Alguns aspectos numéricos e teóricos das equações de Navier-Stokes na modelagem do escoamento em torno de um vórtice

Neste trabalho desenvolvemos uma metodologia numérica para a solução do escoamento em torno de um vórtice. Como a análise completa deste tipo de fluxo não é uma tarefa fácil, simplificações quanto ao escoamento e ao método numérico são necessárias. Também investigamos o comportamento das soluções das equações governantes (Navier-Stokes) quando o tempo tende ao infinito. Nesse sentido, dividimos este trabalho em duas partes: uma numérica e outra analítica. Com o intuito de resolver numericamente o problema, adotamos o método de diferenças finitas baseado na formulação incompressível das equações governantes. O método numérico para integrar essas equações é baseado no esquema de Runge- Kutta com três estágios. Os resultados numéricos são obtidos para cinco planos bidimensionais de um vórtice com números de Reynolds variando entre 1000 e 10000. Na parte analítica estudamos taxas de decaimento das soluções das equações de Navier-Stokes quando os dados iniciais são conhecidos. Também estimamos as taxas de decaimento para algumas derivadas das soluções na norma L2 e comparamos com as taxas correspondentes da solução da equação do calor.

Solução analítica do problema bidimensional transiente de dispersão de poluentes atmosféricos pelo método GITT dupla

Neste trabalho é apresentada uma solução analítica de um problema bidimensional e transiente de dispersão de poluentes atmosféricos. O modelamento utilizado é conhecido na literatura como modelo Kzz para dispersão de poluentes atmosféricos e é representado por uma equação difusivo-advectiva com coeficientes de difusão e advecção variáveis. São utilizados três diferentes coeficientes de difusão nas simulações, bem como as componentes horizontal e vertical do vento são tomadas como variáveis. A solução analítica é gerada através da aplicação da técnica GITT (Generalized Integral Transform Technique) dupla com problema transformado resolvido por Transformada de Laplace e diagonalização de matrizes. Filtros matemáticos são usados para homogenizar as condições de contorno viabilizando o uso da técnica citada. Além disso, o tipo de filtro matemático utilizado permite a sensível diminuição do custo computacional. Resultados numéricos são obtidos e comparados com dados experimentais e outras soluções da literatura.

Proposta para elaboração de um plano mestre de validação de processos farmacêuticos

Este trabalho abordou o tema validação de processos farmacêuticos, tendo como objetivos o levantamento do referencial teórico relativo ao tema, o acompanhamento do projeto de elaboração de um Plano Mestre de Validação (PMV) em uma empresa Farmacêutica e a apresentação de uma proposta para a elaboração de um Plano Mestre de Validação de processos farmacêuticos. De acordo com a revisão da literatura, a validação na produção de medicamentos em empresas farmacêuticas deve ser resultado do trabalho de uma equipe de profissionais de diferentes departamentos da empresa. Este perfil multifuncional da equipe implica em comprometimento com o trabalho a ser realizado, definição de responsabilidades e atividades. A proposta apresentada sugere um caminho para a elaboração desse Plano, contemplando as validações do tipo prospectivas, através da abordagem de projetos e das etapas que o caracterizam: definição conceitual, planejamento, execução e conclusão. Além da revisão bibliográfica, a proposta foi concebida com base no trabalho realizado junto a uma empresa farmacêutica, resultando na construção de três fluxos, referentes a: tipos de validação, etapas da validação e etapas pós-validação. O trabalho prático conduzido junto à empresa permitiu a estruturação de um PMV para um processo de produção específico.

Ciência da computação para crianças

Este trabalho apresenta uma proposta metodológica para o ensino de Ciência da Computação para Crianças, elaborada, a partir de pesquisas e estudos, tendo, como objetivo, a aplicação dessa metodologia para correção e testes. Devido à disseminação dos computadores e de seu uso como parte da formação dos alunos, muito se tem discutido sobre a união entre os recursos tecnológicos e a educação. A inclusão da informática no processo educativo vem sendo direcionada para a utilização e classificação de produtos de software educacional, em técnicas de comunicação à distância, no uso de recursos de multimídia ou de realidade virtual para apoio ao conteúdo abordado pelo professor e, também, para a construção de ambientes computacionais, que possam proporcionar uma mudança de paradigma educacional. No entanto não adianta tornar disponível toda essa tecnologia, se, rapidamente, são abandonadas e são substituídas ferramentas e técnicas dentro da Computação. Por isto, tão importante quanto o ensino das tecnologias correntes é o ensino dos conceitos fundamentais da Ciência da Computação. Esses conceitos, além de proporcionarem um embasamento teórico para entendimento da ciência envolvida na computação, também propiciam o desenvolvimento de um raciocínio lógico e formal, assim como de habilidades que são exigidas no mundo atual. Este trabalho apresenta pesquisas de campo sobre o uso da Informática Educativa em algumas escolas, a identificação, através de professores da graduação e pós-graduação, de alguns dos conceitos fundamentais da Ciência da Computação e uma pesquisa sobre o que crianças gostariam de aprender sobre Ciência da Computação. A partir dos resultados, são elaboradas teorias, demonstrações e exercícios para o ensino destes para crianças. Essa metodologia é aplicada a duas turmas heterogêneas de crianças para sua validação. Pretende-se que o estudo desses conceitos aguce o senso crítico e capacite as crianças não só a usarem as tecnologias mas também a entenderem seu funcionamento.

Escala de coping religioso-espiritual (escala CRE) : tradução, adaptação e validação da escala rcope, abordando relações com saúde e qualidade de vida

OBJETIVOS: A importância do coping religioso espiritual (CRE) nas áreas da saúde e qualidade de vida (QV), e a falta de instrumentos brasileiros para avalia-lo são apontadas pela literatura científica. Este estudo objetivou realizar a versão brasileira da RCOPE Scale, gerando a Escala de Coping Religioso Espiritual (Escala CRE), e examinar a relação entre CRE, saúde e QV. MÉTODO: A primeira fase deste estudo compreendeu: tradução por especialistas da RCOPE, adaptação à cultura brasileira, teste piloto com 50 estudantes de nível médio e superior. A segunda abrangeu teste de campo e processo de validação. Os 616 participantes [65% mulheres, 13-DQRV p=18,44)], foram acessados em um dos seguintes locais que freqüentavam: instituições religiosas ou grupos espirituais (74,4%), universidades (13,5%), clínicas para tratamento de saúde (9,1%) e Web Mail (2,9%). Eles completaram vários instrumentos: Consentimento Livre/Esclarecido, Questionário Geral (questões demográficas, socioeconômicas, religiosas, de saúde), Escala CRE, Escala de Atitude Religiosa e WHOQOL-bref. RESULTADOS: Análises fatoriais geraram uma Escala CRE com duas dimensões: CRE Positivo (CREP) (8 fatores, 66 itens) e CRE Negativo (CREN) (4 fatores, 21 itens). Foram criados quatro índices principais para avaliar os respondentes: as médias CREP e CREN, os escores de CRE TOTAL e Razão CREN/CREP. A Escala CRE demonstrou validade de construto, critério, conteúdo e bons níveis de fidedignidade. Testes Qui-quadrado para Classificação Subjetiva de Saúde (7categorias) mostraram problemas de saúde (PS) físicos relacionados a altos escores de CRE TOTAL e baixos de Razão CREN/CREP; PS emocionais, acrescidos ou não de PS físicos, mostraram resultado inverso. Ainda, QV e CRE TOTAL estiveram positiva e significativamente correlacionados. O CREN esteve negativamente correlacionado à QV em grau maior do que o CREP esteve positivamente correlacionado com QV. Usando Testes t de Student, aqueles que tiveram altos escores de CRE TOTAL mostraram maiores níveis de QV em todos os domínios do WHOQOL-bref, além de maior Classificação Objetiva de Saúde (Likert 5-pontos). Ademais, aqueles que tiveram altos níveis de QV demonstraram maior uso de CREP e menor de CREN. CONCLUSÕES: A Escala CRE é válida e fidedigna, permite aplicação clínica e em pesquisas em locais para tratamento de saúde públicos ou privados. PS físicos podem ser motivadores e educadores do uso do CRE. PS emocionais podem dificultar um melhor uso do CRE, sugerindo que intervenções psicológicas poderiam facilitar o processo. Além disso, CRE e QV são construtos correlacionados. Uma proporção mínima de 2CREP:1CREN (Razão CREN/CREP menor/igual 0,5) foi proposta para se obter um efeito benéfico geral do CRE na QV. Evidências sugerem que intervenções focadas no processo de CRE poderiam ser benéficas e efetivas para agentes de saúde pública pelo seu potencial de reduzir custos de intervenções e pelo seu impacto significante na saúde e QV da população. Os próximos passos seriam: utilização de metodologias experimentais longitudinais para melhor avaliar os efeitos do CRE na saúde e na QV, elaboração de uma Escala CRE Abreviada, investigação aprofundada da influência da variável idade na relação CRE-Saúde e testes de proporção e causais, para verificar a direção da correlação, entre CRE e QV.

Metodologia de testes de germinação e de vigor para sementes de leguminosas e gramíneas nativas de importância para o bioma campo

No desenvolvimento das condições ótimas para a avaliação da viabilidade, através da determinação de métodos eficientes na condução dos testes de germinação e de tetrazólio, e do vigor, através do estudo das variáveis que influenciam a realização dos testes de condutividade elétrica e de envelhecimento acelerado, foram utilizadas sementes forrageiras nativas das gramíneas Paspalum dilatatum Poir., P. lividum Trin. ex Schltdl., P. nicorae Parodi, P. notatum Flügge, P. pauciciliatum Parodi Herter, P. plicatulum Michx., P. pumilum Ness, P. regnellii Mez, P. urvillei Steud e das leguminosas Desmodium incanum DC., Trifolium riograndense Burkart, Adesmia latifolia (Spreng.) Vogel. e Desmanthus depressus Humb. & Bonpl. ex Willd. Os trabalhos foram desenvolvidos no Laboratório de Análise de Sementes do Departamento de Plantas Forrageiras e Agrometeorologia da Faculdade de Agronomia/Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Os dados em porcentagem de germinação foram transformados em arco-seno√x/100. As médias foram comparadas pelo Teste de Tukey (P<0,05), de Dunnett (P<0,05) e análise de regressão. O delineamento experimental foi o completamente casualizado, com quatro repetições de 25 sementes cada. As condições adequadas de germinação, tipo de substrato, posição e temperatura utilizada, variaram conforme a espécie, mas de um modo geral as sementes de leguminosas mostraram bons resultados sobre substrato papel e em temperaturas alternadas. Nas gramíneas do gênero Paspalum, a condição papel, a posição sobre o substrato e as temperaturas constantes de 20 e 25°C e a alternada de 20-35°C destacaram-se das demais, para a maioria das espécies. A temperatura alta (40°C), o maior período de embebição (24 horas) e a concentração de 0,5%, de uma forma geral, apresentaram-se como as condições mais adequadas para condução do teste de tetrazólio nas espécies trabalhadas. A combinação 24 horas/25°C, para grande parte das leguminosas e gramíneas em questão, levou a uma liberação maior de lixiviados na realização do teste de condutividade elétrica. As condições de temperatura de 45°C e o período de exposição de 96 horas, de modo geral, afetaram de forma mais drástica a porcentagem média de germinação das sementes após o envelhecimento acelerado nas espécies estudadas.

Modelagem numérica aplicada aos fenômenos de escoamento e mistura em modelos físicos de panelas de aciaria

Esse trabalho tem por objetivo geral o desenvolvimento de uma metodologia de modelagem numérica que represente o escoamento e o fenômeno de mistura em um modelo físico de panela de aciaria de base elíptica. Os objetivos específicos do trabalho são: o estudo dos coeficientes das forças de interação líquido-bolha, dos modelos de turbulência e da mudança do formato da base da panela de circular para elíptica. O escoamento e o fenômeno de mistura foram calculados através do método de Volume Finitos baseado em Elementos por meio do software CFX5.7 da Ansys. Dados da literatura e ensaios em modelo físico, realizados em laboratório, auxiliaram na validação dos modelos numéricos. O estudo dos coeficientes das forças de não-arrasto mostrou que os resultados da distribuição de ar ao longo da altura do banho mudam com a variação dos coeficientes. No final, coeficientes para 3 configurações de panelas em diferentes vazões de ar foram encontrados. Com relação ao estudo dos modelos de turbulência, observou-se que para a solução do escoamento e do fenômeno de mistura em uma panela de base circular, o k-ε é o modelo de turbulência mais indicado. Por outro lado, para uma panela de base elíptica, o modelo RSM mostrou-se o mais adequado. Finalmente, com relação ao estudo da mudança do formato da base da panela, observou-se que os tempos de mistura de uma panela de base elíptica são maiores que uma de base circular e aumentam à medida que a vazão de ar diminui.

Método de previsão de capacidade de carga de estacas : aplicação dos conceitos de energia do ensaio SPT

A previsão da capacidade de carga de estacas constitui-se um dos desafios da engenharia de fundações por requerer, na teoria, a estimativa de propriedades do solo, suas alterações pela execução da fundação e o conhecimento do mecanismo de interação solo-estaca. Devido à dificuldade de reproduzir analítica e numericamente o mecanismo de interação solo-estaca, a prática brasileira faz uso correlações empíricas, relacionando diretamente os resultados do ensaio SPT com o desempenho do elemento de fundação. Apesar da grande contribuição dos métodos tradicionalmente utilizados, a sua validade está limitada à prática construtiva regional e às condições específicas dos casos históricos utilizados em seu estabelecimento. Com o objetivo de incorporar à engenharia de fundações brasileira um novo método de previsão de capacidade de carga de estacas, obtido diretamente a partir de ensaios SPT, desenvolveu-se nesta pesquisa uma metodologia baseada na interpretação do ensaio SPT sugerida por Odebrecht (2003). À luz desta nova interpretação, utiliza-se a força dinâmica de reação do solo à cravação do amostrador SPT para estimar a capacidade de carga de estacas, relacionando os mecanismos de mobilização de resistência do amostrador (modelo) com os da estaca (protótipo). No intuito de validar a metodologia proposta, organizou-se neste trabalho, um expressivo banco de dados compostos por 325 provas de carga à compressão e 43 provas de carga à tração, executadas em diferentes regiões do país. Das provas de carga à compressão, 132 casos são de estacas cravadas pré-moldadas de concreto, 28 de estacas metálicas, 95 de estacas hélice contínua e 70 casos de estacas escavadas. Já nas provas de carga à tração, 3 casos são de estacas cravadas pré-moldadas, 31 de estacas hélice contínua e 9 casos de estacas escavadas. Conclui-se a partir de análises comparativas entre cargas previstas e medidas que o método proposto é capaz de prever de forma satisfatória a capacidade de carga de estacas. Uma análise estatística dos dados possibilitou atribuir à estimativa de capacidade de carga, um intervalo de confiança das previsões, baseado na confiabilidade requerida para o projeto.

Diferenciação das espécies Cryptococcus neoformans e Cryptococcus gattii utilizando a metodologia de PCR multiplex e determinação do perfil epidemiológico de pacientes com meningite criptocócica

Cryptococcus neoformans é uma levedura oportunista que pode se alojar no sistema nervoso central causando meningite, meningoencefalite e encefalite principalmente em indivíduos com algum comprometimento do sistema imune. É responsável por 4,5% das infecções oportunistas que acometem pacientes portadores do Vírus da Imunodeficiência Humana (HIV-positivos). Cryptococcus gattii é um patógeno primário responsável por uma alta incidência de criptococomas no pulmão e no cérebro e que apresenta uma alta morbidez neurológica e uma resposta retardada à terapia antifúngica. O diagnóstico da criptococose é, atualmente, baseado na detecção da levedura em amostras clínicas, no cultivo com posterior identificação bioquímica e na pesquisa de antígenos circulantes. A diferenciação entre as espécies C. neoformans e C. gattii, na maioria dos laboratórios, é realizada utilizando o meio de cultura ágar canavanina-glicina-azul de bromotimol (CGB) e demora em torno de sete dias. Neste trabalho foi padronizada uma metodologia de PCR multiplex que pode vir a substituir as provas bioquímicas utilizadas atualmente para a identificação das espécies de Cryptococcus, reduzindo em 6 dias o tempo necessário para a identificação das espécies. A metodologia também se mostrou mais específica na identificação das espécies, concordando com os resultados das sorotipagens em todos os 132 isolados de Cryptococcus testados, enquanto o resultado obtido com o cultivo em ágar CGB foi discordante em 6 dos 132 isolados, sendo 5 falso-positivos e 1 falso negativo. Foi também realizado o primeiro estudo epidemiológico do perfil de pacientes com meningite criptocócica no estado do Rio Grande de Sul notificados no Laboratório Central de Saúde Pública IPB-LACEN/RS no período de 2000 a 2005. A maioria dos pacientes é do sexo masculino (77,12%), branco (83,5%), na faixa etária entre 30 a 39 anos (46,24%) e infectados pelo HIV (95%).

Em direção à construção de uma metodologia de Estudos do Futuro : análises prospectivas aplicadas à vitivinicultura riograndense

O campo de investigação dos Estudos do Futuro é uma área de estudos ativa, promovida por organismos internacionais e universidades de vanguarda mundial. Dentre os diversos métodos e técnicas, até então desenvolvidos para estudar o futuro, destaca-se o método de construção de cenários prospectivos. Neste trabalho, se procura testar estes métodos ao estudo do futuro de uma cadeia produtiva agronegocial. A consideração desta, como objeto de aplicação de uma análise prospectiva, apresenta desafios peculiares, requerendo uma abordagem metodológica apropriada, que pode ser adaptada das ferramentas conhecidas. O exemplo considerado trata da cadeia da vitivinicultura riograndense. A análise documental e dos relatos de personalidades permitiu a elaboração de um panorama atual e retrospectivo, representativo dessa cadeia, útil para a construção de cenários prospectivos. Este estudo foi seguido de consultas a expertos, representantes de cada um dos elos da cadeia, para a identificação dos fatos do futuro, relativos às condicionantes do ambiente em que se insere o objeto. Foram arrolados cerca de setenta fatos do futuro, os quais foram submetidos à ponderação dos expertos. Nessa ponderação aplicaram-se critérios de seleção de incertezas críticas, previamente usados em cenarizações de futuro de objetos de outra natureza, distintos das cadeias produtivas. A utilização desses critérios indica a pertinência do emprego das ferramentas selecionadas para o estudo proposto. As incertezas críticas, assim arroladas, devem permitir a execução de um exercício completo de cenarização do futuro de uma cadeia produtiva agronegocial.

Localização de faltas de alta impedância em sistemas de distribuição de energia : uma metodologia baseada em redes neurais artificiais

O presente trabalho apresenta uma nova metodologia de localização de faltas em sistemas de distribuição de energia. O esquema proposto é capaz de obter uma estimativa precisa da localização tanto de faltas sólidas e lineares quanto de faltas de alta impedância. Esta última classe de faltas representa um grande problema para as concessionárias distribuidoras de energia elétrica, uma vez que seus efeitos nem sempre são detectados pelos dispositivos de proteção utilizados. Os algoritmos de localização de faltas normalmente presentes em relés de proteção digitais são formulados para faltas sólidas ou com baixa resistência de falta. Sendo assim, sua aplicação para localização de faltas de alta impedância resulta em estimativas errôneas da distância de falta. A metodologia proposta visa superar esta deficiência dos algoritmos de localização tradicionais através da criação de um algoritmo baseado em redes neurais artificiais que poderá ser adicionado como uma rotina adicional de um relé de proteção digital. O esquema proposto utiliza dados oscilográficos pré e pós-falta que são processados de modo que sua localização possa ser estimada através de um conjunto de características extraídas dos sinais de tensão e corrente. Este conjunto de características é classificado pelas redes neurais artificiais de cuja saída resulta um valor relativo a distância de falta. Além da metodologia proposta, duas metodologias para localização de faltas foram implementadas, possibilitando a obtenção de resultados comparativos. Os dados de falta necessários foram obtidos através de centenas de simulações computacionais de um modelo de alimentador radial de distribuição. Os resultados obtidos demonstram a viabilidade do uso da metodologia proposta para localização de faltas em sistemas de distribuição de energia, especialmente faltas de alta impedância.

Estabelecimento de uma nova metodologia para o cálculo do índice de patoigenicidade em amostras de escherichia coli provenientes da produção de frango de corte

Essa dissertação possui como objetivo traçar, uma nova metodologia de classificação de patogenicidade da Escherichia.coli,.através de um índice no qual, além do número de animais mortos, também foi considerado o tempo de morte e a capacidade da cepa causar lesão compatível à colibacilose em pintos de 1 dia. Para gerar esse critério, foram utilizadas 300 amostras de E.coli oriundas de lotes com lesão de celulite, cama desses mesmos aviários e amostras de quadros respiratórios. Através desse experimento foi possível observar que as amostras de E.coli originadas das camas dos aviários, apresentavam índice de patogenicidade significativamente menor do que aquelas isoladas das lesões cutâneas e de quadros respiratórios.Também foi associado às cepas de E.coli a capacidade de causar lesões de: pericardite, perihepatite, aerossaculite, peritonite e celulite. Dentre as lesões citadas somente a celulite foi considerada de apresentação significativamente mais freqüente em comparação às outras.

Desenvolvimento e validação de método analítico para quantificação da boldina em peumus boldus mol. (monimiaceae) e avaliação preliminar de sua estabilidade

Peumus boldus Molina (Monimiaceae) é uma árvore comum e abundante no Chile, e suas folhas são amplamente empregadas pela medicina tradicional para o tratamento de uma variedade de afecções do sistema digestivo e hepatobiliar. Seus principais constituintes químicos são alcalóides do tipo aporfínicos, sendo a boldina seu maior e mais característico representante, cujas propriedades antioxidantes são extensivamente relatadas na literatura, servindo desta forma como marcador químico para a espécie. Com o objetivo de contribuir com parâmetros de controle de qualidade, um estudo botânico macro e microscópico das folhas e do pó da espécie foi realizado. Características morfológicas, identificadas pela análise macroscópica, como pilosidade, tipologia dos tricomas, proeminência ao redor da base dos tricomas e aparência do bordo, e características microscópicas como estômatos anomocíticos, folha hipoestomática e ocorrência de cristais de oxalato de cálcio denotam valor taxonômico. Parâmetros farmacopéicos como cinzas totais e perda por dessecação foram determinados, e um método de quantificação da boldina foi desenvolvido e validado utilizando a CLAE. O limite mínimo de boldina observado na análise de 10 amostras adquiridas foi de aproximadamente 0,016%. A fim de avaliarse o comportamento de seus constituintes químicos frente a variações de temperatura e umidade, realizou-se estudo de estabilidade acelerada (40ºC ± 2ºC / 75% ± 5% U.R.). A degradação máxima de boldina foi observada após 90 dias em câmara climática chegando a aproximadamente 52%. A reação de degradação sugerida foi de segunda ordem, e o tempo de vida útil e meia-vida calculados foram de aproximadamente 18 dias e 165 dias, respectivamente. Por fim, realizou-se a quantificação de alguns metais pesados nas folhas da espécie, que decresceram na ordem de Fe> Mn> Cu> Ni, sendo que Pb, Cr e Co tiveram níveis abaixo do limite de detecção de 5 μg/g.