Estudo da taxocenose de peixes da Praia das Pombas e Lagoa Negra, Parque Estadual de Itapuã, Viamão, Rio Grande do Sul, Brasil

O presente trabalho teve como objetivos caracterizar e comparar a ictiofauna da praia das Pombas e da lagoa Negra no que diz respeito à composição, ocorrência, abundância e diversidade de espécies, relacionando estes fatores com os parâmetros ambientais, tais como temperatura da água, pluviosidade e fotoperíodo. Estes ambientes estão localizados no Parque Estadual de Itapuã, situado no município de Viamão, Rio Grande do Sul. A praia das Pombas é banhada pelo lago Guaíba e se caracteriza por ser um ambiente aberto, apresentar fundo arenoso e águas rasas. Já a lagoa Negra, apresenta uma pequena comunicação com a laguna dos Patos e tem como principais características suas águas escuras devido a grande quantidade de matéria orgânica em suspensão que torna a água ácida e pela grande quantidade de macrófitas aquáticas. As coletas foram realizadas mensalmente, entre junho de 2002 e julho de 2003. Os indivíduos foram coletados com o auxílio de picaré e redes de espera, sendo estabelecido um ponto de coleta em cada um dos ambientes. Foram capturados 2160 indivíduos na praia das Pombas pertencentes a 44 espécies, onde 14 foram consideradas constantes, 5 acessórias e 26 acidentais. Dentre as espécies mais abundantes e freqüentes na praia das Pombas destacam-se Astyanax fasciatus, A. jacuhiensis, Cyanocharax alburnus, Cyphocharax voga, Pachyurus bonariensis e Rineloricaria strigilata. Na lagoa Negra, foram capturados 15.557 indivíduos, distribuídos em 44 espécies, onde 21 foram consideradas constantes, 8 acessórias e apenas 15 acidentais. As espécies Astyanax eigenmanniorum, A. jacuhiensis, Cheirodon ibicuhiensis, C. interruptus, Cyanocharax alburnus, Cyphocharax voga, Hisonotus nigricauda, Hyphessobrycon bifasciatus, H. luetkenii e Pseudocorynopoma doriae foram as mais freqüentes e abundantes neste ambiente Temporalmente a maior abundância, tanto em número de espécies quanto em biomassa, ocorreu nos meses referentes à primavera e ao verão, nos dois locais amostrados, sendo os menores valores encontrados nos meses onde a temperatura foi mais baixa. As diversidades numéricas e por biomassa também foram mais elevadas nos meses quentes. A praia das Pombas mostrou-se significativamente mais diversa quanto ao número de indivíduos, devido a equitabilidade entre as espécies, enquanto a lagoa Negra apresentou uma maior dominância e menor diversidade devido a grande abundância de algumas espécies. Quanto à diversidade por biomassa, a lagoa Negra foi significativamente mais diversa, uma vez que nas Pombas, houve grande dominância de algumas espécies em relação ao peso. Foram estimados, ainda, alguns aspectos relacionados aos parâmetros populacionais como proporção sexual e dimorfismo entre o tamanho de machos e fêmeas para as espécies mais abundantes e freqüentes. Na praia das Pombas, apenas as populações de C. voga e P. bonariensis apresentaram proporção sexual diferente de 1:1 e as espécies de A. fasciatus e A. jacuhiensis apresentaram dimorfismo sexual, com fêmeas maiores que os machos. Na lagoa Negra, as espécies A. eigenmanniorum, C. ibicuhiensis e H. luetkenii mostraram diferenças quanto à proporção de machos e fêmeas. As espécies C. Ibicuhiensis e C. voga apresentaram dimorfismo sexual quanto ao tamanho. A utilização do picaré e das redes de espera neste estudo possibilitou a captura de indivíduos de diferentes classes de comprimento, sendo os menores indivíduos capturados com o picaré e os maiores, com as redes de espera. O picaré mostrou-se mais eficiente quanto ao número de espécies e de indivíduos capturados tanto na praia das Pombas quanto na lagoa Negra, sendo mais representativo neste último ambiente. A partir dos resultados encontrados neste trabalho, pode-se concluir que ocorre sazonalidade no padrão de distribuição das comunidades ícticas em questão. O aumento da diversidade e da abundância nos períodos mais quentes do ano pode ser resultado da maior atividade reprodutiva das espécies ou do aumento na disponibilidade de alimento neste período.

Aerodinâmica de automóveis baseado no método dos contornos virtuais

Este trabalho desenvolve um método numérico para a solução de escoamentos bidimensionais em torno de geometrias automobilísticas utilizando o método de diferenças finitas. O código computacional resolve as equações de Navier-Stokes e de Euler para uma distribuição adequada dos pontos discretos na malha. O método de integração empregado baseia-se no esquema explícito de Runge-Kutta de 3 estágios para as equações da quantidade de movimento e no de sub-relaxações sucessivas para a pressão na base Gauss-Seidel. Utilizou-se a técnica dos contornos virtuais em coordenadas cartesianas para resolver o escoamento sobre uma geometria simplificada, com a superfície coincidente com a malha computacional, e uma geometria automobilística mais complexa (BMW). Para a certificação da técnica empregada, optou-se pela utilização da teoria do escoamento potencial e pela comparação com dados experimentais encontrados na literatura e outros coletados em túnel de vento em escala reduzida. Houve dificuldade nesta comparação devido à falta de artigos relativos às simulações numéricas de escoamentos sobre automóveis e na aplicação da técnica dos contornos virtuais em geometrias complexas. Os resultados foram satisfatórios, com boas perspectivas para trabalhos futuros, contribuindo assim para o desenvolvimento da área.

Rafaella : um esquema para um novo paradigma de criptografia de chave pública

O presente trabalho apresenta um novo esquema de criptografia de chave pública baseado no emprego de funções para representar as mensagens original e cifrada. No esquema proposto – denominado Rafaella -, o processo de cifração consiste na aplicação de um deslocamento no argumento da função que representa a mensagem, de modo que se f(x) descreve a mensagem original, então f(x+z) representa a respectiva mensagem cifrada. O deslocamento z representa um número complexo que, no esquema proposto, representa a forma das chaves privadas dos participantes. A dificuldade da resolução do problema inversos concentra-se na obtenção das partes real e imaginária do deslocamento z, que pode ser efetuada através de método de força bruta, ou da resolução de um problema de contorno. A segunda alternativa envolve a resolução de equações diferenciais. Dentre os métodos disponíveis para a resolução de equações diferenciais, o emprego dos chamados grupos de Lie constitui, via de regra, a estratégia mais apropriada para a obtenção de soluções analíticas, que demandam menor tempo de processamento do que as formulações numéricas. Mesmo assim, a solução obtida através da utilização dos grupos de Lie requer elevado número de operações simbólicas.

Projeto, construção e teste de equipamento para ensaios de fadiga de risers flexíveis

Apesar da vida em fadiga de risers flexíveis ser de grande importância na explotação “off-shore”, os dados disponíveis são bastante restritos. A interação entre as suas várias camadas, as inúmeras combinações realizadas entre elas para se obter diferentes características e os recentes avanços em termos de materiais, nos obrigam a estudá-los constantemente. Este trabalho tinha como objetivo principal a construção de um equipamento para possibilitar o estudo da vida em fadiga de risers, através de movimentos de tração combinada com flexão, referentes ao teste “a” da classe II da norma API 17B, bem como todos os outros testes da classe I da referida norma. Foram projetadas a estrutura e todos os demais componentes, que posteriormente foram redimensionados pelos resultados obtidos em simulações numéricas (elementos finitos). Posteriormente, de posse de todos os componentes, realizou-se a montagem do equipamento, seguida de um teste final, que foi acompanhado por uma análise extensométrica dos principais pontos da estrutura. A conclusão básica deste trabalho foi obtida através da comparação das análises por elementos finitos e extensométrica, onde foi constatado que o equipamento estava apto a entrar em operação para a realização de ensaios estáticos ou dinâmicos, observando-se apenas algumas restrições comentadas.

Estudo comparativo da influência da forma de hastes femorais cimentadas afiladas e polidas nos padrões de transmissão de carga e estabilidade in vitro

A necessidade de uma maior longevidade da artroplastia total do quadril em pessoas mais jovens e ativas tem impulsionado a evolução do projeto de hastes cimentadas polidas e sem colar, através de alterações da forma desde a original de Charnley, passando pela dupla cunha e mais recentemente, a tripla cunha. Essa pesquisa foi direcionada à análise comparativa da estabilidade de hastes cujos ângulos de cunha foram a variável de projeto. Modelos físicos simplificados de diferentes conicidades foram elaborados e submetidos a testes e simulações numéricas para verificar, respectivamente, a migração distal e o ambiente mecânico da interface entre a haste e o cimento. Em modelos anatômicos constituídos das formas de hastes comerciais, implantadas em fêmures compósitos, foram acompanhadas as movimentações axial e rotacional e foi determinado o padrão de transmissão de carga através do nível de deformações no interior do manto de cimento e na superfície do osso. A hipótese é que uma prótese que apresente maiores deslocamentos e maiores níveis de deformações impostas ao manto de cimento em testes estáticos e cíclicos devem ser as de maior probabilidade de revisão precoce. Por outro lado, a relação entre o nível de deformação da superfície cortical antes e depois da implantação das hastes indica o potencial para o remodelamento ósseo As hastes foram extraídas e reimplantadas nos modelos anatômicos após os testes de fadiga para verificar alterações nos padrões de deformação. Também foi avaliada a contribuição da polimerização do cimento na estabilidade através do acompanhamento das deformações e de simulações numéricas. O processo de polimerização do cimento contribui para o acoplamento, pois promove um grande nível de deformações residuais devido à retração. Por outro lado pode provocar trincas iniciais e espaços na interface entre o cimento e o osso, além de facilitar a propagação de trincas por fadiga. Nas simulações numéricas dos modelos físicos observamos que a condição inicial de adesão na interface é representativa entre a haste e o manto. Os modelos físicos indicaram maior migração com menor conicidade. Para os modelos anatômicos houve diferença significativa apenas quanto à rotação permanente entre os grupos, estando isto associado à rigidez proximal e ao raio de transição do calcar. As hastes tripla cunha conferem uma menor redução do nível de carregamento no grande trocânter, o que pode prevenir a reabsorção óssea adaptativa. As hastes dupla cunha provocam menor redução do nível de carregamento na região do calcar. Entretanto, outros fatores devem ser considerados, tais como o raio de transição do calcar e a rigidez proximal das hastes. Nos modelos anatômicos, mesmo após a extração e reimplantação das hastes, manteve-se o padrão de deformações tanto no manto quanto na superfície dos fêmures compósitos.

Estudo numérico da canalização do vento em vales em termos de parâmetros de similaridade

Neste trabalho foi estudado através de simulações numéricas o fenômeno de canalização do vento em vales. O objetivo do estudo foi determinar para que intervalos dos números de Froude e de Rossby a canalização é observada. Considerações teóricas mostram que a canalização ocorre se estes números estão limitados em uma região no espaço definida por estes parâmetros. Outros aspectos como ondas de gravidade e zonas de circulação reversa à sotavento do vale também foram bem caracterizadas.

O método da extensão virtual da trinca na fadiga por contato do tipo "spalling"

O estudo dos mecanismos de fadiga por contato tem grande relevância para o estudo dos componentes mecânicos que estão sujeitos ao desgaste. O desgaste é um tipo de falha que ocorre na maioria dos componentes que trabalham em contato. Atualmente para prever o desgaste são utilizados métodos experimentais que permitem ajustar curvas semi-empíricas, ou seja, o resultado depende de vários testes que além de caros são demorados. Com o aumento da competitividade na indústria, o tempo se tornou artigo de luxo e com isso o aprimoramento dos modelos de cálculo e das simulações numéricas são muito bem justificados. O estudo aprofundado do mecanismo de fratura por contato sem dúvida pode dar subsídios para um melhor projeto do componente mecânico e assim conseguir predizer com maior precisão quando a falha por desgaste ocorrerá e assim evitar falhas catastróficas e paradas de máquinas não programadas gerando grandes prejuízos e também risco de vidas humanas Este estudo apresenta um modelo numérico utilizando o método dos elementos finitos computacional para a simulação do spalling em componentes mecânicos sujeitos à fadiga de contato. O modelo foi simplificado para duas dimensões e foi considerado estado plano de deformações. Este estudo apresenta uma aproximação na aplicação dos conceitos da Mecânica da Fratura para estimar a vida de componentes mecânicos. O resultado do modelo numérico é confrontado qualitativamente com resultados práticos. A geometria dos pits assim como as relações entre o Fator de intensidade de tensões e o tamanho da trinca é apresentado.

Maja Nua : processos composicionais

Este trabalho descreve os processos de composição das peças: Seis Movimentos para Quinteto de Metais; As Canções do Livro do Tempo, para voz e Violão, com poemas de Carlos Nejar; Cavalo Ferido, em cinco movimentos para órgão solo; e Maja Nua, para orquestra. A estética de cada peça é oriunda de atitudes composicionais especulativas e distintas. No decorrer do texto estabelece-se uma distinção entre procedimentos técnicos que geram resultantes estéticas e a projeção estética que impulsiona as tomadas de decisões composicionais. Os processos de composição enfocados são particulares de cada peça, envolvendo rigidez estrutural e composição intuitiva. A estruturação do ritmo e outros parâmetros utilizando matrizes numéricas foram os fundamentos técnicos que orientaram a composição dos Seis Movimentos para Quinteto de Metais; As Canções do Livro do Tempo e Cavalo Ferido foram compostas por processos mais intuitivos; e, Maja Nua, que considero a composição mais importante deste portfólio, já no planejamento inicial busquei, a justaposição de momentos rigidamente estruturados a momentos compostos intuitivamente.

Caracterização do intervalo desmame-estro e efeito de sua variação no desempenho reprodutivo de fêmeas suínas.

A influência da ordem de parto (OP) e da duração da lactação (DURLAC) sobre o intervalo desmame-estro (IDE) foi avaliada em 20669 registros de cobertura oriundos de duas granjas comerciais de suínos. As fêmeas foram classificadas de acordo com OP e DURLAC em quatro classes: OP 1, 2, 3-6 e >6; DURLAC 13-15 (somente na granja B), 16-19, 20-22 e 23-26 dias. As fêmeas também foram agrupadas, em oito classes, de acordo com o IDE sendo 0, 1, 2, 3-5, 6-8, 9-12, 13-18 e 19-21 dias. Mais do que 67% e 62% das fêmeas de todas as classes de ordem de parto e duração da lactação, respectivamente, concentraram seu estro entre 3 e 5 dias. Maior percentagem (P<0,05) de fêmeas de OP 3-6 mostraram estro no dia do desmame, em comparação às fêmeas de OP 1 e 2, em ambas as granjas. Fêmeas de OP 1 tiveram maior freqüência de estro (P<0,05) 6-8 dias após o desmame, quando comparadas com fêmeas de ordens de parto mais avançadas, nas duas granjas. Na granja A, fêmeas de OP 1 tiveram IDE mais longo que as fêmeas das outras ordens de parto (P<0,05). O IDE médio não excedeu 7 dias em nenhuma das classes de DURLAC e aumentou à medida que a duração da lactação aumentou (P<0,05). Na granja B, houve efeito da interação entre OP e DURLAC sobre o IDE. Quando foram consideradas as fêmeas de DURLAC 16-19 dias, o período lactacional mais freqüente, fêmeas de OP 1 tiveram IDE mais longo que fêmeas de ordens de parto mais avançadas (P<0,05). Fêmeas de OP 2 e 3-6 com DURLAC de 23- 26 dias tiveram IDE mais longo que fêmeas de outras classes de DURLAC (P<0,05). A freqüência de distribuição das fêmeas de acordo com o IDE e as conseqüências de sua variação no desempenho reprodutivo foram avaliadas na granja B. O IDE médio foi de 4,8 dias e o percentual de fêmeas manifestando estro até 2 dias após o desmame foi de 6,6%. As fêmeas em estro no dia do desmame tiveram taxa de parto inferior à das fêmeas com IDE >1 dia (P<0,05). Fêmeas com IDE de 1, 2, 6-8 e 9-12 dias tiveram taxa de parto menor que a das fêmeas com IDE de 3-5 dias (P<0,05). Fêmeas com IDE curto (0-2 dias) tiveram leitegada subsequente menor (P<0,05) que a das fêmeas com IDE de 13-21 dias. O tamanho da leitegada subsequente também foi menor nas fêmeas com IDE de 6-8 dias, em comparação às fêmeas com IDE de 3-5 dias (P<0,05). Os resultados mostram que o IDE é mais longo nas fêmeas primíparas e em lactações mais longas. O desempenho reprodutivo é influenciado pelo IDE, com o tamanho da leitegada sendo menos afetado que a taxa de parto. Uma redução substancial na taxa de parto é observada nas fêmeas com IDE de 0 e 1 dia.

Análise de escoamentos incompressíveis utilizando simulação de grandes escalas e adaptação de malhas

No presente estudo, são apresentadas soluções numéricas de problemas de Engenharia, na área de Dinâmica dos Fluidos Computacional, envolvendo fluidos viscosos, em escoamentos incompressíveis, isotérmicos e não isotérmicos, em regime laminar e turbulento, podendo envolver transporte de massa. Os principais objetivos deste trabalho são a formulação e a aplicação de uma estratégia de adaptação automática de malhas e a inclusão de modelos de viscosidade turbulenta, integrados com um algoritmo utilizado para simular escoamentos de fluidos viscosos bi e tridimensionais, no contexto de malhas não estruturadas. O estudo é dirigido no sentido de aumentar o conhecimento a respeito das estruturas de escoamentos turbulentos e de estudar os efeitos físicos no transporte de quantidades escalares propiciando, através de técnicas de adaptação automática de malhas, a obtenção de soluções numéricas precisas a um custo computacional otimizado. As equações de conservação de massa, de balanço de quantidade de movimento e de quantidade escalar filtradas são utilizadas para simular as grandes escalas de escoamentos turbulentos e, para representar as escalas submalha, são utilizados dois modelos de viscosidade turbulenta: o modelo de Smagorinsky clássico e o modelo dinâmico. Para obter soluções numéricas com precisão, é desenvolvida e implementada uma estratégia de adaptação automática de malhas, a qual é realizada simultaneamente e interativamente com a obtenção da solução. O estudo do comportamento da solução numérica é fundamentado em indicadores de erro, com o propósito de mapear as regiões onde certos fenômenos físicos do escoamento ocorrem com maior intensidade e de aplicar nestas regiões um esquema de adaptação de malhas. A adaptação é constituída por processos de refinamento/desrefinamento e por um processo de suavização laplaciana. Os procedimentos para a implementação dos modelos de viscosidade turbulenta e a estratégia de adaptação automática de malhas são incorporados ao código computacional de elementos finitos tridimensionais, o qual utiliza elementos tetraédricos lineares. Aplicações de escoamentos de fluidos viscosos, incompressíveis, isotérmicos e não isotérmicos em regime laminar e turbulento são simuladas e os resultados são apresentados e comparados com os obtidos numérica ou experimentalmente por outros autores.

Integração semi-Lagrangeana num modelo oceano-atmosfera e ajuste geostrófico no domínio tempo

Este trabalho visa o uso da função de Green de valor inicial no ajuste geostrófico e do método Semi-Lagrangeano na integração de um modelo acoplado oceano-atmosfera descrito pelas equações de águas rasas. O ajuste geostrófico é considerado atravées de perturbações na pressão e do vento. No caso de sistemas sem rotação, é discutida a relação da equação hidrostática com ondas longas não-dispersivas. Com rotação, a conservação da vorticidade potencial permite escolher a elevação correspondente a um estado de equilíbrio geostrófico. O sistema de equações de águas rasas é desacoplado em equações de Klein-Gordon com valores iniciais e termos não-homogêneos acoplados. A resposta dinâmica formada pela resposta transiente e a resposta forçada é obtida para uma perturbação inicial da elevação. A ação do vento como forçante nas equações de momento 2D, através do transporte de Eckman, conduz a uma equação de águas rasas forçada. Uma decomposição da resposta forçada é realizada com uma resposta permanente, que satisfaz a equação de Helmholtz , e com o uso da base dinâmica gerada pela resposta impulso. Um modelo hidrodinâmico 3D introduzido por Casulli e governado por equações não-lineares de águas rasas é integrado na vertical para a obtenção de um modelo 2D. Com isto, as condições de contorno devido a tensão do vento e a fricção devido a topografia do fundo, transformam-se em forçantes do modelo. O modelo foi integrado com um método semi-implícito em diferenças finitas, utilizando-se o método Semi-Lagrangeano para a parte advectiva. Simulações simbólicas foram realizadas para o ajuste geostrófico devido a perturbações de duração infinita e finita para a elevação e para o efeito da tensão do vento. Foram realizadas simulações numéricas para variadas geometrias, em particular a Baia de Guanabara e a Lagoa do Patos.

Estudo de modelos epidemiológicos determinísticos básicos que incluem transmissão vertical

No estudo da propagação de uma doença infecciosa, diz-se que sua transmissão ocorre horizontalmente, quando um indivíduo suscetível tem um contato direto ou indireto com um indivíduo infeccioso. Algumas doenças, entretanto, também podem ser transmitidas verticalmente, entendendo-se que, neste caso, a doença é transmitida a um indivíduo, ao ser gerado por uma mãe infecciosa. Fazendo uso de modelos epidemiológicos determinísticos básicos, envolvendo sistemas de equações diferenciais ordinárias, nosso principal objetivo, neste trabalho, consiste em investigar qual o papel da transmissão vertical na propagação de doenças causadas por microparasitas. Diversas formas de inclusão de transmissão vertical são apresentadas e, em cada modelo estudado, investigamos a existência e a estabilidade local dos estados de equilíbrio da população hospedeira, identificamos os parâmetros e limiares que caracterizam a dinâmica do sistema, e completamos as informações decorrentes dos resultados analíticos com a apresentação de soluções numéricas do mesmo. Por fim, comparamos os efeitos da transmissão horizontal com aqueles decorrentes da transmissão vertical.