O objetivo deste trabalho foi avaliar a dureza e o módulo de elasticidade da região de adesão quando utilizados diferentes sistemas adesivos e uma resina composta imediatamente após o procedimento adesivo e após 6 meses de armazenamento, correlacionando esses valores com a resistência adesiva à dentina humana. Para isso foram medidos a dureza e o módulo de elasticidade da resina composta junto à área de união, da camada de adesivo, da camada híbrida, e da dentina adjacente utilizando testes de nanoendentação. Foram utilizados 40 molares humanos hígidos (n=10). Os dentes foram preparados de modo a obterem-se superfícies planas em dentina, sobre as quais os sistemas adesivos foram aplicados seguindo as instruções dos fabricantes. Foram utilizados quatro sistemas adesivos de diferentes formas de aplicação (Adper Scotchbond Multiuso, Adper Single Bond 2, Adper SE Plus e Clearfil SE Bond). Sobre essas superfícies foram inseridos incrementos de resina composta perfazendo 5 mm de altura. Após 24h de armazenamento em água destilada à 37ºC. Os dentes restaurados foram seccionados para obterem-se corpos-de-prova com área aderida de 1mm2. Dos corpos de prova viáveis, 2 palitos centrais de cada dente foram selecionados para análise da nanodureza e do módulo de elasticidade da interface adesiva. Os demais tiveram a resistência de união testada através do teste de microtração, sendo metade desses corpos de prova armazenados durante 6 meses em água à 37ºC. Foi aplicado o teste estatístico ANOVA para dois fatores para todas as variáveis do estudo. Para o fator tempo foi detectada diferença estatística entre os grupos para a resistência adesiva (p=0,042), para o módulo de elasticidade do adesivo (p=0,000) e nanodureza do adesivo (p=0,000), sendo os valores mais baixos observados após 6 meses de armazenamento. Para o fator adesivo, todos os grupos apresentaram diferenças estatísticas (p=0,000), exceto para a variável nanodureza da camada híbrida (p=0,255). O sistema adesivo Clearfil SE Bond apresentou os melhores valores para resistência adesiva e módulo de elasticidade da camada híbrida, juntamente com o sistema Scothbond Multiuso. Os piores desempenhos foram demonstrados pelo sistema adesivo Adper SE Plus. Para a interação, apenas a variável nanodureza do adesivo apontou diferença entre os grupos (p=0,028). O teste de correlação de Pearson detectou correlação significante para as variáveis de módulo de elasticidade, sendo negativa para o módulo de elasticidade do adesivo e positiva para o módulo de elasticidade da camada híbrida. A metodologia e os resultados apresentados permitem-nos concluir que as propriedades mecânicas estudadas (resistência adesiva, módulo de elasticidade do sistema adesivo e da camada híbrida, nanodureza do sistema adesivo e da camada híbrida) podem variar dependendo do sistema adesivo utilizado e do tempo de armazenamento após o procedimento adesivo ter sido realizado. Além disso, quanto maior o módulo de elasticidade da camada híbrida apresentado por um sistema adesivo maior será sua resistência adesiva e menor será o módulo de elasticidade apresentado pela camada de adesivo. / The aim of this study is to evaluate hardness and elasticity module of adhesive region of adhesive systems of different formulations immediately and 6 moths after the adhesive procedures. Those values will be compared to microtensile bond strength to human dentin. The hardness and elasticity module of composite resin next to adhesion region, adhesive layer, hybrid layer and dentin were evaluated. Forty sound human molars were used and prepared in order to obtain flat dentin surfaces in which the adhesive systems were applied following manufactures instructions (n=10). The groups were divided according the four adhesive systems: Adper Scotchbond Multipurpose, Adper Single Bond 2, Adper SE Plus and Clearfil SE Bond. Resin blocks of 5mm were constructed in those surfaces. After 24h of storage in distilled water at 37°C restored teeth were sectioned in order to obtain specimen with a bonded area of around 1mm2. Two specimen of each tooth were submitted to nanohardness and elasticity module test of adhesive interface. Half of the specimen were immediately submitted to the test with a crosshead speed of 0,5mm/min until fracture, the other specimen were stored for additional 6 month in 37ºC water prior to the test. The values resulting of all variables of the study were compared using ANOVA two-way. For the time factor, it was detected statiscal difference between groups in microtensile bond strength values (p=0,042), adhesive elastic modulus (p=0,000) and adhesive nanohardnes (p=0,000), the lowest values were observed in 6 months of storage. For adhesive factor, all groups presented statistical difference (p=0,000), except hybrid layer nanohardness (p=0,255). Clearfil SE bond and Scothbond systems presented the best values of bond strength and hybrid layer elastic modulus. The worse performance was demonstrated by Adper SE Plus adhesive system. For the interaction, only the adhesive nanohardness presents difference between groups (p=0,028). The Pearson correlation test detected positive correlation with microtensile bond strength tests and hybrid layer elastic modulus and negative correlation with bond strength and adhesive elastic modulus. The methodology and the results allow us to conclude that the studied mechanical properties (bond strength, modulus of elasticity of the adhesive and hybrid layer, nanohardness adhesive system and the hybrid layer) may vary depending on the adhesive system and time storage after the bonding procedures have been performed. Moreover, when an adhesive system presents a high elastic modulus of hybrid layer, it will present a high bond strength and low elastic modulus of adhesive layer.

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O objetivo do presente estudo foi avaliar a resistência à flexão (RF) e o módulo de elasticidade (ME) de diferentes materiais restauradores poliméricos diretos, nos tempos de 30min e 24h sem tratamento térmico (TT); e quando submetidos ou não ao TT, sendo armazenados ou não por 180 dias. Materiais e método: Foram confeccionados 200 corpos de prova divididos nos seguintes grupos de acordo com o material: o ormocer microhíbrido Admira Fusion (ADM), a resina tipo “bulk” nanoparticulada Filtek Bulk Fill (BU), a resina composta convencional nanoparticulada Filtek Z350XT (Z350) e resina composta convencional microhíbrida IPS Empress Direct (EMP). Os grupos foram subdivididos (n=10) nos tempos de 30min sem TT, 24h com e sem TT ou 180 dias com e sem TT. Os corpos de prova (10 mm x 2 mm x 2 mm) foram confeccionados usando-se um molde tripartido de aço inox, no qual o material foi inserido em incremento único e fotoativado por 20s de cada lado. No final do período de 24h da fotoativação, o TT foi realizado por 10min em estufa à temperatura controlada de 170⁰C. O armazenamento das amostras de 180 dias foi em água destilada em ambiente escuro a 37⁰C. O teste de resistência à flexão de 3 pontos foi realizado em uma máquina de ensaio Instron à velocidade de 1,0 mm/min. Resultados: Os resultados foram obtidos em MPa (RF) e GPa (ME), sendo depois submetidos à análise estatística ao nível de significância de 5%. Todos materiais tiveram aumentos significativos do tempo de 30min para o tempo de 24h, tanto para a RF quanto para o ME (p<0,05). A realização do TT promoveu aumento nos valores de RF para as resinas compostas BU e EMP no tempo de 24h e Z350 no tempo de 180 dias (p<0,05). Para a BU sem TT, o armazenamento não influenciou nos resultados de RF. A realização do TT promoveu aumento nos valores de ME para o ADM nos dois tempos de análise, e para as resinas compostas EMP, BU e Z350 no tempo de 24h (p<0,05). Houve diminuição significativa no ME de ADM e EMP após 180 dias em comparação ao tempo de 24h, independente do TT e para BU com TT (p<0,05). Não houve diferença quanto ao ME na comparação entre 180 dias e 24h para a BU sem TT e para a Z350 com TT (p>0,05). Conclusões: Pode-se concluir que a influência do tempo de 30min para o tempo de 24h na RF e no ME independe do material. A influência do armazenamento e do TT na RF e no ME são materiais dependentes. / Purpose: Direct composite resins are often used by professionals for making extensive indirect restorations. The aim of this investigation was to evaluate flexural strength and elastic modulus of different restorative polymeric materials at 30 minutes and 24 hours without heat treatment (HT); and with and without HT at 24 hours and 180 days post cure. Materials and method: 200 samples were prepared and divided according to the material as follows: microhybrid ormocer Admira Fusion (ADM), nanofilled bulk-fill composite resin Fitek Bulk Fill (BU), nanofilled universal composite resin Filtek Supreme Ultra (Z350) and microhybrid universal composite resin IPS Empress Direct (EMP). Groups were subdivided (n=10) at 30 minutes into: without HT (30 min), 24 h with and without HT and 180 days with and without HT. The samples (10 mm x 2 mm x 2 mm) were made in a tri-part stainless steel mold where the material was inserted and light-cured for 20 seconds on each side. At the end of the 24 h period HT at 170⁰C was performed for 10 minutes in a dry heat oven. The 180 day storage samples were placed in destilled water at 37⁰C in the dark. A standard three point bending test was conducted on all samples with a universal testing machine (Instron) at a crosshead speed of 1.0 mm/min. Results: The results were recorded in MPa (flexural strength) and GPa (elastic modulus) and data were analyzed statistically at a significance level of 5%. All the materials had a significant increase in flexural strength and elastic modulus from 30 minutes to 24 hours (p<0.05). HT promoted an increase in flexural strength for BU and EMP at 24 hours and Z350 at 180 days (p<0,05). Storage didn’t influence flexural strength for BU without HT. HT promoted elastic modulus increase for ormocer ADM at both testing times and for EMP, BU and Z350 at 24 hours (p<0.05). With regard to ADM and EMP the elastic modulus decreased significantly after 180 days in comparison to 24 h independent of HT. BU with HT also decreased in modulus after 180 days (p<0.05). There was no significant difference in elastic modulus between 24 hours and 180 days for BU without HT and for Z350 with HT (p>0.05). Conclusions: It can be concluded that the influence of time from 30 minutes to 24 hours in flexural strength and elastic modulus is independent of the material. Storage and HT influence on flexural strength and elastic modulus are material dependent.

O conhecimento da resistência ao dano por choque térmico de materiais refratários é uma das características mais importantes para determinar seu desempenho em muitas aplicações, pois quando os refratários são submetidos a abruptas e severas variações de temperatura, estes podem sofrer danos. A resistência ao dano por choque térmico de um material pode variar com o tamanho de grão, com o tipo e valor da tensão, com a taxa de carregamento e com outras condições de aplicação da tensão, ou seja, não é uma propriedade intrínseca do material. Os métodos correntemente utilizados para prever o comportamento da resistência ao dano por choque térmico são baseados nos trabalhos de Hasselman, responsável pelo estudo da determinação dos parâmetros de resistência ao choque térmico, R (oC), o parâmetro de resistência ao dano por choque térmico R\'\'\'\' (m), e o parâmetro de estabilidade da trinca sob tensão térmica Rst (m1/2.oC). As equações previstas por ele levam em consideração o módulo de Young, o módulo de ruptura, a energia de fratura e o coeficiente de expansão térmica do material a ser analisado. A resistência ao dano por choque térmico pode ser avaliada por meio de ciclos térmicos, isto é, sucessivos testes de aquecimento e subseqüente resfriamento, com análise da queda do módulo de Young a cada ciclo. Para prever e avaliar a resistência ao dano por choque térmico, amostras de um concreto refratário comercial fornecido pela IBAR (Indústrias Brasileiras de Artigos Refratários), foram sinterizadas a 1000ºC e 1450ºC por cinco horas. Essas temperaturas foram definidas em virtude de o concreto em questão apresentar agregados de andaluzita, que sofrem mulitização após 1280ºC. Logo esse concreto exibe um comportamento distinto em função da temperatura de tratamento térmico, pois seu agregado pode se transformar em mulita e sílica. Para esse estudo, amostras prismáticas sinterizadas a 1000ºC e 1450ºC, foram submetidas a ciclos de choque térmico, permanecendo 20 minutos no forno com temperatura de 1000ºC e subseqüente resfriamento em água circulante a 25ºC. Também foram realizadas análises de porosidade aparente, de absorção de água, de massa específica aparente, de difração de raios X e microscopia eletrônica de varredura. Foi verificado que os parâmetros de Hasselman previram que o refratário sinterizado a 1450ºC apresentaria menor resistência ao choque térmico, previsão esta confirmada pelos testes experimentais. Sendo assim é importante avaliar o comportamento do concreto refratário desde a temperatura ambiente até a temperatura de trabalho, a fim de que se conheçam todas as mudanças envolvidas, e que sejam evitados problemas que possam gerar prejuízos na instalação industrial e ao processo pertinente à sua aplicação. / The thermal shock resistance of refractory materials is one of the most important characteristics that determine their performance in many applications, since abrupt and drastic differences in temperature can damage them. A material1s thermal shock resistance may vary according to grain size, the type and intensity of the stress to which it is subjected, the loading rate, and other loading conditions; hence, this resistance is not an intrinsic property of the material. The method currently employed to predict thermal shock behavior is based on the work of Hasselman, whose studies involved the determination of the parameters of thermal shock resistance, R (ºC), thermal shock damage resistance, R\"\" (m), and thermal stress crack stability, Rst (m1/2.ºC). Hasselman\'s equations take into consideration Young\'s modulus, the modulus of rupture, the energy at fracture and the coefficient of thermal expansion of the material under analysis. Resistance to thermal shock damage can be evaluated based on thermal cycles, i.e., successive heating and cooling cycles followed by an analysis of the drop in Young\'s modulus occurring in each cycle. In the present study, samples of a commercial refractory produced by IBAR (Indústrias Brasileiras de Artigos Refratários) were sintered at 1000ºC and 1450ºC for 5 hours to predict and evaluate their thermal shock resistance. These temperatures were chosen because this refractory contains andalusite aggregates that become mullitized at temperatures above 1280ºC. Therefore, this castable displays a particular behavior as a function of the heat treatment temperature, since its aggregates can transform into mullite and silica. In this study, prismatic samples from each sintering temperature were subjected to thermal shock cycles, soaking in the furnace for 20 minutes at a temperature of 1000ºC, and subsequent cooling in circulating water at 25ºC. Apparent porosity, water absorption, apparent density, X-ray diffraction and scanning electron microscopy analyses were also performed. It was found that Hasselman\'s parameters predicted that the refractory sintered at 1450ºC would show lower thermal shock resistance than the refractory sintered at 1000ºC, a prediction that was confirmed by the results of the thermal shock tests. Hence, is important to evaluate the behavior of refractory castables from ambient temperature to working temperature in order to be aware of all the changes that occur, thus avoiding problems leading to losses in industrial installations and in the processes involved in the specific applications of these refractories.

O objetivo principal foi investigar se o osso cortical apresenta comportamento bimodular, ou seja, se os valores de módulo de elasticidade (E) dependem do tipo de carregamento que o método utiliza. Para alcançá-lo foi preciso: (1) \"calibrar\" os diferentes métodos em um material conhecidamente unimodular, para afastar a possibilidade de erros ligados à execução de um método. (2) Depurar os métodos já calibrados para torná-los exequíveis em osso cortical. O que foi feito em espécimes de resina composta, que é um material unimodular e com E parecido com o do osso cortical. Foi investigado se o método de medida interfere no valor do E obtido neste material (pois, pelas informações da literatura, existia uma dúvida consistente). Finalmente, (3) foi avaliado se o método de medida, a região anatômica e o indivíduo interferem nos valores de E em espécimes de osso cortical. Adicionalmente, (4) verificou-se a possibilidade de se encontrar e validar uma correlação entre E e dureza Knoop (KH), para medir o E de resinas compostas indiretamente. Espécimes de latão (n = 5) tiveram o seu E calculado por quatro métodos estáticos diferentes (flexão em três pontos; tração; compressão e método de Marshall), que foram calibrados até que todos medissem o valor esperado; os valores de cada método foram comparados por análise de variância de medidas repetidas (o método foi o fator vinculado e o nível de significância foi de 5%). Espécimes (n = 4) de cinco marcas diferentes de resina composta, também foram submetidos aos quatro métodos, fazendo as adaptações pertinentes (depuração), e tiveram o seu E calculado. Estes valores foram submetidos à análise de variância de medidas repetidas (o método foi o fator vinculado e o nível de significância foi de 5 %). Espécimes (n = 48) obtidos em diferentes regiões (periósteo, endósteo e \"transversal\") de fêmures de quatro bois diferentes tiveram seu E calculado através dos métodos devidamente depurados (flexão em três pontos, tração indireta e compressão). Os valores de E foram submetidos a análises de variâncias (nível de significância de 5 %) para avaliar a influência do método, da região e do indivíduo (bois diferentes) sobre os valores de E. O método experimental de tração não foi utilizado para analisar o comportamento bimodular, porque durantes os ensaios com osso cortical, ele apresentou valores com viés. Por isso, os valores de tração foram calculados de forma indireta (Eti) através de uma equação e dos valores experimentais de flexão em três pontos (Eb) e compressão (Ec). Para validar o uso de valores de Eti, eles foram comparados com os respectivos valores de tração experimental (Et) calculados previamente nos espécimes de resinas compostas por análise de variância de medidas repetidas, e não foram achadas diferenças significantes (p > 0,05). Para encontrar e validar a correlação entre E e KH, os valores médios de E em cada espécime de resina (média do E obtido nos 4 métodos em cada espécime) foram submetidos ao teste de correlação de Pearson (nível de significância de 5%) com os respectivos valores experimentais de dureza Knoop (KH) e foi obtida uma equação de regressão linear. Para validar a equação foi confeccionado um segundo grupo de espécimes de resina (de marcas diferentes das utilizadas anteriormente) que teve seu E calculado pelo ensaio de flexão (Eb) e pela equação de regressão proposta previamente (Er); verificou-se então se a correlação entre estes valores (Eb x Er) era significante (nível de significância de 5 %), e se a nova reta de regressão apresentava coeficiente angular não diferente de 1, e coeficiente constante não diferente de zero (critérios de validação). A análise de variância não apontou diferença significante (p > 0,05) entre os valores de E calculados para o metal pelos 4 métodos, e os valores obtidos não diferiram do E conhecido do latão (ao redor de 100 GPa). As depurações necessárias foram realizadas e com elas os diferentes métodos calcularam o E dos espécimes de resina composta de modo consistente: a análise de variância encontrou diferenças significantes (p < 0,05) entre marcas (cujos E médios cobriram a faixa entre 3 e 20 GPa) e não significantes entre os 4 métodos (p > 0,05). Nos espécimes de osso cortical o valor de E foi significantemente dependente (p < 0,05) do método de obtenção (Eti > Eb > Ec). O E dos espécimes obtidos na região \"transversal\" foi menor que o E dos espécimes obtidos na região do endósteo (p < 0,05); no entanto, não houve diferença significante (p > 0,05) entre o E dos espécimes obtidos nas regiões do endósteo e periósteo e entre o E dos espécimes obtidos nas regiões do periósteo e \"transversal\". Ao considerar somente os valores obtidos no ensaio de compressão (Ec), um dos indivíduos apresentou valores de E maiores que os demais (p < 0,05). As médias de E (dos quatro métodos) em cada espécime de resina apresentaram correlação significante com os respectivos valores de KH (p < 0,05) e a equação de regressão linear: E = 0,1602 KH. Também foi significante (p < 0,05) a correlação dos valores de Eb com os respectivos valores de Er (calculados pela regressão E = 0,1602 KH); além disso, a reta de regressão linear desta nova correlação (Eb = 1,0088Er + 0,0475) apresentou coeficiente angular não diferente de 1 e coeficiente constante não diferente de zero. Pode-se concluir que: (1) Quatro métodos de medir o E apresentaram resultados semelhantes em um material metálico. (2) Estes mesmos métodos foram depurados com sucesso para sua utilização em espécimes de osso cortical ao constatar que também não interferiram no valor do E obtido em espécimes semelhantes aos de osso, confeccionados com resinas compostas. (3) Os valores de E de osso cortical dependem do método de medida, o que demonstra seu comportamento bimodular. A região anatômica e o indivíduo também afetam os valores de E dos espécimes de osso cortical (o indivíduo só foi um fator significante ao considerar somente os valores obtidos no ensaio de compressão). (4) Foi encontrada e validada uma correlação entre E e KH em resinas compostas, que permite calcular o E deste material através da regressão E = 0,1602 KH. / The main objective was to investigate whether the cortical bone has a bimodular behavior, that is, if the values of elastic modulus (E) depend on the load type used by the method. To achieve this, it was necessary: (1) \"calibrate\" the different methods in a material with well-known unimodular behavior, for excluding the possibility of systematic errors in the execution of the methods. (2) Depurate the calibrated methods to make them executable in cortical bone. This was made on specimens of composite resin, which is a unimodular material and has an E similar to that of cortical bone. It was also investigated if the method of measuring the E influences the obtained value in this material (because there was a consistent doubt in the literature). Finally (3), we assessed whether the E values in cortical bone are influenced by the measurement method, by the anatomical region and by the individual. Additionally, (4) it was verified if it would be possible suggesting and validating a correlation between E and Knoop hardness (KH), to indirectly measure the E of composite resins. Brass specimens (n = 5) had their E calculated by four different static methods (three point bending, tensile, compression and Marshall\'s method), which were calibrated until all the methods were capable of measuring the expected value; the E values of each method were compared by analysis of variance of repeated measures (the method was the linked factor and the significance level was 5%). Specimens (n = 4) of five different composite resins were also subjected to the four methods, making the relevant adjustments (depuration), and had their E calculated. These values were subjected to analysis of variance of repeated measures (the method was the linked factor and the significance level was 5%); Specimens (n = 48) obtained in different regions (periosteum, endosteum and \"transverse\") of bovine femurs from four different individual had their E calculated using the depurated methods (three point bending, indirect tensile and compression). The E values were subjected to analyzes of variance (significance level of 5%) to evaluate the influence of the method, of the region and of the individual (different cattle) in the E values. The experimental tensile method was not used to analyze the bimodular behavior because during tests on cortical bone, this method showed values with bias. Therefore, the tensile values were indirectly calculated (Eti) by a formula and by the experimental values of E calculated by three point bending (Eb) and compression (Ec). To validate the use of Eti values, they were compared with the corresponding tensile experimental values (Et) previously measured in the composite resins specimens by analysis of variance (repeated measures), and no significant difference was found (p > 0.05). For suggesting and validating the correlation between E and KH, the average values of E of each composite specimen (mean of E obtained considering the values of the four methods in each specimen) were submitted to the Pearson\'s correlation test (significance level of 5 %) with the corresponding experimental KH values and it was obtained the linear regression equation. To validate this equation, it was made a second group of composite resins specimens (with different brands of the previously used) in which the E was calculated by three point bending test (Eb) and by regression equation previously proposed (Er); then it was checked whether the correlation between these values (Eb x Er) was significant (significance level of 5 %), and if the new regression line showed angular coefficient no different from one, and constant coefficient no different from zero (validation criteria). The analysis of variance showed no significant difference (p > 0.05) among the E values calculated for the metal specimens by the four methods; the obtained values did not differ from the known E of the brass (about 100 GPa). The necessary adjustments (depuration) were made and then the different methods calculated the E of the composite resin specimens consistently: the analysis of variance found significant difference (p < 0.05) between composite brands (whose E mean covered the range between 3 and 20 GPa) and no significant difference among the four methods (p> 0.05). In the specimens of cortical bone, the E values were significantly dependent (p < 0.05) of the obtainment method (Eti > Eb> Ec). The E values of the \"transversal\" specimens were lower than the endosteum specimens (p < 0.05); but there was no significant difference (p > 0.05) between the E of endosteum specimens and periosteum specimens and between the E of periosteum specimens and \"transversal\" specimens. When considering just E values of the compression method, one cattle showed higher E values than the others (p < 0.05). The mean of the four methods for each specimen composite resin exhibited a significant correlation with the respective KH values (p < 0.05) and the linear regression equation: E = 0.1602 KH. It was also significant (p < 0.05) the correlation between Eb and the respective Er values (calculated by the regression E = 0.1602 KH); furthermore, the linear regression of this new correlation (Eb = 1.0088Er + 0.0475) presented angular coefficient no different from 1, and constant coefficient no different from zero. It can be concluded that: (1) Four methods of E measuring showed similar results in a metallic material. (2) The same methods were successfully depurated for their execution in cortical bone specimens, since the measurement method did not affect the obtained E value in resin composites (that is a material with E value similar to cortical bone); (3) The E values of cortical bone depend on the measurement method, which demonstrates its bimodular behavior. The anatomical region and the individual also affect the E values of the cortical bone specimens (the individual was a significant factor only when considering just the E values obtained in the compression test). A correlation between E and KH that allows the E estimation by the regression E = 0.1602 KH was suggested and validated in composite resins.

Aplicativos educacionais podem promover diversos benefícios a professores e alunos, desde a redução de tarefas repetitivas à realização de atividades impossíveis com o uso de apenas lousa e papel. Módulos de Aprendizagem Interativa (iMA) são uma família de aplicativos educacionais que fornecem atividades interativas integradas a Sistemas de Gerenciamento de Cursos. O desenvolvimento de iMA, similarmente ao de outros sistemas criados em contexto de projetos acadêmicos, enfrenta problemas relacionados a manutenção e evolução de software, que afetam suas contribuições à sociedade. Isso é provocado principalmente pela degradação do código com o tempo e dos métodos ad-hoc utilizados, sem sistematização do processo ou procedimentos explícitos para prevenção desses problemas. Com o objetivo de aprimorar esse processo, esta dissertação apresenta uma Linha de Produto de Software (LPS) criada para o desenvolver iMA. O método usado para criá-la envolveu análise do domínio, formado pelos iMA existentes, a elaboração de um modelo de sistema para definir as responsabilidades das características obrigatórias, variantes e opcionais aos aplicativos, e a implementação de um arcabouço de aplicação. Assim, essa LPS consiste nesse arcabouço e seus manuais de funcionamento interno, utilização e evolução, promovendo reúso de código, arquitetura e processo. A avaliação deste trabalho foi conduzida com uma prova de conceito e um estudo de caso. A prova de conceito descreve o desenvolvimento de um novo iMA, chamado iTangran, apresentando a factibilidade da utilização da LPS para essa tarefa. O estudo de caso investigou com maior profundidade o impacto da LPS sobre a criação da nova versão de um aplicativo existente, chamado iVProg. Os resultados obtidos mostram que o oferecimento de um processo e uma arquitetura que guiam as tarefas do programador de iMA teve grande influência na sua percepção de produtividade e satisfação, além de contribuírem para a qualidade do código criado e sua documentação, fatores essenciais para a prevenção dos problemas de desenvolvimento enfrentados atualmente. / Educational software provide many benefits for teachers and students, from reducing repetitive tasks to offering assignments impossible with the use of only blackboard and paper. Interactive Learning Modules (iLM) are a family of educational systems which offer interactive assignments integrated with Learning Management Systems. The development of iLM, similarly to other software created in context of academic projects, faces issues related to software maintenance and evolution, which hinder their contributions to society. This is mainly caused by code degradation with time and to ad-hoc methods used, without a systematic process and explicit considerations to prevent these problems. With the goal of improving this process, this work presents a Software Product Line (SPL) for the development of iLM. The method used to create this SPL involved an analysis of the domain, which are the existing iLM, the creation of a system model in order to define the responsibilities of mandatory, variant and optional features among systems, and the implementation of an application framework. Therefore, the SPL consists of this framework and its manuals for internal operation, utilization and evolution, providing code, architecture and process reuse. Contributions of this work were evaluated by a proof of concept and a study case. The proof of concept describes the development of a new iLM called iTangran, presenting the possibility of using the SPL for this task. The study case investigated more deeply the SPL impact on the refactoring process of an existing iLM, iVProg. Results show that a guide and an architecture for the tasks undertaken by programmers have a significant influence on the perceived productivity and their satisfaction while working, also contributing to code and documentation quality, which are essential factors to prevent development problems such as those faced nowadays.

Made available in DSpace on 2015-05-14T12:56:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 1634368 bytes, checksum: 15995bdf9c8fa3e54e6dbaeeb501003d (MD5) Previous issue date: 2014-02-17 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Objectives: To analyze the effect of NaF and TiF4 varnishes on nanohardness (N) and elastic modulus (E) of enamel surface after very short exposure time to simulation of drinking a can of soft drink; and evaluate the thickness and topography of protective layer formed, by atomic force microscopy (AFM). Methods: Thirty blocks of human enamel (4x4 mm) were divided into 3 groups (n=10): control, NaF varnish and TiF4 varnish. The specimens remained in artificial saliva for 24h, and the varnishes were applied only once. After 6h, specimens were submitted to erosive challenge (10 cycles: 5s in cola drink/5s in artificial saliva). The thickness of protective layer formed and the surface topography were evaluated by optical microscope and AFM. The data were subjected to Two-Way ANOVA, Tukey and Student s-t (&#945;=0.05). Results: The values shown for N and E (GPa) before and after erosive challenge differed statistically, only for control and TiF4 groups. After the erosive challenge, NaF group showed statistically higher values for N and E than those found for control and TiF4 groups. However, the thickness and depth of indentation values showed that N and E values found for TiF4 group were related to the protective layer formed. By AFM, both varnishes showed globular protective layer formation, and the thickness of layer was significantly higher for TiF4 than NaF group. Conclusions: NaF varnish was able to protect the nanomechanical properties of enamel after short erosive challenge, and TiF4 varnish showed a thick and homogeneous protective layer formation with nanomechanical properties. Keywords: tooth erosion; elastic modulus; fluorides; microscopy, atomic force / Objetivos: Analisar o efeito dos vernizes de NaF e TiF4 na nanodureza (N) e módulo de elasticidade (E) da superfície do esmalte após um curto tempo de exposição a bebida a base de cola, simulando a ingestão de uma lata de refrigerante, e também avaliar a espessura e topografia da camada protetora formada, por meio de microscópio de força atômica (AFM). Métodos: Trinta blocos de esmalte humano (4x4 mm) foram divididos em 3 grupos (n = 10): controle (sem verniz), verniz de NaF e verniz de TiF4. As amostras permaneceram em saliva artificial durante 24 horas, e os vernizes foram aplicados apenas uma vez. Após 6h os espécimes foram submetidos a desafio erosivo (10 ciclos: 5s em bebida a base de cola/5s em saliva artificial). A espessura da camada protetora formada e a topografia da superfície foram avaliadas por microscopia óptica e AFM. Os dados foram submetidos à ANOVA Two-Way, Tukey e T- Student (&#945; = 0,05). Resultados: Houve diferença estatística dos valores de N e E (GPa), antes e após o desafio erosivo, apenas para os grupos controle e TiF4. Após o desafio erosivo o grupo NaF mostrou estatisticamente maiores valores de N e E que os grupos controle e TiF4. No entanto, os valores da espessura e profundidade da indentação mostraram que os valores encontrados de N e E para o grupo TiF4 estavam relacionados com a camada protetora formada e não com o esmalte erodido. Ambos os vernizes mostraram, por meio de AFM, a formação de uma camada protetora globular, e a espessura da camada formada foi significativamente maior para o grupo TiF4 que NaF. O verniz de NaF foi capaz de proteger as propriedades nanomecânicas de esmalte após curto desafio erosivo e o verniz de TiF4 apresentou formação de camada protetora espessa e homogênea com propriedades nanomecânicas . Conclusões: O verniz de NaF foi capaz de proteger as propriedades nanomecânicas de esmalte após curto desafio erosivo e o verniz de TiF4 apresentou formação de camada protetora espessa e homogênea com propriedades nanomecânicas.

O comportamento mecânico do subleito tem influência determinante no desempenho das estruturas de pavimento. Porém, muitas vezes, os estudos realizados para elaboração de projetos são simplistas e não levam em conta as variações de comportamento mecânico que podem ocorrer, seja por fatores construtivos, seja ambientais, como umidade, durante o período de operação. Neste sentido, métodos de dimensionamento mecanicistas-empíricos de estruturas de pavimentos empregam modelos de comportamento das diversas camadas da estrutura e do subleito, sendo alvos de constantes revisões para recalibração destes modelos, de modo que se aproximem mais da realidade do comportamento em serviço. As calibrações dos modelos são necessárias para aumentar a confiabilidade do dimensionamento de modo a garantir pavimentos mais duráveis, e para otimizar custos de execução e de manutenção ao longo da vida útil das estruturas. Neste contexto o presente trabalho propõe uma metodologia para compreender as propriedades dos solos do subleito e de suas variações, estabelecendo um programa de ensaios de campo e de laboratório, cadastramento, processamento e combinação de resultados de propriedades físicas e mecânicas de solos de subleitos de pavimentos de rodovias existentes. O objetivo final é estabelecer parâmetros de deformabilidade elástica de solos do subleito e sua variabilidade para auxiliar no dimensionamento de novas estruturas de pavimentos e reabilitação das antigas. O trabalho utiliza estudos de casos de pavimentos rodoviários em operação. O primeiro caso foi base para o estabelecimento metodológico de estudo desejável do subleito de um pavimento existente, concebendo modelos de previsão de comportamento resiliente do subleito para uso em futuros projetos de restauração deste pavimento ou para novos projetos em locais com similaridade de ocorrência de solos. Empregando a metodologia estabelecida no primeiro caso, fez-se uma busca minuciosa de dados em vários documentos existentes sobre pavimentos rodoviários de concessionárias do Estado de São Paulo, concebendo-se um banco de dados para análise do subleito destes pavimentos, de modo a ampliar a gama de solos pesquisados. Com resultados de caracterização de solos em laboratório e de deflectometria em campo, além de dados de localização dos pontos estudados em mapas geológicos e pedológicos, dados de precipitação, de terraplenagem, entre outros, pôde-se analisar os dados e identificar a influência de cada elemento na variação do módulo de resiliência dos solos de fundação de pavimentos em serviço. O banco de dados de ensaios laboratoriais de solos de subleito contou com um total de 3.894 registros e de ensaios não destrutivos deflectométricos de campo com um total de 169.525 registros (dados históricos de nove rodovias estaduais diferentes). Dentre as principais conclusões, verificou-se que grande parte dos modelos de correlações existentes na literatura entre parâmetros de propriedades físicas e de resistência (como CBR) de solos com o módulo de resiliência possui aplicação muito restrita, inviabilizando sua aplicação de forma indiscriminada em locais distintos daqueles onde foram obtidas as correlações. Além disso, verificou-se que o módulo de resiliência do subleito em campo apresenta variações de grande magnitude e, portanto, é de difícil previsão, requerendo acumulação de dados históricos, bem como de um cadastro adicional de maior gama de informações. Recomenda-se que maiores quantidades de ensaios sejam realizadas e que permitam verificação, ou dupla checagem, para validação, bem como para futuramente ser possível o estabelecimento de modelos matemáticos mais confiáveis. Nos estudos, foi possível estabelecer parâmetros estatísticos que podem ser utilizados tanto em métodos de dimensionamento vigentes ou novos, como naquelas que consideram as variações do módulo de resiliência do subleito para determinação do risco de falha, ou da confiabilidade das estruturas. / Subgrade mechanical behavior has a determining influence on the performance of pavement structures. However, often, the studies carried out for project designs are simplistic and do not take into account the variations that can occur in the mechanical behavior, whether by constructive factors or environmental ones, such as the moisture content during the operation period. Thus, mechanical-empirical design methods of pavement structures employ performance models of the many layers of the structure and of the subgrade, being targets of constant revisions for adjustment of these models so that they come closer to reality in operation behavior. Model adjustments are necessary to increase design reliability to ensure more durable pavements and to optimize execution and maintenance costs during the structure life. In this context, the present work proposes a methodology to understand the subgrade soil properties and their variations, establishing a program of field and laboratory tests, registration, processing and combination of results of physical and mechanical properties of subgrade soils of existing highway pavements. The final objective is to establish parameters of the subgrade soil elastic deformability and their variability to assist in the design of new pavement structures and in the rehabilitation of old ones. This work uses case studies of road pavements in operation. The first case was the basis for the methodological establishment of a desirable study of the subgrade of an existing pavement, designing predictive models of the subgrade resilient behavior for use in future rehabilitation projects of this pavement or for new projects in places with a similar occurrence of soils. By using the methodology established in the first case, a thorough data search was carried out in several existing documents on road pavements of concessionaires in the State of São Paulo, and a database was prepared to analyze the subgrade of such pavements in order to expand the range of soils studied. With the results of soil characterization in the laboratory and by field deflections, in addition to location data of the points studied in geological and pedological maps, precipitation and earthwork data, among others, it was possible to analyze the data and identify the influences of each element on the variation of the subgrade resilient modulus of the pavements in operation. The database from laboratory tests of subgrade soils covered a total of 3,894 registers and of non-destructive deflectometric field tests - a total of 169,525 registers (historical data on nine different state highways). Among the main conclusions, it was verified that most of the correlation models existing in the literature between parameters of physical and mechanical strength properties (like the CBR) of soils with the resilient moduli have very restricted application, making it impossible to apply them indiscriminately in places other than those where the correlations were obtained. In addition, it was verified that the resilient modulus of the subbase in situ presents variations of great magnitude and, therefore, it is difficult to make predictions. Lots of historical data are required, as well as additional registers of a greater range of information. Therefore, it is recommended that a larger number of tests be performed in order to allow for checking and double-checking for validation as well as the possibility of a future establishment of more reliable mathematical models. In the studies, it was possible to establish statistical parameters that can be used both in current and in new design methods, like in those that consider variations of the subgrade resilient moduli to determine the risk of failure or of the reliability of structures.

O uso de agregados convencionais, tais como brita graduada de rocha sã, em bases e subbases de rodovias tem se tornado praticamente inviável em algumas regiões do Estado do Rio Grande do Sul. O alto custo de exploração, distância de transporte, escassez destes materiais e preocupação com o meio ambiente tem dificultado sua obtenção. Por outro lado, o crescimento econômico acelerado exige estradas pavimentadas que facilitem o fluxo de cargas e a comunicação entre as regiões. Soluções economicamente viáveis que divirjam da prática atual e mantenham a trafegabilidade nestas regiões são necessárias e deverão ser utilizadas cada vez mais pelos engenheiros rodoviários. O presente trabalho tem como objetivo proporcionar um resgate histórico da construção de trechos experimentais pavimentados com materiais alternativos, localizados em quatro rodovias do Estado. Estas rodovias foram pavimentadas utilizando materiais locais como plintossolo da Planície Costeira, basalto alterado da região do Planalto e lateritas da região das Missões. O desempenho dos trechos experimentais foi analisado a partir de levantamentos periódicos dos defeitos funcionais e estruturais dos pavimentos. Trincheiras foram abertas para o conhecimento das espessuras das camadas da estrutura e coleta de materiais para caracterização em laboratório. Os módulos de resiliência das camadas constituídas de materiais alternativos retroanalisados através de programa computacional serviram como parâmetros para o entendimento do comportamento estrutural dos pavimentos. As análises de desempenho destes pavimentos permitiram a sugestão de uma proposta de manutenção para estas rodovias. / The use of conventional aggregates such as graded crushed stone of bed rock, in bases and sub-bases of roads has become virtually unviable in some regions of Rio Grande do Sul. The high cost of exploration, distance of transport, lack of quarries and concern for the environment has hindered its use. On the other hand, the rapid economic growth requires paved roads to facilitate the flow of cargo and communication between regions. Economically feasible solutions that differ from current practice and maintain traffic flow in these regions are needed and should be increasingly used by roads engineers. This thesis aims to provide an historical rescue of experimental sections built with alternative materials, located in four state highways. These roads were built using local materials like Plintossolo Coastal Plain, weathered basalt in the Plateau Region and laterites in the Missions Region. The performance of the experimental lengths was analyzed using the periodic surveying of pavements. Trenches were opened to determine the thicknesses of the structure layers and sampled for laboratory characterization. The resilient moduli of the layers formed of alternative materials were calculated through back analysis using computer programs. They were used as parameters for understanding the structural behavior of pavements. Despite the lack of proper maintenance, the pavement formed with structure composed of alternative materials showed a good performance. Analyses of performance of these pavements have allowed for the suggestion of a proposal for the maintenance of these roads.

O objetivo principal deste trabalho é avaliar a efetividade da previsão de geração de energia elétrica realizada por meio de simulação de um sistema fotovoltaico integrado por módulos de diferentes características, dispostos em série e conectados à rede de distribuição, sem inversor. Para isto foi utilizado o programa Crearray, desenvolvido no Laboratório de Energia Solar da UFRGS, que permite determinar o ponto de polarização do arranjo e comparar com dados medidos experimentalmente. Foi montado um arranjo fotovoltaico integrado com módulos de diferentes características conectados à rede de distribuição por meio de um inversor. A curva característica de cada um dos módulos foi determinada por ensaio em um simulador. Os dados da curva permitiram determinar os parâmetros dos modelos utilizados no programa Crearray. Para avaliar o funcionamento do programa os dados de tensão em corrente contínua foram inseridos no software e as respectivas correntes foram calculadas. Os valores de corrente calculados e os valores medidos mostraram a eficiência do programa em calcular a curva característica para diferentes condições de irradiância e de temperatura. Utilizando o mesmo programa encontrou-se o ponto de polarização do arranjo ao longo do tempo para o ponto de máxima potência e, desta forma, também a corrente e a potência máxima do lado de corrente contínua do sistema. Na comparação desta potência máxima teórica com a potência efetivamente medida no lado de corrente contínua do sistema, pôde-se constatar que nem sempre o inversor consegue determinar a tensão exata para estabelecer a potência máxima. Na comparação dos dados medidos e simulados observa-se concordância. Da comparação dos valores em horários sem interferência de sombras, foi obtida uma medição da eficiência do seguidor de máxima potência do inversor, em modo dinâmico. Observando os dados adquiridos também foi estimada a eficiência dinâmica de conversão do inversor para um dia. / The main objective of this dissertation is to confirm the forecast of electricity production through the simulation of a photovoltaic system. Such system is composed by modules with different characteristics, arranged in series and connected to the distribution network. The simulation was performed with the help of Crearray, a computer program developed at the Solar Energy Laboratory of UFRGS, which determines the bias point of the array and compares it with experimentally measured data. A photovoltaic array, constituted by modules with different characteristics, was assembled and connected to the distribution network through an inverter. The characteristic curve of each module was previously determined in a solar simulator test. The curve data was used to evaluate the parameters of the curve models used by Crearray software. To verify the correct operation of the program, the DC voltage data was entered to the software and the related current was calculated. The comparison between calculated and measured current values showed the Crearray ability to calculate the characteristic curve for different conditions of irradiance and temperature. Furthermore, the program was used to calculate the maximum power point of the array along the time and thus the delivered DC power. Comparing this theoretical maximum power with the power actually measured at the DC side of the system, it was verified that the inverter sometimes was not able to determine the correct bias voltage to extract the maximum power. Comparison of measured and simulated data showed an excellent concordance, except for certain times when there was shading on the reference cell. Comparing the values over periods without the interference of shadows, it was possible to estimate the MPPT efficiency of the inverter under dynamic mode. Analyzing the acquired data was also possible to estimate the inverter dynamic conversion efficiency for a day.

Os aproveitamentos de energia solar em aplicações térmicas ou para a produção de energia elétrica são cada vez mais importantes, por se tratarem de fontes de energia. Os estudos acerca dessas fontes estão se intensificando, a fim de melhorar seus desempenhos e suas aplicações para as condições atuais de desenvolvimento pelo mundo. Uma dessas tecnologias que utilizam como fonte a energia solar, desenvolvida nos últimos 30 anos, é o coletor híbrido térmico fotovoltaico. Esse coletor converte a energia proveniente da radiação solar em energia térmica e elétrica, simultaneamente, com a superposição de um módulo fotovoltaico a um coletor solar de placa plana, podendo ser promissor no progresso de novas tecnologias. Um coletor híbrido térmico fotovoltaico tem sua eficiência térmica menor que um coletor térmico convencional, decorrente de uma maior perda de calor para o meio, pois, em geral, o coletor não tem proteção contra o vento, como a cobertura transparente em um coletor convencional. A eficiência elétrica desses coletores híbridos é maior quando comparada a um sistema fotovoltaico convencional, pois há um resfriamento devido à passagem do fluido na parte posterior desses módulos. Para uma avaliação dessas eficiências, no presente trabalho, foram instalados três tipos de tecnologias que utilizam a energia solar como fonte, (um módulo fotovoltaico, um coletor híbrido térmico fotovoltaico e um coletor solar de placa plana) a fim de comparar os resultados de seus rendimentos, separadamente, atribuindo as mesmas condições meteorológicas em todos eles. A eficiência térmica máxima do coletor híbrido térmico fotovoltaico teve seu valor 3 vezes menor que o do coletor de placa plana utilizado. Já a eficiência elétrica de cada módulo teve um aumento de 5,5% comparando a diferença de energia elétrica gerada ao longo de um ano. Com esses resultados, pode-se dizer que melhorias na parte térmica do coletor híbrido térmico fotovoltaico poderiam ser feitas, de forma a aumentar seu desempenho térmico sem comprometer o rendimento das suas células fotovoltaicas. / The use of solar energy for thermal application and production of electric energy is becoming more important, because it is a form of clean and renewable energy. The studies of these sources are intensifying to improve the performance of these technologies and their applications for the current conditions of the development around the world. One of this technologies using as a source solar energy, developed in the last 30 years is the photovoltaic thermal hybrid solar collector. This collector simultaneously converts the solar radiation into thermal and electrical energy, with the superposition of a photovoltaic module on a flat plate solar collector, may be promising in the progress of new technologies. That a photovoltaic thermal hybrid solar collector has a lower thermal efficiency than a conventional thermal collector, due a greater loss of heat to the environment, because in general the collector has no protection from the wind, as the transparent cover in a conventional collector. The electrical efficiency of these hybrid collectors is higher compared to a conventional photovoltaic, because their cells are cooled by the water passing in the back of the photovoltaic plate. For an evaluation of efficiencies, it were installed three types of technologies that use solar energy as energy source (a photovoltaic module, a thermal hybrid collector and a flat plate solar collector) to separately compare the results of their performance, exposing them all of the same meteorological conditions. The maximum thermal efficiency of the photovoltaic thermal hybrid solar collector was determined being three times lower value than the flat plate collector one. The electrical efficiency of each module was increased by 5.5 % comparing the difference of the electrical energy generated over a whole year. These results indicate that improvements in the thermal part of the photovoltaic thermal hybrid solar collector could be made, increasing the thermal performance without compromise their solar cells efficiency.