Análise histológica, histométrica e fractal de enxerto ósseo autógeno, em elevação de seio maxilar: estudo clínico

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Estudo comparativo dos resultados de enxertos de vidro bioativo e osso autógeno, associados ou não ao plasma rico em plaquetas, em seio maxilar de coelho: análise fractal, densitométrica e histomorfométrica

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Análise fractal de fraturas em regime linear elástico: modo I de carregamento

For the development of this graduate work of fractal fracture behavior, it is necessary to establish references for fractal analysis on fracture surfaces, evaluating, from tests of fracture tenacity on modes I, II and combined I / II, the behavior of fractures in fragile materials, on linear elastic regime. Fractures in the linear elastic regime are described by your fractal behavior by several researchers, especially Mecholsky JJ. The motivation of that present proposal stems from work done by the group and accepted for publication in the journal Materials Science and Engineering A (Horovistiz et al, 2010), where the model of Mecholsky could not be proven for fractures into grooved specimens for tests of diametric compression of titania on mode I. The general objective of this proposal is to quantify the distinguish surface regions formed by different mechanisms of fracture propagation in linear elastic regime in polymeric specimens (phenolic resin), relating tenacity, thickness of the specimens and fractal dimension. The analyzed fractures were obtained from SCB tests in mode I loading, and the acquisition of images taken using an optical reflection microscope and the surface topographies obtained by the extension focus method of reconstruction, calculating the values of fractal dimension with the use of maps of elevations. The fractal dimension was classified as monofractal dimension (Df), when the fracture is described by a single value, or texture size (Dt), which is a macroscopic analysis of the fracture, combined with the structural dimension (Ds), which is a microscopic analysis. The results showed that there is no clear relationship between tenacity, thickness and fractal values for the material investigated. On the other hand it is clear that the fractal values change with the evolution of cracks during the fracture process ... (Complete abstract click electronic access below)

Comportamento fractal de superfície da zona de estiramento em aço 300M temperado

Fracture surfaces are the fracture process marks, taht it is characterized by energy release guieded by failure mode. The fracture toughness express this energy em stress and strain terms in pre-cracked samples. The strectch zone is the characteristic region forms by the transition of fatigue fracture and final fracture and it width demonstrate the relation with failure energy release.The quantitative fractography is a broadly tool uses in failure surfaces characterization that it can point to a material’s aspect or a fracture process. The image processing works like an investigation tool, guinding a lot of studies in this area. In order to evaluate the characterization effectivity and it respectivity studies, it used 300M steel that it was thermal treated by an aeronautical process known and it characterized by tensile test and energy dispersive spectroscopy (EDS). The tensile test of this material, made by ASTM E8, allowed the head treatment effectivity confirmation, beyond of mechanics porperties determination. The EDS confirmed the material composition, beyond of base the discussion about fracture mechanism presence. The fracture toughness test has also made, that it works to obtain the fracture surfeaces studies below self-similarity and self-affinity approaches. In front of all the exposed it was possible to conclude that the fractal dimension works like a study parameter of fracture process, allowinf the relation of their values with changes in thickness, which interferes directly in material’s behaviour in fracture toughness approach

Comportamento fractal de superfícies de fadiga em ligas aeronaúticas

Fracture surfaces express sequences of events of energy release with crack propagation in metal alloys, the evolution of topographic features can indicate the lines of load action, failures during the use or processing. The quantitative fractography is an important tool in the study of fracture surfaces, because it allows their interpretation and characterization. In order to evaluate the effectiveness of the characterization of fracture surfaces grounded on concepts such as selfsimilarity and self-affinity, it used the 15-5PH steel that was characterized by metallographic and tensile tests. The metallography allows the microstructural characterization of this steel and proved the presence of the martensite phase in the slats form and a fine-grained, both in the radial and in the axial direction of the dowel. The tensile test (ASTM E8) of this material allowed the determination of the mechanical properties, so based on the obtained results it was possible to affirm that the 15-5PH steel has high mechanical properties and a good stretch. Besides, the specimens also underwent testing of crack propagation, standardized by ASTM E647-00, thus it was obtained the fracture surfaces for characterization under monofractal and multifractal approaches. In front of all the exposed it was possible to conclude that in all measurements the correlation between the crack tip position and the fractal dimension was established in accordance with changes in the thickness and in the fracture micromechanisms presents. Furthermore, the multifractal approach was more sensitive to these variations allowing a more detailed characterization of the morphology

Correlation of Fractal Dimension with Histomorphometry in Maxillary SinuLifting Using Autogenous Bone Graft

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Aplicações médicas das abordagens complexas não lineares: a geometria fractal do EEG

Pós-graduação em Saúde Coletiva - FMB

Fluxo de fluído através de um meio poroso fractal desordenado. Análise das tensões de cisalhamento e efeito de escala na estimativa das forças viscosas

In this work we have investigated some aspects of the two-dimensional flow of a viscous Newtonian fluid through a disordered porous medium modeled by a random fractal system similar to the Sierpinski carpet. This fractal is formed by obstacles of various sizes, whose distribution function follows a power law. They are randomly disposed in a rectangular channel. The velocity field and other details of fluid dynamics are obtained by solving numerically of the Navier-Stokes and continuity equations at the pore level, where occurs actually the flow of fluids in porous media. The results of numerical simulations allowed us to analyze the distribution of shear stresses developed in the solid-fluid interfaces, and find algebraic relations between the viscous forces or of friction with the geometric parameters of the model, including its fractal dimension. Based on the numerical results, we proposed scaling relations involving the relevant parameters of the phenomenon, allowing quantifying the fractions of these forces with respect to size classes of obstacles. Finally, it was also possible to make inferences about the fluctuations in the form of the distribution of viscous stresses developed on the surface of obstacles.

Avaliação da caracterização de lesões em mamografia com recurso a sistemas CAD (Diagnóstico Assistido por Computador)

Mestrado em Radiações Aplicadas às Tecnologias da Saúde. Área de especialização: Imagem Digital com Radiação X.

Avaliação da caracterização de lesões em mamografia com recurso a sistemas CAD (Computer-Aided Diagnosis)

Os sistemas Computer-Aided Diagnosis (CAD) auxiliam a deteção e diferenciação de lesões benignas e malignas, aumentando a performance no diagnóstico do cancro da mama. As lesões da mama estão fortemente correlacionadas com a forma do contorno: lesões benignas apresentam contornos regulares, enquanto as lesões malignas tendem a apresentar contornos irregulares. Desta forma, a utilização de medidas quantitativas, como a dimensão fractal (DF), pode ajudar na caracterização dos contornos regulares ou irregulares de uma lesão. O principal objetivo deste estudo é verificar se a utilização concomitante de 2 (ou mais) medidas de DF – uma tradicionalmente utilizada, a qual foi designada por “DF de contorno”; outra proposta por nós, designada por “DF de área” – e ainda 3 medidas obtidas a partir destas, por operações de dilatação/erosão e por normalização de uma das medidas anteriores, melhoram a capacidade de caracterização de acordo com a escala BIRADS (Breast Imaging Reporting and Data System) e o tipo de lesão. As medidas de DF (DF contorno e DF área) foram calculadas através da aplicação do método box-counting, diretamente em imagens de lesões segmentadas e após a aplicação de um algoritmo de dilatação/erosão. A última medida baseia-se na diferença normalizada entre as duas medidas DF de área antes e após a aplicação do algoritmo de dilatação/erosão. Os resultados demonstram que a medida DF de contorno é uma ferramenta útil na diferenciação de lesões, de acordo com a escala BIRADS e o tipo de lesão; no entanto, em algumas situações, ocorrem alguns erros. O uso combinado desta medida com as quatro medidas propostas pode melhorar a classificação das lesões.

Presença e influência dos contraiões em filmes automontados

Dissertação apresentada para obtenção do Grau de Doutor em Engenharia Física, especialidade de Engenharia de Superfícies, pela Universidade Nova de Lisboa, Faculdade de Ciências e Tecnologia

Propriedades cristalográficas de caulinitas de solos do ambiente tabuleiros costeiros, Amazônia e Recôncavo Baiano

Grande parte das propriedades e características dos solos estão relacionadas à quantidade e ao tipo de mineral na fração argila. Os objetivos deste trabalho foram caracterizar a fração argila e estudar as características cristalográficas das caulinitas de solos vermelhos e amarelos, visando ao entendimento das relações desse mineral com as características e propriedades dos solos dominantes na região dos Tabuleiros Costeiros e mais interioranos do Brasil. Para isso, determinou-se a relação argila grossa/argila fina e foram realizadas análises mineralógicas (qualitativa e quantitativa) por meio de DRX e aplicação do método Rietveld; caracterização espectral por ERD, para determinação da relação hematita/goethita; estimativa de propriedades cristalográficas (tamanho e microtensões), por DRX e utilizando modelos matemáticos; da superfície específica, por BET-N2; da fractalidade; do grau de desordem estrutural, por diversos índices; e análises de microscopia eletrônica de transmissão. Os resultados permitiram as seguintes conclusões: (a) a quantificação dos minerais de argila pelo método Rietveld revelou predomínio marcante das caulinitas em todos os solos estudados; (b) a análise dos espectros de DRX, aplicando-se o método Rietveld, sugere a coexistência de caulinitas triclínicas e caulinitas com caráter monoclínico; (c) as caulinitas menores que 0,2 µm de todos os solos foram similares em superfície específica BET-N2, dimensão média do cristalito no plano (001), grau de desordem estrutural e dimensão fractal, mas diferentes em sua morfologia, que se apresentou correlacionada com o material de origem.

Investigação para detecção automática de falhas têxteis

Este trabalho apresenta uma aplicação de Dimensão Fractal (DF) e técnicas de segmentação de imagens na inspeção industrial automática. Foi desenvolvido um sistema para a indústria têxtil objetivando a detecção de defeitos. A indústria têxtil se particulariza por ter um tipo de produção que torna inviável a utilização das técnicas de extração de características morfológiocas, usualmente empregadas em sistemas de controle de qualidade baseados na visão. Basicamente o sistema implementado compara dados obtidos de imagens digitalizadas, as características destes dados dependem do método selecionado. Dois tipos de métodos podem ser usados: métodos de segmentação e dimensão fractal. Para implementação no sistema, métodos de segmentação conhecidos foram adaptados e aperfeiçoados visando a determinação de variações em uma imagem do tecido (o que caracteriza a existência de uma falha). Na utilização da Dimensão Fractal como uma ferramenta para análise de imagens e controle de qualidade utiliza-se um algoritmo que calcula os valores de dimensão fractal de imagens em toda a região teoricamente admissível (2 <= DF <= 3). Os vários métodos foram comparados quanto a sua eficiência, precisão e aplicabilidade.

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.

Simulação de fluxo de fluidos em meios porosos desordenados uma análise de efeito de escala na estimativa da permeabilidade e do coeficiente de arrasto

The present study provides a methodology that gives a predictive character the computer simulations based on detailed models of the geometry of a porous medium. We using the software FLUENT to investigate the flow of a viscous Newtonian fluid through a random fractal medium which simplifies a two-dimensional disordered porous medium representing a petroleum reservoir. This fractal model is formed by obstacles of various sizes, whose size distribution function follows a power law where exponent is defined as the fractal dimension of fractionation Dff of the model characterizing the process of fragmentation these obstacles. They are randomly disposed in a rectangular channel. The modeling process incorporates modern concepts, scaling laws, to analyze the influence of heterogeneity found in the fields of the porosity and of the permeability in such a way as to characterize the medium in terms of their fractal properties. This procedure allows numerically analyze the measurements of permeability k and the drag coefficient Cd proposed relationships, like power law, for these properties on various modeling schemes. The purpose of this research is to study the variability provided by these heterogeneities where the velocity field and other details of viscous fluid dynamics are obtained by solving numerically the continuity and Navier-Stokes equations at pore level and observe how the fractal dimension of fractionation of the model can affect their hydrodynamic properties. This study were considered two classes of models, models with constant porosity, MPC, and models with varying porosity, MPV. The results have allowed us to find numerical relationship between the permeability, drag coefficient and the fractal dimension of fractionation of the medium. Based on these numerical results we have proposed scaling relations and algebraic expressions involving the relevant parameters of the phenomenon. In this study analytical equations were determined for Dff depending on the geometrical parameters of the models. We also found a relation between the permeability and the drag coefficient which is inversely proportional to one another. As for the difference in behavior it is most striking in the classes of models MPV. That is, the fact that the porosity vary in these models is an additional factor that plays a significant role in flow analysis. Finally, the results proved satisfactory and consistent, which demonstrates the effectiveness of the referred methodology for all applications analyzed in this study.