A necessidade de produção de papel por processo ambientalmente corretos é um grande desafio. A polpa celulósica branqueada gera um dos efluentes mais problemáticos e estudados atualmente. O tipo de efluente na planta de branqueamento é mais importante que a quantidade gerada. O efeito da DBO no corpo receptor desse resíduo não é o principal problema, o problema está na geração dos compostos organoclorados, que estão dissolvidos nesse efluente. Muitas substâncias desse grupo são tóxicas e também podem ter efeitos carcinogênicos e mutagênicos. O estudo desse tipo de efluente em sistemas de tratamento biológico é de extrema importância e é tema de diversos trabalhos científicos. Entretanto, há algumas dificuldades relacionadas com a viabilidade de composição, a obtenção, o manuseio e o armazenamento de amostras desse tipo de efluente em laboratórios de pesquisa. O objetivo desse trabalho foi, portanto, obter um efluente sintético em escala laboratorial, sob condições controladas, que pudesse simular o comportamento de um efluente gerado em uma planta de branqueamento, quando em um sistema de tratamento biológico. Para isso, partiu-se de uma amostra de polpa celulósica não-branqueada e realizou-se a etapa de branqueamento no laboratório sob condições semelhantes às industriais, obtendo-se assim, o efluente desejado, que foi chamado de Efluente Sintético. A comparação foi realizada através da caracterização físico-química deste efluente e de um efluente de uma planta industrial de branqueamento, chamado de Efluente Industrial. Reatores anaeróbios operando em batelada foram utilizados para avaliação do comportamento destes influentes de tratamento biológico. Observou-se que o comportamentos de ambos os efluentes pôde ser considerado semelhante. A avaliação foi feita através do acompanhamento da produção de gás metano e eficiências de remoção de DQO e AOX. / The necessity of producing paper by environmental friendly processes is a big challenge; bleached cellulose pulp produces one of the most problematic and studied kind of effluent nowadays. The kind of effluent produced in the bleaching mill is more important than the quantity of this effluent. The effect of the BOD of this effluent in the receiving water is not the main problem, the problem is on the generation of organochlorines compounds that are dissolved in this effluent. A lot of substances of this group are toxic and can show carcinogenic and mutagenic effects. The study of effluent in biologic systems of treatment is extremely important and is theme of a variety of scientific works. However, there are some difficulties related to the variability of composition, the obtainment, the handling and the storage of samples of this kind of effluent in a research laboratory. Therefore, the purpose of this work was to obtain a synthetic effluent in a laboratory scale, under controlled conditions, that could simulate the behavior of an effluent produced in a bleaching mill, when in a biological system of treatment. For this, it was used a sample of a unbleached cellulose pulp and it was done the stage of bleaching in the laboratory under similar conditions to the mill\'s, obtaining in this way the desired effluent, that was called Synthetic Effluent. It was done a comparison between this effluent and a bleaching mill effluent, that was called Industrial Effluent, by a physical and chemical characterization. It was used anaerobic batch reactors to make a evaluation of the behavior of these effluents in a biological system of treatment. It was observed that the behavior of both effluents can be considered similar. The evaluation was done by the observation of methane gas production and by the efficiencies of COD and AOX removal.

O Ácido Hialurônico, HA, é um dos principais componentes da matriz extracelular dos vertebrados. É um glicosaminoglicano hidrolisado pelas enzimas da família da Hialuronidase, envolvidas na regulação de importantes processos biológicos, como a permeabilidade vascular e a angiogênese. Conforme o interesse pelo desenvolvimento de uma rota de síntese para esta enzima, objetivamos a obtenção de um plasmídeo, contendo a sequência que codifica a variante 8 do gene Hyal-1. Para isto, planejou-se a inserção de dois sítios de restrição para a sub-clonagem, sítio dirigida, BamH-1 na região 5\' e Not-1 na 3\' na sequência do códon da Hyal-1. O inserto foi sub-clonado no plasmídeo, pET28-a, e transfectado para expressão em Escherichia coli Bl-21. A expressão foi induzida por IPTG no melhor tempo, de 4 horas, e a confirmação da expressão protéica foi realizada por Western blotting. Observou-se uma proteína de 45 kDa, confirmando a presença da Hyal-1. Realizou-se a expressão em 4 litros de cultura para obtenção de uma quantia suficiente para purificação em coluna de níquel-agarose. O rendimento neste experimento foi de 25µg por litro. A rota sintética sugerida neste estudo mostrou-se eficiente para obtenção da proteína Hyal-1 recombinante, justificando futuros investimentos na otimização deste processo / Hyaluronic Acid, HA is a major component of the extracellular matrix of vertebrates. It is a glycosaminoglycan hydrolyzed by enzymes of the hyaluronidase family, involved in the regulation of important biological processes such as angiogenesis and vascular permeability. As interest in the development of a synthesis route for this enzyme, we aim to obtain a plasmid containing the coding sequence of the gene variant 8 Hyal-1. To obtain the plasmid insert was planned and two restriction sites for sub-cloning site directed at the 5\' Bam H-1 and 3\' Not-1 in codon sequence of Hyal-1. The insert was sub-cloned into plasmid pET28-a, and transfected for expression in Escherichia coli Bl-21. The expression was induced by IPTG in the best time of 4 hours and confirmation of protein expression was performed by Western blotting. There was a 45 kDa protein, thus confirming the presence of Hyal-1. Purification was performed on nickel-agarose column to obtain a larger amount of the protein, approximately 25µg/L. The route suggested in this study was efficient attainment of Hyal-1 recombinant protein.

Baseado nos algoritmos de hidrofilicidade e flexibilidade obtidos pelo uso do \"software\" ProtScale, acessível no endereço http://au.expasy.org/cgi-bin/protscale.pl, foram selecionados sete peptídeos, potencialmente antigênicos, das proteínas de Schistosoma mansoni, entre elas, catepsina B (Sm 31), \"heat shock protein\" de 70 kDa (HSPSm-70), \"cathodic circulating antigen\" (CCA), e uma seqüência da fase de leitura aberta do clone ET03. Estes peptídeos, produzidos por síntese química, foram denominados P1, P2, P3, P4, P5, P6 e P7. Em seguida, os peptídeos foram testados isoladamente contra \"pool\" de soros humanos positivos e negativos. Após vários testes, os peptídeos P1, P2, P3, P6 e P7, que apresentaram imunorreatividade quando ensaiados por método imunoenzimático, foram usados na padronização de um método imunoenzimático de ELISA, utilizando placas Costar 3590, que passou a ser denominado ELISA-Peptídeo (ELISA-Pp). Este método foi avaliado empregando-se 192 amostras de soro, divididas em quatro grupos: (A) 23 amostras de soro, coletadas de pacientes residentes no Nordeste do Brasil, portadores de esquistossomose aguda, com ovos de S. mansoni nas fezes; (B) 30 amostras de soro, coletadas de pacientes residentes no Norte do Brasil, portadores de esquistossomose crônica, com ovos de S. mansoni nas fezes; (C) 39 amostras de soro, coletadas de indivíduos residentes no Norte do Brasil, portadores de outras parasitoses, mas não esquistossomose; (D) 100 amostras de soro, coletadas de indivíduos residentes em Campinas-SP, negativos pelo exame coproparasitológico. Os resultados obtidos foram analisados comparativamente com os encontrados por outras metodologias imunodiagnósticas: reação de imunofluorescência indireta para detecção de anticorpos IgM contra tubo digestivo de verme (RIF-IgM), método imunoenzimático para detecção de anticorpos IgM contra antígenos polissacarídeos (ELISA-IgM) ou anticorpos IgG contra extrato total de vermes (ELISA-IgG). A sensibilidade do ELISA-Pp foi de 86,6%, quando avaliado frente a soros de pacientes que apresentaram ovos de S. mansoni nas fezes e de 79,3%, considerando como esquistossomótico aqueles pacientes com sorologia positiva pelos métodos de RIFI-IgM e ELISA-IgM. A especificidade do ELISA-Pp foi de 94,2% e 94,7%, respectivamente, considerando como grupo controle, não esquistossomótico, indivíduos com resultado de exame parasitológico de fezes negativo para ovos de S. mansoni ou indivíduos com sorologia negativa pelo ELISA-IgM e RIFI-IgM. O valor preditivo positivo apresentado pelo ELISA-Pp foi de 85,2% enquanto para os outros métodos sorológicos variou de 63,4% a 78,6%. O valor preditivo negativo do ELISA-Pp foi em média 3% inferior aos obtidos pelos outros métodos sorológicos. Comparando-se os resultados obtidos pelo ELISA-Pp com os dos outros métodos sorológicos, melhor concordância foi demonstrada com os resultados do ELISA-IgM (Índice Kappa=0,75). Os índices de reatividade para detecção de anticorpos IgG e IgM foram significantemente maiores (P < 0,05) nos pacientes com esquistossomose aguda (grupo A) do que crônica (grupo B). No presente estudo, ELISA-Pp demonstrou bom desempenho (eficácia diagnóstica = 81,0%), entretanto novos estudos são necessários para avaliação de sua aplicabilidade em inquéritos soroepidemiológicos. / Based on algorithms of hidrophilicity and flexibility, obtained by the use of the ProtScale software, disposable at the site http://au.expasy.org/cgi-bin/protscale.pl, seven potentially antigenic peptides were selected from different Schistosoma mansoni proteins: cathepsin B (Sm31), heat shock protein (SmHSP-70), cathodic circulating antigen (CCA) and the polypeptidic sequence of the open reading frame (ORF) of the ET-03 clone. The peptides were produced by chemical synthesis and denominated as P1, P2, P3, P4, P5, P6 and P7. These were independently tested against two pools of human sera, one positive and one negative for schistosomiasis. The peptides P1, P2, P3, P6 and P7, that presented better reactivity when assayed by an immunoenzymatic method, were chosen to be used as antigen for the standardization of an ELISA method, by utilizing Costar 3590 micro plates, and it was called Peptide-ELISA (Pp-ELISA). This method was evaluated on 192 serum samples, divided in four groups: (A) 23 samples from patients with acute schistosomiasis and positive for S. mansoni eggs in fecal examination, who were living in a Brazilian Northeast state; (B) 30 samples from patients with chronic schistosomiasis and positive for S. mansoni eggs, who were living in a Brazilian North state; (C) 39 samples from individuals with other parasite infection, but no schistosomiasis, living in a Brazilian North state; (D) 100 samples from clinically healthy individuals who presented negative results for coproparasitologic method, living in Campinas, São Paulo State. The serological data obtained by Pp-ELISA were comparatively analyzed with the results obtained by other immunodiagnostic methods: immunofluorescence test for detection of IgM antibodies against gut associated antigens (IgM-IFT); ELISA for detection of IgM antibodies against gut associated polysaccharide antigens (IgM-ELISA) or for detection of IgG antibodies against worm crude antigens (IgG-ELISA). The sensitivity of Pp-ELISA was of 86,6%, considering as schistossomiasis patients only the ones who presented S. mansoni eggs in stool examination, and 79,3%, when a serological criterion was used for definition of schistosomiaisis patients, with positive results for both IgM-IFT and IgM-ELISA. The specificity of the Pp-ELISA was respectively 94,2% or 94,7%, considering as control group, without schistosomiasis, S. mansoni egg negative individuals in stool examination or serologically negative individuals by both tests, IgM-IFT and IgM-ELISA. The positive predictive value for Pp-ELISA was 85,2%, while for the other serologic methods varied from 63,4% to 78,6%. The negative predictive value for Pp-ELISA was as a rule 3% lower than the indices obtained for other serologic methods. When the results of Pp-ELISA were compared with the ones obtained by other serologic methods, better concordance was demonstrated with IgM-ELISA (Kappa indice = 0,75). The reactivity indices for detection of IgG and IgM antibodies were significantly higher (P < 0,05) in acute (group A) than chronic schistosomiasis patients (group B). In this study the Pp-ELISA presented a good performance (Diagnostic efficacy = 81,0%), however further studies must be necessary for evaluation of its applicability on seroepidemiologic surveys.

Os eventos celulares e extracelulares que ocorrem durante o processo de osseointegração do titânio (Ti) são influenciados pelas propriedades físicas e químicas de sua superfície. Modificações bioquímicas de topografias complexas de Ti permitem o desenvolvimento de novas superfícies de implantes funcionalizadas com moléculas bioativas, visando a promover a osteogênese de contato e a osseointegração. O objetivo do presente estudo foi avaliar os efeitos, sobre a osteogênese in vitro, da funcionalização de microtopografia de Ti com concentrações distintas de peptídeo sintético análogo a uma seqüência de amino-ácidos do colágeno tipo I, relacionada a adesão e diferenciação celulares. Células osteogênicas primárias derivadas de calvárias de ratos foram plaqueadas sobre superfícies de Ti: 1) usinada e lixada (Usinado); 2) com microtopografia (Plus); 3) Plus com recobrimento de hidroxiapatita (Plus+HA); 4) Plus+HA, com baixa concentração de P-15 (P-15 low); 5) Plus+HA, com alta concentração de P-15 (P-15 high). Por períodos de até 21 dias, foram avaliados: morfologia celular e estágios de adesão e espraiamento celulares; viabilidade celular, proporção de células no ciclo celular e número total de células; imunolocalização de proteínas da matriz extracelular não-colágena; expressão de marcadores do fenótipo osteoblástico por reação em cadeia da polimerase em tempo real (Real-time PCR); atividade de fosfatase alcalina (ALP); proporção de células em apoptose e formação de matriz mineralizada. Avaliaram-se, também, os aspectos topográficos das superfícies, por microscopia eletrônica de varredura (MEV) de alta resolução, e o molhamento de superfície, pelo método da gota séssil. As superfícies Plus modificadas apresentavam camada superficial constituída por agregados de material acicular, os quais eram menos evidentes em P-15 high. Todas as superfícies eram hidrofóbicas, sendo que a funcionalização com P-15 proporcionava tendência à hidrofilicidade em equilíbrio. Após 4 h, observou-se que as superfícies com microtopografia apresentavam menor proporção de células nos estágios 3 e 4 de espraiamento quando comparadas com o Usinado (p<0,05). A viabilidade celular por MTT demonstrou valores maiores para as superfícies Plus modificadas aos 3 dias (p<0,05). Em 1 dia, acúmulos extracelulares de osteopontina (OPN) foram evidentes apenas sobre Plus+HA, P-15 low e P-15 high, com maior extensão em 3 dias. Em 7 dias, áreas imunomarcadas para sialoproteína óssea (BSP) eram menos extensas sobre Plus e Plus+HA. Para os grupos com microtopografia, foram observados valores de RNAm: menores para RUNX2 em 7 dias em comparação ao Usinado; para fosfatase alcalina (ALP), maiores em 10 se comparados a 7 dias; menores para BSP e maiores para OPN em 7 e 10 dias, quando comparados ao Usinado. Em 10 dias, observou-se redução significante (p<0,05) na atividade de ALP nas superfícies com microtopografia em comparação ao Usinado. Aos 14 dias, formações nodulares típicas de matriz mineralizada, marcadas para BSP em sua periferia, foram observadas apenas nos grupos Usinado e Plus. No entanto, a quantificação do vermelho de Alizarina (ARS) revelou valores maiores para as culturas sobre superfícies Plus modificadas em 14 e 21 dias (p<0,05). Concluiu-se que a microtopografia de Ti Plus, nanoestruturada com HA para funcionalização de P-15, altera o processo de aquisição do fenótipo osteogênico in vitro, resultando no aumento da formação de matriz calcificada, em padrão predominantemente diferente ao de típicas formações nodulares observadas sobre superfícies planas na microescala. / Surface functionalization of metallic surfaces with bioactive molecules has been developed aiming to promote specific cellular response at biomaterial-tissue interface. The present study evaluated the effects of surface functionalization of a microstructured titanium (Ti) surface with a synthetic peptide (P-15) analogue of the cell-binding domain of collagen I on key parameters of the progression of the osteogenic phenotype in vitro. Calvaria-derived osteogenic cells were plated on Ti disks: i) Machined; ii) with microtopography (Plus); iii) Plus with hydroxyapatite coating (Plus+HA); iv) Plus+HA with a low concentration of P-15 (P-15 low); v) Plus+HA with a high concentration of P-15 (P-15 high). High resolution SEM analysis showed that Plus exhibited a complex microtopography. In addition, a superficial layer of nano-sized needle-shaped HA was noticed for all modified Plus surfaces, although less apparent for P-15 high. Whereas all surfaces were hydrophobic at time zero, biofunctionalization showed a tendency to hydrophilicity at equilibrium. At 4 hours, Plus and modified Plus surfaces exhibited a lower proportion of spread osteogenic cells. At day 3, cells were less spread on the microtopographies, showing long cytoplasmic extensions. Epifluorescence revealed a large extracellular OPN accumulation for modified Plus surfaces. Although at day 3 cell viability was higher for modified Plus surfaces, at day 7 no major differences were detected among groups. Real time PCR showed for Plus and modified Plus surfaces: i) lower levels for RUNX2 at day 7 and for BSP at days 7 and 10, and higher OPN levels at days 7 and 10 compared with Machined; ii) higher ALP levels at day 10 compared with day 7. At day 10, Plus and modified Plus surfaces showed lower ALP activity compared with Machined. At days 14 and 21, higher proportions of Alizarin red stained areas were detected for cultures grown on modified Plus surfaces. The modification of Ti Plus surface by means of HA coating and functionalization with peptide P-15 alters the osteogenic potential of osteoblastic cell cultures, leading to an enhancement in mineralized matrix formation.

Apesar da existência de uma quimioterapia, a tuberculose (TB) ainda permanece como uma das principais causas de mortalidade no mundo, especialmente nos países em desenvolvimento, em grande parte devido à epidemia da AIDS. Geralmente, a atual terapia da TB é eficiente, no entanto, ela implica em um longo tratamento com efeitos colaterais não desejáveis e consequentemente com pouca adesão. Tem sido relatada uma crescente incidência de cepas de Mycobacterium tuberculosis resistentes a múltiplos fármacos, sendo que uma das maiores razões para isso é a terapia ineficaz, provavelmente devido à carência na adesão. Portanto, a busca por novos fármacos e com o desenvolvimento de uma terapia eficiente para a TB, que aumente a adesão do paciente e reduza o surgimento de cepas resistentes á múltiplos fármacos é muito importante. A microencapsulação pode ser usada de forma segura para a liberação sistêmica de fármacos e também para direcionar a ação para o sítio de infecção. Dessa forma, um análogo sintético de neolignana (ASN) que apresentou destacada aitividade in vitro contra o M. tuberculosis foi encapsulado em micropartículas de co-polímeros do ácido lático e glicólico (PLGA) para a liberação sustentada deste composto. Tipos diferentes de micropartículas de PLGA contendo este fármaco foram desenvolvidas pela técnica de evaporação de solvente e posteriormente, elas foram avaliadas. A formulação contendo o ASN que exibiu a melhor eficiência de encapsulação e também demonstrou uma liberação sustentada foi verificada em um modelo de camundongo infectado com TB. O tratamento com as formulações de micropartículas resultou em uma depuração dos bacilos comparado aos controles. Além disso, os resultados da análise de cortes histológicos sugerem que estas formulações não induzem a nenhuma hepatotoxicidade. Estes resultados demonstraram a possibilidade de se usar formulações de micropartículas contendo o ASN para a obtenção de resultados efetivos em modelos murinos de TB, e indicaram o potencial do ASN como um novo fármaco antimicobacteriano. / Despite the existence of chemotherapy, tuberculosis (TB) still remains a leading cause of mortality of worldwide, especially in the developing countries, in part due to the AIDS epidemic. Current therapy of TB is generally effective, however, it involves a long course of treatment with unwanted side effects and consequently with poor compliance. An increasing incidence of multiple-drug-resistant strains of Mycobacterium tuberculosis (MDR-TB) has been related and one of the major reasons for this is inefficient therapy, probably due to lack of compliance. Thus, it is very important to search for new drugs with a development of an effective therapy for TB that improves patient compliance and reduces the emergency of MDR-TB. Microencapsulation technology can be used to safely deliver drugs systemically and target drugs to the site of infection. In this way, a synthetic analogue of a neolignan (SAN) that had a remarkable in vitro activity against M. tuberculosis was entrapped in poly (D,L-lactide-co-glycolide) (PLGA) microparticles for sustained delivery of this compound. Different types of PLGA microparticles containing this drug were developed by the solvent evaporation technique and then they were evaluated. A microparticle formulation containing the SAN that exhibited the best entrapment efficiency and also showed a sustained release was assessed in an infect mouse model of TB. Treatment with the microparticles formulation resulted in a clereance of bacilli compared to the controls. Besides that, results suggest that these formulations do not induce any hepatotoxicity on a histopathology basis. These results demonstrated the ability to use microparticles formulations containing SAN to achieve effective results in a murine TB model and indicate the potencial of SAN as a novel antimycobacterial drug.

Talvez mais que a própria Mecânica, a Termodinâmica possui em seu interior uma grande diversidade de teorias, que se distinguem por motivos vários. Um modo de identificá-las é analisar como se organizam, reflexo da metodologia empregada ao construí-las. Em particular, a organização que Carnot, Thomson e Clausius conferiram à ciência do calor é do tipo sintética, baseada no poder heurístico de ciclos termodinâmicos. Por isso, tal formalismo é chamado de termodinâmica de ciclos. Por outro lado, Gibbs, inspirado na tradição que remonta a Lagrange e a Hamilton, constrói uma teoria analiticamente organizada, conhecida como termodinâmica de potenciais. O estudo comparativo das duas é viável e mostra-se como uma excelente ocasião para verificar e elucidar o poder explicativo e racional de cada uma, com interessantes consequências para a própria Filosofia da ciência. Além disso, contextualizando historicamente cada uma, vê-se que a termodinâmica de Gibbs é uma teoria inspirada no método analítico de Hamilton. / Perhaps more than Mechanical itself, thermodynamics has in its interior a wide variety of theories which differ for various reasons. A way to identify them is analyze how they are organized, which is a reflection of the methodology used to construct them. In particular, the organization that Carnot, Clausius and Thomson have given to the science of heat is the synthetic type, based on heuristic power of thermodynamic cycles. Therefore, this formalism is called thermodynamic cycles. On the other hand, Gibbs, inspired by the tradition going back to Lagrange and Hamilton, builds an analytically organized theory, known as thermodynamics of potentials. The comparative study of the two is possible and shows up as an excellent opportunity to verify and clarify the explanatory and rational power of each, with interesting consequences for the Philosophy of science. In addition, each contextualized historically, it is seen that the Gibbs thermodynamic theory is inspired by the analytical method of Hamilton.

No processo de retificação a dressagem desempenha um papel fundamental, uma vez que ela é responsável pela topografia da superfície de trabalho do rebolo, podendo afetar os resultados da retificação em termos da integridade superficial e precisão dimensional da peça, bem como a confiabilidade do processo. Portanto, como parte integrante da operação de retificação, a dressagem pode melhorar significativamente a qualidade das peças retificadas caso melhores dressadores sejam produzidos. Este trabalho tem o objetivo de estudar as principais características necessárias ao projeto de dressadores sinterizados que utilizam diamantes sintéticos de perfil constante e verificar experimentalmente a distribuição de temperaturas no dressador, obtidas através de ensaios práticos e simulação computacional pelo método dos elementos finitos. O modelo utilizado contém algumas limitações, porém os resultados obtidos mostraram que os níveis de temperaturas no dressador foram afetados pelos parâmetros de dressagem considerados no trabalho, a saber, a profundidade de dressagem (\'a IND. d\'), o grau de recobrimento de dressagem (\'U IND. d\') e a vazão do fluido refrigerante (Q). O desgaste do dressador foi afetado apenas pelos parâmetros de dressagem. / In grinding operations, dressing tools are of major importance, since they are responsible for the topography of the wheel working surface and, consequently, can affect the grinding results in terms of surface integrity, dimensional accuracy and process reliability. Therefore, as an important part of the grinding operation, dressing can significantly improve the quality of ground parts if better dressing tools are produced. This work studies the main needs for designing sintered dressing tools made with constant cross sectional synthetic diamonds. It also analyses the temperature distribution over a novel dressing tool design using experimental measurements to feed computacional simulation by the finite element method (FEM). The temperature model employed showed some limitations but the obtained results indicated that temperature levels over the dressing tool were affected by the dressing parameters considered in this work, namely the dressing depth of cut (\'a IND. d\'), the dressing overlapping parameter (\'U IND. d\') and the flow rate (Q). Additionally, one can say that the dressing tool wear was affected only by the dressing parameters

Submitted by JOSIANE SANTOS DE OLIVEIRA (josianeso) on 2017-09-29T13:35:20Z No. of bitstreams: 1 Adriano Menezes da Silva_.pdf: 2391290 bytes, checksum: 70727d4df37a4601ac4cf99773491986 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-09-29T13:35:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Adriano Menezes da Silva_.pdf: 2391290 bytes, checksum: 70727d4df37a4601ac4cf99773491986 (MD5) Previous issue date: 2017-05-09 / CNPQ – Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / O avanço tecnológico da informática e dos componentes eletrônicos está exigindo uma constante pesquisa na busca de maiores eficiências no resfriamento de seus componentes. Os métodos convencionais de resfriamento, através de coolers, não estão suprindo a demanda necessária e vários outros métodos estão sendo testados e implementados. Dentre os métodos utilizados nas pesquisas se destaca o sistema com jatos sintéticos pulsados, onde estudos mostraram que, a eficiência na troca térmica é aumentada devido à turbulência associada e estes dispositivos. As principais vantagens do sistema com jatos sintéticos é a utilização do próprio fluido do meio circundante para efetuar o resfriamento, além da compactação física e diminuição considerável dos níveis de ruído. O estudo visa comparar e ampliar os dados obtidos em experimento prático realizado com placas aquecidas em diferentes posições ao longo do comprimento de um canal, utilizando o jato sintético para realizar o resfriamento. Para realizar a análise numérica realizada utilizando o método por volumes finitos, foi necessário criar um modelo virtual semelhante ao espaço ocupado pelo fluido durante o experimento e nele aplicar as condições reais utilizadas. Sendo assim foram utilizadas na simulação um modelo 3-D e fluido compressível. Estudos de convergência de malha foram realizados para obter a malha que apresenta o melhor benefício entre tempo de processamento e precisão dos resultados. Para maior estabilidade da solução numérica, utilizou-se uma equação que simula o efeito de velocidade do movimento cossenóide da membrana durante o ciclo de excitação. Diversas análises foram realizadas para estabelecer a mesma condição de velocidade média obtida no experimento. Para isso, simulações foram realizadas até a estabilização da velocidade média transiente e os valores obtidos serviram para elaborar uma curva e dela extrair uma equação que capaz de estimar o valor próximo da velocidade média obtida durante as medições do experimento prático para uma determinada condição de contorno de velocidade de membrana. Aplicando a condição de placa aquecida a 80ºC nas duas posições testadas de 50 e 150mm em relação à saída do orifício, verificou-se o aquecimento da placa não interfere nos campos de velocidade e vorticidade médias transientes e instantâneas. As simulações com resfriamento por jatos sintéticos apresentaram resultados significativos de aumento da capacidade de troca térmica em comparação com o regime permanente simulando o sistema convencional de resfriamento por cooler. Os resultados indicam que, com a placa aquecida em posições distintas, a melhora proporcionada pelo jato sintético fica na ordem de 25 a 40%. Já quando comparado o sistema com placa contínua e com variação da amplitude A0, os valores de resfriamento do jato sintético apresentaram aumento na ordem de 125%. Os resultados com alteração de frequência mostram que o coeficiente de transferência de calor por convecção aumenta até a frequência de 120 Hz, indicando que essa é a frequência de ressonância do sistema. / The technological advance of information technology and electronic components provides a constant demand for greater efficiency in the cooling of its components. Cooler or fan-based conventional cooling methods cannot meet this required demand and several other methods are being tested and implemented. Among these methods, pulsed synthetic jets are of particular interest due to the increased heat transfer associated with higher turbulence levels. The main advantages of such a system with synthetic jets are the use of the surrounding environment fluid to realize cooling, compact size and considerable reduction of noise levels. The aim of this study was to compare results with an experimental study performed with heated plates at different positions along the length of a channel using cooled by a tangential synthetic jet and obtain further cooling data. To perform the numerical analysis with a finite volume method, it was necessary to create a virtual model similar to the geometry in the experiment with similar real boundary conditions. Therefore, a 3-D model and a compressible fluid were used in the simulation. Grid convergence studies were performed to obtain a mesh that presented the best balance between processing time and accuracy of results. For greater stability of the numerical solution, an equation was used that simulated the velocity effect of a moving membrane in the driving cavity with a cosine-shaped displacement during the pulsing cycle. Several analyzes were performed to establish the same channel average velocity condition obtained in the experimental study. Simulations were performed until the mean exit channel velocity stabilized and the values obtained were used to elaborate a calibration curve that related the amplitude of the velocity boundary condition at the membrane to an average channel velocity on par with the experimental study. For heat transfer results, a constant temperature of 80 ° C was applied at two test positions of 50 and 150 mm for the plate in relation to the orifice outlet. It was found that plate heating does not interfere in the transient or average velocity and vorticity fields. The simulations with cooling by synthetic jets showed significant increases of thermal exchange capacity in comparison to the a steady turbulent channel flow analogous to a conventional cooler cooling. The results indicate that with the heated plate in different positions the improvement provided by the synthetic jet is in the order of 25 to 40%. When compared to the system with a continuous plate spanning the bottom of the channel, variations of the pulsing jet amplitude showed increase in the order of 125%. Frequency change results show that the convection heat transfer coefficient increases up to the frequency of 120 Hz, indicating that this is the resonant frequency of the channel.

Os eventos celulares e extracelulares que ocorrem durante o processo de osseointegração do titânio (Ti) são influenciados pelas propriedades físicas e químicas de sua superfície. Modificações bioquímicas de topografias complexas de Ti permitem o desenvolvimento de novas superfícies de implantes funcionalizadas com moléculas bioativas, visando a promover a osteogênese de contato e a osseointegração. O objetivo do presente estudo foi avaliar os efeitos, sobre a osteogênese in vitro, da funcionalização de microtopografia de Ti com concentrações distintas de peptídeo sintético análogo a uma seqüência de amino-ácidos do colágeno tipo I, relacionada a adesão e diferenciação celulares. Células osteogênicas primárias derivadas de calvárias de ratos foram plaqueadas sobre superfícies de Ti: 1) usinada e lixada (Usinado); 2) com microtopografia (Plus); 3) Plus com recobrimento de hidroxiapatita (Plus+HA); 4) Plus+HA, com baixa concentração de P-15 (P-15 low); 5) Plus+HA, com alta concentração de P-15 (P-15 high). Por períodos de até 21 dias, foram avaliados: morfologia celular e estágios de adesão e espraiamento celulares; viabilidade celular, proporção de células no ciclo celular e número total de células; imunolocalização de proteínas da matriz extracelular não-colágena; expressão de marcadores do fenótipo osteoblástico por reação em cadeia da polimerase em tempo real (Real-time PCR); atividade de fosfatase alcalina (ALP); proporção de células em apoptose e formação de matriz mineralizada. Avaliaram-se, também, os aspectos topográficos das superfícies, por microscopia eletrônica de varredura (MEV) de alta resolução, e o molhamento de superfície, pelo método da gota séssil. As superfícies Plus modificadas apresentavam camada superficial constituída por agregados de material acicular, os quais eram menos evidentes em P-15 high. Todas as superfícies eram hidrofóbicas, sendo que a funcionalização com P-15 proporcionava tendência à hidrofilicidade em equilíbrio. Após 4 h, observou-se que as superfícies com microtopografia apresentavam menor proporção de células nos estágios 3 e 4 de espraiamento quando comparadas com o Usinado (p<0,05). A viabilidade celular por MTT demonstrou valores maiores para as superfícies Plus modificadas aos 3 dias (p<0,05). Em 1 dia, acúmulos extracelulares de osteopontina (OPN) foram evidentes apenas sobre Plus+HA, P-15 low e P-15 high, com maior extensão em 3 dias. Em 7 dias, áreas imunomarcadas para sialoproteína óssea (BSP) eram menos extensas sobre Plus e Plus+HA. Para os grupos com microtopografia, foram observados valores de RNAm: menores para RUNX2 em 7 dias em comparação ao Usinado; para fosfatase alcalina (ALP), maiores em 10 se comparados a 7 dias; menores para BSP e maiores para OPN em 7 e 10 dias, quando comparados ao Usinado. Em 10 dias, observou-se redução significante (p<0,05) na atividade de ALP nas superfícies com microtopografia em comparação ao Usinado. Aos 14 dias, formações nodulares típicas de matriz mineralizada, marcadas para BSP em sua periferia, foram observadas apenas nos grupos Usinado e Plus. No entanto, a quantificação do vermelho de Alizarina (ARS) revelou valores maiores para as culturas sobre superfícies Plus modificadas em 14 e 21 dias (p<0,05). Concluiu-se que a microtopografia de Ti Plus, nanoestruturada com HA para funcionalização de P-15, altera o processo de aquisição do fenótipo osteogênico in vitro, resultando no aumento da formação de matriz calcificada, em padrão predominantemente diferente ao de típicas formações nodulares observadas sobre superfícies planas na microescala. / Surface functionalization of metallic surfaces with bioactive molecules has been developed aiming to promote specific cellular response at biomaterial-tissue interface. The present study evaluated the effects of surface functionalization of a microstructured titanium (Ti) surface with a synthetic peptide (P-15) analogue of the cell-binding domain of collagen I on key parameters of the progression of the osteogenic phenotype in vitro. Calvaria-derived osteogenic cells were plated on Ti disks: i) Machined; ii) with microtopography (Plus); iii) Plus with hydroxyapatite coating (Plus+HA); iv) Plus+HA with a low concentration of P-15 (P-15 low); v) Plus+HA with a high concentration of P-15 (P-15 high). High resolution SEM analysis showed that Plus exhibited a complex microtopography. In addition, a superficial layer of nano-sized needle-shaped HA was noticed for all modified Plus surfaces, although less apparent for P-15 high. Whereas all surfaces were hydrophobic at time zero, biofunctionalization showed a tendency to hydrophilicity at equilibrium. At 4 hours, Plus and modified Plus surfaces exhibited a lower proportion of spread osteogenic cells. At day 3, cells were less spread on the microtopographies, showing long cytoplasmic extensions. Epifluorescence revealed a large extracellular OPN accumulation for modified Plus surfaces. Although at day 3 cell viability was higher for modified Plus surfaces, at day 7 no major differences were detected among groups. Real time PCR showed for Plus and modified Plus surfaces: i) lower levels for RUNX2 at day 7 and for BSP at days 7 and 10, and higher OPN levels at days 7 and 10 compared with Machined; ii) higher ALP levels at day 10 compared with day 7. At day 10, Plus and modified Plus surfaces showed lower ALP activity compared with Machined. At days 14 and 21, higher proportions of Alizarin red stained areas were detected for cultures grown on modified Plus surfaces. The modification of Ti Plus surface by means of HA coating and functionalization with peptide P-15 alters the osteogenic potential of osteoblastic cell cultures, leading to an enhancement in mineralized matrix formation.

As indústrias que desenvolvem motores de combustão interna têm como preocupação atual prover motores que sejam cada vez menos poluentes, uma vez que a preocupação com a preservação do meio ambiente é intensa em todo o mundo. No entanto, com o desenvolvimento de novas tecnologias destinadas à redução das emissões, a condensação dos gases, provenientes da combustão, está sendo promovida dentro das câmaras de combustão dos veículos. Ácidos, como sulfúrico e nítrico, são gerados pela condensação destes gases. Esta condensação está associada às altas taxas de recirculação de gases de escape, conhecido como EGR, (termo em inglês para Exhaust Gas Recirculation). Consequentemente, problemas de corrosão nos componentes do motor estão aumentando, especialmente em camisas de cilindro em ferro fundido. Neste estudo, foi investigada a resistência à corrosão de dois ferros fundidos, um de microestrutura perlítica e o outro com microestrutura bainítica, em soluções de condensado natural e sintético de motores movidos a diesel. Os resultados foram associados às microestruturas e as composições químicas dos materiais estudados. Resultados de testes de imersão e ensaios de espectroscopia de impedância eletroquímica, bem como de curvas de polarização potenciodinâmicas, indicaram que os dois materiais não apresentam resistência à corrosão nos meios de ensaio adotados. O ataque intenso da matriz observado em ambos os materiais observado pelos ensaios de imersão, mostraram a atuação do mecanismo eletroquímico de corrosão por grafitização. Este mecanismo causa o ataque localizado e destrutivo da matriz de ferrita (-Fe), que funciona como anodo enquanto as grafitas atuam como áreas catódicas. Enquanto em meio ácido não foi possível observar uma diferenciação entre os dois tipos de ferros fundidos estudados, em meio neutro e aerado, o ferro fundido bainítico mostrou resistência à corrosão superior à do ferro fundido perlítico. / The industries that develop internal combustion engines have the current concern on providing less polluting engines, due to the worldwide apprehension on the environment preservation. However, with the development of new technologies to reduce emissions, condensation of gases from combustion is being promoted within the combustion chambers of vehicles. Acids, such as sulfuric and nitric, are generated by these gases condensation. This condensation is associated with high rates of exhaust gas recirculation, known as EGR, (the English term for Exhaust Gas Recirculation). Consequently, corrosion problems of engine components are increasing, especially in cylinder liners made with cast iron. In this study, the corrosion resistance of two cast irons, one with a pearlitic microstructure and the other with a bainitic one, has been investigated in the natural solution obtained by condensation of the gases from diesel engines combustion or in a synthetic solution that simulates the composition of the condensate gases. The results were associated with the chemical compositions and microstructures of the materials studied. The results of immersion tests and electrochemical impedance spectroscopy tests, as well as potentiodynamic polarization curves, indicated that both materials do not exhibit significant differences in their corrosion resistance in the solutions adopted for testing. The intense attack of the matrix observed during immersion tests showed the electrochemical corrosion mechanism of graphitization in both materials. This mechanism causes localized attack of the ferrite matrix ( -Fe), which acts as the anodic areas whereas the graphite act as the cathodic ones. Though in acid medium has not been possible to observe a distinction between the corrosion resistance of the two types of cast irons studied, in neutral and aerated environment, the bainitic cast iron showed higher corrosion resistance comparatively to the pearlitic cast iron .