[pt] Um estudo do atual estado da confiabilidade metrológica da Estimulação Magnética Transcraniana (TMS) é apresentado. A questão da segurança é abordada em três aspectos principais: A segurança e desempenho dos equipamentos de TMS; a segurança em relação aos limites de exposição para operadores do equipamento e pacientes; e a segurança do protocolo terapêutico e dos parâmetros de tratamento. Propostas para um protocolo de relatório harmonizado e a base de uma possível futura norma técnica para equipamentos de TMS também são apresentadas. Os resultados de simulações e medições da densidade de fluxo magnético emitido por equipamentos de TMS de duas marcas são relatados, com os cálculos correspondentes das distâncias seguras em relação a exposição de operadores do equipamento, usando os métodos promulgados pelas diretrizes da Comissão Internacional de Proteção Contra a Radiação Não Ionizante (ICRNIP). Estas distâncias são então comparadas com estimativas prévias encontradas na literatura. O desenvolvimento das rotinas de simulação e do sistema de medição é descrito, incluindo possíveis futuras aplicações em outros estudos e aspectos metrológicos de incerteza de medição. / [en] A study of the current status of the metrological reliability of Transcranial Magnetic Stimulation (TMS) is presented. The matter of safety is approached in three major aspects: The safety and performance of the TMS devices; the safety regarding exposure limits for patients, staff and the general public; and the safety of the therapeutic protocol and of the treatment parameters. Proposals for a harmonized reporting framework and the basis for a possible future TMS safety and performance technical standard are also presented. The results of simulations and measurements of the magnetic flux densities emitted by two brands of TMS devices are reported, with the corresponding calculations for the safe distances regarding staff exposure, using the methods promulgated by the guidelines of the International Commission on Non Ionizing Radiation Protection (ICNIRP). These distances are compared to the previous estimates found in literature. The development of both the simulation routines and the measurement system are described, including possible future applications in other studies and metrological aspects of measurement uncertainty.

[pt] Esta dissertação apresenta os resultados de um estudo visando à avaliação do uso de lasers de alta potência para operações de canhoneio em poços revestidos e cimentados em reservatórios carbonáticos, cujo objetivo é introduzir furos laterais nas paredes do poço para permitir o escoamento do fluido do reservatório para o poço. Numa revisão bibliográfica de patentes internacionais publicadas na última década, levantou-se o atual estado da arte do uso de lasers para perfuração de rochas. Foram publicados 226 documentos de patentes desde o ano de 2008, indicando a grande relevância tecnológica do tema desta dissertação. São apresentados os resultados de testes de Resistência a Compressão e análises de microtomografia, realizados em amostras de pastas de cimento com formulações usadas nos poços do Pré-sal e de rochas carbonáticas com características próximas às encontradas nesses reservatórios. O laser a fibra utilizado apresentava potência de até 1,5 kW e comprimento de onda de 1.064 micrômetros. Para a caracterização destes materiais, antes e após a produção de canhoneios, foram realizados ensaios de Difração de Raios X e de Espectrometria de Fluorescência de Raios X. Na avaliação da estrutura das amostras, foram utilizados um tomógrafo de raios-X e um microtomógrafo. Energia específica estimada em 243 J/mm(3) para carbonato. Testes em corpos de prova compostos de revestimento/cimento/carbonato. Com laser de potência de 1,5 Kw por 80 segundos, produziram furos de 5 mm de diâmetro e 50 mm de profundidade. Os resultados obtidos demostram, ainda que preliminarmente, o potencial do uso dessa tecnologia em operações de canhoneio. / [en] This thesis presents the results of a study evaluating the application of highpowered lasers when perforating cement-lined wells in carbonate rock reservoirs. The focus is on the creation of lateral channels in the walls of the well to allow the flow of the oil into the well. Through an intensive literature review of the international patents published in the last decade, the current state-of-the-art use of lasers in the perforation of rocks was evaluated. Specifically, 226 patent documents were found to have been published since 2008, showing the great importance of laser technology in this field. The results of the Resistance to Compression tests and the microtomography analysis are presented, showing samples of the cement slurry formulation used in pre-salt wells and carbonate rocks with characteristics close to the ones found in these types of reservoirs. The fiber laser utilized presented an output of up to 1.5kW and a wavelength of 1,064 micrometers. The characterization of this material, before and after the production of perforations, was analyzed using X-ray Diffraction and X-ray Fluorescence Spectroscopy. To evaluate the structure of the samples, X-ray tomography and microtomography were employed. The specific energy was estimated at 243 J/mm(3) for the carbonate rocks. The final tests to represent the well architecture were realized with samples of liner/cement/carbonate. By means of lasers with the power of 1.5kW for 80 seconds, channels with 5mm diameters and 50mm depths were produced. The results obtained show, although only preliminarily, the potential of using this technology in perforation operations.

[pt] Esta dissertação teve por objetivo expor os principais diferenciais entre um software comercial de projeto de fraturamento hidráulico (FH) com desenvolvimento de rede de fraturas discretas tridimensional e softwares de projeto de fraturamento convencional, apresentando uma análise dos efeitos da variação dos principais parâmetros que influenciam os resultados da simulação em cima de um caso real (Coeficiente de Filtrado Total e Espaçamento entre Planos de Fratura). Como esclarecimento do principal cenário de fraturamento não convencional foram apresentadas a descrição e principais propriedades de shale gas/oil (gás de folhelho e óleo de folhelho), expondo em seguida as teorias das geometrias ortogonais e a importância das fraturas naturais que embasam as doutrinas do DFN. Enquanto no fraturamento convencional adota-se um modelo de fratura planar com duas asas simétricas em relação ao poço, no fraturamento em shale gas/oil o modelo atualmente aceito é o de criação/ativação de uma fratura dominante e uma rede de fraturas paralelas e fraturas ortogonais à dominante. Foram apresentados as premissas da modelagem, as equações adicionais em relação ao FH convencional, os critérios adotados para a solução destas equações e os dados de entrada adicionais relativos à rede de fraturas. Para ilustrar os diferenciais de modelagem convencional e com rede de fraturas discretas foram apresentadas as equações governantes de um simulador pseudotridimensional convencional (P3D) e as equações governantes do simulador com criação de rede de fraturas estudado (MShale). Uma vez que os dados de entrada adicionais são o maior desafio para os projetistas de FH, apresentou-se um capítulo sobre os mesmos, com um exemplo de entrada de dados real comentado e um capítulo descrevendo as formas de saída de dados do simulador. Concluiu-se que o coeficiente de filtrado total tem grande impacto na geometria e condutividade da fratura dominante e rede de fraturas secundárias, influenciando também as concentrações de agente de sustentação, como também ficou provado que a interação entre fraturas responde pela variação do espaçamento assumido entre os planos de fratura. Verificou-se que não se deve usar softwares de projeto de fraturamento convencional em cenários de reservatórios não convencionais, pois os resultados são irrealistas. Apontou-se deficiências do software de projeto de fraturamento hidráulico com rede de fraturas analisado, como a falta de opção de se considerar, para cada fluido utilizado, o seu respectivo coeficiente de filtrado total. Espera-se que esta dissertação seja útil aos projetistas de fraturamento hidráulico ao lidar com reservatórios não convencionais como shale gas/oil e que estimule o interesse da academia por este tema. / [en] This dissertation aimed to present the main differences between commercial software for hydraulic fracturing with the development of a three - dimensional discrete fracture network and conventional fracture design software, presenting an analysis of the effects of the variation of the main parameters that influence the simulation results on a real case (Total Leakoff Coefficient and Spacing between Fracture Plans). As a clarification of the main unconventional fracturing scenario, the description and main properties of shale gas/oil were presented. Following the theories of the orthogonal geometries and the importance of the natural fractures that support the doctrines of the DFN. While in the conventional fracture, a planar fracture model with two symmetrical wings is used in relation to the well, in the shale gas/oil fracturing, the currently accepted model is the creation/activation of a dominant fracture and a network of parallel fractures and fractures orthogonal to the dominant. The modeling assumptions, the additional equations in relation to the conventional hydraulic fracture, the criteria adopted for the solution of these equations and the additional input data related to the fracture network were presented. To illustrate the conventional modeling differences and discrete fracture network, we have presented the governing equations of a conventional pseudo-three-dimensional simulator (P3D) and the governing equations of the simulator with the creation of a fracture network studied (MShale). Since additional input data is the biggest challenge for hydraulic fracturing designers, a chapter on them has been presented, with an example of actual commented data input and a chapter describing the simulator data output. It was concluded that the total filtration coefficient has a great impact on the geometry and conductivity of the dominant fracture and the network of secondary fractures, also influencing the concentrations of proppant, as it was also proved that the interaction between fractures corresponds to the variation of the assumed spacing between the fracture planes. It was verified that conventional fracture design software should not be used in scenarios of non-conventional reservoirs, because the results are unrealistic. It was pointed out deficiencies of the software of hydraulic fracturing with analyzed network of fractures, as the consideration of constant coefficient of filtration throughout the operation. It is hoped that this dissertation will be useful to hydraulic fracturing designers when dealing with unconventional reservoirs such as shale gas / oil and to stimulate the interest of the academy on this subject.

[pt] A doença de Parkinson (DP) é considerada a segunda doença neurodegenerativa mais comum e suas características motoras são muito mais conhecidas que as não motoras, mas o comprometimento funcional está presente em quase todos os casos. A Estimulação Cerebral Profunda (ECP), que consiste na estimulação elétrica de estruturas subcorticais para diminuir ou cessar os sintomas motores, tem sido usada como uma ferramenta para maior controle dos sintomas motores e está ganhando terreno em estudos com sintomas não motores. É por esse motivo que foi realizada uma revisão sistemática para conhecer os instrumentos utilizados na avaliação neuropsicológica de pessoas com DP submetidas à cirurgia ECP nos núcleus subtalâmicos (NST), além de investigar também se surgiriam efeitos cognitivos após a cirurgia. Além disso, uma bateria neuropsicológica computadorizada, a CompCog, foi validada para pessoas com DP de um hospital público da cidade do Rio de Janeiro e também foi usada para comparar os estágios ON e OFF de 9 pacientes, de uma clínica privada, que fizeram a implantação da ECP-NST. Com as revisões sistemáticas foi possível elaborar um protocolo de avaliação neuropsicológica, posteriormente utilizado nos estudos empíricos e verificar que a fluência verbal foi o aspecto que apresentou maior diferença entre os estágios ON e OFF dos pacientes com ECP-NST. No estudo de validação clínica da CompCog foi possível estabelecer pontos de corte para as pessoas com DP e no estudo de comparação entre estágios ON e OFF de pessoas com DP e ECP-NST foi possível identificar que as variáveis de tempo como tempo médio de reação e tempo total, foram capazes de diferenciar os dois estágios, ON e OFF, da amostra de 9 pessoas nos subtestes de memória incidental, memória episódica e controle inibitório, além de apresentar uma tendência à diferenciação na atenção, velocidade de processamento e memória episódica. / [en] Parkinson s disease (PD) is considered the second most common neurodegenerative disease and its motor characteristics are much better known than non-motor ones, but functional impairment is present in almost all cases. Deep Brain Stimulation (DBS), which consists of electrical stimulation of subcortical structures to decrease or stop motor symptoms, has been used as a tool for greater control of motor symptoms and is gaining ground in studies with non-motor symptoms. It is for this reason that a systematic review was carried out to find out the instruments used in the neuropsychological assessment of people with PD who underwent DBS surgery in subtalamic nuclei (STN) and to investigate whether cognitive effects would arise after surgery. In addition, a computerized neuropsychological battery, the CompCog, was validated for people with PD from a public hospital in the Rio de Janeiro city and was also used to compare ON and OFF stages of 9 patients, from a private clinic, who did the implementation of the DBS-STN. With systematic reviews, it was possible to develop a neuropsychological assessment protocol, later used in empirical studies and to verify that verbal fluency was the aspect that showed the greatest difference between the ON and OFF stages of patients with ECP-NST. In the clinical validation study of CompCog it was possible to establish cutoff points for people with PD and in the comparison study between ON and OFF stages of people with PD and ECP-NST it was possible to identify that the time variables such as mean reaction time and total time, were able to differentiate the two stages, ON and OFF, of the sample of 9 people in the subtests of incidental memory, episodic memory and inhibitory control, in addition to showing a tendency to differentiate in attention, processing speed and episodic memory.

[pt] Diante do cenário epidêmico das demências e do crescente envelhecimento populacional, esta pesquisa teve como foco o desenvolvimento de produtos e serviços reabilitadores e preventivos do Alzheimer para/com idosos institucionalizados. O objetivo do estudo foi melhorar a cognição e a qualidade de vida dos hóspedes, bem como valorizar seu papel social. Quanto à estrutura, a pesquisa se articulou em 5 etapas: (1) revisão bibliográfica sobre memória, processos cognitivos e Alzheimer; (2) estudo de caso no Bem Viver, que cumulou: observações das atividades, da rotina e das respostas dos idosos aos estímulos aplicados, entrevistas com os hóspedes, funcionários e familiares, e desenvolvimento de conceitos projetuais voltados à criação de produtos e serviços com foco no Alzheimer e na institucionalização; (3) cocriação de artefatos interdisciplinares e multifacetados em parceira com os profissionais da casa, amparada pela ferramenta Card Sorting e por um diagrama interdisciplinar; (4) implementação dos produtos e serviços pelos funcionários da casa nas atividades do Bem Viver; e (5) identificação dos resultados dos estímulos na cognição e na qualidade de vida dos idosos, mediante comparação dos dados coletados no momento inicial e final da pesquisa. No desfecho desta investigação, observou-se que os artefatos em formato aberto e as oficinas foram capazes de melhorar a orientação temporal e as habilidades de escrita e de cálculo de idosos, bem como permitiram despertar a criatividade dos hóspedes, fortalecer os laços de amizade e estimular memórias e funções mentais de indivíduos com os mais variados tipos de demência e perfis cognitivos. / [en] Taking into account the epidemic scenario of dementias and the increased growth of the elderly population, this research consisted of proposing products and services for both recovery and prevention of the Alzheimer s disease among institutionalized elderly. The aim of this study was to enhance cognition and the quality of life of patients, as well as promoting their social role. Regarding structure, this project was organized around 5 stages: (1) a bibliographic review on memory, cognitive processes and the Alzheimer s disease; (2) a case study at the nursing home Centro de Atividades Bem Viver that included observations of activities, routine, and the elderly responses to the stimuli applied; interviews with the guests, employees and relatives; and the development of design concepts for the creation of products and services that focused on the Alzheimer s disease and institutionalization; (3) cocreation of interdisciplinary and multifaceted artifacts in partnership with the instructors of the institution, as well as the support of Card Sorting and an interdisciplinary diagram; (4) implementation of products and services by the staff of the nursing home in the activities at Bem Viver; and (5) identification of results, with respect to cognition and quality of life, by drawing a comparison of the data gathered early and later on. At the end, it was possible to assess that the open-design objects and the workshops improved spatial orientation and also the elderly s writing and math skills, along with the guests creative awakening, the strengthening of friendship ties and the stimulation of memories and mental functions of individuals with different types of dementia and cognitive profiles.

[pt] Um dos principais objetivos da engenharia de petróleo é desenvolver e aplicar técnicas capazes de aumentar a produtividade de poços de petróleo, incluindo a estimulação do poço por operações de fraturamento hidráulico. Estudos sobre a propagação de fraturas podem ser feitos analiticamente para algumas situações simplificadas envolvendo homogeneidade, isotropia e condições de contorno simples do meio geológico, ou pela aplicação de métodos numéricos, como o método dos elementos finitos, para casos mais complexos. A presente pesquisa apresenta análise numérica de fraturamento hidráulico utilizando o método estendido dos elementos finitos (XFEM), em conjunto com o modelo constitutivo de dano da Zona Coesiva (MZC). No método estendido dos elementos finitos a geometria da fratura se torna independente da malha, permitindo a propagação da fratura através do domínio, dispensando sucessivas gerações de malha necessárias na aplicação do método convencional dos elementos finitos. Os resultados numéricos obtidos foram comparados com soluções analíticas assintóticas no caso limite em que o regime da propagação é dominado pela rigidez da rocha, obtendo uma boa concordância. Adicionalmente, foram investigados os efeitos de diferentes parâmetros do fluido de injeção e as características de propagação da fratura quando a interface entre diferentes camadas geológicas é inclinada, mostrando dependência do ângulo de inclinação, das propriedades do material e das tensões in-situ. / [en] One of the main objectives of petroleum engineering is to develop and apply techniques capable of increasing the productivity of oil wells, including the stimulation of well by hydraulic fracturing operations. Studies on the propagation of fractures can be done analytically for some simplified situations involving homogeneity, isotropy and simple boundary conditions of the geological medium, or by the application of numerical methods, such as the finite element method, for more complex cases. The present research presents a numerical analysis of hydraulic fracturing using the extended finite element method (XFEM), in conjunction with the damage constitutive model of Cohesive Zone (MZC). In the extended finite element method the fracture geometry becomes independent of the mesh, allowing the propagation of the fracture through the domain without successive mesh generations as necessary in the conventional finite element method. The computed numerical results were compared with asymptotic analytical solutions in the limit case in which the propagation regime is dominated by the rigidity of the rock with good compatibility. In addition, this study investigates the effects of different parameters of the injection fluid and the fracture propagation characteristics when the interface between different geological layers is inclined, shows dependency between the angle of inclination with the properties of the material and the in-situ stresses.

[pt] Mudanças no perfil demográfico da população representam um dos principais desafios em regiões em desenvolvimento, como é o caso do Brasil. Aumentos na expectativa de vida também levam a uma alta prevalência de doenças neurodegenerativas como a demência, com impactos econômicos e sociais. Estes dados ressaltam a necessidade urgente do desenvolvimento de propostas baseadas em evidências e validadas para a manutenção da saúde cognitiva em idosos, com bom custo-benefício e de larga aplicabilidade nos sistemas de saúde. Desta forma, este estudo buscou fornecer evidências para guiar a construção de um novo programa para manutenção da saúde cognitiva em idosos saudáveis, a partir de uma meta-revisão sistemática e da condução de grupos focais. Ambas as contribuições ressaltaram a necessidade de ampliar investigações sobre intervenções de estimulação cognitiva para idosos saudáveis, de acordo com as lacunas predominantes na literatura e a demanda da população-alvo. / [en] Changes in the demographic profile of the population represent one of the main challenges in developing regions, such as Brazil. Increases in life expectancy also lead to a high prevalence of neurodegenerative diseases such as dementia, with economic and social impacts. These data highlight the urgent need for the development of evidence-based and validated proposals for maintaining cognitive health in older adults, with cost-effectiveness and broad applicability in healthcare systems. Thus, this study aimed to provide evidence to guide the development of a new program for maintaining cognitive health in healthy older adults, based on a systematic meta-review and focus group analysis. Both contributions further endorse the need for expanded investigations into cognitive stimulation interventions for healthy older adults, corroborating prevailing gaps in the literature and echoing the demand from the target population.

[pt] Prejuízos cognitivos persistentes foram descritos em pacientes pós-COVID-19 independentemente da severidade da infecção, indicando que mesmo pacientes com infecção de grau leve ou moderado podem apresentar complicações cognitivas contínuas. Estratégias não-farmacológicas para reabilitação cognitiva ainda não foram revisadas de maneira sistemática neste grupo de pacientes. Dessa forma, o objetivo do presente estudo foi sistematicamente identificar, resumir e avaliar estudos de intervenção não-farmacológica avaliando desfechos cognitivos em pacientes com prejuízos neuropsicológicos persistentes após casos de COVID-19. Uma busca sistemática por artigos foi conduzida no dia primeiro de Julho de 2022. No total, 833 artigos foram identificados, dos quais 13 estudos foram incluídos na revisão final. Dentre esses, 7 eram estudos de grupo e 6 estudos de caso de sujeito único. Os estudos de grupo incluíram entre 12 e 50 participantes, e 2 destes também incluíram grupos controle. A maior parte dos estudos (11/13) testou a efetividade de intervenções multimodais de reabilitação, em geral combinando exercícios físicos com estimulação cognitiva. Dentre outros protocolos, reabilitação respiratória, ocupacional, psicossocial e fonoaudiológica também foram investigados. Com exceção de dois artigos, todos estudos descreveram resultados positivos após os processos de intervenção, incluindo aumento em escores de testes neuropsicológicos, redução em percepção de fadiga cognitiva e aumento de funcionalidade em atividades da vida diária. No entanto, as diversas limitações da presente literatura indicam que tais resultados devem ser interpretados com cautela. / [en] Persistent cognitive impairment has been described in people after COVID-19 irrespective of infection severity, indicating that patients with mild to moderate infection may also experience persevering cognitive problems. Non-pharmacological strategies for cognitive rehabilitation and their outcomes in this group have so far not been systematically summarized. Therefore, the aim of this study was to systematically identify, summarize, and appraise non-pharmacological rehabilitation intervention studies assessing neuropsychological outcomes in people with cognitive impairment after COVID-19. On July 1st, 2022, a systematic search was conducted using PubMed, Web of Science, PsycNET, and CENTRAL. In total, 833 papers were retrieved, of which 13 were included. Among those, 7 were group studies and 6 were single-subject case reports. The group studies included between 12 and 50 participants, of which two studies also included a control group. Most of the studies (11/13) tested multimodal interventions, mainly combining physical exercise with cognitive stimulation. Respiratory rehabilitation, occupational and speech-language therapy, EEG neurofeedback, tDCS, and psychosocial interventions were also investigated. With the exception of two, all studies described positive post-intervention results, including increased cognitive performance, reduced cognitive fatigue, and improved physical functionality. However, limitations of the current literature suggest that results should be considered carefully.