Recentes descobertas de campos de petróleo e gás, a centenas de quilômetros da costa Sudeste do Brasil, em lâmina d\'água acima de 2.000m, demandam avanços científicos e tecnológicos para sua exploração segura. Entre os desafios para os engenheiros, a análise dinâmica de risers offshore é de extrema relevância devido à propensão à fadiga do material estrutural. Os movimentos de unidades flutuantes, que ocorrem devido às ondas de gravidade, impõem um tipo particular de carregamento dinâmico para os risers. Por uma questão de simplicidade, apenas o movimento de heave é considerado, embora pitch and roll também possam desempenhar um papel relevante na análise. De fato, o efeito de heave provoca a modulação de tensãoamplitude ao longo da estrutura tubular e flexível, o que pode conduzir à ressonância paramétrica como consequência da conhecida instabilidade de Mathieu. O riser vertical será o foco desse trabalho. A teoria bidimensional de vigas de Bernoulli-Euler é utilizada para se obter uma equação diferencial não linear de movimento para o riser submetido a uma carga axial e peso submerso. Modelos matemáticos - conhecidos como modelos de ordem reduzida (MORs) - com poucos graus de liberdade são adotados, mas com capacidade adequada para representar a resposta estrutural tanto qualitativa como quantitativamente. Utilizando os modos não lineares como funções de projeção no procedimento de Galerkin não linear, a interpretação física vem da igualdade dos trabalhos virtuais tanto no modelo de alta hierarquia quanto do MOR, com a consequente introdução de vínculos rígidos nos modos excluídos da análise. Aqui, a relação não linear entre as amplitudes modais e modos de vibração/frequências são levados em conta. Os resultados obtidos estão de acordo com os resultados dos testes experimentais de um modelo em escala reduzida realizado sob coordenação do LIFE&MO (Laboratório de Interação Fluido-Estrutura e Mecânica Offshore), fornecendo uma calibração do coeficiente de arrasto equivalente, para se levar em conta o sistema dissipativo que inclui tanto o amortecimento hidrodinâmico e estrutural. As respostas também são comparadas com as obtidas através do estudo de um modelo de elementos finitos, elaborado com o auxílio de um software comercial, o OrcaFlex®, e com funções clássicas de projecção, em particular, a função trigonométrica. Em seguida, variando-se os parâmetros de controle, as respostas do estado estacionário pós-crítica são mapeadas e plotadas em um diagrama policromático. / Recent discoveries of oil and gas fields, hundreds of kilometers off the Southeast coast of Brazil, in water depths above 2,000m, demand scientific and technological advances to support their safe exploitation. Among the challenges posed to engineers, the dynamic analysis of offshore risers is of utmost relevance, due to fatigue of the structural material. The motions of floating units, which occur due to gravity waves, impose a particular type of dynamic loading to the risers. As a matter of simplicity, only heave is considered herewith, although pitch and roll can also play a relevant role in the analysis. In fact, the effect of heave causes tension-amplitude modulation to the long and flexible tubular structure, which may drive parametric resonance as a consequence of the well-known Mathieus instability. The vertical riser will be the focus of this work. Bernoulli-Euler two-dimensional beam theory is used to obtain a nonlinear differential equation of motion for the riser subjected to an axial thrust and submerged weight. Mathematical models known as reduced-order models (ROMs) with few degrees of freedom are used, but with adequate capacity to represent the structural response both qualitatively and quantitatively. Using non-linear modes as projection functions within the non-linear Galerkins procedure, the physical interpretation of which being the identification of virtual works in both the high-hierarchy model and the ROM, with consequent introduction of rigid constraints in the modes excluded from the analysis. Here the non-linear relationship between modal amplitudes and mode shapes/frequencies are taken into account. The results obtained here agree well with those of experimental tests with a small-scale model carried out under coordination LIFE&MO (Laboratory of Fluid-Structure Interaction & Offshore Mechanics), provided calibration of the equivalent drag coefficient is carried out, to account for the overall system dissipation including both hydrodynamic and structural damping. The responses are also compared with those given by finite element models studied with the help of commercial software, the OrcaFlex® and with classical projection functions, in particular the trigonometric function. Then varying the control parameters, the responses of post-critical steady state are mapped and plotted in diagram polychromatic.

Este trabalho visa a avaliar os efeitos dinâmicos em vigas esbeltas semi-infinitas com contato unilateral em apoio elástico sob flexão composta, e sua possível aplicação a dutos flexíveis de extração de petróleo offshore em configuração de catenária (Steel Catenary Risers) provocados por esforços de movimento da plataforma. O estudo se desenvolve com formulação de vigas semi-infinitas em duas dimensões (2D) com suporte unilateral elástico, considerando-se inicialmente apenas efeito de flexão, à qual se aplica o método das múltiplas escalas (MME) para obtenção dos modos de vibração, e posteriormente o método das variedades invariantes (MVI) para recuperação das relações modais entre as coordenadas generalizadas e as variáveis modais. Trata-se, a seguir, da formulação do problema com consideração da tração, tanto estática como dinâmica, e a projeção da equação de movimento completa segundo os modos obtidos no problema da flexão simples, para obtenção do modelo de ordem reduzida com efeito de tração, que permitiu estudar este último qualitativa e quantitativamente. A formulação inicial teve como ponto de partida a utilização de mudanças de variáveis que permitiu a transformação do problema de condições móveis em condições fixas de contorno, propiciando caracterizar o movimento vertical da viga na solução analítica do problema de vibrações livres, até o limite possível, para depois utilizar técnicas de integração numérica na solução do problema de vibrações forçadas. A motivação para estudo de tais efeitos está ligada à importância indiscutível que tem para a indústria petrolífera e para a economia mundial, além do crescente papel deste segmento em termos nacionais. A descoberta do Campo de Tupi, na Bacia de Santos, que representa a maior reserva de óleo e gás do País, alavancou pesquisas para extração de petróleo em águas ultra-profundas (profundidades da ordem de 2.500m) (fonte: www.petrobras.com.br), além da necessidade já estabelecida de maiores pesquisas em águas profundas (profundidades que podem chegar a 2.000m). Considere-se também a motivação da própria Petrobrás, cujo intuito é ter capacidade de extrair 4,5 milhões de barris por dia até 2020. Tal capacidade de produção deve exigir 45 sistemas de produção, sendo que cada sistema de produção necessita de 4 a 5 barcos de apoio, totalizando assim 200 barcos operando em 2020 (Fonte: O Estado de São Paulo, Ano 131, Nº 42786, Coluna Celso Ming). Apesar da crescente pesquisa em fontes alternativas de energia, a demanda não só por óleo e gás, mas também pela utilização de polímeros e componentes plásticos, ainda sustentará a extração de petróleo por no mínimo algumas décadas. Além disso, técnicas melhores na fixação de carbono (técnicas naturais e artificiais para seqüestro de carbono), permitem sonhar que a utilização de petróleo, desde a sua queima até a produção de material sintético possa se tornar cada vez menos impactante para o meio ambiente. / This work aims at analyzing the dynamical effects in slender reticulated beams on elastic support with unilateral contact under combined axial force and bending, and the possibility of its association with steel catenary risers connected to offshore structures, caused by movement of the platform. The study is developed based on 2D semi-infinite beams on unilateral elastic support, initially considering only bending effects, to which the multiple scales method (MSM) is applied to obtain vibration modes, and thereafter the invariant manifold method (IMM) to obtain the modal relationships between the generalized coordinates and the modal variables. It follows the formulation of the problem considering tension effects, both from static and dynamical sources, and the projection of the full equation of motion with respect to the vibration modes from the first formulation considering only bending effects, which allows us to obtain the reduced order model with tension effects, and its application to steel catenary risers (SCR). The starting point for the mathematical formulation is a variable transformation, which allows us to change a free boundary into a fixed boundary one. It is then possible to obtain the free-vibration analytical solution, as far as possible, and then use numerical integration schemes to obtain the forced vibration time responses. As motivation, we can firstly mention the unquestionable role of the oil and gas industry for the world economy, besides its increasing market share within the national economy. The discovery of the Tupi Field, in the Santos Basin, which represents the biggest oil and gas reserve of the Country, gave impulse to investments and research in all fields associated to the oil and gas area, in ultra deep water (depth around 2.500m), besides the well known need of research in deep water (depth around 2.000m). In spite of the growing research on alternative sources of energy, the world still demands not only oil and gas, but also polymers and plastic components, and this will still be the scenario for the next decades. Besides that, the increasing of knowledge in carbon sequestration may keep up the use of oil and gas for some more decades, hopefully with less environment impact.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:18:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 4192.pdf: 6083601 bytes, checksum: a411c24424aa71f8ff5f0404ef48215b (MD5) Previous issue date: 2012-02-16 / Universidade Federal de Sao Carlos / The multifactorial nature of coronary artery disease (CAD) includes complications related to angina and acute myocardial infarction (AMI) and disorders involving sympathetic and parasympathetic cardiac autonomic modulation. The objective of this study was to evaluate the autonomic modulation of heart rate (HR) by linear and non-linear methods in healthy men and in patients with AMI and different percentages of coronary stenosis, as well as its relation with CAD risk factors. In order to evaluate heart rate variability (HRV), the HR and the RR intervals were recorded for 15 min in the supine position. Based on the results of this study, three manuscripts were written: The first manuscript presents the results of 10 men with AMI (57±9 years old) (2nd and 7th day after coronary event) and 11 healthy men (53±4 years old). The HRV analysis was carried out using linear methods in the time domain (TD=RMSSD and SDNN) and frequency domain (FD= low frequency (LF) and high frequency (HF) in normalized units (nu) and LF/HF) and using the non-linear methods approximate entropy (ApEn). A significant relationship between the linear and non-linear methods and the RMSSD, SDNN, LFun, HFun and LF/HF and ApEn indexes was observed. The linear and non-linear HRV indexes from the healthy group were higher than those of the AMI group on the 2nd and 7th days, which suggests that the analysis of HRV with linear methods in the TD and FD and the use of ApEn for linear analysis are in agreement, both for healthy subjects and patients after AMI. The second manuscript presents the results of 52 men (54±5 years old) divided into two groups with coronary obstruction CAD+ &#8805; 50% (n=18) and CAD- < 50% (n=17) and one control group (n=17). HRV analysis was carried out with Shannon entropy (SE) and symbolic analysis (0V and 2ULV). The patients with DAC+ presented lower SE (complexity), 2ULV (vagal predominance) and higher 0V (sympathetic predominance) than the DAC- and control groups, which indicates that cardiac autonomic disorder is related to the degree of coronary occlusion and to cardiac impairment. The third manuscript presents the results for risk factors, ACE I/D polymorphism and the indexes in the TD and FD of 151 patients with CAD (56±8 years old, DD=54, DI=70 and II=27). The results show that there was no relation between the ACE I/D polymorphism and HR, BP or HRV. However, the highest indexes of the HRV, which reflect vagal autonomic modulation, are related to a lower percentage of stenosis and the use of ACE inhibitors. / A doença arterial coronariana (DAC) é de natureza multifatorial sendo que as principais complicações estão relacionadas à angina e infarto agudo do miocárdio (IAM), apresentando disfunção da modulação autonômica cardíaca simpática e parassimpática. Assim, o objetivo foi avaliar a modulação autonômica da frequência cardíaca (FC), a partir de métodos lineares e não lineares, de homens saudáveis, de pacientes com IAM e com diferentes percentuais de estenose coronariana e sua relação com os fatores de risco para a DAC. Para a análise da variabilidade da FC (VFC) foi realizada a captação dos intervalos RR e da FC, durante 15 min na posição supina. A partir dos resultados do estudo foram elaborados três manuscritos. Primeiro manuscrito: Foram apresentados os resultados de 10 homens com IAM (57±9 anos) (avaliados no 2º e 7 º dia após evento coronariano) e 11 homens saudáveis (53±4 anos). A análise da VFC foi realizada utilizando-se dos métodos lineares no domínio do tempo (DT=RMSSD e RMSM) e da frequência (DF=baixa frequência (BF) e alta frequência (AF) em unidades normalizadas (un) e BF/AF) e pelo método não linear de entropia aproximada (EnAp). As análises da relação entre os métodos lineares e o não linear (índices RMSSD, RMSM, BFun, AFun e BF/AF com a EnAp) foi significativa. Os índices lineares e não linear da VFC do grupo saudável foram maiores em relação ao grupo IAM no 2º e no 7º dia. Os resultados mostram que os métodos lineares no DT e no DF e o não linear , são concordantes, para análise da VFC, tanto para voluntários saudáveis como para pacientes após o IAM. Segundo manuscrito: Foram apresentados os resultados de 52 homens (54±5 anos) divididos em três grupos, sendo dois grupos com obstrução coronariana DAC+ (&#8805; 50%; n=18) e DAC- (< 50%; n=17) e um grupo controle (n=17). A análise da VFC foi pela entropia de Shannon (ES) e análise simbólica (0V e 2ULV). Os pacientes com DAC+ apresentam menor ES (complexidade) e 2ULV (predominância vagal) e maior 0V (predominância simpática) quando comparado aos grupos DAC- e controle, o que indica que a disfunção autonômica cardíaca está relacionada ao grau de oclusão coronariana. Terceiro manuscrito: Foram apresentados os resultados da possível relação existente entre dos fatores de risco, do polimorfismo I/D do gene da ECA com os índices no DT e no DF de 151 pacientes com DAC (56±8 anos, DD=54, DI=70 e II=27). Os resultados mostram que não há relação entre o polimorfismo I/D do gene da ECA com a FC, PA e VFC. Já os maiores índices da VFC que refletem a modulação autonômica vagal estão relacionados ao menor percentual de estenose e ao uso de inibidores da ECA.

Este trabalho visa a avaliar os efeitos dinâmicos em vigas esbeltas semi-infinitas com contato unilateral em apoio elástico sob flexão composta, e sua possível aplicação a dutos flexíveis de extração de petróleo offshore em configuração de catenária (Steel Catenary Risers) provocados por esforços de movimento da plataforma. O estudo se desenvolve com formulação de vigas semi-infinitas em duas dimensões (2D) com suporte unilateral elástico, considerando-se inicialmente apenas efeito de flexão, à qual se aplica o método das múltiplas escalas (MME) para obtenção dos modos de vibração, e posteriormente o método das variedades invariantes (MVI) para recuperação das relações modais entre as coordenadas generalizadas e as variáveis modais. Trata-se, a seguir, da formulação do problema com consideração da tração, tanto estática como dinâmica, e a projeção da equação de movimento completa segundo os modos obtidos no problema da flexão simples, para obtenção do modelo de ordem reduzida com efeito de tração, que permitiu estudar este último qualitativa e quantitativamente. A formulação inicial teve como ponto de partida a utilização de mudanças de variáveis que permitiu a transformação do problema de condições móveis em condições fixas de contorno, propiciando caracterizar o movimento vertical da viga na solução analítica do problema de vibrações livres, até o limite possível, para depois utilizar técnicas de integração numérica na solução do problema de vibrações forçadas. A motivação para estudo de tais efeitos está ligada à importância indiscutível que tem para a indústria petrolífera e para a economia mundial, além do crescente papel deste segmento em termos nacionais. A descoberta do Campo de Tupi, na Bacia de Santos, que representa a maior reserva de óleo e gás do País, alavancou pesquisas para extração de petróleo em águas ultra-profundas (profundidades da ordem de 2.500m) (fonte: www.petrobras.com.br), além da necessidade já estabelecida de maiores pesquisas em águas profundas (profundidades que podem chegar a 2.000m). Considere-se também a motivação da própria Petrobrás, cujo intuito é ter capacidade de extrair 4,5 milhões de barris por dia até 2020. Tal capacidade de produção deve exigir 45 sistemas de produção, sendo que cada sistema de produção necessita de 4 a 5 barcos de apoio, totalizando assim 200 barcos operando em 2020 (Fonte: O Estado de São Paulo, Ano 131, Nº 42786, Coluna Celso Ming). Apesar da crescente pesquisa em fontes alternativas de energia, a demanda não só por óleo e gás, mas também pela utilização de polímeros e componentes plásticos, ainda sustentará a extração de petróleo por no mínimo algumas décadas. Além disso, técnicas melhores na fixação de carbono (técnicas naturais e artificiais para seqüestro de carbono), permitem sonhar que a utilização de petróleo, desde a sua queima até a produção de material sintético possa se tornar cada vez menos impactante para o meio ambiente. / This work aims at analyzing the dynamical effects in slender reticulated beams on elastic support with unilateral contact under combined axial force and bending, and the possibility of its association with steel catenary risers connected to offshore structures, caused by movement of the platform. The study is developed based on 2D semi-infinite beams on unilateral elastic support, initially considering only bending effects, to which the multiple scales method (MSM) is applied to obtain vibration modes, and thereafter the invariant manifold method (IMM) to obtain the modal relationships between the generalized coordinates and the modal variables. It follows the formulation of the problem considering tension effects, both from static and dynamical sources, and the projection of the full equation of motion with respect to the vibration modes from the first formulation considering only bending effects, which allows us to obtain the reduced order model with tension effects, and its application to steel catenary risers (SCR). The starting point for the mathematical formulation is a variable transformation, which allows us to change a free boundary into a fixed boundary one. It is then possible to obtain the free-vibration analytical solution, as far as possible, and then use numerical integration schemes to obtain the forced vibration time responses. As motivation, we can firstly mention the unquestionable role of the oil and gas industry for the world economy, besides its increasing market share within the national economy. The discovery of the Tupi Field, in the Santos Basin, which represents the biggest oil and gas reserve of the Country, gave impulse to investments and research in all fields associated to the oil and gas area, in ultra deep water (depth around 2.500m), besides the well known need of research in deep water (depth around 2.000m). In spite of the growing research on alternative sources of energy, the world still demands not only oil and gas, but also polymers and plastic components, and this will still be the scenario for the next decades. Besides that, the increasing of knowledge in carbon sequestration may keep up the use of oil and gas for some more decades, hopefully with less environment impact.

Recentes descobertas de campos de petróleo e gás, a centenas de quilômetros da costa Sudeste do Brasil, em lâmina d\'água acima de 2.000m, demandam avanços científicos e tecnológicos para sua exploração segura. Entre os desafios para os engenheiros, a análise dinâmica de risers offshore é de extrema relevância devido à propensão à fadiga do material estrutural. Os movimentos de unidades flutuantes, que ocorrem devido às ondas de gravidade, impõem um tipo particular de carregamento dinâmico para os risers. Por uma questão de simplicidade, apenas o movimento de heave é considerado, embora pitch and roll também possam desempenhar um papel relevante na análise. De fato, o efeito de heave provoca a modulação de tensãoamplitude ao longo da estrutura tubular e flexível, o que pode conduzir à ressonância paramétrica como consequência da conhecida instabilidade de Mathieu. O riser vertical será o foco desse trabalho. A teoria bidimensional de vigas de Bernoulli-Euler é utilizada para se obter uma equação diferencial não linear de movimento para o riser submetido a uma carga axial e peso submerso. Modelos matemáticos - conhecidos como modelos de ordem reduzida (MORs) - com poucos graus de liberdade são adotados, mas com capacidade adequada para representar a resposta estrutural tanto qualitativa como quantitativamente. Utilizando os modos não lineares como funções de projeção no procedimento de Galerkin não linear, a interpretação física vem da igualdade dos trabalhos virtuais tanto no modelo de alta hierarquia quanto do MOR, com a consequente introdução de vínculos rígidos nos modos excluídos da análise. Aqui, a relação não linear entre as amplitudes modais e modos de vibração/frequências são levados em conta. Os resultados obtidos estão de acordo com os resultados dos testes experimentais de um modelo em escala reduzida realizado sob coordenação do LIFE&MO (Laboratório de Interação Fluido-Estrutura e Mecânica Offshore), fornecendo uma calibração do coeficiente de arrasto equivalente, para se levar em conta o sistema dissipativo que inclui tanto o amortecimento hidrodinâmico e estrutural. As respostas também são comparadas com as obtidas através do estudo de um modelo de elementos finitos, elaborado com o auxílio de um software comercial, o OrcaFlex®, e com funções clássicas de projecção, em particular, a função trigonométrica. Em seguida, variando-se os parâmetros de controle, as respostas do estado estacionário pós-crítica são mapeadas e plotadas em um diagrama policromático. / Recent discoveries of oil and gas fields, hundreds of kilometers off the Southeast coast of Brazil, in water depths above 2,000m, demand scientific and technological advances to support their safe exploitation. Among the challenges posed to engineers, the dynamic analysis of offshore risers is of utmost relevance, due to fatigue of the structural material. The motions of floating units, which occur due to gravity waves, impose a particular type of dynamic loading to the risers. As a matter of simplicity, only heave is considered herewith, although pitch and roll can also play a relevant role in the analysis. In fact, the effect of heave causes tension-amplitude modulation to the long and flexible tubular structure, which may drive parametric resonance as a consequence of the well-known Mathieus instability. The vertical riser will be the focus of this work. Bernoulli-Euler two-dimensional beam theory is used to obtain a nonlinear differential equation of motion for the riser subjected to an axial thrust and submerged weight. Mathematical models known as reduced-order models (ROMs) with few degrees of freedom are used, but with adequate capacity to represent the structural response both qualitatively and quantitatively. Using non-linear modes as projection functions within the non-linear Galerkins procedure, the physical interpretation of which being the identification of virtual works in both the high-hierarchy model and the ROM, with consequent introduction of rigid constraints in the modes excluded from the analysis. Here the non-linear relationship between modal amplitudes and mode shapes/frequencies are taken into account. The results obtained here agree well with those of experimental tests with a small-scale model carried out under coordination LIFE&MO (Laboratory of Fluid-Structure Interaction & Offshore Mechanics), provided calibration of the equivalent drag coefficient is carried out, to account for the overall system dissipation including both hydrodynamic and structural damping. The responses are also compared with those given by finite element models studied with the help of commercial software, the OrcaFlex® and with classical projection functions, in particular the trigonometric function. Then varying the control parameters, the responses of post-critical steady state are mapped and plotted in diagram polychromatic.

Made available in DSpace on 2016-01-26T12:51:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 fabioaugustoselig_dissert.pdf: 852758 bytes, checksum: 966b17099569a3dd4e20f70a9e415ad8 (MD5) Previous issue date: 2010-08-06 / The role of Autonomic Nervous System and its components sympathic and parassympathic in the regulation of the interaction between different parts of human body has been exhaustibly discussed in scientific literature. These studies demonstrated the applicability of the Chaos Theory in different situations, diseases and ages. Objective: Apply the concepts of nonlinear dynamics and Chaos Theory to evaluate premature newborns (PT), analyzing their heart rate variability (HRV) and comparing them with healthy term newborns (TN). Methods: By using a Polar Advanced S810, 59 PT born with different gestational ages had their HRV obtained and analyzed in time (SDNN, RMSSD, SD1/SD2), frequency (VLF, LF, HF and LF/HF) and chaos domain (TAU, Lyapunov Exponent, Entropy and Hurst Exponent) variables. The premature were compared to 78 healthy term newborns. The comparison were made applying Kruskal-Wallis statistic method and their graphic demonstration made by using Box-plots. Results: All time, frequency and chaos domain variables demonstrated statistic difference comparing term and preterm newborns except Hurst Exponent. Conclusion: Preterm newborn follow the rules of chaos theory and have more linear behavior when compared with term newborn. / : Vários trabalhos publicados nos últimos anos demonstram a importância do Sistema Nervoso Autônomo por meio dos componentes Simpático e Parassimpático na gerência da interação entre as diferentes partes do todo, fornecendo padrão caótico ao organismo humano. Estes estudos aplicaram a Teoria do Caos em diferentes situações, doenças e faixas etárias. Objetivo: Aplicar os conhecimentos da Teoria do Caos e da dinâmica não-linear na avaliação de recém-natos prematuros (PT), analisando sua Variabilidade da Frequência Cardíaca (VFC) e comparando-os com recém-natos de termo (RNT) saudáveis. Casuística e Método: 59 recém-natos prematuros com diferentes idades gestacionais tiveram seus batimentos cardíacos captados com auxílio do equipamento Polar Advanced S810 e sua VFC obtida pelo registro dos intervalos RR. A VFC foi analisada nos Domínios do Tempo (SDNN, RMSSD, SD1/SD2), da Frequência (VLF, LF, HF e a relação LF/HF) e do Caos (TAU e sua normalização [TAU(n]], Expoente de Lyapunov, Entropia e o expoente de Hurst). Os recém-natos prematuros foram comparados com um grupo de 78 recém-natos de termo saudáveis e sem intercorrências perinatais. O teste estatístico utilizado para comparação entre os grupos foi o teste não-paramétrico de Kruskal-Wallis com comparações múltiplas e sua demonstração gráfica feita com auxílio do gráfico tipo Box-plots. Resultados: Detectou-se diferença estatisticamente significativa entre os grupos para todas as variáveis estudadas (nos domínios do tempo, da frequência e do caos) sendo única exceção o Expoente de Hurst. Conclusão: Recém-natos prematuros obedecem às regras da Teoria do Caos e tendem a ter comportamento menos complexo, ou seja, mais linear, quando comparados com recém-natos de termo.

Made available in DSpace on 2016-01-26T12:51:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 paulorogeriocorrea_tese.pdf: 1233217 bytes, checksum: 4e4b574f24af12fb3446f5336ad9af00 (MD5) Previous issue date: 2006-12-01 / Heart Rate Variability (HRV) is the most frequently used non-invasive diagnostic method for evaluating the heart autonomic control. Taking into consideration that the autonomous nervous system modulates, in an important way, the cardiovascular function, any alteration in the autonomous cardiovascular function constitutes cause and/or coadjuvant condition for numerous diseases. Recent studies have shown that through the heart frequency variability, by evaluating it within time, frequency and chaos domain, the human organisms, generally speaking, show a behavior of nonlinear complex systems, thus following the laws of Chaos Theory. The HRV analysis, by other nonlinear dynamic methods in the myocardial revascularization surgery pre-operation period, could predict more morbidity in the post-operation period, for example, lung infections. Objective: Evaluate the heart rate variability (HRV) behavior in the chaos domain (nonlinear dynamic) in the preoperative period of surgical myocardial revascularization and its relationship to lung infections occurrences in postoperative stay. Casuistic and Method: 72 non-selected patients were studied (age range from 58.4±10.2 years old) with coronary artery disease and having elective surgery indication for myocardial revascularization. In order to quantify the HRV in the chaos domain, the Detrended Fluctuation Analysis (DFA total) variables, their short-term (&#945;1) and long-term (&#945;2) correlations, Approximate Entropy (-ApEn), Lyapunov Exponent (LE), self-correlation (Tau), Normalized Tau (nT) and Hurst Exponent (HE) were measured in temporal series of 1.000 RR intervals of electrocardiogram recorded on the day before the operation, with Polar S810i equipment. Results: The cut-off levels were determined with help from ROC curve being for DFA total, &#945;1, &#945;2, Approximate Entropy, Lyapunov Exponent, Tau, Normalized Tau and Hurst Exponent, respectively: &#61619;1.036917, &#61619; 0.727273, &#61619; 0.906397, &#61603; 0.480176, &#61603; 0.832, &#61603; 28.23143, &#61619;11.312504, &#61603; and 0.210447. In the Chaos Domain, the DFA total, Normalized Tau , Approximate Entropy and Lyapunov Exponent in the pre-operation period, were associated with the lung infection occurrences in the postoperative period with P =0.0309, P=0.0232, P= 0.0307 and P= 0.0006, respectively. In conclusion, the nonlinear dynamic methods, in their respective cut-off levels, allowed differentiating the cases that evolved into lung infection in the postoperative period of surgical myocardial revascularization. / A Variabilidade da freqüência cardíaca (HRV Heart Rate Variability ) é o método diagnóstico não invasivo mais freqüentemente usado na avaliação do controle autonômico do coração. Considerando que o sistema nervoso autônomo modula, de maneira importante, a função cardiovascular, as alterações na função autonômica cardiovascular constituem causa e/ou condição coadjuvante de numerosas doenças. Estudos recentes têm mostrado que pela análise da variabilidade da freqüência cardíaca, avaliando-a nos domínios do tempo, da freqüência e do caos, os organismos humanos, de forma geral, comportam-se como sistemas complexos não-lineares, obedecendo-se, assim, às leis da Teoria do Caos. A análise da HRV por outros métodos de dinâmica não linear no período pré-operatório da cirurgia de revascularização do miocárdio poderia ser preditora de maior morbidade no pós-operatório, como por exemplo, infecções pulmonares. Objetivo: Avaliar o comportamento da variabilidade da freqüência cardíaca (HRV) no domínio do caos (dinâmica não-linear) no período pré-operatório da cirurgia de revascularização do miocárdio e sua relação com a ocorrência de infecções pulmonares no período pós-operatório hospitalar. Casuística e Método: Foram estudados 72 pacientes não-selecionados (média de idade de 58,4±10,2 anos) com doença arterial coronária e indicação eletiva de cirurgia de revascularização do miocárdio. Para quantificar a dinâmica da HRV no domínio do caos foram medidas as variáveis, Análise das Flutuações Depuradas de Tendências (DFA total), seus componentes de curto (&#945;1) e longo (&#945;2) prazos, Entropia Aproximada (-ApEn), Expoente de Lyapunov (LE), Autocorrelação (Tau), Tau normalizado e Expoente de Hurst (HE) em séries temporais de 1.000 intervalos RR do eletrocardiograma captados na véspera da operação, com equipamento Polar S810i. Resultados: Os respectivos valores de corte determinados com auxílio da curva ROC foram para: DFA total, &#945;1, &#945;2, Entropia aproximada, Expoente de Lyapunov, Tau, Tau normalizado e HE respectivamente: &#61619;1, 036917, &#61619; 0, 727273, &#61619; 0, 906397, &#61603; 0, 480176, &#61603; 0, 832, &#61603; 28, 23143, &#61619;11, 312504, &#61603; 0,210447. No domínio do caos, a DFA total, Tau normalizado, Entropia Aproximada e Expoente Lyapunov no período pré-operatório, se associaram com a ocorrência de infecções pulmonares no pós-operatório de revascularização do miocárdio com P =0, 0309, P=0, 0232, P= 0,0307 e P= 0,0006 respectivamente. Em conclusão, os métodos de dinâmica não-linear, nos seus respectivos níveis de corte, permitiram diferenciar os casos que evoluíram com infecção pulmonar no período pós-operatório de cirurgia de revascularização do miocárdio.

Atualmente, o crescimento dos problemas de vibrações excessivas sobre pisos mistos (aço-concreto) tem conduzido à necessidade de desenvolvimento de critérios específicos para projetos estruturais submetidos à ação de atividades humanas rítmicas. Com base no desenvolvimento desta dissertação de mestrado, objetiva-se, principalmente, verificar a influência das ligações estruturais (ligações viga-viga), sobre a resposta dinâmica não-linear de pisos mistos (aço-concreto) de edificações, quando submetidos a cargas dinâmicas humanas rítmicas. Deste modo, o carregamento dinâmico empregado para a simulação das atividades humanas sobre o modelo estrutural investigado foi obtido através de testes experimentais com indivíduos praticando atividades rítmicas e não rítmicas. O modelo analisado nesta dissertação corresponde a um piso misto (aço-concreto) com uma área total de 1600m2 e consiste de um ambiente onde serão desenvolvidas atividades de ginástica aeróbica. O sistema estrutural é constituído por lajes de concreto armado apoiadas sobre vigas de aço, simulando o comportamento de um sistema estrutural misto (aço-concreto) com interação total. A metodologia de análise desenvolvida emprega técnicas usuais de discretização presentes no método dos elementos finitos, com base no emprego do programa ANSYS. A modelagem do sistema contempla ligações estruturais do tipo rígidas, semirrígidas e flexíveis. Os valores das acelerações de pico foram comparados com os limites recomendados por normas de projeto, baseando-se em critérios de conforto humano. As conclusões alcançadas ao longo deste trabalho de pesquisa revelam que as ligações estruturais do tipo viga-viga não apresentam influência significativa, no que diz respeito a resposta dinâmica não-linear da estrutura. Por outro lado, as acelerações de pico obtidas com base na análise dinâmica não-linear apresentam valores elevados indicando que o piso misto (aço-concreto) investigado apresenta problemas de vibração excessiva inerentes ao conforto humano. / Nowadays, the increasing incidence of composite (steel-concrete) floors vibration problems due to human rhythmic activities led to a specific design criteria to be addressed in structural design. The main objective of this investigation is to evaluate the influence of the structural connections (beam-to-beam connections) on the composite floors nonlinear dynamic response, when submitted to human rhythmic dynamic loads. The dynamic loads were obtained through experimental tests with individuals carrying out rhythmic and non-rhythmic activities. The investigated structural model was based on building composite floors and consisted of a typical office building interior bay with a total are of 1600m2 used for aerobics. The structural system are composed of a composite (steel-concrete) solution made of an I steel profile and a reinforced concrete slab. In this investigation a complete interaction between the concrete slab and steel beams was considered. The proposed analysis methodology adopted the usual mesh refinement techniques present in the finite element method simulations implemented in the ANSYS program. The structural system finite element modelling have considered rigid, semi-rigid and pinned beam-to-beam joints. The peak accelerations were compared with limits proposed by design codes and recommendations, based on human comfort criteria. The results obtained in this investigation indicated that the structural connections (beam-to-beam connections) can have a relevant influence on the composite floor nonlinear dynamic response. On the other hand, the peak accelerations obtained in this investigation, based on a nonlinear dynamic analysis, indicated that the investigated composite floor violated the human comfort criteria, as well as its vibration serviceability limit states.

Atualmente, o crescimento dos problemas de vibrações excessivas sobre pisos mistos (aço-concreto) tem conduzido à necessidade de desenvolvimento de critérios específicos para projetos estruturais submetidos à ação de atividades humanas rítmicas. Com base no desenvolvimento desta dissertação de mestrado, objetiva-se, principalmente, verificar a influência das ligações estruturais (ligações viga-viga), sobre a resposta dinâmica não-linear de pisos mistos (aço-concreto) de edificações, quando submetidos a cargas dinâmicas humanas rítmicas. Deste modo, o carregamento dinâmico empregado para a simulação das atividades humanas sobre o modelo estrutural investigado foi obtido através de testes experimentais com indivíduos praticando atividades rítmicas e não rítmicas. O modelo analisado nesta dissertação corresponde a um piso misto (aço-concreto) com uma área total de 1600m2 e consiste de um ambiente onde serão desenvolvidas atividades de ginástica aeróbica. O sistema estrutural é constituído por lajes de concreto armado apoiadas sobre vigas de aço, simulando o comportamento de um sistema estrutural misto (aço-concreto) com interação total. A metodologia de análise desenvolvida emprega técnicas usuais de discretização presentes no método dos elementos finitos, com base no emprego do programa ANSYS. A modelagem do sistema contempla ligações estruturais do tipo rígidas, semirrígidas e flexíveis. Os valores das acelerações de pico foram comparados com os limites recomendados por normas de projeto, baseando-se em critérios de conforto humano. As conclusões alcançadas ao longo deste trabalho de pesquisa revelam que as ligações estruturais do tipo viga-viga não apresentam influência significativa, no que diz respeito a resposta dinâmica não-linear da estrutura. Por outro lado, as acelerações de pico obtidas com base na análise dinâmica não-linear apresentam valores elevados indicando que o piso misto (aço-concreto) investigado apresenta problemas de vibração excessiva inerentes ao conforto humano. / Nowadays, the increasing incidence of composite (steel-concrete) floors vibration problems due to human rhythmic activities led to a specific design criteria to be addressed in structural design. The main objective of this investigation is to evaluate the influence of the structural connections (beam-to-beam connections) on the composite floors nonlinear dynamic response, when submitted to human rhythmic dynamic loads. The dynamic loads were obtained through experimental tests with individuals carrying out rhythmic and non-rhythmic activities. The investigated structural model was based on building composite floors and consisted of a typical office building interior bay with a total are of 1600m2 used for aerobics. The structural system are composed of a composite (steel-concrete) solution made of an I steel profile and a reinforced concrete slab. In this investigation a complete interaction between the concrete slab and steel beams was considered. The proposed analysis methodology adopted the usual mesh refinement techniques present in the finite element method simulations implemented in the ANSYS program. The structural system finite element modelling have considered rigid, semi-rigid and pinned beam-to-beam joints. The peak accelerations were compared with limits proposed by design codes and recommendations, based on human comfort criteria. The results obtained in this investigation indicated that the structural connections (beam-to-beam connections) can have a relevant influence on the composite floor nonlinear dynamic response. On the other hand, the peak accelerations obtained in this investigation, based on a nonlinear dynamic analysis, indicated that the investigated composite floor violated the human comfort criteria, as well as its vibration serviceability limit states.