Modelo numérico mecanobiológico para a obtenção da matriz de rigidez estrutural e da densidade mineral na remodelagem óssea

Neste trabalho é proposto um modelo mecanobiológico de remodelagem óssea para a estimativa de variações, provocadas por perturbações mecânicas ou biológicas, na matriz de rigidez estrutural da escala macroscópica e na densidade mineral em uma região do osso. Na cooperação entre as áreas da saúde e da engenharia, como nos estudos estruturais de biomecânica no sistema esquelético, as propriedades mecânicas dos materiais devem ser conhecidas, entretanto os ossos possuem uma constituição material altamente complexa, dinâmica e variante entre indivíduos. Sua dinâmica decorre dos ciclos de absorção e deposição de matriz óssea na remodelagem óssea, a qual ocorre para manter a integridade estrutural do esqueleto e adaptá-lo aos estímulos do ambiente, sejam eles biológicos, químicos ou mecânicos. Como a remodelagem óssea pode provocar alterações no material do osso, espera-se que suas propriedades mecânicas também sejam alteradas. Na literatura científica há modelos matemáticos que preveem a variação da matriz de rigidez estrutural a partir do estímulo mecânico, porém somente os modelos mais recentes incluíram explicitamente processos biológicos e químicos da remodelagem óssea. A densidade mineral óssea é um importante parâmetro utilizado no diagnóstico de doenças ósseas na área médica. Desse modo, para a obtenção da variação da rigidez estrutural e da densidade mineral óssea, propõe-se um modelo numérico mecanobiológico composto por cinco submodelos: da dinâmica da população de células ósseas, da resposta das células ao estímulo mecânico, da porosidade óssea, da densidade mineral óssea e, baseado na Lei de Voigt para materiais compósitos, da rigidez estrutural. Os valores das constantes das equações dos submodelos foram obtidos de literatura. Para a solução das equações do modelo, propõe-se uma implementação numérica e computacional escrita em linguagem C. O método de Runge-Kutta-Dorman-Prince, cuja vantagem consiste no uso de um passo de solução variável, é utilizado no modelo para controlar o erro numérico do resultado do sistema de equações diferenciais. Foi realizada uma avaliação comparativa entre os resultados obtidos com o modelo proposto e os da literatura dos modelos de remodelagem óssea recentes. Conclui-se que o modelo e a implementação propostos são capazes de obter variações da matriz de rigidez estrutural macroscópica e da densidade mineral óssea decorrentes da perturbação nos parâmetros mecânicos ou biológicos do processo de remodelagem óssea.

EXTRAÇÃO DO COLESTEROL COM MISTURAS DE DIÓXIDO DE CARBONO E ETANO SUPERCRÍTICO

Existem fatores nutricionais e dietéticos, como a ligação comprovada entre o excesso do colesterol no sangue e doenças cardíacas e alguns tipos de câncer, que justificam as pesquisas de desenvolvimento de tecnologias que reduzam o teor de colesterol dos alimentos. Estudos anteriores demonstraram a viabilidade da utilização de CO2 e etano na remoção do colesterol do óleo de manteiga. O colesterol apresenta maior solubilidade no etano que no CO2; porém, o etano é de maior custo. A utilização de misturas CO2/etano, portanto, apresenta-se como uma alternativa atraente, devido à redução dos custos energéticos e econômicos. Utilizando um aparelho experimental de extração a altas pressões, que permite um controle independente de temperatura e pressão, foram determinadas as solubilidades do colesterol em misturas de CO2/etano supercríticos com 8%, 16%, 34%, 76%, 88% e 96,5% de etano, a 328,1 K e pressões de 120 a 190 bar. Os resultados experimentais mostram um aumento da solubilidade com a pressão e a composição de etano na mistura. Para correlacionar os dados experimentais foi usado um modelo termodinâmico que utiliza a equação de Peng-Robinson com as regras de mistura de van der Waals e a regra que considera o parâmetro de interação dependente da densidade, resultando numa equação de quarta ordem. A regra de mistura dependente da densidade se mostrou eficaz na correlação dos dados experimentais.

O modelamento estatístico de misturas: experimento tutorial usando voltametria de redissolução anódica

This work illustrates the modeling procedure for a solvent mixture using the simplex- centroid approach. The selected experiment was the optimization of the peak current observed in the direct determination of nickel by anodic stripping voltammetry (ASV) in a solvent mixture composed of N,N-dimethylformamide, ethanol and water. The text is presented in a tutorial way, showing in detail the several steps which must be followed in such a process. Since not all possible mixtures lead to a measurable instrumental response, pseudocomponents had to be used to rescale the experimental design. This also allows to show how to apply this tool, usually troublesome for non-specialists in mixture modeling procedures.

Características físicas e mecânicas de misturas de solo, cimento e cinzas de bagaço de cana-de-açúcar

This work was done with the objective of studying some physical and mechanical characteristics of the sugarcane bagasse ash added to a soil-cement mixture, in order to obtain an alternative construction material. The sugarcane bagasse ash pre-treatment included both sieving and grinding, before mixing with soil and cement. Different proportions of cement-ash were tested by determining its standard consistence and its compressive resistance at 7 and 28 days age. The various treatments were subsequently applied to the specimens molded with different soil-cement-ash mixtures which in turns were submitted to compaction, unconfined compression and water absorption laboratory tests. The results showed that it is possible to replace up to 20% of Portland cement by sugarcane bagasse ash without any damage to the mixture's compressive strength.

Características físicas e mecânicas de misturas de solo, cimento e casca de arroz

The main objective of this work is the study of the effect of rice husk addition on the physical and mechanical properties of soil-cement, in order to obtain an alternative construction material. The rice husk preparation consisted of grinding, sieving, and the pre-treatment with lime solution. The physical characteristics of the soil and of the rice husk were determined. Different amounts of soil, cement and rice husk were tested by compaction and unconfined compression. The specimens molded according to the treatments applied to the mixtures were subsequently submitted to compression testing and to tensile splitting cylinder testing at 7 and 28 days of age and to water absorption testing. After determining its physical and mechanical characteristics, the best results were obtained for the soil + 12% (cement + rice husk) mixture. The results showed a promising use as an alternative construction material.

Efeito da adição de cinza da casca de arroz em misturas cimento-casca de arroz

The rice husk and its ash are abundant and renewable and can be used to obtain alternative building materials. An increase in the consumption of such waste could help minimize the environmental problems from their improper disposal. This study aimed to evaluate the use of ashes as a cargo mineral (filler). However, the rice husk chemically interferes in the conduct of the based cement mixtures. Thus, different mixes cement-rice husk with and without the addition of ash were evaluated in order to highlight the influence of its components (husk; ash), which could otherwise be excluded or be underestimated. Cylindrical samples (test of simple compression and traction by diametrical compression) and samples extracted from manufactured pressed board (test of bending and parallel compression to the surface), were used to evaluate the behavior of different mixtures of components (rice hush; RHA - rice husk ahs). The results of the mechanical tests showed, in general, there is not a statistical difference between the mixtures, which are associated with the chemical suppressive effect of the rice husk ash. The mixture of rice husk of 10 mm, with an addition of 35% of the rice husk ash, is notable for allowing the highest consumption of rice husk and rice husk ash, to reduce 25% the consumption of cement and to allow the storage (without emissions to the atmosphere), around 1.9 ton of CO2 per ton of cement consumed, thus contributing to the reduction of CO2 emissions, which can stimulate rural constructions under an ecological point of view.

A regra de Taylor e a política monetário brasileira : relações de longo e curto prazo

Tem sido publicado e discutido cada vez mais o papel dos Bancos Centrais no sentido de minimizarem os custos da inflação para o conjunto da sociedade. O objetivo deste trabalho é investigar se o Banco Central do Brasil implementou no período Janeiro de 2005 a Julho de 2012 uma regra de política monetária consistente com a estabilidade de preços, a partir de uma literatura iniciada com o trabalho seminal de Taylor (1993). No primeiro Capítulo, será exposto o conceito de Regras de Política Monetária, iniciando pela Regra de Taylor original e chegando às suas versões atuais. No segundo, que será dividido em dois tópicos, será exibida a literatura empírica sobre o assunto: no primeiro tópico, serão apresentadas as evidências empíricas existentes para as experiências internacionais e, no segundo tópico, para a experiência brasileira. No terceiro Capítulo, por sua vez, será feita uma aplicação econométrica sobre a experiência brasileira recente, por meio de estimações de regressões de Mínimos Quadrados Ordinários (MQO) para a análise de curto prazo e de Cointegração na análise de longo prazo, através da abordagem de Johansen (1991). Além disto, os resultados encontrados serão interpretados à luz da teoria e comparados com as evidências existentes e apresentadas no Capítulo anterior. Grosso modo, os resultados empíricos apontam para o fato de que embora no curto prazo a Regra de Taylor expandida possa ser usada para interpretar as relações entre taxa Selic e inflação observada, no longo prazo há relações estruturais que só podem ser explicadas por elementos teóricos adicionais, tais como os presentes na Curva de Phillips, Curva IS e na abordagem da Paridade Descoberta da Taxa de Juros. Ademais, o trabalho encontra um grau de inércia da taxa Selic, no curto prazo, superior ao observado em trabalhos anteriores, sugerindo uma elevação do conservadorismo do BCB nos últimos anos.

Misturas em tanque com glyphosate para o controle de trapoeraba, erva-de-touro e capim-carrapicho em soja RR®

O uso de misturas de glyphosate, em tanque, para manejo de espécies de plantas daninhas de difícil controle tem sido prática comum entre os agricultores brasileiros. Desta forma, este trabalho teve como objetivo avaliar a eficácia e seletividade de misturas, em tanque, de herbicidas com glyphosate para o controle de trapoeraba (Commelina benghalensis L.), erva-de-touro (Tridax procumbens L.) e capim-carrapicho (Cenchrus echinatus L.) na cultura da soja RR®. O experimento foi conduzido em Maracaí, São Paulo, no período de novembro de 2006 a março de 2007, utilizando-se o cultivar CD-214RR® e delineamento experimental de blocos ao acaso, com 21 tratamentos e quatro repetições. Os tratamentos foram constituídos da aplicação de: glyphosate (180; 360; 540 e 720 g ha-1); glyphosate em sequencial (180/360; 360/360 e 540/360 g ha-1); glyphosate + chlorimuron-ethyl 360+10; 540+10; 360+5/ 360+5 g ha-1); glyphosate + lactofen (360+120; 540+120; 360+60/ 360+60 g ha-1); glyphosate + cloransulam-methyl (360+30; 540+30; 360+16,9/ 360+12,9 g ha-1); glyphosate + carfentrazone (360+4 g ha-1); glyphosate + imazethapyr (360+50 g ha-1); glyphosate + imazethapyr (177,8+30 g ha-1) e testemunhas capinada e sem capina. Apesar da similaridade de produtividade de grãos entre os tratamentos com glyphosate isolado e sequencial, nas doses 540, 720 e 540/ 360 g ha-1, as misturas em tanque com chlorimuron-ethyl, cloransulam-methyl, lactofen e imazethapyr favoreceram o controle de espécies de plantas daninhas tolerantes ao glyphosate como C. benghalensis e T. procumbens.

Desempenho de um trator agrícola de pneus, funcionando com misturas de óleo diesel e óleo de soja reutilizado

No Brasil, a forma de energia alternativa mais atraente tem sido a biomassa e, mais recentemente, os óleos vegetais residuais e in natura. Portanto, objetivou-se, com este trabalho, avaliar o desempenho na tomada de potência de um trator agrícola de pneus, utilizando misturas de óleo Diesel (OD) com óleo de soja reutilizádo (OSR). Primeiramente, foi realizado um estudo de densidade das misturas, comportamento da temperatura do óleo Diesel no sistema de alimentação de combustível do motor e análises de viscosidades das misturas em estudo. Após as análises, verificou-se, por meio de ensaios dinamométricos, o desempenho do motor alimentado com misturas de OD com OSR, em diferentes proporções. As principais conclusões deste trabalho foram: a) para as avaliações na tomada de potência, a mistura de 25% OD com 75% OSR apresentou a maior potência entre as demais misturas; b) o consumo especifico e os torques demonstraram tendência a maiores valores com o acréscimo da percentagem de OSR às misturas.

Desempenho na barra de tração de um trator agrícola de pneus, alimentado com misturas de óleo diesel e óleo de soja reutilizado

O petróleo é a principal fonte de energia para motores de combustão interna, possibilitando sua transformação em energia mecânica. A dependência do petróleo conduz à necessidade de alternativas, mediante o cultivo de matérias-primas renováveis. Os problemas atuais são os custos dos biocombustíveis, que são maiores que dos derivados do petróleo, e o fato de que não existem muitos motores de combustão adequados ao uso de óleos vegetais. Em vista disso, são necessárias mais investigações quanto às técnicas de produção e de refino dos biocombustíveis e, ainda, à adequação de motores ao uso de óleos vegetais, para que estes possam ser uma alternativa viável. O objetivo deste trabalho foi caracterizar as diferentes misturas e avaliar o desempenho de um trator agrícola de pneus, utilizando misturas de óleo Diesel (OD) com óleo de soja reutilizável (OSR). Primeiramente, foi realizado um estudo de densidade, viscosidade das misturas e comportamento da temperatura do OD no sistema de alimentação de combustível no motor. Após as análises, verificou-se, por meio de ensaios na barra de tração, o desempenho das misturas de OD e OSR. As principais conclusões deste trabalho foram: a densidade e viscosidade das misturas sofrem variações com o aumento da quantidade de OSR e com a variação da temperatura. Para as avaliações na barra de tração, os melhores resultados observados no rendimento do trator foram verificados com o aumento das percentagens de mistura (25% OSR, para carga N, 25, 75 e 100% OSR, para a quarta marcha, como carga, e 75 e 100% OSR, para a terceira, segunda e primeira marcha, como carga).

Estudo da sensibilidade à água de misturas betuminosas

De uma forma geral, em Portugal, os valores de referência existentes para avaliação da sensibilidade à água de misturas betuminosas foram estabelecidos de acordo com a norma Militar Americana MIL-STD-620A (1966). No entanto, com o aparecimento da norma Europeia EN 12697-12, tornou-se necessário efectuar a avaliação da sensibilidade à água de misturas betuminosas segundo a referida norma. Assim, este trabalho teve como objectivo contribuir para a obtenção de valores de referência de sensibilidade à água, avaliada de acordo com o método preconizado pela norma Europeia em vigor, EN 12697-12:2008. Neste trabalho foi avaliada a sensibilidade à água de três misturas betuminosas fabricadas em laboratório, constituídas por três tipos de agregados (granitos, basaltos e calcários) e dois tipos de betume penetração nominal de 35/50x10-1 mm e 50/70x10-1 mm), tendo sido também estudada a influência da variação da temperatura do ensaio de tracção indirecta (15ºC e 25ºC) nos resultados obtidos. Para as misturas betuminosas ensaiadas, os valores da Resistência Conservada obtidos pela norma Militar foram sempre superiores aos da norma Europeia e o ensaio de tracção indirecta realizado à temperatura de ensaio de 25ºC também revelou melhores percentagens de resistência conservada face à temperatura de ensaio de 15ºC.

Estimativa da prevalência de infecção tuberculosa em escolares vacinados com BCG, por meio de método de Bhattacharya

Em populações muito afetadas por reações tuberculínicas inespecíficas, o teste tuberculínico padronizado, via de regra, superestima a infecção tuberculosa. A bem sucedida aplicação do método de Bhattacharya (método gráfico para a decomposição de uma distribuição de freqüências em componentes normais) na análise de resultados do teste em população contaminada por infecçõcs atípicas sugeriu seu uso nos resultados obtidos cm populações vacinadas com BCG. Assim, na análise dos resultados de dois inquéritos tuberculínicos realizados na cidade de São Paulo, SP (Brasil), em 1982 (escolares vacinados entre o segundo e o sexto ano de vida), e em 1988 (escolares vacinados no primeiro ano de vida), foi possível a caracterização e quantificação da componente normal devida à infecção natural em cada uma das misturas. Na população de 1982 o diâmetro médio das reações foi de 17,40 mm com desvio padrão 3,72 mm, e a proporção de infectados foi de 7,71% contra 4,85% nos não vacinados; na população de 1988, o diâmetro médio foi 17,00 mm com desvio padrão 4,67 mm, e a proporção de infectados foi de 4,14% contra 4,48% nos não vacinados. Concluiu-se que o método permite estimar a prevalência da infecção tuberculosa em populações com alta cobertura vacinal, desde que a vacina tenha sido aplicada no primeiro ano de vida.

Caracterização mecânica de misturas betuminosas a aplicar em infra-estruturas de transportes

A maioria das infra-estruturas de transportes, nomeadamente os pavimentos rodoviários e aeroportuários, são constituídas por misturas betuminosas, o que permite um bom desempenho e uma adequada durabilidade, nas condições usuais de serviço. As misturas betuminosas são ainda amplamente utilizadas na construção de zonas de estacionamento de veículos, tendo-se verificado recentemente a sua aplicação também em infra-estruturas ferroviárias. Face à necessidade de melhorar o desempenho das vias-férreas, permitindo uma concepção mais durável de linhas de alta velocidade e uma redução dos custos da sua manutenção, tem-se vindo a desenvolver diversos estudos para promover a utilização de novos materiais, principalmente através da incorporação de misturas betuminosas. O presente trabalho tem como objectivo a caracterização do comportamento mecânico de misturas betuminosas a aplicar em infra-estruturas de transportes. Como metodologia para o estudo do comportamento mecânico das misturas betuminosas foram realizados em laboratório ensaios de cargas repetidas, nomeadamente, ensaios de flexão em quatro pontos para determinação da rigidez e da resistência à fadiga e ensaios de compressão triaxiais cíclicos para avaliação do comportamento à deformação permanente. A resistência à fadiga das misturas betuminosas em estudo foi avaliada através do ensaio de flexão em quatro pontos, com extensão controlada, e aplicação de um carregamento sinusoidal com diferentes frequências, de acordo com o procedimento de ensaio da norma europeia EN 12697-24 (2004 + A1: 2007). A resistência à deformação permanente das misturas betuminosas foi analisada através de ensaios de compressão triaxiais cíclicos, submetendo-as a uma tensão de confinamento estática pela aplicação parcial de vácuo e a uma pressão axial cíclica sob a forma rectangular, de acordo com a norma europeia EN 12697-25 (2004). O conhecimento destas propriedades mecânicas assume particular importância ao nível da formulação das misturas betuminosas, do dimensionamento de uma estrutura ou do estabelecimento de uma adequada solução para uma obra de reabilitação duma infra-estrutura de transportes. Para este estudo foi utilizado um modelo físico construído numa fossa no LNEC, com o propósito de serem testadas três substruturas ferroviárias não convencionais, utilizando sub-balastro betuminoso. A selecção das substruturas foi efectuada após uma análise de várias secções de estruturas já testadas e aplicadas noutros países, de forma a proporcionar comparações fiáveis entre elas. Os resultados obtidos mostraram que a mistura betuminosa AC20 base 50/70 (MB) aplicada na camada de sub-balastro é adequada para ser aplicada nas infra-estruturas de transportes pois apresenta um bom desempenho à fadiga e à deformação permanente. Através dos ensaios efectuados foi ainda possível entender a importante influência das características volumétricas, principalmente da porosidade para o bom comportamento da mistura betuminosa.