Conversor de energia das ondas em energia elétrica com dispositivo de coluna de água oscilante: simulação numérica e estudo geométrico

Os oceanos representam um dos maiores recursos naturais, possuindo expressivo potencial energético, podendo suprir parte da demanda energética mundial. Nas últimas décadas, alguns dispositivos destinados à conversão da energia das ondas dos oceanos em energia elétrica têm sido estudados. No presente trabalho, o princípio de funcionamento do conversor do tipo Coluna de Água Oscilante, do inglês Oscillating Water Colum, (OWC) foi analisado numericamente. As ondas incidentes na câmara hidro-pneumática da OWC, causam um movimento alternado da coluna de água no interior da câmara, o qual produz um fluxo alternado de ar que passa pela chaminé. O ar passa e aciona uma turbina a qual transmite energia para um gerador elétrico. O objetivo do presente estudo foi investigar a influência de diferentes formas geométricas da câmara sobre o fluxo resultante de ar que passa pela turbina, que influencia no desempenho do dispositivo. Para isso, geometrias diferentes para o conversor foram analisadas empregando modelos computacionais 2D e 3D. Um modelo computacional desenvolvido nos softwares GAMBIT e FLUENT foi utilizado, em que o conversor OWC foi acoplado a um tanque de ondas. O método Volume of Fluid (VOF) e a teoria de 2ª ordem Stokes foram utilizados para gerar ondas regulares, permitindo uma interação mais realista entre o conversor, água, ar e OWC. O Método dos Volumes Finitos (MVF) foi utilizado para a discretização das equações governantes. Neste trabalho o Contructal Design (baseado na Teoria Constructal) foi aplicado pela primeira vez em estudos numéricos tridimensionais de OWC para fim de encontrar uma geometria que mais favorece o desempenho do dispositivo. A função objetivo foi a maximização da vazão mássica de ar que passa através da chaminé do dispositivo OWC, analisado através do método mínimos quadrados, do inglês Root Mean Square (RMS). Os resultados indicaram que a forma geométrica da câmara influencia na transformação da energia das ondas em energia elétrica. As geometrias das câmaras analisadas que apresentaram maior área da face de incidência das ondas (sendo altura constante), apresentaram também maior desempenho do conversor OWC. A melhor geometria, entre os casos desse estudo, ofereceu um ganho no desempenho do dispositivo em torno de 30% maior.

Estudio del Secado de Anacardo (Anacardium occidentale L.) mediante Secador Solar de Radiación Directa

MACHADO, Antônio V. et al. Estudio del Secado de Anacardo (Anacardium occidentale L.) mediante Secador Solar de Radiación Directa. Información Tecnológica, v. 21, n. 1, p. 31-37, 2010.

Case-based reasoning as a tool to improve the usability of numerical models

There may be advantages to be gained by combining Case-Based Reasoning (CBR) techniques with numerical models. In this paper we consider how CBR can be used as a flexible query engine to improve the usability of numerical models. Particularly they can help to solve inverse and mixed problems, and to solve constraint problems. We discuss this idea with reference to the illustrative example of a pneumatic conveyor. We describe a model of the problem of particle degradation in such a conveyor, and the problems faced by design engineers. The solution of these problems requires a system that allows iterative sharing of control between user, CBR system, and numerical model. This multi-initiative interaction is illustrated for the pneumatic conveyor by means of Unified Modeling Language (UML) collaboration and sequence diagrams. We show approaches to the solution of these problems via a CBR tool.

Produção de quitosana a partir de resíduos de camarão: análise do processo e da operação de secagem

A quitina é encontrada principalmente nos exoesqueletos de crustáceos, insetos e na parede celular de fungos. O biopolímero quitosana é obtido através da hidrólise alcalina da quitina. A despolimerização da quitosana é realizada para se obter um produto com valores baixos de massa molecular. O uso da quitosana em diversas áreas é diretamente relacionada com a massa molecular e o grau de desacetilação do polímero. Os objetivos deste trabalho foram o estudo da cinética de secagem de quitina em camada delgada utilizando um modelo difusivo, considerando a resistência externa à transferência de massa; a determinação do comportamento da massa molecular média viscosimétrica da quitosana, durante a secagem convectiva, em camada delgada; a otimização das etapas de desacetilação e despolimerização da quitosana. A quitina foi obtida de resíduos de camarão. Os experimentos da secagem de quitina e da quitosana foram em secador de bandejas, a 60°C, sendo que para a quitina foram utilizadas duas velocidades do ar de 0,5 e 1,5 m/s. A estimativa da viscosidade intrínseca foi através da equação de Huggins e a massa molecular da quitosana foi calculada pela equação de Mark-Houwink-Sakurada. As otimizações da reação de desacetilação e despolimerização foram realizadas utilizando a metodologia da superfície de resposta. Para a reação de desacetilação foram variados o tempo e a temperatura. Para a reação de despolimerização foram analisados a concentração de ácido clorídrico, a temperatura e o tempo de reação. O modelo difusivo com difusividade efetiva variável, utilizado para analisar a secagem de quitina, apresentou concordância com os dados experimentais, onde foi observado o efeito da resistência externa à transferência de massa, quando utilizada a menor velocidade do ar. A condição ótima da reação de desacetilação para massa molecular foi observada na temperatura de 130°C em 90 min, e correspondeu a massa molecular de 150 kDa e um grau de desacetilação de 90%. A operação de secagem da quitosana causou um aumento na massa molecular média viscosimétrica de 27% e este aumento foi linear com o tempo e a umidade do polímero, apresentando duas regiões. As condições da reação de despolimerização para alcançar 50 kDa foram à temperatura de reação de 65°C, concentração de ácido clorídrico de 35% v/v. Nestas condições a cinética de despolimerização foi de pseudo-primeira ordem, apresentando duas fases.

Free-Floating Thrombi in the Right Atrium Causing Pulmonary Embolism

A 74-year-old man presented to our Emergency Department with acute dyspnoea. His electrocardiogram showed atrial flutter with 2:1 block and a rate of 150 bpm. Initial investigations revealed a D-dimer level of 6.01 mg/dl. Based on the patient’s complaints and the high D-dimer level, computed tomography pulmonary angiography was immediately performed. This showed no evidence of pulmonary embolism, but there were pneumatic changes in the right upper lung lobe. Antibiotics treatment was started with pipracillin/tazobactam, after which the patient’s condition improved. However, on the third day after admission he developed acute dyspnoea, diaphoresis and cardiopulmonary instability immediately after defecation. To promptly confirm our clinical suspicion of pulmonary embolism, a transthoracic echocardiography was carried out. This demonstrated a worm-like, mobile mass in the right heart. The right ventricle was enlarged, and paradoxical septal motion was present, indicating right ventricular pressure overload. The systolic tricuspid valvular gradient was 56 mmHg. The patient was treated with thrombolysis. His condition was greatly clinically improved after 3 hours. After 10 days of hospitalization, the patient was discharged.

Produção de nanopartículas contendo peptídeos bioativos de microalgas

A produção de peptídeos bioativos de distintas fontes de proteínas vem ganhando espaço na produção científica e tecnológica, despertando interesse do setor empresarial. Paralelamente a isso, devido à elevada concentração de proteínas na biomassa das microalgas Spirulina e Chlorella, estas apresentam grande potencial para a extração de biocompostos com alto valor agregado, como biopeptídeos de microalgas. As proteínas são uma importante fonte de peptídeos bioativos, mas estes não estão ativos na proteína precursora e devem ser liberados para que apresentem efeitos fisiológicos desejados. Essa liberação pode ser feita através de hidrólise enzimática a partir de proteases, sendo um dos métodos mais utilizados para a produção destes biocompostos. Dentro deste contexto, vários estudos vêm mostrando o uso da tecnologia por secagem em spray dryer para a obtenção de nanopartículas que contenham compostos bioativos, sendo, essa técnica, amplamente utilizada para transformar líquidos em pós, podendo ser aplicada em materiais sensíveis à temperatura. Este estudo teve como objetivo obter peptídeos bioativos através da reação enzimática, tendo como substrato a biomassa de Spirulina sp. LEB 18 e Chlorella pyrenoidosa e, na sequência, obter nanopartículas contendo os biopeptídeos. Primeiramente, foram testadas as 3 proteases comerciais (Protemax 580 L, Protemax N 200 e pepsina) para a produção de hidrolisados proteicos de microalgas, para isso foram realizados 3 delineamentos compostos centrais para cada microalga em estudo (Chlorella e Spirulina). Os delineamentos utilizados foram do tipo 23 com três repetições no ponto central, variando-se a concentração de enzima (5 a 10 U.mL-1), a concentração de substrato (5 a 10 %) e o tempo de reação (60 a 240 min). Após, realizou-se 2 delineamentos compostos rotacionais do tipo 22 com pontos centrais, um para cada microalga, utilizando-se para a hidrólise a enzima Protemax 580L (5 U.mL-1) variando-se a concentração de substrato e tempo de reação, para todos ensaios estudou-se a solubilidade, capacidade de retenção de água, atividade antioxidante e digestibilidade. Foi selecionado um ensaio para cada microalga, levando em conta os melhores resultados. Então nova hidrólise enzimática foi realizada sendo o sistema reacional composto pela enzima Protemax 580 L (5 U.mL-1) e pela biomassa de Spirulina sp. LEB 18 ou Chlorella pyrenoidosa (4% de proteína) durante tempo de 200 min. Os hidrolisados foram purificados por filtração a vácuo com membranas millipores de diferentes tamanhos (0,45; 0,2 e 0,1 µm) e por colunas com membrana vertical Amicon® Ultra 0.5 (3K e 10K), sendo que após cada etapa, foi realizado teste de atividade antioxidante pelos métodos de poder redutor, DPPH e ABTS, a fim de verificar a permanência da atividade antioxidante. Utilizou-se nano spray dryer Büchi modelo B 90 para a secagem das amostras, sendo o tamanho das partículas obtidas analisados por microscopia eletrônica de varredura (MEV). Por fim, conclui-se que a biomassa de microalgas pode ser utilizada como fonte de produção de peptídeos bioativos com elevada atividade antioxidante e que dentre as microalgas estudadas, Spirulina sp. LEB 18 apresentou melhores resultados, em todas as análises realizadas, quando comparada com Chlorella pyrenoidosa. Esse estudo, também visou utilizar a nanobiotecnologia para obtenção de nanoparículas contendo os biopeptídeos, para tal, utilizou-se o nano Buchi Spray Dryer B-90, o qual gerou partículas nanométricas de 14 a 18 nm para o hidrolisado de Spirulina e de 72 a 108 nm para o hidrolisado de Chlorella.

Secagem da microalga Spirulina em camada delgada utilizando secador com bomba de calor

A Spirulina apresenta propriedades antioxidantes o que favorece seu uso como alimento funcional, fato que tem motivado a sua comercialização para a formulação de alimentos diversos e com finalidades terapêuticas. A secagem ganha importância durante produção de Spirulina, uma vez que a umidade necessária, para garantir que não ocorra degradação da biomassa desidratada durante o armazenamento, é alcançada através do conhecimento dos parâmetros que caracterizam a operação. Neste estudo foi utilizada a secagem com bomba de calor, um método alternativo, pois viabiliza a operação com temperaturas inferiores as tradicionalmente utilizadas, além de seu funcionamento ser independente das condições meteorológicas do ambiente. O trabalho experimental da secagem de Spirulina sp. foi iniciado com um estudo comparativo entre a secagem com bomba de calor (SBC) e a secagem tradicional (ST). O efeito dos diferentes métodos utilizados sob a amostra foi comparado em relação à cinética da operação e as características da microalga desidratada (cor, ficocianina, compostos fenólicos totais e atividade antioxidante total). As temperaturas do ar foram de 50 e 60ºC e a umidade absoluta da SBC foi dez vezes inferior a utilizada durante a ST. Os parâmetros que caracterizam a secagem foram influenciados pela temperatura do ar, bem como, pela baixa umidade absoluta na SBC. Os valores do tempo total da SBC foram 40% inferiores aos encontrados para a secagem ST, em ambas as temperaturas do ar. A maior preservação das características da Spirulina foi obtida na SBC e temperatura do ar de 50°C, e nesta condição os valores foram 14% (ficocianina), 60% (compostos fenólicos) e 10% (atividade antioxidante) superiores aos encontrados na mesma condição para a ST. Isto evidencia que o método de secagem é determinante na qualidade do produto desidratado. Posteriormente, foi realizado o estudo da cinética da SBC, bem como a otimização da operação de secagem e a reidratação das amostras desidratadas nas diferentes condições de secagem. O estudo foi realizado através de um planejamento fatorial 32, tendo como fatores de estudo a temperatura do ar (30, 40 e 50ºC) e a espessura da bandeja (1, 3 e 5 mm). As respostas utilizadas foram ficocianina, compostos fenólicos, atividade antioxidante total e cor da microalga desidratadas. Também foram realizadas a microscopia eletrônica de varredura (MEV) e as curvas termogravimétricas (DSC) das amostras desidratadas. A secagem apresentou um curto período de taxa constante, delimitado pela umidade crítica, sendo que, seus valores foram influenciados apenas pela temperatura do ar de secagem. O modelo Logarítmico forneceu elevados valores de R2ajust e os menores valores de soma dos erros quadráticos (SSE) e de critério informativo de Akaike (AIC). Os valores das energias de ativação para as espessuras de 1, 3 e 5 mm, foram na faixa de 20-23 kJ mol-1. A condição de operação mais adequada, para a secagem de Spirulina sp. com bomba de calor, foi obtida na temperatura do ar de 50°C e espessura da bandeja de 5 mm, com valores de ficocianina, compostos fenólicos, atividade antioxidante total e diferença de cor de 19,60 mg g-1, 1508 µgEAG g-1, 52,6% e 5,71, respectivamente. Os termogramas (DSC) evidenciaram que em 50 ºC e espessura de 5 mm, o produto apresentou maior estabilidade térmica. As amostras de Spirulina sp. desidratadas apresentaram estrutura morfológica (MEV), aparentemente, rígida e heterogênea, e os seus percentuais de reidratação corresponderam a 85-91% da umidade da microalga in natura.

Experimental Modeling of Twin-Screw Extrusion Processes to Predict Properties of Extruded Composites

Twin-screw extrusion is used to compound fillers into a polymer matrix in order to improve the properties of the final product. The resultant properties of the composite are determined by the operating conditions used during extrusion processing. Changes in the operating conditions affect the physics of the melt flow, inducing unique composite properties. In the following work, the Residence Stress Distribution methodology has been applied to model both the stress behavior and the property response of a twin-screw compounding process as a function of the operating conditions. The compounding of a pigment into a polymer melt has been investigated to determine the effect of stress on the degree of mixing, which will affect the properties of the composite. In addition, the pharmaceutical properties resulting from the compounding of an active pharmaceutical ingredient are modeled as a function of the operating conditions, indicating the physical behavior inducing the property responses.

Miotomía extendida en el tratamiento de la acalasia

La acalasia es una enfermedad esofágica poco frecuente que se acompaña de una importante alteración de la calidad de vida de los pacientes. Su etiología no está totalmente aclarada y sus características clínicas principales son la disfagia y la regurgitación. El tratamiento de la acalasia está dirigido al alivio funcional y sintomático mediante la abertura del esfínter esofágico inferior, siendo al momento la miotomía laparoscópica la técnica de elección mientras que las dilataciones neumáticas y la inyección de toxina botulínica deben considerarse como técnicas de recurso en casos seleccionados. Objetivo: Evaluar los resultados de la miotomía extendida más funduplicatura parcial anterior de Dorr como tratamiento de la acalasia por vía laparoscópica, comparándola con nuestra experiencia previa mediante la técnica estándar. Materiales y método: diseño: Estudio prospectivo, descriptivo y longitudinal. Sede: Hospital Latino, Cuenca - Ecuador. Pacientes y método: Desde junio de 1992 hasta diciembre del 2011 se intervinieron 39 pacientes con diagnóstico de acalasia que recibieron tratamiento quirúrgico por medio de cirugía mínimamente invasiva. Se estudió la edad, sintomatología previa, clasificación según Stewart, tiempo de evolución de los síntomas, técnica operatoria realizada, control postoperatorio. Resultados: Se intervinieron 39 paciente, con edad promedio de 66 años, mínima 23 y máxima 81. La sintomatología presentada fue disfagia en el 100%, regurgitación en el 74,4%, pérdida de peso en el 71,8% y odinofagia en el 28.2%. El tiempo de evolución de los síntomas fueron: menor a 2 años 48.7% (n=19), de 2 a 4 años 33.3% (n=13), de 4 a 6 años de 12.8% (n=5), y de 6 a 8 años un 5.1% (n=2). Según Stewart se clasificaron en I 8% (n=3), II 49% (n=19), III 38% (n=15) y IV 5% (n=2).La técnica empleada fue Miotomía + Dorr 57% (n=22), Miotomía extendida + Dorr 20% (n=8), Miotomía sola 18% (n=7), Miotomía + Toupet 5% (n=2). Se ha realizado seguimiento del 75% de pacientes, con resultados excelentes en el 91%, y bueno en el 9%. En los ocho últimos casos se realizó la miotomía extendida más funduplicatura tipo Dorr, brindando resultados excelentes a corto plazo. Conclusión: la miotomía gástrica extendida mejora el resultado de la terapia quirúrgica para la acalasia sin incrementar la tasa de reflujo gastroesofágico anormal cuando se añade una funduplicatura parcial anterior tipo Dorr.

SUR Hand: A Soft Underactuated Robotic Hand

Soft robots are robots made mostly or completely of soft, deformable, or compliant materials. As humanoid robotic technology takes on a wider range of applications, it has become apparent that they could replace humans in dangerous environments. Current attempts to create robotic hands for these environments are very difficult and costly to manufacture. Therefore, a robotic hand made with simplistic architecture and cheap fabrication techniques is needed. The goal of this thesis is to detail the design, fabrication, modeling, and testing of the SUR Hand. The SUR Hand is a soft, underactuated robotic hand designed to be cheaper and easier to manufacture than conventional hands. Yet, it maintains much of their dexterity and precision. This thesis will detail the design process for the soft pneumatic fingers, compliant palm, and flexible wrist. It will also discuss a semi-empirical model for finger design and the creation and validation of grasping models.

Modelo teórico para cuantificar la eficiencia térmica del calentador eléctrico en una secadora doméstica de ropa

En este trabajo de difusión se presenta la mejora de la generación y transferencia de calor en el calentador eléctrico de una secadora doméstica de ropa, con el desarrollo de un modelo teórico para estimar la eficiencia térmica, basado en el flujo másico y la potencia eléctrica del calentador como variables de entrada, y la eficiencia térmica del calentador como variable de salida, con el calentador analizado como un componente aislado. Se realizaron pruebas al calentador para determinar la función matemática de su eficiencia térmica. Del análisis de resultados se observó la tendencia exponencial típica de un sistema sobreamortiguado, base del modelo matemático cuyo coeficiente de predicción es 0.96.El modelo matemático se comprobó con flujo másico alto obteniendo un error relativo máximo de 0.66 %, y provee de información suficiente para elevar la eficiencia en 7.7%. El rango de potencia en el que fue probado el modelo matemático desarrollado para el calentador es de 1 KW hasta 5 KW, el cual es el rango recomendado para su uso.

Efeitos do treinamento resistido com máquinas pneumáticas e resistência elástica progressiva na força, capacidade funcional e equilíbrio em mulheres idosas : um ensaio clínico randomizado

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Educação Física, Programa de Pós-Graduação Strictu-Sensu em Educação Física, 2015.

Etapas do desenvolvimento de uma formulação pó molhável para o Baculovirus anticarsia: secagem e caracterização da superfície do poliedro.

As primeiras etapas selecionadas para o estudo de uma formulação pó molhável foram a caracterização de superfície quanto a morfologia (MEV) e carga, e a influencia do método de secagem na dispersibilidade das partículas. O vírus foi obtido de lagartas infectadas (CNPSo) e purificado pelo método de Van der Geest. A dispersão resultante apresenta uma distribuição de tamanho entre 1.6 e 1.9 micra, permanecendo invariável quando a preparação foi armazenada ate 6 meses sob refrigeração. O ponto isoelétrico dos poliedros de NPV de B. anticarsia, determinado a partir de gráfico de mobilidade versus pH e 4,5, sendo que em pHs superiores, as partículas estão carregadas negativamente. As dispersões foram secas por liofilização, spray dryer e estufa (27 C.). O processo de secagem determina o estado de agregação, quando os poliedros são dispersos novamente em água, com tamanho ate 27 micra, difíceis de redispersar, enquanto a secagem por spray dryer resulta em um material pouco aglomerado e facilmente dispersível.

Effect of fertilization and type of pruning on quality of fresh and dehydrated Stevia rebaudiana

Mestrado em Engenharia Alimentar - Instituto Superior de Agronomia - UL

Etapas do desenvolvimento de uma formulação pó molhável para o Baculovirus anticarsia: secagem e caracterização da superfície do poliedro.

As primeiras etapas selecionadas para o estudo de uma formulação pó molhável foram a caracterização de superfície quanto a morfologia (MEV) e carga, e a influencia do método de secagem na dispersibilidade das partículas. O vírus foi obtido de lagartas infectadas (CNPSo) e purificado pelo método de Van der Geest. A dispersão resultante apresenta uma distribuição de tamanho entre 1.6 e 1.9 micra, permanecendo invariável quando a preparação foi armazenada ate 6 meses sob refrigeração. O ponto isoelétrico dos poliedros de NPV de B. anticarsia, determinado a partir de gráfico de mobilidade versus pH e 4,5, sendo que em pHs superiores, as partículas estão carregadas negativamente. As dispersões foram secas por liofilização, spray dryer e estufa (27 C.). O processo de secagem determina o estado de agregação, quando os poliedros são dispersos novamente em água, com tamanho ate 27 micra, difíceis de redispersar, enquanto a secagem por spray dryer resulta em um material pouco aglomerado e facilmente dispersível.