Desenvolvimento de programa em linguagem Matlab® para cálculo pelo método de elementos finitos

Para o projeto de qualquer estrutura existente (edifícios, pontes, veículos, máquinas, etc.) é necessário conhecer as condições de carga, geometria e comportamento de todas as suas partes, assim como respeitar as normativas em vigor nos países nos quais a estrutura será aplicada. A primeira parte de qualquer projeto nesta área passa pela fase da análise estrutural, onde são calculadas todas as interações e efeitos de cargas sobre as estruturas físicas e os seus componentes de maneira a verificar a aptidão da estrutura para o seu uso. Inicialmente parte-se de uma estrutura de geometria simplificada, pondo de parte os elementos físicos irrelevantes (elementos de fixação, revestimentos, etc.) de maneira a simplificar o cálculo de estruturas complexas e, em função dos resultados obtidos da análise estrutural, melhorar a estrutura se necessário. A análise por elementos finitos é a ferramenta principal durante esta primeira fase do projeto. E atualmente, devido às exigências do mercado, é imprescindível o suporte computorizado de maneira a agilizar esta fase do projeto. Existe para esta finalidade uma vasta gama de programas que permitem realizar tarefas que passam pelo desenho de estruturas, análise estática de cargas, análise dinâmica e vibrações, visualização do comportamento físico (deformações) em tempo real, que permitem a otimização da estrutura em análise. Porém, estes programas demostram uma certa complexidade durante a introdução dos parâmetros, levando muitas vezes a resultados errados. Assim sendo, é essencial para o projetista ter uma ferramenta fiável e simples de usar que possa ser usada para fins de projeto de estruturas e otimização. Sobre esta base nasce este projeto tese onde se elaborou um programa com interface gráfica no ambiente Matlab® para a análise de estruturas por elementos finitos, com elementos do tipo Barra e Viga, quer em 2D ou 3D. Este programa permite definir a estrutura por meio de coordenadas, introdução de forma rápida e clara, propriedades mecânicas dos elementos, condições fronteira e cargas a aplicar. Como resultados devolve ao utilizador as reações, deformações e distribuição de tensões nos elementos quer em forma tabular quer em representação gráfica sobre a estrutura em análise. Existe ainda a possibilidade de importação de dados e exportação dos resultados em ficheiros XLS e XLSX, de maneira a facilitar a gestão de informação. Foram realizados diferentes testes e análises de estruturas de forma a validar os resultados do programa e a sua integridade. Os resultados foram todos satisfatórios e convergem para os resultados de outros programas, publicados em livros, e para cálculo a mão feitos pelo autor.

Viabilidade económica e energética do biodiesel produzido a partir de Chlorella vulgaris

Contemporaneamente o Homem depara-se com um dos grandes desafios que é o de efetivar a transição para um futuro sustentável. Assim, o setor da energia tem um papel fundamental neste processo de transição, com principal enfoque no setor dos automóveis, sendo este um setor que contribui com elevadas quantidades de gases de efeito estufa libertados para a atmosfera. Também a escassez dos recursos petrolíferos constitui um ponto fundamental no tema apresentado. Com a necessidade de combater esses problemas é que se tem vindo a tentar desenvolver combustíveis renováveis e neutros quanto às emissões. A primeira geração de biocombustíveis obtidos através de culturas agrícolas terrestres preenche em parte esses requisitos, porém, não atinge os valores da procura e ainda competem com a produção de alimentos. Daí o interesse na aposta de uma segunda geração de biocombustíveis produzidos de fontes que não pertencem à cadeia alimentar e são residuais mas, que mesmo assim não permitem satisfazer as necessidades de matériaprima. A terceira geração de biocombustíveis vem justamente responder a estas questões pois assenta em matérias-primas que não competem pela utilização do solo agrícola nem são usadas para fins alimentares, tendo produtividades areais substancialmente superiores às que as culturas convencionais ou biomassas residuais conseguem assegurar. A matéria prima de terceira geração são portanto as microalgas, cujas produtividades em biomassa são extremamente elevadas, para além de produtividades muito superiores em lípidos, hidratos de carbono e/ou outros produtos de valor elevado. No entanto, este tipo de produção de biocombustível ainda enfrenta alguns problemas técnicos que o tornam num processo dispendioso para competir economicamente com outros tipos de produção de biodiesel. Na linha do que foi dito anteriormente, este trabalho apresenta um estudo de viabilidade económica e energética do biodiesel produzido através da Chlorella vulgaris, apresentando as técnicas e resultados de cultivo da Chlorella vulgaris e posteriormente de produção do biodiesel através dos lípidos obtidos através da mesma. Para melhorar a colheita das microalgas, que é uma das fases mais dispendiosas, testou-se o aumento de pH e a adição de um floculante (Pax XL-10), sendo que o primeiro não permitiu obter resultados satisfatórios, enquanto o segundo permitiu obter resultados de rendimento na ordem dos 90%. Mesmo com a melhoria da etapa da colheita, o preço mínimo do biodiesel produzido a partir do óleo de Chlorella vulgaris, com as condições ótimas de cultivo e produtividades máximas encontradas na literatura, foi de 8,76 €/L, pois, na análise económica, o Pax XL-10 revelou-se extremamente caro para utilizar na floculação de microalgas para obtenção de um produto de baixo valor, como é o biodiesel. A não utilização da floculação reduz o preço do biodiesel para 7,85 €/L. O que se pode concluir deste trabalho é que face às técnicas utilizadas, a produção de biodiesel Chlorella vulgaris apenas, não é economicamente viável, pelo que para viabilizar a sustentabilidade do processo seria ainda necessário desenvolver mais esforços no sentido de otimizar a produção de biodiesel, eventualmente associando-a à produção de um outro biocombustível produzido a partir da biomassa extraída residual e/ou da recuperação de outros produtos de maior valor.

Desenvolvimento de métodos de extração de resíduos de antimicrobianos e quantificação em amostras alimentares

O leite é um alimento complexo, pela sua composição rico em água, proteínas, lípidos, vitaminas e minerais. Devido ao seu alto valor nutricional é fundamental para a amamentação de crianças e animais em crescimento, pois fornece componentes fundamentais para o desenvolvimento e manutenção da saúde. Os antimicrobianos são amplamente utilizados como uma medida terapêutica no tratamento de infeções bacterianas, profilaxia e como promotores de crescimento (aditivos). A presença de resíduos de antimicrobianos no leite pode representar riscos para a saúde humana, como reações alérgicas em indivíduos hipersensíveis e resistências. Os objetivos deste estudo são o desenvolvimento de novos métodos de limpeza e de pré- concentração para amostras de leite, por meio de extração em fase sólida (SPE), com a finalidade de realizar uma melhor identificação e quantificação de antimicrobiana por Cromatografia Líquida de Alta Performance (HPLC). Todos os métodos desenvolvidos são de fácil execução, com taxas de recuperação dos agentes antimicrobianos viáveis, com uma percentagem de recuperação a partir de 85%. O método cromatográfico utilizado para a deteção e quantificação (HPLC-DAD) têm os limites de deteção (LD) entre 2.43ng / mL e 1.62ng / mL e os limites de quantificação (LQ) entre 7,36 ng / mL e 4.92 ng / mL, o que significa este método vai de encontro às diretrizes estipuladas pela União Europeia para os agentes antimicrobianos estudados. A combinação dos métodos propostos de limpeza e pré-concentração por SPE e multirresíduo por HPLC-DAD permite, por conseguinte, a deteção e quantificação de resíduos de antibióticos no leite, tornando esta uma alternativa importante e útil no processo de controlo de qualidade para a indústria de alimentos e outras área.

SIR performance evaluation of MB-OFDM UWB system with residual timing offset

Signal-to-interference ratio (SIR) performance of a multiband orthogonal frequency division multiplexing ultra-wideband system with residual timing offset is investigated. To do so, an exact mathematical derivation of the SIR of this system is derived. It becomes obvious that, unlike a cyclic prefixing based system, a zero padding based system is sensitive to residual timing offset.

Estudo da pirólise de resíduos plásticos provenientes do abate de automóveis

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Energia e Bioenergia

Análise da Capacidade Reactiva da Circulação Intracerebral pelo Efeito do CO2. Um Método de Fácil Execução

A manutenção de uma adequada pressão de perfusão cerebral é essencial para a prevenção de isquémia cerebral. Flutuações fisiológicas da pressão arterial a montante são compensadas localmente pela autoregulação cerebral. A reserva vascular cerebral necessária à eficácia desta autoregulação pode ser determinada medindo as modificações no fluxo sanguíneo cerebral em resposta a estímulos vasodilatadores. O Doppler Transcraneano tem sido usado para a determinação da velocidade do fluxo sanguíneo cerebral modificada por esses estímulos. Descrevemos um método de análise da capacidade de reserva da circulação cerebral pelo Doppler Transcraneano sob efeito do CO2. Este método pode ser útil para a caracterização das alterações hemodinâmicas que ocorrem em vários tipos de doença isquémica cerebral.

O Valor Prognóstico da Resposta Neutrofílica na Era da Reperfusão Mecânica do Enfarte Agudo do Miocárdico

BACKGROUND: In ST-segment elevation myocardial infarction (STEMI) patients treated with primary angioplasty, neutrophil response and its prognostic significance are not entirely understood. METHODS: We retrospectively studied 305 consecutive and non-selected STEMI patients. They were divided into three groups according to the maximum neutrophil percentage in the first 48 hours. We compared baseline demographic characteristics, coronary disease risk factors, cardiac history, clinical presentation, therapeutics administered and clinical evolution. We then assessed survival in the three groups and determined predictors of 30-day mortality. Group 1 (G1) had a mean age of 57 +/- 14 years and showed mean neutrophilia of 73.3%, Group 2 (G2) 61 +/- 13 years and 79.9%, and Group 3 (G3) 66 +/- 13 years and 84.2%. We compared outcomes and 30-day mortality between the groups. RESULTS: Mean age rose with increased neutrophil response. There were no statistically significant baseline differences between the groups except for more smokers in Groups 1 and 2, and more patients presenting with Killip class > or = 2 and fewer with uncomplicated evolution in Group 3. During 30-day follow-up there were 19 deaths (G1=1, G2=3 and G3=15). In univariate analysis mortality predictors were age > or = 75 years, anterior STEMI, maximum creatinine kinase > or = 2500 UI/L, culprit lesion in proximal anterior descending artery, incomplete revascularization, Killip > or = 2 at presentation, and being in G3. After multivariate regression analysis independent predictors were age > or = 75 years, incomplete revascularization and being in G3. CONCLUSION: In myocardial infarction patients undergoing mechanical revascularization, an intense neutrophil response (routinely, easily and inexpensively assessed) is related to worse short-term prognosis.

Residual effect of two Bacillus thuringiensis var. israelensis products assayed against Aedes aegypti (Diptera: Culicidae) in laboratory and outdoors at Rio de Janeiro, Brazil

Resistance of the dengue vector to temephos stimulated its substitution for Bacillus thuringiensis var. israelensis (Bti) since 2001 in Brazil. The persistence of the two Bti formulations employed at that time by the Health Ministry, Vectobac G and Aquabac G, was assayed under laboratory and outdoor conditions. Both formulations were tested at 0.2 g/10 liters of water, the same concentration applied in the field for vector control. The tests were done against Ae. aegypti third instar larvae (Rockefeller strain). In the laboratory, Vectobac G and Aquabac G caused at least 95% mortality until 101 and 45 days after treatment, respectively. In the outdoor assays, test containers of different materials were treated with either formulation and placed in a shaded area. Larvae were introduced each 3-6 days and mortality was recorded 24 and 48 hours later. In the first set of assays, performed in June 2001, mortality levels of 70% or more were attained for 2-5 weeks for both formulations in all containers. The exception was for the iron one that rusted, resulting in low mortality after seven days. In the second set of assays (August 2001), 70% mortality was attained for just 1-2 weeks for all the containers and both formulations.

Utilidade do Doppler Tecidular na Predição de Eventos Arrítmicos em Adultos com Tetralogia de Fallot Corrigida

INTRODUCTION: Adults with repaired tetralogy of Fallot (TOF) may be at risk for progressive right ventricular (RV) dilatation and dysfunction, which is commonly associated with arrhythmic events. In frequently volume-overloaded patients with congenital heart disease, tissue Doppler imaging (TDI) is particularly useful for assessing RV function. However, it is not known whether RV TDI can predict outcome in this population. OBJECTIVE: To evaluate whether RV TDI parameters are associated with supraventricular arrhythmic events in adults with repaired TOF. METHODS: We studied 40 consecutive patients with repaired TOF (mean age 35 +/- 11 years, 62% male) referred for routine echocardiographic exam between 2007 and 2008. The following echocardiographic measurements were obtained: left ventricular (LV) ejection fraction, LV end-systolic volume, LV end-diastolic volume, RV fractional area change, RV end-systolic area, RV end-diastolic area, left and right atrial volumes, mitral E and A velocities, RV myocardial performance index (Tei index), tricuspid annular plane systolic excursion (TAPSE), myocardial isovolumic acceleration (IVA), pulmonary regurgitation color flow area, TDI basal lateral, septal and RV lateral peak diastolic and systolic annular velocities (E' 1, A' 1, S' 1, E' s, A' s, S' s, E' rv, A' rv, S' rv), strain, strain rate and tissue tracking of the same segments. QRS duration on resting ECG, total duration of Bruce treadmill exercise stress test and presence of exercise-induced arrhythmias were also analyzed. The patients were subsequently divided into two groups: Group 1--12 patients with previous documented supraventricular arrhythmias (atrial tachycardia, fibrillation or flutter) and Group 2 (control group)--28 patients with no previous arrhythmic events. Univariate and multivariate analysis was used to assess the statistical association between the studied parameters and arrhythmic events. RESULTS: Patients with previous events were older (41 +/- 14 vs. 31 +/- 6 years, p = 0.005), had wider QRS (173 +/- 20 vs. 140 +/- 32 ms, p = 0.01) and lower maximum heart rate on treadmill stress testing (69 +/- 35 vs. 92 +/- 9%, p = 0.03). All patients were in NYHA class I or II. Clinical characteristics including age at corrective surgery, previous palliative surgery and residual defects did not differ significantly between the two groups. Left and right cardiac chamber dimensions and ventricular and valvular function as evaluated by conventional Doppler parameters were also not significantly different. Right ventricular strain and strain rate were similar between the groups. However, right ventricular myocardial TDI systolic (Sa: 5.4+2 vs. 8.5 +/- 3, p = 0.004) and diastolic indices and velocities (Ea, Aa, septal E/Ea, and RV free wall tissue tracking) were significantly reduced in patients with arrhythmias compared to the control group. Multivariate linear regression analysis identified RV early diastolic velocity as the sole variable independently associated with arrhythmic history (RV Ea: 4.5 +/- 1 vs. 6.7 +/- 2 cm/s, p = 0.01). A cut-off for RV Ea of < 6.1 cm/s identified patients in the arrhythmic group with 86% sensitivity and 59% specificity (AUC = 0.8). CONCLUSIONS: Our results suggest that TDI may detect RV dysfunction in patients with apparently normal function as assessed by conventional echocardiographic parameters. Reduction in RV early diastolic velocity appears to be an early abnormality and is associated with occurrence of arrhythmic events. TDI may be useful in risk stratification of patients with repaired tetralogy of Fallot.

Valor Prognóstico da Normalização da Resposta Ventilatória ao Exercício para o Consumo Máximo de Oxigénio na Insuficiência Cardíaca

Cardiopulmonary exercise testing (CPET) is an objective method for assessment of functional capacity and for prognostic stratification of patients with chronic heart failure (CHF). In this study, we analyzed the prognostic value of a recently described CPET-derived parameter, the minute ventilation to carbon dioxide production slope normalized for peak oxygen consumption (VE/VCO2 slope/pVO2). METHODS: We prospectively studied 157 patients with stable CHF and dilated cardiomyopathy who performed maximal CPET using the modified Bruce protocol. The prognostic value of VE/VCO2 slope/pVO2 was determined and compared with traditional CPET parameters. RESULTS: During follow-up 37 patients died and 12 were transplanted. Mean follow-up in surviving patients was 29.7 months (12-36). Cox multivariate analysis revealed that VE/VCO2 slope/pVO2 had the greatest prognostic power of all the parameters studied. A VE/VCO2 slope/pVO2 of > or = 2.2 signaled cases at higher risk. CONCLUSION: Normalization of the ventilatory response to exercise for peak oxygen consumption appears to increase the prognostic value of CPET in patients with CHF.

Volume da Aurícula Esquerda: um "Velho" Cálculo Ecocardiográfico com uma Importância Prognóstica Renovada. Um Estudo em Doentes com Miocardiopatia Dilatada

Recentemente, surgiram alguns trabalhos que ressaltaram a importância do cálculo do volume da aurícula esquerda (VAE) como um marcador de eventos cardíacos adversos. Foi objectivo deste estudo avaliar a importância prognóstica deste parâmetro em doentes (dts) com deficiente função ventricular esquerda e correlacioná-lo com outros parâmetros clássicos de prognóstico – consumo de O2 (VO2 max) e pro-BNP (pBNP). Métodos: Analisou-se o volume da aurícula esquerda (VAE) por método de Simpson, numa população de 35 dts com cardiopatia dilatada (idiopática e isquémica) com fracção de ejecção (FE) 31±9,6% doentes (dts) eram de sexo masculino e a média de idades foi de 50,5±10,5 anos. Toda a população efectuou estudos de ecocardiografia convencional (incluindo avaliação por M-mode, bidimensional e Doppler), prova cardiorespiratória (VO2max) e doseamento de pro-BNP. O tempo médio de seguimento foi de 24 ± 4 meses, tendo-se considerado como eventos cardíacos (EC): internamento por insuficiência cardíaca, transplante e morte. Resultados: Dos parâmetros da ecocardiografia - o diâmetro da AE foi de 46,6±5,7mm, as dimensões do VE em diástole – 73,5±10mm e em sístole -58,9±11mm, a média da fracção de ejecção foi de 31±9,6%, o VAE foi de 78,6±33 ml, os volumes do VE foram de 214±82ml em diástole e de 153±75ml em sístole, 15 dts tinham padrão restritivo de enchimento ventricular (E/A>2), a média da área (Doppler cor) da insuficiência mitral foi de 4±3,3cm2, 14 dts tinham E/E’>15. O VO2 max médio foi de 20±5,8ml/kg/min e o pro-BNP de 3146±4629pg/mL. Para além da correlação de outros parâmetros clássicos ecocardiográficos com o prognóstico (volumes VE, FE e E/E’), o VAE e o volume indexado da AE (VAE/SC) mostraram uma correlação com o prognóstico (EC) com r=0,4 (p=0,02) que não se verificou para o diâmetro da AE (p=ns). Em relação à tolerância ao esforço, houve uma correlação inversa entre o diâmetro, o volume e o volume indexado da AE e o VO2max, com maior significado estatístico para o VAE e VAE/SC com r=-0,48, p=0,008. Quanto ao pro-BNP, quer o diâmetro, quer o VAE (ou volume indexado) tiverem o mesmo nível de significado estatístico (r=0,43; p=0,02). O valor predictivo de eventos (curvas ROC) para o VAE foi de 70ml e de 37ml/m2 para o VAE/m2. Conclusão: O volume da aurícula esquerda/volume indexado é um parâmetro ecocardiográfico com significado prognóstico em dts com deficiente função ventricular esquerda, correlacionando-se com a tolerância ao esforço e pro-BNP.

Contributo para a modelização de magnetos supercondutores de fluxo residual: aplicação a um motor linear todo supercondutor

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Electrotécnica e de Computadores

Estudo da reutilização de uma água residual tratada na rega paisagística. Caso estudo: ETAR da ETVO - Valorsul

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia do Ambiente, perfil Sanitária

Valor Prognóstico da Presença de Sangue/Coágulos no Lúmen Gástrico na Endoscopia de Urgência

Introdução: Em situações de hemorragia digestiva alta (H.D.A.), é frequente o achado, quando da realização de Endoscopia Digestiva Alta (E.D.A.), de uma quantidade significativa de sangue/coágulos no lúmen gástrico, impedindo a correcta observação da mucosa. Objectivos: Determinar o valor prognóstico deste achado endoscópico e a necessidade de realizar EDA de controlo. Material e métodos: Estudo retrospectivo de 100 doentes consecutivos submetidos a EDA por H.D.A., com conteúdo hemático no estômago (grupo A) e 100 nas mesmas condições mas sem este achado endoscópico (grupo B). Analisaram-se comparativamente as lesões identificadas e a presença de parâmetros clínicos, laboratoriais e endoscópicos de gravidade da hemorragia. Resultados: As lesões sangrantes mais frequentemente identificadas nos dois grupos foram as úlceras gástrica e duodenal; as lesões relacionadas com a hipertensão portal, foram em maior número no primeiro grupo. Neste, verificou-se também uma associação significativa com outros sinais endoscópicos de gravidade da hemorragia, assim como com os parâmetros de mau prognóstico, na evolução clínica. Ao realizar EDA de controlo identificaram-se novas lesões em 46% dos indivíduos do grupo A e 15% dos do grupo B. Conclusões: Ao realizar EDA por H.D.A., o achado de sangue/coágulos no estômago deve ser considerado um factor de mau prognóstico e implicar a realização de EDA de controlo.