Made available in DSpace on 2017-07-10T19:23:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Sergio_ Bazilio.pdf: 3134289 bytes, checksum: 8461a5a239e9c7674bb3db224824dc63 (MD5) Previous issue date: 2015-02-12 / Benthic macroinvertebrate community is very important to streams, since they make part of the energy flow and are also an important food source for adjacent and upper trophic levels. They form a very diversified fauna and their structure may be influenced by several environmental factors, which vary in time, space and in an analyzed scale. Samples were taken from benthic macroinvertebrates and environmental descriptors during winter, spring and summer of 2012 and autumn of 2013 in ten sampling points in Lontra river watershed (Paraná, Brazil). Thus, this study aimed at: a) characterizing the watershed morphometry in Lontra river with data from the Shuttle Radar Topography Mission (SRTM); b) analyzing the structure of benthic macroinvertebrate community according to their taxonomic family level and functional groups; c) investigating seasonal variation (during the four seasons) and spatial variation of this community structure due to spatial differences in morphological and physiographic characteristics of the sampled sections; d) identifying the community variability of benthic macroinvertebrates at three spatial scales (river, river segment and mesohabitat) emphasizing spatial scales, which best explain the community structure in this watershed; e) investigating which measured environmental descriptors influence on the community structure and f) which variability percentage in organisms richness can be explained by the measured local environmental descriptors. / Os macroinvertebrados bentônicos constituem uma importante comunidade em riachos, pois participam do fluxo de energia, logo são um importante recurso alimentar para níveis tróficos adjacentes e superiores. Formam uma fauna bastante diversificada e a estrutura dessa comunidade pode ser influenciada por diversos fatores ambientais, os quais variam no tempo, no espaço e na escala analisada. Realizaram-se amostragens de macroinvertebrados bentônicos e descritores ambientais nos períodos de inverno, primavera e verão de 2012 e outono de 2013 em dez pontos amostrais na bacia do Rio Lontra (PR, Brasil). O presente estudo objetivou: a) caracterizar morfometricamente a microbacia do Rio Lontra com dados do projeto da Missão do Radar Transportado Espacial (SRTM). b) analisar a estrutura da comunidade de macroinvertebrados bentônicos em nível taxonômico de família e de grupos funcionais; c) investigar a variação sazonal (nas quatro estações do ano) e a variação espacial da estrutura da comunidade em função de diferenças espaciais nas características morfofisiográficas dos trechos amostrados; d) identificar a variabilidade da comunidade de macroinvertebrados bentônicos em três escalas espaciais (rio, segmento de rio e mesohabitat) com ênfase nas escalas espaciais que melhor explicam a estrutura da comunidade nesta bacia; e) investigar quais descritores ambientais mensurados influenciam a estrutura da comunidade e f) qual porcentagem da variabilidade na riqueza de organismos pode ser explicada pelos descritores ambientais locais mensurados.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Wide spatial scales of analysis in studies conducted in natural wetlands tend to present the greatest contributions to the total diversity of aquatic macroinvertebrates, because they include macrovariables such as hydrographic basins and different types of aquatic systems. However, for agroecosystems such as rice fields (usually converted wetlands), the knowledge on the variation of these communities diversity along wide spatial scales is still scarce, therefore hindering conservationist actions. In this study, aquatic macroinvertebrate communities were sampled in January 2012 in irrigated rice fields from two geomorphological regions (Planície Costeira and Depressão Central), in southernmost Brazil (Rio Grande do Sul state). Four hierarchical spatial scales of analysis sample, rice field, rice area and geomorphological region were analyzed through the additive partitioning of diversity method. Estimated richness was similar between the studied geomorphological regions and rice areas. However, composition and, specially, dominant and indicator taxa varied between regions, mainly in the wider scales of analysis (regions and rice areas). Mean values of variables such as pH, dissolved oxygen, electrical conductivity and water temperature had greater variation between rice areas, influencing differences between communities in this scale. Differences in accumulated precipitation and mean air temperature between geomorphological regions had strong influence on communities variation. The additive partitioning method showed that the diversity variation was significantly higher than the expected by chance in among rice areas (β3) and among geomorphological regions (β4) scales. However, the percentual contribution of these scales for total diversity (γ) was lower than that of among rice fields scale (β2), due to the influence of differences in management practices and growth stages of the rice plant on macroinvertebrate communties. Although climatic differences strongly affected macroinvertebrate community structure from different geomorphological regions, the enviromental homogeneization and simplification promoted by this agroecosystem interfered in community diversity variation at regional scale. In general, differentiated management practices for each rice field were the most determinant factors for the diversity and special distribution of the aquatic macroinvertebrates communities. / Em áreas úmidas naturais, escalas espaciais mais amplas de análise, que abarcam macrovariáveis como bacia hidrográfica e tipo de sistema aquático, tendem a apresentar as maiores contribuições para a diversidade total das comunidades aquáticas. Contudo, em agroecossistemas como arrozais (usualmente áreas úmidas convertidas), o conhecimento sobre a variação da diversidade destas comunidades ao longo de amplas escalas espaciais ainda é escasso e pouco compreendido, prejudicando ações conservacionistas. No presente estudo, comunidades de macroinvertebrados aquáticos foram amostrados, em janeiro de 2012, em arrozais irrigados de duas regiões geomorfológicas (Planície Costeira e Depressão Central), no extremo sul do Brasil (estado do Rio Grande do Sul). Quatro escalas espaciais hierarquizadas - em ordem crescente: amostra, arrozal, área e região geomorfológica - foram utilizadas para análise. A riqueza estimada foi similar entre regiões geomorfológicas e áreas estudadas, contudo a composição e, especialmente, os táxons dominantes e indicadores variaram entre as regiões, principalmente na maior escala. Valores médios de variáveis como pH, oxigênio dissolvido, condutividade elétrica e temperatura da água variaram mais entre as áreas de estudo, influenciando diferenças entre as comunidades nesta escala. Diferenças nos valores de precipitação acumulada e temperatura média do ar nas duas regiões tiveram forte influência nas variações das comunidades. O método da partição aditiva mostrou que a variação da diversidade foi significativamente maior do que o esperado ao acaso nas escalas entre áreas de arrozais (β3) e entre regiões geomorfológicas (β4). Contudo, a contribuição percentual de ambas para a diversidade total observada (γ) foi menor do o que a de escala entre arrozais (β2), devido à influência de diferenças de técnicas de manejo e estágios de crescimento dos arrozais sobre as comunidades de macroinvertebrados. Embora as diferenças climáticas das regiões afetem intensamente a estrutura das comunidades de macroinvetebrados em arrozais de diferentes regiões geomorfológicas, a homogeneização e simplificação ambiental desse agroecossistema interferiu na variação da diversidade das comunidades em escala regional. De forma geral, as práticas de manejo diferenciadas de cada arrozal foram os fatores mais determinantes para a diversidade e distribuição espacial das comunidades de macroinvertebrados aquáticos.

Neste trabalho, estudou-se o efeito da adição de acetonitrila nas propriedades de micelas do detergente aniônico, dodecil sulfato de sódio (SDS), e do detergente catiônico, cloreto de hexadeciltrimetilamônio (CTACl). Medidas de condutividade foram utilizadas para determinar a concentração micelar crítica, cmc, e o grau de dissociação, α, das micelas em função da fração molar de acetonitrila, XAc. Medidas de supressão de fluorescência, resolvida no tempo, com pireno como sonda, foram utilizadas para determinar a influência de acetonitrila no número de agregação das micelas, N, e na dinâmica de migração de solutos entre as fases aquosa e micelar. Em baixas frações molares XAc < 0,2), a acetonitrila insere-se nas cavidades da água, quebrando parcialmente as pontes de hidrogênio da água com a formação de novas pontes de hidrogênio entre as moléculas de acetonitrila e as moléculas de água. Nesta faixa de concentração, ocorre um aumento da cmc e do α, acompanhada de uma diminuição de N. Observa-se também alterações na dinâmica da interação de contra-íons e co-íons supressores na micela. Assim, as micelas de SDS e CTACl formadas em misturas acetonitrila-água são menores, mais dissociadas e apresentam maior fluidez interna. Ao redor de XAc = 0,2, as misturas de água-acetonitrila tornam-se microheterogêneos com o aparecimento de microdomínios ricos em acetonitrila e microdomínios ricos em água. A proporção das regiões ricas em acetonitrila aumenta com o aumento da fração molar de acetonitrila, com apenas pequenas modificações das propriedades dos dois tipos de microdomínios. Em XAc > 0,2 a variação de cmc e de α com a XAc passa a ser menos acentuada, sugerindo que o detergente forma agregados preferencialmente nas regiões mais aquosas; a sonda fluorescente pireno começa sair das micelas durante o tempo de vida do estado excitado; e há claras mudanças na dinâmica de incorporação de íons nos agregados. / This work presents a study of the effect of added acetonitrile on the properties of the micelles of the anionic detergent sodium dodecylsulfate (SDS) and the cationic detergent hexadecyltrimethylammonium chloride (CTACl). Conductimetric measurements were employed to determine the critical micelle concentration, cmc, and the degree of counterion dissociation, α, of the micelles as a function of the mole fraction of added acetonitrile, XAc. Time resolved fluorescence quenching measurements with pyrene as probe were employed to determine the effect of acetonitrile on the micellar aggregation number, N, and the dynamics of solute migration between the micellar and aqueous phases. At low mole fractions (XAc < 0.2), acetonitrile inserts into the cavities present in liquid water, partially disrupting the hydrogen bonding of water, with formation of new hydrogen bonds between water and acetonitrile. In this range, both the cmc and α increase, while N decreases. The dynamics of incorporation of counterionic and coionic quenchers into the micelles is also altered. Thus, the SDS and CTACl micelles formed in these acetonitrile-water mixtures are smaller, more highly dissociated and internally more fluid than those in aqueous solution. Above XAc of ca. 0,2, acetonitrile-water mixtures become microheterogeneous, the solution containing microdomains rich in acetonitrile and microdomains rich in water. The proportion of acetonitrile-rich microdomians increases with increasing XAc, with only small changes in the properties of the two types of microdomains. Correspondingly, at XAc > > ca. 0.2: the variation of the cmc and α with XAc is much less pronounced, suggesting that the detergent forms aggregates preferentially in the aqueous-rich domains; the fluorescence probe pyrene begins to exit the micelles during its excited state lifetime; and there are distinct changes in the rate constants for the incorporation of ions into the micelles.

O objetivo desta dissertação é apresentar a construção dos números reais a partir de cortes de Dedekind. Para isso, vamos estudar os números naturais, os números inteiros, os números racionais e as propriedades envolvidas. Então, a partir dos números racionais, iremos construir o corpo dos números reais e estabelecer suas propriedades. Um corte de Dedekind, assim nomeado em homenagem ao matemático alemão Richard Dedekind, é uma partição dos números racionais em dois conjuntos não vazios A e B em que cada elemento de A é menor do que todos os elementos de B e A não contém um elemento máximo. Se B contiver um elemento mínimo, então o corte representará este elemento mínimo, que é um número racional. Se B não contiver um elemento mínimo, então o corte definirá um único número irracional, que preenche o espaço entre A e B. Desta forma, pode-se construir o conjunto dos números reais a partir dos racionais e estabelecer suas propriedades. Esta dissertação proporcionará aos estudantes do Ensino Médio, interessados em Matemática, uma formação sólida em um de seus pilares, que é o conjunto dos números reais e suas operações algébricas e propriedades. Isso será muito importante para a formação destes alunos e sua atuação educacional. / The purpose of this dissertation is to present the construction of the real numbers from Dedekind cuts. For this, we study the natural numbers, the integers, the rational numbers and some properties involved. Then, based on the rational numbers, we construct the field of the real numbers and establish their properties. A Dedekind cut, named after the German mathematician Richard Dedekind, is a partition of the rational numbers into two non-empty sets A and B, such that each element of A is smaller than all elements of B and A does not contain a maximum element. If B contains a minimum element, then the cut represents this minimum element, which is a rational number. If B does not contain a minimal element, then the cut defines a single irrational number, which \"fills the gap\" between A and B. In this way, one can construct the set of real numbers from the rationals and establish their properties. This dissertation provides students who like Mathematics a solid basis in one of the pillars of Mathematics, which is the set of real numbers and their algebraic operations and properties. This text will be very important for your educational background and performance.

Sejam GI = (VI ,AI) e GM = (VM,AM) dois grafos simples. Um mapeamento de GI para GM é um conjunto de associações, tal que cada vértice de VI está associado a um vértice de VM, e cada aresta de AI está associada a um par de vértices de VM. A cada possível associação é atribuído um custo. O problema de correspondência inexata entre grafos (PCIG) consiste em encontrar um mapeamento de GI para GM, tal que a soma dos custos de suas associações seja mínima. Nesta dissertação, resumimos os resultados encontrados na literatura sobre o PCIG e algumas de suas variações. Os resultados que incluímos aqui tratam sobre a questão de como formular o PCIG e algumas de suas variações, através de programação linear inteira. Provamos alguns resultados de complexidade computacional que relacionam variações do PCIG a problemas clássicos, como isomorfismo e partição de grafos. Fornecemos uma formulação através de programação linear inteira para o PCCA (uma variante do PCIG com conexidade e cobertura de arestas). Mostramos que o PCCA é NP-difícil quando os grafos de entrada são completos ou árvores (chamamos o segundo caso de PCCA para árvores). Apresentamos uma formulação linear inteira e um algoritmo - que é polinomial se o grau máximo dos vértices de VM for limitado por uma constante - para o PCCA para árvores. Mostramos um caso especia em que o PCCA para árvores pode ser resolvido em tempo polinomial. Por último, exibimos alguns resultados experimentais, inclusive com instâncias reais de uma aplicação do problema. / Let GI = (VI ,AI) and GM = (VM,AM) be two simple graphs. A mapping from GI to GM is an association set, such that each vertex in VI is associated to a vertex in VM, and each edge in AI is associated to a pair of vertices of VM. A cost is defined to each possible association. The inexact graph correspondence problem (IGCP) consists in finding a mapping from GI to GM, such that the sum of its associations costs is minimized. In this dissertation, we summarize the results found in the literature about the IGCP and some variations. The results included here address the question of how to formulate the IGCP and some variations, using integer linear programming. We prove some computational complexity results which relate IGCP variations with classical problems, like graph isomorphism and partitioning. We give an integer linear programming formulation to the ICEC (IGCP with connectivity and edges cover). We show that the ICEC is NP-hard when the input graphs are complete or trees (we call the second case ICEC for trees). We introduce an integer linear formulation and an algorithm - which has polynomial running time if the vertices of VM have maximum degree bounded by a constant - to the ICEC for trees. We show a especial case in which the ICEC for trees can be solved in polynomial time. Finally, we present some experimental results, also with instances of a real application of the problem.

O trabalho trata da utilização de formulações não-convencionais de elementos finitos na obtenção de fatores de intensidade de tensão associados a múltiplas fissuras distribuídas num domínio bidimensional. A formulação do problema de múltiplas fissuras baseia-se numa abordagem de sobreposição proposta pelo Método da Partição (\"Splitting Method\"). Segundo essa abordagem a solução do problema pode ser encontrada a partir da sobreposição de três subproblemas combinados de tal forma que o fluxo de tensão resultante nas faces das fissuras seja nulo. O uso do Método dos Elementos Finitos (MEF) em sua forma convencional pode requerer um refinamento excessivo da rede nesse tipo de problema, aumentando o custo computacional da análise. Objetivando reduzir este custo, empregam-se duas formulações não-convencionais, de forma independente, num dos subproblemas, dito local: a formulação híbrido-Trefftz de tensão e o Método dos Elementos Finitos Generalizados (MEFG). Na formulação híbrido-Trefftz é adotado o recurso do enriquecimento seletivo mediante o refrno- p na aproximação dos campos de deslocamento no contorno do elemento. Já com relação ao MEFG, empregam-se funções polinomiais e a solução analítica da mecânica da fratura como funções enriquecedoras. Exemplos de simulação numérica são apresentados no sentido de comprovar que a utilização dessas formulações não-convencionais juntamente com o Método da Partição viabiliza a obtenção de resultados com boa aproximação com recurso a redes pouco refinadas, reduzindo significativamente o custo computacional de toda a análise. / This paper treats with the use of non-conventional finite element formulations to obtain the stress intensity factor of multiple cracks located in a two-dimensional domain. The formulation of the multiple cracks problem is based on an overlapping approach suggested by the Splitting Method. Accordingly, the solution of the problem can be achieved by dividing the problem in three steps, combined so that the resulting stress flux is zero on the cracks face. The use of the Finite Element Method (FEM) in its conventional formulation requires a mesh refinement in this kind of problem, then increasing the computational cost. Aiming to reduce this cost, two non-conventional formulations are used independently to solve the local problem: the Hybrid-Trefftz stress formulation and the Generalized Finite Elements Method (GFEM). The Hybrid-Trefftz formulation is applied with selective enrichment using p-refinement in the displacements field on the element boundaries. The GFEM employs polynomial functions and analytical solutions of the fracture mechanics as enrichment functions. Examples of numerical simulations are presented in order to show that non- conventional formulations and the Splitting Method can provide accurate results with coarse mesh, thus reducing the computational cost.

Neste trabalho foi preparada uma série de onze brometo de 2-[(4-X-benzamido) etil]benzildimetilamônio, compostos I.1-I.11, série I, estruturalmente análogos à procainamida, não descritos na literatura. Os valores do coeficiente de partição, log Papp7.40, destes compostos foram determinados pelo método shake-flask e foram utilizados como parâmetro lipofílico experimental. Os valores de deslocamento químico do grupamento carbonila, δ 13 C=O, foram determinados e foram determinados cm um espectrómetro de ressonância magnética nuclear a 75 MHz. Adicionalmente, outros parâmetros físico-químicos foram retirados da literatura: π, σp, Τ, R e MR4 ou obtidos por cálculo: log Pcalc e πexp. Os valores da concentração inibitória média (IC50) capaz de reduzir a contração máxima a 50% no período de 15 minutos, foram determinados em preparações nervo frênico-músculo diafragma de camundongos. Para verificar a natureza e a contribuição relativa dos parâmetros físico-químicos frente ao bloqueio da transmissão neuromuscular foi feito uma análise de QSAR, obtendo-se equações, usando análise de regressão linear. As análises de QSAR sugerem uma dependência positiva da lipofilicidade para o bloqueio da transmissão neuromuscular expresso por pIC50, segundo o modelo proposto expresso pela equação: (Ver arquivo PDF). / In this work, a set of eleven 2-[(4-X-benzamido)ethyl]benzyl dimethylammonium bromide structurally related to procainamide was synthesized. The apparent partition coefficient values were determined by means of \"shake-flask method and were taken as lipophilic parameters. The carbonyl chemical shifts values were determined in methanol-d4 and taken as electronic parameters. Additionally, physicochemical parameters were either taken from literature: π, σp, Τ, R e MR4 or calculated: log Pcalc and πexp. The median inhibitory concentration values (IC50) able to reduce maximal contraction to 50% at 15 minutes was determined in phrenic nerve-diafragm muscle preparation of mices. In order to verify the nature and relative contribution of the physicochemical parameters to neuromuscular blockage, QSAR equations were derived using regression analysis. The obtained QSAR model, expressed by the equation below, suggest that lipophilicity term plays an important role to neuromuscular blockage. (See files PDF).

O estudo das Relações Quantitativas entre Estrutura química e Atividade biológica (QSAR/QSAR-3D) utilizando diferentes estratégias metodológicas complementares, aplicadas iterativamente, se estende a diferentes áreas de aplicação. Dentre elas destaca-se o planejamento racional de novos fármacos e o estudo de seus mecanismos de ação. Moléculas candidatas a fármacos, geradas em estudos de QSAR-3D, freqüentemente, não se tomam fármacos por apresentarem inadequadas propriedades farmacocinéticas, ou seja, ADME (absorção, distribuição, metabolismo e excreção). Nota-se assim que o conhecimento das propriedades farmacocinéticas de ligantes deve ser uma preocupação presente, em qualquer nível de desenvolvimento de um novo fármaco e ressalta-se a importância do QSAR como uma ferramenta de grande valor, principalmente na compreensão da contribuição das propriedades físico-químicas, identificadas como sendo responsáveis pela atividade. A aplicação do QSAR permite elucidar a natureza e a grandeza das propriedades físico-químicas e estruturais nas interações entre o composto e o seu alvo biológico nos processos farmacocinéticos de ADME (TESTA, 2001; MALVEZZI et al.,, 2001; GAVIRAGHI et al., 2001). Recentemente, em trabalhos realizados em nosso laboratório (SIQUEIRA, 2001), envolvendo a análise de QSAR aplicada aos valores do bloqueio da transmissão neuromuscular determinados para uma série de onze brometos de [2-(4-X-benzamido)etil]benzildimetilamônio substituídos, demonstrou-se tanto a importância da presença de um grupo catiônico terminal como da lipofilicidade para o bloqueio da transmissão neuromuscular. No presente trabalho, visando descrever as interações hidrofóbicas determinantes da potencial atividade bloqueadora neuromuscular, para uma série de dez derivados da procaína, sendo eles: cloretos de 3-(dimetilamino)propiofenona (composto 1); de 3-(dietilamino)propiofenona (composto 2); de 3-(1-pirrolidino)propiofenona (composto 3); de 3-(1-piperidino)propiofenona (composto 4); de 3-(1-morfolino)propiofenona (composto 5); de 3-[1-(4-metilpiperazino)] propiofenona (composto 6); de 3-(c-hexilamino)propiofenona (composto 7); de N-[(N,N-dimetilamino)etil]benzamida (composto 8); de N-[(N,N-dimetilamino )metil]benzamida (composto 9) e, de N-[(N,N-dimetilamino)etil]benzoato (composto 10), por nós sintetizados, determinaram-se os respectivos parâmetros hidrofóbicos e relacionados à ionização (logPappSF; logPnSF; logPiSF; (pKaaq)SF; (pKaoct)SF; logPappHPLC; IogPnPot; IogPiPot; (pKaaq)Pot; logPcalc) obtidos por três métodos experimentais (por Shake-flask; por HPLC e potenciométrico) e por cálculo (programa CLOGP), como modelos de partição. Através da análise comparativa dos valores dos parâmetros hidrofóbicos e relacionados à ionização para a série de dez derivados da procaína (compostos 1-10) sintetizados neste trabalho foi possível constatar que: (i) os valores de IogPcalc modelam, apenas, parcialmente as interações hidrofóbicas refletidas nos valores de logPappSF e de logPappHPLC em valores de pH 3,0 e 10,0, enquanto que as interações hidrofóbicas refletidas nos valores de logPnPot são idealmente modeladas pelos valores de logPcalc; (ii) nas mesmas condições experimentais, os métodos Shake-flask, HPLC e potenciométrico revelam interações hidrofóbicas proporcionais, entretanto, correlações não ideais foram observadas quanto comparados entre si; (iii) os valores de pKaSF , determinados indiretamente por Shake-flask, foram validados pela determinação direta de pKaPot, por potenciometria. Embora o sistema de avaliação da bloqueadora da transmissão neuromuscular tenha sido adequado, a série de compostos estudada não gerou valores válidos para a construção das correspondentes curvas dose-resposta. Os valores obtidos de lC50 para os compostos 3, 4 e 8 da série estudada foram insuficientes, em número, para serem utilizados em uma análise de QSAR. Estudos futuros podem ser realizados com o objetivo de verificar a atividade anestésica local para os compostos da série estudada, avaliando-se a perda da sensibilidade à estimulação sensorial, em cobaias, ou em estudos mais sofisticados de eletrofisiologia (patch clamp). Poder-se-á, assim, fornecer subsídios para elucidar as contribuições relativas da forma catiônica e da forma neutra, respectivamente de compostos ionizáveis com atividade anestésica local. / The scope of Quantitative Structure and Biological Activity Relationships (QSAR/QSAR-3D) studies, using distinct complementary methods, spreads over multiple areas of applicability. Among those, striking are the rational design of new drugs and the enlightenment of their mechanism of action. Candidate molecules, shaped by QSAR-3D analysis, frequently fail to become drugs, and hit the market, due to insufficient pharmacokinetic properties (i.e. absorption, distribution, metabolism and excretion; ADME). Hence, the awareness of pharmacokinetic properties of molecules should be a concern at any leveI of development of new drug candidates. Noteworthy is the use of QSAR as a tool of great value, specially, in the comprehension of the contribution of the physical-chemical properties, responsible for the biological activity. (TESTA, 2001; MALVEZZl et ai., 2001; GAVlRAGHl et ai., 2001). ln this work, aiming to describe the hydrophobic interactions determining the neuromuscular blocking activity of a series of ten procaine derivatives: the hydrochlorides of 3-(dimethylamine)propiophenone (compound 1); of 3-(diethylamine)propiophenone (compound 2); of 3-(1-pirrolidine)propiophenone (compound 3); of 3-(1-piperidine)propiophenone (compound 4); of 3-(1-morfoline)propiophenone (compound 5); of 3-[1-(4-methylpiperazine)]propiophenone (compound 6); de 3-(c-hexilamine)propiophenone (compound 7); de N-[(N,N-dimethylamine)ethyl]benzamide (compound 8); de N-[(N,N-dimethylamine)methyl]benzamide (compound 9) and, of N-[(N,N-dimethylamine)ethyl]benzoate (compound 10), prepared by us, the corresponding hydrophobic parameters (logPappSF; logPnSF; logPiSF; (pKaaq)SF; (pKaoct)SF; logPappHPLC; IogPnPot; IogPiPot; (pKaaq)Pot; logPcalc) were obtained by three experimental methods (Shake-flask; HPLC and potenciometric) and by calculus (CLOGP) as models of partition and distribution. Following the comparative analysis of the values of the hydrophobic parameters determined for the ten compounds of the series of procaine analogs, it was possible to conclude that: (i) the values of IogPcalc reflect only partially, the hydrophobic interactions encoded in the values of logPappSF and logPappHPLC determined in pH values of 3,0 and 10,0; (ii) the values of logPcalc reflect the hydrophobic interactions encoded in the values of logPnPot; (iii) in the same experimental conditions, the methods Shake-flask, HPLC and potenciometric, reflect proportional hydrophobic interactions, although the observed correlations were not ideal when the methods were compared between each other; (iv) the values of pKaSF, determined indirectly by Shake-flask, were validated by the direct measurement of pKaPot, by potentiometry. Even though the system used to measure the neuromuscular blocking actions was adequate, the series of procaine derivatives failed to provide sufficient values to prepare dose-effect curves and proceed with the quantitative structure activity relationships.

The design of complex structures demands the prediction of possible fracture-dominant failure processes, due to the existence of unavoidable preexistent flaws and other defects, as well as sharps and cracks. On one hand, the complexity of the structure and the presence of many defects to be accounted for in the modeling can become the computational effort impracticable. On the other hand, it is important to seek the development of a computational framework based on some numerical method to study these problems. A way to overcome the difficulties mentioned, therefore making feasible the analysis of complex structures with many cracks, flaws and other defects, consists of combining a representative mechanical modeling with an efficient numerical method. This is precisely the fundamental aim of this work. Firstly, the Splitting Method is used aiming to build a representative modeling. Secondly, the Generalized Finite Element Method (GFEM) is chosen as an efficient numerical method, in which enrichment strategies of the approximated solution using stress functions in particular can be explored. The GFEM framework also allows avoiding the excessive refinement of the mesh, which increases the computational effort in conventional finite element analysis. In the Splitting Method, a kind of decomposition method, the original problem is subdivided in local and global problems which are then combined by imposing null traction at the crack surfaces. In this work, the Splitting Method was completely programmed in Python language and its use extended to analyze crack propagation including fatigue crack growth. The generated code presents in addition to several features related to Fracture Mechanics concepts, as the computation of the stress intensity factor (mode I and II) trough J Integral. Some examples are presented to depict the propagation of the cracks in multisite damage structures. It is shown that for this kind of problems the enrichment strategy provided by GFEM is essential. Moreover, the final example demonstrates that the computational tool allows for investigation of different possible crack scenarios with a low cost analysis. One concludes about the representativeness and efficiency of the methodology hereby proposed. / O projeto de estruturas complexas demanda a previsão de possíveis processos de ruptura governados por fraturamento, devido à existência de inevitáveis defeitos pré-existentes, como entalhes e fissuras. Por um lado, a complexidade da estrutura e a presença de muitos defeitos a serem considerados no modelo podem tornar a análise inviável devido ao esforço computacional necessário. Por outro lado, é importante procurar desenvolver uma estrutura computacional baseada em métodos numéricos para estudar estes problemas. Um modo de superar as dificuldades mencionadas, portanto tornando possível a análise de estruturas complexas com muitas fissuras e outros defeitos, consiste em combinar um modelo mecânico que seja representativo com um método numérico eficiente. Este é precisamente o objetivo fundamental deste trabalho. Primeiramente, o Método da Partição é utilizado para a construção de um modelo representativo. Em segundo lugar, o Método dos Elementos Finitos Generalizados (GFEM) é empregado por ser um método numérico eficiente, no qual as estratégias de enriquecimento da solução aproximada usando funções de tensão, em particular, podem ser exploradas. A estrutura do GFEM também permite evitar o excessivo refinamento da malha, que aumenta o esforço computacional em análises convencionais nas quais se utiliza o método dos elementos finitos. No Método da Partição, um tipo de método de decomposição, o problema original é subdividido em problemas locais e globais que são então combinados impondo-se a nulidade do vetor de tensões na superfície da fissura. Neste trabalho, o Método da Partição foi completamente programado em linguagem Python® e sua utilização estendida para analisar a propagação de fissuras, incluindo-se a associação do crescimento com a resposta em fadiga. Além disso, o código gerado apresenta diversas características relacionadas aos conceitos da Mecânica da Fratura, como o cálculo do fator de intensidade de tensão (modos I e II) mediante a Integral J. Alguns exemplos são apresentados para ilustrar a propagação de fissuras em estruturas multi-fraturadas. Mostra-se que para este tipo de problemas a estratégia de enriquecimento fornecida pelo GFEM é essencial. Além disso, o exemplo final comprova que a ferramenta computacional permite a investigação de diferentes possíveis cenários de fissuras com uma análise de baixo custo. Conclui-se sobre a representatividade e eficiência da metodologia proposta.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / The importance of hybrid rice is increasing because of its higher potential yield compared to n conventional varieties traditionally sown in southern Brazil. The SimulArroz model is a dynamic deterministic mathematical model that simulates the growth, development and grain yield in rice, but the current version of SimulArroz (version 1.0) does not contain the option for hybrid rice. The objective of this dissertation was to calibrate and evaluate the performance of SimulArroz model in simulating the number of leaves, phenology, dry matter accumulation and grain yield of three hybrid rice cultivars in Rio Grande do Sul State, Brazil. Field experiments were conducted in Santa Maria, and in research stations of the Instituto Rio Grandense do Arroz in Cachoeirinha, Uruguaiana, Santa Vitória do Palmar, Cachoeira do Sul, Bagé and Camaquã. The number of main stem leaves, based on the Haun scale, and phenology, based on the Counce scale, and also, plant samples were collected in Santa Maria and Cachoeirinha to determine the dry matter of shoots, leaves, culms, senescent leaves and grain yield. The SimulArroz model is calibrated and evaluated to simulate the number of leaves on the main stem, represented by Haun Stage, phenology, the total dry matter above ground, leaves, stems, senescent leaves and grain yield at 13 % moisture of three hybrid rice cultivars in Rio Grande do Sul. / O arroz híbrido vem ganhando importância por apresentar um potencial produtivo maior do que as cultivares convencionais tradicionalmente semeadas no Sul do Brasil. O modelo SimulArroz é um modelo matemático dinâmico determinístico que simula o crescimento, o desenvolvimento e a produtividade de grãos na cultura do arroz, no entanto a versão atual do SimulArroz (versão 1.0) não contém a opção de simulção para arroz híbrido. Assim, o objetivo nesta dissertação foi calibrar e avaliar o desempenho do modelo SimulArroz em simular o número de folhas, fenologia, o acúmulo de matéria seca e a produtividade de três cultivares de arroz híbrido no Rio Grande do Sul. Foram conduzidos experimentos de campo em Santa Maria, e nas estações regionais de pesquisa do Instituto Rio Grandense do Arroz de Cachoeirinha, Uruguaiana, Santa Vitória do Palmar, Cachoeira do Sul, Bagé e Camaquã. Foram determinados o número de folhas do colmo principal através da escala da Haun e a fenologia conforme a escala de Counce, e também, foram realizadas amostragens de plantas em Santa Maria e Cachoeirinha para determinar a matéria seca total da parte aérea, de folhas, de colmos, de folhas senescentes e produtividade de grãos. O modelo SimulArroz está calibrado e avaliado para simular o número de folhas no colmo principal, representado pelo Estádio de Haun, a fenologia, a matéria seca total da parte aérea, de folhas, de colmos, de folhas senescentes e a produtividade de grãos a 13% de umidade de três híbridos de arroz irrigado no Rio Grande do Sul.