Seismic structure along transitions from flat to normal subduction: central Mexico, southern Peru, and southwest Japan

The fine-scale seismic structure of the central Mexico, southern Peru, and southwest Japan subduction zones is studied using intraslab earthquakes recorded by temporary and permanent regional seismic arrays. The morphology of the transition from flat to normal subduction is explored in central Mexico and southern Peru, while in southwest Japan the spatial coincidence of a thin ultra-slow velocity layer (USL) atop the flat slab with locations of slow slip events (SSEs) is explored. This USL is also observed in central Mexico and southern Peru, where its lateral extent is used as one constraint on the nature of the flat-to-normal transitions.

In western central Mexico, I find an edge to this USL which is coincident with the western boundary of the projected Orozco Fracture Zone (OFZ) region. Forward modeling of the 2D structure of the subducted Cocos plate using a finite-difference algorithm provides constraints on the velocity and geometry of the slab’s seismic structure in this region and confirms the location of the USL edge. I propose that the Cocos slab is currently fragmenting into a North Cocos plate and a South Cocos plate along the projection of the OFZ, by a process analogous to that which occurred when the Rivera plate separated from the proto-Cocos plate 10 Ma.

In eastern central Mexico, observations of a sharp transition in slab dip near the abrupt end of the Trans Mexican Volcanic Belt (TMVB) suggest a possible slab tear located within the subducted South Cocos plate. The eastern lateral extent of the USL is found to be coincident with these features and with the western boundary of a zone of decreased seismicity, indicating a change in structure which I interpret as evidence of a possible tear. Analysis of intraslab seismicity patterns and focal mechanism orientations and faulting types provides further support for a possible tear in the South Cocos slab. This potential tear, together with the tear along the projection of the OFZ to the northwest, indicates a slab rollback mechanism in which separate slab segments move independently, allowing for mantle flow between the segments.

In southern Peru, observations of a gradual increase in slab dip coupled with a lack of any gaps or vertical offsets in the intraslab seismicity suggest a smooth contortion of the slab. Concentrations of focal mechanisms at orientations which are indicative of slab bending are also observed along the change in slab geometry. The lateral extent of the USL atop the horizontal Nazca slab is found to be coincident with the margin of the projected linear continuation of the subducting Nazca Ridge, implying a causal relationship, but not a slab tear. Waveform modeling of the 2D structure in southern Peru provides constraints on the velocity and geometry of the slab’s seismic structure and confirms the absence of any tears in the slab.

In southwest Japan, I estimate the location of a possible USL along the Philippine Sea slab surface and find this region of low velocity to be coincident with locations of SSEs that have occurred in this region. I interpret the source of the possible USL in this region as fluids dehydrated from the subducting plate, forming a high pore-fluid pressure layer, which would be expected to decrease the coupling on the plate interface and promote SSEs.

Kinetic theory of normal quantum fluids

Close to equilibrium, a normal Bose or Fermi fluid can be described by an exact kinetic equation whose kernel is nonlocal in space and time. The general expression derived for the kernel is evaluated to second order in the interparticle potential. The result is a wavevector- and frequency-dependent generalization of the linear Uehling-Uhlenbeck kernel with the Born approximation cross section.

The theory is formulated in terms of second-quantized phase space operators whose equilibrium averages are the n-particle Wigner distribution functions. Convenient expressions for the commutators and anticommutators of the phase space operators are obtained. The two-particle equilibrium distribution function is analyzed in terms of momentum-dependent quantum generalizations of the classical pair distribution function h(k) and direct correlation function c(k). The kinetic equation is presented as the equation of motion of a two -particle correlation function, the phase space density-density anticommutator, and is derived by a formal closure of the quantum BBGKY hierarchy. An alternative derivation using a projection operator is also given. It is shown that the method used for approximating the kernel by a second order expansion preserves all the sum rules to the same order, and that the second-order kernel satisfies the appropriate positivity and symmetry conditions.

Adesão dos cimentos Epiphany SE e iRoot SP: Resistência à tração e mapeamento dentinário por microscopia digital

O objetivo deste estudo foi avaliar o efeito da microestrutura dentinária na adesão de cimentos endodônticos modernos através: do desenvolvimento de uma metodologia para caracterizar microestruturalmente a dentina; da avaliação da resistência de união (através de ensaios de tração) dos cimentos endodônticos Epiphany SE, iRoot SP e AH Plus; da correlação dos dados obtidos da caracterização da microestrutura dentinária e dos ensaios de tração. Trinta terceiros molares inclusos, recém extraídos, foram embutidos em resina epóxi e seccionados 0,5mm abaixo da junção esmalte-dentina. Doze amostras foram eliminadas durante à preparação metalográfica devido à exposição da câmara pulpar. De cada dente, uma área de análise (AA) com 3,25 mm de diâmetro foi mapeada utilizando técnicas de microscopia ótica digital para: captura de ~400 imagens formando um mosaico; análise digital de imagens, obtendo os resultados de quantidade de túbulos (QT) e de fração de área de túbulos (FAT) do mosaico; conversão da imagem do mosaico em um mapa colorido em que as cores estão diretamente relacionadas à densidade de área tubular. As dezoito amostras restantes foram divididas em 3 grupos (N=6), de acordo com o cimento utilizado, para confecção dos corpos de prova para os ensaios de tração. Os valores de da resistência de união (RU) obtidos foram analisados estatisticamente com teste não-pareado t com correção de Welch e pelo teste F para comparar variâncias Os dados de FAT e de QT foram submetidos ao teste de D'Agostino & Pearson revelando-se não normais (P>0,05), o que indica grande variabilidade da amostragem. O cimento Epiphany SE apresentou uma resistência de união significativamente menor que o cimento AH Plus (P <0,05). Os corpos de prova do iRoot SP falharam prematuramente e não foram analisados. A aplicação do teste r de Spearman não demonstrou correlação significativa entre FAT e RU (P>0,05). O MEV de pressão variável foi utilizado para avaliar qualitativamente a superfície de fratura após os ensaios de tração. A análise revelou um padrão de fratura mista para o AH Plus e o Epiphany SE, além de diferenças no tamanho e na forma das partículas desses cimentos, o que pode influenciar no comportamento mecânico. Dentro da amostragem realizada, não se encontrou correlação significativa entre microestrutura dentinária e a resistência de união.

Análise de unidades de pré-purificação de ar por adsorção

Os principais constituintes do ar, nitrogênio, oxigênio e argônio, estão cada vez mais presentes nas indústrias, onde são empregados nos processos químicos, para o transporte de alimentos e processamento de resíduos. As duas principais tecnologias para a separação dos componentes do ar são a adsorção e a destilação criogênica. Entretanto, para ambos os processos é necessário que os contaminantes do ar, como o gás carbônico, o vapor dágua e hidrocarbonetos, sejam removidos para evitar problemas operacionais e de segurança. Desta forma, o presente trabalho trata do estudo do processo de pré-purificação de ar utilizando adsorção. Neste sistema a corrente de ar flui alternadamente entre dois leitos adsorvedores para produzir ar purificado continuamente. Mais especificamente, o foco da dissertação corresponde à investigação do comportamento de unidades de pré-purificação tipo PSA (pressure swing adsorption), onde a etapa de dessorção é realizada pela redução da pressão. A análise da unidade de pré-purificação parte da modelagem dos leitos de adsorção através de um sistema de equações diferenciais parciais de balanço de massa na corrente gasosa e no leito. Neste modelo, a relação de equilíbrio relativa à adsorção é descrita pela isoterma de Dubinin-Astakhov estendida para misturas multicomponentes. Para a simulação do modelo, as derivadas espaciais são discretizadas via diferenças finitas e o sistema de equações diferenciais ordinárias resultante é resolvido por um solver apropriado (método das linhas). Para a simulação da unidade em operação, este modelo é acoplado a um algoritmo de convergência relativo às quatro etapas do ciclo de operação: adsorção, despressurização, purga e dessorção. O algoritmo em questão deve garantir que as condições finais da última etapa são equivalentes às condições iniciais da primeira etapa (estado estacionário cíclico). Desta forma, a simulação foi implementada na forma de um código computacional baseado no ambiente de programação Scilab (Scilab 5.3.0, 2010), que é um programa de distribuição gratuita. Os algoritmos de simulação de cada etapa individual e do ciclo completo são finalmente utilizados para analisar o comportamento da unidade de pré-purificação, verificando como o seu desempenho é afetado por alterações nas variáveis de projeto ou operacionais. Por exemplo, foi investigado o sistema de carregamento do leito que mostrou que a configuração ideal do leito é de 50% de alumina seguido de 50% de zeólita. Variáveis do processo foram também analisadas, a pressão de adsorção, a vazão de alimentação e o tempo do ciclo de adsorção, mostrando que o aumento da vazão de alimentação leva a perda da especificação que pode ser retomada reduzindo-se o tempo do ciclo de adsorção. Mostrou-se também que uma pressão de adsorção maior leva a uma maior remoção de contaminantes.

Representações sociais da Aids para pessoas que vivem com HIV e suas interfaces cotidianas

O presente estudo teve como objetivo descrever o conteúdo das representações sociais acerca da Aids para os usuários soropositivos em acompanhamento ambulatorial da rede pública de saúde e analisar a interface das representações sociais da Aids com o cotidiano dos indivíduos que vivem com o HIV, especialmente no que concerne à sua organização e ao processo de adesão ao tratamento. Trata-se de um estudo exploratório-descritivo, pautado na abordagem qualitativa e orientado pela Teoria das Representações Sociais. Os sujeitos consistiram em 30 usuários em acompanhamento ambulatorial de um Hospital Público Municipal localizado na cidade do Rio de Janeiro referenciado para clientes soropositivos ao HIV/Aids. Os dados foram coletados por meio de entrevista e analisados através da análise de conteúdo. Como resultados, emergiram 6 categorias, quais sejam: Elementos de memória da Ancoragem da Aids na sociedade e o seu processo de transformação, onde foi explicitada a ancoragem da Aids no outro, na África, no macaco, no homossexual e uma nova ancoragem apresentada consiste na cronicidade do diabetes, deixando a síndrome de ser sinônimo de morte; Transmissão e Prevenção da Aids segundo as pessoas que convivem com a síndrome, na qual os sujeitos apresentaram quase todas as formas cientificamente comprovadas quanto aos meios de transmissão do vírus HIV; O cotidiano dos indivíduos soropositivos permeado pelo processo de vulnerabilidade ao HIV, no âmbito do qual entende-se que o reconhecimento do risco individual frente à epidemia irá influenciar, sobretudo, as práticas e os comportamentos das pessoas; Discriminação e ocultamento no conviver com o HIV, onde se apresenta como estratégias de sobrevivência social o ocultamento do estado de soropositividade ao HIV. Assim, podem continuar a vida como pessoas consideradas normais, sem serem acusadas e discriminadas, sejam no âmbito familiar, social ou no trabalho; além disso, os sujeitos do estudo declararam que eram preconceituosos antes do diagnóstico; o processo de adesão ao tratamento na cotidianidade de indivíduos soropositivos, observando-se, nesta categoria, que um dos grandes motivadores da adesão ao tratamento consiste no fato dos usuários acreditarem no resultado positivo da terapêutica; o enfrentamento cotidiano experiênciado pelos sujeitos que convivem com o HIV, onde a forma como os sujeitos organizam o seu cotidiano para enfrentar e conviver com o HIV reflete diretamente em suas atitudes e em suas práticas, tanto no processo da adesão, como nas relações sociais (o outro) e, principalmente, na relação individual (o eu). Conclui-se que a representação social da Aids apresenta-se multifacetada e dependente do contexto histórico e social no qual o indivíduo está inserido, seus valores, cultura, nível de informação e conhecimento.

Tecnologia mais limpa aplicada ao tratamento de água em sistemas de resfriamento abertos com recirculação

Os estudos destinados à aplicação de uma tecnologia mais limpa ao tratamento de águas em sistemas de resfriamento abertos com recirculação resultaram no desenvolvimento de uma filosofia de tratamento baseada na busca de uma operação com ciclo de concentração ideal. Assim, por meio do controle do balanço material no sistema de resfriamento, seria alcançado um nível de concentração em que a água de circulação apresentaria, naturalmente e ao mesmo tempo, baixa tendência à corrosão do ferro e baixa tendência à formação de incrustação de carbonato de cálcio. O tratamento com inibidores de corrosão e de formação de depósitos seria apenas complementar e, conseqüentemente, reduzido o emprego de produtos químicos para o condicionamento da água. O presente trabalho procura demonstrar que o critério de tratamento baseado apenas no índice de estabilidade não leva em conta o fato de que as espécies solúveis em água não se concentram de uma mesma forma, principalmente como decorrência de reações de conversão envolvendo o íon bicarbonato e de precipitação do íon cálcio. Como suporte desse trabalho, foram realizados ensaios de campo em um sistema de resfriamento aberto com recirculação em operação normal, porém sem tratamento químico da água. Foi possível, desse modo, observar a variação da concentração de cada espécie crítica presente na água com a vazão de descarga efetuada. Os resultados obtidos e o estudo realizado mostram que a metodologia tradicional pode apresentar desvios da realidade que podem comprometer a qualidade do tratamento, obrigando o emprego de maiores concentrações de produtos químicos para condicionamento da água, contrariando, assim, o próprio propósito original de execução de um tratamento dentro dos princípios de uma produção mais limpa. Este trabalho procura, ainda, salientar a importância qualitativa e quantitativa das espécies presentes, na água de reposição, na qualidade do tratamento, alertando que o emprego de reúso de água, como reposição de um sistema de resfriamento, deve ser criteriosamente analisado, pois uma água de má qualidade pode tornar o tratamento interno impraticável, exigindo a execução de um tratamento prévio muitas vezes inviável do ponto de vista econômico e causador de impacto ambiental

A enfermeira obstétrica frente às transformações de sua prática consequente ao movimento de humanização do campo obstétrico hospitalar

Este estudo de perspectiva histórico-social estuda as transformações das práticas das enfermeiras obstétricas consequente ao movimento de humanização do campo obstétrico hospitalar. Tem por objetivos: identificar o capital global das enfermeiras obstétricas; analisar as concepções das enfermeiras sobre a prática profissional no campo obstétrico hospitalar no contexto do movimento de humanização; discutir as transformações percebidas pelas enfermeiras obstétricas sobre sua prática. Utilizei como método a história oral. Os sujeitos foram 25 enfermeiras que vivenciaram no campo obstétrico hospitalar, antes e após a implementação do movimento de humanização. Os cenários foram seis maternidades municipais do Rio de Janeiro. A técnica de coleta de dados foi a entrevista semiestruturada. À luz da perspectiva histórica realizarei a análise dos dados, tendo como base os pressupostos de Pierre Bourdieu. A conjuntura obstétrica do nascimento das entrevistadas era a de transição do parto domiciliar para o ambiente hospitalar. O cenário do parto e nascimento de muitas delas foi uma instituição pública de saúde ou conveniada. As agentes são oriundas de famílias humildes, com pouco capital econômico e cultural. Ressalta-se que as condições de acumulação de capital destas enfermeiras, à época, foram proporcionais às oportunidades que tiveram no campo social em que se encontravam e do processo de socialização. Algumas, após o curso de graduação em enfermagem, buscaram a especialização para adquirir um certificado, que lhes aumentasse o volume de capital e as legitimasse para a realização da assistência ao parto normal. O contexto político onde muitas adquiriram o título de especialista era o de implementação do modelo humanizado no campo obstétrico do município do Rio de Janeiro, favorável para a redução de práticas intervencionistas à parturiente com o incentivo ao parto normal focado na autonomia e no empoderamento feminino. Desse modo, as enfermeiras perceberam que as lutas dos agentes no campo obstétrico para a implantação de um novo modo de agir na obstetrícia foram importantes no processo de mudança de suas práticas. Especificamente sobre as transformações de sua práticas elas evidenciaram que, com esse movimento social e político elas passaram a ver e a assistir a mulher, de forma mais próxima, mais humanizada através da aquisição de capital cultural eficiente, outra evidência destacada foi quanto à questão das lutas, houve o reconhecimento de que as lutas foram importantes no processo de mudança, pois com estas foi possível adquirir lucros simbólicos significativos que permitiram gerar mudanças de posição e de práticas obstétricas no campo hospitalar.

Sobrevida em pacientes mulheres com câncer de pulmão em clínica especializada no Rio de Janeiro, 2000-2009

O câncer de pulmão é atualmente a neoplasia mais frequentemente diagnosticada, considerando ambos os sexos, e a principal causa de óbito por câncer em todo o mundo. A incidência e a mortalidade do câncer de pulmão vêm sendo influenciadas ao longo do tempo pela história do tabagismo e seus aspectos sócio-demográficos. Este estudo tem como objetivo analisar a sobrevida e fatores prognósticos em mulheres com câncer de pulmão assistidas em uma clínica especializada no Rio de Janeiro no período de 2000 a 2009. Foram analisadas 193 mulheres com diagnóstico de câncer de pulmão confirmado por exame histopatológico. Os dados foram obtidos diretamente do sistema informatizado de registros médicos do referido serviço. A idade do diagnóstico foi categorizada em quatro faixas etárias: até 49 anos, 50 a 59 anos, 60 a 69 anos e maior de 70anos. O tabagismo foi categorizado como não fumante, ex-fumante, fumante e fumante passiva. O estado nutricional foi avaliado pelo Índice de Massa Corpórea (IMC). A classificação histológica seguiu a divisão entre tumores de células não-pequenas (CPCNP) e tumores de pequenas células (CPCP). O estadiamento clínico se baseou na classificação do American Joint Committee on Cancer (AJCC) e Veterans Administration Lung Cancer Study Group (VALCSG) para os tumores de células não-pequenas e tumores de células pequenas, respectivamente. A modalidade de tratamento foi categorizada pela intenção da abordagem terapêutica em quatro grupos: controle, neoadjuvância, adjuvância e paliativa. Foram calculadas funções de sobrevida pelo método de Kaplan-Meier. Para os fatores prognósticos de risco, foram calculados os hazards ratios brutos e ajustados com intervalos de confiança de 95%, através do modelo de riscos proporcionais de Cox. A idade média das pacientes foi de 63 anos. Destas, 47,7% eram fumantes, 26,9% não fumantes, 19,7% ex-fumantes e 3,6% fumantes passivas. Em relação ao estado nutricional, 2,6% das pacientes apresentavam IMC baixo peso, 52,8% normal, 29,5% sobrepeso e 15% obesidade. A maioria dos casos, 169 (87,6%) pacientes, foi classificado como câncer de pulmão de células não-pequenas (CPCNP). Apenas 24 casos (12,4%) foram de câncer de pequenas células (CPCP). Durante o período estudado ocorreram 132 óbitos; 114 por CPCNP e 18 por CPCP. O tempo mediano de sobrevida para toda a coorte foi de 23,2 meses (IC95%: 16,9-33,5). Quando os dados foram estratificados por classificação tumoral, a sobrevida mediana nas pacientes com diagnóstico de CPCNP foi de 18,2 meses (IC95%: 15,6-25,5) e para aquelas com CPCP foi de 10,3 meses (IC95%: 8,4-19,3). A sobrevida encontrada em 24 meses foi de 49% (IC95%: 42,25-56,9), sendo 22,95 (IC95%: 0,6-49,3) para os tumores de pequenas células e 50,29% (IC95%: 43,1-58,7) para os tumores de células não- pequenas. Para o total das pacientes, as curvas de sobrevida estratificadas pelas variáveis selecionadas mostraram diferenças em relação à idade do diagnóstico (p=0,0023) nas faixas etárias intermediárias de 50-59 anos e 60-69 anos, se comparadas com os limites extremos (as mais idosas e as mais jovens). Não houve diferenças para o status de tabagismo (p=0,1484) nem para o IMC (p=0,6230). Na análise multivariada para todos os tumores, nenhum fator prognóstico influenciou no risco de morte. A idade nas categorias intermediárias (50-59 anos e 60-69 anos) e o IMC na categoria sobrepeso mostraram uma tendência à proteção, porém, não houve significância estatística. Para o grupo de mulheres com CPCNP, o modelo de riscos proporcionais apontou diferença em relação ao estadiamento clínico, especificamente o estádio IV (HR=3,36, IC95%: 1,66-6,8; p=0,001). As pacientes com idade entre 50-59 anos e sobrepeso mostraram uma tendência à diminuição do risco, embora sem significância estatística. Esses resultados mostram a necessidade de conhecer melhor o perfil das mulheres que desenvolvem câncer de pulmão e de realizar pesquisas que investiguem de forma mais aprofundada as condições que influenciam a evolução clínica dos casos e assim contribuir para o aprimoramento da abordagem terapêutica.

I. The attenuation and dispersion of sound in a condensing medium. II. The flow of a gas-particle mixture downstream of a normal shock in a nozzle

I. The attenuation of sound due to particles suspended in a gas was first calculated by Sewell and later by Epstein in their classical works on the propagation of sound in a two-phase medium. In their work, and in more recent works which include calculations of sound dispersion, the calculations were made for systems in which there was no mass transfer between the two phases. In the present work, mass transfer between phases is included in the calculations.

The attenuation and dispersion of sound in a two-phase condensing medium are calculated as functions of frequency. The medium in which the sound propagates consists of a gaseous phase, a mixture of inert gas and condensable vapor, which contains condensable liquid droplets. The droplets, which interact with the gaseous phase through the interchange of momentum, energy, and mass (through evaporation and condensation), are treated from the continuum viewpoint. Limiting cases, for flow either frozen or in equilibrium with respect to the various exchange processes, help demonstrate the effects of mass transfer between phases. Included in the calculation is the effect of thermal relaxation within droplets. Pressure relaxation between the two phases is examined, but is not included as a contributing factor because it is of interest only at much higher frequencies than the other relaxation processes. The results for a system typical of sodium droplets in sodium vapor are compared to calculations in which there is no mass exchange between phases. It is found that the maximum attenuation is about 25 per cent greater and occurs at about one-half the frequency for the case which includes mass transfer, and that the dispersion at low frequencies is about 35 per cent greater. Results for different values of latent heat are compared.

II. In the flow of a gas-particle mixture through a nozzle, a normal shock may exist in the diverging section of the nozzle. In Marble’s calculation for a shock in a constant area duct, the shock was described as a usual gas-dynamic shock followed by a relaxation zone in which the gas and particles return to equilibrium. The thickness of this zone, which is the total shock thickness in the gas-particle mixture, is of the order of the relaxation distance for a particle in the gas. In a nozzle, the area may change significantly over this relaxation zone so that the solution for a constant area duct is no longer adequate to describe the flow. In the present work, an asymptotic solution, which accounts for the area change, is obtained for the flow of a gas-particle mixture downstream of the shock in a nozzle, under the assumption of small slip between the particles and gas. This amounts to the assumption that the shock thickness is small compared with the length of the nozzle. The shock solution, valid in the region near the shock, is matched to the well known small-slip solution, which is valid in the flow downstream of the shock, to obtain a composite solution valid for the entire flow region. The solution is applied to a conical nozzle. A discussion of methods of finding the location of a shock in a nozzle is included.

Normal structures and automorphism groups of t-designs

Combinatorial configurations known as t-designs are studied. These are pairs ˂B, ∏˃, where each element of B is a k-subset of ∏, and each t-design occurs in exactly λ elements of B, for some fixed integers k and λ. A theory of internal structure of t-designs is developed, and it is shown that any t-design can be decomposed in a natural fashion into a sequence of “simple” subdesigns. The theory is quite similar to the analysis of a group with respect to its normal subgroups, quotient groups, and homomorphisms. The analogous concepts of normal subdesigns, quotient designs, and design homomorphisms are all defined and used.

This structure theory is then applied to the class of t-designs whose automorphism groups are transitive on sets of t points. It is shown that if G is a permutation group transitive on sets of t letters and ф is any set of letters, then images of ф under G form a t-design whose parameters may be calculated from the group G. Such groups are discussed, especially for the case t = 2, and the normal structure of such designs is considered. Theorem 2.2.12 gives necessary and sufficient conditions for a t-design to be simple, purely in terms of the automorphism group of the design. Some constructions are given.

Finally, 2-designs with k = 3 and λ = 2 are considered in detail. These designs are first considered in general, with examples illustrating some of the configurations which can arise. Then an attempt is made to classify all such designs with an automorphism group transitive on pairs of points. Many cases are eliminated of reduced to combinations of Steiner triple systems. In the remaining cases, the simple designs are determined to consist of one infinite class and one exceptional case.

Modelagem, simulação e otimização operacional de unidades de síntese de metanol

A indústria de processos químicos tem sofrido consideráveis transformações devido ao acirramento da competitividade. Importantes progressos tecnológicos têm sido atingidos através de técnicas de modelagem, simulação e otimização visando o aumento da lucratividade e melhoria contínua nos processos industriais. Neste contexto, as plantas de metanol, um dos mais importantes produtos petroquímicos, podem ser destacadas. Atualmente, a principal matéria-prima para obtenção de metanol é o gás natural. A produção do metanol é caracterizada por três etapas: geração de gás de síntese, conversão do gás de síntese em metanol (unidade de síntese ou loop de síntese) e purificação do produto na especificação requerida. Os custos fixos e variáveis da unidade de síntese são fortemente dependentes das variáveis operacionais, como temperatura, pressão, razão de reciclo e composição da carga. Desta forma, foi desenvolvido um conjunto de modelos e algoritmos computacionais para representar matematicamente unidades de síntese de metanol. O modelo apresenta operações unitárias associadas aos seguintes equipamentos: divisores de correntes, misturadores de correntes, compressores, trocadores de calor, vasos de flash e reatores. Inicialmente, foi proposto um simulador estacionário, que serviu como base para um pseudo-estacionário, o qual contempla a desativação do catalisador por sinterização térmica. Os simuladores foram criados segundo uma arquitetura seqüencial modular e empregou-se o método de substituição sucessiva para a convergência dos reciclos. O estudo envolveu dois fluxogramas típicos, um constituído por reatores adiabáticos em série, enquanto o outro constituído por um reator tipo quench. Uma análise do efeito das principais variáveis operacionais foi realizada para o reator e para o loop de síntese. Estudou-se também o efeito da desativação do catalisador ao longo do tempo. Uma ferramenta de otimização operacional foi empregada para alcançar a máxima produção manipulando as injeções de carga fria na entrada dos leitos catalíticos. Formulou-se também um problema de maximização do lucro em função da otimização de paradas da unidade para troca do catalisador. Os resultados obtidos apontam que a ferramenta desenvolvida é promissora para a compreensão e otimização da unidade objeto deste estudo

A nonlinear systems model for the control mechanism of free fatty acid-glucose metabolosm in normal humans

A mathematical model is proposed in this thesis for the control mechanism of free fatty acid-glucose metabolism in healthy individuals under resting conditions. The objective is to explain in a consistent manner some clinical laboratory observations such as glucose, insulin and free fatty acid responses to intravenous injection of glucose, insulin, etc. Responses up to only about two hours from the beginning of infusion are considered. The model is an extension of the one for glucose homeostasis proposed by Charette, Kadish and Sridhar (Modeling and Control Aspects of Glucose Homeostasis. Mathematical Biosciences, 1969). It is based upon a systems approach and agrees with the current theories of glucose and free fatty acid metabolism. The description is in terms of ordinary differential equations. Validation of the model is based on clinical laboratory data available at the present time. Finally procedures are suggested for systematically identifying the parameters associated with the free fatty acid portion of the model.

Quantificação da área ocupada pela guta-percha e pelo Resilon em canais achatados após termoplastificação

O presente trabalho teve por objetivo quantificar, comparativamente, a área de preenchimento de dois materiais obturadores sólidos, cones de guta-percha (GP) e cones de Resilon (R), no terço apical de incisivos inferiores humanos, ex vivo, obturados pela técnica da onda contínua de condensação. Os espécimes foram submetidos a um protocolo, desde a cirurgia de acesso até o final do preparo químico-mecânico e divididos aleatoriamente em dois grupos, de 21 dentes cada, de acordo com o material utilizado. Não foi utilizado cimento endodôntico em nenhuma das amostras. Após a obturação, as amostras foram seccionadas transversalmente em dois níveis, a 3 e a 5mm do ápice, e subdivididas em grupos de acordo com a altura de corte e do material obturador, sendo estabelecido: GP3 (guta-percha com corte a 3mm), GP5 (guta-percha com corte a 5mm), R3 (Resilon com corte a 3mm) e R5 (Resilon com corte a 5mm). Posteriormente, as amostras foram submetidas a um processo de lixamento e polimento e examinadas em microscópio óptico por reflexão com aumento de 50x a 100x. Para a análise e processamento digital das imagens, foi utilizado o sistema de imagens Axio Vision 4.6 para Windows, sendo obtidas as medidas para cada área observada em micrômetros (μm); uma da área da cavidade, e outra da área de material obturador. Foi aferido o grau de circularidade de cada amostra, por uma fórmula matemática utilizada automaticamente pelo programa, onde 1 (um) é considerado o círculo perfeito e, quanto mais achatado o canal, mais tendente a 0 (zero) nesta escala. Obteve-se a área do canal, a circularidade de 0 a 1, a área preenchida pelo material obturador e, a porcentagem da área de preenchimento do material obturador em relação à área do canal. Foi realizado o cruzamento dos grupos dois a dois pelo teste t de Student, sendo verificada diferença estatisticamente significante entre os grupos GP3 e R3, tendo o grupo R3 apresentado maior porcentagem de área do canal radicular preenchida pelo material obturador em suas amostras (p<0,05). Na relação da circularidade com a quantidade de preenchimento, com o teste de Correlação de Pearson, não foi observada forte correlação entre a forma final do canal (relação de circularidade) e a quantidade de preenchimento do canal radicular pelos materiais obturadores testados. Conclui-se que houve grande variação de preenchimento mínimo e máximo em todos os grupos testados e o Resilon apresentou maior porcentagem de preenchimento de área do canal radicular em suas amostras.

Análise global da estabilidade termodinâmica de misturas: um estudo com o método do conjunto gerador

O cálculo do equilíbrio de fases é um problema de grande importância em processos da engenharia, como, por exemplo, na separação por destilação, em processos de extração e simulação da recuperação terciária de petróleo, entre outros. Mas para resolvê-lo é aconselhável que se estude a priori a estabilidade termodinâmica do sistema, a qual consiste em determinar se uma dada mistura se apresenta em uma ou mais fases. Tal problema pode ser abordado como um problema de otimização, conhecido como a minimização da função distância do plano tangente à energia livre de Gibbs molar, onde modelos termodinâmicos, de natureza não convexa e não linear, são utilizados para descrevê-lo. Esse fato tem motivado um grande interesse em técnicas de otimização robustas e eficientes para a resolução de problemas relacionados com a termodinâmica do equilíbrio de fases. Como tem sido ressaltado na literatura, para proporcionar uma completa predição do equilíbrio de fases, faz-se necessário não apenas a determinação do minimizador global da função objetivo do teste de estabilidade, mas também a obtenção de todos os seus pontos estacionários. Assim, o desenvolvimento de metodologias para essa tarefa desafiadora tem se tornado uma nova área de pesquisa da otimização global aplicada à termodinâmica do equilíbrio, com interesses comuns na engenharia química e na engenharia do petróleo. O foco do presente trabalho é uma nova metodologia para resolver o problema do teste de estabilidade. Para isso, usa-se o chamado método do conjunto gerador para realizar buscas do tipo local em uma rede de pontos previamente gerada por buscas globais efetuadas com uma metaheurística populacional, no caso o método do enxame de partículas.Para se obter mais de um ponto estacionário, minimizam-se funções de mérito polarizadas, cujos pólos são os pontos previamente encontrados. A metodologia proposta foi testada na análise de quatorze misturas polares previamente consideradas na literatura. Os resultados mostraram que o método proposto é robusto e eficiente a ponto de encontrar, além do minimizador global, todos os pontos estacionários apontados previamente na literatura, sendo também capaz de detectar, em duas misturas ternárias estudadas, pontos estacionários não obtidos pelo chamado método de análise intervalar, uma técnica confiável e muito difundida na literatura. A análise do teste de estabilidade pela simples utilização do método do enxame de partículas associado à técnica de polarização mencionada acima, para a obtenção de mais de um ponto estacionário (sem a busca local feita pelo método do conjunto gerador em uma dada rede de pontos), constitui outra metodologia para a resolução do problema de interesse. Essa utilização é uma novidade secundária deste trabalho. Tal metodologia simplificada exibiu também uma grande robustez, sendo capaz de encontrar todos os pontos estacionários pesquisados. No entanto, quando comparada com a abordagem mais geral proposta aqui, observou-se que tal simplificação pode, em alguns casos onde a função de mérito apresenta uma geometria mais complexa, consumir um tempo de máquina relativamente grande, dessa forma é menos eficiente.