Estudos utilizando imagens laríngeas de sujeitos normais captadas por videolaringoscopia de alta velocidade revelam o uso de diversas ferramentas e métricas em diferentes populações. No entanto, é evidente a escassez de normatizações operacionais e de parâmetros vocais de referência. Os objetivos desse estudo foram obter parâmetros da dinâmica vocal utilizando ferramentas computacionais de uso corrente pelo Grupo de Pesquisa em Engenharia Médica (GPEM - CNPq) e caracterizar o padrão vibratório das pregas vocais de sujeitos normais por meio das ondas da área glótica e quimografia de alta velocidade do utilizando Videolaringoscopia de alta velocidade. Metodologia: A partir de imagens laríngeas captadas pela videolaringoscopia de alta velocidade foram extraídos os parâmetros quantitativos: i) tempos de fases e período total do ciclo vibratório das pregas vocais das ondas da área glótica, ii) tempos de fases e período total do ciclo vibratório das pregas vocais da quimografia de alta velocidade, iii) coeficientes (de abertura, de fechamento e de velocidade). Além disso, foram analisados os parâmetros qualitativos das ondas da área glótica e da quimografia de alta velocidade de acordo com a aplicação de protocolos elaborados para classificação de padrões visuais. Resultados: Das ondas da área glótica foram obtidos os valores médios, em milissegundos, de fase fechada: feminino=0.83 e masculino= 2.47; de abertura: feminino= 2.43 e masculino= 2.95; de fechamento: feminino=2.08 e masculino= 2.53; aberta: feminino= 6.15 e masculino= 6.18, período total do ciclo vibratório: feminino=6.98 e masculino= 8.65; coeficientes: de fechamento: feminino=0.14 e masculino=0.29, de abertura: feminino=0.85 e masculino=0.70, de velocidade: feminino=1.16 e masculino=1.19, além de 73% dos traçados apresentarem sinal periódico. Quanto à quimografia de alta velocidade os parâmetros quantitativos obtidos foram: fase fechada: feminino=1.75 e masculino=3.32, de abertura: feminino= 1.47 e masculino= 2.32; de fechamento: feminino= 1.51 e masculino= 2.22; aberta: feminino= 2.91 e masculino= 4.56, e período total do ciclo vibratório: feminino= 4.67 e masculino= 7.89. Os coeficientes obtidos foram: de fechamento: feminino= 0.37 e masculino= 0.42.; de abertura: feminino= 0.62 e masculino= 0.57; e de velocidade: feminino= 1.02 e masculino= 1.12. 59% de simetria em amplitude e 54% de assimetria de fase foram encontrados no traçado da quimografia de ata velocidade de sujeitos normais. Conclusão: A partir do uso de ferramentas computacionais específicas para analisar imagens laríngeas da videolaringoscopia de alta velocidade foi possível obter parâmetros quantitativos e qualitativos das ondas da área glótica e quimografia de alta velocidade de sujeitos normais e obter dados de referência quanto à normalidade para futuros estudos. / Several studies using laryngeal images from high-speed videolaryngoscopy of normal subjects reveals the diversity of tools and metrics used for different population. However, shortage of operational standardization and references of vocal fold parameters are evident. The main objectives of this study were to obtain parameters of vocal dynamics using computational tools of Medical Engineering Research Group (GPEM - CNPq) and to characterize the vocal fold\'s vibration pattern of normal subjects using glottal area waveforms and high-speed kymography. Methods: From laryngeal images of high-speed videolaryngoscopy we extracted the following quantitative parameters: i) phase time of glottal area waveforms, ii) phase time of vibratory cicle\'s total period, iii) quocients of high-speed kymography. Furthermore, qualitative parameters of glottal area waveform were analyzed according to visual pattern protocol. Results: Media values of glottal area waveforms, in milliseconds, of closed phase: female=0.83 and male= 2.47; opening phase: female= 2.43 and male= 2.95; closing phase: female= 2.08 and male= 2.53; opened phase: female=6.15 and male= 6.18, vibratory cicle of total period: female= 6.98 and male= 8.65, closing quotient: female= 0.14 and male= 0.29; opening quotient: female= 0.85 and male= 0.70; speed quotient: female= 1.16 and male= 1.19, besides 73% showed periodic signal. As the high- speed kymography the quantitative parameters obtained were: closed phase: female= 1.75 and male= 3.32; opening phase: female= 1.47 and male= 2.32; closing phase: female= 1.51 and male= 2.22; opened phase: female= 2.91 and male= 4.56, and vibratory cicie of total period: female= 4.67 and male= 7.89. The quotients obtained were: closing quotient: female= 0.37and male= 0.42; opening quotient: female= 0.62 and male= 0.57; speed quotient: female= 1.02 and male= 1.12. 59% amplitude symmetry and 54% phase asymmetry were obtained in the high- speed kymography of normal subjects. Conclusion: using specific computational tools to analyse high-speed laryngeal images we obtained quantitative and qualitative parameters of glottal area waveforms and high-speed kymography that can be used as a standard reference data for normal subjects.

Estudos utilizando imagens laríngeas de sujeitos normais captadas por videolaringoscopia de alta velocidade revelam o uso de diversas ferramentas e métricas em diferentes populações. No entanto, é evidente a escassez de normatizações operacionais e de parâmetros vocais de referência. Os objetivos desse estudo foram obter parâmetros da dinâmica vocal utilizando ferramentas computacionais de uso corrente pelo Grupo de Pesquisa em Engenharia Médica (GPEM - CNPq) e caracterizar o padrão vibratório das pregas vocais de sujeitos normais por meio das ondas da área glótica e quimografia de alta velocidade do utilizando Videolaringoscopia de alta velocidade. Metodologia: A partir de imagens laríngeas captadas pela videolaringoscopia de alta velocidade foram extraídos os parâmetros quantitativos: i) tempos de fases e período total do ciclo vibratório das pregas vocais das ondas da área glótica, ii) tempos de fases e período total do ciclo vibratório das pregas vocais da quimografia de alta velocidade, iii) coeficientes (de abertura, de fechamento e de velocidade). Além disso, foram analisados os parâmetros qualitativos das ondas da área glótica e da quimografia de alta velocidade de acordo com a aplicação de protocolos elaborados para classificação de padrões visuais. Resultados: Das ondas da área glótica foram obtidos os valores médios, em milissegundos, de fase fechada: feminino=0.83 e masculino= 2.47; de abertura: feminino= 2.43 e masculino= 2.95; de fechamento: feminino=2.08 e masculino= 2.53; aberta: feminino= 6.15 e masculino= 6.18, período total do ciclo vibratório: feminino=6.98 e masculino= 8.65; coeficientes: de fechamento: feminino=0.14 e masculino=0.29, de abertura: feminino=0.85 e masculino=0.70, de velocidade: feminino=1.16 e masculino=1.19, além de 73% dos traçados apresentarem sinal periódico. Quanto à quimografia de alta velocidade os parâmetros quantitativos obtidos foram: fase fechada: feminino=1.75 e masculino=3.32, de abertura: feminino= 1.47 e masculino= 2.32; de fechamento: feminino= 1.51 e masculino= 2.22; aberta: feminino= 2.91 e masculino= 4.56, e período total do ciclo vibratório: feminino= 4.67 e masculino= 7.89. Os coeficientes obtidos foram: de fechamento: feminino= 0.37 e masculino= 0.42.; de abertura: feminino= 0.62 e masculino= 0.57; e de velocidade: feminino= 1.02 e masculino= 1.12. 59% de simetria em amplitude e 54% de assimetria de fase foram encontrados no traçado da quimografia de ata velocidade de sujeitos normais. Conclusão: A partir do uso de ferramentas computacionais específicas para analisar imagens laríngeas da videolaringoscopia de alta velocidade foi possível obter parâmetros quantitativos e qualitativos das ondas da área glótica e quimografia de alta velocidade de sujeitos normais e obter dados de referência quanto à normalidade para futuros estudos. / Several studies using laryngeal images from high-speed videolaryngoscopy of normal subjects reveals the diversity of tools and metrics used for different population. However, shortage of operational standardization and references of vocal fold parameters are evident. The main objectives of this study were to obtain parameters of vocal dynamics using computational tools of Medical Engineering Research Group (GPEM - CNPq) and to characterize the vocal fold\'s vibration pattern of normal subjects using glottal area waveforms and high-speed kymography. Methods: From laryngeal images of high-speed videolaryngoscopy we extracted the following quantitative parameters: i) phase time of glottal area waveforms, ii) phase time of vibratory cicle\'s total period, iii) quocients of high-speed kymography. Furthermore, qualitative parameters of glottal area waveform were analyzed according to visual pattern protocol. Results: Media values of glottal area waveforms, in milliseconds, of closed phase: female=0.83 and male= 2.47; opening phase: female= 2.43 and male= 2.95; closing phase: female= 2.08 and male= 2.53; opened phase: female=6.15 and male= 6.18, vibratory cicle of total period: female= 6.98 and male= 8.65, closing quotient: female= 0.14 and male= 0.29; opening quotient: female= 0.85 and male= 0.70; speed quotient: female= 1.16 and male= 1.19, besides 73% showed periodic signal. As the high- speed kymography the quantitative parameters obtained were: closed phase: female= 1.75 and male= 3.32; opening phase: female= 1.47 and male= 2.32; closing phase: female= 1.51 and male= 2.22; opened phase: female= 2.91 and male= 4.56, and vibratory cicie of total period: female= 4.67 and male= 7.89. The quotients obtained were: closing quotient: female= 0.37and male= 0.42; opening quotient: female= 0.62 and male= 0.57; speed quotient: female= 1.02 and male= 1.12. 59% amplitude symmetry and 54% phase asymmetry were obtained in the high- speed kymography of normal subjects. Conclusion: using specific computational tools to analyse high-speed laryngeal images we obtained quantitative and qualitative parameters of glottal area waveforms and high-speed kymography that can be used as a standard reference data for normal subjects.

O objetivo deste trabalho foi a análise de estratégias de retificação de virabrequins automotivos forjados utilizando rebolos de CBN vitrificados em altas velocidades. As estratégias analisadas foram: a retificação de mergulho (estratégia A) e a retificação axial (estratégia B). Foi proposta uma nova estratégia de retificação, denominada estratégia C - retificação axial múltipla, sendo esta inédita. Nesta subdividi-se o espelho do virabrequim em trechos, retificando-se o sobremetal radial do espelho em múltiplos estágios. Os aspectos teóricos das estratégias foram determinados, apresentando-se uma formulação matemática para o cálculo da taxa de remoção de material específica ao longo do perfil do rebolo utilizado. Testes comparativos foram realizados em que os principais aspectos para uma retificação eficiente foram determinados. Primeiramente verificou-se a necessidade de uma operação de dressagem efetiva, a fim de se obter uma agressividade na face do rebolo necessária para evitar o empastamento do mesmo e a queima do espelho. Para tanto, além da escolha correta da configuração e dos parâmetros de dressagem verificou-se a necessidade de um sistema de monitoramento que permita a detecção e a avaliação de possíveis não-conformidades. A utilização de um sistema de fluido de corte e de limpeza a alta pressão eficientes contribuíram para a redução dos cavacos alojados na porosidade do rebolo, evitando assim seu empastamento prematuro. Com base no modelo teórico proposto foi possível determinar-se a região de máxima solicitação do rebolo em função das estratégias adotadas, possibilitando o planejamento e a adoção das condições de usinagem mais favoráveis na redução do desgaste do rebolo e, por conseqüência, os desvios geométricos da peça usinada. Nos testes comparativos entre as estratégias verificou-se a possibilidade de utilização de todas. Porém, cada qual apresentando suas particularidades. Considerando-se o mesmo tempo de corte, a retificação de mergulho (estratégia A) apresenta a menor taxa de remoção de material específica e a mais ampla região de máxima solicitação do rebolo, sendo esta fixa e igual ao sobremetal no espelho. Neste caso a área sujeita ao desgaste na ferramenta é maior. De forma oposta, a estratégia B (retificação axial) apresenta a menor região de solicitação da ferramenta, sendo esta igual ao avanço axial por volta. Todavia nesta estratégia a taxa de remoção de material específica é máxima, sendo função do sobremetal radial da peça, diferença entre os raios máximo e mínimo do espelho. Nesta, a área desgastada será mínima, porém, esta região sofrerá a máxima solicitação e maior desgaste, com risco de empastamento do rebolo e queima da peça. A adoção da retificação axial múltipla (estratégia C) permite combinar a flexibilidade da alteração da região de máxima solicitação do rebolo com variações na taxa de remoção de material específica para cada estágio, reduzindo a tendência de queima e empastamento do rebolo, caracterizando-se como uma solução intermediária entre a retificação de mergulho e a axial. Verificou-se que a variação no número de estágios tem influência direta no volume de material removido e no desgaste radial do rebolo. Uma simulação foi desenvolvida para o desgaste radial do rebolo para cada estratégia testada. / The aim of this study was the analysis of grinding strategies for high speed grinding of forged automotive crankshaft using vitrified CBN wheels. The grinding strategies tested were: the plunge grinding (strategy A) and the face grinding (strategy B). A new grinding strategy was proposed, the multi-steps face grinding, which is innovative. In this strategy, the sidewall is divided into circular regions, removing the sidewall stock into multiple steps. The theoretical aspects of each strategy were determinate and the mathematic formulation for the specific material removal rate calculation along the wheel profile is presented. Comparative tests were performed in which the main aspect for an efficient grinding operation were determinate. First of all, the necessity of a high efficient dressing operation was detected, in which the achieving the adequate sharpness of the dressed wheel sidewall is mandatory to avoid the wheel loading and the workpiece sidewall burning. For that, besides the correct configuration and selection of the dressing parameters, it was noticed that a monitoring system is essential for the detection of non-adequate dressing operations. The adoption of an improved cutting fluid application system and scrubbers (high pressure nozzles) leaded to chips clogging reduction and premature wheel loading. Based on the proposed theoretical model it was possible to determine the region of the maximal wheel strength due to the adopted grinding strategy, allowing the process design, including the most favorable cutting conditions for the workpiece geometrical errors avoidance. In the comparative test among the strategies, it was possible to verify that all strategies can be adopted, although each of them with their particularities, which must be taken into account. Considering the same cutting time, the plunge grinding strategy (strategy A) presented the lowest specific material removal rate and the widest affected wheel region, which is fixed and equal to the sidewall stock. In this situation, the worn area is the widest. On the other hand, the face grinding strategy (strategy B) presented the narrowest affected area, with width equal to the axial infeed. Although in this strategy, the specific material removal rate is maximal, depending on the radial stock of the sidewall. The worn region is the narrowest, but the with greatest wheel wear values will be observed in this region. The wheel loading and the workpiece burn can easily occur. The adoption of the multi-steps face grinding (strategy C) allows the combination between the flexibility of changing the width of the affected wheel region and the specific material removal rate for each step, reducing the occurrence of workpiece burn and wheel loading. It is an alternative between the plunge grinding and face grinding. It was possible to verify that the number of steps has a direct influence on the volume of removed material and on the wheel wear. A simulation was developed for the wheel wear for each strategy.

O presente trabalho consiste na avaliação de um novo modelo de reator de cavitação hidrodinâmica pertencente à classe dos homogeneizadores de alta velocidade, comercialmente conhecidos por High Speed Homogeneizers. É sabido que esse tipo de equipamento possui um amplo leque de aplicações industriais, sendo muitas vezes constituintes de operações unitárias para emulsificação, homogeneização, síntese química, dentre outras. Neste trabalho fez-se um estudo da eficiência deste novo modelo para duas aplicações, o aquecimento controlado de líquidos e a produção de emulsões de óleo em água com diâmetros de partículas em escala sub-micrométricas. As duas aplicações foram estudadas em uma planta piloto, de onde foi possível constatar o potencial de aplicação desse novo modelo de reator, especialmente devido ao baixo custo operacional e praticidade de operação. / This work evaluates a new model of hydrodynamic cavitation reactor, which belongs to the class of high-speed homogenizers. This type of equipment has a wide range of industrial applications and it is often constituent of unit operations for emulsification, homogenization, chemical synthesis, among others. In this master thesis a study regarding the efficiency of this new model for two applications was made: the controlled heating of fluid and the production of oil in water emulsions with particle diameters in the sub-micrometer scale. The two applications were studied in a pilot plant, where it was possible to see the potential of applying this new model of reactor, especially due to the low operating costs and practicality of operation.

Este trabalho tem como objetivo avaliar e melhorar os métodos de fabricação de superfícies complexas. Para tanto, diferentes estratégias de fresamento são analisadas e aplicadas em um contexto de ferramentaria. As metas de melhoria são: diminuição dos tempos de processo, preservação dos recursos produtivos e melhora da qualidade superficial da peça usinada. São consideradas as operações de desbaste, semi-acabamento e acabamento do aço H13 temperado. A escolha desse material, bem como das ferramentas e da máquina ferramenta apresentadas neste estudo, é baseada nos recursos existentes e utilizados por empresas estabelecidas em território nacional. A peça de estudo foi sugerida por uma ferramentaria renomada e possui características presentes em seus atuais produtos. Características essas, que apresentam-se como pontos críticos no processo de manufatura em virtude de sua complexidade geométrica. Os objetivos estabelecidos foram alcançados. Foram desenvolvidas estratégias que permitiram o aumento da produtividade, ampliação da vida útil de ferramentas e máquinas e diminuição dos índices de rugosidade das superfícies fabricadas. Todos os conceitos foram empregados em chão-de-fábrica onde houve a comprovação dos ganhos obtidos e da aplicabilidade do estudo.

Fluidos de corte são utilizados pela indústria metal-mecânica no processo industrial de usinagem, aplicados sempre sobre a interface ferramenta de corte e material da peça. Os principais tipos de fluidos de corte utilizados nos processos de usinagem são os óleos integrais, constituídos basicamente de óleos graxos e óleos minerais, e as emulsões, que são misturas de água com óleos de base vegetal, mineral ou sintética. Para manter a estabilidade de uma emulsão, são utilizados emulgadores que solubilizam na água e, por diferença de polaridade, homogeneízam as gotículas de óleo na mistura. Desse modo, garante-se o aumento da lubricidade, pela presença de óleo, e a capacidade de refrigeração e limpeza de cavacos da região de corte, pela presença de água. O desafio atual é estabelecer os critérios de avaliação de emulsões considerando estabilidades físicas, químicas e bacteriológicas. Em uma primeira análise, considerando apenas o aspecto tecnológico do processo de usinagem, uma emulsão de melhor desempenho pode ser definida como aquela que provoca uma vida útil mais longa da ferramenta de corte sem a respectiva degradação do fluido. Este trabalho teve o objetivo de avaliar o desempenho de fluidos de corte emulsionáveis no processo de fresamento de ligas de alumínio 7050-T7451 a altas velocidades de corte. Os critérios de avaliação foram subdivididos em rendimentos quanto à usinabilidade e características dos fluidos emulsionáveis. Três fluidos foram submetidos a uma bateria de testes de usinagem e laboratórios. Os resultados de usinabilidade demonstraram a significativa influência que o fluido exerce principalmente na vida de ferramenta e no acabamento de superfície usinada e os resultados laboratoriais revelaram o desafio ainda não solucionado de se obter um fluido com alta resistência à degradação e que ao mesmo tempo propiciem a isenção de névoa, espuma e corrosão.

É conhecido que, atualmente, o Brasil possui uma demanda substancial de obras de engenharia, como por exemplo, o Trem de Alta Velocidade (TAV) entre as cidades do Rio de Janeiro e de Campinas, necessárias para suportar as presentes e futuras demandas para o desenvolvimento do país. Este projeto governamental do TAV deverá requerer produção elevada de agregados de alta qualidade para emprego como lastro e também para concreto. No tocante ao uso como lastro, o agregado fica exposto e sujeito à ação constante das intempéries, fazendo com que estudos envolvendo alterabilidade sejam tão importantes quanto os de caracterização geomecânica dos materiais pétreos, levando-se em conta as condições intempéricas típicas de uma zona tropical que estarão submetidos. Estas constatações motivaram investigar as relações entre as propriedades tecnológicas de nove tipos de rochas cristalinas (micro-gabro, gnaisse e variedades de granitos) e suas utilizações como lastro do trecho Campinas/São Paulo do traçado do TAV. Em termo práticos, estas rochas foram submetidas a ensaios físicos, mecânicos e de alterabilidade acelerada, sendo que os testes de ciclagem água-estufa foram conjugados aos ensaios de abrasão Los Angeles, choque Treton e esmagamento. Os resultados indicaram que alguns materiais apresentaram valores de resistência inferiores ou próximos aos limites normatizados para lastros de ferrovia, além da perda de qualidade verificada nos ensaios de resistência à intempérie, inviabilizando ou restringindo a utilização de três dos materiais estudados para lastro. De modo geral, tais informações poderão servir de subsídio aos órgãos governamentais para tomada de decisões, quanto ao emprego dos materiais disponíveis na área onde será construído o TAV brasileiro, uma vez que os custos de manutenção da camada de lastro da ferrovia são críticos quando se opta por uma via lastrada ou em laje. / It is well known that Brazil currently shows a high number of engineering projects that are necessary to the development of the country. The projects include the High-Speed Rail (HSR) that will connect Rio de Janeiro and Campinas cities and requires a great production of high-quality construction aggregates to be used in track ballast and also in concrete. In the case of the track ballast, previous studies about the weathering of the aggregates together with a mechanical characterization are important and have to take in consideration that the material will be submitted to weathering conditions typical of a tropical environment. These assumptions motivated the investigation of the technological properties of nine types of crystalline rocks (microgabbro, gneiss and varied granitic rocks) considering their potential to be used as track ballast in the HSR between Campinas and São Paulo. The rock samples were submitted to physical, mechanical and accelerated weathering tests. The soundness by artificial weathering, drying water were conjugated to the Los Angeles abrasion tests, Treton shock and crushing. The results indicate that some materials present resistance values bellow or near the limit normalized for track ballast, besides the loss of the quality verified in weathering resistance tests, making it impossible or restricting the use of the three studied materials as track ballast. In general, such information can be used by government agencies to make decisions about the materials available in the area where the brazilian HSR will be built once the maintenance costs of the track ballast are critical to the choice between a track ballast or slab track.

Tese de mestrado integrado. Engenharia Civil - Especialização em Estruturas. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2012

Tese de mestrado integrado. Engenharia Civil. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2010

Tese de doutoramento. Engenharia Civil. Universidade do Porto. Faculdade de Engenharia. 2010