Modelagem matemática e simulação numérica do resfriamento rápido de morango com ar forçado

Este trabalho abordou o resfriamento rápido com ar forçado de morango via simulação numérica. Para tanto, foi empregado o modelo matemático que descreve o processo de transferência de calor, com base na lei de Fourier, escrito em coordenadas esféricas e simplificado para descrever o processo unidimensional. A resolução da equação expressa pelo modelo matemático deu-se por meio da implementação de um algoritmo, fundamentado no esquema explícito do método numérico das diferenças finitas, executado no ambiente de computação científica MATLAB 6.1. A validação do modelo matemático foi realizada a partir da comparação de dados teóricos com dados obtidos num experimento, no qual morangos foram resfriados com ar forçado. Os resultados mostraram que esse tipo de investigação para a determinação do coeficiente de transferência de calor por convecção é promissora como ferramenta no suporte à decisão do uso ou desenvolvimento de equipamentos na área de resfriamento rápido de frutos esféricos com ar forçado.

Projeto de um cortador de base para colhedora de cana-de-açúcar utilizando otimização matemática

Um cortador de base representado por um mecanismo de quatro barras foi desenvolvido utilizando-se do programa Autocad. Suas partes constituintes foram pré-dimensionadas em função das características operacionais de uma colhedora de cana-de-açúcar em sistema de cana crua e inteira, colhendo uma linha de cana por passada. A força normal de reação do perfil no ponto de contato foi determinada por meio da análise dinâmica, sendo as equações de equilíbrio dinâmico baseadas nas leis de Newton-Euler. O processo de otimização teve como objetivo minimizar a força normal de reação do solo, submetida a restrições de posição, trajetória, comprimento das barras, constante da mola e da força normal. Implementou-se o Algoritmo de Programação Quadrática Seqüencial - SQP do módulo de otimização do programa computacional Matlab. Os resultados mostraram melhora significativa no desempenho de flutuação do mecanismo, representada pela força normal de reação do perfil, a qual foi reduzida de 4.250,33 para 237,13 N. Posteriormente, outras variáveis foram incorporadas ao mecanismo otimizado e um segundo processo de otimização foi implementado.

Modelagem matemática para a descrição do processo de secagem do feijão (Phaseolus vulgaris L.) em camadas delgadas

O objetivo do presente trabalho foi a obtenção e a avaliação das curvas de secagem do feijão (Phaseolus vulgaris L.) e ajustar diferentes modelos matemáticos aos valores experimentais do teor de água para diversas condições do ar. Foram utilizados grãos de feijão colhidos com teor de água de 0,92 (b.s.) e submetidos à secagem até o teor 0,14 (b.s.) sob condições controladas de temperatura (35; 45 e 55 °C) e umidade relativa do ar de secagem de 40 ± 2%. Aos dados experimentais, foram ajustados 12 modelos matemáticos citados na literatura específica e utilizados para a representação do processo de secagem de produtos agrícolas. Pelos resultados obtidos e baseando-se em parâmetros estatísticos, pode-se concluir que metade dos modelos testados representa bem o fenômeno de secagem do feijão. Dentre esses, o modelo clássico de Page foi selecionado, pela sua simplicidade e pelo seu uso disseminado no meio científico, para descrever a cinética de secagem dos produtos vegetais. A relação entre a constante de secagem k desse modelo e a temperatura do ar pode ser descrita pela relação de Arrhenius, apresentando energia de ativação de 10,08 kJ mol-1.

Modelagem matemática e difusividade efetiva das sementes de pinhão-manso (Jatropha curcas L.) durante a secagem

O presente trabalho teve o objetivo de ajustar diferentes modelos matemáticos aos dados experimentais da secagem de sementes de pinhão-manso (Jatropha curcas L.), bem como determinar o coeficiente de difusão efetivo e obter a energia de ativação para a faixa de temperatura utilizada. As sementes de pinhão-manso com teor de água de 0,67 (decimal b.s.) passaram por um período de pré-secagem em ambiente natural para reduzir e homogeneizar o teor de água para 0,30 (decimal b.s.). Em seguida, a secagem foi realizada em secador experimental mantendo-se as temperaturas controladas de 30; 40; 50; 60 e 70 ± 1 ºC e umidades relativas de 55,98; 41,44; 35,35; 26,21 e 13,37 ± 3%, respectivamente. Aos dados experimentais foram ajustados onze modelos matemáticos utilizados para a representação do processo de secagem de produtos agrícolas. Conclui-se que, dentre os modelos analisados, Page e Henderson e Pabis Modificado apresentaram os melhores ajustes aos dados experimentais, sendo o modelo de Page selecionado para a descrição das curvas de secagem do pinhão-manso devido a sua simplicidade; o coeficiente de difusão efetiva aumenta com a elevação da temperatura, apresentando magnitudes entre 3,93x10-10 e 9,19x10-10 m² s-1 para o intervalo de temperatura de 30 a 70 ºC, respectivamente; e a energia de ativação para a difusão líquida do pinhão-manso durante a secagem foi de 15,781 kJ mol-1.

Modelagem matemática para seleção de conjuntos mecanizados agrícolas pelo menor custo operacional

A seleção de uma máquina agrícola pode tornar-se uma tarefa árdua, pois há diversas variáveis que devem ser consideradas. A escolha do equipamento mais adequado para uma propriedade agrícola é uma das etapas mais importantes do processo produtivo. O objetivo deste trabalho foi desenvolver um modelo de computador por programação linear em plataforma web para seleção automatizada de conjuntos mecanizados agrícolas, baseados no menor custo operacional. O programa, desenvolvido em linguagem ASP.NET, pode ser acessado gratuitamente pela Internet (http://www.maquinas.ufms.br). O usuário pode selecionar um conjunto mecanizado agrícola dentro de uma vasta lista de opções que contém suas especificações técnicas ou deixar que o programa lhe retorne automaticamente a melhor opção, pelo menor custo operacional. O programa desenvolvido proporciona ao usuário uma seleção racional via Internet de conjuntos mecanizados, permitindo o estudo econômico do uso das máquinas e implementos, sem a necessidade da instalação de programas dedicados no computador, que dificultariam a manutenção do banco de dados.

Análise dos fatores relacionados à suspensão de operações em um serviço de cirurgia geral de média complexidade

OBJETIVO: Identificar a taxa de suspensão de operações eletivas e investigar a ocorrência e as causas do seu cancelamento. MÉTODOS: Trata-se de um estudo de natureza exploratória, descritiva, transversal e com abordagem quantitativa e qualitativa realizado no Departamento de Cirurgia Geral de um hospital de média complexidade. Foram analisadas todas as operações marcadas eletivamente no período compreendido entre janeiro de 2007 a julho de 2008. RESULTADOS: No período do estudo, foram agendadas 7938 cirurgias, sendo 1806 urgências (22,75%) e 6132 cirurgias eletivas (77,25%). Do total de cirurgias eletivas, foram canceladas 1018, correspondendo a uma taxa de suspensão de 16%. Os principais fatores dos cancelamentos das cirurgias estavam relacionados ao paciente (48,23%), tais como condição clínica desfavorável (50,3%) e não comparecimento (39,9%); e ao hospital, tais como a alocação de recursos humanos (23,77%), a organização da unidade (22,88%) e a alocação de materiais e equipamentos (5,12%). CONCLUSÃO: Verificou-se que 41% dos procedimentos suspensos não deveriam ter sido marcados. Medidas gerenciais corretivas são necessárias a fim de diminuir a taxa de suspensão.

Efeitos da estimulação vibro-acústica na velocidade do sangue da artéria cerebral média e na freqüência cardíaca fetal: 1. entre a 35ª e 41ª semanas de gestação

RESUMO Objetivos: estudar, em fetos hígidos, quais são as respostas da freqüência cardíaca fetal basal e da resistência na artéria cerebral média à estimulação vibro-acústica padronizada. Métodos: em estado comportamental de hipo ou de inatividade fetal (apnéia e ausência de movimentos corpóreos), mediu-se o índice de pulsatilidade (IP) da artéria cerebral média (ACM), bem como calculou-se a freqüência cardíaca fetal basal (FCFB) pela análise da onda espectral, antes e após a aplicação de estímulo vibro-acústico (EVA) por 3 segundos. Foram empregados ecógrafos de alta resolução, com Doppler pulsado e mapeamento a cores. A fonte sonora emitia som com 400 a 40.000 Hz, sob forma de varredura, com pressão sonora de 65 a 110 dB. Resultados: a média da FCFB pré-estímulo foi 139 bpm, com desvio padrão de 3,14 bpm. A média da FCFB pós-estímulo foi 153 bpm, com desvio padrão de 7,23 bpm (p<0.0001). A média do IP da ACM pré-estímulo foi 1,84, com desvio padrão de 0,07. A média do IP da ACM foi 1,56, com desvio padrão de 0,04 (p<0.00001). Em todos os casos houve resposta do concepto, caracterizada pela evidência de movimento corpóreo vigoroso, aumento da FCFB e redução do IP na ACM. Em nenhum caso houve necessidade de repetir o estímulo vibro-acústico. Conclusões: a aplicação de estímulo vibro-acústico, com as características aqui descritas, em conceptos hígidos e de termo, por período de 3 segundos, determina incremento na FCFB e nos movimentos corpóreos, bem como redução na impedância da ACM. Em que pese haver tendência em se inferir que a EVA determina aumento no fluxo de sangue ao cérebro fetal, os dados aqui evidenciados não permitem interpretações clínicas.

Avaliação da Velocidade Média na Aorta Torácica Descendente em Fetos com Anemia

Objetivo: verificar se existe correlação significativa entre a velocidade média na dopplerfluxometria da artéria aorta torácica descendente e o grau de anemia fetal. Métodos: estudo prospectivo, transversal, no qual foram analisados 66 fetos de gestantes isoimunizadas, em que se realizou a cordocentese para a realização de transfusões intra-uterinas pela via intravascular (66,7%). Nos fetos que foram submetidos à transfusão intra-uterina pela via intraperitoneal, ou naqueles casos em que não houve necessidade de tratamento intra-uterino (33,3%), a determinação da concentração de hemoglobina do cordão foi realizada pela punção do cordão umbilical, no momento da interrupção da gestação. Neste grupo de fetos estudados, foi realizado exame dopplerfluxométrico da artéria aorta torácica descendente, sendo calculada a velocidade média de fluxo. Foi realizado estudo de associação entre as variáveis. Foram também calculados os valores de sensibilidade, especificidade, valores preditivos positivo e negativo. Resultados: observou-se correlação significativa e inversa entre a velocidade média na artéria aorta torácica descendente e o nível de hemoglobina fetal. A velocidade média na dopplerfluxometria da artéria aorta torácica descendente apresentou sensibilidade de 47,5% para anemia fetal moderada (Hg<10 g/dL), com o teste exato de Fisher apresentando valor de p<0,01, e de 54,5% para anemia fetal grave (Hg<7,0 g/dL), com um valor de p=0,01. Conclusões: houve associação significativa entre a velocidade média na aorta torácica descendente e o grau de diagnóstico de anemia fetal.

Evolução dos índices dopplervelocimétricos da artéria cerebral média em fetos de gestantes normais

OBJETIVO: observar a evolução dos índices de resistência, pulsatilidade, velocidade máxima, velocidade diastólica final e tempo de aceleração da artéria cerebral média fetal entre a 22ª e a 38ª semana de gestação. MÉTODOS: foi feito estudo observacional prospectivo e longitudinal no qual 33 fetos de gestantes normais foram avaliados entre a 22ª e a 38ª semana de gestação. A idade gestacional foi determinada pela data da última menstruação e/ou pelo exame ultra-sonográfico do primeiro trimestre. Os exames ultra-sonográficos com Doppler foram feitos por um único observador, que utilizou aparelho modelo Image Point 1800 (Hewlett Packard), com transdutor multifreqüencial. Para a aquisição do traçado Doppler da artéria cerebral média, o indicador de amostra foi calibrado para um volume de amostra de 1 mm³ e colocado na artéria cerebral média anterior o mais próximo da calota craniana. O ângulo de insonação foi mantido entre 5º e 19º e o filtro foi ajustado na freqüência de 50-100 Hz. Os recém-nascidos foram avaliados no intuito de comprovar que os fetos eram vigorosos e adequados para a idade gestacional. RESULTADOS: os resultados obtidos para o índice de resistência e pulsatilidade revelaram que a evolução dos valores no período entre a 22ª e a 38ª semana é descrita por uma equação do 2O grau, representando uma parábola. Os valores medianos para o índice de resistência foram de 0,81 na 22ª semana e 0,75 na 38ª semana. O índice de pulsatilidade foi de 1,59 na 22ª semana e 1,45 na 38ª semana. A velocidade sistólica máxima aumentou progressivamente ao longo da gestação, com valores de 26,3 cm/s na 22ª semana e 57,7 cm/s na 38ª semana. A velocidade diastólica final teve aumento progressivo a partir de 26 semanas (5,21 cm/s) até o termo (14,6 cm/s). O tempo de aceleração mostrou aumento significativo apenas entre 26 e 30 semanas, cujos valores foram de 0,04 s na 26ª semana e 0,05 s na 30ª semana. CONCLUSÃO: concluiu-se que os índices de resistência, pulsatilidade e velocidade sistólica máxima apresentaram valores variáveis de acordo com a idade gestacional e são semelhantes ao observado na maioria dos estudos anteriores. O tempo de aceleração apresentou pequenas modificações nas semanas gestacionais avaliadas.

Diagnóstico não invasivo da anemia fetal pela medida do pico de velocidade sistólica na dopplervelocimetria da artéria cerebral média

OBJETIVO: avaliar se existe associação entre a medida do pico de velocidade sistólica (PVS) na dopplervelocimetria da artéria cerebral média (ACM) e a concentração de hemoglobina fetal e determinar a sua capacidade diagnóstica. MÉTODOS: entre janeiro de 2000 e maio de 2003, 44 gestantes isoimunizadas foram submetidas a transfusão intra-uterina. Realizou-se estudo dopplervelocimétrico da ACM antes de cada transfusão fetal, sempre com intervalo inferior a 3 horas, antecedendo o procedimento. O PVS da ACM foi considerado alterado quando seu valor era superior a 1,5 múltiplo da mediana para a respectiva idade gestacional. A concentração de hemoglobina do cordão foi aferida antes de se iniciar a infusão de sangue, realizada no Hemocue® (B-Hemoglobin Photometer Hemocue AB; Angelholm, Sweden). O estudo estatístico foi feito pelo teste do chi2 e também foram calculados os valores de sensibilidade, especificidade, valores preditivos positivo e negativo. RESULTADOS: foram realizados 83 procedimentos, sendo que em 33 a hemoglobina fetal era inferior a 10,0 g/dL. Houve associação significativa entre as variáveis estudadas, p<0,001. Fetos com hemoglobina menor ou igual a 10 g/dL apresentaram aumento significativo na medida do PVS na ACM, com valores superiores a 1,5 múltiplo da mediana. O PVS na ACM apresentou sensibilidade de 75,7% para a detecção de hemoglobina do cordão menor ou igual a 10 g/dL. CONCLUSÃO: o pico de velocidade sistólica na artéria cerebral média pode ser utilizado como método complementar no diagnóstico da anemia fetal.

Influência do local de análise dopplervelocimétrica na artéria cerebral média

OBJETIVO: avaliar se existem diferenças entre índices os ovários dopplervelocimétricos em função do local de insonação da artéria cerebral média em pacientes saudáveis comparando-as a outro grupo com intercorrências. MÉTODOS: estudo prospectivo, randomizado, desenvolvido no período de junho de 2003 a março de 2004. Foram analisados os índices doplervelocimétricos de 100 pacientes: grupo de estudo (GE, n=50): pacientes internadas tendo como critérios de inclusão: estar entre a 28ª e a 34ª semana de gestação e diagnóstico de hipertensão arterial crônica materna, pré-eclampsia ou restrição de crescimento intra-uterino (CIUR). Como grupo controle (GC), 50 pacientes saudáveis, grávidas entre a 28ª e a 34ª semana. As variáveis doplervelocimétricas analisadas foram o índice de resistência (IR), o índice de pulsatilidade (IP) e a relação sístole/diástole (SD). Todos os três índices foram obtidos e em dois locais diferentes: a primeira medida em região do diencéfalo, logo após o início da artéria cerebral média, e a segunda em localização mais distal, no telencéfalo. RESULTADOS: As medianas dos índices no GE na primeira e segunda medida foram respectivamente para o IP de 1,55 e 1,69; para o IR de 0,77 e 0,79; para o SD de 4,29 e 4,86. No GC os valores foram para o IP de 1,73 e 1,86; para o IR de 0,83 e 0,79 e para o SD de 5,83 e 5,46. Não houve diferenças entre os locais, com valor p de 0,38; 0,29 e 0,39, respectivamente para o IP, IR e SD. Em 15 fetos centralizados, a mediana dos índices no diencéfalo foi IP=1,02; IR=0,63 e SD=2,68. No telencéfalo a mediana foi IP=0,95; IR=062 e SD=2,44. Não houve diferenças entre os dois locais, com valor p de 0,53 para o IP; 0,56 para o IR e 0,31 para o SD. CONCLUSÃO: O local de insonação não interfere nos valores dos índices de doplervelocimetria nas artérias cerebrais médias.

Efeito do sulfato de magnésio sobre o índice de pulsatilidade das artérias uterinas, umbilical e cerebral média fetal de acordo com a persistência da incisura protodiastólica da artéria uterina na pré-eclâmpsia grave

OBJETIVO: avaliar o efeito do sulfato de magnésio sobre o índice de pulsatilidade (IP) das artérias uterinas, umbilicais e cerebral média fetal, de acordo com a persistência ou não da incisura protodiastólica bilateral das artérias uterinas na pré-eclâmpsia grave. MÉTODOS: foi desenvolvido um estudo do tipo coorte, incluindo 40 gestantes com pré-eclâmpsia grave, das quais 23 apresentavam incisura protodiastólica bilateral e 17, incisura ausente/unilateral. As pacientes foram submetidas a doplervelocimetria antes e depois de 20 minutos da administração intravenosa de 6 g do sulfato de magnésio. O exame foi realizado com a paciente em posição semi-Fowler, obtendo-se os sonogramas durante a inatividade fetal, em períodos de apneia e ausência de contrações uterinas. Todos os exames foram realizados por dois pesquisadores, considerando a média como resultado final. A comparação dos IP antes e depois do sulfato de magnésio em cada grupo foi realizada pelo teste de Wilcoxon. A diferença das duas medidas (antes e depois do sulfato de magnésio) foi comparada entre os grupos (incisura bilateral e incisura ausente/unilateral) utilizando-se o teste de Mann-Whitney. RESULTADOS: houve um aumento significativo da frequência cardíaca materna e uma diminuição da pressão arterial materna e da mediana dos IP das duas artérias uterinas e da artéria cerebral média fetal depois da utilização do sulfato de magnésio em ambos os grupos. Houve redução significativa do IP da artéria uterina esquerda e da artéria umbilical apenas no grupo com incisura protodiastólica unilateral/ausente. No entanto, não foram encontradas diferenças significativas em relação ao IP da artéria uterina direita e relação umbilical/cerebral antes e depois do sulfato de magnésio em cada grupo. Não se encontrou diferença entre os grupos, antes e depois do sulfato de magnésio, para nenhum dos desfechos estudados. CONCLUSÕES: após a administração intravenosa de 6 g do sulfato de magnésio nas pacientes com pré-eclâmpsia grave, ocorre uma diminuição da pressão arterial e do IP das artérias uterinas, umbilicais e cerebral média fetal, além de aumento da frequência cardíaca materna, não influenciada pela presença de incisura protodiastólica bilateral nas artérias uterinas.