CAPES / Introdução: A estimulação elétrica funcional (FES) é aplicada a pessoas portadoras de lesão medular (LM) com o objetivo de gerar movimentos funcionais artificialmente. A Mecanomiografia (MMG) mede a oscilação do músculo durante a contração. Os padrões estimulatórios são determinados pelos parâmetros: períodos on e off do pulso e do burst e suas amplitudes. Durante a sessão de aplicação da FES, o tecido neuromuscular responde de forma variada em decorrência de alterações fisiológicas como fadiga muscular e/ou adaptação do motoneurônio. Objetivo: na pesquisa desenvolvida, investigou-se a influência dos parâmetros estimulatórios na eficiência da contração muscular evocada pela FES em voluntários hígidos e portadores de lesão medular. Materiais e Métodos: participaram da pesquisa 10 voluntários hígidos (VHs) e 10 voluntários com LM (VLMs) com sensores de MMG posicionados sobre os ventres musculares dos músculos reto femoral e vasto lateral. Os estímulos elétricos foram aplicados sobre o nervo femoral para ativação do músculo quadríceps. Foram testados cinco padrões estimulatórios em dias diferentes, com oito contrações evocadas artificialmente e divididas em duas sessões com intervalo de 15 min entre elas. Resultados: foi proposto um índice de eficiência de FES com (1) o tempo de estimulação, (2) a menor variação angular e (3) a menor divergência dos descritores de MMG: frequência mediana (Median Frequency) e valor eficaz (Root Mean Square). Os padrões estimulatórios que apresentaram maior eficiência são os de 50 Hz para VHs e 70 Hz para VLMs, por manterem a contração evocada artificialmente por (1) maior tempo, com menor (2) variação angular e (3) resposta mecanomiográfica com menor alteração. Conclusões: conclui-se que os padrões estimulatórios empregando frequências de 50 Hz para VHs e de 70 Hz para VLMs foram mais eficientes na contração artificial por meio da FES. / Introduction: Functional electrical stimulation (FES) is applied to people with spinal cord injury (SCI) in order to artificially evoque functional movements. Mechanomyography (MMG) measures the oscillation of the muscle during contraction. The stimulatory profiles are controlled by the parameters: active and rest periods of the pulse and the burst and their amplitude. During the period of application of FES, the neuromuscular tissue responds in different ways, due to physiological changes such as muscle fatigue and/or adaptation of motor neurons. Objective: In the research developed, we investigated the influence of simulatory parameters on the efficiency of muscle contraction evoked by FES in healthy volunteers and patients with spinal cord injury. Materials and Methods: The healthy volunteers (HV) and ten subjects with SCI participated of the study. The MMG sensors were placed over the belly of the rectus femoris muscle and vastus lateralis. The electrical stimuli were yielded on the femoral nerve in order to activate quadriceps muscle. Five FES profiles were tested on different days with eight artificially evoked contractions divided into two sessions with an interval of fifteen minutes apart. Results: was proposed a FES efficiency index based on (1) stimulation time, (2) lower angular variation and (3) lower divergence of MMG descriptors: Median Frequency (MF) and Root Mean Square (RMS) value. FES profiles that showed better efficiency are: burst frequency of 50 Hz for HV and 70 Hz for SCI volunteers. They kept the contraction artificially evoked for (1) longer time, (2) lower angular variation of and (3) mechanomyographic response with minor modification. Conclusions: we conclude thar stimulatory profiles using frequencies of 50 Hz for HV and 70 Hz for SCI volunteers were more efficient for evoking contraction artificially.

CAPES / A dosimetria em tomografia computadorizada (TC) envolve desde a determinação de grandezas dosimétricas específicas de TC até a estimativa de dose absorvida e dose efetiva. Entretanto, deve-se considerar que por envolver radiação ionizante no seu processo, este procedimento apresenta riscos inerentes e sua utilização deve ponderar o custo e o benefício propiciado pelo procedimento. A proteção de pacientes submetidos a exames radiológicos, de uma maneira geral, é determinada pelos princípios da “justificação” e “otimização”. Desta forma, torna-se importante o conhecimento dos níveis de radiação nas exposições durante um procedimento tomográfico. Estes níveis foram observados através da estimativa das grandezas específicas para tomografia computadorizada, tais como o Índice de kerma no ar (C100,ar), o Índice de kerma ponderada (Cw) e o produto kerma comprimento (PKL,CT), e em estimados os níveis de dose efetiva e risco para o estudo tomográfico computadorizado de crânio, tórax e abdômen realizado com múltipla varredura. Os valores obtidos foram comparados com os obtidos por simulação computacional por Monte Carlo. Eles foram utilizados, neste estudo, no cálculo da Dose Efetiva e risco e para comparação com o nível de referência de dose estabelecido pela Comunidade Européia. Utilizando-se o programa de simulação computacional Dosecal X_CT e o protocolo ICRP 103, foram determinadas as grandezas de radioproteção relevantes para o estudo que são os valores de dose efetiva referente ao procedimento. O nível do Produto kerma comprimento (PKL,CT), utilizando-se o C100,ar previamente estabelecido, foi também obtido e comparado com o nível de referência de dose estabelecido pela comunidade europeia. Os valores encontrados até agora estão dentro dos limites dos Níveis de Referência. / The computed tomography (CT) dosimetry involves measurements of specific quantities of CT, which are part of CT quality control procedures, as well as calculation of absorbed and effective doses to a patient submitted to CT examinations. Since CT uses ionizing radiation, it should be considered that a precise balance between risks and benefits must be achieved in order to justify the adoption of such technique. Radiation protection of patients undergoing radiological exams is established based on the justification and optimization principles. Nowadays, it is important to know the dose radiation levels to which a patient is exposed during a tomographic procedure. Those are given by the estimation of specific dosimetric quantities called the computed tomography kerma index in air, C100,air, the weighted computed tomography kerma index Cw, kerma length product, PKL,CT and then the levels of effective dose and risk to the computerized CT scan study of skull, thorax and abdomen with a multiple scanning. The values obtained were compared with those obtained by computer simulation using Monte Carlo method. The protection quantities organ absorbed dose, effective dose and risk for comparison with the reference dose level established by the European Community. Using computational simulation program of the Dosecal X_CT and the ICRP 103 Protocol, were certain quantities of radiation protection relevant to study which are the values of effective dose for the procedure. The dose length product PKL,CT level was calculated from the C100,air and compared to the reference dose level established by the European Community. The values found so far are within the limits of the reference levels.

CAPES / Estudos realizados com cães apontam que dos grupos tumorais analisados, os de mama representam cerca de 25% a 50% dos tipos de tumores. Deste total, metade é considerado maligno. Apesar de representar um valor considerável de malignidade, estudos nesta área são poucos representativos e escassos na literatura. É de conhecimento que os tumores são causados por mudanças químicas e bioquímicas que ocorrem na célula. Atualmente, pesquisas são realizadas para entender o comportamento dessas alterações e por este motivo é de grande valia conhecer os elementos traço presentes nestes tecidos. Para esta finalidade a técnica mais empregada é a de ED-XRF (Fluorescência de Raios X de Dispersão de Energia), uma vez que é uma técnica analítica não destrutiva que permite determinar e quantificar a composição elementar das amostras, porém não identifica elementos com baixos números atômicos (menor que Z=10). Foram analisadas 56 amostras de tecido mamário canino benignas e malignas, fixadas em formalina a 10% tamponada e mantida à temperatura ambiente. Primeiramente para a quantificação dos elementos traço Ca, Fe, Cu e Zn foram determinadas as curvas de calibração de padrões diluídos em água, com concentrações de Ca, Fe, Cu e Zn, variando de 400 mg/kg a 35 mg/kg, de 20 mg/kg a 2 mg/kg, de 10 mg/kg a 1 mg/kg e de 100 mg/kg a 9 mg/kg, respectivamente. As medições foram submetidas à técnica de ED-XRF utilizando um tubo de raios X com ânodo de prata e técnica de exposição de 30 kV e 100uA e um tempo de exposição de 1000 segundos (incerteza ≤ 3%). O código XRMC (X-Ray Monte Carlo) foi utilizado para validação do método experimental, que tem o objetivo de simular computacionalmente as respostas esperadas para os ensaios experimentais validando assim a eficácia da metodologia. As concentrações dos elementos traço obtidas foram analisadas estatisticamente onde verificou-se uma variação significativa do elemento Zn, estando este presente em maior concentração no tecido mamário maligno do que no benigno. Este resultado pode estar relacionado à presença deste elemento nas matrizes de metaloproteinases, e em neoplasias malignas estão mais concentradas porque há característica de invasão tumoral neste tipo de neoplasia. Em outra comparação estatística pode-se verificar que os elementos traços Fe, Cu e Zn tem concentração equivalente tanto na região central do tumor tanto quanto na periferia, com exceção do Ca, este concentrando-se mais na região tumoral o que pode se dever às calcificações. Estudos nessa área são de grande potencial por permitir um melhor entendimento do processo patológico em tumores mamários caninos. / Studies with dogs show that the breast cancer represent about 25% to 50% of tumor types. Of this total, half is considered malignant. Despite representing a considerable amount of malignancy, studies in this area are few representative and scarce in the literature. It is known that tumors are caused by chemical and biochemical changes that occur in the cell. Currently, surveys are conducted to understand the behavior of these changes and for this reason, it is of great value to know the trace elements present in these tissues. For this purpose, the most common technique is to ED-XRF (X-Ray Fluorescence Energy Dispersion) since it is a non-destructive analytical technique to determine and quantify the elemental composition of the samples, although it doesn’t identify elements with low atomic numbers (less than Z= 10). Were analyzed 56 samples of canine breast tissue benign and malignant, fixed in 10% buffered formalin and kept at ambient temperature. First, for the measurement of trace elements Ca, Fe, Cu and Zn were determined standards for calibration curves diluted in water to concentrations of Ca, Fe, Cu and Zn, ranging from 400 mg/kg to 35 mg/kg, from 20 mg/kg to 2 mg/kg, from 10 mg/kg to 1 mg/kg and from 100 mg/kg to 9 mg/kg, respectively. Measurements were subjected to ED-XRF technique using an X-ray tube with silver anode and exposure technique of 30 kV and 100 uA and exposure time of 1000 seconds (uncertainty ≤ 3%). The XRMC code (X-Ray Monte Carlo) was used for validation of experimental method, which is intended to simulate by computer the expected responses for experimental tests, therefore validating the methodology efficiency. The concentrations of trace elements obtained were analyzed statistically where there was a significant variation of Zn element, the latter being present in higher concentration in malignant breast tissue than benign. This result may be related to the presence of this element in the matrix metalloproteinases, and malignant neoplasms are more concentrated because there are characteristic of tumor invasion in this type of neoplasm. In another statistical comparison it can be seen that the trace elements Fe, Cu and Zn is equivalent concentration both in the central region of the tumor as well as in the periphery, with the exception of Ca, this focusing more on the tumor region may be due to calcifications. Studies in this area are of great potential for allowing a better understanding of the disease process in canine mammary tumors.

Este trabalho apresenta modelos baseados em PLIM (Programação Linear Inteira Mista) com representação contínua do tempo com o objetivo de realizar o scheduling (programação ou agendamento) no parque de tanques de produtos finais em um órgão do tipo refinaria. O modelo é uma contribuição para uma solução integrada que envolve outros elementos presentes na cadeia de suprimentos (CS) da indústria do petróleo. Deste modo, um ponto relevante na fundamentação teórica deste trabalho é a descrição do sistema integrado de refino. Este sistema pode ser dividido em quatro estágios (subsystems) que envolvem a movimentação de produtos dentro e fora da refinaria. O scheduling de tanques finais é parte de um desses estágios e solucioná-lo contribui para a operacionalização das atividades de transporte de produtos dentro da refinaria envolvendo a produção interna, a demanda local e as movimentações de recebimento e envio por poliduto. Neste trabalho, o scheduling dos eventos de carga e descarga nos tanques finais da refinaria é determinado considerando dados de problemas reais obtidos a partir da solução apresentada por Boschetto (2011). O scheduling determinado por Boschetto (2011) gera os parâmetros do modelo PLIM aqui proposto. Tais parâmetros consistem em informações sobre volumes, tempos e vazões das movimentações que devem ocorrer entre órgãos (refinarias, portos e terminais) da cadeia de suprimentos através da rede de polidutos. Essas informações juntamente com as informações de planejamento da refinaria sobre demanda e produção e ainda com os valores de estoque e capacidade volumétrica dos tanques fornecem os dados necessários para a realização do scheduling de tanques finais. O modelo PLIM aqui proposto busca minimizar o número de movimentações internas no parque de tanques da refinaria respeitando as condições estruturais, operacionais e os valores das movimentações impostas pelo scheduler dos polidutos de Boschetto (2011). Então, com o objetivo de encontrar soluções adequadas em um menor tempo computacional, uma abordagem PLIM combinada com um algoritmo iterativo e com a inserção de restrições de corte é proposta, no que foi chamado de modelo PLIM-AI. Os resultados permitem melhorar o desempenho de tempo computacional do modelo bem como analisar as violações de tempo e capacidade em tanques para cenários mensais. A proposta permitiu encontrar soluções em tempos computacionais relativamente reduzidos, respeitando as condições estruturais e operacionais da refinaria. As soluções obtidas contribuem para as atividades de transferência e estocagem (TE) da refinaria em dois pontos: (i) minimizam o número de movimentações internas, o que contribui para a operacionalização da busca por rotas disponíveis (atividade operacional do programador da refinaria); e (ii) permitem o feedback para o scheduler de polidutos, possibilitando verificar a factibilidade das movimentações que ocorrem na rede de polidutos. / This work presents a Mixed-Integer Linear Programming (MILP) model with continuous time representation to address the tank farm scheduling of finished products in refineries. The model is part of a larger solution process that involves other elements from oil industry supply chain (SC), where strategic, tactical, and operational decisions must be taken. In this context, the standard refinery system can be divided into four subsystems involving the flow of products among refinery internal (tank farm, production units) and external (vessels, pipelines, final costumers, other refineries) entities. The tank farm scheduling is part of one of these subsystems and its solution contributes to the operational activities of the refinery tank farm, enabling the integration that occurs between domestic production, domestic demand, and product transport by pipelines. In this work the scheduling of loading and unloading operations in the tank farm of finished products at each network node (refinery) is determined. Real scenarios are considered, which were obtained from the planning of refineries and external pipeline network scheduling, proposed by Boschetto (2011). The scenarios present volumes and values of stored product inventories, maximum capacity tanks, and start and end times to product movements at the refinery interfaces (production, demand, and pipelines). Thus, the pipeline scheduling determined by Boschetto (2011) is an input parameter to the considered approach. The proposed MILP model searches a scheduling that minimizes the movements within the refinery tank farm in order to respect the imposed operational and structural constraints. Further, for making feasible the scheduling in a smaller computational time, an iterative algorithm is developed and cutting restrictions are inserted in a new model approach, named MILP-IA. The results allow us to analyze the model computational time, the temporal and structural violations, and the number of product movements for each scenario. For the studied cases, we can also check for attending to time and monthly volume constraints to each interface. Finally, the results also indicate that the proposed MILP-IA approach finds solutions in computational times in the order of minutes. The obtained solutions contribute to improve the transfer and storage activities (TS) on two main points: (i) they minimize the number of movements, facilitating the plant operational tasks (searching for routes); and, (ii) they provide feedback to the pipeline scheduling.

CNEN / Radionuclídeos de ocorrência natural como o radônio (222Rn), seus produtos de decaimento e demais elementos provenientes das séries radioativas do urânio (238U e 235U) e do tório (232Th) representam importante fonte de exposição humana à radioatividade natural. A avaliação dos efeitos radiobiológicos e dos riscos a saúde decorrentes da exposição da população mundial a radionuclídeos naturais é uma preocupação crescente. Elementos como o radônio (222Rn), o torônio (220Rn), o rádio (226Ra), o tório (232Th) e o potássio (40K) podem ser encontrados em materiais comumente utilizados na construção de casas e edifícios. Nesse panorama, destaca-se o estudo da radioatividade proveniente de mármores e granitos, já que sob certas condições os níveis de radioatividade desses materiais podem ser perigosos requerendo, assim, a implementação de medidas mitigatórias para a utilização dos mesmos. Este trabalho apresenta um protocolo técnico de controle de exposição humana à radioatividade natural proveniente de rochas graníticas em marmorarias. O protocolo foi elaborado com base em medidas realizadas da concentração do gases 222Rn e 220Rn em rochas graníticas brasileiras que são comumente comercializadas nacionalmente e exportadas. Para as medidas de concentração de 222Rn e 220Rn foram utilizados os equipamentos AlphaGUARD (Saphymo GmbH) e RAD7 (Durridge Company), respectivamente. Para as medidas em ambos os equipamentos utilizados, as amostras de granito foram lacradas em frascos de vidro por 40 dias para que os radionuclídeos 226Ra e 222Rn entrassem em equilíbrio secular. As medidas foram realizadas no Laboratório de Física Nuclear Aplicada da Universidade Tecnológica Federal do Paraná. Paralelamente, detectores de estado sólido CR-39 foram instalados nos ambientes de uma marmoraria da região de Curitiba-Paraná para a avaliação das concentrações de 222Rn nos postos de trabalho. Os detectores CR-39 ficaram expostos por um período aproximado de 90 dias e, posteriormente, foram submetidos à revelação química e leitura manual em microscópio óptico. Os valores médios das concentrações de 222Rn das amostras de granito variaram de 32 Bq/m3 a 1,7 KBq/m3. Os resultados obtidos ressaltam a importância dessa pesquisa na contribuição de dados para o fomento de uma legislação nacional que estabeleça valores limites de radioatividade para a comercialização e utilização de rochas graníticas, afim de atender, também, as normas internacionais que limitam o valor de radioatividade aceitável de produtos como mármores e granitos para a importação, exportação e trânsito. / Naturally occurring radionuclides such as radon (222Rn), its decay products and other elements from the radioactive series of uranium (238U and 235U) and thorium (232Th) are an important source of human exposure to natural radioactivity. Worldwide the evaluation of radiobiological effects and risks to health from exposure of the population to natural radionuclides is a growing concern. Elements such as radon (222Rn), the thoron (220Rn), radio (226Ra), thorium (232Th) and potassium (40K) can be found in materials commonly used in construction of houses and buildings. Thus, the radioactivity study from marbles and granites is important, given that under certain conditions these materials radioactivity levels can be hazardous requiring the implementation of mitigation measures for their use. This study presents a technical protocol for the control of human exposure to natural radioactivity from granitic rocks in marble factories. The protocol was based on measurements of the 222Rn and 220Rn concentration in Brazilian granite rocks commonly nationally and exported. The 222Rn and 220Rn measurements were done using the AlphaGUARD (Saphymo GmbH) and RAD7 (Durridge Company) equipment’s, respectively. For measures the samples of granite were sealed in glass jars for 40 days in order that the 226Ra and 222Rn radionuclides entered in secular equilibrium. The measurements were performed on Applied Nuclear Physics Laboratory at the Federal Technological University of Paraná. At the same time, solid-state nuclear track detectors CR-39 were installed in a marble factory environments located in Curitiba - Paraná for the evaluation of 222Rn concentrations in workplaces. The CR-39 detectors were exposed for about 90 days and submitted to etching process. The alpha particle tracks were observed using an optical microscope. The average 222Rn concentrations of granite samples ranged from 32 Bq/m3 to 1,7 KBq/m3. The results obtained underscore the importance of this research in the data contribution to the development of national legislation that establishes limits of radioactivity values for marketing and use of granitic rocks. The results also contribute to the Brazilian granite meets the international standards that limit the acceptable radioactivity value for the import, export and transit the products such as marble and granite.

Um dos desafios na operação de uma cadeia de suprimentos é a definição de uma política de controle dos estoques de forma a manter a estabilidade dos estoques, evitando a amplificação da demanda ao longo da cadeia e atendendo adequadamente o cliente. A política de controle do estoque determina o momento (ponto de pedido) e a quantidade (tamanho do lote) adequada de reposição dos estoques nos diferentes elos da cadeia. Esta tese propõe um novo procedimento de atualização do ponto de pedido e do lote de reposição para uma política Order-Up-To-Level (OUTL) de controle dinâmico de estoques em sistemas de revisão contínua. Este procedimento altera a política OUTL clássica ao introduzir o conceito de estoque de absorção, caracterizado pela demanda de mercado e pelo lead time de cada elo da cadeia, que ajusta o ponto de pedido e o tamanho do lote a partir da ocorrência de eventos. Para tanto, uma cadeia de suprimentos mono-produto composta de três níveis produtivos (varejista, distribuidor e manufatura) é simulada por eventos discretos considerando incerteza na demanda. O desempenho da cadeia de suprimentos é avaliado por métricas para o efeito chicote, nível de serviço ao cliente, responsividade, nível e ruptura do estoque, tamanho do lote e ponto de reposição. Os resultados mostram redução do efeito chicote, melhora no nível de serviço, redução da variabilidade dos lotes e melhor estabilidade dos estoques quando comparados com a política OUTL clássica. / The inventory control policy is a challenge in supply chain operation. It has to maintain inventory stability by avoiding amplification of the market demand in the supply chain levels while keeping good custom service. The inventory control policy determines the correct time (reorder point) and quantity (lot size) to fill inventories of the supply chain levels. This thesis proposes a new procedure to update both reorder points and lot sizes for an inventory control policy Order-Up-To-Level (OUTL) in continuous review systems. The new procedure modifies the classical OUTL policy by introducing the concept of absorption inventory characterized by the market demand and lead time in each chain level. This procedure updates order points and lot sizes when particular events have occurred. A mono-product supply chain composed by three levels (retailer, distribution, and manufacturing) is simulated by a discrete event simulation considering uncertainty in demand. The supply chain performance is evaluated by several metrics taking into account the bullwhip effect, customer service level, responsiveness, inventory level and stock out, and lot sizes and reorder points. The results show that the bullwhip effect and lot size variability are reduced, service level is improved, and inventories are stable when compared with the classical OUTL policy.

O envelhecimento é progressivo, seus efeitos no sistema respiratório são alterações na composição dos tecidos conjuntivos do pulmão influenciando na complacência torácica e na complacência pulmonar. O Powerbreathe® K5 é utilizado para o treino dos músculos inspiratórios, com ajuste de resistência adequando ao nível da musculatura inspiratória a ser treinada. O método Pilates promove o reequilíbrio muscular com exercícios que dão ênfase ao powerhouse. O objetivo do estudo foi analisar a influência do treino muscular inspiratório combinado com o método Pilates na função pulmonar em mulheres idosas. Participaram do estudo, indivíduos com 60 anos ou mais de idade, mulheres ativas, sem fraturas recentes e sem uso de dispositivos para a marcha. Foram randomizadas e divididas em Grupo Pilates com treinamento respiratório (n=11), um grupo com o método Pilates (n= 11) e um grupo controle (n=9). Antes e após a intervenção, os procedimentos avaliativos foram: espirometria, manovacuometria, teste de caminhada de 6 minutos, abdominal Curl Up Test e variáveis pulmonares. O protocolo mostrou que houve um incremento na pressão inspiratória máxima e nas forças pulmonares (p<0,0001), força muscular expiratória (p<0,0014), teste de caminhada de seis minutos (p<0,01), teste abdominal crul up (p<0,00001). O grupo controle não apresentou diferença significativa nas variáveis analisadas (p> 0,05). Os resultados desse estudo sugerem que o treinamento muscular inspiratório associado com o método Pilates promovem um incremento na função pulmonar e no condicionamento físico de pacientes idosos. / Aging is progressive, its effects on the respiratory system are changes in the composition of the connective tissues of the lung influencing the thoracic compliance and lung compliance. Powerbreathe® K5 is used for the inspiratory muscle training, with resistance adapted to the level of the inspiratory muscles to be trained. The Pilates method promotes muscle rebalancing exercises that emphasize the powerhouse. The aim of this study was to evaluate the influence of inspiratory muscle training combined with the Pilates method on lung function in elderly women. The participants were sixty-years-old or more, active women, no recent fractures and not users of gait devices. They were randomized and divided into a Pilates Group with Inspiratory Training (n = 11), a Group with the Pilates method (n = 11) and a control group (n = 9). Pre and post twenty intervention with evaluation procedures: spirometry, manovacuometry, six-minute walk test, abdominal Curl Up Test, pulmonary variables. The protocol showed an increase in maximal inspiratory muscle strength, pressure and power pulmonary (p<0,0001), maximal expiratory muscle strength (p<0,0014), six-minute walk test (p<0,01), abdominal curl up test (p <0,00001). The control group showed no difference in the variables analyzed (p> 0,05). The results of this study suggest inspiratory muscle training associated with the Pilates method provides an improvement in lung function and physical conditioning of patients elderly.

Escoamentos bifásicos do tipo gás-líquido são encontrados em diversas aplicações. Na indústria petrolífera esses escoamentos são comumente encontrados em tubulações, como por exemplo, na extração e processamento de óleo e gás. No passado, diversos estudos foram realizados para investigar escoamentos bifásicos sobre condições controladas em pequenas e médias plantas de teste, onde os fluidos utilizados são frequentemente água e gás. Esses estudos dão suporte para o desenvolvimento de modelos de escoamento e correlações de engenharia. Nesse trabalho é descrito um sistema de aquisição e gerenciamento de dados experimentais, que possui 4 sensores distribuídos (expansível para até 32) conectados através de um barramento CAN (Controller Area Network). O sistema de gerenciamento foi desenvolvido utilizando tecnologias web, permitindo conexões simultâneas e acesso remoto através do navegador, provendo uma plataforma completa para aquisição, armazenamento, e compartilhamento de dados experimentais. O princípio de funcionamento dos sensores é baseado na medição da variação da condutividade elétrica do meio, permitindo diferenciar as fases líquida e gasosa num escoamento bifásico água-ar. Os sensores resistivos possuem baixo custo de fabricação, são minimamente invasivos, e possuem alta resolução temporal (2 kHz). O protocolo CAN foi escolhido por cobrir grandes distâncias, ter alta velocidade de transferência e baixo custo de implementação. Todos os dados experimentais coletados são armazenados em um banco de dados centralizado, permitindo visualização e acesso de qualquer computador que tenha acesso ao sistema. Resultados iniciais constataram o potencial da plataforma como um sistema flexível e confiável para investigação de escoamentos e gerenciamento de dados experimentais. / Two-phase gas-liquid flows are found in many industrial applications. In the petroleum industry, two phase flow are usually encountered confined to pipes, for instance, in oil and gas extraction and processing. In the past, several studies have been performed to investigate two-phase flows under controlled conditions at small and medium scale test facilities, whereas working fluids are often water and air. Such studies support the development of flow models and engineering correlations. In this work, a data acquisition and management system is introduced, in which 4 distributed sensors (expansible to up 32 sensors) are connected through a CAN bus. The data management system was developed using web technologies, allowing multiple simultaneous connections, providing a complete platform to acquire, store, visualize and share experimental data. The sensors’ operating principle is based on measurement of electrical conductivity of flowing media in order to distinguish liquid and gaseous phase in a two-phase air-water flow. The resistive sensors are low cost, minimally invasive, and have high temporal resolution (2 kHz). CAN bus protocol was chosen due to its robustness and possibility to cover long distances at high data transfer. All collected data are stored in a centralized database, allowing online visualization, and access to experimental data from external network. Initial results have shown the potential of the proposed platform as a flexible and reliable system for two-phase flow investigation and the associated data management.

CAPES; CNPq; Fundação Araucária / Esta tese de doutorado apresenta um sistema de monitoração heterogêneo para a caracterização do processo de secagem e cura de filmes poliméricos e resina odontológica. Essa caracterização é de suma importância para aperfeiçoar o processo de fabricação e a escolha das matérias-primas dos mesmos, uma vez que parâmetros como a variação da espessura e a deformação mecânica no material estão diretamente ligadas à sua qualidade e durabilidade. O sensor heterogêneo emprega técnicas complementares para a quantificação de múltiplos parâmetros físicos, visando a compreensão das etapas que acontecem durante o processo de secagem e cura. Os ensaios se deram em períodos de 24 horas analisando amostras de tinta e verniz acrílicos e resina dentária. Foram quantificadas deformações longitudinais, variação de massa, espessura e índice de refração médio. Nas amostras de tinta e verniz acrílicos, obteve-se redução entre 60% e 70% no valor inicial da espessura, enquanto o comportamento do índice de refração do verniz foi associado às diferentes etapas do processo de secagem. As amostras de resina odontológica apresentaram redução da espessura menor que 5% em todos os ensaios realizados, percentual semelhante à variação do índice de refração. Todavia, as redes de Bragg identificaram um aumento de temperatura da resina odontológica de aproximadamente 20°C durante a fotoativação. A flexibilidade do sistema sensor heterogêneo demonstrado permite a análise do processo de secagem ou cura de uma ampla gama de filmes poliméricos e resinas, sem a necessidade de adaptações significativas no arranjo experimental. Com uma caracterização correta das etapas envolvidas na secagem ou cura, todo o processo que vai desde a formulação do produto à aplicação final pode ser otimizado, levando à melhoria da relação custo-benefício para cada aplicação pretendida. / This thesis presents a heterogeneous system to characterize the drying and curing process of polymer films and dental resin. This characterization is important to improve the manufacturing process and the choice of the raw materials, since parameters such as thickness variation and the mechanical deformation in the material are directly related to their quality and durability. The sensor employs heterogeneous complementary techniques for the quantification of multiple physical parameters, aimed to understand the steps that occur during drying and curing. The tests took place in periods of 24 hours analyzing samples of both acrylic paint and varnish, as well as dental resin. Longitudinal deformation, mass variation, thickness and mean refractive index were quantified. In samples of acrylic paint and varnish, a reduction between 60% and 70% in the initial value of the thickness was obtained, while the behavior of the refractive index of the varnish was associated with the different stages of the drying process. Samples of dental resin presented thickness decreasing less than 5% in all tests, percentage similar to the variation of the refractive index. However, fiber Bragg gratings have identified a temperature increase of the dental resin about 20 ° C during the polymerization. The flexibility of the heterogeneous sensor system demonstrated allows the analysis of drying or cure processes of a great variety of polymer films and resins, without the need for important changes in the experimental setup. With the correct characterization of the stages involved in the drying or cure, the whole process from the product formulation to the final application may result in an optimized and cost effective product for any intended application.

CNPQ / O presente trabalho tem como objetivo o desenvolvimento de um biosensor, utilizando redes de Bragg em fibras óticas, capaz de mensurar deformações em tecido ósseo. Inicialmente foram realizados testes de esterilização e desinfecção com sensores, após o processo completo, os sensores foram testados quanto a sua sensibilidade. Com isso os métodos de esterilização e desinfecção autoclave, óxido etileno, hipoclorito de sódio, cloramina T e ácido peracético, foram eficazes para eliminação e ou inativação dos microrganismos, sem que haja alterações no comportamento das FBGs. Com isso definem-se métodos aplicáveis para possíveis estudos, onde fibras óticas foram implantadas em animais in vivo para estudos de comportamento metabólico com a presença de materiais inorgânicos. Na continuidade dos trabalhos foram realizados testes de compatibilidade de fibras óticas inseridas no tecido subcutâneo de ratos. Baseado na análise descritiva dos cortes histológicos pode-se concluir que as fibras ópticas sem revestimento e com revestimento foram biocompatíveis quando implantadas em subcutâneo de ratos. Sendo assim, foi possível contemplar o desenvolvimento de um sensor baseado em redes de Bragg em fibras óticas para implantação direta no tecido ósseo. Posteriormente foram realizados testes-piloto para o desenvolvimento da metodologia de construção e implante no desenvolvimento de biosensores. Com todo o trabalho feito até à data, o desenvolvimento e construção de um biosensor que foi implantado in vivo foi possível. O biossensor foi fixado na região mandibular de um bovino quatro meses de idade. Uma semana após a implantação, os animais receberam diferentes tipos de alimentos e foi monitorizada durante a ingestão de alimentos. Com as deformações medidas foi possível a análise dos diferentes padrões mastigatórios e diferentes magnitudes de força e frequência mastigatória que o animal desempenhada durante o processo de mastigação. / This study aims to develop a biosensor using Bragg gratings in optical fibers, capable of measuring deformation in bone tissue for this took a lot of work. Initially sterilization and disinfection with sensors tests were performed after the entire process, the sensors were tested for their sensitivity. In the same study methods of sterilization and disinfection have been tested to assess its efficiency. Thus methods of sterilization and disinfection autoclave, ethylene oxide, sodium hypochlorite, chloramine T and peracetic acid were effective for removing or inactivating microorganisms and, without changes in the behavior of the FBGs. With this set up methods applicable for possible studies, where optical fibers are implanted in in vivo animal studies metabolic behavior in the presence of inorganic materials. Continuing the work was carried out optical fiber compatibility tests inserted in the subcutaneous tissue of rats. Based on the descriptive analysis of histological sections can be concluded that the optical fiber uncoated and coated were biocompatible when implanted in rat subcutaneous tissue. Thus it is possible to contemplate the development of a sensor based on Bragg gratings in optical fibers for direct implantation into the bone tissue. Following on from the work were carried out pilot tests for development of construction methodology and implant in biosensor development. With all the work done to date, the development and construction of a biosensor that was implanted in vivo was possible. The biosensor was fixed in the mandibular region of a bull four months old. A week after implantation, the animal received different types of food and was monitored during the intake of foods. With the deformations measured parse the different masticatory patterns and different magnitudes of force and masticatory frequency that the animal developed during the chewing process completing the objectives of this study.