Estudo do desempenho em fadiga do componente tibial metálico de um modelo de prótese total de joelho

A substituição total de uma articulação de joelho é uma técnica amplamente usada para corrigir os danos irreversíveis na juntas originais, causadas por patologias como osteoartrite e artrite reumatóide. Com o aumento número de pacientes jovens e mais ativos, a evolução na técnica da substituição da articulação total de joelho visando desempenho de longo prazo passa a ser uma demanda crítica. Portanto, na tentativa de evitar as falhas prematuras e prolongar a vida em serviço como um todo, as modificações na bandeja tibial podem produzir erros fundamentais. O design da bandeja tibial é um importante fator, porque a sua fratura pode ocorrer em função de elementos geométricos da mesma, como raios de concordância e cantos vivos. A escolha do material e do processo de fabricação também são importantes. No tocante a rota de fabricação, pode ser visto que as ligas forjadas tem o maior limite de fadiga, se comparado com as obtidas pelo processo de fundição. Entretanto, a combinação das técnicas de desenho assistido por computador (CAD), engenharia assistida por computador (CAE) e manufatura assistida por computador (CAM) podem ser uma solução rápida e barata para alcançar melhores características das bandejas tibiais. Contudo, testes pré-clínicos devem ser executados para garantir que as bandejas tibiais não falharão prematuramente devido à fadiga. As técnicas de metalografia, microdureza e espectrometria foram empregadas neste trabalho com o objetivo de caracterizar metalurgicamente a liga de aço inoxidável atualmente empregada. A rugosidade superficial foi avaliada, assim como o número de ciclos para a iniciação das trincas. Com a utilização do método de elementos finitos, verificou-se o ponto de maior tensão e, aliado ao estudo de fractografia, foi determinado o modo de falha Os resultados indicaram que o material atualmente empregado não está em conformidade com todos os requisitos das normas vigentes, de forma que um material alternativo é sugerido. Com o objetivo de melhorar a resistência à fadiga sem apresentar problemas de ordem clínica, cinco geometrias foram propostas e os resultados da análise de tensões pelo método de elementos finitos indicaram um grande potencial de aumento da vida em fadiga.

Os efeitos do treinamento de força e do treinamento em circuito na ativação e na força muscular, no consumo máximo de oxigênio e na densidade mineral óssea de mulheres pós-menopáusicas com perda óssea

O objetivo geral desse estudo foi analisar os efeitos de dois treinamentos de força diferenciados, em volume e intensidade, em algumas variáveis relacionadas à saúde da população idosa, tais como, força isométrica (FI) e dinâmica de membros superiores (FMS) e inferiores (FMI), ativação muscular do quadríceps (EMG), consumo máximo de oxigênio (VO2máx.), tempo de exaustão em esteira (TE) e densidade mineral óssea (DMO). Vinte e oito mulheres pós-menopáusicas, com perda óssea (osteoporose ou osteopenia), com e sem reposição hormonal, foram divididas em três grupos experimentais: (1) treinamento de força (GF - n=9) com intensidades entre 35 e 80% de 1RM, (2) treinamento em circuito (GC - n=10) com intensidades entre 35 e 60% de 1RM , e (3) um grupo controle (GCON - n=9). Os grupos GF e GC treinaram 3 vezes por semana durante 24 semanas, enquanto o GCON não realizou nenhum tipo de exercício físico sistemático. Em todos os grupos (GF, GC e GCON), as variáveis analisadas foram comparadas através de análise de variância (ANOVA) para medidas repetidas e, em caso de diferenças significativas, foi utilizado o teste Post-Hoc de Bonferroni. Em todas as análises, o nível de significância de p<0,05 foi considerado. Após as 24 semanas de treinamento foram observados aumentos significativos nas variáveis analisadas, somente em GF e GC. No entanto, enquanto o GF teve as variáveis FI (112 ± 18,4Nm vs. 149,8 ± 23,4Nm), FMS (7,3 ± 0,75kg vs. 9,4 ± 0,96kg), FMI (46,7 ± 5,5kg vs. 65,2 ± 8,9kg), EMG (138 ± 35µV vs. 208 ± 51µV), VO2máx. (21,7 ± 2,7ml.kg-1.min-1 vs. 26,6 ± 2,2 ml.kg-1.min-1) e TE (562,6 ± 98,3s vs. 671,7 ± 72,7s), modificadas; o GC apresentou modificações apenas nas variáveis FI (124,1 ± 23,2Nm vs. 146,7 ± 22,3Nm), FMS (6,8 ± 1,3kg e 8,5 ± 1,2kg); FMI (41,4 ± 7,8kg para 60,1 ± 9,5kg), VO2máx. (22,1 ± 2,3 ml.kg-1.min-1 vs. 26,2 ± 2,3 ml.kg-1.min-1) e TE (573,2 ± 66,5s, pós: 669 ± 75,3s). A DMO não foi modificada em nenhum grupo experimental. No GCON não houve qualquer modificação das variáveis analisadas. Esses resultados sugerem que tanto o treinamento de força como o treinamento em circuito interferem positivamente na força e ativação muscular, e no condicionamento cardiorespiratório de mulheres pós-menopáusicas. No entanto a DMO parece não ser alterada com esses tipos de treinamento, em um período de 24 semanas.

Estudo da susceptibilidade à corrosão sob tensão e à corrosão : fadiga do aço API X65 aspergido termicamente utilizado em componentes offshore

Aços de alta resistência mecânica, aspergidos termicamente, são os materiais mais adequados para garantir o bom desempenho de certos componentes de plataformas offshore, expostos a situações severas de carregamento em água do mar. A literatura apresenta vários estudos relativos ao efeito combinado entre esforços mecânicos e o meio agressivo, em aços de alta resistência, entretanto, poucos avaliam o desempenho desses aços aspergidos metalicamente. A susceptibilidade à corrosão sob tensão e à corrosão-fadiga, de um aço de alta resistência mecânica aspergido termicamente, empregado em componentes de plataformas offshore, foi avaliada mediante as técnicas de ensaio de tração com baixa taxa de deformação, ensaio de fadiga por flexão em três pontos e metalografia da fratura. Os ensaios foram realizados em água do mar sintética ao potencial de corrosão e à um potencial catódico, utilizando-se amostras de aço revestidas termicamente com zinco e alumínio pelo processo de aspersão com plasma spray. O comportamento de amostras ensaiadas ao ar foi usado como parâmetro para avaliação do desempenho do aço em água do mar. Os resultados obtidos indicam que o aço revestido é susceptível à corrosão sob tensão e à corrosão fadiga em água do mar, sendo que o mecanismo de fragilização envolve a ruptura prematura dos revestimentos e a participação do hidrogênio.

Efeitos do treinamento muscular inspiratório em pacientes com insuficiência cardíaca : impacto na capacidade funcional, na oscilação da ventilação, e na qualidade de vida

Introdução: Pacientes com insuficiência cardíaca (IC) apresentam redução de força e resistência dos músculos inspiratórios. Objetivo: Avaliar os efeitos do treinamento muscular inspiratório sobre a capacidade funcional, oscilação da ventilação, e sobre a qualidade de vida na IC. Pacientes e Métodos: Foram selecionados 33 pacientes com IC, que apresentavam fraqueza da musculatura inspiratória. Os pacientes foram randomizados para participarem de um programa de treinamento muscular inspiratório (TMI) de 12 semanas, 7 sessões por semana de trinta minutos por sessão, com incremento semanal de 30% PImáx, com Threshold Inspiratory Muscle Trainer (grupo TMI, n=17) e um grupo controle (n=16), que realizaram o mesmo programa de treinamento, porém sem carga resistiva. Antes e após o TMI, foram avaliadas a força e a resistência da musculatura inspiratória, a capacidade funcional, a oscilação da ventilação durante o teste cardiopulmonar (TCP), e a qualidade de vida. Resultados: No grupo TMI houve aumento da PImáx (60,9±1,8 vs 129,6±2,8 cmH2O, ANOVA: p<0,001); da resistência, de 56,9±3 % para 65,5±2,9 %, (ANOVA: p<0,001); da distância percorrida no teste de caminhada, de 449,1±17,4 m para 550±17,2 m, (ANOVA: p<0,001) e no consumo de oxigênio no pico de exercício, de 17,2±0,5 para 20,6±0,7 ml/kg.min, (ANOVA: p<0,001). A oscilação da ventilação foi reduzida de 0,07±0,005 para 0,03±0,006 (ANOVA: p<0,001). Houve também melhora na qualidade de vida. Não houve alteração no grupo controle. Conclusão: O treinamento muscular inspiratório tem impacto sobre a musculatura ventilatória, melhorando a capacidade funcional em pacientes com insuficiência cardíaca.

Estudo da função pulmonar e da força muscular respiratória em pacientes com doença pulmonar obstrutiva crônica após programa fisioterapêutico domiciliar

Resumo não disponível.

Análise de lesão muscular e comportamento do VO2máx entre um programa de treinamento de corrida em piscina funda e corrida em terra

É bem documentada na literatura a alta incidência de lesões mioarticulares em corredores; e um método atrativo de treinamento desenvolvido não só para complementar a corrida em terra, mas até mesmo para substituí-la é a corrida em piscina funda. É uma modalidade que além de melhorar a capacidade aeróbia, não oferece riscos de traumas ortopédicos devido à menor incidência de estresse mioarticular e auxilia durante o processo de recuperação de lesões de membro inferior. Este estudo teve por objetivo avaliar e comparar a ocorrência de lesão muscular e o comportamento do consumo máximo de oxigênio (VO2máx) entre um programa de treinamento de corrida em terra (CT) e um programa de treinamento de corrida em piscina funda (CPF), em indivíduos não-treinados. Os sujeitos foram divididos em dois grupos experimentais: CT e CPF. Os programas de treinamento foram realizados durante 12 semanas, sendo a intensidade do treinamento avaliada a partir da sensação subjetiva ao esforço. Analisou-se o comportamento do VO2máx pré e pós-treinamento. Para a análise de lesão muscular, utilizaram-se a concentração sangüínea de creatina quinase (CK) e a ultra-sonografia (US) na região dos isquiostibiais, em vários momentos do treinamento. Para a determinação da CK entre as medidas de cada coleta e entre os grupos experimentais, foi utilizado o teste estatístico ANOVA two-way com medidas repetidas; e, para análise do comportamento da CK entre as quatro coletas e entre os grupos experimentais, foi utilizada ANOVA two-way com medidas repetidas. O post-hoc de Bonferroni foi realizado quando havia diferença estatisticamente significativa. Para o VO2máx em cada grupo experimental, foi utilizado o Teste t de Student para amostras pareadas; e, para comparação entre os grupos, foi realizado ANOVA two-way com medidas repetidas; e novamente o post-hoc de Bonferroni foi realizado quando havia diferença estatisticamente significativa Para análise dos dados de US, foi utilizado o teste estatístico de Cochran’s Q. O nível de significância aceito foi de 5% (p < 0,05). Quando se analisou o comportamento do VO2máx para os grupos CPF e CT, verificou-se que houve diferença estatisticamente significativa entre os valores pré e pós-treinamento, mas não houve diferença entre os grupos experimentais. Quanto à CK, após a análise dos dados da coleta 1, verificou-se diferença estatisticamente significativa entre os grupos experimentais na medida 24 h após a sessão de treinamento, o que não foi verificado nas outras coletas, em que não houve diferença entre os grupos experimentais em nenhum momento. Para o grupo CT, somente nas coletas 2 e 4 verificou-se diferença estatisticamente significativa entre as medidas 24h após e 48h após a sessão de treinamento. Nas análises entre as medidas pré, pós, 24h após e 48h após nas diferentes coletas, não ocorreram diferenças significativas entre as medidas e nem entre os grupos experimentais. Quanto à US, tanto no grupo CPF quanto no CT, não houve diferença significativa entre os exames, mas foi no grupo CT que apareceram duas lesões na terceira coleta. Concluiu-se que as duas modalidades de treinamento proporcionam uma melhora na aptidão cardiorrespiratória dos sujeitos; e, embora não tenha ocorrido diferença significativa em algumas coletas de CK entre os grupos de treinamento, a corrida em terra provocou maiores níveis de aumento na concentração sangüínea de CK do que a corrida em piscina funda, sugerindo que o meio líquido pode ser o mais indicado para proteger o sistema musculoesquelético.

Projeto, construção e teste de equipamento para ensaios de fadiga de risers flexíveis

Apesar da vida em fadiga de risers flexíveis ser de grande importância na explotação “off-shore”, os dados disponíveis são bastante restritos. A interação entre as suas várias camadas, as inúmeras combinações realizadas entre elas para se obter diferentes características e os recentes avanços em termos de materiais, nos obrigam a estudá-los constantemente. Este trabalho tinha como objetivo principal a construção de um equipamento para possibilitar o estudo da vida em fadiga de risers, através de movimentos de tração combinada com flexão, referentes ao teste “a” da classe II da norma API 17B, bem como todos os outros testes da classe I da referida norma. Foram projetadas a estrutura e todos os demais componentes, que posteriormente foram redimensionados pelos resultados obtidos em simulações numéricas (elementos finitos). Posteriormente, de posse de todos os componentes, realizou-se a montagem do equipamento, seguida de um teste final, que foi acompanhado por uma análise extensométrica dos principais pontos da estrutura. A conclusão básica deste trabalho foi obtida através da comparação das análises por elementos finitos e extensométrica, onde foi constatado que o equipamento estava apto a entrar em operação para a realização de ensaios estáticos ou dinâmicos, observando-se apenas algumas restrições comentadas.

Efeito da administração aguda e crônica de desidroepiandrosterona sobre o limiar nociceptivo de rãs Rana catesbeiana adultas

Em pacientes portadores de fibromialgia, a administração de doses farmacológicas de DHEA ocasionou redução da sensação de dor muscular e fadiga, o que permitiu inferir seu envolvimento na modulação da percepção dolorosa. É sabido que a DHEA pode ser convertida, tanto perifericamente como no SNC, em sua forma sulfatada (DHEAS) por ação de enzimas sulfotransferases, tendo esta papel na modulação da nocicepção. Outro hormônio esteróide com ação sobre a nocicepção é a progesterona, cuja administração resultou em efeitos anestésicos e sedativos. A maioria destes resultados foram obtidos em mamíferos e humanos. Todavia, um estudo recente demonstrou que o tecido encefálico de rã foi capaz de sintetizar esteróides a partir de colesterol, sendo este processo de biossíntese similar àquele descrito em mamíferos. Deste modo, o presente estudo utilizou a rã Rana catesbeiana, adulta, macho, para determinar os efeitos da administração aguda (1,0, 2,0 e 10,0 mg/kg) e crônica (2,0 mg/kg) de DHEA, DHEAS e progesterona sobre o limiar nociceptivo das mesmas. Este limiar foi determinado pela utilização do teste químico do ácido acético, o qual foi realizado 2 horas antes da administração das soluções e após 2, 6 e 24 horas nos estudos de tratamento agudo e 48 horas após o término da última injeção nos estudos crônicos, sendo que nestes as rãs receberam 6 injeções subcutâneas, havendo entre cada administração um intervalo de 72 horas. Foram utilizados 3 grupos: controle, veículos e tratados. No tratamento agudo, as doses de 1,0 e 2,0 mg/kg de DHEA, DHEAS e progesterona não ocasionaram modificações estatisticamente significativas no limiar nociceptivo das rãs. Já a dose de 10,0 mg/kg de DHEA e DHEAS induziu um acréscimo significativo no limiar nociceptivo destes animais. Esta alteração não foi observada nas rãs tratadas com progesterona nesta dose. Entretanto, a administração crônica de DHEA, DHEAS e progesterona, provocou aumento estatisticamente significativo no limiar nociceptivo das rãs. A interrupção da administração de DHEA por 05 dias resultou no retorno do limiar nociceptivo a valores semelhantes àqueles obtidos antes das injeções subcutâneas de DHEA. A repetição deste tratamento por mais 07 dias ocasionou um novo aumento no limiar nociceptivo das rãs. Estes resultados sugerem que o efeito antinociceptivo destes esteróides apareceram precocemente na evolução dos vertebrados, estando ainda presente em humanos. Assim, as rãs, constituem modelos experimentais que poderão contribuir para o esclarecimento dos mecanismos celulares de ação da DHEA, da DHEAS e da progesterona sobre a nocicepção, tema ainda muito especulativo na neurociência.

O método da extensão virtual da trinca na fadiga por contato do tipo "spalling"

O estudo dos mecanismos de fadiga por contato tem grande relevância para o estudo dos componentes mecânicos que estão sujeitos ao desgaste. O desgaste é um tipo de falha que ocorre na maioria dos componentes que trabalham em contato. Atualmente para prever o desgaste são utilizados métodos experimentais que permitem ajustar curvas semi-empíricas, ou seja, o resultado depende de vários testes que além de caros são demorados. Com o aumento da competitividade na indústria, o tempo se tornou artigo de luxo e com isso o aprimoramento dos modelos de cálculo e das simulações numéricas são muito bem justificados. O estudo aprofundado do mecanismo de fratura por contato sem dúvida pode dar subsídios para um melhor projeto do componente mecânico e assim conseguir predizer com maior precisão quando a falha por desgaste ocorrerá e assim evitar falhas catastróficas e paradas de máquinas não programadas gerando grandes prejuízos e também risco de vidas humanas Este estudo apresenta um modelo numérico utilizando o método dos elementos finitos computacional para a simulação do spalling em componentes mecânicos sujeitos à fadiga de contato. O modelo foi simplificado para duas dimensões e foi considerado estado plano de deformações. Este estudo apresenta uma aproximação na aplicação dos conceitos da Mecânica da Fratura para estimar a vida de componentes mecânicos. O resultado do modelo numérico é confrontado qualitativamente com resultados práticos. A geometria dos pits assim como as relações entre o Fator de intensidade de tensões e o tamanho da trinca é apresentado.

Avaliação da vida em fadiga de uniões parafusadas : estudo de caso

Parafusos utilizados para fixação de partes submetidos a carregamentos cíclicos, inerentemente estão sujeitos à falhas por fadiga. O presente trabalho está apoiado no estudo do conjunto carcaça/corrediça de um compressor fixado por parafusos prisioneiros - ISO M24x3. Os prisioneiros que fixam o flange da corrediça falham prematuramente por fadiga. Assim, este trabalho tem como objetivos desenvolver uma metodologia para otimizar o desempenho em fadiga do conjunto parafusado. Numa primeira fase foram realizados ensaios em parafusos de mesmas dimensões, porém de classes e processos de fabricação diferentes, para poder-se avaliar o melhor processo de fabricação no desempenho em fadiga. Observou-se que o processo de laminação da rosca seguido de tratamento térmico é o mais adequado para o caso em estudo. Em uma etapa seguinte, instrumentaram-se os prisioneiros utilizando strain gauges com os componentes em condições de serviço, para avaliar a deformação dos parafusos desde a aplicação do torque de aperto durante a montagem e acionamento do compressor até a operação em sua carga máxima. Observou-se que, apesar dos parafusos estarem submetidos à cargas dentro do regime de segurança, apresentam dispersão da pré-carga e baixa protensão de aperto. Posteriormente, foram realizados outros ensaios em laboratório com dispositivos projetados especialmente para reconstruir o flange do compressor em estudo. O dispositivo procurou traçar as características dimensionais e materiais semelhantes do conjunto carcaça/corrediça. Tem-se como conclusão principal deste trabalho, que na configuração atual de união do flange com a carcaça, resulta num baixo índice de aperto que é verificado através das cargas máximas que são transferidas diretamente ao parafuso. Por fim, verificou-se que aumentando o comprimento do parafuso através da inserção de uma bucha extensora, aumenta a vida em fadiga dos componentes de união.

Desenvolvimento de ensaios de corrosão-fadiga para juntas soldadas de aço API 5L X60

Este trabalho tem por objetivo desenvolver um equipamento de ensaios para avaliar a vida de juntas soldadas, provenientes de tubulações para extração de petróleo, submetidas à corrosão-fadiga. Para atingir este objetivo foi estudado em que condições de corrosãofadiga uma tubulação esta exposta em alto mar sendo então definidos os parâmetros mais relevantes para serem reproduzidos em laboratório em corpos de prova menores. Nesta etapa foram definidos quais seriam os parâmetros de ensaio que o equipamento deveria atender. O equipamento foi construído para ensaiar uma junta soldada circunferencial por flexão a quatro pontos através de um sistema hidráulico com controle de carga com uma freqüência de 0,2 Hz e razão de carregamento, R=0,1. Para validar o equipamento foi usado um corpo de prova instrumentado com extensômetros resistivos para comparar o a carga calculada com a experimental e determinar se o nível de carregamento se mantêm constante ao longo dos ensaios. Foi levantada uma curva de fadiga com o equipamento desenvolvido e comparada com uma curva de fadiga feita ao ar do mesmo material em uma máquina servo hidráulica MTS.

Associação da frequência alélica dos polimorfismos dos genes do sistema renina angiotensina com a força muscular e pressão arterial de idosas

Physiological changes induced by the aging process is dynamic and progressive, reducing the adaptability and independence of older people and may be influenced by genetic and environmental factors. Thus the aim of this thesis was to investigate the association between polymorphism of the ACE gene ID and the phenotypes of muscular strength and blood pressure of 62 elderly Brazilian (67.35 ± 5.66 years) during a 16-week program of supervised training. The elderly women were stratified by age, with the group 1 (G1, n = 34) <70 years and group 2 (G2 n = 28) ≥ 70 years, and in three groups by ACE, ACE-II (n = 8) ACE- DD (n = 35) and ACE-ID (n = 19). The level of muscle strength was evaluated by the method of maximum repetitions and measures of blood pressure (BP) were measured before and after training (PAPré1 and PAPós1) and before and after each training session (PAPre2 and PAPós2), in place of training. DNA samples were isolated from peripheral blood leukocytes polymorphism and insertion / deletion (ID) of the ACE gene (rs1800795) was genotyped by polymerase chain reaction (PCR) plus PCR-confirmatory. The genotype distribution of the polymorphism ID attended the prerogatives of Hardy-Weitíherg. There was variation in power levels before and after training and the age between groups (t-test) and the ACE polymorphism (ANOVA) (p <0.05). Depending on the results it was concluded that resistance training helps to reduce SBP and increased muscle strength of upper and lower limbs when considering the age and ACE polymorphism. In this study the Elderly carriers of the D allele were more reactive to changes in BP resistance training. This study was multidisciplinary project involving researchers in the areas Medical, Physical Education, Pharmacy, Nutrition, Gerontology and Statistics. This fulfilled the requirements of the multidisciplinary Graduate Program in Health Sciences