Orientador: Marcelo de Carvalho Borba / Resumo: A pesquisa relatada nesta dissertação faz parte do projeto E-licm@t-Tube e teve como objetivo investigar como diferentes fatores influenciaram a maneira como a matemática foi comunicada nos vídeos produzidos pelos licenciandos em matemática em um curso a distância da Universidade Federal do Mato Grosso do Sul. Os participantes da pesquisa foram os estudantes de duas turmas de Estágio Obrigatório III do curso de Licenciatura em Matemática a distância da Universidade Federal do Mato Grosso do Sul. Tal investigação possui uma abordagem qualitativa visto que ela possui caráter descritivo; a fonte dos dados foi o contexto natural desses estudantes dessa modalidade de ensino; foi dada importância aos significados dados pelos sujeitos e às suas ações que estão presentes no vídeo de forma implícita; bem como a análise foi um processo indutivo. Os procedimentos e instrumentos para a produção dos dados foram: observação, atividade de produção dos vídeos, entrevistas semiestruturadas e caderno de campo. No total foram produzidos sete vídeos. Durante a análise dos dados procurou-se identificar ações que não foram expressas diretamente pelos estudantes, mas que revelam conhecimentos implícitos e compreensões dos futuros professores relacionados à matemática e seus processos de ensino e aprendizagem. Para atingir esse fim, foi utilizada uma adaptação do Método Documentário para interpretação de filmes para ter acesso ao conhecimento ateórico dos estudantes que estava implícito nos vídeos. ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The research reported in this dissertation is part of the E-licm@t-Tube project and aimed to investigate how different factors influenced the way mathematics was communicated in videos produced by undergraduate students enrolled in the distance Mathematics Education degree at the Federal University of Mato Grosso do Sul. The participants in the research were students from two classes of Required Internship III. The research employed a qualitative approach since it has a descriptive character; the source of the data was the natural context of these students on this teaching modality; importance was given to the meanings attributed by the subjects and their actions that were shown implicitly on the video; analysis was an inductive process. The procedures and instruments for the production of the data were: observation, video production activity, semi-structured interviews and field notes. A total of seven videos were produced. During the data analysis, we tried to identify actions that weren’t expressed directly by the students, but which revealed implicit knowledge and understandings of the future teachers related to mathematics and its teaching and learning processes. To achieve this goal, an adaptation of the Documentary Method for film interpretation was used to gain access to the atheoretical knowledge of students that was implicit on the videos. Analysis of the data revealed that the way the students communicated the mathematics in the videos is (implicitly or explicitly)... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Introdução: A descontinuação da ventilação mecânica (VM) e a restituição da ventilação espontânea podem acarretar importantes alterações cardiovasculares devido a modificações da pressão intratorácica. O comportamento da modulação autonômica avaliada através da variabilidade da freqüência cardíaca (VFC) durante o desmame da VM e ainda não está bem esclarecido, assim como sua repercussão nas variáveis cardiorrespiratórias. Objetivo: Verificar o efeito do tubo T (TT) e da ventilação com pressão suporte (PSV), durante o desmame da VM, sobre variáveis cardiorrespiratórias e variabilidade da freqüência cardíaca. Pacientes e Métodos: Foram avaliados 30 pacientes, em VM por ≥ 48 horas, que preencheram os critérios para desmame. Os pacientes foram submetidos aos dois modos de desmame com randomização para a escolha de uma das seqüências (basal, PSV, repouso, TT; ou, basal, TT, repouso, PSV). A VFC foi avaliada por análise espectral da freqüência cardíaca em VM, PSV, TT, com 30 minutos de duração cada uma e 30 minutos de repouso entre as intervenções. Foram analisadas no final de cada período as seguintes variáveis cardiorrespiratórias: freqüência respiratória (f), volume minuto (VE), volume corrente (VT), índice de respiração rápida e superficial (f/VT), saturação periférica de oxigênio (SpO2), freqüência cardíaca (FC) e a pressão arterial. Na VFC foi calculada a potência espectral total (PT), os componentes de baixa freqüência (BF), de alta freqüência (AF) e a razão entre os componentes de baixa/alta freqüência (BF/AF). Resultados: Durante o método TT, comparando com o período basal, ocorreu um aumento da ƒ (19 ± 4 vs 25 ± 5 rpm), f/VT (37 ± 16 vs 55 ± 23) e FC (92 ± 18 vs 98 ± 16 bpm), com redução da SpO2 (97 ± 1.7 vs 95 ± 3.1 %). Quando reduzido os valores da PSV, as variáveis cardiorrespiratórias foram semelhantes aos valores basais. Os índices da VFC não foram alterados durante o desmame da VM, independentemente do método de desmame utilizado. Conclusão: Nossos resultados sugerem que o uso de PSV durante o desmame da VM não afeta as variáveis cardiorrespiratórias estudadas, mas o uso do método TT causou alterações cardiorrespiratórias, provavelmente devido ao aumento do trabalho respiratório. A VFC permaneceu a mesma durante o desmame e o aumento da FC durante o TT provavelmente ocorreu através de mecanismos não autonômicos. / Introduction: The discontinuation of mechanical ventilation (MV) and the recovery of spontaneous breathing can lead to important cardiovascular alterations due to changes in the intrathoracic pressure. The autonomic modulation assessed through heart rate variability (HRV) during weaning from MV and its impact on cardiorespiratory variables has not been well elucidated yet. Objective: To evaluate the effect of T-tube (TT) and pressure support ventilation (PSV) during weaning from MV on cardiorespiratory variables and heart rate variability. Patients and Methods: Thirty patients who had received MV for ≥ 48 hours and who met the criteria for weaning were assessed. Two different weaning methods were used and randomization was performed to choose one of the following sequences (baseline, PSV, rest, TT; or baseline, TT, rest, PSV). HRV was assessed by heart rate spectral analysis during MV, PSV, and TT. Each intervention lasted 30 minutes and there was a 30-minute rest period between the interventions. At the end of each period of time, the following cardiorespiratory variables were analyzed: respiratory rate (f), minute ventilation (VE), tidal volume (VT), rapid shallow breathing index (f/VT), peripheral oxygen saturation (SpO2), heart rate (HR) and blood pressure. In the HRV, the total spectral power (TP), the low frequency (LF) and the high frequency (HF) components, and the ratio between the low/high frequency (LF/HF) components were calculated. Results: During TT ventilation, regarding the baseline period, there was an increase in ƒ (19 ± 4 vs 25 ± 5 breaths.min), f/VT (37 ± 16 vs 55 ± 23) and HR (92 ± 18 vs 98 ± 16 beats.min), with decrease in the SpO2 (97 ± 1.7 vs 95 ± 3.1 %). When the PSV values dropped, the cardiorespiratory variables were similar to the baseline values. The HRV values did not change during weaning from MV, regardless the weaning methods used. Conclusion: Our results suggest that using PSV during weaning from MV does not affect the cardiorespiratory variables studied, but use of TT method caused cardiorespiratory alterations, probably due to an increase in the respiratory workload. Heart rate variability remained the same during weaning and the increase in HR during TT, probably occurred through nonautonomic mechanisms.

Introdução: A descontinuação da ventilação mecânica (VM) e a restituição da ventilação espontânea podem acarretar importantes alterações cardiovasculares devido a modificações da pressão intratorácica. O comportamento da modulação autonômica avaliada através da variabilidade da freqüência cardíaca (VFC) durante o desmame da VM e ainda não está bem esclarecido, assim como sua repercussão nas variáveis cardiorrespiratórias. Objetivo: Verificar o efeito do tubo T (TT) e da ventilação com pressão suporte (PSV), durante o desmame da VM, sobre variáveis cardiorrespiratórias e variabilidade da freqüência cardíaca. Pacientes e Métodos: Foram avaliados 30 pacientes, em VM por ≥ 48 horas, que preencheram os critérios para desmame. Os pacientes foram submetidos aos dois modos de desmame com randomização para a escolha de uma das seqüências (basal, PSV, repouso, TT; ou, basal, TT, repouso, PSV). A VFC foi avaliada por análise espectral da freqüência cardíaca em VM, PSV, TT, com 30 minutos de duração cada uma e 30 minutos de repouso entre as intervenções. Foram analisadas no final de cada período as seguintes variáveis cardiorrespiratórias: freqüência respiratória (f), volume minuto (VE), volume corrente (VT), índice de respiração rápida e superficial (f/VT), saturação periférica de oxigênio (SpO2), freqüência cardíaca (FC) e a pressão arterial. Na VFC foi calculada a potência espectral total (PT), os componentes de baixa freqüência (BF), de alta freqüência (AF) e a razão entre os componentes de baixa/alta freqüência (BF/AF). Resultados: Durante o método TT, comparando com o período basal, ocorreu um aumento da ƒ (19 ± 4 vs 25 ± 5 rpm), f/VT (37 ± 16 vs 55 ± 23) e FC (92 ± 18 vs 98 ± 16 bpm), com redução da SpO2 (97 ± 1.7 vs 95 ± 3.1 %). Quando reduzido os valores da PSV, as variáveis cardiorrespiratórias foram semelhantes aos valores basais. Os índices da VFC não foram alterados durante o desmame da VM, independentemente do método de desmame utilizado. Conclusão: Nossos resultados sugerem que o uso de PSV durante o desmame da VM não afeta as variáveis cardiorrespiratórias estudadas, mas o uso do método TT causou alterações cardiorrespiratórias, provavelmente devido ao aumento do trabalho respiratório. A VFC permaneceu a mesma durante o desmame e o aumento da FC durante o TT provavelmente ocorreu através de mecanismos não autonômicos. / Introduction: The discontinuation of mechanical ventilation (MV) and the recovery of spontaneous breathing can lead to important cardiovascular alterations due to changes in the intrathoracic pressure. The autonomic modulation assessed through heart rate variability (HRV) during weaning from MV and its impact on cardiorespiratory variables has not been well elucidated yet. Objective: To evaluate the effect of T-tube (TT) and pressure support ventilation (PSV) during weaning from MV on cardiorespiratory variables and heart rate variability. Patients and Methods: Thirty patients who had received MV for ≥ 48 hours and who met the criteria for weaning were assessed. Two different weaning methods were used and randomization was performed to choose one of the following sequences (baseline, PSV, rest, TT; or baseline, TT, rest, PSV). HRV was assessed by heart rate spectral analysis during MV, PSV, and TT. Each intervention lasted 30 minutes and there was a 30-minute rest period between the interventions. At the end of each period of time, the following cardiorespiratory variables were analyzed: respiratory rate (f), minute ventilation (VE), tidal volume (VT), rapid shallow breathing index (f/VT), peripheral oxygen saturation (SpO2), heart rate (HR) and blood pressure. In the HRV, the total spectral power (TP), the low frequency (LF) and the high frequency (HF) components, and the ratio between the low/high frequency (LF/HF) components were calculated. Results: During TT ventilation, regarding the baseline period, there was an increase in ƒ (19 ± 4 vs 25 ± 5 breaths.min), f/VT (37 ± 16 vs 55 ± 23) and HR (92 ± 18 vs 98 ± 16 beats.min), with decrease in the SpO2 (97 ± 1.7 vs 95 ± 3.1 %). When the PSV values dropped, the cardiorespiratory variables were similar to the baseline values. The HRV values did not change during weaning from MV, regardless the weaning methods used. Conclusion: Our results suggest that using PSV during weaning from MV does not affect the cardiorespiratory variables studied, but use of TT method caused cardiorespiratory alterations, probably due to an increase in the respiratory workload. Heart rate variability remained the same during weaning and the increase in HR during TT, probably occurred through nonautonomic mechanisms.

Introdução: A descontinuação da ventilação mecânica (VM) e a restituição da ventilação espontânea podem acarretar importantes alterações cardiovasculares devido a modificações da pressão intratorácica. O comportamento da modulação autonômica avaliada através da variabilidade da freqüência cardíaca (VFC) durante o desmame da VM e ainda não está bem esclarecido, assim como sua repercussão nas variáveis cardiorrespiratórias. Objetivo: Verificar o efeito do tubo T (TT) e da ventilação com pressão suporte (PSV), durante o desmame da VM, sobre variáveis cardiorrespiratórias e variabilidade da freqüência cardíaca. Pacientes e Métodos: Foram avaliados 30 pacientes, em VM por ≥ 48 horas, que preencheram os critérios para desmame. Os pacientes foram submetidos aos dois modos de desmame com randomização para a escolha de uma das seqüências (basal, PSV, repouso, TT; ou, basal, TT, repouso, PSV). A VFC foi avaliada por análise espectral da freqüência cardíaca em VM, PSV, TT, com 30 minutos de duração cada uma e 30 minutos de repouso entre as intervenções. Foram analisadas no final de cada período as seguintes variáveis cardiorrespiratórias: freqüência respiratória (f), volume minuto (VE), volume corrente (VT), índice de respiração rápida e superficial (f/VT), saturação periférica de oxigênio (SpO2), freqüência cardíaca (FC) e a pressão arterial. Na VFC foi calculada a potência espectral total (PT), os componentes de baixa freqüência (BF), de alta freqüência (AF) e a razão entre os componentes de baixa/alta freqüência (BF/AF). Resultados: Durante o método TT, comparando com o período basal, ocorreu um aumento da ƒ (19 ± 4 vs 25 ± 5 rpm), f/VT (37 ± 16 vs 55 ± 23) e FC (92 ± 18 vs 98 ± 16 bpm), com redução da SpO2 (97 ± 1.7 vs 95 ± 3.1 %). Quando reduzido os valores da PSV, as variáveis cardiorrespiratórias foram semelhantes aos valores basais. Os índices da VFC não foram alterados durante o desmame da VM, independentemente do método de desmame utilizado. Conclusão: Nossos resultados sugerem que o uso de PSV durante o desmame da VM não afeta as variáveis cardiorrespiratórias estudadas, mas o uso do método TT causou alterações cardiorrespiratórias, provavelmente devido ao aumento do trabalho respiratório. A VFC permaneceu a mesma durante o desmame e o aumento da FC durante o TT provavelmente ocorreu através de mecanismos não autonômicos. / Introduction: The discontinuation of mechanical ventilation (MV) and the recovery of spontaneous breathing can lead to important cardiovascular alterations due to changes in the intrathoracic pressure. The autonomic modulation assessed through heart rate variability (HRV) during weaning from MV and its impact on cardiorespiratory variables has not been well elucidated yet. Objective: To evaluate the effect of T-tube (TT) and pressure support ventilation (PSV) during weaning from MV on cardiorespiratory variables and heart rate variability. Patients and Methods: Thirty patients who had received MV for ≥ 48 hours and who met the criteria for weaning were assessed. Two different weaning methods were used and randomization was performed to choose one of the following sequences (baseline, PSV, rest, TT; or baseline, TT, rest, PSV). HRV was assessed by heart rate spectral analysis during MV, PSV, and TT. Each intervention lasted 30 minutes and there was a 30-minute rest period between the interventions. At the end of each period of time, the following cardiorespiratory variables were analyzed: respiratory rate (f), minute ventilation (VE), tidal volume (VT), rapid shallow breathing index (f/VT), peripheral oxygen saturation (SpO2), heart rate (HR) and blood pressure. In the HRV, the total spectral power (TP), the low frequency (LF) and the high frequency (HF) components, and the ratio between the low/high frequency (LF/HF) components were calculated. Results: During TT ventilation, regarding the baseline period, there was an increase in ƒ (19 ± 4 vs 25 ± 5 breaths.min), f/VT (37 ± 16 vs 55 ± 23) and HR (92 ± 18 vs 98 ± 16 beats.min), with decrease in the SpO2 (97 ± 1.7 vs 95 ± 3.1 %). When the PSV values dropped, the cardiorespiratory variables were similar to the baseline values. The HRV values did not change during weaning from MV, regardless the weaning methods used. Conclusion: Our results suggest that using PSV during weaning from MV does not affect the cardiorespiratory variables studied, but use of TT method caused cardiorespiratory alterations, probably due to an increase in the respiratory workload. Heart rate variability remained the same during weaning and the increase in HR during TT, probably occurred through nonautonomic mechanisms.

Divertors are in-vessel, plasma-facing, components in magnetic-confinement fusion reactors. Their main function is to remove the fusion reaction ash (α-particles), unburned fuel, and eroded particles from the reactor, which adversely affect the quality of the plasma. A significant fraction (~15 %) of the total fusion thermal power is removed by the divertor coolant and must, therefore, be recovered at elevated temperature in order to enhance the overall thermal efficiency. Helium is the leading coolant because of its high thermal conductivity, material compatibility, and suitability as a working fluid for power conversion systems using a closed high temperature Brayton cycle. Peak surface heat fluxes on the order of 10 MW/m^2 are anticipated with surface temperatures in the region of 1,200°C to 1,500°C. Recently, several helium-cooled divertor designs have been proposed, including a modular T-tube design and a modular finger configuration with jet impingement cooling from perforated end caps. Design calculations performed using the FLUENT® CFD software package have shown that these designs can accommodate a peak heat load of 10 MW/m^2. Extremely high heat transfer coefficients (~50,000 W/(m^2 K)) were predicted by these calculations. Since these values of heat transfer coefficient are considered to be outside of the experience base for gas-cooled systems, an experimental investigation has been undertaken to validate the results of the numerical simulations. Attention has been focused on the thermal performance of the T-tube and the finger divertor designs. Experimental and numerical investigations have been performed to support both divertor geometries. Excellent agreement has been obtained between the experimental data and model predictions, thereby confirming the predicted performance of the leading helium-cooled divertor designs for near- and long-term magnetic fusion reactor designs. The results of this investigation provide confidence in the ability of state-of-the-art CFD codes to model gas-cooled high heat flux plasma-facing components such as divertors.