O principal resíduo da indústria de café solúvel é a borra de café, gerada após a extração de sólidos solúveis com água, sendo usualmente queimada em caldeiras para geração de energia para a própria indústria. Entretanto, este co-produto pode conter de 15 a 20 % de óleo, componente de grande interesse na indústria alimentícia. Em paralelo, na indústria de produção de óleos vegetais o solvente frequentemente utilizado é o hexano. Contudo, por este ser um derivado de combustíveis fósseis, alternativas para sua substituição por solventes mais amigáveis ao meio ambiente, que podem ser obtidos por via biotecnológica, estão sendo estudadas. Deste modo, o objetivo principal desta dissertação de mestrado foi a viabilização técnica do emprego de solventes alcoólicos no processo de extração de óleo de borra de café proveniente da indústria de processamento de café solúvel. Foram realizadas extrações sólido-líquido em um estágio para estudar a influência das variáveis de processo temperatura (60 a 90 °C), tipo de solvente (etanol, ET ou isopropanol, IPA) e a hidratação do solvente (absoluto ou azeotrópico) nas características das fases extrato e rafinado, em termos de rendimento de extração de óleo, de ácidos clorogênicos (ACG), de carboidratos totais, teor de proteínas e índice de solubilidade de nitrogênio (ISN) da fase rafinado. Pré-tratamento enzimático ao processo de extração também foi realizado para investigar a sua atuação sobre o rendimento de extração de óleo e ACG, além do ISN das fases rafinado obtidas na temperatura de 70 °C. De forma geral, pode-se inferir que a temperatura favorece a extração de compostos lipídicos, mas a hidratação do solvente prejudica a extração destes compostos pelo aumento da polaridade do solvente. Do mesmo modo, como o ET é mais polar que o IPA, o primeiro solvente proporcionou a obtenção de menores rendimentos de extração de óleo. A temperatura de processo também influenciou a extração de ACG, a qual foi beneficiada a temperaturas mais baixas pelo aumento da polaridade dos solventes utilizados. De tal forma, que a 60 °C, nos experimentos utilizando etanol azeotrópico obteve-se os menores rendimentos de extração de óleo, porém maior rendimento de extração de ACG. O pré-tratamento enzimático apresentou diferenças significativas nas características das fases extrato e rafinado. No entanto, somente os experimentos com etanol absoluto resultaram em rendimentos de extração de óleo economicamente viáveis. De fato, será relevante um estudo mais aprofundado das variáveis de pré-tratamento enzimático para obter resultados mais expressivos em relação à extração de compostos lipídicos. Diante dos dados experimentais obtidos, conclui-se que é tecnicamente viável o emprego de solventes alcoólicos no processo de extração de óleo de borra de café. Entretanto, nota-se que as condições de processo devem ser avaliadas minuciosamente com o objetivo de se obter altos rendimentos de extração de óleo com maior teor de ACG. / Spent coffee grounds are the main residues of the soluble coffee industry, which are generated after the extraction of soluble solids with water. They are generally burned in boilers to generate energy for the coffee industry. However, this residue may contain 15 to 20 % oil, a component of interest to the food industry. Hexane is the most common solvent used in the vegetable oil industry; however, as it is a fossil fuel byproduct, biotechnology alternatives that replace it by more environmental-friendly solvents are being studied. Therefore, the main objective of this study was to determine technical viability of alcoholic solvents in oil extraction of spent coffee grounds. Solid-liquid extractions were carried out in one stage in order to analyzed the influence of the variables of the process (temperature, 60 to 90 °C; type of solvent, ethanol, ET or isopropanol, IPA; and solvent hydration level, absolute or azeotropic degree) in the characteristics of extract and raffinate phases, in terms of yield of oil extraction, chlorogenic acids (CGA), total carbohydrates, protein content, and nitrogen solubility index (NSI) of the raffinate phase. Enzymatic pre-treatment in the extraction process was also carried out to assess its effect on the oil and CGA yields, as well as NSI in the raffinate phase obtained at 70 °C. In general, it could be inferred that temperature favored lipid extraction, but solvent hydration level negatively affected extraction due to the increased polarity of the solvent. Similarly, as ET is more polar than IPA, the former solvent enabled lower yield of oil. The temperature of the process also influenced CGA extraction, which was favored by lower temperatures and increased solvent polarity. Therefore, at 60 °C, in the trials using azeotropic ethanol, oil extraction yield was lower, and CGA yield was greater. Enzymatic pre-treatment showed significant differences in the characteristics of the extract and raffinate phases. However, only the trials with absolute ethanol led to economically viable oil yields. In fact, further studies on pre-treatment variables of the enzymatic treatment should be carried out for more relevant results in relation to lipid compound extraction. Given the experimental data obtained here, it was concluded that the use of alcoholic solvents in oil extraction of spent coffee grounds is technically viable. However, the conditions of the process should be carefully analyzed for high yields of oil with greater levels of CGA to be obtained.

Há interesse mundial no desenvolvimento de pesquisas envolvendo produção e extração de colorantes naturais, devido a sérios problemas de segurança industrial associados ao uso de colorantes sintéticos. Este trabalho objetivou produzir colorantes naturais de Penicillium purpurogenum DPUA 1275 por cultivo submerso (em frascos agitados e em biorreator) e estudar a extração dos colorantes vermelhos. Para a produção, os estudos iniciais mostraram que 5 discos de micélio, sacarose e extrato de levedura como fontes de carbono e nitrogênio, respectivamente, e 336 horas de cultivo eram condições adequadas para a produção dos colorantes. Visando à otimização da produção, realizaram-se planejamentos fatoriais, com as variáveis independentes: tempo de cultivo; velocidade de agitação; pH; temperatura; concentração de sacarose e de extrato de levedura. As variáveis-respostas foram produção de colorantes amarelos, laranjas e vermelhos. Dos resultados obtidos, as variáveis mais significativas ao processo foram concentrações de extrato de levedura e de sacarose. A produção dos colorantes vermelhos foi otimizada, alcançando a produção de 2,97 UA490nm, nas condições 48,90 e 11,80 g/L de sacarose e extrato de levedura, respectivamente, 30°C, pH 4,5 150 rpm e 336 horas de cultivo. Nos experimentos em biorreator, o melhor resultado foi obtido na frequência de agitação de 500 rpm e na mudança do pH do meio para 8,0, após 96 horas de bioprocesso. Ademais, avaliou-se a estabilidade dos colorantes vermelhos presentes no meio fermentado em diferentes condições (pH, temperatura, sais, polímeros e tensoativos). Referente a pH e temperatura, os colorantes vermelhos mostraram-se mais estáveis nas condições alcalinas e a 70 °C. Tanto os sais (NaCl e Na2SO4) quanto os polímeros (PEG 1.000, 6.000 e 10.000 g/mol e NaPA 8.000 g/mol a 5 e 15%) e os tensoativos (Tween 20, CTAB e SDS) não causaram perda da cor nas condições avaliadas. Estudos de solubilidade e de coeficiente de partição octanol-água mostraram que os colorantes vermelhos apresentam solubilidade superior em solventes polares e característica mais hidrofílica. Nos estudos de extração, as técnicas avaliadas foram Sistemas Poliméricos de Duas Fases Aquosas (SPDFA) formados pelo sistema PEG/NaPA e Colloidal Gas Aphrons (CGA). Pela primeira técnica, os colorantes vermelhos migraram preferencialmente para a fase PEG. Os polímeros PEG 6.000 g/mol, na presença de NaCl 0,1 e 0,5 M, e PEG 10.000 g/mol, com Na2SO4 0,5M, se destacaram dentre as condições analisadas com coeficiente de partição (K) próximo a 13, em ambos os casos, e seletividade de proteínas (SeP) próximas a 3. Para a técnica de CGA, o CTAB proporcionou os melhores resultados, seguido do Tween 20. Porém, o valor de K foi inferior ao obtido com SPDFA, com um máximo de 5 (CTAB 2 mM/pH 9,0). Os resultados obtidos demonstram um novo produtor de colorantes naturais, as quais têm potencial de aplicação em diversos segmentos industriais. Ademais, os resultados obtidos mostraram a eficiência das técnicas utilizadas para extração dos colorantes vermelhos, com destaque para SPDFA, que apresentou maiores valores de K. / There is worldwide interest in developing research projects involving the production and extraction of natural colorants due to serious safety problems associated with industrial use of synthetic ones. The aim of this work was to investigate the production of natural colorants from Penicillium purpurogenum DPUA 1275 by submerged culture (rotatory shaker and bioreactor) besides studying the red colorants extraction. To the production step, initial studies showed that 5 agar mycelial discs, sucrose and yeast extract as carbon and nitrogen sources, respectively, and 336 hours of bioprocess promoted the best results. To optimize the colorants production a serie of factorial designs were performed. The independent variables studied were: fermentation time, agitation speed, pH, temperature, sucrose and yeast extract concentration under the responses production of yellow, orange and red colorants. From these results, the most significant variables for the process were sucrose and yeast extract concentration. The red colorants production was optimized achieving 2.97 UA490nm, in the following conditions: 48.90 and 11.80 g/L of sucrose and yeast extract, respectively, 30 °C, 4.5 pH, 150 rev min-1 and 336 hours of culture. In the experiments performed in bioreactor, the condition that promoted the best results was 500 rpm and pH adjusted for 8.0 after 96 hours of bioprocess. Furthermore, we evaluated the red colorants stability at different conditions (pH, temperature, salts, polymers and surfactants). Concerning to pH and temperature, the red colorants were more stable under basic conditions and 70 °C; not only the salts (NaCl and Na2SO4) but also the polymers (PEG 1000, 6000 and 10000 g/mol and NaPA 8000 g/mol) and the surfactants (Tween 20, CTAB and SDS) not promoted loss of color upon the conditions evaluated. Studies of red colorants solubility and octanol water coefficient showed that these compounds exhibit a higher solubility in polar solvents and present hydrophilic characteristics. Subsequently, the extraction of red colorant was evaluated through two extraction methods: Polymeric Systems Aqueous Two Phase (ATPS) composed by PEG and NaPA and Colloidal Gas Aphrons (CGA). For the first technique, the red colorant preferentially migrated to the PEG phase. The best results were obtained with PEG 6000 g/mol in the presence of 0.1 to 0.5 M NaCl and with PEG 10000 g/mol with 0.5 M Na2SO4. To both cases the partition coefficient (K) was close to 13 and the Selectivity in terms of proteins (SeP) was close to 3. For the CGA technique, CTAB gave the best results followed by Tween 20. However, the K values were lower than the ones obtained with ATPS with a maximum of 5 in the following condition: CTAB 2 mM/pH 9.0. For the SeP, the values obtained for both techniques were close. The results above show a new producer of natural colorants which have potential application in various industries. Moreover, the results show the efficiency of the techniques used to extract the red colorants, especially to ATPS that presented higher K values.

O uso da microfluídica na área de análises genéticas possibilita não apenas a diminuição de custos, mas também menor manipulação de amostras e reagentes e ainda maior portabilidade das análises. Com isso aumenta a possibilidade da sua utilização em locais remotos, sem a infraestrutura de um laboratório bem equipado. Dispositivos capazes de usar apenas a força centrifuga para movimentação de fluidos juntamente com a utilização de válvulas passivas para controle dos fluidos pode potencializar a sua utilização nos diagnósticos Point-of-Care. Este trabalho teve como objetivo o desenvolvimento de um microdispositivo descartável de poliéster para análises genéticas, visando a extração e amplificação do DNA alvo, de forma rápida, barata, integrada e automatizada. Os resultados confirmam a viabilidade dos dispositivos poliéster-toner (PeT) e poliéster-fita dupla face (PeDF) automatizados de extração, obtendo por meio da extração dinâmica em fase sólida de amostras complexas, DNA com qualidade compatível à técnica da reação em cadeia de polimerase (PCR). Esses resultados foram confirmados por meio da amplificação por PCR dos genes β-globina nas amostras de sangue e urina, e o gene malB nas amostras de Escherichia coli. Também foi confirmado a compatibilidade dos dispositivos de PeT para amplificação por PCR mediado por infravermelho (IV-PCR) do gene malB presente no DNA genômico de bactéria E. coli. Por fim, os dispositivos de extração e amplificação foram interligados para obtenção de um dispositivo integrado e automatizado formado pela combinação de dispositivos fabricados com diferentes filmes e métodos, PeT e PeDF. O controle de todas as soluções no interior dos dispositivos foi realizado por meio da força centrífuga combinada a válvulas passivas, sem qualquer necessidade de equipamento adicional. Portanto, podemos concluir que o dispositivo integrado PeDF - PeT possui grande potencial para aplicações em análises genéticas de forma mais barata, portátil e com menor manipulação das amostras pelo analista. / The development of microfluidics for genetic analysis allows not only cost reduction but also reduces sample and reagents handling, and increases the chances of a portable analysis. With this, increasing the possibility to use the techniques on remote places without the infrastructure of an equipped laboratory. Microdevices capable of using the centrifugal force in combination with passive valves to fluidic control can promote Point-of-Care analysis. The primary goal of this thesis was to associate these tools for the development of a disposable microdevice for genetic analysis, aiming faster, inexpensive, integrated and automated DNA extraction and amplification. The results confirmed the viability of PeT and PeDF automated microdevices, for DNA dynamic solid phase extraction, in providing high-quality DNA compatible to PCR analysis using complex samples. These results were confirmed by the β-globin PCR amplification using blood and urine samples, and the malB gene amplification in Escherichia coli samples. We have also verified the compatibility of the PeT microdevices with IV-PCR for malB gene amplification in genomic E. coli DNA. The extraction and amplification modules were interconnected to obtain an integrated and automated microdevice by the combination of devices made with different films and microfabrication methods, PeT and PeDF. The fluidic control in the devices was made using the centrifugal force combined to passive valves, with no requirement of any extra equipment. Therefore, we can conclude that the integrated PeDF - PeT microdevice has a great potential for cheaper and portable genetic analysis application, with less operator manipulation.

Metalurgia do pó é o uso de metais na forma de pó para a manufatura de produtos. Pós metálicos são combinados (misturados) e compactados em um molde. O material compactado recebe um tratamento térmico ou é sinterizado em um ambiente controlado para a união das partículas para formar um produto denso e resistente. Injeção de pós metálicos tem se destacado mundialmente na produção de componentes de pequenas dimensões e formas complexas em substituição a fundição sob pressão e a sinterização convencional. Atualmente a injeção de pós metálicos está se tornando uma opção competitiva relativamente à peças fundidas, forjadas, usinadas e estampadas. O presente trabalho revisa as técnicas de injeção de pós metálicos e aplica o processo de injeção à baixa pressão utilizando pó de aço inoxidável 316L com granulometria fina (15 &#956m). Os produtos injetados, uma vez extraídos o VO e sinterizados, foram submetidos à ensaios de tração, dureza e micrográficos. Os resultados obtidos são apresentados e discutidos. O trabalho, para a sua viabilização, incluiu a reforma de uma injetora de bancada à baixa pressão e a construção de moldes de injeção. / Powder metallurgy is the use of metals in the powder form for the manufacture of products. Metallic powders are combined (mixed) and compacted in a die. The compacted material receives a thermal treatment or it is sintered in an controlled atmosphere for the particle binding to form a dense and resistant product. lnjection of metallic powders has if globally highlighted in the production of components of small dimensions and complex forms in substitution the pressure casting and the conventional sintering. Nowadays the injection of metallic powders is becoming relatively a competitive option than casting, forging, machining and stamping. The present work revises the techniques of injection of metallic powders and it applies the injection process to the low pressure using powder of stainless steel 316L with fine granulation (15 &#956m). The injected products, once debinded and sintered, were submitted to tensile test, hardness and micrography. The results are presented and discussed. In this work, included the reform of a low pressure injection machine and construction of injection dies.

Em Aprendizado de Máquina - AM não existe um único algoritmo que é sempre melhor para todos os domínios de aplicação. Na prática, diversas pesquisas mostram que Redes Neurais Artificiais - RNAs têm um 'bias' indutivo apropriado para diversos domínios. Em razão disso, RNAs têm sido aplicadas na resolução de vários problemas com desempenho satisfatório. Sistemas de AM simbólico possuem um 'bias' indutivo menos flexível do que as RNAs. Enquanto que as RNAs são capazes de aprender qualquer função, sistemas de AM simbólico geralmente aprendem conceitos que podem ser descritos na forma de hiperplanos. Por outro lado, sistemas de AM simbólico representam o conceito induzido por meio de estruturas simbólicas, as quais são geralmente compreensíveis pelos seres humanos. Assim, sistemas de AM simbólico são preferíveis quando é essencial a compreensibilidade do conceito induzido. RNAs carecem da capacidade de explicar suas decisões, uma vez que o conhecimento é codificado na forma de valores de seus pesos e 'thresholds'. Essa codificação é difícil de ser interpretada por seres humanos. Em diversos domínios de aplicação, tal como aprovação de crédito e diagnóstico médico, prover uma explicação sobre a classificação dada a um determinado caso é de crucial importância. De um modo similar, diversos usuários de sistemas de AM simbólico desejam validar o conhecimento induzido, com o objetivo de assegurar que a generalização feita pelo algoritmo é correta. Para que RNAs sejam aplicadas em um maior número de domínios, diversos pesquisadores têm proposto métodos para extrair conhecimento compreensível de RNAs. As principais contribuições desta tese são dois métodos que extraem conhecimento simbólico de RNAs. Os métodos propostos possuem diversas vantagens sobre outros métodos propostos previamente, tal como ser aplicáveis a qualquer arquitetura ou algoritmo de aprendizado de RNAs supervisionadas. O primeiro método proposto utiliza sistemas de AM simbólico para extrair conhecimento de RNAs, e o segundo método proposto estende o primeiro, combinado o conhecimento induzido por diversos sistemas de AM simbólico por meio de um Algoritmo Genético - AG. Os métodos propostos são analisados experimentalmente em diversos domínios de aplicação. Ambos os métodos são capazes de extrair conhecimento simbólico com alta fidelidade em relação à RNA treinada. Os métodos propostos são comparados com o método TREPAN, apresentando resultados promissores. TREPAN é um método bastante conhecido para extrair conhecimento de RNAs. / In Machine Learning - ML there is not a single algorithm that is the best for all application domains. In practice, several research works have shown that Artificial Neural Networks - ANNs have an appropriate inductive bias for several domains. Thus, ANNs have been applied to a number of data sets with high predictive accuracy. Symbolic ML algorithms have a less flexible inductive bias than ANNs. While ANNs can learn any input-output mapping, i.e., ANNs have the universal approximation property, symbolic ML algorithms frequently learn concepts describing them using hyperplanes. On the other hand, symbolic algorithms are needed when a good understating of the decision process is essential, since symbolic ML algorithms express the knowledge induced using symbolic structures that can be interpreted and understood by humans. ANNs lack the capability of explaining their decisions since the knowledge is encoded as real-valued weights and biases of the network. This encoding is difficult to be interpreted by humans. In several application domains, such as credit approval and medical diagnosis, providing an explanation related to the classification given to a certain case is of crucial importance. In a similar way, several users of ML algorithms desire to validate the knowledge induced, in order to assure that the generalization made by the algorithm is correct. In order to apply ANNs to a larger number of application domains, several researches have proposed methods to extract comprehensible knowledge from ANNs. The primary contribution of this thesis consists of two methods that extract symbolic knowledge, expressed as decision rules, from ANNs. The proposed methods have several advantages over previous methods, such as being applicable to any architecture and supervised learning algorithm of ANNs. The first method uses standard symbolic ML algorithm to extract knowledge from ANNs, and the second method extends the first method by combining the knowledge induced by several symbolic ML algorithms through the application of a Genetic Algorithm - GA. The proposed methods are experimentally analyzed in a number of application domains. Results show that both methods are capable to extract symbolic knowledge having high fidelity with trained ANNs. The proposed methods are compared with TREPAN, showing promising results. TREPAN is a well known method to extract knowledge from ANNs.

Com o monitoramento periódico da solução do solo, pode-se determinar a condutividade elétrica e a concentração de íons específicos, essenciais à nutrição das plantas. Dentre as técnicas de extração da solução do solo, o extrator de cápsula porosa destaca-se pela praticidade em campo, baixo custo, fácil manejo e boa precisão. Com isso objetivou-se estudar os efeitos de diferentes níveis de salinidade do solo sobre as variáveis fenológicas e de produção da berinjela, cultivada em vasos e em ambiente protegido, e averiguar se a manutenção da condutividade elétrica em um determinado nível promove incremento da produção, quando contrastada com o manejo tradicional da fertirrigação. Conduziu-se um estudo em ambiente protegido na área experimental do Departamento de Engenharia de Biossistemas da ESALQ/USP, Piracicaba, SP. Os tratamentos foram compostos da combinação de dois fatores: 6 níveis de salinidade inicial do solo (S1 = 1,3; S2 = 2,4; S3 = 3,6; S4 = 4,5; S5 = 5,6 e S6 = 6,4 dS m-1) e dois manejos de fertirrigação: com controle da condutividade elétrica da solução do solo (M1), e o tradicional (M2), obedecendo a curva de absorção de nutrientes da cultura anteriormente estabelecida. O delineamento estatístico adotado foi o de blocos casualizados completos, com quatro repetições, ficando os fatores estudados arranjados no esquema fatorial 6 x 2. Os diferentes níveis de salinidade inicial do solo foram obtidos com solos de cultivos anteriores, no qual tinha-se como fonte de variação o nível de condutividade elétrica (CE), ocasionada pela adição de fertilizantes em ambiente protegido. A condutividade elétrica da solução foi medida após o término de cada evento de irrigação, utilizando-se extratores com cápsulas porosas. Os resultados revelaram que os níveis de salinidade do solo provenientes do acúmulo de sais fertilizantes afetou diretamente as variáveis consumo hídrico, produção de frutos, produção de matéria seca, índice de área foliar e o desenvolvimento vegetativo das plantas. O uso dos extratores de solução permitiu auxiliar o manejo da fertirrigação, mantendo os níveis desejados de salinidade da solução do solo ao longo do tempo. Verificou-se que a redução média na produção da cultura da berinjela, em estufa, foi da ordem de 8,65% para o incremento de 1 dS m-1 na salinidade do solo, acima da salinidade limiar, que foi de 1,71 dS m-1. / Periodic monitoring of soil solution allow to determine the electrical conductivity and concentration of specific ions essential to plant nutrition. Among the extraction techniques of soil solution, the porous cup extractors distinguished by their practicality in the field, low cost and good accuracy. This study has to aim to evaluate the effects of different levels of soil salinity on phenological and production of eggplant grown in pots in a greenhouse, and compare whether the control of the electrical conductivity in a certain level promotes increase the yield when compare to the traditional fertigation management . A study was conducted in a greenhouse in the Department of Biosystems Engineering, ESALQ / USP, Piracicaba, SP, Brazil. The treatments consisted of a combination of two factors: six levels of initial soil salinity (S1 = 1.3, S2 = 2.4, S3 = 3.6, S4 = 4.5, S5 = 5.6 and S6 = 6.4 dS m-1) and two fertigation management: electrical conductivity control of soil solution (M1) and traditional (M2) by following the absorption curve of nutrients from the crop previously established. The statistical design was a randomized complete block with four repetitions, the factors studied arranged in 6 x 2 factorial. The different levels of initial soil salinity were obtained with soils where previous crop had been cropped in a source of variation in the level of electrical conductivity (EC), caused by the addition of fertilizer in a pots. The solution electrical conductivity was measured after each irrigation event, using extractants with ceramic cups. The results showed that levels of soil salinity caused by the accumulation of fertilizer salts affected directly the variables: water use, fruit yield, dry matter production, leaf area index and plant growth. The use of extractors solution allowed to control the fertigation management, and maintain the desired levels of salinity in the soil solution during the evaluated period. It appears that the reduction in eggplant yield in greenhouse was approximately 8.65% for step of 1 dS m-1 in soil salinity, the threshold salinity was 1.71 dS m-1.

A reconstrução de superfícies a partir de nuvens de pontos faz parte de um novo paradigma de modelagem em que modelos computacionais para objetos reais são reconstruídos a partir de dados amostrados sobre a superfície dos mesmos. O principal problema que surge nesse contexto é o fato de que não são conhecidas relações de conectividade entre os pontos que compõe a amostra. Os objetivos do presente trabalho são estudar métodos implícitos para a reconstrução de superfícies e propor algumas melhorias pouco exploradas por métodos já existentes. O uso de funções implícitas no contexto da reconstrução conduz a métodos mais robustos em relação a ruídos, no entanto, uma das principais desvantagens de tais métodos está na dificuldade de capturar detalhes finos e sharp features. Nesse sentido, o presente trabalho propõe o uso de abordagens adaptativas, tanto na poligonalização de superfícies quanto na aproximação de superfícies. Além disso, questões relativas à robustez das soluções locais e à qualidade da malha também são abordadas. Por fim, o método desenvolvido é acoplado aumsoftware traçador de raios afimde se obterumamaneira de modelar cenas tridimensionais utilizando nuvens de pontos, além dos objetos gráficos tradicionais. Os resultados apresentados mostram que muitas das soluções propostas oferecem um incremento à qualidade dos métodos de reconstrução anteriormente propostos / Surface reconstruction from point clouds is part of a new modeling paradigm in which computational models for real objects are reconstructed from data sampled from their surface. The main problem that arises in this context is the fact that there are no known connectivity relationships amongst the points that compose the sample. The objectives of the present work are to study implicit methods for surface reconstruction and to propose some improvements scarcely explored by previous work. The use of implicit functions in the context of surface reconstruction leads to less noise sensitive methods; however, one major drawback of such methods is the difficulty in capturing fine details and sharp features. Towards this, the present work proposes the use of adaptive approaches, not only in the polygonization but also in the surface approximation. Besides, robustness issues in local solutions and mesh quality are also tackled. Finally, the developed method is embedded in a ray tracer software in order to set a basis for modeling tridimensional scenes using point sets, in addition to traditional graphic objects. The presented results show that a great deal of the proposed solutions offer a quality increase to the reconstruction method previously proposed

Fundamento: O número de pacientes acometidos por insuficiência cardíaca (IC) cresce anualmente, em razão direta do aumento da longevidade, fato que ocorre mundialmente. Patologias bucais como perda do elemento dental e periodontopatias têm sido relacionadas e apresentam alta prevalência em pacientes com IC. Estes indivíduos necessitam de atendimento odontológico. O uso de solução anestésica local com vasoconstritor para procedimentos odontológicos para esta população continua controverso, pois pode gerar riscos cardiovasculares adversos. Objetivo: Analisar dor e alterações hemodinâmicas em pacientes com insuficiência cardíaca, submetidos a procedimento odontológico sob anestesia local com ou sem epinefrina . Método: Estudo prospectivo, grupo paralelo, controlado, duplo-cego em pacientes com insuficiência cardíaca, fração de ejeção < 45%, classe funcional II e III/IV e com terapêutica otimizada foram randomizados para procedimentos odontológicos (restaurações ou extrações) usando de 1,8ml a 3,6ml solução anestésica de lidocaína a 2% sem epinefrina (LSE) ou a mesma dose de lidocaína com epinefrina 1:100.000 (LCE). Resultados: Setenta e dois pacientes (50 anos ± 10 anos, 62% do sexo masculino, portadores de IC foram alocados para LSE (n=36) ou LCE (n=36). Foram observadas diferenças significativas no desfecho primário (dor) para os grupos que receberam LSE e efetuaram extrações dentárias. Não foram observadas diferenças nos valores de pressão arterial e frequência cardíaca antes, durante e após o procedimento dental em ambos os grupos. Entretanto, quando os grupos foram analisados separadamente, a pressão arterial aumentou e a frequência cardíaca reduziuse significativamente em relação à fase basal, durante o procedimento. Conclusão: A solução anestésica local de lidocaína com epinefrina mostrou ser superior no controle da dor e segura para pacientes com insuficiência cardíaca. Tanto no grupo LSE como no LCE não ocorreram alterações significativas nos parâmetros hemodinâmicos / Background: The number of patients with heart failure (HF) increases annually over the world. Oral diseases have been related to, and have shown high prevalence among this population. These patients need dental care. Using local anesthesia with vasoconstrictor for dental treatments is still controversial in patients with HF because it may generate adverse cardiovascular effects. Goal: To analyze pain and hemodynamic changes in patients with heart failure submitted to a dental procedure under local anesthesia with or without epinephrine. Methods: Prospective, parallel group, controlled, double-blind study , with heart failure patients, ejection fraction < 45%, NYHA class II and III / IV and with optimized therapy, were randomized to dental procedures (dental extraction or restoration) using 1,8 to 3.6ml of lidocaine without epinephrine (LSE) or lidocaine with epinephrine (LCE). ( Lidocaine 2% epinephrine 1:100.000). Results: Seventy two patients (50 ± 10 years, 62% male, 27% ischemic) were allocated to LSE (n = 36) or LCE (n = 36). It was observed a significant increase in pain , among patients that had dental extractions in the LSE group in comparison to LCE. No differences were observed in blood pressure, heart rate and pain scores before, during and after dental procedures in both groups. However, blood pressure increased and heart rate significantly reduced in relation to the baseline phase during and after the procedure in both groups when they were analyzed separately. Conclusion: Lidocaine with epinephrine (LCE) has shown to be more effective for pain control in heart failure patients. Concerning hymodinamic changes there was no difference between groups with or without epinephrine, and the treatment did not cause undesirable adverse cardiovascular effects.

A contaminação de aguas pela mistura Benzeno, Tolueno, Etilbenzeno e Xilenos (BTEX) vem gerando a necessidade do desenvolvimento de metodologias altamente eficientes na remoção de poluentes e de metodologias analíticas para monitoramento ambiental suficientemente sensíveis, seletivos, reprodutíveis e rápidos. Nesse contexto, adsorventes com propriedades magnéticas aparecem como alternativas eficientes, de baixo custo e de fácil automação, inclusive possibilitando o desenvolvimento de metodologia analítica baseada na extração em fase sólida magnética (m-SPE), que vem ganhando interesse crescente por permitir extração rápida e análise efetiva dos poluentes com alta sensibilidade. A busca por adsorventes adequados exige o estudo de materiais com grande área superficial, funcionalizáveis e estáveis como as sílicas, mais especificamente uma comparação entre os tipos de sílica e do tipo de agente funcionalizante nas propriedades de adsorção/dessorção. Sílicas mesoporosas oraganofuncionalizas magnéticas com diferentes morfologias foram preparadas: sílica mesoporosa ordenada MCM-48 e MCM-41, bem como nanoparticulas esféricas de sílica mesoporosa (NPSiO2). A formação da silica mesoporosa ordenada começa com a preparação de um template de CTAB sobre o qual são depositados/formados os materiais MCM-41 e MCM-48. A concentração de CTAB deve ser controlada com cuidado pois estruturas com diferentes morfologias podem ser geradas variando-se esse parâmetro. As análises de espectroscopia FTIR, DRX e sorção de N2 revelaram que os materiais preparados são sílicas mesoporosas ordenadas com arranjo tipo giroide 3D (MCM-48) ou do tipo hexagonal (MCM-41) com área superficial respectivamente de 1212 m2.g-1 e 1159 m2.g-1. Além disso, as imagens de MET do material MCM-48 mostraram tamanho médio de partícula igual a 116 nm &#177; 15 nm. Para facilitar a remoção do adsorvente, nanopartículas de magnetita (SPION) foram incorporadas na superfície dos materiais adsorventes. O tempo de remoção típico foi determinado como sendo de 1 minuto. A organofuncionalização da sílica com octadecilssilano (C18), octilssilano (C8) e difenilssilano (Ph2) foi confirmada por espectroscopia FTIR e análise termogravimétrica demostrando a presença e a percentagem em massa dos grupos orgânicos em cada tipo de sílica mesoporosa. Usando como referência sílica gel 60 comercial (Sílica), foram comparadas as propriedades de adsorção frente a BTEX em agua, quando o agente funcionalizante é C8, C18 ou Ph2. Os resultados indicaram que as capacidades de adsorção, segundo o modelo de Langmuir, seguem a seguinte ordem C8&#8805;C18>>Ph2. A partir disso, as propriedades de adsorção das demais sílicas funcionalizadas com C8 foram comparadas determinando-se que as capacidades de adsorção, segundo o modelo de Langmuir, estão na seguinte ordem: MCM-48>Sílica>NPSiO2>MCM-41. O nanocompósito organofuncionalizado MCM48-C8/SPION, que mostrou as melhores propriedades de adsorção, foi usado para a extração em fase sólida magnética (m-SPE) de BTEX em agua de posto de gasolina. Verificou-se que apenas 30 mg de adsorvente, 5 min de contato com a solução de BTEX, 1 min para remoção do adsorvente e 1 min para a extração foram suficientes para concentração/recuperação de BTEX de agua pela técnica de m-SPE, viabilizando a análise quantitativa, no caso por CG-MS. / The contamination of water bodies by Benzene, Toluene, Ethylbenzene and Xylenes (BTEX) has prompted the development of more efficient methodologies for their removal and the development of sufficiently sensitive, selective, reproducible and fast analytical methods for environmental monitoring. In this context, adsorbent materials with magnetic properties appear as efficient, low cost and easy automation alternatives, including the development of analytical methods based on magnetic solid phase extraction (m-SPE), which has gaining increasing interest since allows rapid extraction and effective analysis of pollutants with high sensitivity. The search for suitable adsorbents requires the study of materials with large surface area, functionalizable and stable as the silica\'s family, more specifically a comparison between the types of silica and the type of functionalizing agent on their adsorption/desorption properties. Magnetic organofunctionalized mesoporous silicas with different morphologies were prepared: ordered mesoporous silica MCM-48 and MCM-41, as well as spherical nanoparticles of mesoporous silica (NPSiO2). The formation of ordered mesoporous silica begins with the preparation of a CTAB template on which silica is deposited/formed to produce MCM-41 and MCM-48 materials. The CTAB concentration must be carefully controlled since colloidal structures with different morphologies can be generated by varying this parameter. The FTIR, XRD and N2 sorption spectroscopy analyzes confirmed the preparation of ordered mesoporous silica materials with a gyroid 3D (MCM-48), or hexagonal type (MCM-41) arrangement respectively with a surface area of 1212 m2.g-1 and 1159 m2.g-1. In addition, the MET images of the MCM-48 material showed mean particle size equal to 116 nm &#177; 15 nm. To facilitate removal from water, magnetite nanoparticles (SPIONs) were incorporated into the surface of adsorbent materials. The typical removal time was determined to be 1 minute. The organofunctionalization of the silica with octadecylsilane (C18), octylsilane (C8) and diphenylsilane (Ph2) was confirmed by FTIR spectroscopy and thermogravimetric analysis demonstrating the presence and allowing the determination of the mass percentage of the organic fraction in each type of mesoporous silica. Using commercial silica gel (Silica) as reference, the adsorption properties toward BTEX in water were compared when the functionalizing agent is C8, C18 or Ph2. The results indicated that the adsorption capacities, according to the Langmuir model, decrease in the following order C8 &#8805; C18 >> Ph2. From this, the adsorption properties of the C8 functionalized silicas were compared showing that the adsorption capacities according to the Langmuir model decrease in the following order: MCM-48 > Silica > NPSiO2 > MCM-41. The organofunctionalized nanocomposite MCM48-C8/SPION, exhibiting the best adsorption properties, was used in magnetic solid phase extraction (m-SPE) of BTEX from gas station water. Only 30 mg of adsorbent, 5 min of contact with the BTEX solution, 1 min to remove the adsorbent and 1 min for extraction were enough for concentration/recovery of BTEX in water by m-SPE technique suitable for quantitative analysis, in this case by CG-MS.

Nesse trabalho de duas partes, colunas monolíticas poliméricas foram aplicadas em extração em fase sólida e em nanocromatografia capilar, duas das suas mais importantes aplicações. Na primeira parte foi desenvolvido um monolito para extração em fase sólida dos metais Cd(II), Pb(II) e Cu(II), que foi acoplada on-line com detecção eletroquímica com o auxílio de instrumentação de análise por injeção sequencial (SIA). A coluna usada como suporte sólido para extração em fase sólida foi obtida com a copolimerização entre formador de ligação cruzada etileno dimetacrilato (EDMA) e monômero funcional glicidil metacrilato (GMA), preparada a partir de uma mistura reacional composta de 30% GMA, 10% EDMA, 5% H2O, 35% n-propanol e 20% 1,4- butanodiol, aquecida durante 24 horas à 60&#176;C. Essa composição e condições de polimerização favoreceram a permeabilidade do monolito, o que foi necessário para o acoplamento no SIA. Após a obtenção do monolito base o mesmo foi modificado pela reação do anel epóxi do grupo GMA com ácido iminodiacético (IDA) para garantir propriedades de quelação de metais e maior capacidade de adsorção para a coluna. O monolito foi caracterizado com imagens de microscopia de varredura eletrônica (MEV) e a capacidade de extração foi de 4,4 &#177; 0,3 mg Cu(II) m-1 obtida com curvas de breakthrough. O método de determinação on-line dos metais operado por SIA, que executou as etapas de carregamento de amostra, limpeza da coluna, eluição dos analitos e recondicionamento dos sítios ativos teve frequência amostral de 6,8 injeções por hora. Os limites de detecção (LD) e quantificação (LQ) para o método foram, respectivamente, de 1,0 e 3,3 &#181;g L-1 para o Cd(II), 0,7 e 2,2 &#181;g L-1 para o Pb(II) e 0,5 e 1,8 &#181;g L-1 para o Cu(II). O método foi aplicado na determinação dos metais em diferentes matrizes de águas naturais, sendo encontrado Cu(II) em algumas amostras. A exatidão do método foi avaliada com estudos de adição e recuperação nessas águas, obtendo-se valores entre 75,5 e 116,6%. Na segunda parte do trabalho foi utilizada uma coluna polar composta da sulfobetaína zwitteriônica N,N-dimetil-N-metacriloil-oxietil-N-(3-sulfopropil) amônio betaína (MEDSA) e do formador de ligações cruzadas dioxietil dimetacrilato (DiEDMA) em Nanocromatografia de Interação Hidrofílica (HILIC) para fazer a separação de Dopamina, Epinefrina, Norepinefrina, L-DOPA, Tiramina, DOPAC e Ácido Homovanílico, neurotransmissores, alguns de seus metabólitos e precursores, compostos polares de baixa massa molecular. A seletividade cromatográfica da coluna foi altamente dependente da composição da fase móvel aquosa:orgânica, apresentando um mínimo de retenção na transição do mecanismo HILIC para a fase reversa (RP). Ajustando os dados experimentais de fatores de retenção em função da composição da fase móvel com o modelo de retenção duplo foi possível prever qual composição de fase móvel promoveria a separação dos analitos da mistura, que foi atingida em torno de 85% acetonitrila e 15% H2O. A coluna foi modificada com o grupo zwitteriônico 2-metacriloil-oxietil fosforilcolina (MPC) por UV grafting e a modificação da metade do comprimento da coluna durante 30 minutos de exposição UV levou às mudanças na seletividade cromatográfica. / In this two parts work, polymeric monolithic columns were applied in solid phase extraction and in capillary nanochromatography, two of their most important applications. In the first part, a monolith for solid phase extraction of Cd(II), Pb(II) and Cu(II) metals was developed and coupled online with electrochemical detection with the aid of sequential injection analysis instrumentation (SIA). The column used as a solid support for solid phase extraction was obtained by copolymerization between the crosslinker ethylene dimethacrylate (EDMA) and the functional monomer glycidyl methacrylate (GMA), prepared from a reaction mixture composed of 30% GMA, 10% EDMA, 5% H2O, 35% n-propanol and 20% 1,4-butanediol, heated at 60 &#176; C for 24 hours. This composition and polymerization conditions favored monoliths permeability, which was required for the SIA coupling. After obtaining the base monolith, it was modified by reaction of the epoxy ring of the GMA group with the iminodiacetic acid (IDA) to guarantee metals chelating properties and increase adsorption capacity for the column. The monolith was characterized by scanning electron microscopy (SEM) images and extraction capacity was 4.4 &#177; 0.3 mg Cu(II) m-1, obtained from breakthrough curves. The method for online determination of metals operated by SIA, which performed the steps of sample loading, column cleaning, analyte elution and reconditioning of active sites had a sampling throughput of 6.8 injections per hour. The limits of detection (LD) and quantification (LQ) for the method were, respectively, 1.0 and 3.3 &#181;g L-1 for Cd(II), 0.7 and 2.2 &#181;g L-1 for the Pb(II) and 0.5 and 1.8 &#181;g L-1 for Cu(II). The method was applied for the determination of metals in different natural water matrices, finding Cu(II) in some samples. The accuracy of the method was evaluated with addition and recovery studies in these waters, finding recoveries between 75.5 and 116.6%. In the second part of the work, a polar column composed of the zwitterionic sulfobetaine N,N-dimethyl-N-methacryloyloxyethyl-N-(3-sulfopropyl) ammonium betaine (MEDSA) and the cross-linker dioxyethyl dimethacrylate (DiEDMA) was used in Hydrophilic Interaction Nanocromatography (HILIC) to separate Dopamine, Epinephrine, Norepinephrine, L-DOPA, Tyramine, DOPAC and Homovanilic Acid, neurotransmitters, some of its metabolites and precursors, which are polar compounds of low molecular mass. The chromatographic selectivity of the column was highly dependent on the composition of the aqueous:organic mobile phase, showing a minimum retention at the transition from the HILIC to the reverse phase (RP) mechanism. By adjusting the experimental data of retention factors as a function of mobile phase composition with the double retention model it was possible to predict which mobile phase composition would promote the separation of the mixed analytes, which was achieved around 85% acetonitrile and 15% H2O. The column was modified with the 2-methacryloyl oxyethyl phosphorylcholine (MPC) zwitterionic group by UV grafting and the modification of half columns length during 30 minutes of UV exposure led to changes in the chromatographic selectivity.