Nessa dissertação foi realizada uma scoping review com objetivo de buscar na literatura o que existe, até o presente momento, para explicar a relação entre o metabolismo mitocondrial com a síndrome da fadiga crônica (SFC). A SFC se apresenta de forma diferente para cada indivíduo, o que torna complexo seu entendimento, uma vez que não foram identificados biomarcadores específicos para auxiliar em um diagnóstico definitivo que favoreça uma intervenção adequada e tratamentos mais eficazes. Diferentes mecanismos biológicos são estudados, sendo que alterações no metabolismo mitocondrial têm sido foco de pesquisas recentes. Tais alterações podem ser a causa de fadiga severa e estudos sobre SFC mostraram que entre os principais indicadores da disfunção mitocondrial, envolvidos com a menor produção de ATP, está o comprometimento das vias de fosforilação oxidativa. O método utilizado nessa revisão, scoping review, é utilizado para investigar conceitos-chave subjacentes a uma nova área de pesquisa, bem como esclarecer definições de trabalhos, analisando o título e resumo de artigos para seleciona-los. Como critérios de inclusão ficaram determinados: (1) estudos clínicos que registram pacientes adultos (>= 18 anos de idade); (2) mostram uma relação entre questões do metabolismo e bioenergética mitocondrial com síndrome da fadiga crônica; (3) são escritos em português, inglês ou espanhol; (4) artigos publicados nos últimos 10 anos. E de exclusão: (1) utilizaram modelos animai; (2) relatos de casos, editoriais, cartas, revisões de literatura, resumos e dissertações de reuniões; (3) literatura cinzenta. Entre os descritores comuns, utilizados para realizar a busca nas bases de dados estão: mitochondria OR mitochondrial, fatigue, bioenergy OR bioenergetic OR energy metabolism. O estudo foi guiado pela seguinte questão: \"\"Alterações no metabolismo energético mitocondrial estão relacionados com a origem e prevalência da síndrome da fadiga crônica?\". Após utilizar a estratégia de busca, específica para cada uma das quatro bases de dados (PubMed, EMBASE, SCOPUS e Web of Science), foram encontrados 228 artigos, os quais foram exportados para o software Rayyan QCRI e removidos aqueles que se encontravam em duplicata. Este software permitiu que dois revisores executassem, de forma independente, a leitura dos títulos e resumos de 150 artigos e 27 foram selecionados para a leitura na íntegra, por atenderem aos critérios supracitados. Dentre esses últimos, apenas 10 relatavam alterações no metabolismo mitocondrial relacionadas à SFC. As alterações compreendem modificações nas vias de transporte mitocondrial e na cadeia respiratória; mutações no DNA mitocondrial e, até mesmo, disfunções energéticas em células do sistema imune, como as natural-killer. Foram encontrados dados de pesquisas em diversas áreas clínicas, tais como: cardiologia, oncologia e distúrbios musculares, os quais podem colaborar para trazer luz às causas biológicas dessa síndrome. Desta forma, tornou-se ainda mais evidente a conexão entre distúrbios na bioenergética mitocondrial, como uma menor capacidade de transporte de oxigênio por meio das vias de transporte, ou até mesmo, a insuficiência mitocondrial para produção de ATP, com a SFC. De acordo com os estudos que compuseram a amostra final desta revisão (n=10), o metabolismo mitocondrial e suas principais atividades, como a produção e transporte de ATP, são um alvo potencial para auxiliar na compreensão de incógnitas existentes sobre a SFC. Esses resultados são promissores para a enfermagem, sobretudo na área da ciência dos sintomas, com impacto na qualidade de vida e no manejo personalizado de sintomas em diferentes condições crônicas, especialmente na SFC / In this dissertation a scoping review was carried out with the objective of searching in the literature what exists to date to explain the relationship between mitochondrial metabolism and chronic fatigue syndrome (CFS). SFC presents itself differently for each individual, which makes complex their understanding, since no specific biomarkers were identified to aid in a definitive diagnosis that favors an appropriate intervention and more effective treatments. Different biological mechanisms are studied, and changes in mitochondrial metabolism have been the focus of recent research. Such alterations may be the cause of severe fatigue and studies on CFS have shown that among the main indicators of mitochondrial dysfunction, involved in the lower production of ATP, is the involvement of oxidative phosphorylation pathways. The method used in this review, scoping review, is used to investigate key concepts underlying a new research area, as well as clarifying definitions of papers, analyzing the title and abstract articles to select them. As inclusion criteria were determined: (1) clinical studies that register adult patients (>= 18 years of age); (2) show a relationship between metabolism and bioenergetic mitochondrial issues with chronic fatigue syndrome; (3) written in Portuguese, English or Spanish; (4) articles published in the last 10 years. The exclusion criteria: (1) used animal models; (2) case reports, editorials, letters, literature reviews, abstracts and dissertations; (3) gray literature. Among the common descriptors used to perform the search in the databases are: mitochondria OR mitochondrial, fatigue, bioenergy OR bioenergetic OR energy metabolism. The study was guided by the following question: \"\" Changes in mitochondrial energy metabolism are related to the origin and prevalence of chronic fatigue syndrome? \". After using the search strategy, specific to each of the four databases (PubMed, EMBASE, SCOPUS and Web of Science), 228 articles were found, which were exported to the Rayyan QCRI software and removed from those that were in duplicate. This software allowed two reviewers to independently perform the reading of the titles and abstracts of 150 articles and 27 were selected for reading in full, because they meet the aforementioned criteria. Among the latter, only 10 reported changes in mitochondrial metabolism related to CFS. The changes comprise modifications in mitochondrial transport pathways and respiratory chain; mutations in mitochondrial DNA, and even energy dysfunctions in cells of the immune system, such as natural killer. Research data have been found in several clinical areas, such as: cardiology, oncology and muscular disorders, which can collaborate to bring light to the biological causes of this syndrome. Thus, the connection between disturbances in mitochondrial bioenergetics, such as reduced oxygen transport capacity, or even mitochondrial insufficiency for ATP production, with CFS became even more evident. According to the studies that compose the final sample of this review (n = 10), mitochondrial metabolism and its main activities, such as the production and transport of ATP, are a potential target to aid in the understanding of existing unknowns about CFS. These results are promising for nursing, especially in the area of symptom science, with an impact on quality of life and personalized management of symptoms in different chronic conditions, especially CFS

Risers flexíveis são comumente utilizados como parte de sistemas submarinos de produção de petróleo, sendo caracterizados por uma estrutura tubular multicamadas. Durante a instalação ou operação, estes risers podem estar sujeitos a eventos externos que podem vir a causar avarias na sua camada externa. Neste sentido, em alguns casos, faz-se necessária a reavaliação da vida em fadiga destes risers, por estarem operando numa condição diferente daquela inicialmente prevista no projeto como, por exemplo, quando o espaço anular do riser configura um ambiente corrosivo. Este trabalho avalia, por meio de teste de fadiga e corrosão-fadiga, o efeito causado pela alteração da superfície corroída na resistência à fadiga de aços de armaduras de tração de um riser retirado do campo. A corrosão se deu pelo contato da água do mar com as armaduras devido a um dano na capa externa. A intensidade da corrosão e sua relação com a vida à fadiga foram avaliadas em duas regiões do riser, sendo uma no local do dano (ruptura da capa externa) e outra 5 metros afastada do mesmo. Por meio de medidas de rugosidade e análise por imagem, verificou-se que a corrosão na região afastada foi, em geral, da ordem de 30% inferior à observada na região do dano. Após avaliação da corrosão dos arames das duas regiões, procedeu-se com os testes de fadiga e corrosão-fadiga em escala reduzida. Os resultados mostraram que, apesar da diferença na corrosão, as duas regiões apresentaram desempenho similares à fadiga ao ar. Além disso, quando comparado com dados de arames íntegros de referência, os arames corroídos tiveram uma considerável redução da resistência à fadiga nos testes ar e corrosão-fadiga, evidenciando o efeito deletério dos pites de corrosão pré-existentes, mesmo com tamanhos reduzidos. A partir das medidas de profundidades e diâmetros dos pites e com uso de modelos teóricos, foram feitas estimativas dos fatores de concentração de tensões à fadiga, Kf, sendo encontrados valores próximos ao valor obtido experimentalmente. Com base nos resultados dos testes realizados, este trabalho contribuiu com importantes dados sobre a influência da pré-corrosão no desempenho à fadiga de arames, os quais podem subsidiar o processo de reavaliação de vida à fadiga de risers flexíveis e também discussões sobre as atuais metodologias de testes de corrosão-fadiga. / Flexible risers are commonly used as part of subsea production systems in oil and gas industry and they are characterized by multilayer tubular structure. During installation or operation, these risers may be subjected to external events that might cause damages to the outer sheath. Therefore, in some cases, it is necessary to reevaluate the fatigue life of these risers because they are operating in different conditions from that originally expected in the design phase, for instance, when the flexible pipe designed for intact annulus have the outer sheath breached. By using fatigue and corrosion fatigue testing, this study evaluates the corroded surface effect on the fatigue resistance of carbon steel tensile armor removed from service. The corrosion occurred due to a damage at the riser outer sheath, which exposed the armors to the seawater. The corrosion intensity and its association to the fatigue resistance were evaluated at two regions of the riser, one at the outer sheath damage and another 5 meters away from the breach. By using roughness measurements and image analysis, it was found corrosion approximately 30% lower at the away location when compared to the damage region. After corrosion evaluation, small scale fatigue and corrosion-fatigue tests were conducted. The results showed that, despite the significant difference in corrosion, both regions presented similar fatigue life in ar. In addition, when compared to intact wires from reference data, the corroded wires had a fatigue resistance reduction for tests in both air and corrosive mean, demonstrating the detrimental effect of pre-existing corrosion pits. From the pits depths and diameters along with theoretical models, fatigue notch factors were estimated and the values were quite close to the one obtained experimentally. Based on tests results, this study contributes with important data about the influence of pre-corrosion in fatigue performance of wires, which can support the process of fatigue life reevaluation for flexible risers and discussions on current methodologies used for corrosion-fatigue tests.

Resumo: O objetivo principal desta tese foi investigar a causa e a conseqüência da fadiga em countermovement jumps realizados em diferentes razões de esforço e pausa. Esses objetivos foram testados utilizando dois estudos experimentais. O primeiro estudo comparou as causas da fadiga em protocolos de fadiga de curta (=10 min) e longa duração (=20 min), manipulando as durações da pausa entre countermovement jumps. Os resultados indicaram que, após a realização do protocolo de fadiga de curta duração, houve redução da contração isométrica voluntária máxima para extensão do joelho acompanhada por fadiga central e periférica. Por outro lado, após a realização do protocolo de fadiga de longa duração, a redução da contração isométrica voluntária máxima para extensão do joelho foi associada apenas à fadiga periférica. No segundo estudo foi utilizado um protocolo de fadiga para o sistema neuromuscular similar ao primeiro estudo, tendo como objetivo investigar o padrão de movimento sob fadiga. O tempo e a seqüência da relação inter-segmental do movimento e da ativação muscular permaneceram inalteradas sob a condição de fadiga. Entretanto, alguns ajustes no controle de countermovement jumps realizados sob a condição de fadiga foram observados, provavelmente na tentativa de manter a altura do salto vertical. Entre alguns ajustes, é possível destacar um aumento na flexão das articulações e na duração do salto vertical. Esses resultados foram similares independentemente da razão de esforço e pausa utilizada para induzir fadiga em countermovement jumps. Considerando ambos os estudos experimentais, os resultados da presente tese sugerem que a causa da fadiga em countermovement jumps é tarefa-dependente. Isso significa que dependendo do protocolo de indução de fadiga utilizado, a causa da fadiga pode ser alterada de central para periférica, por exemplo... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: This thesis explored the cause of fatigue in countermovement jump performed under different intensities and its influence upon movement pattern. These aims were tested using two experimental studies. The first one aimed to compare the causes of fatigue development during a short- (=10 min) and a long-term (=20 min) countermovement jump protocols through the manipulation of resting interval. The results indicated that after short-term fatigue protocol, maximal voluntary isometric contraction reduction was accompanied by central and peripheral fatigue. On the other hand, after long-term fatigue protocol, maximal voluntary isometric contraction reduction was accompanied by peripheral fatigue. The second study used similar exercise protocol to induce fatigue on neuromuscular system. It was aimed to investigate the movement pattern of countermovement jump throughout fatigue exercise protocols. The timing and sequencing of inter-segmental movement and of muscle activation remained relatively unaltered under fatigue. However, in order to sustain required jump height, few adjustments were performed on control and on coordination of fatigued jumps, such as increased joint flexion and earlier initiation of joint extension. This result was quite similar irrespective of fatigue-induced exercise intensities. Considering both experimental studies, the results of present thesis suggest that the cause of fatigue in countermovement jump is task-dependent in which depends on what fatigue protocol is used, thereby the cause of fatigue can move from one site to another. Even with the neuromuscular system impaired, there was not change on the movement pattern of countermovement jump, irrespective of exercise duration and cause of fatigue. However, adjustments on control and coordination of countermovement jump were performed in order to compensate the force loss and to maintain the targeted jump height. / Orientador: Eduardo Kokubun / Coorientador: José Angelo Barela / Banca: André Luiz Félix Rodacki / Banca: Ana Maria Forti Barela / Banca: Carlos Ugrinowistch / Doutor

Risers flexíveis são comumente utilizados como parte de sistemas submarinos de produção de petróleo, sendo caracterizados por uma estrutura tubular multicamadas. Durante a instalação ou operação, estes risers podem estar sujeitos a eventos externos que podem vir a causar avarias na sua camada externa. Neste sentido, em alguns casos, faz-se necessária a reavaliação da vida em fadiga destes risers, por estarem operando numa condição diferente daquela inicialmente prevista no projeto como, por exemplo, quando o espaço anular do riser configura um ambiente corrosivo. Este trabalho avalia, por meio de teste de fadiga e corrosão-fadiga, o efeito causado pela alteração da superfície corroída na resistência à fadiga de aços de armaduras de tração de um riser retirado do campo. A corrosão se deu pelo contato da água do mar com as armaduras devido a um dano na capa externa. A intensidade da corrosão e sua relação com a vida à fadiga foram avaliadas em duas regiões do riser, sendo uma no local do dano (ruptura da capa externa) e outra 5 metros afastada do mesmo. Por meio de medidas de rugosidade e análise por imagem, verificou-se que a corrosão na região afastada foi, em geral, da ordem de 30% inferior à observada na região do dano. Após avaliação da corrosão dos arames das duas regiões, procedeu-se com os testes de fadiga e corrosão-fadiga em escala reduzida. Os resultados mostraram que, apesar da diferença na corrosão, as duas regiões apresentaram desempenho similares à fadiga ao ar. Além disso, quando comparado com dados de arames íntegros de referência, os arames corroídos tiveram uma considerável redução da resistência à fadiga nos testes ar e corrosão-fadiga, evidenciando o efeito deletério dos pites de corrosão pré-existentes, mesmo com tamanhos reduzidos. A partir das medidas de profundidades e diâmetros dos pites e com uso de modelos teóricos, foram feitas estimativas dos fatores de concentração de tensões à fadiga, Kf, sendo encontrados valores próximos ao valor obtido experimentalmente. Com base nos resultados dos testes realizados, este trabalho contribuiu com importantes dados sobre a influência da pré-corrosão no desempenho à fadiga de arames, os quais podem subsidiar o processo de reavaliação de vida à fadiga de risers flexíveis e também discussões sobre as atuais metodologias de testes de corrosão-fadiga. / Flexible risers are commonly used as part of subsea production systems in oil and gas industry and they are characterized by multilayer tubular structure. During installation or operation, these risers may be subjected to external events that might cause damages to the outer sheath. Therefore, in some cases, it is necessary to reevaluate the fatigue life of these risers because they are operating in different conditions from that originally expected in the design phase, for instance, when the flexible pipe designed for intact annulus have the outer sheath breached. By using fatigue and corrosion fatigue testing, this study evaluates the corroded surface effect on the fatigue resistance of carbon steel tensile armor removed from service. The corrosion occurred due to a damage at the riser outer sheath, which exposed the armors to the seawater. The corrosion intensity and its association to the fatigue resistance were evaluated at two regions of the riser, one at the outer sheath damage and another 5 meters away from the breach. By using roughness measurements and image analysis, it was found corrosion approximately 30% lower at the away location when compared to the damage region. After corrosion evaluation, small scale fatigue and corrosion-fatigue tests were conducted. The results showed that, despite the significant difference in corrosion, both regions presented similar fatigue life in ar. In addition, when compared to intact wires from reference data, the corroded wires had a fatigue resistance reduction for tests in both air and corrosive mean, demonstrating the detrimental effect of pre-existing corrosion pits. From the pits depths and diameters along with theoretical models, fatigue notch factors were estimated and the values were quite close to the one obtained experimentally. Based on tests results, this study contributes with important data about the influence of pre-corrosion in fatigue performance of wires, which can support the process of fatigue life reevaluation for flexible risers and discussions on current methodologies used for corrosion-fatigue tests.

Orientador: Itamar Ferreira / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-20T17:14:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Queiroz_SymeReginaSouza_D.pdf: 5101982 bytes, checksum: 1143c4b43c52ed713ed719367ce07ead (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: A tendência mundial das estradas de ferro é utilizar carga elevada por vagão no transporte de produtos e alta velocidade no setor de passageiros. Em ambas as situações, as rodas ferroviárias são muito solicitadas mecanicamente e, em função disso, as propriedades mecânicas dessas rodas devem ser rigorosamente controladas, tendo em vista que as principais causas de acidentes envolvendo trincas nas rodas, ou a retirada da roda antes do final de sua vida, estão direta ou indiretamente associadas a baixos níveis de resistência mecânica, resistência à fadiga e tenacidade à fratura. O conhecimento do comportamento mecânico das rodas ferroviárias com base nas suas propriedades mecânicas é imprescindível para o projeto de rodas ferroviárias e para o aprimoramento de seu processo de fabricação. Este trabalho tem como objetivo caracterizar e analisar a microestrutura, as propriedades mecânicas e os micromecanismos de fratura de cinco rodas ferroviárias, duas fundidas e três forjadas, a partir de corpos-de-prova usinados dos aros e discos dessas rodas. As propriedades mecânicas analisadas são as básicas (limite de escoamento, limite de resistência à tração, alongamento específico até à fratura, redução de área, dureza e energia de impacto Charpy), a resistência à fadiga e a tenacidade à fratura, de corpos-de-prova usinados das rodas ferroviárias. Além das microestruturas e das propriedades mecânicas, foram também caracterizados e analisados os micromecanismos de fratura dos corpos-de-prova dos ensaios de fadiga e impacto, por meio de microscopia eletrônica de varredura. Os resultados dos ensaios indicam, em relação aos limites de escoamento e de resistência à tração, que não houve diferenças significativas entre as rodas fundidas e forjadas analisadas. Quanto à dureza (HRC), ductilidade (alongamento específico e redução de área) e tenacidade à fratura, as rodas forjadas apresentaram valores superiores. Em relação à resistência à fadiga, uma propriedade importante no caso de rodas ferroviárias, os corpos-de-prova usinados das rodas forjadas apresentaram melhores resultados em relação às rodas fundidas. Pode-se também concluir que, tanto para as propriedades mecânicas básicas e nobres como também para os micromecanismos de fratura, os resultados obtidos são compatíveis aos encontrados na literatura especializada, validando e comprovando que a metodologia de análise pode ser utilizada para melhorar os projetos e os processos de fabricação de rodas ferroviárias de aço fundidas e forjadas / Abstract: The word wide tendency of railroads is to use high load per wagon in cargo transport and high-speed in passenger sector. In both situations, the railway wheels are very mechanically requered, and as a result, the mechanical properties of these wheels should be controlled strictly in order that the main causes of accidents involving wheels cracks, or withdrawal of the wheel before end of its life, are directly or indirectly associated with low levels of strength, fatigue resistance and fracture toughness. Knowledge of the mechanical behavior of railway wheels based on their mechanical properties is essential for the design of railway wheels and the improvement of its manufacturing process. This work aims to characterize and analyze the microstructure, mechanical properties and fracture micromechanisms of five railway wheels, two cast and three forged, from the machined specimens of the rim and web of these wheels. The analyzed mechanical properties are the basics (yield strength, tensile strength, elongation, reduction in area, hardness and Charpy impact energy) the fatigue resistance and the fracture toughness, from the specimens machined of railway wheels. In addition to the microstructures and mechanical properties were characterized and analyzed the micromechanisms of fracture of the specimens of fatigue and impact tests, using scanning electron microscopy. The test results indicate, with respect to the yield strength and tensile strength, there were no significant differences between cast and forged wheels analyzed. The hardness (HRC), ductility (elongation and reduction in area) and fracture toughness of the forged wheels showed higher values. Regarding resistance to fatigue, an important property in the case of railway wheels, the forged wheels machined specimens shown better results compared to cast wheels. One can also conclude that, for both the basic and noble mechanical properties as well as for the micromechanisms of fracture, the results are compatible with those found in the literature, validating and verifying that the method of analysis can be used to improve the castings and forgings steel railway wheels and manufacturing processes and projects / Doutorado / Materiais e Processos de Fabricação / Doutora em Engenharia Mecânica

Embora a analise no domínio da freqüência do sinal Eletromiográfico (EMG) seja empregada na caracterização do processo de fadiga muscular localizada sua aplicação, especificamente a da Freqüência Mediana (Fmed), é pouco explorada para a determinação do Limiar de Fadiga Eletromiográfico (LFE). Neste estudo foram realizadas análises baseadas em procedimentos experimentais executados em três diferentes modalidades de exercício: i) isométrico; ii) isotônico com peso fixo; iii) isotônico no cicloergômetro; onde foi monitorado o comportamento da Fmed do sinal EMG em três porções do músculo quadríceps femoral: vasto lateral, vasto medial e reto femoral. Os resultados demonstraram ser possível determinar o LFE através da monitoração da Fmed, em qualquer modalidade de exercício para todas as três porções musculares avaliadas. Entretanto, para o exercício isométrico e isotônico com peso fixo a qualidade dos ajustes, utilizados para o calculo do LFE, apresentou melhores índices estatísticos em comparação com os resultados obtidos no cicloergômetro. Pode ser considerado um reflexo deste comportamento a menor variação nos valores do LFE observada nas duas primeiras modalidades de exercício. Por conseqüência, nestas modalidades, uma melhor caracterização do LFE, relacionada sua definição teórica, foi observada. A análise complementar das bandas de freqüência isoladas demonstrou a possibilidade de melhoramentos relacionados ao processo metodológico de tratamento do sinal EMG para determinação do LFE. Entende-se que a determinação do LFE é uma temática controversa, porém ao mesmo tempo apresenta um grande potencial de exploração científica caracterizando, neste contexto, a contribuição deste estudo para a área / Tthough the analysis in the frequency domain of the Electromyographic Signal (EMG) was used in the characterization of the localized muscular fatigue process their application, specifically the Median Frequency (MF), is rarely explored for the determination of Electromyographic Fatigue Threshold (EMGFT). In this study analysis based in experimental procedures were executed in three different modalities of exercise: i) isometric; ii) dynamic with fixed load; iii) dynamic in the cycle ergometer; where was monitored the behavior of the EMG signal through the MF in three portions of the quadriceps muscle: vastus lateralis, vastus medialis and rectus femoris. The results demonstrated that the determination of EMGFT through the monitorization of MF was possible, in any modality of exercises for all the three muscular portions evaluated. However for the isometric and dynamic exercise with fixed load the quality of the adjustments, used for estimate the EMGFT, presented better statistical index in comparison with the results obtained in the cycle ergometer. May be considered a reflex of this behavior the smallest variation in the values of EMGFT observed in the first two modalities of exercise. For consequence, in these modalities, a better characterization of EMGFT was observed when related with your theoretical definition. The complemental analysis of the isolated bands of frequency demonstrated the possibility of improvement related in the methodological process of EMG signal processing for determination of EMGFT. The understanding around the determination of EMGFT demonstrated a controversial theme, however at the same time it presents a great potential of scientific exploration characterizing, in this context, the contribution of present study for this area

Este trabalho apresenta estudos, ensaios e análises de resultados a respeito do comportamento à fadiga das estruturas de concreto armadas com barras isoladas e telas soldadas, começando pelas lajes de pontes, seus elementos mais sensíveis à fadiga. A parte experimental desta pesquisa consiste na investigação experimental do comportamento à fadiga de lajes de concreto armado, executadas com e sem pré-lajes armadas com barras de aço isoladas ou em tela soldada. Foram realizados ensaios de fadiga de barra ao ar em 36 corpos de prova de CA50 f10 mm, isoladas e em tela, com o objetivo de construir a Curva de Wöhler dessas barras de produção nacional. Além disso, foram ensaiadas 20 lajes executadas com e sem pré-lajes de concreto, montadas com diversas configurações de armadura, submetidas a ensaios estáticos e dinâmicos. A configuração de armadura adotada nas lajes da pesquisa foi baseada nas utilizadas com freqüência neste tipo de elemento das pontes. A escassez de dados precisos a respeito do comportamento de lajes armadas com barras ou com telas soldadas de fabricação brasileira submetidas a ações cíclicas conduziu ao propósito de se elaborar uma pesquisa de caráter experimental sobre esse tema, cujos resultados e conclusões pudessem fornecer informações mais precisas a respeito do desempenho das lajes. / This research presents the studies, tests and the analysis of the results about the behavior of concrete structures reinforced with rebars or steel mesh due to fatigue loading, starting with bridge slabs which are the most susceptible elements to fatigue. The experimental part of this research consists in testing the behavior due to fatigue of concrete slabs, with or without pre-slabs and reinforced with continuous bars or steel mesh. Axial testing in air of 36 specimens of CA50 f10 mm in continuous bars and mesh were made in order to build the Wöhler Curve for Brazilian conditions. Beyond that, tests were made in 20 concrete slabs with pre-slabs, with several reinforcements arrangement. The 20 slabs were submitted to static and dynamic loading. The reinforcement configuration was based on the commonly used for these elements. The scarcity of more precise data about the behavior of concrete slabs reinforced with rebars or welded mesh made in Brazil submitted to cycle loading was the major reason to make a research based on the testing results about this theme, which results and conclusions are capable of producing more accurate information about the behavior of the slabs.

Grande parte dos componentes mecânicos e estruturas são solicitados por carregamentos que variam com o tempo e frequentemente falham por fadiga. Neste sentido, é indubitável que o modo de falha por fadiga seja considerado no projeto mecânico de componentes, equipamentos e estruturas sujeitas a carregamentos cíclicos. Os livros de projetos de máquinas ainda são os mais utilizados na indústria como referência teórica e prática ao dimensionamento contra a fadiga de produtos. Entretanto, muitos deles ainda não incluem as últimas descobertas e metodologias mais modernas para o cálculo de durabilidade de estruturas. Adicionalmente, de uma maneira geral, grande parte dos livros especializados em fadiga também não trazem informações detalhadas sobre a previsão de vida em fadiga sob a ótica do projeto mecânico, como a análise utilizando critérios de Fadiga Multiaxial e a análise de fadiga baseada em Elementos Finitos (FE-Based Fatigue Analysis). Baseado neste cenário, este trabalho tem o objetivo de propor um procedimento para avaliar a vida em fadiga de componentes e estruturas reunindo os métodos mais recentes utilizados nesta área. Dentre os vários assuntos incluídos no procedimento proposto, destacam-se: as importantes contribuições propostas pelo Conselho Alemão de Pesquisa em Engenharia (FKM-Guideline); a utilização de Análise por Elementos Finitos (FEA) na previsão de vida em fadiga; o cálculo do fator de tensão média utilizando pseudo tensões provenientes de FEA; a contabilização do efeito de entalhe em componentes com geometria complexa utilizando o Método do Gradiente de Tensão Relativo em conjunto com FEA, que pode ser aplicado tanto em carregamento uniaxial quanto em carregamento multiaxial; a contabilização do dano por fadiga em carregamento multiaxial de amplitude variável; a densidade da malha de elementos finitos adequada para utilizar em fadiga computacional; e a aplicação da teoria e dos critérios de Fadiga Multiaxial, principalmente em FE-Based Fatigue Analyses, cuja utilização é imprescindível em estruturas sujeitas a tensões cíclicas em mais de uma direção (x,y,z). / Most of mechanical components and structures are subjected to time varying loading and therefore often present fatigue failure. Therefore, it is essential to consider the fatigue failure mode in the project of components, machines and structures under cyclic loading. Design of Machine Elements books are still the most used in industry as theoretical and practical reference for designing products against fatigue. However, many of them still do not include the latest findings and methodologies used in fatigue life assessment of structures. Additionally, overall, most of the specialized fatigue books also do not include detailed information about fatigue life assessment in a mechanical project view, as the fatigue analysis using Multiaxial Fatigue criteria and the fatigue life prediction using the Finite Element Method (FE-Based Fatigue Analysis). Based on this fact, this thesis proposes a procedure for predicting component and structures fatigue life, gathering together the most recent methods used in the fatigue area. Among the several subjects included in this procedure, we can highlight: the important contributions of the German Engineering Research Council (FKM-Guideline); the use of Finite Element Analysis (FEA) in the fatigue life assessment; the calculation of the mean stress factor using the pseudo stresses from FEA; the computation of the notch eect in geometrically complex components using the Relative Stress Gradient Method in conjunction with FEA, method which can be applied both in uniaxial loading and multiaxial loading; the estimation of the fatigue damage in structures under variable amplitude multiaxial fatigue loading; the selection of an adequate Finite Element mesh density to use in computational fatigue; and the aplication of the Multiaxial Fatigue theory and criteria, specially in FE-Based Fatigue Analyses, of which use is essential in structures under ciclic stresses in 2 or 3 directions (x,y,z).

A presente tese investigou o efeito da ingestão de cafeína no desempenho no ciclismo, no recrutamento muscular, na contribuição energética, no lactato sanguíneo, nas respostas fisiológicas e perceptivas e no desenvolvimento de fadiga central e periférica em diferentes modelos de exercício aeróbio de alta intensidade. Nove ciclistas do sexo masculino (32,3 ± 6,0 anos de idade, 79,3 ± 6,8 kg, 181,2 ± 7,9 cm e VO2máx 55,2 ± 5,7 mL.kg-1.min-1) completaram 11 sessões experimentais. Os participantes foram submetidos a testes contrarrelógio de 4.000 m, testes com carga constante até a exaustão realizados na potência média do contrarrelógio (313 ± 41 W e 100 ± 10 rpm), e ainda testes com carga constante com tempo fixo correspondente a 60% do tempo sustentado no teste de carga constante até a exaustão (237,2 ± 56,0 s). Os participantes ingeriram cápsulas contendo placebo ou cafeína (5 mg.kg-1 de massa corporal) 60 minutos antes da realização dos testes, em ordem contrabalançada e em um modelo duplo-cego. Respostas cardiorrespiratórias e perceptivas foram mensuradas durante os testes. Lactato sanguíneo foi coletado antes e após o exercício. Avaliações neuromusculares foram realizadas através de estimulação elétrica no nervo femoral nos momentos Baseline (previamente à ingestão da cápsula), Pré-EX (uma hora após a ingestão, antes do exercício), e Pós-EX (2 min após o exercício). A ingestão de 5 mg.kg-1 de cafeína melhorou o desempenho no teste contrarrelógio de 4.000 m de ciclismo (-6,9 ± 7,4 s; p = 0,024), devido a um aumento na contribuição anaeróbia. O desempenho no teste com carga constante até a exaustão também foi melhor após a ingestão de cafeína (+134,3 ± 81,5 s; p = 0,001), mas neste caso acompanhado por maior contribuição aeróbia. A ingestão de cafeína previamente a realização do exercício proporcionou efeito ergogênico no teste contrarrelógio de 4.000 m e no teste de carga constante até a exaustão, sem alterar o limiar de fadiga periférica. Entre os componentes periféricos avaliados, a taxa máxima de desenvolvimento de força reduziu significativamente menos após o teste de carga constante até a exaustão na condição cafeína, mesmo como o tempo de exercício prolongado, e também reduziu significativamente menos após o teste de carga constante e tempo fixo, o que sugere que a cafeína pode ter alterado o processo acoplamento excitação-contração, o que resultou em atraso da fadiga periférica. Além disso, no teste com carga constante até a exaustão, a disposição e a sensação de prazer foram maiores após a ingestão de cafeína, sugerindo que neste modelo de exercício estas variáveis perceptivas também podem ter contribuído para o efeito ergogênico da cafeína observado no desempenho. Em conclusão, este estudo demonstrou que a cafeína melhorara o desempenho no ciclismo em ambos os modelos de exercício aeróbio de alta intensidade, sendo no contrarrelógio devido ao aumento da quantidade total de energia anaeróbia e no carga constante até a exaustão nas variáveis perceptíveis e alteração no acoplamento excitação-contração, sem alterar o limiar de fadiga periférica / The present thesis investigated the effect of caffeine on cycling performance, muscle recruitment, energetic contribution, blood lactate, physiological and perceptual responses and the development of central and peripheral fatigue in different models of high-intensity aerobic exercises. Nine male cyclists (32.3 ± 6.0 years old, 79.3 ± 6.8 kg, 181.2 ± 7.9 cm and VO2max 55.2 ± 5.7 mL.kg-1.min-1) completed 11 experimental sessions. The participants performed 4,000 m cycling time trial, constant-load to exhaustion in the average power output of the time trial (313 ± 41 W and 100 ± 10 rpm), and also performed constant-load with fixedtime corresponding to 60% of the time sustained in the constant-load to exhaustion (237.2 ± 56.0 s). Participants ingested capsules containing placebo or caffeine (5 mg.kg-1 body weight) 60 minutes prior to the tests, in a counterbalanced order and in a double-blind model. Cardiorespiratory and perceptual responses were measured during the tests. Blood lactate was collected before and after exercises. Neuromuscular assessments were performed via electrical femoral nerve stimulation at Baseline (prior to capsule ingestion), Pre-EX (one hour after capsules ingestion, before exercise), and Post-EX (2 min after exercise). 5 mg.kg-1 of caffeine improved their performance in the 4,000 m cycling time trial (-6.9 ± 7.4 s; p = 0.024), due to an increase in anaerobic contribution. The performance in the constant-load to exhaustion was also enhanced after caffeine intake (+134.3 ± 81.5 s; p = 0.001), but in this case accompanied by greater aerobic contribution. Caffeine intake prior to cycling performance provided an ergogenic effect in the 4,000 m time trial and in the constant-load to exhaustion, without altering the critical threshold of peripheral fatigue. Among the peripheral components evaluated, the maximum rate of force development significantly reduced less after the constant-load to exhaustion in the caffeine condition, even as the prolonged exercise time, and also reduced significantly less after the constant-load with fixed-time, which suggests that caffeine may have altered the excitation-contraction coupling, which resulted in delayed peripheral fatigue. In addition, during the constant-load to exhaustion test, the felt arousal and feeling were higher after the caffeine, suggesting that in this exercise model these perceptions may also have contributed to the observed ergogenic effect of caffeine on the cycling. In conclusion, this study demonstrated that caffeine improved the cycling performance in both models of high-intensity aerobic exercise, being in the time-trial due to the increase of the total amount of anaerobic energy and the constant load until the exhaustion due to alteration in the perceptible variables and in the excitation-contraction coupling, without change the peripheral fatigue threshold

Grande parte dos componentes mecânicos e estruturas são solicitados por carregamentos que variam com o tempo e frequentemente falham por fadiga. Neste sentido, é indubitável que o modo de falha por fadiga seja considerado no projeto mecânico de componentes, equipamentos e estruturas sujeitas a carregamentos cíclicos. Os livros de projetos de máquinas ainda são os mais utilizados na indústria como referência teórica e prática ao dimensionamento contra a fadiga de produtos. Entretanto, muitos deles ainda não incluem as últimas descobertas e metodologias mais modernas para o cálculo de durabilidade de estruturas. Adicionalmente, de uma maneira geral, grande parte dos livros especializados em fadiga também não trazem informações detalhadas sobre a previsão de vida em fadiga sob a ótica do projeto mecânico, como a análise utilizando critérios de Fadiga Multiaxial e a análise de fadiga baseada em Elementos Finitos (FE-Based Fatigue Analysis). Baseado neste cenário, este trabalho tem o objetivo de propor um procedimento para avaliar a vida em fadiga de componentes e estruturas reunindo os métodos mais recentes utilizados nesta área. Dentre os vários assuntos incluídos no procedimento proposto, destacam-se: as importantes contribuições propostas pelo Conselho Alemão de Pesquisa em Engenharia (FKM-Guideline); a utilização de Análise por Elementos Finitos (FEA) na previsão de vida em fadiga; o cálculo do fator de tensão média utilizando pseudo tensões provenientes de FEA; a contabilização do efeito de entalhe em componentes com geometria complexa utilizando o Método do Gradiente de Tensão Relativo em conjunto com FEA, que pode ser aplicado tanto em carregamento uniaxial quanto em carregamento multiaxial; a contabilização do dano por fadiga em carregamento multiaxial de amplitude variável; a densidade da malha de elementos finitos adequada para utilizar em fadiga computacional; e a aplicação da teoria e dos critérios de Fadiga Multiaxial, principalmente em FE-Based Fatigue Analyses, cuja utilização é imprescindível em estruturas sujeitas a tensões cíclicas em mais de uma direção (x,y,z). / Most of mechanical components and structures are subjected to time varying loading and therefore often present fatigue failure. Therefore, it is essential to consider the fatigue failure mode in the project of components, machines and structures under cyclic loading. Design of Machine Elements books are still the most used in industry as theoretical and practical reference for designing products against fatigue. However, many of them still do not include the latest findings and methodologies used in fatigue life assessment of structures. Additionally, overall, most of the specialized fatigue books also do not include detailed information about fatigue life assessment in a mechanical project view, as the fatigue analysis using Multiaxial Fatigue criteria and the fatigue life prediction using the Finite Element Method (FE-Based Fatigue Analysis). Based on this fact, this thesis proposes a procedure for predicting component and structures fatigue life, gathering together the most recent methods used in the fatigue area. Among the several subjects included in this procedure, we can highlight: the important contributions of the German Engineering Research Council (FKM-Guideline); the use of Finite Element Analysis (FEA) in the fatigue life assessment; the calculation of the mean stress factor using the pseudo stresses from FEA; the computation of the notch eect in geometrically complex components using the Relative Stress Gradient Method in conjunction with FEA, method which can be applied both in uniaxial loading and multiaxial loading; the estimation of the fatigue damage in structures under variable amplitude multiaxial fatigue loading; the selection of an adequate Finite Element mesh density to use in computational fatigue; and the aplication of the Multiaxial Fatigue theory and criteria, specially in FE-Based Fatigue Analyses, of which use is essential in structures under ciclic stresses in 2 or 3 directions (x,y,z).