Restauração de imagens de microscopia de força atômica com uso da regularização de Tikhonov via processamento em GPU

A Restauração de Imagens é uma técnica que possui aplicações em várias áreas, por exemplo, medicina, biologia, eletrônica, e outras, onde um dos objetivos da restauração de imagens é melhorar o aspecto final de imagens de amostras que por algum motivo apresentam imperfeições ou borramentos. As imagens obtidas pelo Microscópio de Força Atômica apresentam borramentos causados pela interação de forças entre a ponteira do microscópio e a amostra em estudo. Além disso apresentam ruídos aditivos causados pelo ambiente. Neste trabalho é proposta uma forma de paralelização em GPU de um algoritmo de natureza serial que tem por fim a Restauração de Imagens de Microscopia de Força Atômica baseado na Regularização de Tikhonov.

Análise de Economias de Escala na Produção de Leite

Este trabalho procurou analisar o sistema produtivo da atividade leiteira em Minas Gerais, identificando a capacidade dos produtores em permanecer no negócio, a longo prazo, através da estimação da função custo translogarítmica. O estudo demonstrou que os produtores analisados ainda praticam altos custos por unidade produzida, sugerindo baixa eficiência dos estabelecimentos e falhas na administração do empreendimento. Os resultados econométricos revelam a possibilidade de ganhos de escala, no que se refere à alocação e melhor aproveitamento dos recursos, ou seja, as propriedades apresentam economias de escala. No entanto, retornos crescentes de escala não são compatíveis com a existência de mercados competitivos, sinalizando que os produtores enfrentam restrições geradas pelas imperfeições de mercado. O conhecimento dessas imperfeições é essencial à formulação de políticas econômicas e de organizações privadas que visem ao desenvolvimento econômico deste mercado, que atualmente é o sexto maior do mundo. Além disso, os resultados das elasticidades mostram que o produtor é mais sensível às variações de preços na mão-de-obra do que às variações nos demais fatores, reduzindo em maior proporção o uso do trabalho na produção, à medida que seu preço aumenta. Isto evidencia a principal característica regional da produção leiteira no país, que é o uso intensivo do fator trabalho. Também foi identificado que o os medicamentos, alimentos e energia, denominados no estudo de fator dispêndio, são os mais difíceis é o mais difícil de serem substituídos na produção, devido às particularidades no uso dos componentes deste insumo. Por fim, os valores positivos encontrados para as elasticidades parciais de substituição de Allen confirmam a substitutibilidade entre os fatores.

Proposição de um indicador global de funcionalidade operacional para sistemas de processamento primário em instalações marítimas de produção de petróleo: estudo de caso para o sistema de separação e tratamento de óleo

Este texto verificou o tema de monitoramento de processos de produção de petróleo em plataformas no mar de forma a propor indicadores globais para monitoramento da funcionalidade dos equipamentos que envolvem estes processos, permitindo a antecipação da tomada de decisão sobre suas eminentes quedas de disponibilidade. Para tal, buscando conhecer as áreas envolvidas na gestão de uma plataforma de petróleo no mar, foram identificados os principais sistemas relacionados ao processo de produção de petróleo e optou-se pelo Sistema de Separação e Tratamento de Óleo para desenvolvimento e validação dos indicadores propostos. O Indicador Global de Funcionalidade Operacional (IGFO) foi desenvolvido a partir dos dados disponíveis para monitoramento dos processos de produção de petróleo, focado nas visões das principais áreas envolvidas na gestão da plataforma. Este indicador foi elaborado com objetivo de simplificar a análise dos processos, permitindo assim aferir o desempenho das ações de monitoramento de processos em plataformas de petróleo, de modo a atuar de forma antecipativa, contribuindo com a identificação e a disseminação das melhores práticas de manutenção preditiva. Neste aspecto, os indicadores na forma de normalização utilizada permitem comparações em diversos níveis, tanto em relação as plataformas dentro de uma empresa, como plataformas de empresas diferentes. Os indicadores globais propostos obtiveram resultados que permitiram avaliar a queda de funcionalidade dos equipamentos do Sistema de Separação e Tratamento de Óleo durante o período avaliado, servindo de base para identificação das causas das falhas destes equipamentos. Assim sendo, pôde-se perceber que a utilização dos indicadores globais identificados pode responder com sucesso às necessidades propostas

Uso de antidepressivos e benzodiazepínicos em mulheres atendidas em unidades de saúde da família e sua dimensão psicossocial

Introdução: A preocupação em torno do uso irracional de psicofármacos tem sido observada em diversos países, constituindo-se uma questão importante para a saúde pública mundial. No Brasil, a promoção do uso racional de psicofármacos é um desafio para a atenção primária, sendo importante caracterizar sua dimensão psicossocial. Objetivos. O artigo 1, com características descritivas, tem como objetivo caracterizar o uso de psicofármacos em unidades de saúde da família segundo a presença de transtornos mentais comuns (TMC) e segundo as principais características socioeconômicas e demográficas. O artigo 2, com um caráter analítico, tem como objetivo avaliar o papel da rede social no uso de cada um destes psicofármacos segundo a presença de TMC. Métodos O estudo utiliza um delineamento seccional e abarca a primeira fase de coleta de dados de dois estudos em saúde mental na atenção primária. Esta se deu em 2006/2007 para o estudo 1 (Petrópolis, n= 2.104) e em 2009/2010 para o estudo2 (São Paulo, n =410, Rio de Janeiro, n= 703, Fortaleza , n=149 e Porto Alegre, n= 163 participantes). Ambos os estudos possuem o mesmo formato no que se refere à coleta de dados, seu processamento e revisão, resultando em uma amostra de 3.293 mulheres atendidas em unidades de saúde da família de cinco diferentes cidades do país. Um questionário objetivo com perguntas fechadas foi utilizado para a coleta de informações socioeconômicas e demográficas. O uso de psicofármacos foi avaliado através de uma pergunta aberta baseada no auto-relato do uso de medicamentos. A presença de TMC foi investigada através do General Health Questionnaire, em sua versão reduzida (GHQ-12). O nível de integração social foi aferido através do índice de rede social (IRS), calculado a partir de perguntas sobre rede social acrescentado ao questionário geral. No estudo descritivo (artigo 1), a frequência do uso de antidepressivos e o uso de benzodiazepínicos na população de estudo foram calculadas para cada cidade, tal como a frequência do uso destes psicofármacos entre as pacientes com transtornos mentais comuns. A distribuição do uso de cada um destes psicofármacos segundo as principais características socioeconômicas, demográficas e segundo transtornos mentais comuns foi avaliada através do teste de qui-quadrado de Pearson. No estudo analítico (artigo 2), a associação entre o nível de integração social e o uso exclusivo de cada um dos psicofármacos foi analisada através da regressão logística multivariada, com estratificação segundo a presença de TMC. Resultados: A frequência do uso de psicofármacos foi bastante heterogênea entre as cidades, destacando-se, porém, a importância do uso de benzodiazepínicos frente ao uso de antidepressivos em sua maioria. A proporção do uso de psicofármacos, sobretudo antidepressivos, foi predominantemente baixa entre as pacientes com TMC. Entre elas, o uso de antidepressivos mostrou-se positivamente associado ao isolamento social, enquanto o uso de benzodiazepínicos associou-se negativamente a este. Conclusão: Os resultados colaboram para a caracterização do uso de psicofármacos em unidades de saúde da família e para a discussão acerca de sua racionalidade. Destaca-se a importância de avaliar a dimensão psicossocial que envolve o uso destas substâncias com vistas ao desenvolvimento de estratégias de cuidado mais efetivas

Microscopia multimodal prática: registro automático de imagens de microscopia ótica e de microscopia eletrônica de varredura

A discriminação de fases que são praticamente indistinguíveis ao microscópio ótico de luz refletida ou ao microscópio eletrônico de varredura (MEV) é um dos problemas clássicos da microscopia de minérios. Com o objetivo de resolver este problema vem sendo recentemente empregada a técnica de microscopia colocalizada, que consiste na junção de duas modalidades de microscopia, microscopia ótica e microscopia eletrônica de varredura. O objetivo da técnica é fornecer uma imagem de microscopia multimodal, tornando possível a identificação, em amostras de minerais, de fases que não seriam distinguíveis com o uso de uma única modalidade, superando assim as limitações individuais dos dois sistemas. O método de registro até então disponível na literatura para a fusão das imagens de microscopia ótica e de microscopia eletrônica de varredura é um procedimento trabalhoso e extremamente dependente da interação do operador, uma vez que envolve a calibração do sistema com uma malha padrão a cada rotina de aquisição de imagens. Por esse motivo a técnica existente não é prática. Este trabalho propõe uma metodologia para automatizar o processo de registro de imagens de microscopia ótica e de microscopia eletrônica de varredura de maneira a aperfeiçoar e simplificar o uso da técnica de microscopia colocalizada. O método proposto pode ser subdividido em dois procedimentos: obtenção da transformação e registro das imagens com uso desta transformação. A obtenção da transformação envolve, primeiramente, o pré-processamento dos pares de forma a executar um registro grosseiro entre as imagens de cada par. Em seguida, são obtidos pontos homólogos, nas imagens óticas e de MEV. Para tal, foram utilizados dois métodos, o primeiro desenvolvido com base no algoritmo SIFT e o segundo definido a partir da varredura pelo máximo valor do coeficiente de correlação. Na etapa seguinte é calculada a transformação. Foram empregadas duas abordagens distintas: a média ponderada local (LWM) e os mínimos quadrados ponderados com polinômios ortogonais (MQPPO). O LWM recebe como entradas os chamados pseudo-homólogos, pontos que são forçadamente distribuídos de forma regular na imagem de referência, e que revelam, na imagem a ser registrada, os deslocamentos locais relativos entre as imagens. Tais pseudo-homólogos podem ser obtidos tanto pelo SIFT como pelo método do coeficiente de correlação. Por outro lado, o MQPPO recebe um conjunto de pontos com a distribuição natural. A análise dos registro de imagens obtidos empregou como métrica o valor da correlação entre as imagens obtidas. Observou-se que com o uso das variantes propostas SIFT-LWM e SIFT-Correlação foram obtidos resultados ligeiramente superiores aos do método com a malha padrão e LWM. Assim, a proposta, além de reduzir drasticamente a intervenção do operador, ainda possibilitou resultados mais precisos. Por outro lado, o método baseado na transformação fornecida pelos mínimos quadrados ponderados com polinômios ortogonais mostrou resultados inferiores aos produzidos pelo método que faz uso da malha padrão.

Segmentação de nome e endereço por meio de modelos escondidos de Markov e sua aplicação em processos de vinculação de registros

A segmentação dos nomes nas suas partes constitutivas é uma etapa fundamental no processo de integração de bases de dados por meio das técnicas de vinculação de registros. Esta separação dos nomes pode ser realizada de diferentes maneiras. Este estudo teve como objetivo avaliar a utilização do Modelo Escondido de Markov (HMM) na segmentação nomes e endereços de pessoas e a eficiência desta segmentação no processo de vinculação de registros. Foram utilizadas as bases do Sistema de Informações sobre Mortalidade (SIM) e do Subsistema de Informação de Procedimentos de Alta Complexidade (APAC) do estado do Rio de Janeiro no período entre 1999 a 2004. Uma metodologia foi proposta para a segmentação de nome e endereço sendo composta por oito fases, utilizando rotinas implementadas em PL/SQL e a biblioteca JAHMM, implementação na linguagem Java de algoritmos de HMM. Uma amostra aleatória de 100 registros de cada base foi utilizada para verificar a correção do processo de segmentação por meio do modelo HMM.Para verificar o efeito da segmentação do nome por meio do HMM, três processos de vinculação foram aplicados sobre uma amostra das duas bases citadas acima, cada um deles utilizando diferentes estratégias de segmentação, a saber: 1) divisão dos nomes pela primeira parte, última parte e iniciais do nome do meio; 2) divisão do nome em cinco partes; (3) segmentação segundo o HMM. A aplicação do modelo HMM como mecanismo de segmentação obteve boa concordância quando comparado com o observador humano. As diferentes estratégias de segmentação geraram resultados bastante similares na vinculação de registros, tendo a estratégia 1 obtido um desempenho pouco melhor que as demais. Este estudo sugere que a segmentação de nomes brasileiros por meio do modelo escondido de Markov não é mais eficaz do que métodos tradicionais de segmentação.

DistributedCL: middleware de processamento distribuído em GPU com interface da API OpenCL.

Este trabalho apresenta a proposta de um middleware, chamado DistributedCL, que torna transparente o processamento paralelo em GPUs distribuídas. Com o suporte do middleware DistributedCL uma aplicação, preparada para utilizar a API OpenCL, pode executar de forma distribuída, utilizando GPUs remotas, de forma transparente e sem necessidade de alteração ou nova compilação do seu código. A arquitetura proposta para o middleware DistributedCL é modular, com camadas bem definidas e um protótipo foi construído de acordo com a arquitetura, onde foram empregados vários pontos de otimização, incluindo o envio de dados em lotes, comunicação assíncrona via rede e chamada assíncrona da API OpenCL. O protótipo do middleware DistributedCL foi avaliado com o uso de benchmarks disponíveis e também foi desenvolvido o benchmark CLBench, para avaliação de acordo com a quantidade dos dados. O desempenho do protótipo se mostrou bom, superior às propostas semelhantes, tendo alguns resultados próximos do ideal, sendo o tamanho dos dados para transmissão através da rede o maior fator limitante.

Biofiltração de compostos orgânicos voláteis e gás sulfídrico em estações de despejos industriais de processamento de hidrocarbonetos.

Neste trabalho foi estudado o tratamento simultâneo por biofiltração de emissões de compostos orgânicos voláteis, COV e gás sulfídrico, H2S, em estações de tratamento de despejos industriais, de refinaria de petróleo, ETDI. A biofiltração dos gases emanados da EDTI mostrou ser uma técnica de alta eficiência, atingindo valores de 95 a 99 % para tratamento simultâneo de COV e H2S em concentrações de 1000 e 100 ppmv, respectivamente. Foram realizados testes em 95 dias consecutivos de operação, em uma planta piloto instalada na Superintendência da Industrialização do Xisto, SIX, em São Mateus do Sul, Paraná, de março a agosto de 2006. O biofiltro foi do tipo fluxo ascendente, com 3,77 m3 de leito orgânico, composto de turfa, carvão ativado, lascas de madeira, serragem brita fina além de outros componentes menores. Foi realizada inoculação biológica com lodo filtrado de estação de tratamento de esgoto sanitário. As vazões de gás aplicadas variaram de 85 a 407 m3/h, resultando em taxas de carga de massa de 11,86 a 193,03 g de COV/h.m3 de leito e tempos de residência de 24 segundos a 6,5 minutos, com tempo ótimo de 1,6 minutos. A capacidade máxima de remoção do sistema encontrada, nas condições testadas, foi de 15 g de COV/h. m3, compatível com os valores encontrados na literatura para depuração biológica de COV na escala praticada. Também foi verificada a redução de componentes específicos de BTX, demonstrando boa degradabilidade dos compostos orgânicos. Finalmente o biofiltro demonstrou boa robustez biológica diante dos desvios operacionais intencionalmente provocados, tais como falta de umidade do leito, baixa temperatura, alta vazão, falta de carga de COV e baixo pH do leito. Depois de retomada a condição de operação estável, a biofiltração rapidamente atingiu o estado de equilíbrio, assegurando o uso eficiente e confiável da técnica no tratamento de gases de EDTI na indústria do hidrocarbonetos ou em refinarias de petróleo.

Processamento digital de imagens destinado ao mapeamento da ocupação humana do alto Bonfim e análise histórica dos remanescentes florestais entre os anos de 1965 a 2006.

Através do processamento de imagens digitais, mais especificamente as etapas de segmentação e classificação, foi possível analisar o processo de ocupação humana da bacia hidrográfica do rio Bonfim, localizada no município de Petrópolis, no estado do Rio de Janeiro. Este processo possibilitou a geração de mapas de uso da terra e cobertura vegetal e configurou-se numa importante etapa para avaliação ambiental capaz de auxiliar e dar fomento à execução de atividades de gestão e monitoramento do meio ambiente e de análise histórica dos remanescentes florestais ao longo dos últimos anos. Nesta pesquisa foram adotadas classes temáticas com o propósito de permitir a classificação das imagens digitais na escala 1/40.000. As classes adotadas foram: afloramento rochoso e vegetação rupestre; obras e edificações; áreas agrícolas e vegetação. Estudos foram feitos no sentido de indicar o melhor método de classificação. Primeiramente, efetuou-se a classificação no sistema SPRING, testando-se os melhores parâmetros de similaridade e área na detecção de fragmentos, somente da classe vegetação. Houve tentativa de classificar as demais classes de uso diretamente pelo sistema SPRING, mas esta classificação não foi viável por apresentar conflitos em relação às classes, desta forma, neste sistema foi feita somente a classificação e quantificação da classe vegetação. Visando dar continuidade a pesquisa, optou-se por executar uma interpretação visual, através do sistema ArcGis, para todas as classes de uso do solo, possibilitando o mapeamento da dinâmica de evolução humana, diante da floresta de mata atlântica na área de estudos e análise histórica de seus remanescentes entre os anos dos anos 1965, 1975, 1994 e 2006.

Consumo alimentar e associação com ganho de peso em adolescente: Estudo Longitudinal de Avaliação Nutricional de Adolescentes (ELANA).

Essa tese teve como objetivo avaliar a associação do consumo de padrões alimentares e produtos alimentícios ultraprocessados (UP) sobre indicadores antropométricos e sua variação entre adolescentes. Para tal, foram analisados os dados de 1.031 estudantes de quatro escolas privadas e duas escolas públicas da região metropolitana do Rio de Janeiro que foram acompanhados por três anos consecutivos (2010 a 2012) no Estudo Longitudinal de Avaliação Nutricional de adolescentes (ELANA). Os resultados estão apresentados em três manuscritos que compõem a tese. O primeiro manuscrito identificou três padrões alimentares: Ocidental, composto por massas, embutidos e bacon, carnes, doces, bebidas açucaradas, salgados e fast food, biscoito, pães e cereais, leite e derivados e ovos, o Saudável, caracterizado por peixes, hortaliças, verduras, raízes e feculentos, frutas e sucos e o Arroz/Feijão, composto pelo consumo de arroz, feijão e café. Na análise dos dados na linha de base o padrão Ocidental associou-se a um menor índice de massa corporal (IMC) e não foi observada associação estatisticamente significativa em relação ao percentual de gordura corpórea (%GC) e o padrão em questão. Adicionalmente, foi verificada uma associação negativa entre o padrão Arroz/Feijão e ambos os indicadores antropométricos sugerindo que esse padrão de consumo tradicional possa ser protetor para a obesidade. No segundo manuscrito avaliou-se a relação entre o consumo de UP e indicadores de qualidade da dieta. O consumo de UP foi avaliado em gramas por dia e em gramas/total de calorias. Observou-se um aumento das variáveis marcadoras de alimentação não saudável e saudável com o aumento do consumo de UP. No entanto, quando relacionados ao aumento de consumo de UP/energia observou-se um aumento de marcadores de alimentação não saudável e, com exceção da vitamina C, uma redução de marcadores de alimentação saudável. Assim, a densidade do consumo de UP mostrou-se um bom indicador de qualidade da dieta entre adolescentes. No terceiro manuscrito avaliou-se a associação entre o consumo de UP e a evolução temporal do IMC e %GC. A análise longitudinal por modelos lineares mistos, que levam em conta todas as observações ao longo do tempo, indicou que nas análises não ajustados havia uma associação negativa entre consumo de UP e o IMC e %GC, porém nas análises de UP/energia e nas análises ajustadas por atividade física e uma variável de controle para a qualidade do relato não mais foram observadas associações com o consumo de UP e as medidas antropométricas de adiposidade. Pode-se concluir que não evidenciamos associação do consumo de UP com medidas antropométricas de obesidade uma vez que o consumo elevado de UP associado ao crescimento do %GC nas análises transversais, não se manteve nas análises longitudinais. A discrepância entre os achados dos estudos seccionais e os longitudinais pode decorrer de confundimento residual nos estudos seccionais. Conclui-se, que para redução do ganho excessivo de peso, orientações relativas exclusivamente a um padrão de alimentação saudável que incorpora a ideia de UP, devem ser acompanhadas de redução da quantidade de alimentos consumidos.

Consumo alimentar e associação com ganho de peso em adolescente: Estudo Longitudinal de Avaliação Nutricional de Adolescentes (ELANA).

Essa tese teve como objetivo avaliar a associação do consumo de padrões alimentares e produtos alimentícios ultraprocessados (UP) sobre indicadores antropométricos e sua variação entre adolescentes. Para tal, foram analisados os dados de 1.031 estudantes de quatro escolas privadas e duas escolas públicas da região metropolitana do Rio de Janeiro que foram acompanhados por três anos consecutivos (2010 a 2012) no Estudo Longitudinal de Avaliação Nutricional de adolescentes (ELANA). Os resultados estão apresentados em três manuscritos que compõem a tese. O primeiro manuscrito identificou três padrões alimentares: Ocidental, composto por massas, embutidos e bacon, carnes, doces, bebidas açucaradas, salgados e fast food, biscoito, pães e cereais, leite e derivados e ovos, o Saudável, caracterizado por peixes, hortaliças, verduras, raízes e feculentos, frutas e sucos e o Arroz/Feijão, composto pelo consumo de arroz, feijão e café. Na análise dos dados na linha de base o padrão Ocidental associou-se a um menor índice de massa corporal (IMC) e não foi observada associação estatisticamente significativa em relação ao percentual de gordura corpórea (%GC) e o padrão em questão. Adicionalmente, foi verificada uma associação negativa entre o padrão Arroz/Feijão e ambos os indicadores antropométricos sugerindo que esse padrão de consumo tradicional possa ser protetor para a obesidade. No segundo manuscrito avaliou-se a relação entre o consumo de UP e indicadores de qualidade da dieta. O consumo de UP foi avaliado em gramas por dia e em gramas/total de calorias. Observou-se um aumento das variáveis marcadoras de alimentação não saudável e saudável com o aumento do consumo de UP. No entanto, quando relacionados ao aumento de consumo de UP/energia observou-se um aumento de marcadores de alimentação não saudável e, com exceção da vitamina C, uma redução de marcadores de alimentação saudável. Assim, a densidade do consumo de UP mostrou-se um bom indicador de qualidade da dieta entre adolescentes. No terceiro manuscrito avaliou-se a associação entre o consumo de UP e a evolução temporal do IMC e %GC. A análise longitudinal por modelos lineares mistos, que levam em conta todas as observações ao longo do tempo, indicou que nas análises não ajustados havia uma associação negativa entre consumo de UP e o IMC e %GC, porém nas análises de UP/energia e nas análises ajustadas por atividade física e uma variável de controle para a qualidade do relato não mais foram observadas associações com o consumo de UP e as medidas antropométricas de adiposidade. Pode-se concluir que não evidenciamos associação do consumo de UP com medidas antropométricas de obesidade uma vez que o consumo elevado de UP associado ao crescimento do %GC nas análises transversais, não se manteve nas análises longitudinais. A discrepância entre os achados dos estudos seccionais e os longitudinais pode decorrer de confundimento residual nos estudos seccionais. Conclui-se, que para redução do ganho excessivo de peso, orientações relativas exclusivamente a um padrão de alimentação saudável que incorpora a ideia de UP, devem ser acompanhadas de redução da quantidade de alimentos consumidos.

Síntese de ésteres derivados do ácido oléico empregando lipases produzidas por Yarrowia lipolytica

Biodiesel é um biocombustível que consiste na mistura de ésteres monoalquílicos de ácidos graxos de cadeia longa. O processo usual de produção deste combustível é a transesterificação de óleos vegetais com álcoois de cadeia curta. Nesse processo, a matéria prima deve conter baixo conteúdo de ácido graxos livres ( ≤ 1%) e água (≤ 0,5%). Como alternativa ao processo de transesterificação, destaca-se o emprego de matérias-primas de baixo custo, com elevado teor de ácidos graxos livres, para a síntese de ésteres alquílicos através de reações de esterificação. As reações de produção do biodiesel podem ser catalisadas por via química (ácida e básica) ou enzimática. Na catálise enzimática, os biocatalisadores empregados são as lipases, que catalisam a hidrólise e síntese de ésteres e podem ser obtidas a partir de microrganismos, plantas ou tecido animal, sendo as de origem microbiana as mais utilizadas. O objetivo principal deste trabalho foi avaliar o potencial da lipase de Yarrowia lipolytica, uma levedura não convencional, na síntese de ésteres do ácido oleico visando à obtenção de ésteres alquílicos (biodiesel). Foram estudados os efeitos da temperatura (25, 30, 35, 40, 50 e 60oC), do teor enzimático (5, 10, 20, 30 e 40% v/v) e do tipo de álcool (metanol, etanol, n-propanol e n-butanol ) nas reações de esterificação do ácido oleico empregando o extrato enzimático líquido produzido por Yarrowia lipolytica. Os resultados obtidos mostraram que as reações conduzidas a 30oC e com 10% v/v do extrato enzimático apresentaram maior taxa inicial de reação. Também foi avaliada a utilização do extrato enzimático liofilizado (5% m/v) e do PES (produto enzimático sólido) (5% m/v) de Yarrowia lipolytica na reação de esterificação do ácido oleico com n-butanol a 30oC. O maior consumo de ácido oleico ocorreu na reação conduzida com o PES. O efeito da temperatura (25, 30, 35, 40 e 50oC) na síntese de oleato de butila foi, então, investigado nas reações empregando PES como biocatalisador e a maior conversão de ácido oleico foi verificada na temperatura de 40oC

Efeitos genotóxicos e indução do SOS em mutantes derivados de Escherichia coli K-12 durante o processo de interação com superfícies bióticas e abióticas

A célula epitelial é o primeiro contato entre os micro-organismos e o hospedeiro. Essa interação pode levar a produção de diversas citocinas, quimiocinas, moléculas inflamatórias e também estimular a geração de espécies reativas de oxigênio (ERO). Neste trabalho avaliamos se a interação com as células HEp-2 poderia ser genotóxica para os mutantes derivados de Escherichia coli K-12 deficientes em algumas enzimas que fazem parte do sistema de reparo por excisão de base (BER). Além disto, avaliamos a expressão do sistema SOS, que é induzido pela presença de danos no genoma bacteriano. Os resultados obtidos mostraram a presença de filamentos, na interação com células HEp-2, principalmente, no mutante xthA (BW9091) e no triplo mutante xthA nfo nth (BW535). Quando a interação foi quantificada na ausência da D-manose, observamos um aumento das bactérias aderidas. Além disto, a quantidade e o tamanho dos filamentos também aumentaram, mostrando que as adesinas manose-sensíveis estavam envolvidas na filamentação bacteriana. Para comprovar se o aumento da filamentação observada neste ensaio foram uma consequência da indução do sistema SOS, desencadeada pela interação com as células HEp-2, quantificamos a expressão do SOS, na presença e na ausência da D-manose. De fato, observamos que a indução do SOS na ausência da D-manose foi maior, quando comparada, com o ensaio realizado na presença de D-manose. Além disto, observamos que a ausência de xthA foi importante para o aumento da filamentação observada na ausência de D-manose. Diante destes resultados, verificamos se a resposta de filamentação ocorreria quando as bactérias interagiam com uma superfície abiótica como o vidro. Observamos também inúmeros filamentos nos mutantes BER, BW9091 e BW535, quando comparados a cepa selvagem AB1157. Essa filamentação foi associada à indução do SOS, em resposta a interação das bactérias com o vidro. Em parte a filamentação e a indução do SOS observadas na interação ao vidro, foram associadas à produção de ERO. Quantificamos também o número de bactérias aderidas e observamos que as nossas cepas formavam biofilmes moderados. Contudo, a formação de biofilme dependia da capacidade da bactéria induzir o sistema SOS, tanto em aerobiose como em anaerobiose. A tensão do oxigênio foi importante para interação dos mutantes BER, uma vez que os mutantes BW9091 e BW535 apresentaram uma quantidade de bactérias aderidas menor em anaerobiose. Contudo, a diminuição observada não estava vinculada a morte dos mutantes BER. Também realizamos microscopia de varredura na cepa selvagem e nos mutantes, BW9091 e BW535 e confirmamos que as três cepas formavam biofilmes tanto em aerobiose como em anaerobiose. Observamos uma estrutura sugestiva de matriz extracelular envolvendo os biofilmes da cepa selvagem AB1157 e do mutante BW9091. No entanto, a formação desta estrutura por ambas as cepas dependia da tensão de oxigênio, pois nos biofilmes formados em anaerobiose essa estrutura estava ausente. Em conclusão, mostramos que na interação das bactérias com a superfície biótica e abiótica, ocorreu lesão no genoma, com indução do SOS e a resposta de filamentação associada.

Medida de porosidade em SiC através de processamento digital de imagens.

Esforços constantes de pesquisa têm sido conduzidos na seleção de materiais, combinando propriedades de interesse (mecânicas, químicas, elétricas ou térmicas), versatilidade de uso, tempo de vida útil elevado e baixo custo de produção. A busca por materiais de elevado desempenho mecânico despertou grande interesse na pesquisa e desenvolvimento dos cerâmicos avançados com aplicações estruturais e funcionais, como o carbeto de silício. Entretanto, a porosidade ainda é vista como fator limitador do alto desempenho destes materiais visto que, acima de determinada porcentagem, reduz largamente sua resistência mecânica. Seu controle atualmente é realizado através de técnicas de alto custo, com a utilização de tomógrafos. Este trabalho buscou validar uma nova técnica, onde a porosidade foi avaliada através de processamento digital de imagens de microscopia ótica do material previamente lixado e polido em diversas profundidades, com controle dos parâmetros de lixamento e polimento. Esta nova metodologia mostrou-se apropriada e menos dispendiosa para a quantificação da porosidade do carbeto de silício, tendo sido validada para o estudo deste material.

Preparação, caracterização e avaliação de nanocompósitos de PBAT/amido de milho e vermiculita organofilizada

Nos últimos 20-30 anos polímeros biodegradáveis vêm sendo estudados e desenvolvidos e atualmente já são comercializados. Contudo, o custo, a processabilidade e algumas propriedades ainda dificultam a penetração desses polímeros no mercado e a competição com as chamadas commodities. Não são poucos os autores que se dedicam a desenvolver aditivos e formulações para superar essas limitações. Desta forma, esta Tese se dedicou ao desenvolvimento de compósitos de Ecobras, fabricado pela Basf e comercializado pela Corn Products, utilizando como carga mineral resíduo da extração da bauxita, no município de Santa Luzia/PB, o qual consiste em sua totalidade de vermiculita. Esta vermiculita foi quimicamente modificada com sais de alquil fosfônio para melhorar a compatibilidade com a matriz polimérica e também espaçar as camadas de aluminossilicato. De fato, a modificação com o brometo de hexadecil tributil fosfônio resultou na esfoliação da vermiculita tornando-a potencialmente apropriada para a obtenção de nanocompósitos. A preparação dos compósitos foi realizada pelo método de intercalação no estado fundido e foram comparadas a utilização da câmara interna de mistura e da mini extrusora de dupla rosca, sendo esta última mais eficaz na dispersão da vermiculita, conforme revelado pela microscopia eletrônica de varredura, difração de raios-X e reometria de placas. O grau de dispersão também foi influenciado pela estrutura química do modificador da vermiculita e pelo teor dessa carga incorporada à matriz. Teores mais elevados levaram a formação de aglomerados, enquanto a modificação da carga implicou na formação de micro e nanocompósitos. Ainda houve alterações das propriedades térmicas com aumento dos valores da temperatura de transição vítrea, de cristalização e fusão, embora o grau de cristalinidade tenha sido mantido. Nitidamente, foram obtidos materiais mais rígidos, com maior módulo e menor capacidade de deformação. Cerca de 58% de perda de massa foi observada para os micro e nanocompósitos obtidos após 17 semanas de enterro em solo simulado para avaliação da biodegradabilidade, valor bem próximo ao Ecobras puro. De modo geral, a incorporação das diferentes vermiculitas retardou nas primeiras semanas a biodegradação, provavelmente em função de modificações na estrutura cristalina, conforme sugerido pelos maiores valores de temperatura de fusão observados durante o acompanhamento do processo de biodegradação. No entanto, após 7 semanas os perfis de biodegradação dos micro e nanocompósitos se aproximaram bastante do Ecobras puro. Desta forma, foi possível nesta Tese obter um nanocompósito de Ecobras com vermiculita modificada com brometo de hexadecil fosfônio utilizando ferramentas comuns de processamento no estado fundido com biodegradabilidade próxima ao polímero de partida, porém mais rígido e menos deformável