Modelagem e simulação da desidratação osmótica em pedaços de abacaxi utilizando o método de elementos finitos

Water loss and sugar gain were modelling during the osmotic dehydration process of pieces of pineaplle. The transfer of solute to the fruit and the water to the solution was based on Fick's 2nd law. The three dimensional model was solved by the finite element method with the usage of the software COMSOL Multiphysics 3.2. The main and cross diffusion coefficients and the Biot number were determined on the simulation and the deviation between the experimental and the simulated data were 4,28% to sucrose and 1,66 to the water.

Modelagem de máquina pneumática recolhedora de frutos de café em terreiro usando análise por elementos finitos

Teve-se o objetivo de desenvolver um modelo matemático por meio de análise de elementos finitos, utilizando o programa computacional ANSYS®, versão 5.7, para otimizar o projeto de máquina recolhedora de frutos de café no terreiro. A modelagem da máquina foi realizada com base no levantamento das características aerodinâmicas dos frutos de café e da vazão de ar necessária para o transporte pneumático dos frutos. Foram obtidas, experimentalmente, as pressões estáticas nos dutos da máquina, sendo esses valores comparados com os resultados determinados pelo programa ANSYS, no intuito de validar o modelo. Com base nos resultados numéricos obtidos, concluiu-se que a modelagem desenvolvida apresentou resultados próximos aos determinados experimentalmente, obtendo erro relativo médio nos valores simulados de pressão de 9,2%. Por meio da modelagem, identificaram-se faixas de pressão que dificultariam o transporte pneumático dos frutos de café em alguns pontos da máquina. Esses problemas foram corrigidos e, com isso, o fluxo de ar proporcionado pelo ventilador foi suficiente para succionar os frutos de café no terreiro e transportá-los para dentro do reservatório da máquina. A modelagem desenvolvida atendeu às necessidades propostas no trabalho para o recolhimento dos frutos de café utilizando transporte pneumático eficientemente.

Validação de um modelo de cálculo por elementos finitos do chassi de uma semeadora de quatro linhas

O comportamento estrutural estático de um chassi experimental de semeadora de quatro linhas para agricultura familiar foi testado, utilizando-se da técnica numérica de Análise de Elementos Finitos, onde se levou em consideração os esforços a que a máquina em questão estaria sujeita, quando suspensa do chão, pelos três pontos de engate do trator. Para a validação do modelo usado pelo software SolidWorks Simulation, submeteu-se um protótipo em escala real do chassi a carregamentos de forças verticais, a fim de comparar os deslocamentos reais da estrutura com os deslocamentos calculados pelo software. Dois estudos foram feitos do modelo para o cálculo dos deslocamentos da estrutura: no primeiro, não foram incluídos os suportes dos engates dos três pontos no cálculo, e os deslocamentos medidos não foram comparáveis com os calculados. No segundo estudo, quando foram incluídos os engates no cálculo, verificou-se que os resultados foram comparáveis com os obtidos na prática. Concluiu-se, portanto, que o segundo estudo é válido e que os cálculos da estrutura do chassi que foram realizados pelo software são confiáveis.

Difusão do cloreto de sódio no processo de salga de queijos: modelagem matemática com o emprego do método de elementos finitos

A transferência de um soluto (cloreto de sódio), através de uma matriz sólida tridimensional (queijo) foi estudada aplicando-se o método de elementos finitos. A formulação variacional (Galerkin) do problema diferencial (modelo de difusão) teve como base teórica a 2ª lei de Fick. Os procedimentos para integração no tempo foram o de Crank-Nicolson e o de Euler-modificado, que foram escolhidos por apresentarem estabilidade incondicional. O programa computacional desenvolvido mostrou-se versátil para resolver situações de amostragem em condições mais realistas e pode ser aplicado para geometrias complexas. O modelo proposto permitiu uma boa estimativa do ganho de sal no queijo, usando um coeficiente de difusão cujo valor pode ser obtido por extrapolação de dados experimentais. A aplicação do método numérico (MEF), com o esquema de Crank-Nicolson, na simulação da difusão do cloreto de sódio na salga de queijos, mostrou boa aproximação quando os resultados foram comparados com os valores experimentais encontrados na literatura especializada.

Simulação computacional aplicada ao desenvolvimento de embalagens para bananas

Este trabalho propõe um método de projeto de embalagem para produtos hortícolas, buscando uma otimização integrada dos aspectos geométricos, estruturais e térmicos, ligados à facilitação do resfriamento e armazenamento refrigerado. Para o dimensionamento e otimização estrutural, foi utilizado o Método dos Elementos Finitos implementado pelo programa ANSYS, obtendo-se oito modelos virtuais de embalagens, com 10% e 14% de área efetiva de aberturas e geometria quadrada, retangular e circular. Para o desenvolvimento dos experimentos, que avaliaram a relação da área de aberturas com o tempo de sete-oitavos de resfriamento, foram construídos protótipos de tábuas de madeira (Pinnus elliotti) de reflorestamento. Nas embalagens, foram acondicionados aproximadamente 13 kg de banana variedade Nanica (Musa cavendishii, cultivar nanica), resfriada num túnel de ar forçado (vazão de ar de 0,32 m³ s-1, temperatura de 8,0±1,2ºC e umidade relativa de 84,5±2,6%). O tempo de resfriamento também foi comparado com aquele obtido quando a mesma quantidade de frutas foi resfriada em embalagens de papelão (2,5% de área efetiva de abertura) e madeira (18% de área efetiva de abertura). Os resultados demonstraram que, entre os protótipos propostos, não houve diferença significativa no tempo de resfriamento dos frutos acondicionados nas embalagens desenvolvidas, sendo o tempo médio de resfriamento de 40,71±2,81 min. Na comparação com as embalagens de papelão e madeira, houve diferenças significativas, sendo que as embalagens comerciais tiveram tempos de resfriamento de 1,25 e 2 vezes maiores. Concluiu-se que a simulação estrutural computacional, aliada a algoritmos de otimização, além de procedimentos experimentais ligados à cadeia do frio, são recursos promissores no auxílio de projetos para embalagens de transporte de produtos hortícolas.

Modelagem computacional do fluxo unidimensional de água em meio não saturado do solo

O estudo do fluxo de água em zonas não saturadas do solo é de grande importância para pesquisas relacionadas à disponibilidade hídrica para o desenvolvimento das plantas. Devido ao alto custo, ao tempo demandado e ao esforço humano nas investigações de campo, os modelos matemáticos, aliados às técnicas numéricas e avanços computacionais, constituem-se em uma ferramenta importante na previsão desses estudos. No presente trabalho, objetivou-se solucionar a equação diferencial parcial não linear de Richards mediante a aplicação do Método de Elementos Finitos. Na aproximação espacial, foi empregada a adaptatividade com refinamento "h" na malha de elementos finitos e, na derivada temporal, foi aplicado o esquema de Euler Explícito. A função interpolação polinomial utilizada foi de grau 2, e a que garantiu a conservação de massa da estratégia de adaptação. Para a validação do modelo, foram utilizados dados disponíveis em literatura. A utilização da função interpolação polinomial de grau 2 e o refinamento "h", com considerável redução do tempo de execução da rotina computacional, permitiram uma boa concordância do modelo em comparação a soluções disponíveis na literatura.

Emprego de ferramentas numéricas na avaliação do módulo de elasticidade em vigas roliças de madeira

Vigas são elementos estruturais encontrados na maioria das construções civis. Dentre os materiais de engenharia, destaca-se a madeira, por ter resistência mecânica satisfatória aliada a baixa densidade. A madeira roliça apresenta-se como boa solução na confecção de vigas, uma vez que não precisa ser processada, como é o caso da madeira serrada. O projeto de elementos estruturais de madeira requer o conhecimento de suas propriedades físicas e mecânicas, obtidas segundo as premissas de documentos normativos. Em se tratando da madeira roliça, os documentos normativos nacionais que tratam da determinação das propriedades de resistência e rigidez estão vigentes há mais de vinte anos sem revisão técnica. De forma geral, tanto as normas nacionais como as internacionais idealizam geometria troncocônica para as peças roliças de madeira, implicando equações simplificadas incapazes de prever a influência das irregularidades da forma na determinação do módulo de elasticidade longitudinal. Este trabalho objetiva avaliar a influência das irregularidades da geometria em peças roliças de madeira Corymbia citriodora e Pinus caribaea no cálculo do módulo de elasticidade longitudinal. Para tanto, utilizou-se do ensaio de flexão estática a três pontos, considerando também um modelo matemático simplificado, assumindo seção circular constante para a forma do elemento. As irregularidades das peças são consideradas nos modelos numéricos, constituídos de elementos finitos de barra e tridimensionais. Os resultados encontrados revelam equivalência estatística entre os módulos de elasticidade para ambas as formas de cálculo, indicando ser plausível a consideração de seção circular constante para as peças de madeira aqui avaliadas.

Tensões aplicadas no solo pelas diferentes pressões do pneu de um trator agrícola

RESUMO A distribuição das tensões provocadas por rodados das máquinas agrícolas é dependente da carga da roda e da pressão interna do pneu, bem como das condições do solo. O objetivo do presente trabalho consistiu em avaliar numericamente a distribuição dos deslocamentos e das tensões atuantes em um solo coletado no Estado do Ceará, provocada pela passagem de um trator agrícola. O peso individual do pneu traseiro (dimensões 18.4-34 R1) em que foi medida a área de contato do pneu com o solo era de 17,1 kN. Nas análises numéricas, baseadas no método dos Elementos Finitos, foram considerados diferentes valores da pressão interna do pneu (96,5 kPa, 124,0 kPa, 151,0 kPa e 179,0 kPa) com suas respectivas áreas de contato (0,2256 m2, 0,1660 m2, 0,1522 m2 e 0,1393 m2). A partir dos resultados obtidos, verificou-se que as tensões verticais encontradas na superfície do solo foram aproximadamente iguais às pressões de inflação dos pneus. A menor pressão provocou a menor tensão no solo, demonstrando a importância da redução das pressões na diminuição da compactação do solo até profundidades de 0,30 m. As maiores pressões causaram as maiores deformações no solo provocadas pela diminuição da área de contato pneu/solo. Ficou evidente neste estudo que é necessário buscar soluções para reduzir as pressões de trabalho de forma a causar menor compactação superficial do solo devido às tensões verticais e horizontais.

Formulação probabilística para análise de tabuleiros de pontes rodoviárias com irregularidades superficiais

Apresenta-se uma metodologia de análise com o objetivo de avaliarem-se os efeitos de irregularidades superficiais no tabuleiro sobre o comportamento de pontes rodoviárias submetidas à passagem de veículos. A resposta do sistema veículo-estrutura é obtida no domínio da freqüência segundo modelo probabilístico. Simula-se o tabuleiro das pontes com modelo de elementos finitos unidimensionais com massas discretizadas nos nós, o veículo por um sistema de massas, molas e amortecedores, e as irregularidades da pista são definidas por modelo não-determinístico com base na densidade espectral do perfil do pavimento. O carregamento é constituído por uma sucessão infinita de veículos igualmente espaçados deslocando-se com velocidade constante sobre o tabuleiro e a atenção é concentrada na fase permanente da resposta do sistema. Deduzem-se as expressões das densidades espectrais dos elementos da resposta a partir da densidade espectral do perfil irregular do pavimento e integram-se numericamente tais expressões para se chegar às médias quadráticas desses elementos. Observa-se a resposta do modelo matemático, com base em uma ponte rodoviária de concreto armado simplesmente apoiada, com seção tipo caixão e inércia constante, em termos de deslocamentos e esforços nas seções onde ocorrem os efeitos máximos. As conclusões versam sobre a adequação da metodologia desenvolvida e do modelo matemático empregado.

Filosofia aberta, modelos de negócios e agências de fomento: elementos essenciais a uma discussão sobre o acesso aberto à informação científica

Com o objetivo de fomentar discussões a respeito da questão do acesso aberto à informação científica, o trabalho discorre sobre uma "filosofia aberta", a qual se refere ao movimento em direção ao uso de ferramentas, estratégias, metodologias e políticas que denotem um novo modelo de representar o processo de comunicação científica - especialmente no que concerne à publicação -, ao mesmo tempo em que serve de base para interpretá-lo. Esse novo modelo tem como fundamento a preocupação crescente com a disponibilidade, ao maior número possível de interessados, do conhecimento gerado como resultado tanto de pesquisas científicas (conhecimento científico) como da ação do homem na sociedade (herança cultural). O texto centra o foco nas questões relacionadas somente com o acesso aberto ao conhecimento científico. Nesse sentido, discorre sobre três questões: as principais iniciativas internacionais sobre acesso aberto; os novos modelos de negócios para o periódico científico, em resposta a essas iniciativas; e o papel que agências de fomento têm nesse contexto, com vistas a validar esses novos modelos. Introduz na discussão a questão das diferenças disciplinares, determinadas pelos padrões de comunicação das comunidades científicas, no que concerne à geração, disseminação e uso da informação. Conclui com uma análise breve dos impactos que o movimento em favor do acesso aberto provoca sobre os principais atores da comunicação científica, nomeadamente, universidades e seus pesquisadores, editores científicos e agências de fomento.

Novos modelos de governo na universidade pública em Portugal e competitividade

Em setembro de 2007, o novo regime jurídico das Instituições de Ensino Superior (RJIES), Lei nº 62/2007, de 10 de setembro, introduziu um novo enquadramento de opções de modelos e estruturas de governação nas Instituições de Ensino Superior (IES) em Portugal. O ambiente externo de mudança, comum no contexto europeu, onde as IES adaptam suas acções estratégicas aos desafios da "Declaração de Lisboa", está na ordem do dia. O quadro de opções sobre modelos de governo e de gestão, que são cada vez mais discutidos numa perspectiva de competitividade, permite vantagens e reduz desvantagens comparativas em face das instituições privadas. Se, no contexto europeu, a concepção e o desenho de modelos de governo estão geralmente a convergir, esbatendo as diferenças entre o modelo de gestão das instituições privadas e públicas, em que medida a implementação dos modelos provoca mudanças visíveis no imediato em nível institucional? Em Portugal, a maioria das IES públicas optou pelo modelo tradicional, tendo visto já seus estatutos homologados e publicados em Diário da República. Apenas três instituições optaram pelo modelo fundacional. A presente investigação institucional visa analisar, a partir da metodologia de Clark, as alterações introduzidas nas IES públicas ao nível operacional e de gestão, no sentido de uma universidade empreendedora. Para o efeito, o estudo baseia-se na análise das opções institucionais que as IES enfrentam, ou seja, na possibilidade de escolha entre o tradicional quadro jurídico (direito público) e um novo quadro legal e organizacional (fundações públicas a operar sob o direito privado), a partir da análise dos estatutos entretanto já adotados. Pretende-se ainda integrar a perspectiva do olhar dos elementos externos que passaram recentemente, por via da lei, a integrar os órgãos máximos de governação das universidades públicas: os Conselhos Gerais. Neste artigo vamos efetuar uma análise crítica aos modelos de governo previstos em cada um dos estatutos das IES públicas, não deixando de fazer referência ao modelo fundacional.

Predominância ou coexistência?: modelos de administração pública brasileira na Política Nacional de Habitação

No Brasil, identifica-se que a administração pública tem sido conduzida ao longo dos anos por diferentes modelos de gestão: patrimonialista, burocrático, gerencial e societal, cada qual representando determinado contexto histórico, econômico e político. Este artigo verifica quais elementos desses modelos predominam na administração pública brasileira, tendo como objeto de análise a Política Nacional de Habitação e suas etapas no ciclo político. Constata-se que essa política pública é marcada pelo hibridismo de elementos característicos dos modelos de administração pública burocrático, gerencial e com predominância do modelo societal, por se tornar evidente em todas as etapas do ciclo político analisadas.

Integração e continuidade do cuidado em modelos de rede de atenção à saúde para idosos frágeis

Foi realizada revisão crítica da literatura sobre modelos que tenham avaliado a efetividade de redes assistenciais integradas e coordenadas para a população idosa. Foram pesquisadas as seguintes bases bibliográficas: Pubmed, The Cochrane Library, Lilacs, Web of Science, Scopus e SciELO. Doze artigos sobre cinco modelos diferentes foram incluídos para a discussão. A análise da literatura mostrou que a prestação de serviços pautava-se na atenção básica incluindo serviços domiciliares. Os usuários contavam com a integração de atenção primária, hospitalar, centros dia, serviços domiciliares e serviços sociais. O plano de cuidados e a gestão de caso foram elementos chaves para a continuidade de cuidado. Essa abordagem mostrou-se efetiva nos estudos, reduzindo o uso da atenção hospitalar, o que resultou em economia para o sistema financiador. Houve redução da prevalência de perda funcional, melhora na satisfação e na qualidade de vida dos usuários e de seus familiares. A análise da literatura reforça a necessidade de se modificar a abordagem de assistência à saúde dos idosos, e a integração e coordenação dos serviços são formas eficientes para iniciar essa mudança.