Diagramas momento-curvatura para elementos estruturais de concreto armado submetidos a carregamento monotonico ou cíclico

Este trabalho tem por objetivo desenvolver e implementar, computacionalmente, procedimentos numéricos eficientes, aplicados à determinacão do diagrama momento-curvatura, correspondentes à: -uma seção tipica, em vigas de concreto armado, submetida à carga monotônica ou cíclica de curta duração; - um ponto genérico da superficie média em placas de concreto armado, submetidas à carga monotônica de curta duração. Ainda à luz dos resultados obtidos, visa também propôr um modelo simplificado em termos de resultantes de tensões e deformações generalizadas. Inicialmente, é descrito um modelo laminar para vigas, no qual a carga é aplicada de forma incremental sendo que para cada etapa, as equaçães de equilibrio não-lineares são resolvidas de maneira iterativa. Como consequência é proposta uma relação momento-curvatura em termos de resultantes. A fim de verificar a validade e aplicabilidade dos métodos e dos algorítmos estudados e comparar-se os resultados com dados experimentais e respostas obtidas por outros pesquisadores, é apresentada uma série de exemplos numéricos. A continuação, é aplicado o procedimento anterior para modelos de laje, livres de solicitações de membrana. Finalmente através de um estudo paramétrico dos diversos fatores que afetam o diagrama momento-curvatura, propõe-se uma relação simplificada.

O exame direto do lavado broncoalveolar para o diagnóstico precoce de pneumonia nosocomial : um modelo experimental em ratos

A pneumonia nosocomial é a principal causa de infecção nosocomial em unidades de tratamento intensivo e possui alta morbi/mortalidade. A incidência cumulativa varia, conforme os autores, entre limites amplos desde 8% até 51%, dependendo do tipo de paciente e do uso de instrumentação das vias respiratórias. Nos casos específicos das pneumonias de má resolução e da pneumonia associada à ventilação mecânica, o diagnóstico é problemático devido à ausência de uma padronização definitiva, decorrente não só da grande variabilidade fisiopatológica como também da pouca acurácia dos critérios clínicos, microbiológicos e radiológicos. Estes fatos ensejaram a utilização progressiva de técnicas invasivas sofisticadas para coleta de amostras respiratórias endobrônquicas. Entretanto, a validação dessas técnicas para uso sistemático depende ainda de estudos que avaliem não só o seu custo/benefício em cenários clínicos diversos como também a comparação de seu desempenho para o diagnóstico com um padrão-ouro histopatológico. Além disso, o rendimento das técnicas invasivas é freqüentemente limitado quando são aplicadas em pacientes sob antibioticoterapia, que constituem a maioria dos casos em unidades de cuidados intensivos. A otimização desses testes, discutindo suas indicações e avaliando sua capacidade técnica para a confirmação ou exclusão de pneumonia, é justificada pela necessidade da instituição precoce e correta do tratamento, pois disto resulta menor mortalidade, redução de custos e permanência no hospital. Entre os testes que podem auxiliar no diagnóstico encontra-se o exame direto do lavado broncoalveolar, que proporciona resultados precoces e úteis para a tomada de decisão, mas não suficientemente testados em diferentes situações clínicas ou experimentais. Com o objetivo de avaliar o rendimento diagnóstico do exame direto precoce e das culturas quantitativas obtido por lavado broncoalveolar, estudou-se sua utilização em um modelo experimental de pneumonia provocada através de inoculação bacteriana intrabrônquica em ratos. O estudo comparou a acurácia do exame direto e dos exames culturais em três grupos de animais: Grupo A com pneumonia pneumocócica (37 animais); Grupo P com pneumonia por P. aeruginosa (26 animais) e Grupo B controle (10 animais), utilizando a histopatologia dos pulmões como teste de referência para o diagnóstico. Os Grupos A e P foram ainda randomizados em dois subgrupos cada, para tratamento ou não com antibióticos, usando penicilina no grupo pneumococo e amicacina no grupo Pseudomonas. Como resultado, observou-se que nos animais com pneumonia e ausência de antibióticos a pesquisa de bactéria fagocitada (BIC) no exame direto mostrou um rendimento elevado para o diagnóstico, sendo superior ao das culturas quantitativas. No grupo com pneumonia pneumocócica a BIC mostrou: S:94,4% a 100%, E:100%, VPP:100% e VPN:100%; e as culturas quantitativas mostraram: S:77,8%, E:100%, VPP:100%, VPN:40%. Nos com pneumonia por Pseudomonas a BIC obteve: S: 69%, E:100%; VPP:100% e VPN:71,4%); e as culturas quantitativas mostraram valores muito baixos: S:28,6%, E:100%, VPP:100% e VPN:50%). Nos animais com pneumonia pneumocócica sob tratamento antibiótico havia uma queda acentuada de sensibilidade das culturas quantitativas (S:21%) e, em menor grau da BIC (S:57,9%), mas sem perda da especificidade de ambos os exames. Ao contrário, nos animais com pneumonias por Pseudomonas sob tratamento não havia alteração no rendimento dos dois exames, cujos resultados foram semelhantes aos dos animais sem tratamento. Não havia diferenças de leitura da BIC para o diagnóstico, contando a sua positividade em macrófagos ou em neutrófilos infectados. A avaliação global dos casos estudados, reunindo todos os grupos (tratados e não-tratados) em ambos os modelos de pneumonia, mostrou que a acurácia do exame direto, representado pela pesquisa da BIC, foi superior (66%) ao das culturas quantitativas (53%). As conclusões principais do estudo foram: 1) o exame direto do lavado broncoalveolar (LBA) mostrou-se um teste útil e de alto rendimento para o diagnóstico de pneumonia quando realizado na ausência de antibióticos; 2) o LBA feito na vigência de antibióticos efetivos para a pneumonia perde mais de 50% de sua acurácia, mas não é afetado quando o antibiótico for ineficaz ou houver resistência ao mesmo; 3) a pesquisa de BIC no LBA é um exame de resultado precoce, de alta especificidade e com melhor rendimento do que as culturas quantitativas.

Efeito da desnervação periférica sobre o padrão de imunorreatividade ao GABA, neuropeptídeo Y, somatostatina e CGRP na medula espinal de rãs Rana catesbeiana

A sensação de dor é mediada por diferentes sistemas de transmissão, os quais estão continuamente sendo integrados e modulados por diversos mecanismos neurais, agindo em diferentes períodos de tempo. Para o estudo da dor neuropática, um dos modelos mais empregados é a lesão nervosa periférica, sendo que a maioria desses estudos é realizada em mamíferos. Apesar da ausência de um arranjo laminar, a medula espinal de anfíbios apresenta muitas similaridades anatômicas e funcionais com a dos mamíferos. Por isso, o estudo desses animais pode fornecer subsídios adicionais para compreensão dos mecanismos da transmissão nociceptiva, além de esclarecer os aspectos evolutivos envolvidos na mesma. No presente trabalho foi analisado o padrão de imunorreatividade ao neuropeptídeo Y (NPY), peptídeo relacionado ao gene da calcitonina (CGRP), somatostatina (SOM) e ácido γ-aminobutírico (GABA) em medula espinal lombossacral de rãs Rana catesbeiana em condições basais e após a secção do nervo ciático. Para isso, foram utilizados animais adultos, de ambos os sexos, os quais foram divididos em grupos controle (animais em condições basais) e experimental (animais submetidos à secção do nervo ciático). Para o estudo da imunorreatividade ao NPY, os animais desnervados foram sacrificados 3, 7 e 15 dias após a secção do nervo ciático. Para CGRP, SOM e GABA os intervalos de tempo considerados foram de 3, 5, 8 e 15 dias após a axotomia. A técnica imunoistoquímica utilizada foi a de Sternberger (1979), sendo utilizados anticorpos primários do tipo policlonal nas concentrações de 1:1000 (GABA e neuropeptídeo Y), 1:500 (somatostatina) e 1:100 (CGRP). A imunorreação foi semi-quantificada através de densitometria óptica. A intensidade dos produtos de reação foi comparada entre os lados ipsilateral e contralateral à lesão e com o grupo controle. Os resultados obtidos nos animais controle foram semelhantes aos descritos anteriormente para os anfíbios. A maior intensidade de imunorreação ocorreu na parte dorsal do funículo lateral para todas as substâncias neuroquímicas consideradas. Imunorreatividade ao GABA, NPY e SOM ainda foram observadas ao longo do funículo lateral e no funículo ventral. Na substância cinzenta, o corno dorsal apresentou maior imunorreatividade quando comparado ao ventral, sendo esta uma característica comum entre as substâncias neuroquímicas consideradas no presente estudo. Neurônios bitufted imunorreativos para GABA, NPY e SOM foram detectados na banda mediolateral. No corno ventral, neurônios motores apresentaram imunorreação à SOM, ao CGRP e ao GABA, sendo neste último de fraca intensidade. Após a desnervação periférica não houve variação no padrão de distribuição da imunorreatividade à SOM e ao CGRP. Entretanto, a axotomia causou uma redução significativa na imunorreatividade ao GABA na parte dorsal do funículo lateral no lado ipsilateral à lesão. Essa diminuição foi evidenciada 3 dias após a desnervação, persistindo aos 5, 8 e 15 dias após a secção do nervo ciático. A imunorreatividade ao NPY apresentou inicialmente (3 e 7 dias após a axotomia) um aumento bilateral na intensidade de reação. Porém, 15 dias após a desnervação periférica, houve uma queda na imunorreatividade ao NPY, a qual também foi evidenciada bilateralmente. Esses resultados sugerem o envolvimento das substâncias neuroquímicas abordadas neste estudo no processamento das informações sensoriais de rãs Rana catesbeiana. Todavia, ainda é especulativa a participação das mesmas nos mecanismos de transmissão e codificação da nocicepção nesses animais. Estudos complementares são necessários para o esclarecimento dessas questões. Todavia, pode-se afirmar que o corno dorsal desses animais apresenta uma circuitaria complexa, onde diferentes sistemas de neurotransmissores e/ou neuromoduladores interagem para a modulação dos sinais nociceptivos, semelhante ao que é descrito para os mamíferos.

Abcessos pulmonares em suínos abatidos industrialmente: bacteriologia, anatomopatologia e relação entre portas de entrada e lesões macroscópicas.

Os abscessos pulmonares em suínos causam severas perdas econômicas à indústria de alimentos, tanto no que se refere à redução do ganho de peso dos animais na granja, como à rejeição total ou parcial de carcaças inadequadas para o consumo humano. O presente trabalho objetivou determinar, através de uma metodologia de observação lesional detalhada, a ocorrência de abscessos pulmonares no abate, relacionando-a com diferentes portas de entrada para essas infecções. Visou ainda a comparar com os índices de ocorrência registrados no nosso meio, que são considerados baixos. As coletas foram realizadas em três matadouros-frigoríficos, junto ao Serviço de Inspeção Federal (SIF) do Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento (MAPA), no período de março a junho 2003. Os matadouros-frigoríficos estudados localizavam-se respectivamente: Frigorífico A no Oeste do Estado de Santa Catarina (SC); Frigoríficos B e C na Região do Alto Uruguai, Estado do Rio Grande do Sul (RS). As amostras pulmonares foram provenientes de um total de 17.738 carcaças de suínos de terminação em sua maioria, além de matrizes de descarte, machos não castrados e leitões refugos. Nessas carcaças, foram detectadas 105 lesões sugestivas de abscessos, que foram encaminhadas para exames bacteriológicos e histopatológicos. A inclusão de análise histopatológica e bacteriológica buscou definir com precisão o tipo de lesão e os agentes presentes no intuito de permitir a diferenciação entre abscessos de origem bacteriana ou não, como tumores, nódulos parasíticos, mineralizações ou por fungos. No presente trabalho, as carcaças inspecionadas apresentavam diferentes lesões indicativas de portas de entrada para infecções, detectadas na linha de inspeção, que justificaram o desvio dessas para o DIF (Departamento de Inspeção Final): lesões de cauda; lesões de casco; artrites dos membros anteriores e posteriores, abscessos subcutâneos e castração mal feita. Um achado inesperado foi a ocorrência de pneumonia por aspiração de corpo estranho, baseado na presença de células gigantes multinucleares e de corpo estranho visualizados ao exame histopatológico. Abscessos pulmonares estavam presentes em 105 pulmões entre 17.738 examinados (0,59%). Os abscessos pulmonares acompanhados de lesões sugestivas de pneumonia enzoótica, sugeriram que as complicações bacterianas desse tipo de pneumonia foram as principais fontes de infecção para os agentes causadores de abscessos. A P. multocida foi a bactéria mais freqüentemente isolada em dois Frigoríficos e o A. pyogenes no terceiro. A ocorrência de mais de uma porta de entrada aumentou proporcionalmente a possibilidade de invasão bacteriana e conseqüentemente a ocorrência de abscessos pulmonares. As portas de entrada para os agentes causadores de abscessos que apareceram em maior número, no total ou de forma isolada, foram as artrites, as lesões de casco e as lesões de cauda e os abscessos subcutâneos. A partir da identificação apropriada das portas de entrada para infecções, bem como das infecções bacterianas secundárias subseqüentes às aderências pleurais e às pneumonias complicadas, pode-se estabelecer medidas preventivas e terapêuticas, no intuito de diminuir a incidência de doenças pulmonares e as perdas econômicas no âmbito da indústria de alimentos.

Formulação semi-analítica para a equação transformada resultante da aplicação da GITT em problemas difusivos-advectivos

Neste trabalho se propõe um avanço para a Técnica Transformada Integral Generalizada, GITT. O problema transformado, usualmente resolvido por subrotinas numéricas, é aqui abordado analiticamente fazendo-se uso da Transformada de Laplace. Para exemplificar o uso associado destas duas transformadas integrais, resolvem-se dois problemas. Um de concentração de poluentes na atmosfera e outro de convecção forçada com escoamento laminar, entre placas planas paralelas, com desenvolvimento simultâneo dos perfis térmico e hidrodinâmico. O primeiro é difusivo, transiente e com coeficientes variáveis. Sua solução é obtida de forma totalmente analítica. Além de mostrar o uso da técnica, este exemplo apesar de ter coeficientes variáveis, é resolvido com o auxílio de um problema de autovalores associado com coeficientes constantes. No segundo, obtém-se a solução da Equação da Energia analiticamente. Já a Equação da Conservação do Momentum é linearizada e resolvida de forma iterativa. A solução de cada iteração é obtida analiticamente.

Estudo teórico-experimental do processo de microfiltração de partículas de sílica em suspensão aquosa

Cada vez mais muitos processos industriais convencionais de separação, tais como destilação, centrifugação e extração com solventes, entre outros, estão sendo substituídos pelos processos de separação por membranas em virtude desses apresentarem vantagens em relação aos processos convencionais, além de serem considerados uma tecnologia limpa. Entre estas vantagens pode-se citar a economia de energia, pois não envolvem mudança de fase; a possibilidade de processamento de substâncias termolábeis, pois podem operar à temperatura ambiente; a maior seletividade; a facilidade de scale – up, pois são modulares e não extensivos em mão de obra, entre outros. Uma característica limitante destes processos é a existência de uma camada de elevada concentração de partículas ou moléculas que se forma próxima à superfície da membrana e que ocasiona uma redução no fluxo permeado, podendo modificar as características de retenção da membrana. Este fenômeno é conhecido como polarização por concentração. O entendimento dos mecanismos de polarização é considerado de grande importância neste campo e o estudo e validação de modelos matemáticos preditivos torna-se necessário para se obter sucesso na aplicação dos processos com membranas no meio industrial O objetivo geral deste trabalho consiste na análise teórico-experimental do processo de microfiltração tangencial com suspensão aquosa de partículas de sílica. O objetivo específico é a utilização de dados experimentais para a estimação de um parâmetro do modelo matemático que descreve o perfil de concentração na superfície da membrana ( membrana). A configuração tangencial implica que a alimentação, contendo as partículas a serem removidas ou concentradas, flui paralelamente à superfície da membrana reduzindo, assim, o fenômeno de polarização por concentração. Os experimentos foram efetuados em uma unidade de bancada de microfiltração tangencial, também conhecido como fluxo cruzado, em um módulo para membrana plana com canal de escoamento retangular sob condições de escoamento laminar. Os seguintes parâmetros foram variados durante os experimentos: pressão transmembrana, velocidade tangencial e concentração de partículas de sílica Os dados experimentais foram utilizados em uma modelagem matemática, baseada nas equações fundamentais da mecânica dos fluidos e da transferência de massa, que considera as propriedades físicas da suspensão, viscosidade dinâmica e difusividade mássica, variáveis com a concentração de sílica para se estimar a concentração máxima de sílica junto à superfície da membrana. Esta modelagem engloba os parâmetros operacionais, bem como as características da membrana nesta única variável. Com a finalidade de se verificar como a concentração máxima sobre a membrana é afetada pelas condições operacionais e, conseqüentemente, como esta afeta o fluxo permeado, a concentração máxima sobre a superfície da membrana é apresentada em função das condições operacionais variadas durante os experimentos de microfiltração. Finalmente, após a estimação desta variável, pôde-se concluir que ela é influenciada pelas condições operacionais típicas do processo de microfiltração tangencial, tais como velocidade tangencial de escoamento, pressão através da membrana e concentração da alimentação.

Rinoplastia experimental com enxerto autógeno de costela de cães

A rinoplastia é a cirurgia plástica da cavidade nasal, que é muito difundida na medicina humana por motivos estéticos. Os animais possuem doenças que exigem cirurgia na cavidade nasal e na espécie canina pouco foi estudado com relação a rinoplastia. Algumas lesões causadas por traumatismo, tumores, fungos e reações inflamatórias crônicas, podem causar destruição de tecidos, sendo necessária a reconstituição do local. O uso de enxertos em animais é bastante difundido, principalmente os ósseos. No presente trabalho estudou-se o uso de costela autógena para correção de defeito criado em osso nasal em cães. O experimento foi realizado na Faculdade de Veterinária da Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Utilizou-se 15 animais, separados em três grupos de pós-operatório onde após 30, 60 e 90 dias finalizavam-se seus acompanhamentos. Cada grupo era composto de quatro animais enxertados e um animal controle onde se utilizava o material do próprio defeito criado para coaptação. Os animais foram acompanhados clinicamente, a integração do enxerto foi avaliada com exames radiográficos obtidos a cada 15 dias até o final de seu acompanhamento pós-operatório. A histopatologia foi realizada no último dia de acompanhamento, conforme a distribuição dos animais nos grupos. Os resultados mostraram que a técnica cirúrgica é de fácil execução e possui praticidade em seu uso. O emprego da costela foi suficiente para cobertura de todos defeitos criados. O efeito estético foi excelente. Os exames radiográficos comprovaram a integração do enxerto e a avaliação histopatológica evidenciou a presença de células compatíveis com a viabilização da técnica proposta. Sendo possível então o uso de enxerto autógeno de costela para reconstrução de defeito criado experimentalmente em dorso nasal de cães.

Efeito do chá preto sobre a carcinogênese esofágica induzida por dietilnitrosamina em camundongo

o câncer de esôfago prossegue uma doença de distribuição mundial que, em áreas de maior risco, está relacionada a hábitos regionais, em particular alimentares. No sul do Brasíl, da Argentina e do Uruguai, há zonas de maior incidência, relacionada ao uso de tabaco, de álcool, de churrasco (comida típica) e de uma infusão de erva-mate, chamada chimarrão, bebida a temperaturas elevadas. Ao uso destas infusões foiatribuido no passado um grande poder carcinogênico, que parece estar mais relacionado a irritação térmica do esôfago do que às suas propriedades químicas. Gradativamente, no entanto, algumas destas ervas e chás, têm demonstrado uma apreciável capacidade inibidora da carcinogênese, que poderia ser empregada na quimioprofilaxia do câncer em diversas regiões, devido à grande aceitação de seu consumo. No presente trabalho, visando avaliar o efeitos do chá preto sobre a carcinogênese esofágica experimental, foi utilizado o método de RUBlO (1987), que emprega a indução tumoral do esôfago pela administração oral de dietilnitrosamina (DEN), aplicado a uma população de 120 camundongos fêmeas durante 160 dias. Os animais foram distribuidos em 2 grupos controles (6 animais cada) e 3 grupos de tratamento (36 animais cada), nestes últimos foi efetuada a indução tumoral com dietilnitrosamina (DEN) em concentração de 0,04ml/L e, a dois deles, foi administrado chá preto a 1%, de duas diferentes formas. Após 160 dias foi efetuado a eutanásia dos animais e seus esôfagos foram analisados macroscopicamente e à histopatologia. A comparação entre os resultados obtidos quanto a presença de tumores (macroscopia) e a intensidade das lesões encontradas (histopatologia) revelou uma incidência significativamente menor de tumores (p < 0,0001) e uma maior proporção de lesões de menor gravidade nos grupos que receberam chá preto (p < 0,001), em relação ao grupo que não o recebeu, revelando um acentuado efeito quimioprofilático da substância.

Zoneamento da Floresta Nacional de Brasília-DF utilizando técnicas de geoprocessamento e sensoriamento remoto

Utilizando técnicas de geoprocessamento, desenvolveu-se metodologia para avaliar e diagnosticar os impactos ambientais decorrentes do uso e ocupação do solo em áreas de Florestas Nacionais. A área teste da pesquisa foi a Floresta nacional de Brasília. No modelamento para a avaliação da perda e tolerância de solo em função de seu uso, utilizou-se das ferramentas de geoprocessamento e imagem de satélite para a solução da equação USLE. Foi possível determinar as áreas de preservação permanente e as áreas passíveis de reflorestamento, através da criação de cenários de colheita florestal, bem como as diferentes formas de manejo que devem ser adotadas em função das perdas de solo por erosão laminar. As áreas de perda de solo acima de sua tolerãncia representam 1,90% (177,44 ha) da área total da Flona. As áreas consideradas de Preservação Permanente sob o aspecto da legislação vigente e do uso atual representam 6,78% (633,46ha) de sua área total. Destes, 140,18ha (22,13%) apresentam uma cobertura vegetal do tipo campo e devem ser recuperados e convertidos em áreas com cobertura vegetal do tipo floresta, a fim de adequar-se a legislação vigente como também minimizar os processos erosivos que possam comprometer os cursos d'água. A área passível de implantação de floresta corresponde a 8.712,82 ha (93,22%), onde 5.642,48 ha (64,76%) podem ser manejados a corte raso e 3.070,34 hectares (32,24%) devem ser manejados a corte seletivo, para que não haja comprometimento do solo devido às perdas por erosão laminar.

Integração de dados por meio de geoprocessamento, para a elaboração de mapas geotécnicos, análise do meio físico e suas interações com a mancha urbana : o caso de Porto Alegre (RS)

A elaboração de diagnósticos e a tomada de decisões sobre o meio físico, com a finalidade de estabelecer diretrizes para a ocupação racional do solo, são cada vez mais prementes, especialmente, no que diz respeito ao direcionamento da expansão urbana para áreas mais favoráveis. Da mesma forma, a facilidade de acesso aos parâmetros geotécnicos de uma região constituí um inestimável recurso nas etapas preliminares dos projetos de Engenharia, no planejamento de atividades extrativas e nos programas de preservação ambiental. A cartografia geotécnica, nesse sentido, tem sido um dos instrumentos mais eficientes para a avaliação do meio físico nas últimas décadas. Entretanto, o desenvolvimento de um mapa geotécnico requer a análise de um grande número de informações que precisam ser tratadas e combinadas com rapidez. Esta tese apresenta uma metodologia para a integração de dados, por meio da ferramenta básica geoprocessamento, visando agilizar, na fase de escritório, a elaboração de mapas geotécnicos e a análise de determinados aspectos do meio físico sob o ponto de vista da Geotecnia, bem como suas interações com a mancha urbana existente. A área teste escolhida é o município de Porto Alegre (RS) situado na porção leste do estado do Rio Grande do Sul, à margem esquerda do Lago Guaiba, cuja paisagem é marcada pela diversidade de cenários naturais formados por terrenos de coxilhas, morros, cristas, lagos e planícies. A metodologia envolve a captura, o processamento e a integração de informações provenientes de fontes diversas como mapas temáticos, levantamento aerofotogramétrico, cartas topográficas, fotografias aéreas, imagens de satélite, boletins de sondagens SPT (Standart Penetration Test), dissertações e teses acadêmicas. Para isso, é constituída por nove etapas distintas, que utilizam: a) sistema de digitalização para a conversão de informações analógicas para o meio digital; b) modelagem digital do terreno (MDT) para o modelamento e a identificação do relevo, a determinação de declividades, o mapeamento de áreas com isodeclividades e o cálculo do fator topográfico, esse último objetivando a determinação da suscetibilidade à erosão laminar; c) técnicas de processamento e classificação de imagens orbitais para os mapeamentos das áreas inundáveis e da mancha urbana; d) Sistemas de Informações Geográficas (SIGs) para o processamento e a integração de informações georreferenciadas no computador; e) banco de dados digital para o armazenamento de dados descritivos sobre o meio físico e parâmetros geotécnicos obtidos em laboratório, sondagens e outras formas de investigação in situ. A estimativa das unidades geotécnicas é procedida com base na proposta metodológica para mapeamento geotécnico desenvolvida por Davison Dias (1995), na Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS). Além da elaboração do mapa geotécnico, a metodologia propõe a análise e o cruzamento de vários fatores do meio físico com a mancha urbana existente, ou com uma subárea pertencente à região de estudo, a geração de mapas de aptidão do solo para diferentes usos e a identificação das áreas consideradas de eventos perigosos e de risco geológico. Os principais softwares empregados são o AutoCAD@, o SURFER@, ACESS@ e o IDRISI 2.0@, desenvolvido pela Clark University, USA. Os resultados obtidos a partir da implementação da metodologia demonstraram a importância e a contribuição que a ferramenta básica geoprocessamento pode trazer aos estudos geotécnicos. Os diferentes sistemas de geoprocessamento utilizados para a manipulação e tratamento das informações espaciais mostraram-se adequados e eficientes quando aplicados na coleta, processamento e integração de dados geotécnicos. Para a área teste foram identificadas trinta e sete unidades com perfis de solos com comportamento geotécnico praticamente similar frente ao uso e à ocupação do solo, cujas informações descritivas sobre o meio físico puderam ser facilmente acessadas e visualizadas, no computador, por meio da integração banco de dados geotécnicos com Sistema de Informações Geográficas. Por outro lado, o emprego de técnicas de processamento e classificação de imagens digitais revelou-se um recurso importante para a obtenção de informações sobre o meio físico, enquanto o uso de modelagem digital do terreno (MDT) agilizou o mapeamento das declividades e o cálculo da suscetibilidade potencial à erosão laminar, além de permitir a geração do relevo em perspectiva da região estudada.

Reator Gerador de Flocos - RGF : concepção e desenvolvimento básico

O objetivo geral do presente trabalho foi a concepção e o desenvolvimento de um sistema compacto de floculação em linha, em escala semipiloto, com o aproveitamento da energia cinética do fluxo hidráulico para promover a agitação necessária à dispersão de um polímero floculante e a geração dos flocos ao longo de um reator tubular helicoidal. O sistema denominado de Reator Gerador de Flocos (RGF), foi desenvolvido para a geração de flocos aerados ou não (com o uso de um colóide de Fe(OH)3, como modelo) e uma poliacrilamida catiônica de alto peso molecular (Mafloc 490C). Foram testados 5 modelos diferentes de RGFs (variação no comprimento/volume) para a geração dos flocos em diferentes vazões de alimentação e foi selecionado o reator mais eficiente em termos de separação sólido/líquido. Os estudos de avaliação da eficiência de floculação do RGF foram realizados comparativamente através da caracterização dos flocos formados e do comportamento dos flocos numa etapa posterior de separação sólido/líquido. Nos ensaios de geração de flocos não aerados foram medidos o tempo de sedimentação, a turbidez do sobrenadante e o volume sedimentado em cone Imhoff. Ainda, análise fotográfica possibilitou a medição do tamanho dos flocos não aerados e através da correlação logarítmica com a massa dos mesmos, foi possível determinar a dimensão fractal (dF) destes flocos de Fe(OH)3. A eficiência na geração de flocos aerados no RGF com o emprego de microbolhas (diâmetros inferiores a 70 mm) foi avaliada através da velocidade de ascensão dos flocos em uma célula cilíndrica fixa à uma coluna de flotação posterior ao RGF. Estudos de caracterização do regime hidráulico do reator com o emprego de traçadores (azul de metileno) e a determinação do gradiente de velocidade (G) e do número de Reynolds (Re) foram realizados. A curva de resposta do traçador apresentou um pico intenso e estreito, no perfil de velocidade investigado (3L.min-1), caracterizando um fluxo do tipo pistão para o RGF. Ainda, um regime turbulento (Re > 5000) e um G de 1420 s-1 foram determinados. O RGF 3 (modelo 3, com 12m/1,2 L) apresentou a melhor eficiência na geração dos flocos, com e sem o emprego de microbolhas. Nos ensaios de sedimentação, os melhores resultados em termos de velocidade de separação foram obtidos nas seguintes condições experimentais: 4 L.min-1 de vazão de alimentação, 5 mg.L-1 de Mafloc 490C, atingindo velocidade da ordem de 19 m.h-1, turbidez residual de 1 NTU, e volume de sólidos sedimentáveis de 7 mL.L-1. As análises fotográficas permitiram estimar flocos com diâmetros num intervalo entre 400 e 2000 mm. A partir do emprego da equação de sedimentação para fluxo laminar de Stokes, foi constatado o decréscimo da densidade flocos de Fe(OH)3 com o aumento do tamanho dos mesmos, atingindo um valor médio de 1019 kg.m-3. Um dF de 2,98 foi obtido, caracterizando um floco esférico, de baixa porosidade e com estrutura densa. Os melhores resultados na velocidade de ascensão dos flocos aerados foram obtidos com os seguintes parâmetros: vazão de alimentação de 2 L.min-1, concentração de 5 mg.L-1 de Mafloc 490C, sendo obtidas velocidades na ordem de 112 m.h-1. Esses flocos aerados ascendem com velocidades equivalentes à bolhas com diâmetros entre 185 e 240 mm (D50 entre 30-70 mm para as microbolhas individuais e isoladas). A alta velocidade de separação sólido/líquido obtida nos estudos com flocos aerados comparativamente com os flocos não aerados mostram claramente a viabilidade de emprego das microbolhas na separação por floculação- flotação (flutuação). Os resultados obtidos permitem prever um elevado potencial de aplicação em nível industrial do RGF, principalmente por apresentar um baixo tempo de residência, ausência de partes móveis (agitadores), pequena área ocupada, uma mistura do tipo pistão (ideal para floculação), ausência de curto-circuitos ou zonas mortas e um crescimento uniforme com elevada cinética na geração dos flocos.

Desenvolvimento de uma metodologia para planejamento urbano, utilizando técnicas de sensoriamento remoto, modelagem numérica do terreno (MNT) e sistemas de informações geográficas (SIG)

o monitoramento da expansão das áreas urbanas e a análise da sua interação com o meio físico têm sido um grande desafio para os técnicos de planejamento urbano. No Brasil, em especial, dada a velocidade com que o fenômeno se processa e graças a um crescimento desordenado das cidades nas últimas décadas, esses estudos, que envolvem um elevado número de informações, tem exigido decisões e diagnósticos urbanos cada vez mais rápidos. Esta dissertação propõe uma metodologia para o planejamento racional do uso do solo urbano através do emprego integrado de tecnologias recentes como Sistema de Informações Geográficas (SIG), Modelagem Numérica do Terreno (MNT) e Sensoriamento Remoto através de imagens orbitais. Para isso, são implementados no SIG desenvolvido pelo INPE dados provenientes de cartas topográficas, de mapas temáticos do meio físico e de imagens orbitais LANSAT/TM da região estudada. A partir desses dados iniciais são geradas, também num SIG, outras informações com objetivo de estudar a evolução da área urbana, identificar áreas com suscetibilidade preliminar à erosão laminar, áreas com restrição ao uso urbano e áreas de eventos perigosos e riscos. o trabalho apresenta inicialmente uma revisão bibliográfica sobre a aplicação de Sensoriamento Remoto, Modelagem Numérica do Terreno (MNT) e Sistema de Informações Geográficas (SIG) em estudos urbanos. Segue-se a conceituação e aspectos teóricos dessas três ferramentas básicas utilizadas. A metodologia propriamente dita traz os planos de informações originais e as suas respectivas fontes de informações, os processos de classificação de imagens digitais empregados e os modelos de cruzamentos desenvolvidos para um SIG. A área teste escolhida é a sub-bacia do Arroio Feijó, localizada na região metropolitana de Porto Alegre, na porção centro-leste do Estado do Rio Grande do Sul. A região é caracterizada por uma elevada densidade populacional, pela presença de áreas inundáveis e pela ocorrência de processos eroslVOS. Os resultados mostram que a metodologia proposta é adequada e eficiente para agilizar as atividades de planejamento urbano, subsidiando a elaboração de Planos Diretores de Desenvolvimento Integrado e orientando o crescimento das cidades para regiões mais favoráveis. Além disso, contribui para a prevenção de parcela dos riscos e problemas geotécnicos relacionados ao meio físico nas áreas urbanas.

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.