Título original: Influência da granulometria do bagaço de cana-de-açúcar na solubilização de hemicelulose em meio ácido e alcalino / Orientador: Michel Brienzo / Banca: Lidyane Aline de Freita / Banca: Eleonora Cano de Carmona / Resumo: A grande capacidade da agricultura sucroalcooleira, aliada às suas dimensões continentais, faz do Brasil o maior produtor de cana-de-açúcar do mundo. O bagaço desta matéria-prima é um material lignocelulósico, remanescente da moagem dos seus colmos, é composto principalmente por celulose, hemicelulose e lignina, numa estrutura vegetal organizada que deve ser desestruturada mediante pré-tratamentos para disponibilizar a fração polissacarídica (celulose e hemicelulose). Objetivou-se com a presente pesquisa determinar a influência da granulometria do bagaço de cana-de-açúcar na extração/solubilização de hemicelulose na forma de polissacarídeo (macromolécula) e monossacarídeo (xilose). A extração da hemicelulose macromolecular foi realizada em condições otimizadas para bagaço de cana-de-açúcar, 6 % H2O2 m/v a 25 °C durante 4 h, utilizando bagaço selecionado em peneiras de 16, 30, 40, 50 mesh e base (material que passou pela peneira de 50 mesh). Para extração de hemicelulose na forma monomérica foi utilizado um pré-tratamento com ácido sulfúrico diluído 20 % (m/m), sendo que as amostras foram autoclavadas a 121 ºC por 1 h; a xilose no filtrado foi quantificado por HPLC. Foi realizada também a condutividade, determinação do teor de cinzas totais, solubilidade da hemicelulose. Os resíduos sólidos dos pré-tratamentos foram submetidos a hidrólise enzimática (12 FPU/g - Cellic Ctec) para determinação do rendimento em glicose. O bagaço in natura apresentou conteúdo de glucana de 42,25 %... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The great capacity of sugar-alcohol agriculture, combined with its continental dimensions, makes Brazil the largest producer of sugar cane in the world. The bagasse of this raw material is a lignocellulosic material, reminiscent of the milling of its stems, is composed mainly of cellulose, hemicellulose and lignin, in an organized vegetable structure that must be destructured by means of pre-treatments to provide the polysaccharide fraction (cellulose and hemicellulose). The objective of this research was to determine the influence of sugarcane bagasse granulometry on the extraction/solubilization of hemicellulose in the form of polysaccharide (macromolecule) and monosaccharide (xylose). Macromolecular hemicellulose extraction was performed under optimized conditions for sugarcane bagasse, 6 % H2O2 m / v at 25 °C for 4 h, using bagasse selected in 16, 30, 40, 50 mesh sieves and base (material which passed through the 50 mesh screen). For the extraction of hemicellulose in the monomeric form, a pretreatment with sulfuric acid diluted 20 % (m/m) was used, and the samples were autoclaved at 121 ºC for 1 h; the xylose in the filtrate was quantified by HPLC. Conductivity, determination of total ash content and solubility of hemicellulose were also performed. The solid residues of the pre-treatments were submitted to enzymatic hydrolysis (12 FPU/g - Cellic Ctec) to determine the glucose yield. The bagasse in natura had glucan content of 42.25 %, arabinana of 2.62 %, xylan of 25.39 ... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Orientador: Othon Cabo Winter / Banca: Rafael Sfair de Oliveira / Banca: Felipe Bragda Ribas / Resumo: Ocultações estelares de Chariklo em 2013 revelaram algo que era desconhecido até o momento: anéis de partículas em torno de um corpo celeste do Sistema Solar diferente de um planeta. Este fato despertou o interesse da comunidade científica a respeito de assuntos como, por exemplo, o processo de formação desses anéis, por quanto tempo eles existirão, qual a probabilidade de corpos como o de Chariklo possuírem anéis ou ainda como eles se mantêm estáveis ao redor de um pequeno objeto, se comparado aos planetas. Neste trabalho estamos interessados em determinar o modelo físico de Chariklo através da manutenção da estrutura atual dos anéis. Acreditamos que este centauro é um corpo semelhante a um elipsoide, entretanto não sabemos com exatidão as dimensões de seus semieixos físicos a, b e c. As razões entre os valores destes semieixos resultam em diferentes valores para os termos de achatamento e elipticidade de Chariklo, que podem ser representados pelos termos J 2 e C 22 em seu potencial gravitacional. Além de determinar os limites para a forma de Chariklo, queremos também estudar quais são os efeitos que o achatamento e elipticidade do corpo central provocam na dinâmica das partículas dos anéis. Para isso, fizemos simulações numéricas usando um integrador que leva em conta os termos relacionados aos coeficientes J 2 e C 22 . O sistema que integramos é composto por Chariklo sendo orbitado por uma partícula com aproximadamente a mesma distância em que estão os anéis, fazendo uso d... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Chariklo's stellar occultations in 2013 revealed something that was unknown to date: particle rings around a celestial body of the Solar system other than a planet. This fact has aroused the interest of the scientific community on issues such as the process of forming these rings, how long they will exist, how likely Chariklo bodies are to have rings or how stable they are around of a small object, compared to the planets. In this work we are interested in determining Chariklo's physical model by maintaining the current structure of the rings. We believe that this centaur is a body similar to an ellipsoid, but we do not know exactly the dimensions of its physical axes a, b, and c. The ratios between the values of these semi axes result in different values for the Chariklo flattening and ellipticity terms which can be represented by the terms J2 and C22 in its gravitational potential. In addition to determining the limits for the Chariklo form, we also want to study the effects of flattening and ellipticity on the dynamics of ring particles. For this, we did numerical simulations using an integrator that takes into account the terms related to the coefficients J2 and C22. The system we integrate is composed of Chariklo being orbited by a particle approximately the same distance as the rings, making use of the orbital osculating elements. The objective of these simulations was to reproduce the physical characteristics of the rings obtained through stellar occultations, however ... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Septinas são GTPases consideradas como um novo componente do citoesqueleto. Essas proteínas interagem entre si para formar heterocomplexos filamentosos e estruturas de alta ordem que são importantes para a citocinese e uma variedade de outros processos celulares. Existem muitos aspectos mecânicos dessas proteínas que não são totalmente compreendidos, incluindo a forma como os heterocomplexos se agrupam corretamente. Em humanos, há 13 genes que codificam septinas, classificadas em quatro grupos quanto à similaridade em relação à estrutura primária. O complexo hexamérico SEPT7-SEPT6-SEPT2-SEPT2-SEPT6-SEPT7 foi o melhor caracterizado, com uma estrutura cristalina resolvida à 4 Å. Segundo às Regras de Kinoshita, as septinas desse complexo podem ser substituídas nesse arranjo por outras pertencentes ao mesmo grupo. Neste trabalho utilizamos a técnica de microscopia eletrônica de transmissão com análise de partícula única para estudar dois complexos de septinas. Um dos complexos estudados neste projeto é formado por septinas humanas, para as quais atualmente não há informações estruturais disponíveis. O complexo SEPT5-SEPT6-SEPT7 foi expresso heterólogamente em E. coli e purificado em alta concentração salina para evitar a polimerização. A análise de partículas únicas de imagens por contrastação negativa mostrou a presença de partículas alongadas de aproximadamente 25 nm de comprimento, compostos por seis monômeros, como esperado. Com o objetivo de localizar a posição da SEPT5 no complexo, foi realizada uma fusão com MBP (Maltose Binding Protein) e imunomarcação com anticorpo monoclonal anti-SEPT5, concluindo que a SEPT5 está localizada na extremidade do complexo hexamérico. Porém, a SEPT5 pertence ao mesmo grupo da SEPT2, que foi relatada estar localizada no centro do hexâmero. Este resultado possibilitou uma nova discussão sobre a maneira que as septinas formam os complexos e, como a sensibilidade à concentração salina está relacionada com a fragilidade da interface NC, análogo ao observado em complexos de Saccharomyces cerevisiae. Um complexo de Ciona intestinalis incluindo a SEPT2, SEPT6, SEPT7 e SEPT9, também expresso heterólogamente em E. coli, foi preparado por contrastação negativa. A análise de partícula única das imagens coletadas mostrou um heterocomplexo aparentemente hexamérico, embora fosse esperado um octâmero devido à presença das quatro septinas diferentes, sendo uma pertencente à cada um dos quatro grupos. Os resultados deste trabalho proporcionaram um avanço na compreensão da formação de heterocomplexos de septinas e como essas proteínas interagem umas com as outras nesta montagem. / Septins are GTPases that appear to be a novel component of the cytoskeleton. These proteins interact with each other to form filamentous heterocomplexes and high order structures which are important for cytokinesis and a variety of other cellular processes. There are many mechanistic aspects of these proteins that are not fully understood, including how the heterocomplexes correctly assemble. In humans, there are 13 genes encoding septins, classified in four groups based on primary structure. The SEPT7-SEPT6-SEPT2-SEPT2-SEPT6-SEPT7 hexameric complex was the best characterized, with a crystalline structure solved at 4 Å. According to Kinoshita´s Rules, the septins of this complex can be replaced in this arrangement by others belonging to the same group. In this work, we used transmission electron microscopy with single particle analysis to study two septin complexes. One of the complexes studied in this project is composed of three human septins, for which there is currently no structural information available. The SEPT5-SEPT6-SEPT7 complex was heterologously expressed in E. coli and purified at high salt concentration to avoid polymerization. Single particle analysis of negatively stained samples showed the presence of elongated particles of approximately 25 nm in length. To locate SEPT5 in the complex, a fusion with MBP (Maltose Binding Protein) and immunoblotting with anti-SEPT5 monoclonal antibody was performed, concluding that SEPT5 is located at the end of the hexameric complex. However, SEPT5 belongs to the same group as SEPT2, which was reported to be located in the center of the hexamer. This result allowed for a new discussion on the way that septins form heterocomplexes and also, on how the sensitivity of the NC interface in related to salt concentration, analogous to that observed in the heterocomplex of Saccharomyces cerevisiae. A Ciona intestinalis complex including SEPT2, SEPT6, SEPT7 and SEPT9, also expressed heterologously in E. coli, was prepared by negative staining. The single particle analysis of the collected images showed an apparently hexameric heterocomplex, although an octamer was expected due to the presence of the four different septins, one belonging to each of the four groups. The results of this work represent advances in the understanding of the formation of septin heterocomplexes and how these proteins interact with each other during assembly.

O objetivo do presente estudo foi avaliar o desempenho, saúde intestinal e metabolizabilidade de dietas para frangos de corte alimentados com o uso contínuo ou mudança brusca de diferentes rações à base de milho e sorgo moído ou inteiro. No Exp. 1 foi estudada a mudança no tipo de grão com as dietas: M100% (ração à base de milho); S100% (ração à base de sorgo); M:S50% (ração à base de 50% milho e 50% sorgo); PS-M (ração à base de sorgo na fase pré-inicial e milho nas demais fases); PM-S (ração à base de milho na fase pré-inicial e sorgo nas demais fases). No Exp. 2 foi estudada a mudança na forma do grão de sorgo: Sm100% (ração à base de sorgo moído); Si100% (ação à base de sorgo inteiro); PSm-Si (ração à base de sorgo moído na fase pré-inicial e inteiro nas demais fases) e PSi- Sm (ração à base de sorgo inteiro na fase pré-inicial e moído nas demais fases). Os experimentos foram conduzidos em um delineamento em blocos casualizados (blocos no tempo) para avaliar o desempenho e epitélio jejunal (r=8), microbiota intestinal (r=4) e metabolizabilidade das dietas (r=10). As mudanças entre milho e sorgo não alteraram o desempenho, epitélio jejunal nem a metabolizabilidade das rações, mas influenciaram a porcentagem de Clostridium, Weissella, Bacillus e Alkaliphilus no intestino delgado e Lactobacillus e Desulfotomaculum nos cecos. O uso de sorgo inteiro piorou o desempenho aos sete dias. Aos 40 dias, Sm100% e PSm-Si apresentaram desempenhos semelhantes, PSi-Sm apresentou menor ganho de peso, mas melhor conversão alimentar e Si100% apresentou o pior desempenho. Si100% e PSm-Si apresentaram aumento no peso relativo da moela e na metabolizabilidade das rações, assim como diminuição de Clostridium e aumento de bactérias das famílias Actinomycetales e Bacillales no intestino delgado, Si100% resultou em menor porcentagem de Alkaliphilus e Enterococcus que Sm100% nos cecos. Conclui-se que a melhor estratégia de uso do sorgo é a substituição total de milho por sorgo moído ao alojamento com posterior mudança para sorgo inteiro, pois não afeta o desempenho e epitélio jejunal das aves, melhora a metabolizabilidade das rações e potencializa a redução de Clostridium no intestino delgado de frangos de corte. / The aim of this study was to evaluate performance, intestinal health and metabolizability of diets in broilers fed different corn- or sorghum (ground or whole)- based diets, continuously or with abrupt change between the diets. Exp. 1 - Change in the type of grain: C100% (corn-based diet); S100% (sorghum-based diet); C:S50% (50% corn and 50% sorghum-based diet); PC-S (corn-based diet in pre-starter phase and sorghum-based diet in other phases); PS-C (sorghum-based diet in pre-starter phase and corn-based diet in other phases). Exp. 2 - Change in the form of sorghum grain: Gs100% (ground sorghum-based diet); Ws100% (whole sorghum-based diet); PGs-Ws (ground sorghum-based diet in pre-starter phase and whole sorghum-based diet in other phases); PWs-Gs (whole sorghum-based diet in pre-starter phase and ground sorghum-based diet in other phases). Experiments were conducted in a randomized block design for to evaluate performance and jejunal epithelium (r=8), intestinal microbiota (r=4) and metabolizabilty of diets (r=10). The changes between corn and sorghum did not affect performance, jejunal epithelium or metabolizability of the diets, but influenced the genera Clostridium, Weissella, Bacillus and Alkaliphilus in the small intestine, and Lactobacillus and Desulfotomaculum in the caecum. Whole sorghum resulted in decreased performance at seven days of age. At 40 days, Gs100% and PGs-Ws showed similar performance, PWs-Gs showed lower weight gain and the best feed conversion rate, and Ws100% showed the worst performance. Ws100% and PGs-Ws resulted in the biggest gizzard relative weight and the highest diet metabolizability values, as well as the lowest level of Clostridium and highest level of Actinomycetales and Bacillales in the small intestine. Ws100% showed lower level of Alkaliphilus and Enterococcus than Gs100% in the caecum. The best strategy to use sorghum in broilers diets is replacing 100% of corn for ground sorghum since the first day followed by change to whole sorghum, because this diet did not affect performance or jejunal epithelium, improved diet metabolizability values, and reduced Clostridium in the small intestine of broilers.

As células a combustível a etanol direto (DEFCs) são consideradas geradores de energia eficientes e de baixo impacto ambiental. O foco deste trabalho é avançar o entendimento sobre eletrólitos compósitos híbridos do tipo Nafion-cerâmica visando o aumento do desempenho das DEFCs operando em T ~ 130 °C. Partículas inorgânicas foram crescidas na matriz polimérica formando os compósitos Nafion-Sílica (NS), Nafion-Fosfato de Zircônio (NZ) e Nafion-Titânia (NT). Este último (NT) serviu como material precursor para a conversão in situ da titânia em nanotubos de titanato de hidrogênio por uma rota hidrotérmica alcalina assistida por micro-ondas (NNTH). A relação microestrutura-propriedades elétricas foi estudada por meio de medidas de espectroscopia dielétrica, análise dinâmico-mecânica, calorimetria diferencial exploratória e espalhamento de raios X em baixo ângulo. Estas técnicas contribuíram, por exemplo, para inferir a localização das partículas inorgânicas na estrutura multifásica do Nafion e estabelecer a sua influência nas propriedades gerais dos compósitos. Os resultados indicaram que as interações de repulsão eletrostática de longo alcance entre os grupos sulfônicos do Nafion hidratado provocam a transição conformacional das cadeias principais do estado enovelado para a conformação tipo bastão. Tal transição promove a redução da condutividade protônica e da estabilidade mecânica do Nafion para temperaturas acima da temperatura da relaxação (Tα ~ 110 °C), a qual pode ser deslocada para maiores temperaturas (T > 160 °C) nos compósitos híbridos. A interação das partículas de sílica e de titânia com a fase condutora do Nafion é maximizada, enquanto que as partículas de fosfato de zircônio estão localizadas majoritariamente nos domínios apolares. As interações entre os grupos sulfônicos do Nafion e as partículas de titânia contribuíram para a melhora das propriedades mecânicas em altas temperaturas e para a redução da permeabilidade ao etanol, as quais promoveram o aumento do desempenho da DEFC em altas temperaturas. A baixa permeabilidade ao etanol e as melhores propriedades termomecânicas e de transporte protônico dos compósitos NNTH refletiram em um elevado desempenho das DEFCs a 130 °C, evidenciando que estes eletrólitos compósitos são promissores para a aplicação pretendida. / Direct Ethanol Fuel Cells (DEFCs) are considered a clean and high efficient power source. The focus of this thesis is to contribute to advance the understanding of Nafion-based hybrid composites aiming at high-performance DEFCs operating at elevated temperatures (T ~ 130 °C). Three inorganic particles were grown in the polymer matrix forming the electrolyte composites Nafion-Silica (NS), Nafion-Zirconium Phosphate (NZ), and Nafion-Titania (NT). The latter (NT) served as a precursor composite for the in situ conversion of titania into hydrogen titanate nanotubes by a microwave-assisted alkaline hydrothermal reaction (NNTH). The relation microstructure-eletrical property was studied by dielectric spectroscopy, dynamic-mechanical analysis, differential scanning calorimetry, and small angle X-ray scattering. Such techniques contributed, for example, to infer the localization of the inorganic particles in the Nafion multiphase structure and to establish its influence in the general properties of the composites. The results indicated that long range electrostatic repulsion occurring within Nafion ionic groups promotes a conformational transition of the polymer main chains from entangled to rodlike. Such transition reduces both the proton conductivity and the mechanical stability at temperatures higher than relaxation temperature (Tα ~ 110 °C), which was found to be shifted to higher T > 160 ºC in the hybrid composites. The interaction between silica and titania particles with Nafion conducting phase is maximized, while the zirconium phosphate particles occupy preferably the hydrophobic domains. The interactions between Nafion sulfonic acid groups and titania particles contributed to the improvement of the mechanical properties at high temperature and to the lowering of ethanol permeability that increased DEFC performance at high temperature. The low ethanol permeability, high mechanical and electrical properties of NNTH reflected in the high DEFC performance at 130 °C, evidencing this composite as a promising electrolyte for the intended application.

O objetivo desse trabalho foi avaliar o chocolate meio amargo, uma matriz alimentícia pouco explorada no mercado de produtos probióticos, porém muito atrativa para os consumidores, para a adição de Lactobacillus acidophilus (LA3) e Bifidobacterium animalis subsp. lactis (BLC1) na forma livre ou encapsulada. Na primeira etapa do trabalho, micropartículas sólidas lipídicas (MSL) foram produzidas por spray chilling ou recobertas por interação eletrostática dos polímeros (PLRIE), sendo em seguida caracterizadas para verificar se os métodos de encapsulação foram eficientes para a proteção dos probióticos. Na segunda etapa, foram elaboradas e caracterizadas amostras de chocolate meio amargo adicionadas dos probióticos nas formas livre ou encapsulada por spray chilling. Além disso, os produtos foram avaliados sensorialmente por 100 provadores para verificar sua aceitação sensorial. Em relação ao ensaio de sobrevivência dos micro-organismos aos fluidos gastrointestinais simulados, as contagens das populações de LA3 e BLC1 livres, antes de serem aplicados em chocolate, reduziram respectivamente 2,5 e 4 log UFC/g. Após a aplicação dos probióticos em chocolate meio amargo, LA3 e BLC1 livres apresentaram reduções em suas populações de 0,25 e 0,30 log UFC/g, respectivamente, sendo que ambas as contagens das populações encapsuladas apresentaram um decréscimo de aproximadamente 0,50 e 1,10 log UFC/g. Após 120 dias de estocagem do chocolate a 25 °C, as contagens das populações de LA3 e BLC1, na forma livre, apresentaram reduções de 1,40 e 0,70 log UFC/g, enquanto que para as populações dos micro-organismos encapsulados, as contagens foram abaixo do limite de detecção do método. As amostras de chocolate apresentaram aw abaixo de 0,6, pH entre 5,77 - 5,87, teor de gordura e de fenólicos, respectivamente de 34% e 15 mg de ácido gálico equivalente/g de chocolate. Em relação à textura, foi verificado que todas as amostras de chocolate apresentaram um ligeiro incremento da dureza após o período de armazenamento. Por meio do microscópio eletrônico de varredura (MEV) foi visualizada a presença de cristais de gordura, fat bloom, após 120 dias de estocagem em todas amostras de chocolate, o que pode ser relacionado também com o aumento do índice de brancura. Na avaliação sensorial, todas as amostras apresentaram nota de aceitação acima de 7,1, na escala hedônica de 9 pontos. Além disso, todos os produtos apresentaram pelo menos 75% de intenção de compra. Portanto, demonstrou-se que o chocolate meio amargo é uma ótima matriz alimentícia devido a sua composição e características físico-químicas para incorporação de probióticos, não sendo necessária a refrigeração do produto para manter a população dos probióticos durante esse período de estocagem, somando-se ao fato do produto não ter sido alterado sensorialmente após a adição dos micro-organismos probióticos. / The aim of this study was to evaluate the semisweet chocolate, a food matrix little explored in the market of probiotic products, however, very attractive for consumers, for the addition of Lactobacillus acidophilus (LA3) and Bifidobacterium animalis subsp. lactis (BLC1) in free form or encapsulated. In the first stage of the work, solid lipid microparticles (SLM) were produced by spray chilling or covered by electrostatic interaction of polymers (LPCEI), and then characterized to verify if encapsulation methods were efficient for the protection of probiotic cells. In the second stage, semisweet chocolate samples added of probiotics in free form or encapsulated by spray chilling were prepared and characterized. Moreover, the products were evaluated sensorially by 100 panelists to verify their global acceptance.With respect to the test of microorganism survival to simulated gastrointestinal fluids, the counts of LA3 and BLC1 in free form, before being added to chocolate, have reduced respectively 2,5 and 4 log CFU/g. After the application of probiotics in semisweet chocolate, LA3 and BLC1 free have shown reductions in their populations of 0,25 and 0,30 log CFU/g, respectively, and both counts of encapsulated populations have decreased approximately 0,50 and 1,10 log CFU/g. After 120 days of storage of the chocolate at 25 ° C, the counts of LA3 and BLC1 in free form showed reductions of 1,40 and 0,70 log CFU/g, while in the populations of encapsulated microorganisms, the counts were below method detection limit. The samples of chocolate presented aw below 0,6, pH between 5,77 to 5,87, fat and phenolic, respectively, 34% and 15 mg gallic acid equivalent/g of chocolate. Concerning the texture, it has been found that all samples chocolate showed a slight increase in the hardness after storage. Scanning electron microscope (SEM) has been used to visualize the presence of fat crystals and all samples of chocolate presented fat bloom after 120 days of storage, which can also be correlated with the increase in whiteness index. Regarding the sensory evaluation, all samples have shown acceptance mark above 7,1, on a hedonic scale of 9 points. In addition, all products have had at least 75% of purchase intent. Therefore, it has been demonstrated that the semisweet chocolate is an excellent food matrix due to its composition and physical-chemical properties for incorporation of probiotics, adding to the fact that is not necessary to cool the product to maintain the bacterial population during this storage period, as well as it has not been altered sensory after the addition of probiotics microorganisms.

Nesta dissertação apresentamos o relato de uma proposta de inovação na abordagem da Física para o Curso Técnico em Radiologia Médica – Radiodiagnóstico, do Colégio Cenecista São Roque, localizado em Bento Gonçalves/RS. Motivados pela carência de trabalhos direcionados ao ensino técnico e pela necessidade em tratar a Física Moderna de modo mais conceitual, nos propusemos a elaborar uma página na internet como instrumento de apoio à disciplina de Proteção Radiológica. Considerando como marco teórico a teoria sóciointeracionista de Lev Semenovich Vygotsky e visando uma maior conscientização dos alunos quanto aos efeitos biológicos das radiações, adotamos como conceito central a dualidade onda-partícula. Tal referencial teórico considera como elemento fundamental para a aprendizagem a interação em sala de aula e dessa forma procuramos direcionar nossas aulas de modo a incentivar o debate. Os materiais didáticos desenvolvidos e adaptados para nossa prática constam de roteiros exploratórios, simulações computacionais de fenômenos físicos e leitura de textos de divulgação científica. Utilizando como ferramenta simuladores Java Applets disponíveis na internet, foram explorados os efeitos fotoelétrico e Compton. Através de um software educacional, desenvolvido no Instituto de Física, que simula o interferômetro de Mach-Zehnder abordamos o caráter dual das radiações. Este modo de abordar a Física despertou o interesse dos alunos levando-os a participar mais das aulas e a fazerem relações dos conteúdos estudados em sala de aula com os fenômenos físicos que regem o radiodiagnóstico. / In this dissertation we report an innovative approach in teaching Concepts of Quantum Physics to a technical level course in Medical Radiology, namely Radiodiagnostic at Colégio Cenecista São Roque in Bento Gonçalves/RS. The main reasons for this work are twofold: first, there is a small number of papers in the literature concerned to technical teaching and even less in this field specifically. Second, the students are required to get some conceptual understanding of Quantum Physics - an abstract subject most of them has never heard before. We have chosen the wave-particle duality as a central concept to introduce Quantum Physics given that analogies with classical wave mechanics could be more easily recovered. The dual character of electromagnetic radiation and the probabilistic nature of Quantum Physics were then emphasized since these concepts are fundamental for a better understanding of biological effects of radiation. It is also important to clarify Physics is part of our everyday and that even many of the norms that will rule their professional lives are based on the actual scientific knowledge. We believe better prepared technicians will be professionals more conscious of the importance of their own role in society. Working within Lev Semenovich Vygotsky framework we have fomented and motivated the learning through interaction among students in the classroom and through the debate among them. We have also elaborated a homepage during the semestre as a support tool to the discipline of Radiological Protection. Texts, interesting links, related news from newspaper have been continuously added as the students were suggesting or asking for. Besides the homepage, we have elaborated specific didactic material like exploratory scripts to guide the students through virtual simulations as for the Wave-particle duality in the Virtual Mach-Zehnder Interferometer and for the Photoelectric Effect. The students in general showed themselves very receptive to the innovations since they could be more active during the classes. Their final comments are interesting and they can give hints where this approach can be still improved and what they like it most.

Submitted by Cleide Dantas (cleidedantas@ufpa.br) on 2014-04-07T14:42:27Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_AnaliseExperimentalVelocidade.pdf: 1919066 bytes, checksum: 0d5dd1e1237b2c18e98eb98a366fe46e (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Rosa Silva (arosa@ufpa.br) on 2014-06-15T23:46:45Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_AnaliseExperimentalVelocidade.pdf: 1919066 bytes, checksum: 0d5dd1e1237b2c18e98eb98a366fe46e (MD5) / Made available in DSpace on 2014-06-15T23:46:45Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_AnaliseExperimentalVelocidade.pdf: 1919066 bytes, checksum: 0d5dd1e1237b2c18e98eb98a366fe46e (MD5) Previous issue date: 2006 / A velocidade de transporte é um dos mais importantes parâmetros no transporte pneumático de sólidos. O êxito no transporte de materiais particulados depende da predição ou da determinação da velocidade mínima de transporte. Uma velocidade acima daquela necessária ao transporte estável das partículas sólidas conduz a um grande consumo de energia devido ao aumento na perda de pressão do sistema, degradação dos sólidos e abrasão dos sólidos e da tubulação. Já uma velocidade abaixo desse valor limite certamente resultará na deposição das partículas sólidas para o fundo da tubulação e conseqüentemente o entupimento desta. Neste trabalho, uma técnica para medir a velocidade mínima de captura de partículas sólidas em uma tubulação na direção horizontal em um sistema de Transporte Pneumático é desenvolvida. Ela baseia-se em observações visuais do comportamento das partículas ao ocorrer a captura, em medidas da velocidade de operação do gás e da massa das partículas capturadas. É realizada ainda a análise qualitativa de alguns parâmetros que influenciam na velocidade de captura das partículas, permitindo uma maior compreensão dos fenômenos envolvidos. / The transport velocity is one of the most important parameters in the pneumatic transport of solids. The success of the particulates materials conveying depends on the prediction or the determination of the minimum velocity of transport. The velocity above of that necessary to the steady transport of solid particles leads to a great energy consumption due to an increased pressure drop of the system, solids degradation and abrasion of solids and of the tube. On the other hand, a velocity below of this boundary-value certainly will result on the deposition of solid particles for bottom of the tube and its consequently blockage. In this work, a technique to measure the minimum pickup velocity of solid particles in horizontal pneumatic conveying has been developed. It is based on visual observation of the particles behavior when occurring the capture, on measures of the velocity of operation of the gas and the mass of captured particles. The qualitative analysis of some parameters is made still that influence in the pickup velocity of particles, allowing a bigger understanding of the involved phenomena.

Submitted by Cleide Dantas (cleidedantas@ufpa.br) on 2014-04-07T14:50:23Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_AnaliseFormaParticula.pdf: 3659661 bytes, checksum: 90e61aff13b916e9cc8aab36226c2ad2 (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Rosa Silva (arosa@ufpa.br) on 2014-06-16T00:12:49Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_AnaliseFormaParticula.pdf: 3659661 bytes, checksum: 90e61aff13b916e9cc8aab36226c2ad2 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-06-16T00:12:49Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_AnaliseFormaParticula.pdf: 3659661 bytes, checksum: 90e61aff13b916e9cc8aab36226c2ad2 (MD5) Previous issue date: 2013 / FAPESPA - Fundação Amazônia de Amparo a Estudos e Pesquisas / CVRD - Companhia Vale do Rio Doce / O presente trabalho analisa o efeito da forma da partícula por meio do método dos Elementos Discretos (DEM). São analisadas quatro partículas com formas e esfericidades diferentes – uma esférica e três não-esféricas. O ângulo de repouso é o principal instrumento de avaliação dos escoamentos. A análise inicia com a calibração da partícula esférica usando dados da literatura, em seguida, estes parâmetros calibrados são empregados para a simulação dos escoamentos das partículas não-esféricas. São feitas comparações dos esforços computacionais e, estas informações, são usadas para verificar as vantagens que a partícula esférica oferece sobre as outras três formas. Nesse cenário, procedimentos foram desenvolvidos para ajudar no processo de calibração dos ângulos de repousos, tendo como base, o conhecimento da sensibilidade de alguns parâmetros DEM. Os resultados mostram a influência das partículas não-esféricas e, principalmente, que é possível obter com a partícula esférica, escoamentos similares aos das partículas não-esféricas, com ganho computacional. / This work analyzes the effect of particle shape through the Discrete Element Method (DEM). Are employed four particles with different shapes and sphericity – one spherical and three non-spherical. The repose angle is the main tool to evaluating of the flow. The analysis starts with the calibration of the spherical particle using available literature data, then theses calibrated parameters are employed for the flow simulation of the non-spherical particles. Comparisons are performed on the computational effort, and this information is used to verify the advantages that the spherical particle provides on the three other shapes. In this scenario, procedures were developed to help in the calibration process of the repose angle, based in the knowledge of the sensitivity of some DEM parameters. The results show the influence of non-spherical shapes and, mainly, that is possible to obtain with the spherical shape, similar flows to the non-spherical shapes with computational gain.

Esta dissertaçãoo investiga a utilização de Particle Swarm Optimization (PSO) para a obtenção automática de sistemas fuzzy do tipo Mamdani, tendo como insumo apenas as definições das variáveis do problema, seus domínios e a função objetivo. Neste trabalho utilizam-se algumas técnicas conhecidas na tentativa de minimizar a obtenção de sistemas fuzzy que não sejam coerentes. As principais técnicas usadas são o método de Wang e Mendell, chamado de WM, para auxiliar na obtenção de regras, e os conceitos de clusterização para obtenção das funções de pertinência. Na função de avaliação proposta, considera-se não somente a acurácia do sistema fuzzy, através da medida do erro, mas também a sua interpretabilidade, através da medida da compacidade, que consiste da quantidade de regras e funções membro, da distinguibilidade, que permite evitar que as funções membro não se confundam, e da completude, que permite avaliar que as funções membro abranjam o máximo do domínio. O propósito deste trabalho consiste no desenvolvimento de um algoritmo baseado em PSO, cuja função de avaliação congregue todos esses objetivos. Com parâmetros bem definidos, o algoritmo pode ser utilizado em diversos tipos de problemas sem qualquer alteração, tornando totalmente automática a obtenção de sistemas fuzzy. Com este intuito, o algoritmo proposto é testado utilizando alguns problemas pré-selecionados, que foram classificados em dois grupos, com base no tipo de função: contínua ou discreta. Nos testes com funções contínuas, são utilizados sistemas tridimensionais, com duas variáveis de entrada e uma de saída, enquanto nos testes com funções discretas são utilizados problemas de classificação, sendo um com quatro variáveis e outro com seis variáveis de entrada. Os resultados gerados pelo algoritmo proposto são comparados com aqueles obtidos em outros trabalhos. / This dissertation investigates the use of Particle Swarm Optimization (PSO) to allow automatic modeling of Mamdani fuzzy systems taking as input only the variable definitions, their respective domains and the objective function. This work uses several known techniques to avoid the consideration of invalid fuzzy systems. The main used techniques are the WM method, which is used to generate rules, and the clustering concept, which assists in the generation of the membership functions. The evaluation function proposed considers not only the accuracy of the generated fuzzy system, but also the properties of interpretability and distinguishability. The accuracy of the fuzzy system is measured using the underlaying error. The system interpretability is evaluated using a compactness measure, which consists mainly of the number of employed rules and membership functions, while its distinguishability is quantified using the completeness measure, which consists of measuring how the used membership functions are covering the corresponding domain. The main goal of this work is to develop a PSO-based algorithm that uses a fitness function which congregates all these objectives. With well-defined parameters, the algorithm can be used with different kinds of problems without any change, allowing for a fully automatic generation process of an adequate fuzzy system. In this purpose, the proposed algorithm is tested for some benchmark problems, which are classified in two groups, based on the type of function to be modeled by the yield fuzzy system: completely or partially defined function. In the cases for fully-defined functions, three-dimensional functions are used. These functions have two input variables and one output variable. In the cases for partially-defined functions, two classification problems are used, one having four variables and other six input variables. The results obtained by the proposed algorithm are compared to related work.