológicas do ventrículo direito resultantes da disfunção do pulmão são denominadas de Cor pulmonale. Estas manifestações, quando crônicas, se caracterizam por hipertrofia e dilatação do ventrículo direito secundária à hipertensão pulmonar, evoluindo progressivamente para o desenvolvimento de insuficiência cardíaca congestiva. Embora os mecanismos envolvidos no desenvolvimento da insuficiência cardíaca ainda não tenham sido completamente elucidados, vários estudos apontam para a participação das espécies reativas de oxigênio (ERO) nestes processos. A utilização da droga monocrotalina (MCT) para desenvolvimento de Cor pulmonale, é o modelo experimental mais amplamente aplicado para o estudo de hipertensão pulmonar, hipertrofia seletiva de ventrículo direito e insuficiência cardíaca. Apesar da constante evolução no desenvolvimento de fármacos que melhorem tanto a morbidade quanto a mortalidade de portadores de doenças cardiorrespiratórias, a utilização de terapêuticas não farmacológicas como o exercício físico, principalmente em programas de reabilitação, tem demonstrado resultados positivos no tratamento destas doenças. Um dos mecanismos responsáveis por estes benefícios é a modulação do estresse oxidativo O objetivo deste estudo foi avaliar as alterações induzidas por um protocolo de treinamento físico, em parâmetros morfométricos (evolução do peso corporal, congestão hepática e pulmonar, hipertrofia cardíaca), hemodinâmicos (pressão sistólica e diastólica final do ventrículo direito (PSVD e PDFVD) e índices de contratilidade e relaxamento (±dP/dt)) e no estresse oxidativo cardíaco avaliado pela atividade das enzimas antioxidantes superóxido dismutase (SOD), catalase (CAT), glutationa peroxidase (GPx) e glutationa S-transferase (GST), pela quimiluminescência (QL) e pelas espécies reativas ao ácido tiobarbitúrico (TBARS) em ratos tratados com a droga monocrotalina. Foram utilizados ratos Wistar machos pesando ≅ 180g subdivididos em quatro grupos: controle sedentário (CS), monocrotalina sedentário (MS), controle treinado (CT), e monocrotalina treinado (MT). O treinamento físico constituiu-se de corrida em esteira rolante adaptada (5 vezes por semana, 0.9/0.6 Km/h), durante três, quatro ou cinco semanas. A síndrome Cor pulmonale foi induzida por dose única da droga monocrotalina (MCT, 60mg/kg i.p.). Os animais tratados com MCT apresentaram hipertrofia de ventrículo direito, sendo que na terceira semana de tratamento, o exercício físico foi capaz de evitar o desenvolvimento da mesma. O tratamento com MCT promoveu um aumento significativo na PSVD e PDFVD, em todos os tempos de tratamento, sendo que o protocolo de treinamento físico foi capaz de atenuar a PDFVD, na quarta semana de tratamento. Ainda com relação aos resultados hemodinâmicos, os animais tratados com MCT apresentaram aumento significativo na +dP/dt e diminuição significativa -dP/dt do ventrículo direito, nos três tempos de tratamento. Os animais exercitados apresentaram uma diminuição na +dP/dt e um aumento na -dP/dt nestes mesmos períodos experimentais Em conjunto, estes dados indicam que os animais tratados com MCT se apresentavam em um estágio transitório de insuficiência cardíaca compensada. Na quarta e quinta semanas, nos animais tratados com MCT, houve um aumento significativo do dano causado aos lipídios de membrana, medido através da QL em eritrócitos e do TBARS em homogeneizado de tecido cardíaco, sendo este efeito reduzido pelo exercício físico. Com relação aos dados de TBARS, os animais tratados com MCT e exercitados mostraram uma diminuição significativa nos valores quando comparados aos demais grupos, em todos os tempos experimentais. A atividade das enzimas antioxidantes SOD, CAT GPx e GST avaliadas tanto em eritrócitos quanto em homogeneizado de tecido cardíaco, apresentaram respostas tempo e tecido dependentes. Apesar de que tanto o exercício quanto a MCT tenham sido capaz de modular a ação enzimática antioxidante durante o desenvolvimento do protocolo experimental, as alterações mais significativas foram relacionadas a GPx e GST. Em conjunto, nossos resultados indicam que o exercício foi capaz de modular as alterações fisiológicas tradicionalmente induzidas pela administração de MCT e que estas alterações foram dependentes do tempo de tratamento e do tecido avaliado. Possivelmente, os benefícios gerados pelo exercício físico tenham sido induzidos por uma melhora nos danos no leito vascular pulmonar com uma conseqüente diminuição da pós-carga imposta ao ventrículo direito, além de uma adaptação positiva do sistema de defesa antioxidante. Estes resultados corroboram os benefícios da indicação de um programa regular de exercícios físicos tanto para terapêutica de reabilitação quanto para manutenção da qualidade de vida de portadores de hipertensão pulmonar e insuficiência cardíaca direita.

Associação de processo inflamatório secundário à ventilação mecânica em pacientes com pulmões normais

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Valor prognóstico das cinéticas da procalcitonina e da proteína C reativa na pneumonia associada à ventilação mecânica

Introdução A pneumonia hospitalar é a principal causa de morte dentre as infecções hospitalares. A prevalência de pneumonia hospitalar em Unidades de Tratamento Intensivo (UTI) varia de 10 a 65%, com taxas de mortalidade que podem variar de 24 a 76%. A pneumonia associada à ventilação mecânica (PAV) é um determinante de mortalidade independente em pacientes submetidos à ventilação mecânica. A adequação do tratamento empírico precoce parece ser fundamental no prognóstico. Os critérios atualmente estabelecidos para avaliar adequação do tratamento empírico utilizam parâmetros clínicos, escores de gravidade e, principalmente, a sensibilidade do germe causador da infecção aos antibióticos administrados. Estes resultados balizam a necessidade de possíveis modificações no esquema antimicrobiano. A possibilidade de utilizar a Procalcitonina (PCT), a Proteína-C Reativa (CRP) e o escore SOFA (Avaliação de Falência de Órgãos Relacionada a Sepse), como indicadores de resposta do paciente, comparando seu status no dia do início do tratamento antimicrobiano (D0) com a evolução destes indicadores no quarto dia de tratamento (D4) abre a possibilidade de comparar o paciente com ele próprio, independente da exuberância da expressão da resposta inflamatória que ele possa desenvolver. Os resultados desta cinética entre D0 e D4 podem ser preditivos de gravidade de infecção, de eficiência antimicrobiana, e possivelmente de sobrevivência ou mortalidade hospitalar nos pacientes com suspeita de PAV. Objetivos Determinar e comparar o valor prognóstico de sobrevivência da cinética da PCT, da CRP, dos escores clínicos CPIS (Escore Clínico de Infecção Pulmonar) e SOFA, e do APACHE II (Avaliação da Fisiologia Aguda e da Saúde Crônica) na PAV entre o diagnóstico e o quarto dia de tratamento, quando a adequação do tratamento é avaliada. Pacientes e Métodos Realizamos um estudo de coorte prospectivo observacional que avaliou 75 pacientes internados no Centro de Tratamento Intensivo clínico-cirúrgico de adultos do Hospital de Clínicas de Porto Alegre que desenvolveram PAV no período de outubro de 2003 a agosto de 2005. Os pacientes com suspeita clínica de PAV que se adequaram aos critérios de inclusão e exclusão do estudo foram os candidatos a participar. Os familiares ou representantes dos pacientes receberam esclarecimentos por escrito acerca dos exames a serem realizados, bem como dos objetivos gerais da pesquisa. Os que aceitaram participar do estudo assinaram o termo de Consentimento Informado. O projeto foi aprovado pelo Comitê de Ética em Pesquisa do Hospital de Clínicas de Porto Alegre. No dia do diagnóstico de PAV foram coletados aspirado traqueal quantitativo, hemoculturas e sangue para a realização de dosagens de PCT, CRP, hemograma, plaquetas, creatinina, bilirrubinas, gasometria arterial e radiografia de tórax, com o objetivo de calcular o CPIS e o escore SOFA. No terceiro dia de tratamento foram novamente coletados aspirados traqueais quantitativos e os demais exames para o cálculo do CPIS. No quarto dia foi coletado sangue para dosagens de PCT, CRP e para os demais exames necessários para o cálculo do SOFA. Os pacientes foram acompanhados por 28 dias após o diagnóstico de PAV, quando foram considerados sobreviventes. Todos os pacientes que morreram antes do vigésimo oitavo dia foram considerados não-sobreviventes. Resultados Os níveis de PCT foram mais baixos nos sobreviventes em D0 (p=0.003) e em D4 (p=0.001). Os níveis de CRP não foram diferentes em sobreviventes e nãosobreviventes em D0 (p=0.77) e em D4 (p=0.14). O CPIS não pode diferenciar sobreviventes de não-sobrevientes em D0 (p=0.32) e em D3 (p=0.45). ΔCPIS decrescente não foi correlacionado a sobrevivência (p=0.59), o mesmo ocorrendo com CPIS <6 em D3 (p=0.79). Pacientes que morreram antes de D4 não puderam ter sua cinética calculada e foram considerados casos perdidos. Variáveis incluídas no modelo de regressão logística univariável para sobrevivência foram idade, APACHE II, ΔSOFA decrescente, ΔPCT decrescente e ΔCRP decrescente. Sobrevivência foi diretamente correlacionada a ΔPCT decrescente com RC = 5.67 (1.78;18.03) p = 0.003, ΔCRP com RC = 3.78 (1.24;11.50) p = 0.02, ΔSOFA decrescente com RC = 3.08 (1.02;9.26) p = 0.05 e escore APACHE II com RC = 0.92 (0.86;0.99) p = 0.02. O modelo de regressão logística multivariável para sobrevivência incluiu todas as variáveis participantes da análise univariável. Somente ΔPCT decrescente com RC = 4.43 (1.08;18.18) p = 0.04 e ΔCRP com RC = 7.40 (1.58;34.73) p = 0.01 permaneceram significativos. A avaliação da cinética dos marcadores inflamatórios e a associação com sobrevida no estudo mostraram que: - Em 95,1% dos sobreviventes houve queda dos níveis de PCT ou de CRP. - Em 61% dos sobreviventes ambos os níveis de PCT e de CRP caíram. Apenas 4,9% dos sobreviventes tiveram níveis de PCT e CRP crescentes. Com relação aos não-sobreviventes, 78.9% tiveram pelo menos um dos dois marcadores ou ambos com níveis crescentes. Conclusão As cinéticas da PCT e da CRP, obtidas pelas dosagens de seus níveis no dia do diagnóstico e no 4º dia de tratamento, podem predizer sobrevivência em pacientes com PAV. A queda dos níveis de pelo menos um destes marcadores ou de ambos indica maior chance de sobrevivência.