Este trabalho apresenta uma metodologia de análise da heterogeneidade do concreto a partir de modelos computacionais desenvolvidos com o método de Galerkin livre de elementos. Esse método se caracteriza pela discretização de um domínio de interesse por um conjunto de partículas sem que exista explicitamente uma malha de elementos no sentido convencional. O objetivo é a previsão das propriedades mecânicas macroscópicas do material resultante a partir das fases individuais e do arranjo geométrico. O concreto foi admitido, na escala mesoscópica, como um composto formado por inclusões (agregado graúdo) imersas em uma matriz (argamassa). Para a simulação foi desenvolvida uma formulação multiregiões onde se admitiu que cada agregado e a argamassa são domínios distintos interligados nas suas interfaces. Para isto foram utilizadas técnicas de subdivisões do domínio (elemento representativo) ao ponto que os seus comportamentos mecânicos não foram comprometidos. Para simular o processo das perdas de rigidez com a formação da fissuração no concreto foi admitido o efeito da mecânica do dano contínuo através do modelo de Mazars. Para as análises foram desenvolvidos modelos computacionais bidimensionais e tridimensionais da heterogeneidade do concreto. A geometria dos agregados foi aproximada por circunferências e elipses no caso 2D e por esferas e elipsoides no caso 3D. Como conclusão a metodologia de multiregiões com o método de Galerkin livre de elementos foi satisfatória e os modelos apresentaram caminhos preferenciais de ruptura adequados durante a evolução da danificação. / This thesis presents a methodology for analyzing the heterogeneity of concrete from computational models developed with the element free Galerkin method. This method is characterized by discretization of a domain of interest by a set of particles with no explicit mesh in the conventional sense. The goal is to predict the macroscopic mechanical properties of the material resulting from the individual phases and the geometric arrangement. The concrete was assumed, in the mesoscopic scale, as a compound formed by inclusions (coarse aggregate) embedded in a matrix (mortar). For the simulation, a formulation was developed where multi regions were admitted, assuming that each aggregate and mortar are distinct domains connected by their interfaces. For this we used techniques of subdivisions of the domain (representative elements) to the point that their mechanical behaviors were not compromised. To simulate the process of loss of stiffness with the formation of cracks in the concrete, continuum damage mechanics was admitted through Mazars model. For the analysis, two-dimensional and three-dimensional computer models of the heterogeneity of the concrete were developed. The shape of the aggregates was approximated by circles and ellipses in the two-dimensional case, and by spheres and ellipsoids for the 3D problems. In conclusion the multi region methodology with the element free Galerkin methods was satisfactory and the models presented suitable preferred paths for the rupture during the evolution of damage.

O objetivo do presente trabalho foi desenvolver e validar um método analítico empregando microextração em fase sólida (SPME) para detecção e quantificação de isoflurano (ISO) na forma volátil e incluso em nanoemulsões intravenosas e, ainda, avaliar o efeito biológico destas. A detecção do ISO foi realizada através de cromatografia em fase gasosa com detector de ionização de chama (CG/DIC). As condições ideais para realização da pré-concentração e extração de ISO através da técnica de SPME foram temperatura ambiente, agitação constante, 30 min de extração e 2 min de dessorção no injetor do CG. O método desenvolvido foi validado avaliando os parâmetros de especificidade, linearidade, limites de detecção e quantificação, precisão, exatidão e robustez. As nanoemulsões contendo ISO foram desenvolvidas através da homogeneização à alta pressão, e apresentaram diâmetro médio, índice de polidispersão, potencial zeta e pH de 150 ± 0,78 nm, 0,08 ± 0,01, - 18 ± 2,4 mV e 6,03 ± 0,04, respectivamente. O pH foi ajustado para 7,4 (valor fisiológico). O teor de ISO nas formulações foi de 98,4 %. Não houve modificação das características físico-químicas das nanoemulsões após 30 dias de armazenamento a 8 ºC. Análises de espalhamento de luz múltiplo não demonstraram tendência a fenômenos de instabilidade física para as formulações. Os estudos do efeito anestésico das nanoemulsões intravenosas contendo ISO em cães evidenciaram uma redução significativa (p < 0,05) na dose comparada com a administração de ISO volátil. Não houve alterações no débito cardíaco, saturação de oxigênio na hemoglobina e nos biomarcadores das funções renal, hepática e muscular. Uma queda na pressão arterial dos cães foi observada em todos os tratamentos devido ao efeito hipotensor do ISO. Após administração das nanoemulsões contendo ISO e branca, observou-se taquipnéia, edema, eritema, e baixas concentrações de dióxido de carbono expiradas. Assim, a nanoemulsificação do ISO foi realizada com sucesso e a aplicação na anestesia geral intravenosa foi demonstrada. / The aims of this work were to develop and validate an analytical method using solidphase microextraction (SPME) to detect and quantify isoflurane (ISO) inhalation liquid and loaded in intravenous nanoemulsions, and also evaluate the biological effect of the formulations. ISO detection was made by gas chromatography with flame ionization detector (GC/FID). The ideal conditions setting for the pre concentration and extraction of ISO through SPME were environmental temperature, constant stirring, 30 min for extraction and 2 min for analyte desorption in the GC inlet port. The developed method was validated by means of specificity, linearity, detection and quantification limits, precision, accuracy and robustness. The ISOloaded nanoemulsions were formulated by high-pressure homogenization, and presented average diameter, polydispersity index, zeta potential and pH of 150 ± 0.78 nm, 0.08 ± 0.01, -18 ± 2.4 mV and 6.03 ± 0.04, respectively. The pH was adjusted to 7.4 (physiological value). The drug content on the formulations was 98.4 %. After 30 days of storage at 8 ºC no changes on nanoemulsion’s physicalchemical characteristics were observed. Multiple light scattering analysis did not demonstrate any physical destabilization phenomena for the formulations. The anesthetic effect study for the intravenous ISO-loaded nanoemulsions in dogs highlighted a significant reduction (p < 0.05) in dosage regimen when compared to the volatile ISO administration. There were no alterations on cardiac rate, oxygen hemoglobin saturation and on biomarkers of the renal, hepatic and muscle functionalities. A decrease in dog’s arterial blood pressure in all treatments due the hypotensive effect caused by ISO was observed. After the administration of the nanomulsions, ISO-loaded and unloaded, occurred tachypnea, edema, erythema and low end tidal concentrations of carbon dioxide. Taking all above into account, the method was considered easy on execution and suitable for laboratory routines, the ISO nanoemulsification was made successfully and its application on general anesthesia was demonstrated.

Em virtude da necessidade de novas obras de infraestruturas, por muitas vezes, em locais onde o solo não atendia às necessidades básicas exigidas por elas, originam-se problemas de ordem geotécnica, os quais foram resolvidos por meio de misturas solo-cimento. O presente trabalho teve como objetivo o estudo de propriedades mecânicas e elásticas de misturas de areia e cimento, sendo este dividido em duas abordagens: experimental e micromecânica. Para a execução da abordagem experimental, além da execução de ensaios de resistência a compressão simples e medidas de parâmetros de rigidez ao longo do tempo, foi desenvolvido um minicone e também uma câmara triaxial de grandes proporções com os quais foram executados ensaios. A abordagem micromecânica foi realizada através da aplicação da teoria da homogeneização. Para avaliar as propriedades elásticas do compósito foram utilizados os modelos Mori-Tanaka e Auto-Consistente, enquanto que a obtenção da resistência homogeneizada foi baseada na teoria do estado limite. Os ensaios experimentais demostraram que os módulos medidos e a resistência à compressão simples possuem comportamentos semelhantes em relação ao aumento de sua magnitude. Os ensaios de prospecção do minicone demostraram que a tensão de confinamento influencia até corpos de prova cimentados. Ainda foram observadas relações entre o módulo de cisalhamento, a resistência à compressão simples e a resistência média de ponta. Os resultados obtidos através da abordagem micromecânica, quando confrontados com os resultados experimentais, apresentaram diferenças irrelevantes tanto para a resistência quanto para os módulos. Baseados nos resultados obtidos através desse trabalho concluiu-se que o comportamento das misturas areias-cimento é regido pelo índice oriundo da razão entre a porosidade e a quantidade volumétrica de cimento. Também foi comprovado o potencial da micromecânica como ferramenta de modelagem de misturas areia-cimento. / The necessity of new infrastructure earthworks in areas where the soil does not present the required mechanical properties originates problems of geotechnical order. These problems can be solved through the improvement of mechanical characteristics of the materials by reducing porosity through compaction, as well as the addition of cementitious materials such as Portland cement. This research aimed to evaluate the mechanical properties of sand-cement mixtures through two approaches: experimental and micromechanics. In the experimental approach were carried out unconfined compression tests and bender elements measurements over time in sand-cement specimens varying the porosity and the cement content. Furthermore, a mini-cone (MCPT) and a triaxial chamber of large proportions were developed, in which MCPT tests have been carried out under distinct confining pressures and distinctive sand-cement mixtures. In these tests, the variation of porosity and cement content was evaluated. The experimental results were analyzed from the perspective of the recently developed porosity-cement index. The results have shown that the porosity-cement index controls the mechanical properties of sand-cement mixtures from very small strains to failure. The micromechanical approach was performed by the theory of homogenization. To evaluate the elastic properties of the sand-cement composite, the Mori-Tanaka and self-consistent models were used, while the homogenized shear strength was obtained based on the limit state theory. The results obtained by the micromechanical approach, when compared with the experimental results, showed irrelevant differences to both strength and stiffness.

Orientador: Marcelo Cristianini / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-08T04:14:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Pinho_ClaudiaReginaGoncalves_D.pdf: 1041899 bytes, checksum: 4abceed910cac629edf241b164cb6d5c (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: O objetivo deste trabalho foi avaliar a possibilidade da aplicação do processo de homogeneização a ultra alta pressão (HUAP) no processamento de leite desnatado. Inicialmente verificou-se o efeito do processo de HUAP na inativação de Pseudomonas fluorescens, Listeria innocua e Lactobacillus helveticus na faixa de 100 a 300 MPa. Amostras de leite desnatado foram inoculadas de modo a se obter contagens da ordem de 106-107 UFC/mL. Os ensaios referentes a cada um dos microrganismos foram realizados separadamente. Os resultados obtidos indicaram que pressões de 200, 250 e 260 MPa foram capazes de inativar totalmente as cargas inoculadas de Pseudomonas fluorescens, Listeria innocua e Lactobacillus helveticus, respectivamente. Foi avaliado o efeito da HUAP na inativação de esporos de Bacillus stearothermophilus. As amostras foram inoculadas com cerca de 105 esporos/mL de leite. Os resultados demonstraram que pressões de até 300 MPa não foram capazes de causar qualquer redução nas contagens obtidas. Verificou-se também que o processo de homogeneização a ultra alta pressão não afetou de maneira significativa a resistência térmica dos mesmos (p<0,05). Avaliou-se ainda o efeito da utilização de temperaturas de entrada de 45°C e da aplicação de choque térmico (100°C por 15 minutos) antes de submeter as amostras ao processo de HUAP. Nestes ensaios novamente não foram observadas reduções nas contagens de esporos. Testou-se também o efeito de pressões da ordem de 300 MPa na inativação de esporos de Clostridium sporogenes. Mais uma vez não foi verificado qualquer efeito. A seguir, foram realizados testes de inativação das enzimas fosfatase alcalina, lactoperoxidase e da protease produzida por Pseudomonas fluorescens pelo processo de HUAP. Os resultados demonstraram que na faixa de pressões estudada (100 a 300 MPa) a máxima redução verificada na atividade enzimática da lactoperoxidase foi de 28,48% a 300 MPa. Já a fosfatase alcalina apresentou reduções inferiores a 30% em sua atividade na faixa de pressões de 100 a 250 MPa e foi totalmente inativada por pressões iguais ou superiores a 270 MPa. A protease sofreu uma redução de 72,5% no valor de sua atividade nos processos a 300 MPa. Foram determinados os perfis de velocidade no interior da válvula do homogeneizador a ultra alta pressão na faixa de 100 a 300 MPa. Os resultados demonstraram que a velocidade é tanto maior quanto maior a pressão de homogeneização aplicada, sendo que a velocidade máxima obtida foi de 245 m/s na saída do gap da válvula no processo a 300 MPa. Finalmente foram avaliados as alterações de cor (L*a*b*) e viscosidade provocadas pelo processo de HUAP em amostras de leite cru desnatado. Os resultados indicaram que embora as variações nos parâmetros L*, a* e b* detectadas instrumentalmente tenham sido estatisticamente significativas (p<0,05) na maior parte dos casos testados, visualmente as mesmas são imperceptíveis. Com relação à viscosidade, apenas as amostras processadas a 300 MPa diferiram estatisticamente (p<0,05) das demais. Considerando-se os resultados obtidos neste trabalho, a tecnologia de processamento de leite por homogeneização a ultra alta pressão pode ser uma alternativa à indústria de laticínios para aumentar a vida de prateleira durante a estocagem de leite cru anterior a processos de produção de leite UHT, queijos, achocolatados e outros produtos na medida em que diminui consideravelmente as contagens de células vegetativas presentes e inativa parcialmente a protease produzida pelo microrganismo Pseudomonas fluorescens / Abstract: This work aimed to evaluate the use of ultra high pressure homogenization (UHPH) in skim milk processing. Firstly, the effect of UHPH process on inactivation of Pseudomonas fluorescens, Listeria innocua and Lactobacillus helveticus at pressure range from 100 to 300 MPa was studied. Skim milk samples were inoculated in order to obtain 106-107 CFU/mL. Tests of each microorganism were carried out individually. Results showed that pressures of 200, 250 and 260 Mpa were able to inactivate all the 107 CFU/mL initially inoculated of Pseudomonas fluorescens, Listeria innocua and Lactobacillus helveticus, respectively. UHPH effect on Bacillus stearothermophilus spores was also evaluated. Results demonstrated that pressures up to 300 MPa did not cause any reduction on spore counts. It was also verified that UHPH process did not affect in a significantly way (p<0.05) thermal resistance of spores. Effect of high inlet temperatures (45°C) was verified as well as application of thermal chock (100°C - 15min) before submitting samples to UHPH process. At these tests no reductions were observed again. UHPH effect on Clostridium sporogenes spores inactivation was tested. A pressure of 300 MPa was not able cause any reduction on spore counts. Alkaline phosphatase, lactoperoxidase and protease produced by Pseudomonas fluorescens inactivation by UHPH process was also studied. Results showed that at pressure range tested (100 to 300 MPa) maximum lactoperoxidase reduction activity was 28.48% at 300 MPa. Alkaline phosphatase, presented activity reductions smaller than 30% at pressures from 100 to 250 MPa but was totally inactivated at 270 MPa. A reduction of 72.5% on proteolitic enzyme activity was verified after processes at 300 MPa. Velocity profiles at ultra high pressure homogenization valve were determined using CFD (Computational Fluid Dynamics) from 100 to 300 MPa. It was demonstrated that velocity increases with homogenizing pressure. The maximum velocity value obtained was 245 m/s at the outlet of the valve gap during processes at 300 MPa. Finally, the effect of ultra high pressure homogenization process on color (L*a*b*) and viscosity of raw skim milk was studied. Pressures varied from 100 to 300 MPa. Results showed that although variations on L*, a* and b* parameters were statistically significant (p<0.05) at the majority of samples analyzed, visually this was not verified. Only viscosity of samples processed at 300 MPa differed in a statistically significant way from the others (p<0.05). Results from this work indicated that ultra high pressure homogenization processing of milk can be an alternative to dairy industry for increasing shelf life during storage of raw milk prior to production of UHT milk, cheese and other products as it reduces significantly vegetative cells counts and proteolysis due to the protease produced by Pseudomonas fluorescens / Doutorado / Mestre em Tecnologia de Alimentos

Avaliação da \"qualidade\" da microarquitetura óssea contribui na prevenção e risco de fraturas associado a osteoporose. Amostras de ossos trabeculares de corpos vertebrais da região T12, L1 e L4 de 30 de indivíduos (cadáveres humanos), classificados pela técnica de ultrassonometria de calcâneo como normais, osteopênicos e osteoporóticos foram utilizadas. Os parâmetros histomorfométricos, físicos e mecânicos da microarquitetura analisados pela técnica de microtomografia de raios-X, ensaios mecânicos de compressão axial e nanoindentação. Baseado nestes parâmetros, constantes elásticas efetivas globais foram obtidas pela técnica homogeneização assintótica para estrutura tipo-placa. Teste ANOVA apresentou diferenças, muito e extremamente significativas para densidade linear estrutural (p = 0,017), grau de anisotropia (p = 0,042), auto valor (p = 0,045), número de Euler (p = 0,016), idade (p = 0,009), separação trabecular (p = 0,009), densidade de conectividade (p = 0,006), módulo de elasticidade (p = 0,001), tensão máxima no limite de resistência a fratura (0,001), índice de qualidade óssea do calcâneo (p = 0,0001), fração de volume ósseo (p = 0,0001), espessura trabecular (p = 0,0002), dimensão fractal (p = 0,0002), momento de inércia polar médio (p = 0,00005), excentricidade (p = 0,0002), fração de porosidade (p = 0,0001) e densidade mineral óssea aparente (p = 0,00005) entre os grupos. O teste de Spearman identificou correlação moderada, alta e muito alta dos valores da tensão máxima no limite de resistência a fratura com os parâmetros de idade (r = -0,684), fração de volume ósseo (r = 0,762), fator de forma trabecular (r = -0,754), espessura trabecular (r = 0,675), densidade linear trabecular (r = 0,622), autos valores (r = -0,615), dimensão fractal (r = 0,855), momento de inércia polar médio (r = 0,816), excentricidade (r = -0,569) e fração de porosidade (r = -0,762). Estes parâmetros são indicadores da qualidade da microarquitetura óssea trabecular e risco de fratura associado a osteoporose. / Evaluation of the \"quality\" of bone microarchitecture can contribute to the prevention and risk of fractures associated with osteoporosis. Samples of trabecular bone from the vertebral regions T12, L1 and L4 from the bodies of 30 individuals (human cadavers), classified by ultrasonometry technique calcaneus as normal, osteopenic and osteoporotic were used. The histomorphometric, physical and mechanical parameters of the microarchitecture were analyzed by X-ray microtomography technique, mechanical tests of axial compression and nanoindentation. Based on these parameters, globally effective elastic constants were obtained by asymptotic homogenization technique for type-plate structure. ANOVA test showed differences that were very and extremely significant for the following: structural linear density (p = 0.017) anisotropy (p = 0.042), auto value (p = 0.045), Euler number (p = 0.016), age (p = 0.009), trabecular separation (p = 0.009), connectivity density (p = 0.006), elastic modulus (p = 0.001), maximum stress fracture strength limit (0.001), bone quality score of the calcaneus (p = 0.0001), bone volume fraction (p = 0.0001), trabecular thickness (p = 0.0002), fractal dimension (p = 0.0002), mean polar moment of inertia (p = 0.00005), eccentricity (p = 0.0002), porosity fraction (p = 0.0001) and apparent bone mineral density (p = 0.00005) between groups. The Spearman test identified moderate correlation, high and very high values of maximum stress fracture resistance limit for the following parameters: age (r = -0.684), bone volume fraction (r = 0.762), trabecular bone pattern factor (r = -0.754), trabecular thickness (r = 0.675), trabecular linear density (r = 0.622), auto value (r = -0.615), fractal dimension (r = 0.855), mean polar moment of inertia (r = 0.816), eccentricity (r = -0.569) and porosity fraction (r = -0.762). These parameters are quality indicators of the microarchitecture of trabecular bone and fracture risk associated with osteoporosis.

Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2016-06-08T11:32:05Z No. of bitstreams: 1 sabrinamascarenhasvargas.pdf: 12731626 bytes, checksum: b1c5ae34c05edd5e0970eb9289e25f3d (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2016-07-13T13:25:40Z (GMT) No. of bitstreams: 1 sabrinamascarenhasvargas.pdf: 12731626 bytes, checksum: b1c5ae34c05edd5e0970eb9289e25f3d (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-13T13:25:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 sabrinamascarenhasvargas.pdf: 12731626 bytes, checksum: b1c5ae34c05edd5e0970eb9289e25f3d (MD5) Previous issue date: 2016-04-04 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Visto que o esmalte dentário é um tecido não inervado e avascular, que está constantemente sob a in uência de carregamento cíclico (funcional ou parafuncional) e que o mesmo não tem capacidade de regeneração, torna-se importante o estudo sobre as propriedades mecânicas desse tecido. Possui uma microestrutura única, que o faz apresentar propriedades mecânicas excelentes, porém o mesmo se apresenta frágil, com pouca capacidade de suportar deformação plástica antes da sua fratura. Alguns testes experimentais de indentação tentam entender o comportamento mecânico desse compósito, porém a complexidade desse comportamento e as diferenças de técnicas fazem com que os módulos de elasticidade para a hidroxiapatita, a matriz orgânica e o módulo efetivo do esmalte dentário tenham resultados muito variados na literatura. O mesmo se dá para as simulações multiescala de modelos para o esmalte dentário. Diante disso, esse estudo tem como o objetivo utilizar a modelagem multi-escala em 2D para a determinação dos tensores de propriedades mecânicas efetivas do esmalte dentário, através da técnica de homogeneização por expansão assintótica (HEA). Dentre as conclusões do trabalho têm-se que: 1- O esmalte dentário pode ser representado por um meio homogêneo equivalente, uma célula unitária representativa repetitiva; 2- Os modelos propostos nesse estudo têm comportamento ortotrópico; 3- Embora haja limitações relacionadas às simpli cações mecânicas e geométricas adotadas, os resultados obtidos encorajam aplicações mais realistas e estudos mais aprofundados acerca da microestrutura do material em questão. / Whereas tooth enamel is not an innervated neither vascular tissue which is constantly under the in uence of cyclical loading (functional or parafuncional) and that its tissue has no capacity for regeneration, it becomes important to study the mechanical properties of the enamel. It has an unique microstructure, which makes it exhibit excellent mechanical properties, but it appears fragile, with little ability to withstand plastic deformation prior to fracture. Some experimental indentation tests attempt to understand the mechanical behavior of this composite, but the complexity of its behavior and the di erent techniques imply in the modulus of elasticity for the hydroxyapatite, the organic matrix and the e ective modulus of dental enamel showing very di erent results in the literature. The same occurs for multiscale simulations of dental enamel models. Thus, this study aims 2D multi-scale modeling by Asymptotic Expansion Homogenization (AEH) technic to determine the mechanical properties e ective tensor of dental enamel. The conclusions of this study shows: 1- The enamel can be represented by an equivalent homogeneous medium, a repetitive representative unit cell; 2- The models proposed in this study present orthotropic behavior; 3- Although there are some limitations due to the mechanical and geometric simpli cations adopted, the results suggest more realistic applications and further studies on the microstructure of the material in question.

Submitted by isabela.moljf@hotmail.com (isabela.moljf@hotmail.com) on 2017-02-13T14:23:53Z No. of bitstreams: 1 evelynaparecidadeoliveira.pdf: 4026204 bytes, checksum: c1b720f3501ffcd12b38f9d4c877dfa9 (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2017-02-13T16:49:50Z (GMT) No. of bitstreams: 1 evelynaparecidadeoliveira.pdf: 4026204 bytes, checksum: c1b720f3501ffcd12b38f9d4c877dfa9 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-02-13T16:49:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 evelynaparecidadeoliveira.pdf: 4026204 bytes, checksum: c1b720f3501ffcd12b38f9d4c877dfa9 (MD5) Previous issue date: 2016-04-01 / O desgaste do dente, que se manifesta com uma grande variedade de graus ou níveis, é uma das anomalias dentárias comumente encontradas em diversas populações. A modelagem computacional do problema de contato oclusal pode ajudar na compreensão das interações entre os dentes, que gera concentrações de tensões. A abordagem utilizada para simular o contato entre as superfícies ásperas, dadas as funções de densidade de probabilidade das alturas das asperezas, consiste em discretizá-las em vários intervalos, de modo que cada um deles represente uma aspereza principal. As deformações das asperezas principais são analisadas e, utilizando técnicas de homogeneização, é possível estabelecer a relação entre as respostas que ocorrem em microescala e as respostas esperadas na macroescala. Neste trabalho, foi criada uma rotina para geração numérica de superfícies, um script acoplado ao programa de elementos finitos, Abaqus, para análise dos microcontatos, e, finalmente, um código para o procedimento de homogeneização e análise paramétrica das medidas de rugosidade. Na estimativa da dureza superficial, verificou-se que a curvatura média das asperezas exerce maior influência. Os parâmetros que mais influenciam nas forças e áreas de contato são o coeficiente de achatamento (kurtosis), cujo aumento leva ao decaimento dessas grandezas, seguido da rugosidade média quadrática, que, por sua vez, tem uma relação diretamente proporcional com a carga e consequentemente com a área de contato. / Tooth wear, which manifests with a great variety of degrees or levels, is one of the dental abnormalities commonly found in different populations. The computational modelling of the occlusal contact problem can help the comprehension of any interaction between teeth generating stress concentration. The approach used in this work to simulate contact between rough surfaces, given the probability density functions of asperities, consists in discretizing them in several intervals, so that each one represents a main asperity. The deformations of the main asperities are analyzed and, using homogenization techniques, it is possible to developed the relationship among the responses occurred in micro-scale and the predicted responses in macro-scale. In this work a routine has been established for numerical generation of surfaces, a script as well as has been coupled to the finite element program Abaqus, for analysis of the micro-contacts, and, finally, a code for homogenization and parametric analysis of the roughness measure. In the estimate of the surface hardness it was found that the mean curvature of the asperities exerts the largest influence. The parameters that influence the forces and contact areas are the flattening coefficient (kurtosis), which when increases leads to decay of these greatness, followed by the mean square roughness, which, in turn, has a direct proportional relationship with the strength and consequently with the contact area.

Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2017-03-03T17:31:40Z No. of bitstreams: 1 carolinemendoncacosta.pdf: 8702151 bytes, checksum: 71f420415d76b4959dd71a63dd2b39ad (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2017-03-06T20:17:19Z (GMT) No. of bitstreams: 1 carolinemendoncacosta.pdf: 8702151 bytes, checksum: 71f420415d76b4959dd71a63dd2b39ad (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-06T20:17:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 carolinemendoncacosta.pdf: 8702151 bytes, checksum: 71f420415d76b4959dd71a63dd2b39ad (MD5) Previous issue date: 2011-02-28 / FAPEMIG - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais / Há algumas décadas atrás acreditava-se que o tecido cardíaco era contínuo e uniformemente conectado. Atualmente, sabe-se que as células do tecido cardíaco são conectadas umas às outras por canais especiais chamados junções gap, por onde há fluxo de corrente entre células vizinhas. Estas células por sua vez estão arranjadas em distintas camadas formando fibras de músculo cercadas por espaços extracelulares e tecido conectivo. A modelagem da eletrofisiologia cardíaca é uma importante ferramenta na compreensão de fenômenos cardíacos, como arritmias e outras doenças. Um dos modelos mais utilizados para descrever a atividade elétrica no coração é o modelo Monodomínio, no qual considera-se um tecido contínuo e uniformemente conectado obtido através da técnica de homogeneização. Em condições normais esta é uma aproximação adequada, uma vez que a influência da microestrutura do tecido não é tão evidente. Por outro lado, sabe-se que algumas condições patológicas alteram a conectividade do tecido, como em casos de infarto do miocárdio, onde é observada uma redução no acoplamento intercelular formando uma barreira parcial à propagação elétrica e no caso de fibrose, onde é observado um aumento do tecido conectivo formando uma barreira total à propagação. Nestas circunstâncias, estudos mostram que o modelo Monodomínio não é capaz de reproduzir os efeitos destas barreiras microscópicas na propagação elétrica. Sendo assim, neste trabalho serão apresentadas algumas das limitações deste modelo em casos de acoplamento intercelular reduzido e também uma técnica numérica baseada no método dos elementos finitos para reproduzir barreiras microscópicas causadas pela presença de espaços extracelulares e tecido conectivo no tecido cardíaco. / A few decades ago the cardiac tissue was believed to be an uniformly connected continumm. Currently, it is known that the cardiac cells are connected to each other via special protein channels called gap junctions, through which the ionic current flows between neighboring cells. The cardiac cells are arranged in distinct layers of muscle fibers surrounded by extracellular space and connective tissue. The cardiac electrophysiology modeling is an important tool in understanding cardiac phenomena, such as arrythmias and other cardiac diseases. The Monodomain model is extensively used to describe the electrical activity in the heart. In this model the cardiac tissue is considered an uniformly connected continumm obtained by the application the homogenization technique. This is a reasonably approximation for normal physiological conditions, as in this case the cardiac microstructure is not so evident. On the other hand, some pathological conditions are known to modify the connectivity of the tissue. In isquemic and infarcted tissue it is observed a reduction in the intercellular coupling representing a partial barrier to the electrical propagation. In adittion, during fibrosis it is observed an excessive growth of the conective tissue, representing a total barrier to the electrical propagation. In such cases, recent simulation studies show that the Monodomain model can not reproduce such microscopic barrier effect on the electrical propagation. In this work we present some limitations of this model for the case of low intercellular coupling and also a numerical technique based on the finite element method to reproduce microscopic barrier caused by the presence of extracellular spaces and connective tissue in the cardiac tissue

Orientador: Marcelo Cristianini / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-22T00:17:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Porto_BrunaCastro_M.pdf: 1622072 bytes, checksum: 6514e53552e6ebb0dd11ed91b7443580 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: A goma do cajueiro (GC) é um produto isolado do exsudado bruto do cajueiro e tem sido mencionada como uma possível alternativa a substituir a goma arábica na indústria de alimentos. A alta pressão dinâmica (APD) é apresentada como uma opção a modificação física dos polissacarídeos a fim de melhorar suas propriedades tecnológicas. Dessa forma, o trabalho teve como objetivo avaliar o efeito da APD nas características tecnológicas da GC. O exsudado bruto foi purificado e a goma caracterizada quanto à composição centesimal, potencial zeta e reologia. Em seguida GC nativa (sem processamento-controle) e processada a APD foram investigadas quanto suas características tecnológicas (solubilidade e capacidade de absorção de água (CAA) nas temperaturas 30, 60 e 90ºC, capacidade de absorção de óleo (CAO), reologia e propriedades emulsificantes) comparando-as com os resultados obtidos para goma arábica (GA). A GC apresentou 10,5% de umidade, 0,8% de cinzas, 0,9% de proteínas, 0,01% de lipídios e 87,7% de carboidratos. O ponto isoelétrico encontrado foi de 3,2. A CAA para a GC controle foi no mínimo 50% maior que a da GA em todas as temperaturas avaliadas. Entretanto, apresentou CAO 35% menor, solubilidade 4% menor e consistência inferior. A APD aumentou a solubilidade da GC em 5% a 30°C, 4% a 60°C e 12% a 90°C, e reduziu a CAA em 66% a 30°C, 44% a 60°C e 25% a 90ºC. A APD também reduziu a CAO da GC em 63%. Quanto as características reológicas, o processamento da GC por APD a 30 MPa quando comparada com a GC controle resultou em diminuição do índice de consistência (k) em 69% e elevação do índice de fluxo (n) em 16%, aproximando o comportamento ao fluxo da goma ao de um fluido Newtoniano. O efeito da APD nas emulsões produzidas com GC promoveu redução de 14% no diâmetro médio volumétrico (D4,3) e 17% no diâmetro médio de área superficial (D3,2). O potencial zeta permaneceu constante quando a GC foi processada a 20 MPa, mas reduziu quando processada a 40 MPa. A reologia das emulsões permaneceu constante, já o processamento com APD melhorou a estabilidade da emulsão (menor índice de cremeação e maior turbidez). A turbidez das emulsões aumentou em 25%. Por fim, conclui-se que a GC apresenta boa capacidade de absorção de água, alta solubilidade em água (acima de 80%), baixa capacidade de absorção de óleo e baixa viscosidade aparente mesmo em soluções mais concentradas (20% m/v) quando comparada com a goma arábica. A APD é capaz de modificar as características tecnológicas da GC (solubilidade, CAA, CAO e reologia) e melhorar suas propriedades emulsificantes (menor tamanho médio de partículas, maior turbidez e redução no índice de cremeação) / Abstract: The cashew tree gum (CG) is a product isolated by exudate of cashew tree and has been mentioned as possible replacer to arabic gum in food industry. The dynamic high pressure (DHP) is presented as option to physical modification on polysaccharides to improve their technological properties. Thus, this work aimed to evaluate the effect of DHP on technological properties of CG. The exudate was purified and centesimal composition, zeta potential and rheology of the gum were determined. After that, native CG (without processing-control) and processed at DHP were evaluated in terms of its technological properties (solubility and water absorption capacity (WAC) at 30, 60 and 90ºC, oil absorption capacity (OAC), rheology and emulsifying properties) comparing it with the results obtained from arabic gum (AG). CG presented 10,5% of moisture, 0,8% of ash, 0,9% of proteins, 0,01% of fat and 87,7% of carbohydrates. The isoeletric point encountered was 3,2. The WAC for the control CG was at least 50% higher than AG in all temperatures evaluated. However, it presented lower values regarding to OAC (35%), solubility (4%) and consistency. The DHP increased the solubility of CG in 5% at 30ºC, 4% at 60ºC and 12% at 90ºC, decreased the WAC in 66% at 30ºC, 44% at 60ºC and 25% at 90ºC. The DHP decreased the OAC of CG in 63% as well. In terms of rheological characteristics, the processing of CG by DHP at 30 MPa when compared with control CG resulted in decrease of consistency index (k) with a increment of pressure in 69% and elevation of flow index (n) in 16%, making the behavior to the gum flow closer to the Newtonian fluid. The effect of DHP on CG emulsions resulted in a reduction of 14% on average volumetric diameter (D4,3) and 17% on average superficial area diameter (D3,2). The zeta potential remained constant when the GC was processed at 20 MPa, but decreased when processed at 40 MPa. The rheology of the emulsions remained constant, but the processing with APD improved emulsion stability (lower creaming index and higher turbidity). The turbidity of emulsions increased in 25%. Finally, CG presented good WAC, high solubility (up 80%), low OAC and low apparent viscosity even in more concentrated solutions (20% w/v) when compared with arabic gum. The DHP is capable to modify the technological properties of CG (solubility, WAC, OAC and rheology) and improve their emulsifying properties (lower average particle size and creaming index and higher cloudiness) / Mestrado / Tecnologia de Alimentos / Mestra em Tecnologia de Alimentos

Orientador: Olivâine Santana de Queiroz / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Matemática, Estatística e Computação Científica / Made available in DSpace on 2018-08-20T15:36:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Almeida_FernandaPereiradaSilva_M.pdf: 1905299 bytes, checksum: 26428236d161990046f1d1f982482fe1 (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: Na dissertação foi estudado um problema elíptico em um domínio limitado com bordo Lipschitz. Parte da fronteira deste domínio está em movimento e oscila rapidamente na variável que representa o espaço, caracterizando-se assim como um problema de fronteira livre com multi escala. Este problema tem aplicações, por exemplo, na construção de filmes semicondutores, levando-se em consideração que a superfície do filme se altera pela deposição de vapor químico. O estudo de tal modelo nos remete a questões de existência e unicidade para um sistema elíptico com condições de bordo do tipo misto acoplado à uma equação hiperbólica através de uma condição de fronteira livre. Além disso, um resultado de aproximação por homogeneização é demonstrado. De fato, provamos uma estimativa na norma H1 para o erro que se comete ao aproximar a fronteira livre real por uma fronteira livre homogeneizada / Abstract: In this dissertation we study an elliptic problem in a bounded Lipschitz domain. Part of the boundary is moving and oscillates rapidly in the variable representing the space. Thus, we have a multi-scale free boundary problem. This problem has applications, for instance, in the construction of semiconductor films taking into account that the surface of the film is changing by chemical vapor deposition. The study of such a model leads us to questions of existence and uniqueness for a system involving an elliptic equation with mixed boundary conditions coupled to a hyperbolic equation by means of a free boundary condition. Furthermore, a result on approximation by homogenization is shown. In fact, an estimate in terms of the H1-norm of the error committed by to approximate the real free boundary problem by the homogenized one is proved / Mestrado / Matematica / Mestre em Matemática