Utilização de métodos ópticos de correlação de imagem para a determinação da tenacidade à fractura de adesivos estruturais

Mestrado em Engenharia Mecânica

Força Muscular Isocinética após Reconstrução do Ligamento Cruzado Anterior – Influência do Tipo de Enxerto (Osso-Tendão-Osso/Isquio-Tibiais)

Introdução: É reconhecida a importância do ligamento cruzado anterior (LCA) no funcionamento normal do joelho. Em caso de rotura ligamentar, nomeadamente em desportos com marcada solicitação dos movimentos de rotação do joelho, é justificada a necessidade de reconstrução do LCA na maioria dos casos. Objetivo (s): Avaliar a influência do tipo de enxerto na reconstrução do ligamento cruzado anterior na força muscular isocinética, assim como na funcionalidade e sintomas após 6 meses. Métodos: Estudo transversal analítico, constituído por 20 indivíduos voluntários do sexo masculino, que haviam sido submetidos a uma ligamentoplastia do cruzado anterior, pelo mesmo cirurgião, seguido de uma intervenção individualizada por um fisioterapeuta. Em 10 indivíduos, o procedimento cirúrgico foi realizado com enxerto do tendão rotuliano (grupo OTO), e nos restantes 10 com enxerto do semitendinoso e gracilis (grupo STG). Como forma de avaliar a Força Muscular Isocinética (Peak Torque, Trabalho Total Muscular, ratio Isquiotibiais/Quadricipite), foi utilizado o Dinamómetro Isocinético Biodex. A avaliação foi efectuada apenas aos 6 meses após o procedimento cirúrgico. Para observação da funcionalidade, amplitude de movimento e sintomas, utilizou-se o questionário International Knee Documentation Committee (IKDC). Resultados: Foi possível observar que entre os grupos apenas se observaram diferenças significativas no peak torque de extensão a 180º no membro não lesado (p=0,019). Contudo, foi observada uma tendência para o grupo OTO apresentar um maior défice no peak torque e trabalho total muscular em extensão. Comparativamente ao membro contra-lateral, o membro lesado apresentou valores significativamente inferiores na maioria das variáveis ( p < 0,05). Conclusão: Após 6 meses de pós-cirúrgico com reabilitação de fisioterapia, não foi possível apontar qual o enxerto que garante uma melhor recuperação da força muscular. Aos 6 meses, ambos os grupos ainda apresentaram limitações musculares, quando comparados com o lado contra-lateral. Relativamente ao rácio isquiotibiais/quadricípite, assim como no IKDC, não se observaram diferenças entre os dois tipos de enxertos.

Estudo de reparações adesivas pela técnica de remendo embebido com reforços exteriores para aumento da resistência

As ligações adesivas têm sido utilizadas em áreas como a indústria aeroespacial, aeronáutica, de defesa, automóvel, da construção civil e das madeiras. As juntas adesivas têm vindo a substituir métodos como a soldadura, e ligações parafusadas e rebitadas, devido à facilidade de fabricação, maiores cadências de produção, menores custos, facilidade em unir materiais diferentes, melhor resistência à fadiga, entre outras razões. Como tal, também se utilizam reparações adesivas para restituição da resistência de estruturas danificadas, cujas técnicas mais comuns são a sobreposição simples, sobreposição dupla e remendo embebido. As reparações por remendo embebido, que são as mais eficientes, consistem na realização de um furo cónico na zona danificada e colagem de um remendo com a forma complementar do furo, de tal forma que não é alterada a forma inicial do componente. Neste trabalho pretende-se estudar experimental e numericamente reparações adesivas por remendo embebido, nomeadamente o efeito da utilização de reforços exteriores (em um ou nos dois lados da estrutura), para diferentes ângulos de inclinação. Foi considerado um adesivo dúctil (Araldite® 2015) e outro frágil (Araldite® AV138), o que permitiu abranger processos de rotura bastante distintos. O estudo experimental é acompanhado por outro numérico no software ABAQUS®, usando modelos coesivos para a previsão numérica da resistência das reparações. O trabalho numérico permitiu o estudo das distribuições de tensões, o que possibilitou a análise detalhada dos resultados obtidos. Foi também realizado um estudo numérico de otimização das reparações por alteração da espessura dos reforços e utilização de chanfro nas extremidades dos mesmos. Nos resultados obtidos, constatou-se a adequabilidade do método numérico na previsão fiável da resistência, e também que a utilização dos reforços aumenta consideravelmente o rendimento das reparações (até 530 % e 340 % para os adesivos Araldite® 2015 e AV138, respetivamente), o que poderá justificar a sua utilização em aplicações industriais em que a perturbação aerodinâmica causada por esta alteração não seja relevante.

Análise de Integridade Estrutural de uma Flare Industrial

Para garantir que um equipamento opere com segurança e fiabilidade durante o seu ciclo de vida, desde a sua instalação ao desmantelamento, devem ser realizadas inspeções e/ou monitorizações que, dependendo dos dados recolhidos, podem implicar avaliações Fitness- For-Service (FFS) que definirão a necessidade de reparação ou alteração do equipamento ou das condições processuais. A combinação de inspeção ou monitorização com os melhores procedimentos e técnicas de avaliação atuais fazem sobressair insuficiências dos procedimentos mais antigos. Usando métodos mais avançados de avaliação, validados e suportados através de uma vasta experiência de campo, pode-se agora avaliar defeitos nos ativos (equipamentos) e determinar a adequação ao serviço com uma análise FFS. As análises FFS tornaram-se cada vez mais aceites em toda a indústria ao longo dos últimos anos. A norma API 579 - 1/ASME FFS-1: 2007 fornece diretrizes para avaliar os tipos de danos que afetam os equipamentos processuais e a norma API RP 571: 2011 descreve os mecanismos de degradação que afetam os equipamentos nas petroquímicas e refinarias, que incluem os danos por corrosão, desalinhamentos, deformações plásticas, laminações, fissuras, entre outros. Este trabalho consiste na análise de Integridade Estrutural de uma Flare Industrial que surgiu da necessidade real de análise do equipamento no âmbito da atividade profissional do candidato. O estudo realizado a nível profissional é de grande abrangência, incluindo a inspeção do equipamento, identificação da falha ou dano, recolha e registo de dados, definição de estratégia de atuação e seleção de técnicas de avaliação da condição para posterior alteração, reparação ou desmantelamento. Na presente dissertação de mestrado em Engenharia Mecânica, Ramo Construções Mecânicas, pretende-se efetuar o estudo aprofundado de uma das etapas de projeto, nomeadamente estudar a causa, avaliar a falha e implicações estruturais ou processuais devido à degradação interior do riser de uma flare, com base numa análise FFS, assumindo a operabilidade em segurança e garantindo resolutas condições de funcionamento. A presente análise FFS tem como finalidade validar ou não a integridade atual (avaliação técnica quantitativa) de modo a conhecer se o item em questão é seguro e confiável para continuar a operar em condições específicas durante um período de tempo determinado, tendo em consideração as condições verificadas no ato de inspeção e especificações de projeto, segundo os itens de verificação de segurança estabelecidos na norma EN 1990:2002/A1:2005/AC:2010 e com base na norma API 579-1/ASME FFS-1: 2007. No âmbito do presente trabalho foram realizadas as seguintes tarefas: - Identificar e analisar os mecanismos de degradação com base na norma API RP 571: 2011, face às condições processuais e geométricas que o equipamento em análise está sujeito de modo a perceber a evolução da degradação estrutural e quais as implicações na sua longevidade. - Avaliar e propor soluções de reparação e ou alterações processuais e ou geométricas do equipamento em análise de modo a permitir a continuidade em funcionamento sem afetar as condições de segurança e por conseguinte minimizar ou evitar o elevado custo económico associado a um novo equipamento e tempo de paragem processual. - Assumir limites estruturais face às condições processuais e ações externas ou adjacentes. - Garantir a segurança e qualidade da vida humana ou meio que o rodeia, do equipamento, das instalações, das infraestruturas envolventes e evitar o colapso económico, quer por motivos processuais, quer indeminizações ou agravamento do prémio do seguro. Verificou-se que os resultados serão a base para as alterações inerentes, tais como reforço estrutural, alteração da geometria do defletor, ajuste no tensionamento dos cabos e controlo da espessura mínima, de modo a alargar o período de vida útil da flare com segurança.

O contacto no acolhimento familiar de crianças e jovens: Uma avaliação actual

No campo das múltiplas interações que ocorrem no acolhimento familiar, destaca-se a relação entre a criança acolhida e a família biológica, pelo impacto que tem no desenvolvimento da criança. Esta relação gera um conjunto de ligações que pode proporcionar ou dificultar à criança a possibilidade de partilhar valores, experiências e conselhos entre aqueles dois mundos. A manutenção das relações pessoais entre os pais e a criança acolhida é um direito de ambos, exceto se contrariar o interesse superior da criança, já que o corte abrupto das relações estabelecidas interfere na organização dos vínculos futuros. O presente artigo resulta da investigação em curso, no distrito do Porto, intitulado «Contacto no acolhimento familiar: padrões, resultados e modelos de gestão», no âmbito de atuação do InEd, o Centro de Investigação e Inovação em Educação da Escola Superior de Educação do Instituto Politécnico do Porto. Este estudo tem como objetivo analisar os resultados do contacto entre a criança em acolhimento familiar e a sua família de origem, bem como as causas da sua inexistência ou cessação. Os resultados preliminares evidenciam que a maioria das crianças e jovens têm contacto com a sua família de origem, ocorrendo em quase 50% dos casos na casa da família de acolhimento, mas nem sempre com a regularidade desejada. Apesar do impacto do contacto na criança ou jovem ser muito diversificado, a maioria manifesta reações emocionais e comportamentais positivas. Por fim, apresentam se implicações para a prática dos técnicos envolvidos neste fenómeno.

Preparação de biofilmes a partir de resíduos da indústria de curtumes

A indústria dos curtumes é uma das indústrias mais antigas e tradicionais de Portugal e é também uma das mais poluentes. Esta indústria produz muitos resíduos sólidos, entre os quais, está o pelo de bovino. A valorização deste resíduo permite reduzir o impacto ambiental e aumentar a eco-eficiência da indústria dos curtumes. O pelo de bovino, rico em queratina, é um bom candidato para a produção de biofilmes. O objetivo deste trabalho foi a valorização de um resíduo de indústria de curtume (pelo de bovino) através da produção de filmes à base de queratina por termocompressão. Foi estudada a melhor formulação e as condições operatórias mais favoráveis com a finalidade de melhorar as propriedades mecânicas dos filmes. O trabalho realizado durante este projeto dividiu-se em 5 partes: preparação do material, caracterização do material, seleção do pré-tratamento, produção de filmes e caracterização dos filmes. Foram produzidos filmes para a seleção do pré-tratamento e para a respetiva caracterização. Os pré-tratamentos testados foram: tratamento com detergente, tratamento com detergente e sulfureto de sódio e, tratamento com detergente e éter de petróleo. O pré-tratamento selecionado foi o tratamento com detergente. Para a produção de filmes para a posterior caracterização, foram escolhidos 4 conjuntos de condições operatórias diferentes: 160 oC – 147 kN – 8 min – 30% glicerol; 160 oC – 147 kN – 12 min – 30% glicerol; 160 oC – 147 kN – 8 min – 40% glicerol; 160 oC – 147 kN – 12 min – 40% glicerol; identificados como Conjuntos A, B, C e D, respetivamente. Na caracterização dos filmes foram analisados vários parâmetros, nomeadamente a espessura, a permeabilidade ao vapor de água ao vapor de água, as isotérmicas de sorção, a cor, a solubilidade e as propriedades mecânicas. Também foram feitas as análises de calorimetria diferencial de varrimento (DSC) e microscopia eletrónica de varrimento (SEM). Concluiu-se que os filmes do conjunto A (160 oC – 147 kN – 8 min – 30% glicerol) tiveram um melhor desempenho apresentando espessuras médias de 0,25 0,02 mm, permeabilidade ao vapor de água ao vapor de água igual a 1,20 x 10-8 6,79 x 10-10 g/(m.s.Pa), solubilidade igual a 27,9 0,4 %, tensão de rutura média igual a 9,23 1,19 N/mm2, deformação na rutura média igual a 1,9 0,2 % e módulo de elasticidade médio igual a 554 26 N/mm2. Verificou-se um bom ajuste do modelo de GAB aos resultados experimentais. A análise DSC indicou uma temperatura de fusão aos 170 ºC para a mistura de pelo e glicerol que não se verificou nos filmes formados e indicou a temperatura de degradação do material por volta dos 240-250 ºC. A análise SEM mostrou que os filmes não estão totalmente fundidos e provou a irregularidade da superfície dos mesmos. Provou-se que é possível a produção de filmes de pelo bovino sendo ainda necessário melhorar o processo de mistura do pelo com o glicerol.

ABO System: molecular mimicry of Ascaris lumbricoides

A. lumbricoides has been associated to the ABO System by various authors. The objective was to detect ABO System epitopes in A. lumbricoides of groups O, A, B and AB patients. 28 adult parasites were obtained from children to be used as assay material. The patients ABO blood groups were determined. Extracts of A. lumbricoides [AE] were prepared by surgical remotion of the cuticle and refrigerated mechanical rupture. Agglutination Inhibition (AI) and Hemoagglutination Kinetics (HK) tests were used with the [AE]. Of the 28 [AE], eight belonged to O group patients, 15 to A group, three to B group and the remaining two to AB children. The AI Test showed A epitopes in two [AE] of group A patients and B epitopes in two [AE] of group B patients. The HK Test showed B antigenic determiners in two [AE] of group B patients and in two [AE] of group AB patients as well as A antigenic determiners in one [AE] of A group patient. Of the 28 [AE] studied in both tests B epitopes were detected in all [AE] from B and AB patients and A epitopes in three of the 15 [AE] of group A patients. The experiments carried out suggest that A. lumbricoides might absorb A and B antigens from the host, and/or modify the cuticular carbohydrates expression as a kind of antigenic mimicry.

Infective Endocarditis Complicated by Large Aortic Pseudoaneurysm after Cardiac Surgery

A 66-year-old female with Streptococcus viridans aortic and tricuspid infective endocarditis develops, during the course of antibiotic therapy, rupture of a right coronary sinus of Valsalva aneurysm to the right ventricle. An urgent cardiac surgery is preformed with implantation of a mechanical aortic prosthesis and a right coronary sinus plasty. Six months later a huge aortic pseudoaneurysm is diagnosed and she is submitted to a second uneventful surgery. A review is done for the significant features with discussion of diagnosis and therapy.

Ruptura de Aneurisma Congénito de Seio de Valsalva não Coronário para a Aurícula Direita

Apresenta-se o caso de um doente avaliado por sopro cardíaco contínuo, em que o estudo ecocardiográfico permitiu diagnosticar ruptura de aneurisma congénito do seio de Valsalva (SV) para a aurícula direita. Os autores fazem uma breve revisão sobre os aspectos clínicos desta patologia.

Rat hepatocyte invasion by Listeria monocytogenes and analysis of TNF-alpha role in apoptosis

Listeria monocytogenes, etiological agent of severe human foodborne infection, uses sophisticated mechanisms of entry into host cytoplasm and manipulation of the cellular cytoskeleton, resulting in cell death. The host cells and bacteria interaction may result in cytokine production as Tumor Necrosis Factor (TNF) alpha. Hepatocytes have potential to produce pro-inflammatory cytokines as TNF-alpha when invaded by bacteria. In the present work we showed the behavior of hepatocytes invaded by L. monocytogenes by microscopic analysis, determination of TNF-alpha production by bioassay and analysis of the apoptosis through TUNEL technique. The presence of bacterium, in ratios that ranged from 5 to 50,000 bacteria per cell, induced the rupture of cellular monolayers. We observed the presence of internalized bacteria in the first hour of incubation by electronic microscopy. The levels of TNF-alpha increased from first hour of incubation to sixth hour, ranging from 0 to 3749 pg/mL. After seven and eight hours of incubation non-significant TNF-alpha levels decrease occurred, indicating possible saturation of cellular receptors. Thus, the quantity of TNF-alpha produced by hepatocytes was dependent of the incubation time, as well as of the proportion between bacteria and cells. The apoptosis rate increased in direct form with the incubation time (1 h to 8 + 24 h), ranging from 0 to 43%, as well as with the bacteria : cells ratio. These results show the ability of hepatocyte invasion by non-hemolytic L. monocytogenes, and the main consequences of this phenomenon were the release of TNF-alpha by hepatocytes and the induction of apoptosis. We speculate that hepatocytes use apoptosis induced by TNF-alpha for release bacteria to extracellular medium. This phenomenon may facilitate the bacteria destruction by the immune system.

Dermoid Tumor of the Lateral Wall of the Cavernous Sinus

BACKGROUND: Congenital intracranial dermoid tumors are very rare. The location of these dermoid lesions in the cavernous sinus and the complexity of the operative procedure for these lesions have been noted by several authors. Dermoid tumors originating in the cavernous sinus are usually interdural, and thus blurred vision is an uncommon presentation. CASE DESCRIPTION: Herein we report the first incidental case of a cavernous sinus dermoid cyst in a 21-year-old woman. CONCLUSIONS: A literature review was done and the possible treatments and approaches for this lesion are discussed. We consider that surgical treatment is indicated in most incidental cavernous sinus dermoid lesions due to the possible symptoms related to compression or rupture leading to chemical meningitis.

Mechanical properties of chemically modified portuguese pinewood

To turn wood into a construction material with enhanced properties, many methods of chemical modification have been developed in the last few decades. In this work, mechanical properties of pine wood were chemically modified, compared and evaluated. Maritime pine wood (Pinus pinaster) was modified with four chemical processes: 1,3-dimethylol-4,5- dihydroxyethyleneurea, N-methylol melamine formaldehyde, tetra-alkoxysilane and wax. The following mechanical properties were assessed experimentally: Modulus of elasticity measured statically, stiffness stabilization efficiency in different climates (30 and 87% of relative humidity), modulus of rupture, work maximum load, impact bending strength, compression, tensile and shear strength at indoor conditions (65% of relative humidity). In both types of active principle of modification, cell wall or lumen fill, no significant changes on the bending stiffness (modulus of elasticity) were found. In the remaining properties analysed significant changes in the modified wood-material took place compared to unmodified wood control: - Cell wall modification was the most effective method to achieve high stiffness stabilization efficiency (up to 60%) and also increased compression strength (up to 230%). However, modulus of rupture, tensile, shear and the impact bending strength were reduced by both resins, but in a varying extent, where the N-methylol melamine formaldehyde endured less reduction than 1,3-dimethylol-4,5-dihydroxyethyleneurea resin. In the latter, reduction up to 60% can take place. - In the lumen fill modification: tetra-alkoxysilane has no effect in the mechanical properties. Although, a slight increase in shear strength parallel to the grain was found. Wax specimens have shown a slight increase in bending strength, compression, tensile and shear strength as well as in the absorption energy capacity.

Clinical Outcome and Morphologic Analysis after Endovascular Aneurysm Repair Using the Excluder Endograft

OBJECTIVE: Long-term follow-up after endovascular aneurysm repair (EVAR) is very scarce, and doubt remains regarding the durability of these procedures. We designed a retrospective cohort study to assess long-term clinical outcome and morphologic changes in patients with abdominal aortic aneurysms (AAAs) treated by EVAR using the Excluder endoprosthesis (W. L. Gore and Associates, Flagstaff, Ariz). METHODS: From 2000 to 2007, 179 patients underwent EVAR in a tertiary institution. Clinical data were retrieved from a prospective database. All patients treated with the Excluder endoprosthesis were included. Computed tomography angiography (CTA) scans were retrospectively analyzed preoperatively, at 30 days, and at the last follow-up using dedicated tridimensional reconstruction software. For patients with complications, all remaining CTAs were also analyzed. The primary end point was clinical success. Secondary end points were freedom from reintervention, sac growth, types I and III endoleak, migration, conversion to open repair, and AAA-related death or rupture. Neck dilatation, renal function, and overall survival were also analyzed. RESULTS: Included were 144 patients (88.2% men; mean age, 71.6 years). Aneurysms were ruptured in 4.9%. American Society of Anesthesiologists classification was III/IV in 61.8%. No patients were lost during a median follow-up of 5.0 years (interquartile range, 3.1-6.4; maximum, 11.2 years). Two patients died of medical complications ≤ 30 days after EVAR. The estimated primary clinical success rates at 5 and 10 years were 63.5% and 41.1%, and secondary clinical success rates were 78.3% and 58.3%, respectively. Sac growth was observed in 37 of 142 patients (26.1%). Cox regression showed type I endoleak during follow-up (hazard ratio, 3.74; P = .008), original design model (hazard ratio, 3.85; P = .001), and preoperative neck diameter (1.27 per mm increase, P = .006) were determinants of sac growth. Secondary interventions were required in 32 patients (22.5%). The estimated 10-year rate of AAA-related death or rupture was 2.1%. Overall life expectancy after AAA repair was 6.8 years. CONCLUSIONS: EVAR using the Excluder endoprosthesis provides a safe and lasting treatment for AAA, despite the need for maintained surveillance and secondary interventions. At up to 11 years, the risk of AAA-related death or postimplantation rupture is remarkably low. The incidences of postimplantation sac growth and secondary intervention were greatly reduced after the introduction of the low-permeability design in 2004.

Familial Abdominal Aortic Aneurysm Is Associated With More Complications After Endovascular Aneurysm Repair

OBJECTIVE: A familial predisposition to abdominal aortic aneurysms (AAAs) is present in approximately one-fifth of patients. Nevertheless, the clinical implications of a positive family history are not known. We investigated the risk of aneurysm-related complications after endovascular aneurysm repair (EVAR) for patients with and without a positive family history of AAA. METHODS: Patients treated with EVAR for intact AAAs in the Erasmus University Medical Center between 2000 and 2012 were included in the study. Family history was obtained by written questionnaire. Familial AAA (fAAA) was defined as patients having at least one first-degree relative affected with aortic aneurysm. The remaining patients were considered sporadic AAA. Cardiovascular risk factors, aneurysm morphology (aneurysm neck, aneurysm sac, and iliac measurements), and follow-up were obtained prospectively. The primary end point was complications after EVAR, a composite of endoleaks, need for secondary interventions, aneurysm sac growth, acute limb ischemia, and postimplantation rupture. Secondary end points were specific components of the primary end point (presence of endoleak, need for secondary intervention, and aneurysm sac growth), aneurysm neck growth, and overall survival. Kaplan-Meier estimates for the primary end point were calculated and compared using log-rank (Mantel-Cox) test of equality. A Cox-regression model was used to calculate the independent risk of complications associated with fAAA. RESULTS: A total of 255 patients were included in the study (88.6% men; age 72 ± 7 years, median follow-up 3.3 years; interquartile range, 2.2-6.1). A total of 51 patients (20.0%) were classified as fAAA. Patients with fAAA were younger (69 vs 72 years; P = .015) and were less likely to have ever smoked (58.8% vs 73.5%; P = .039). Preoperative aneurysm morphology was similar in both groups. Patients with fAAA had significantly more complications after EVAR (35.3% vs 19.1%; P = .013), with a twofold increased risk (adjusted hazard ratio, 2.1; 95% confidence interval, 1.2-3.7). Secondary interventions (39.2% vs 20.1%; P = .004) and aneurysm sac growth (20.8% vs 9.5%; P = .030) were the most important elements accounting for the difference. Furthermore, a trend toward more type I endoleaks during follow-up was observed (15.6% vs 7.4%; P = .063) and no difference in overall survival. CONCLUSIONS: The current study shows that patients with a familial form of AAA develop more aneurysm-related complications after EVAR, despite similar AAA morphology at baseline. These findings suggest that patients with fAAA form a specific subpopulation and create awareness for a possible increase in the risk of complications after EVAR.