Spontaneous and stimulated light emission due to radiative recombination in forward biased lead telluride P-N junctions

Since the discovery in 1962 of laser action in semiconductor diodes made from GaAs, the study of spontaneous and stimulated light emission from semiconductors has become an exciting new field of semiconductor physics and quantum electronics combined. Included in the limited number of direct-gap semiconductor materials suitable for laser action are the members of the lead salt family, i.e . PbS, PbSe and PbTe. The material used for the experiments described herein is PbTe . The semiconductor PbTe is a narrow band- gap material (E_g = 0.19 electron volt at a temperature of 4.2°K). Therefore, the radiative recombination of electron-hole pairs between the conduction and valence bands produces photons whose wavelength is in the infrared (λ ≈ 6.5 microns in air).

The p-n junction diode is a convenient device in which the spontaneous and stimulated emission of light can be achieved via current flow in the forward-bias direction. Consequently, the experimental devices consist of a group of PbTe p-n junction diodes made from p –type single crystal bulk material. The p - n junctions were formed by an n-type vapor- phase diffusion perpendicular to the (100) plane, with a junction depth of approximately 75 microns. Opposite ends of the diode structure were cleaved to give parallel reflectors, thereby forming the Fabry-Perot cavity needed for a laser oscillator. Since the emission of light originates from the recombination of injected current carriers, the nature of the radiation depends on the injection mechanism.

The total intensity of the light emitted from the PbTe diodes was observed over a current range of three to four orders of magnitude. At the low current levels, the light intensity data were correlated with data obtained on the electrical characteristics of the diodes. In the low current region (region A), the light intensity, current-voltage and capacitance-voltage data are consistent with the model for photon-assisted tunneling. As the current is increased, the light intensity data indicate the occurrence of a change in the current injection mechanism from photon-assisted tunneling (region A) to thermionic emission (region B). With the further increase of the injection level, the photon-field due to light emission in the diode builds up to the point where stimulated emission (oscillation) occurs. The threshold current at which oscillation begins marks the beginning of a region (region C) where the total light intensity increases very rapidly with the increase in current. This rapid increase in intensity is accompanied by an increase in the number of narrow-band oscillating modes. As the photon density in the cavity continues to increase with the injection level, the intensity gradually enters a region of linear dependence on current (region D), i.e. a region of constant (differential) quantum efficiency.

Data obtained from measurements of the stimulated-mode light-intensity profile and the far-field diffraction pattern (both in the direction perpendicular to the junction-plane) indicate that the active region of high gain (i.e. the region where a population inversion exists) extends to approximately a diffusion length on both sides of the junction. The data also indicate that the confinement of the oscillating modes within the diode cavity is due to a variation in the real part of the dielectric constant, caused by the gain in the medium. A value of τ ≈ 10^-9 second for the minority- carrier recombination lifetime (at a diode temperature of 20.4°K) is obtained from the above measurements. This value for τ is consistent with other data obtained independently for PbTe crystals.

Data on the threshold current for stimulated emission (for a diode temperature of 20. 4°K) as a function of the reciprocal cavity length were obtained. These data yield a value of J’_th = (400 ± 80) amp/cm² for the threshold current in the limit of an infinitely long diode-cavity. A value of α = (30 ± 15) cm^-1 is obtained for the total (bulk) cavity loss constant, in general agreement with independent measurements of free- carrier absorption in PbTe. In addition, the data provide a value of n_s ≈ 10% for the internal spontaneous quantum efficiency. The above value for n_s yields values of t_b ≈ τ ≈ 10^-9 second and t_s ≈ 10^-8 second for the nonradiative and the spontaneous (radiative) lifetimes, respectively.

The external quantum efficiency (n_d) for stimulated emission from diode J-2 (at 20.4° K) was calculated by using the total light intensity vs. diode current data, plus accepted values for the material parameters of the mercury- doped germanium detector used for the measurements. The resulting value is n_d ≈ 10%-20% for emission from both ends of the cavity. The corresponding radiative power output (at λ = 6.5 micron) is 120-240 milliwatts for a diode current of 6 amps.

Padrões geoacústicos de fundo e sub-fundo na Baía de Sepetiba: implicações no conhecimento da geologia do holoceno

A Baía de Sepetiba, localizada entre a Baía de Guanabara e a Baía de Ilha Grande, Estado do Rio de Janeiro, está inserida em um cenário estratégico para o desenvolvimento econômico do Estado. Isto ocorre devido ao aumento da concentração populacional, que está diretamente relacionado com o turismo, com a presença de portos e de áreas industriais. Sendo assim, se faz necessário estudar sua estrutura geológica e dinâmica sedimentar para entender sua evolução ao longo do tempo e para uma utilização mais racional desta área. Utilizando-se da sísmica rasa de alta resolução e da sonografia de varredura lateral juntamente com dados pretéritos de amostragem superficial de sedimentos, o presente trabalho tem como objetivo principal analisar sua geologia holocênica. A investigação, em subsuperfície, da geologia estrutural e sedimentar dessa baía, através da interpretação de 09 perfis sísmicos, baseada na determinação de diferentes tipos de ecotexturas, revelou a presença de diferentes pacotes sedimentares depositados ao longo do Holoceno. Ao todo, foram encontrados 15 tipos de ecotexturas perfazendo 14 camadas sedimentares, que estão relacionados em 4 Grupos de acordo com sua distribuição. Já a investigação em superfície através dos registros sonográficos, baseada nos diferentes graus de reflexão acústica (backscattering) e parametrizada pelos dados de amostragem direta pretérita, identificou 6 padrões sonográficos distintos. Com isso foi confeccionado um novo mapa de distribuição textural dos sedimentos superficiais da Baía de Sepetiba. Com a correlação dos dados de sísmica rasa com os dados sonográficos, foi possível ainda sugerir a provável existência de neotectonismo na área de estudo.

Características biogeoquímicas da interação atmosfera criosfera na Antártica ocidental

O manto polar antártico retêm informação paleoclimatologica por entres suas camadas de neve e gelo. O gelo antártico tem revelado a base de dados paleoclimática de maior resolução para os últimos 800 mil anos. Os padrões de transporte atmosférico refletem a composição e a fonte do particulado encontrado na neve e no gelo do continente Antártico. Estando relacionado a processos climáticos, as características desse transporte alteram em quantidade e qualidade as espécies químicas que se depositam sobre o manto de gelo. Dessa forma, o estudo dos depósitos de particulado ao longo das camadas de neve/gelo na Antártica pode sugerir mudanças nos padrões de transporte atmosférico. Atualmente a comunidade científica discute as diferenças de padrões climáticos entre o leste e o oeste antártico. Enquanto de forma geral observa-se instabilidade no setor oeste, o clima da antártica oriental demonstra relativa estabilidade climática. Neste estudo, analisamos dois testemunhos de gelo recente de duas regiões com características climáticas diferentes do continente Antártico. No Platô Detroit situado na Península Antártica (6410′S/0600′O), analisamos a variabilidade de Black Carbon (BC) ao longo de 20 metros de neve. O BC encontrado na Península Antártica apresentou baixas concentrações comparáveis as encontradas no gelo do Artico período pré-industrial. Nossos resultados sugerem que sua variabiliade corresponde à sazonalidade dos períodos de queimada nos continentes do Hemisfério Sul. No interior do continente Antártico, analisamos o particulado em geral por um processo de microanálise ao longo de um testemunho de 40 metros extraído em Mont Johns (79o55′S/09423′O). Encontramos uma tendência negativa na deposição de poeira mineral (AlSi) entre 1967 e 2007. Nossos resultados sugerem que esta tendência seja resultado de um crescente isolamento atmosférico da região central do continente antártico pelo aumento da intensidade dos ventos ao redor da Antártica. Este aumento na intensidade dos ventos reflete por sua vez o resfriamento da alta atmosfera no centro antártico causado pela depleção da camada de ozônio na região. Adicionalmente, amostras de diferentes microambientes de Patriot Hills (8018′S/08121′O) foram coletadas de maneira asséptica para análise microbiológica. As amostras foram cultivadas em meio R2 e paralelamente o DNA total extraído foi sequenciado pela técnica de pirosequenciamento. Os resultados preliminares desta analise mostram grande riqueza de espécies dos mais variados grupos. Os resultados deste trabalho caracterizam três diferentes parâmetros relacionados a deposição atmosférica em duas áreas pouco exploradas e de grande interesse científico do continente antártico.

Desempenho de um reator para compostagem descentralizada de lixo orgânico domiciliar e grau de maturação do composto

Nas últimas décadas, a disposição final de lixo tornou-se um sério problema a ser enfrentado por todos os países, em função da escassez crescente de terrenos disponíveis para aterros sanitários e distância cada vez maior dos centros geradores e a disposição final, assim como do aumento substancial da geração per capita. A acumulação de lixo nos grandes centros populacionais estimula a proliferação de macro e microvetores (ratos, baratas, moscas, vírus, bactérias, parasitos) e conseqüentemente, a disseminação de doenças. Em particular, com relação ao lixo gerado em ilhas e comunidades isoladas, é de alta relevância estratégias baseadas na descentralização do tratamento da fração orgânica de lixo domiciliar, com fim do transporte através de barcas para o continente, gerando mau cheiro e riscos de poluição ambiental. O presente projeto teve por objetivo: Testar o mesmo reator de compostagem descentralizada sob condições do verão sueco, alimentando-o com resíduos de restaurantes da cidade costeira Kalmar e sob condições brasileiras, alimentando-o com resíduos de cozinha da escola municipal de Abraão-Ilha Grande, RJ; propor modificações mecânicas e/ou operacionais para otimização dos processos; avaliar a qualidade e o grau de maturação do composto de diferentes fases através do método respirométrico Specific Oxygen Uptake Rate (SOUR)o método respirométrico NBR 14283 da ABNT. Em resumo, concluiu-se que a composição do lixo e pH inicial do material estruturante adicionado são fatores determinantes do tempo requerido para degradação dos ácidos orgânicos gerados e subseqüente elevação do pH; dependendo das características dos resíduos orgânicos, é necessária a inclusão de inoculante (ex: composto) para melhor desenvolvimento de bactérias e fungos e, conseqüentemente, otimização do processo; as análises físico-químicas e microbiológicas confirmaram que o processo de degradação aeróbia ocorre no interior do corpo principal do reator e que a qualidade do composto gerado é satisfatória; entretanto, melhorias consideráveis no sistema de trituração e alimentação são requeridas para que o reator testado possa se usado em sua capacidade plena. Os testes respirométrico atráves do Specific Oxygen Uptake Rate(SOUR) e da norma NBR 14283 da ABNT mostraram-se ambos eficazes na identificação do grau de maturação do composto e do avanço do processo de compostagem. Uma vez removidos os problemas mecânicos de trituração e alimentação, o reator testado poderá ser utilizado como uma tecnologia inovadora do tratamento de lixo orgânico in situ para pequenos e médios geradores de lixo orgânico domiciliar.

Alterações estruturais pancreáticas e metabólicas em camundongos C57BL/6 alimentados com dieta de alta densidade energética

Camundongos C57BL/6 machos com oito semanas de idade alimentados com diferentes dietas durante 16 semanas: de alta densidade energética (ADE, 26% das calorias de carboidrato, 60% de gordura e 14% de proteína) ou dieta padrão (CO, 76% das calorias de carboidrato, 10% de gordura e 14% de proteína). Comparado ao grupo CO, o grupo ADE apresentou maior ganho de massa e maior depósito de tecido adiposo, bem como maiores níveis plasmáticos de triglicerídeos, LDL-c, ALT, AST e fosfatase alcalina e com maiores níveis de corticosterona plasmática, glicose de jejum e insulina com uma consequente resistência à insulina (avaliado pelo HOMA-IR). No TOTG, a glicose plasmática aumentou ao máximo após 15 min. da administração de glicose oral em ambos os grupos. Entretanto os níveis de glicose foram maiores no grupo ADE que no grupo CO (P<0.0001). O clearance de glicose no grupo ADE foi reduzido, permanecendo aumentado após 120 min. (P<0.001), caracterizando intolerância a glicose no grupo ADE. O teste intraperitoneal de tolerância à insulina mostrou uma rápida redução na glicose plasmática após 15 minutos da administração de insulina em ambos os grupos, mas significativamente aumentada no grupo ADE (P<0.0001), permanecendo desta forma até os 120 min. após a administração. Concluindo, camundongos C57BL/6 respondem a dieta ADE desenvolvimento os sinais e sintomas associados à síndrome metabólica observada em humanos. Por conseguinte, este modelo animal poderá ajudar-nos a compreender melhor as alterações em órgãos alvos associadas com a síndrome metabólica, assim como a possibilidade de tratamentos diferentes.

A comunidade de anuros em uma área de floresta ombrófila densa montana do Parque Estadual dos Três Picos, sudeste do Brasil

O conhecimento sobre a fauna de anfíbios em áreas de altitude (> 1000 m) da Mata Atlântica do sudeste do Brasil é ainda insuficiente. O Parque Estadual dos Três Picos (PETP), no estado do Rio de Janeiro, constitui um dos maiores remanescentes de Mata Atlântica do estado inserido em uma Unidade de Conservação. Os limites do PETP abrangem um amplo gradiente altitudinal, alcançando mais de 2000 m de elevação e protegem áreas de cinco municípios do estado do Rio de Janeiro. Neste estudo, eu apresento dados de três anos de amostragem e pesquisa (2008-2010) sobre a composição e a abundância de espécies de anfíbios em área de altitude localizada entre 1100 e 1400 m no PETP, distrito de Theodoro de Oliveira, município de Nova Friburgo, estado do Rio de Janeiro, Brasil. O esforço amostral total foi de 360 horas de buscas ativas, padronizado em 180 horas de procura em cada uma das estações do ano (úmida e seca). Foram registradas 32 espécies de anuros durante o estudo, das quais 18 representaram novos registros para o Parque e três novas espécies ainda não conhecidas da Ciência foram descobertas (Holoaden pholeter, recentemente descrita, foi uma delas). As espécies mais abundantes foram os anuros de desenvolvimento direto Ischnocnema parva e I. erythromera. Nove das 32 espécies encontradas são consideradas endêmicas do estado do Rio de Janeiro: Brachycephalus sp., B. didactylus, B. garbeanus, Ischnocnema cf. holti, I. erythromera, Bokermannohyla carvalhoi, Scinax albicans, H. pholeter e Hylodes charadranaetes. Houve diferença em alguns parâmetros da comunidade entre as estações e entre as faixas de altitude amostradas, com uma maior riqueza e abundância de anuros na estação úmida do que na seca, e mudança na composição de espécies entre as estações. Apesar de nenhuma das espécies registradas durante o estudo constar na lista de espécies ameaçadas, H. pholeter pode ser um candidato à inclusão na categoria vulnerável da Lista das Espécies Ameaçadas de Extinção da IUCN, devido à sua distribuição geográfica conhecida ser restrita apenas à localidade tipo (Theodoro de Oliveira) e à sua densidade populacional ser aparentemente baixa. . A alta diversidade de anfíbios, com espécies endêmicas ao estado, e a ocorrência de espécies raras atestam a relevância biológica das áreas estudadas no PETP.

Comunidades de lagartos dos remanescentes de restinga do Estado do Rio de Janeiro: Riqueza, diversidade e onde estão as espécies endêmicas e ameaçadas de extinção

Atualmente existe uma contínua perda de biodiversidade, que decorre principalmente devido a intensa modificação das paisagens naturais pelas atividades humanas. O litoral do estado do Rio de Janeiro é ocupado há centenas de anos, e uma das principais ameaças é a crescente taxa demográfica. De forma geral, o conhecimento acerca dos diferentes grupos de vertebrados terrestres e a sua relação com o ambiente de restinga ainda é incipiente. Realizamos o presente estudo em dez áreas de remanescentes de vegetação de restinga no estado do Rio de Janeiro, para compreender a variação das comunidades de lagartos entre os diferentes ambientes e suas estruturas locais, bem como os principais fatores que as afetam negativamente. Realizamos um conjunto de transecções lineares delimitadas por tempo, ao longo de três anos. As espécies de lagartos foram identificadas e quantificadas, e mensuramos a estrutura e os fatores de ameaça antrópica dos ambientes. Registramos no total nove espécies de lagartos compondo as comunidades de restingas amostradas no estado do Rio de Janeiro, incluindo uma espécie exótica e invasora (Hemidactylus mabouia), e duas endêmicas (Liolaemus lutzae e Cnemidophorus littoralis). A maioria das espécies foram registradas em diferentes meso-habitats, e no geral podem ser consideradas oportunistas e generalistas. As restingas diferiram entre si principalmente em termos de abundância e densidade de espécies de lagartos, enquanto a riqueza foi comparativamente menor nos ambientes insulares. Provavelmente essas diferenças são resultados da interação entre processos históricos e ecológicos atuando em sinergia. Na restinga de Grussaí, os dados mostram que, considerando o nicho em suas três dimensões avaliadas (tempo, espaço e dieta), é provável que a comunidade esteja estruturada em seu eixo temporal. A análise dos fatores de ameaça antrópica sobre as restingas mostra que a situação dos fragmentos se manteve a mesma nos últimos anos. Provavelmente, as políticas públicas atuais não parecem ser suficientes para o aumento do grau de preservação e conservação das áreas de restinga do litoral do estado do Rio de Janeiro devido à contínua especulação imobiliária. É necessário o emprego de monitoramentos periódicos para acompanhar a situação das populações das espécies endêmicas e ameaçadas, e promover mudanças físicas (e.g. remoção de lixo depositado e de espécies exóticas), sócio-educativas (e.g. diminuição do acesso de animais domésticos, descarte de material), e de poder público (e.g. aumento das áreas de proteção). Em relação à espécie endêmica e ameaçada L. lutzae, identificamos uma sobreposição de nicho espacial em relação a Tropidurus torquatus, variável entre as localidades amostradas. Provavelmente essa variação resulta da estrutura ambiental que difere entre as restingas e, consequentemente, provoca diferentes respostas em termos de interação entre as espécies que compõem as comunidades de lagartos. Os novos registros de H. mabouia em habitat natural nas restingas foram incluídos aos registros de ocorrência da espécie em ambientes naturais em território brasileiro, no intuito de identificar áreas potenciais de invasão da espécie. Os resultados mostram uma alta probabilidade principalmente na região litorânea. O presente estudo possibilita uma melhor compreensão sobre a ecologia de comunidades de lagartos no estado do Rio de Janeiro.

Estudo de corrosão em sistema simulado de retortagem para processamento de folhelhos pirobetuminosos

O aço inoxidável é amplamente utilizado em sistemas para processamento e obtenção de derivados de folhelhos pirobetuminosos. Em função dos problemas de corrosão, originários da composição química dos folhelhos e do processamento em si, são gastos anualmente valores expressivos em manutenção e paradas programadas para reparos nestes sistemas. O presente trabalho busca estudar o processo de corrosão do aço inoxidável AISI 304L em meio simulado de retortagem de folhelhos, em condições de alta temperatura e em presença de elevados teores de enxofre, orgânico e inorgânico, empregando técnicas microscópicas e eletroquímicas. Os resultados mostraram que a temperatura influencia diretamente no processo de corrosão do aço, causando modificação na camada externa de óxidos. Este processo é agravado com a presença de sulfetos no meio, havendo formação, principalmente, de sulfetos de ferro sobre a superfície do aço inoxidável AISI 304L e consequente aumento do processo de corrosão. Foi observado que o enxofre de origem orgânica promove maior destruição da camada de óxido protetor do aço e aumento na formação do filme de sulfeto aderido à superfície deste material. Verificou-se ainda que o processo corrosivo é predominantemente químico, sendo o filme formado considerado protetor, do ponto de vista eletroquímico, no meio eletrolítico estudado

Análise das práticas de recrutamento e de seleção de pessoas com deficiência para o trabalho em empresas privadas: cumprimento à Lei n 8.213/1991

A proposta da presente pesquisa teve como objetivo analisar criticamente as melhores práticas de recrutamento e de seleção, direcionadas a pessoas com deficiência, candidatas a emprego em cinco empresas privadas, na cidade do Rio de Janeiro, que possuem em seu quadro de funcionários mais de 100 empregados, sendo assim, obrigadas ao cumprimento da Lei n 8.213/1991, a Lei de Cotas. Analisou-se também o modo como profissionais de Recursos Humanos adquiriram conhecimentos técnicos acerca destas práticas. Parte dos objetivos desta proposta de pesquisa foi identificar as bases desta determinação legal, no que se refere ao amparo técnico aos profissionais de RH no processo seletivo. Neste aspecto, o foco da investigação foi verificar a existência de programas de qualificação para estes profissionais, tendo em vista que a exigência de capacitação está sempre centrada na pessoa com deficiência, quando, na verdade, a carência está presente também nos responsáveis que lidam com este público, por ocasião do seu ingresso nas organizações corporativas. A abordagem metodológica incluiu uma pesquisa de campo com base em dados de entrevistas semi-estruturadas, sendo complementada pela técnica de análise de relato verbal. Seis foram os profissionais de RH escolhidos como participantes da pesquisa e que atuam diretamente na área de recrutamento e de seleção de pessoas com deficiência. Inevitavelmente, estes profissionais de RH se utilizam de instrumentos psicométricos dentre outros, cotidianamente empregados no processo seletivo, inclusive na avaliação de pessoas com deficiência. Os resultados da presente pesquisa apontam que as melhores práticas de recrutamento e de seleção, atualmente em uso, direcionadas a pessoas com deficiência, são discriminatórias, pois os profissionais envolvidos neste processo, por demonstrarem falta de conhecimento acerca de práticas apropriadas, se utilizam dos mesmos procedimentos adotados no atendimento de vagas para o público de pessoas ditas normais. Complementarmente, a revisão da literatura aponta a inexistência de amparo técnico e científico, no sentido de qualificar profissionais responsáveis pelo ingresso e permanência de pessoas com deficiência no mercado de trabalho, confirmando-se, assim, a limitação da ação de política pública em vigor. Por conta desse fato, propõe-se a adoção de ações afirmativas, neste caso de órgãos privados, no sentido de mobilizar esforços em prol da contratação de grupos socialmente excluídos no mercado de trabalho, como é o caso das pessoas com deficiência.

Estudo da bioenergética mitocondrial de cardiomiócitos de camundongos obesos

A obesidade é uma doença crônica, resultante do excesso de gordura no organismo. O aumento da obesidade no mundo, tem se revelado como um dos fenômenos clínicos e epidemiológicos da atualidade. Estudos populacionais e em modelos animais demonstram que a origem da epidemia da obesidade está relacionada a fatores genéticos, modificações de hábitos nutricionais, redução da atividade física, e alterações nutricionais durante a lactação, desempenhando um papel relevante no desenvolvimento da obesidade, DM2 e cardiomiopatias. As mitocôndrias são os coordenadores centrais do metabolismo energético, assim, alterações funcionais e estruturais dessa organela têm sido associadas à desordens metabólicas. Elas exercem um papel na sobrevivência e função dos cardiomiócitos devido à alta demanda energética do miocárdio. Desta forma, disfunções mitocondriais estão relacionadas com disfunções no miocárdio e conseqüente progressão de cardiomiopatias. Neste estudo, avaliamos a bioenergética e a ultraestrutura de cardiomiócitos de camundongos obesos e controle hiperalimentados durante a lactação. O consumo de oxigênio das fibras cardíacas foi avaliado por respirometria de alta-resolução, utilizando um oxígrafo-2K-Oroboros. A ultraestrutura dos cardiomiócitos foi analisada por microscopia eletrônica de transmissão e o conteúdo das proteínas Carnitina palmitoil transferase 1 (CPT1), Proteína desacopladora 2 (UCP2) , Transportador de glicose 1 e 4 (GLUT1) e (GLUT4), Proteína Kinase ativada por AMP (AMPK) e Proteína kinase ativada por AMP fosforilada p(AMPK) por Western blotting (WB). Além disso, o peso dos animais, a gordura retroperitoneal, epididimal e a glicemia em jejum foram determinadas. Nossos resultados confirmaram que os animais do grupo hiperalimentados (GH), aos 90 dias de vida, apresentaram aumento da massa corporal, de gordura epididimária e retroperitoneal comparado ao grupo controle (GC). As taxas respiratórias foram semelhantes nos dois grupos quando foram utilizados os substratos dos complexos I e II. Entretanto, quando o ácido graxo palmitoil-L-carnitina foi utilizado, a taxa respiratória máxima do GH foi significativamente menor. A análise ultraestrutural dos cardiomiócitos do GH demonstrou intenso dano na matriz mitocondrial e maior presença de gotículas de lipídios, caracterizando deposição ectópica. Os resultados do WB mostraram aumento significativo do conteúdo de CPT1 e UCP2 no GH comparado ao GC. Não foram encontradas diferenças significativas no conteúdo de GLUT1 entre os grupos, entretanto, observamos maior conteúdo do GLUT4 no GH. Além disso, encontramos maior conteúdo de AMPK no GH, ao passo que o conteúdo de pAMPK foi semelhante entre os grupos. Entretanto, a razão pAMPK/AMPK é significativamente menor no GH. Esses resultados sugerem que a hiperalimentação durante a lactação leva a obesidade na vida adulta com alterações na bioenergética e ultraestrutura dos cardiomiócitos.

Abuso sexual infantil intrafamiliar: a subnotificação e os serviços de saúde

A pesquisa investigou aspectos referentes ao diagnóstico e à notificação de abuso sexual infantil intrafamiliar pelos serviços básicos de saúde do Município de Maringá-PR. O abuso sexual contra crianças é um problema de saúde pública, devido à alta incidência epidemiológica e às graves conseqüências dele decorrentes. Apesar de iniciativas municipais recentes para enfrentamento do problema, poucos são os casos denunciados oficialmente, o que dificulta o dimensionamento do problema e a criação de políticas adequadas. As instituições de saúde são espaços privilegiados para a detecção precoce e a notificação dos casos, porém é essencial que, na medida em que os profissionais de saúde consigam identificar a ocorrência da violência, sintam-se seguros para notificar. Dificuldades em relação à detecção, à notificação e ao funcionamento da rede de apoio às vítimas foram levantadas, possibilitando inferir pontos estratégicos para desenvolvimento de programas de capacitação necessários para o estabelecimento de ações de combate ao abuso sexual infantil. Os resultados apontam dificuldades importantes no que se refere ao diagnóstico precoce e insuficiente informação sobre o processo de notificação e de encaminhamento dos casos. Essas dificuldades podem ser minimizadas mediante a adoção de uma política de educação continuada, bem como do fortalecimento da rede de proteção à criança e ao denunciante.

Advanced Reaction Systems for Hydrogen Production

[EN] This PhD work started in March 2010 with the support of the University of the Basque Country (UPV/EHU) under the program named “Formación de Personal Investigador” at the Chemical and Environmental Engineering Department in the Faculty of Engineering of Bilbao. The major part of the Thesis work was carried out in the mentioned department, as a member of the Sustainable Process Engineering (SuPrEn) research group. In addition, this PhD Thesis includes the research work developed during a period of 6 months at the Institut für Mikrotechnik Mainz GmbH, IMM, in Germany. During the four years of the Thesis, conventional and microreactor systems were tested for several feedstocks renewable and non-renewable, gases and liquids through several reforming processes in order to produce hydrogen. For this purpose, new catalytic formulations which showed high activity, selectivity and stability were design. As a consequence, the PhD work performed allowed the publication of seven scientific articles in peer-reviewed journals. This PhD Thesis is divided into the following six chapters described below. The opportunity of this work is established on the basis of the transition period needed for moving from a petroleum based energy system to a renewable based new one. Consequently, the present global energy scenario was detailed in Chapter 1, and the role of hydrogen as a real alternative in the future energy system was justified based on several outlooks. Therefore, renewable and non-renewable hydrogen production routes were presented, explaining the corresponding benefits and drawbacks. Then, the raw materials used in this Thesis work were described and the most important issues regarding the processes and the characteristics of the catalytic formulations were explained. The introduction chapter finishes by introducing the concepts of decentralized production and process intensification with the use of microreactors. In addition, a small description of these innovative reaction systems and the benefits that entailed their use were also mentioned. In Chapter 2 the main objectives of this Thesis work are summarized. The development of advanced reaction systems for hydrogen rich mixtures production is the main objective. In addition, the use and comparison between two different reaction systems, (fixed bed reactor (FBR) and microreactor), the processing of renewable raw materials, the development of new, active, selective and stable catalytic formulations, and the optimization of the operating conditions were also established as additional partial objectives. Methane and natural gas (NG) steam reforming experimental results obtained when operated with microreactor and FBR systems are presented in Chapter 3. For these experiments nickel-based (Ni/Al2O3 and Ni/MgO) and noble metal-based (Pd/Al2O3 and Pt/Al2O3) catalysts were prepared by wet impregnation and their catalytic activity was measured at several temperatures, from 973 to 1073 K, different S/C ratios, from 1.0 to 2.0, and atmospheric pressure. The Weight Hourly Space Velocity (WHSV) was maintained constant in order to compare the catalytic activity in both reaction systems. The results obtained showed a better performance of the catalysts operating in microreactors. The Ni/MgO catalyst reached the highest hydrogen production yield at 1073 K and steam-to-carbon ratio (S/C) of 1.5 under Steam methane Reforming (SMR) conditions. In addition, this catalyst also showed good activity and stability under NG reforming at S/C=1.0 and 2.0. The Ni/Al2O3 catalyst also showed high activity and good stability and it was the catalyst reaching the highest methane conversion (72.9 %) and H2out/CH4in ratio (2.4) under SMR conditions at 1073 K and S/C=1.0. However, this catalyst suffered from deactivation when it was tested under NG reforming conditions. Regarding the activity measurements carried out with the noble metal-based catalysts in the microreactor systems, they suffered a very quick deactivation, probably because of the effects attributed to carbon deposition, which was detected by Scanning Electron Microscope (SEM). When the FBR was used no catalytic activity was measured with the catalysts under investigation, probably because they were operated at the same WHSV than the microreactors and these WHSVs were too high for FBR system. In Chapter 4 biogas reforming processes were studied. This chapter starts with an introduction explaining the properties of the biogas and the main production routes. Then, the experimental procedure carried out is detailed giving concrete information about the experimental set-up, defining the parameters measured, specifying the characteristics of the reactors used and describing the characterization techniques utilized. Each following section describes the results obtained from activity testing with the different catalysts prepared, which is subsequently summarized: Section 4.3: Biogas reforming processes using γ-Al2O3 based catalysts The activity results obtained by several Ni-based catalysts and a bimetallic Rh-Ni catalyst supported on magnesia or alumina modified with oxides like CeO2 and ZrO2 are presented in this section. In addition, an alumina-based commercial catalyst was tested in order to compare the activity results measured. Four different biogas reforming processes were studied using a FBR: dry reforming (DR), biogas steam reforming (BSR), biogas oxidative reforming (BOR) and tri-reforming (TR). For the BSR process different steam to carbon ratios (S/C) from 1.0 to 3.0, were tested. In the case of BOR process the oxygen-to-methane (O2/CH4) ratio was varied from 0.125 to 0.50. Finally, for TR processes different S/C ratios from 1.0 to 3.0, and O2/CH4 ratios of 0.25 and 0.50 were studied. Then, the catalysts which achieved high activity and stability were impregnated in a microreactor to explore the viability of process intensification. The operation with microreactors was carried out under the best experimental conditions measured in the FBR. In addition, the physicochemical characterization of the fresh and spent catalysts was carried out by Inductively Coupled Plasma Atomic Emission Spectroscopy (ICP-AES), N2 physisorption, H2 chemisorption, Temperature Programmed Reduction (TPR), SEM, X-ray Photoelectron Spectroscopy (XPS) and X-ray powder Diffraction (XRD). Operating with the FBR, conversions close to the ones predicted by thermodynamic calculations were obtained by most of the catalysts tested. The Rh-Ni/Ce-Al2O3 catalyst obtained the highest hydrogen production yield in DR. In BSR process, the Ni/Ce-Al2O3 catalyst achieved the best activity results operating at S/C=1.0. In the case of BOR process, the Ni/Ce-Zr-Al2O3 catalyst showed the highest reactants conversion values operating at O2/CH4=0.25. Finally, in the TR process the Rh-Ni/Ce-Al2O3 catalyst obtained the best results operating at S/C=1.0 and O2/CH4=0.25. Therefore, these three catalysts were selected to be coated onto microchannels in order to test its performance under BOR and TR processes conditions. Although the operation using microreactors was carried out under considerably higher WHSV, similar conversions and yields as the ones measured in FBR were measured. Furthermore, attending to other measurements like Turnover Frequency (TOF) and Hydrogen Productivity (PROD), the values calculated for the catalysts tested in microreactors were one order of magnitude higher. Thus, due to the low dispersion degree measured by H2-chemisorption, the Ni/Ce-Al2O3 catalyst reached the highest TOF and PROD values. Section 4.4: Biogas reforming processes using Zeolites L based catalysts In this section three type of L zeolites, with different morphology and size, were synthesized and used as catalyst support. Then, for each type of L zeolite three nickel monometallic and their homologous Rh-Ni bimetallic catalysts were prepared by the wetness impregnation method. These catalysts were tested using the FBR under DR process and different conditions of BSR (S/C ratio of 1.0 and 2.0), BOR (O2/CH4 ratio of 0.25 and 0.50) and TR processes (at S/C=1.0 and O2/CH4=0.25). The characterization of these catalysts was also carried out by using the same techniques mentioned in the previous section. Very high methane and carbon dioxide conversion values were measured for almost all the catalysts under investigation. The experimental results evidenced the better catalytic behavior of the bimetallic catalysts as compared to the monometallic ones. Comparing the catalysts behavior with regards to their morphology, for the BSR process the Disc catalysts were the most active ones at the lowest S/C ratio tested. On the contrary, the Cylindrical (30–60 nm) catalysts were more active under BOR conditions at O2/CH4=0.25 and TR processes. By the contrary, the Cylindrical (1–3 µm) catalysts showed the worst activity results for both processes. Section 4.5: Biogas reforming processes using Na+ and Cs+ doped Zeolites LTL based catalysts A method for the synthesis of Linde Type L (LTL) zeolite under microwave-assisted hydrothermal conditions and its behavior as a support for heterogeneously catalyzed hydrogen production is described in this section. Then, rhodium and nickel-based bimetallic catalysts were prepared in order to be tested by DR process and BOR process at O2/CH4=0.25. Moreover, the characterization of the catalysts under investigation was also carried out. Higher activities were achieved by the catalysts prepared from the non-doped zeolites, Rh-Ni/D and Rh-Ni/N, as compared to the ones supported on Na+ and Cs+ exchanged supports. However, the differences between them were not very significant. In addition, the Na+ and Cs+ incorporation affected mainly to the Disc catalysts. Comparing the results obtained by these catalysts with the ones studied in the section 4.4, in general worst results were achieved under DR conditions and almost the same results when operated under BOR conditions. In Chapter 5 the ethylene glycol (EG) as feed for syngas production by steam reforming (SR) and oxidative steam reforming (OSR) was studied by using microchannel reactors. The product composition was determined at a S/C of 4.0, reaction temperatures between 625°C and 725°C, atmospheric pressure and Volume Hourly Space Velocities (VHSV) between 100 and 300 NL/(gcath). This work was divided in two sections. The first one corresponds to the introduction of the main and most promising EG production routes. Then, the new experimental procedure is detailed and the information about the experimental set-up and the measured parameters is described. The characterization was carried out using the same techniques as for the previous chapter. Then, the next sections correspond to the catalytic activity and catalysts characterization results. Section 5.3: xRh-cm and xRh-np catalysts for ethylene glycol reforming Initially, catalysts with different rhodium loading, from 1.0 to 5.0 wt. %, and supported on α-Al2O3 were prepared by two different preparation methods (conventional impregnation and separate nanoparticle synthesis). Then, the catalysts were compared regarding their measured activity and selectivity, as well as the characterization results obtained before and after the activity tests carried out. The samples prepared by a conventional impregnation method showed generally higher activity compared to catalysts prepared from Rh nanoparticles. By-product formation of species such as acetaldehyde, ethane and ethylene was detected, regardless if oxygen was added to the feed or not. Among the catalysts tested, the 2.5Rh-cm catalyst was considered the best one. Section 5.4: 2.5Rh-cm catalyst support modification with CeO2 and La2O3 In this part of the Chapter 5, the catalyst showing the best performance in the previous section, the 2.5Rh-Al2O3 catalyst, was selected in order to be improved. Therefore, new Rh based catalysts were designed using α-Al2O3 and being modified this support with different contents of CeO2 or La2O3 oxides. All the catalysts containing additives showed complete conversion and selectivities close to the equilibrium in both SR and OSR processes. In addition, for these catalysts the concentrations measured for the C2H4, CH4, CH3CHO and C2H6 by-products were very low. Finally, the 2.5Rh-20Ce catalyst was selected according to its catalytic activity and characterization results in order to run a stability test, which lasted more than 115 hours under stable operation. The last chapter, Chapter 6, summarizes the main conclusions achieved throughout this Thesis work. Although very high reactant conversions and rich hydrogen mixtures were obtained using a fixed bed reaction system, the use of microreactors improves the key issues, heat and mass transfer limitations, through which the reforming reactions are intensified. Therefore, they seem to be a very interesting and promising alternative for process intensification and decentralized production for remote application.

Diagnóstico de um grupo de familiares em risco para o câncer de mama: contribuição para a assistência de enfermagem

Devido a sua alta incidência, mortalidade e custos elevados, o câncer de mama feminino é considerado um problema de saúde pública no Brasil. Sua etiologia envolve uma interação de diversos fatores denominados de risco os quais podem ser ambientais e genéticos. A história familiar positiva para câncer de mama é um importante fator de risco para o desenvolvimento dessa patologia. Conhecer esses fatores e as medidas de proteção permite que mulheres com risco elevado possam criar estratégias pessoais que venham minimizar os danos causados pela doença. Diante do exposto, o presente estudo tem como objetivos avaliar o nível de conhecimento de mulheres acerca do risco de desenvolverem câncer de mama em decorrência do vínculo familiar com a população portadora desta neoplasia matriculada no Hospital do Câncer III, unidade do Instituto Nacional de Câncer (INCA) especializada no tratamento e controle do câncer de mama, localizada no município do Rio de Janeiro, Brasil; descrever as características sociodemográficas das mulheres familiares de pacientes portadoras de câncer de mama e descrever a história reprodutiva e hormonal, bem como seus hábitos de cuidado com a saúde. Metodologia: trata-se de um estudo exploratório sob a perspectiva quantitativa, transversal e descritiva com 52 mulheres que acompanhavam suas familiares internadas em unidade clínica e cirúrgica do Hospital do Câncer III. A coleta de dados ocorreu no período entre julho e agosto de 2011. A técnica de amostragem adotada foi a não probabilística, intencional Para o cálculo amostral aplicou-se a fórmula de população infinita. Foram selecionadas as seguintes variáveis para compor o estudo: aspectos sociodemográficos, aspectos da vida reprodutiva e hormonal, aspectos de cuidados com a saúde e aspectos de esclarecimento relacionados à patologia/doença. Realizou-se entrevista estruturada com utilização de um formulário composto por 63 questões. A descrição das variáveis foi feita através de frequência simples e porcentagem. Resultados: 61,5% eram filhas, 34,6% eram irmãs e 3,8% eram mães, 40,4% moram no município do Rio de Janeiro, 86,4% encontram-se na faixa etária entre 29 e acima de 51 anos de idade, 32% são pardas, 46,1% apresentavam 2 grau completo, 46,2% são do lar, 15,4% tiveram menarca precoce, 7,7 % tiveram na menopausa tardia, 7,7% fizeram Terapia de Reposição Hormonal, 38,5% nunca engravidaram, 3,8% engravidaram após 30 anos, 3,8% não amamentaram, 42,4% usam anticoncepcional hormonal por mais de 5 anos e 40,4% nunca fizeram descanso ou faz por tempo inferior a 6 meses, 7,7% e 7,6% nunca fizeram e apresenta mais de 24 meses que fizeram exame ginecológico. Quanto ao grau de esclarecimento 34% concordaram com as afirmativas sobre fatores de risco, 65% concordaram com medidas preventivas e os profissionais de saúde foram os que mais transmitiram informação sobre o câncer de mama. Conclusão: ser familiar de primeiro grau associado à falta de esclarecimento sobre a doença torna essas mulheres mais vulneráveis em relação à população geral feminina. Torna-se oportuno para a enfermagem estratégias educativas que visem à promoção da saúde e que contribuam para a modificação do panorama da doença, em razão da detecção mais precoce.

Avaliação do cenário para utilização dos recursos florísticos nativos de restingas para inclusão socioeconômica em Caravelas, Bahia.

A conservação dos ecossistemas e dos recursos ambientais neles inclusos é uma condição básica e essencial para o desenvolvimento sustentado de uma dada região. A degradação faz com que a possibilidade dele retornar ao seu estado original seja ínfima pois, sua dinâmica de restauração não seria a mesma do que antes foi sua colonização. A recuperação de áreas degradadas é dificultada devido à complexidade estrutural dos ecossistemas, exemplo das restingas ambientes sujeitos as condições bastante adversas (altas temperaturas, períodos de seca, vento constante, alta salinidade e escassez de nutrientes), por isso demandam de alta tecnologia para o desenvolvimento e produção de mudas, além de alto custo associado. O objetivo deste estudo é a criação de uma proposta para uso socioeconômico das áreas degradadas por plantios de cocos, em formações vegetais de restinga, município de Caravelas, e criar um modelo para que essas áreas sejam mais produtivas economicamente, a médio e longo prazo, a partir da geração de trabalho e renda e, conseqüentemente, inclusão social voltada para o uso sustentável de espécies nativas de restinga, através do extrativismo, considerando-se o potencial e a vocação natural do ecossistema de restinga. Nesse contexto, as categorias de análise desta tese basearam-se nos conflitos e vulnerabilidade socioambiental, etnobotânica, fitofisionomias, bens e serviços associados, tecnologia social, desenvolvimento local, gestão costeira, sustentabilidade ambiental e democrática, produtos florestais não madeiráveis e inclusão social. Os procedimentos metodológicos utilizados neste estudo foram apresentados em cada capítulo desta tese, estando inserido em pesquisas qualitativas (técnicas de observação participante e análise do discurso coletivo) associada aos levantamentos bibliográficos (dados secundários) e as pesquisas quantitativas, por entrevistas semiestruturadas. Os resultados deste estudo subsidiaram a formação de uma rede interativa para implantação de empreendimentos sustentáveis no processo produtivo local, no que se refere à utilização de espécies nativas de restingas com reflorestamento de áreas degradadas por plantios de coco, para fins de geração de trabalho e renda com base no movimento de tecnologia social.