Entre os grandes desafios da ecologia está a previsão e o entendimento das flutuações que ocorrem nas populações biológicas. Quando agregamos as intervenções humanas a esse entendimento, podemos, ao mesmo tempo em que fazemos previsões acerca do futuro das populações, entender melhor seus processos naturais de regulação e controle. Neste trabalho, realizamos um estudo da ecologia de duas espécies arbóreas tolerantes à sombra (Guapira opposita (Vell.) Reitz, pertencente ao dossel e Rudgea jasminoides (Cham.) Müll.Arg., pertencente ao sub-bosque) a fim de responder à questão de como a estrutura, a dinâmica populacional e o desempenho de plântulas respondem à heterogeneidade ambiental causada por distúrbios relacionados à fragmentação e à sucessão secundária. No Capítulo 1, testamos se a estrutura populacional, medida pela distribuição de tamanhos, está relacionada ao tamanho e/ou ao estádio sucessional do fragmento. A partir das conclusões geradas nesse primeiro estudo, no Capítulo 2 verificamos se parâmetros da dinâmica populacional, como a taxa assintótica de crescimento e as taxas vitais, explicam as variações encontradas na densidade e na estrutura. No Capítulo 3, testamos se o desempenho das plântulas destas espécies é afetado pelos fatores abertura do dossel e profundidade da serapilheira, os quais são reconhecidamente promotores da heterogeneidade ambiental em fragmentos florestais secundários. Para tanto, marcamos e acompanhamos por dois anos (de 2007 a 2009) populações das duas espécies em seis fragmentos de floresta secundária de distintos estádios sucessionais no Planalto Atlântico Paulista. Quanto à estrutura populacional, Guapira mostrou uma variação associada ao grau de estruturação da floresta, enquanto que para Rudgea o tamanho do fragmento foi a variável explicativa mais importante, o que nos levou a hipotetizar que Rudgea corre risco de extinção local nos fragmentos médios. Com relação às análises de dinâmica populacional, Rudgea apresentou um tempo de duplicação da população 4,5 vezes maior nos fragmentos médios do que nos grandes, o que nos leva a concluir que o risco de extinção local pode ser atenuado ou mesmo revertido. Para Guapira, as taxas não diferiram entre os estádios sucessionais, sendo previstas populações estáveis para ambos (955;8776;1). As análises do efeito da abertura do dossel e da profundidade da serapilheira no desempenho das plântulas demonstraram a importância da interação entre os fatores e a relevância de se considerar as diferentes fases ontogenéticas das plântulas. Através de uma abordagem inédita, demonstramos a importância do emprego de enfoques complementares (estrutura e dinâmica) para que se possa de fato entender o que ocorre em nível populacional. Além disso, destacamos a importância dos estudos de dinâmica para se elucidar os mecanismos demográficos atuantes em cada população. Esse conhecimento é uma ferramenta fundamental para o planejamento de ações direcionais de manejo e conservação. / One of the greatest challenges of ecology is to understand and predict the fluctuations in the biological populations. When we consider the human intervention in this understanding, we can, at the same time, make predictions about the future of the populations and understand better their natural processes of regulation and control. In this work we carried out a study about the ecology of populations of two shade tolerant tree species (Guapira opposita (Vell.) Reitz, that occupies the canopy and Rudgea jasminoides (Cham.) Müll.Arg., that occupies the understory) to answer the question of how the structure, population dynamics and seedling performance respond to environmental heterogeneity caused by disturbances related with fragmentation and secondary succession. In the first chapter we tested if the population structure, measured by size distributions, is related to the size and/or to the successional stage of the fragment. From the conclusions generated in this first study, in the second chapter we evaluated if population dynamics parameters, such as asymptotic growth rate and vital rates explain the variation in density and structure. In the third chapter we tested if the seedling performance of these species is affected by canopy openness and litter depth, which are known promoters of environmental heterogeneity in secondary forest fragments. In order to achieve this goal we marked and followed by two years (2007- 2009) populations of both species in six secondary forest fragments of different successional stages in the Southeast Atlantic Plateau. Regarding the population structure, Guapira showed variation associated to the degree of forest structuring, while for Rudgea the fragment size was the most important explanatory variable, what lead us to hypothesize that Rudgea is in risk of local extinction in the medium fragments. Regarding the analysis of population dynamics, Rudgea showed a population doubling time in the medium fragments 4.5 times greater than in the large ones, what lead us to conclude that this risk of local extinction can be mitigated or even reversed. For Guapira, the rates did not differ between the successional stages, being predicted stable populations in both (955;8776;1). The analysis of the effect of the canopy openness and the litter depth in the seedling performance showed the importance of the interaction between these factors and the relevance of considering the different seedling ontogenetic stages. Through a new approach, we demonstrated how important is to consider complementary studies (structure and dynamics) in order to really understand what happens at population level. Besides, we highlight the importance of studies with dynamics in order to elucidate the demographic mechanisms that occur in each population. This knowledge is a fundamental tool for planning more directional management and conservation actions.

As Formas Farmacêuticas de Liberação Prolongada (FFLP) têm sido uma alternativa eficaz na terapia, pois proporcionam maior adesão do paciente ao tratamento em função da redução da frequência de dosagem ao longo do dia, sendo sua principal característica, a modulação da liberação/dissolução do fármaco. Entretanto, esta etapa pode ser influenciada por diferentes fatores, dentre eles: os físico-químicos relacionados ao fármaco; os farmacêuticos, principalmente relacionados aos excipientes empregados e às técnicas de obtenção da forma farmacêutica (FF) e os fisiológicos do trato gastrintestinal (TGI), como por exemplo, o pH dos líquidos do TGI, o tempo de esvaziamento gástrico, a motilidade intestinal, entre outros. Desse modo, a avaliação do trânsito da FF no TGI, após a sua administração, permite uma melhor compreensão dos fatores que podem afetar as etapas de liberação/dissolução do fármaco in vivo. Dentre as técnicas empregadas com esse objetivo, destacam-se: a cintilografia e os métodos biomagnéticos. A Biosusceptometria de Corrente Alternada (BAC) é um método biomagnético que tem se mostrado promissor para este tipo de estudo, por ser não invasivo, portátil, livre de radiação ionizante, e por apresentar acurácia e versatilidade. Diante do exposto, o presente trabalho teve como objetivos, desenvolver e caracterizar sob o aspecto biofarmacotécnico in vitro, um sistema de liberação prolongada contendo nimesulida (fármaco-modelo) e marcador magnético (ferrita), visando obtenção de ferramenta para avaliação do trânsito gastrintestinal por meio de técnica biomagnética. Para isto foram desenvolvidas quatro formulações de comprimidos de liberação prolongada contendo nimesulida, ferrita e diferentes concentrações de hidroxipropilmetilcelulose (HPMC): NF1 (30% HPMC); NF2 (23% HPMC); NF3 (17% HPMC) e NF4 (10% HPMC). Essas foram avaliadas quanto ao comportamento de dissolução por meio de ensaios com aparato 4 e avaliação da cinética e da eficiência de dissolução (ED%). Posteriormente, estudos biomagnéticos, in vitro e in vivo, foram conduzidos com emprego da técnica de BAC para a formulação selecionada. Os resultados obtidos mostraram que as 04 formulações desenvolvidas apresentaram porcentagens de dissolução distintas em função das diferentes concentrações de HPMC (NF1 = 13,2%; NF2 = 40,1%; NF3 = 72,5% e NF4 = 91,5%). A formulação NF4, com menor concentração de HPMC, foi escolhida para os estudos por meio de BAC em função dos resultados de ED% (54,3%) e por apresentar comportamento mais próximo de uma formulação de liberação prolongada. Em relação aos resultados de BAC in vitro, destaca-se que a formulação NF4 (10%HPMC) apresentou aumento de área magnética de forma independente do pH do meio, sugerindo que a hidratação/intumescimento da HPMC independe do pH. Em relação à avaliação do trânsito intestinal (estudo in vivo) foram obtidos os seguintes dados: Tempo médio de Residência Gástrica (TTR) - 89 minutos; Tempo médio do Trânsito Orocecal (TTO) - 313 minutos e Tempo médio do Trânsito Intestinal (TTI) - 224 minutos. Os dados de BAC in vivo permitiram observar que o aumento de área magnética atingiu um platô em cerca de 80 minutos após a administração da formulação NF4. A comparação dos dados de BAC in vitro e BAC in vivo, relacionados ao trânsito gastrintestinal, indica que a formulação NF4, após apresentar o ápice de intumescimento, foi capaz de manter sua estrutura permanente ao longo do TGI, favorecendo assim a liberação modulada do fármaco. Os resultados obtidos demonstraram que a formulação desenvolvida foi eficiente para avaliar e caracterizar o trânsito no TGI por meio da técnica de BAC e também permitiram uma estimativa do comportamento do fármaco em relação a solubilidade em cada porção do TGI, proporcionando assim uma ferramenta adequada para avaliação do trânsito do TGI e desenvolvimento de FFLP. / Extended Release (ER) dosage forms have been an effective alternative in therapy, since they provide greater patient adherence to treatment as a function of the reduction of the frequency of dosing throughout the day, its main characteristic being the release / dissolution modulation of the drug. However, this stage can be influenced by different factors, among them: the physical and chemical related to the drug; the pharmacists, mainly related to the excipients employed and the techniques of obtaining the form dosage and the physiological ones of the gastrointestinal tract (GI tract), as for example, the pH of the liquid of the GI tract, gastric emptying time, intestinal motility, among others. Thus, assessment of dosage forms transit in GI tract after its administration allows a better understanding of the factors that may affect the drug release / dissolution steps in vivo. Among the techniques used for this purpose, the following stand out: scintigraphy and biomagnetic methods. Alternating Current Biosensiometry (ACB) is a biomagnetic method that has shown promise for this type of study, since it is non-invasive, portable, free of ionizing radiation, and because of its accuracy and versatility. In view of the above, the aim of this work was to develop and characterize a sustained release system containing nimesulide (study drug) and magnetic marker (ferrite) under the in vitro biopharmaceutical aspect, aiming to obtain a tool to evaluate the GI tract transit through means of biomagnetic technique. For this, four formulations of extended release tablets containing nimesulide, ferrite and different concentrations of hydroxypropylmethylcellulose (HPMC): NF1 (30% HPMC) were developed; NF2 (23% HPMC); NF3 (17% HPMC) and NF4 (10% HPMC). These were evaluated for dissolution behavior by apparatus 4, assays and kinetics and dissolution efficiency (ED%). Subsequently, biomagnetic studies, in vitro and in vivo, were conducted using the ACB technique for the selected formulation. The results showed that the formulations developed showed different percentages of dissolution as a function of the different concentrations of HPMC (NF1 = 13.2%, NF2 = 40.1%, NF3 = 72.5% and NF4 = 91.5%). The NF4 formulation, with a lower concentration of HPMC, was chosen for the ACB studies as a function of ED% results (54,3%) and because of the behavior of a sustained release formulation. In relation to the in vitro ACB results, the NF4 formulation (10% HPMC) showed an increase in magnetic area independently of the pH of the medium, suggesting that the HPMC hydration / swelling is independent of pH. In relation to intestinal transit evaluation (in vivo study) the following data were obtained: Mean Time of Gastric Residency (TTR) - 89 minutes; Mean Time of Orocecal Transit (OCTT) - 313 minutes and Mean Time of lntestinal Transit (TTI) - 224 minutes. ACB data in vivo showed that the increase in magnetic area reached a plateau in about 80 minutes after administration of the NF4 formulation. Comparison of in vitro ACB and ACB data in vivo, related to gastrointestinal transit, indicates that the NF4 formulation, after showing the swelling apex, was able to maintain its permanent structure throughout the GI tract, thus favoring the modulated release of the drug. The obtained results demonstrated that the developed formulation was efficient to evaluate and characterize the transit in the GI tract by means of the ACB technique and allowed a prediction of the behavior of the drug in relation to the solubility in each portion of the GI tract, thus providing a suitable tool for evaluation of the GI tract transit and the development of sustained release formulation.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:30:32Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2009-08-21Bitstream added on 2014-06-13T21:01:21Z : No. of bitstreams: 1 faria_fa_dr_ilha.pdf: 872755 bytes, checksum: d14b68025a60624f43ac43ae6b5e757e (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Já é conhecido da teoria de controle clássico, que a realimentação derivativa pode ser útil e em alguns casos, essencial para a obtenção do desempenho desejado. Além disso, existem problemas práticos em que a derivada dos estados é mais fácil de se obter do que os sinais dos estados. Por exemplo, nos seguintes problemas: controle de vibrações de sistemas mecânicos, sistemas de suspensão de automóveis, controle de vibrações em pontes suspensas e controle de vibrações na aterrissagem de aviões. O principal sensor usado nesses problemas é o acelerômetro. A partir do sinal do acelerômetro é possível obter com precisão a velocidade, mas não o deslocamento. Definindo o deslocamento e a velocidade como as variáveis de estado, então apenas os sinais da derivada dos estados estão disponíveis para a realimentação. A realimentação derivativa foi usada recentemente no projeto de sistemas lineares. Os procedimentos consideram o problema de alocação de pólos (ABDELAZIZ; VALÁŠEK, 2004, 2005) e o projeto de reguladores lineares quadráticos (DUAN; NI; KO, 2005). Infelizmente esses resultados não podem ser usados em sistemas incertos ou sujeitos à falhas estruturais. Para resolver esse caso, projetos baseados em DesigualdadesMatriciais Lineares (LMIs) foram propostos em (FARIA, 2005; ASSUNÇÃO et al., 2007e; FARIA; ASSUNÇÃO; TEIXEIRA, 2009a; CARDIM et al., 2008; FARIA et al., 2009c). LMIs podem ser facilmente resolvidas com softwares de otimização, tais como os pacotes “LMI control toolbox” e “SeDuMi” do MATLAB. Este trabalho aborda o projeto de controladores para sistemas descritores usando a realimentação da derivada dos estados. São apresentadas condições necessárias e suficientes baseadas em LMIs para a estabilidade assintótica de sistemas descritores. Como a estabilidade nem sempre é suficiente, posteriormente... / From classical control theory, it is well-known that state-derivative feedback can be very useful, and even in some cases essential to achieve a desired performance. Moreover, there exist some practical problems where the state-derivative signals are easier to obtain than the state signals. For instance, in the following applications: suppression of vibration in mechanical systems, control of car wheel suspension systems, vibration control of bridge cables and vibration control of landing gear components. The main sensor used in these problems is the accelerometer. In this case, from the signals of the accelerometers it is possible to reconstruct the velocities with a good precision but not the displacements. Defining the velocities and displacement as the state variables, then one has available for feedback the state-derivative signals. Recent researches about state-derivative feedback design for linear systems have been presented. The procedures consider, for instance, the pole placement problem (ABDELAZIZ; VALÁŠEK, 2004, 2005), and the design of a Linear Quadratic Regulator (DUAN; NI; KO, 2005). Unfortunately these results are not applied to the control of uncertain systems or systems subject to structural failures. For this case, Linear Matrix Inequalities (LMIs) based designs were recently proposed in (FARIA, 2005; ASSUNÇÃO et al., 2007e; FARIA; ASSUNÇÃO; TEIXEIRA, 2009a; CARDIM et al., 2008; FARIA et al., 2009c). LMIs can be easily solved with optimization softwares, such as the packages “LMI control toolbox” and “SeDuMi” of MATLAB. This work focuses control designs for descriptor systems using the state-derivative feedback. Necessary and sufficient LMI-based conditions for asymptotically stability of descriptor systems are presented. As the stability of a control system is insufficient to obtain a suitable performance... (Complete abstract click electronic access below)

Submitted by Johnny Rodrigues (johnnyrodrigues@ufcg.edu.br) on 2018-08-10T17:30:02Z No. of bitstreams: 1 DAVID LEVI DA SILVA MACÊDO - DISSERTAÇÃO PPGMAT 2015..pdf: 982236 bytes, checksum: eeb47d97976467c33db1c843ee7e5f90 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-08-10T17:30:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DAVID LEVI DA SILVA MACÊDO - DISSERTAÇÃO PPGMAT 2015..pdf: 982236 bytes, checksum: eeb47d97976467c33db1c843ee7e5f90 (MD5) Previous issue date: 2015-08 / Capes / Para ler o resumo deste trabalho recomendamos o download do arquivo, uma vez que o mesmo possui fórmulas e caracteres matemáticos que não foram possíveis trascreve-los aqui. / To read the summary of this work we recommend downloading the file, since it has formulas and mathematical characters that were not possible to transcribe them here.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:27:14Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2007-09-28Bitstream added on 2014-06-13T20:27:40Z : No. of bitstreams: 1 palma_pht_me_ilha.pdf: 1160130 bytes, checksum: c476824cdee3537df7d1f3bd914fd37e (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Neste trabalho é discutida a aplicação do controle ativo para atenuação de vibrações mecânicas em estruturas flexíveis. Como atuadores são utilizados os materiais piezelétricos, também conhecidos como materiais inteligentes. O projeto do controlador por realimentação de estados é desenvolvido utilizando a otimização H com restrições de projeto e, a solução matemática do problema é feita através de otimização convexa envolvendo Desigualdades Matriciais Lineares (LMIs). Os estados utilizados para realimentar o sistema são estimados por um observador. Para modelar a estrutura a ser controlada, duas técnicas de identificação experimental são aplicadas: o Algoritmo de Realização de Autosistemas e a Exponencial Complexa. A aquisição dos dados para o processo de identificação é feita para uma limitada faixa de freqüência, apenas para os primeiros modos de vibrar. Os exemplos de aplicação experimental são feitos em uma estrutura do tipo placa e em uma estrutura do tipo treliça. A robustez do projeto do controlador é garantida pelos diferentes métodos e procedimentos de identificação do sistema, obtendo-se mais de um modelo. / In this work is discussed the application of active control to attenuation of mechanical vibrations in flexible structures. Piezoelectric materials are used as actuators, also known as smart materials. The controller design by state feedback is developed using the H optimization with project restrictions, where the mathematical solution of the problem is done by convex optimization involving Linear Matrix Inequalities (LMIs). The states used to feedback the system are estimated by an observer. Two experimental identification approaches are applied, in order to find the mathematical model of the structure: the Eigensysten Realization Algorithm and Complex Exponential. The data acquisition for the identification process is done in a limited frequency band, only including the first vibration modes. The examples of experimental application are done in two kinds of structures: plate and truss structures. The robustness of the controller design is guaranteed by different methods and procedures of identification of the system obtaining more than one model.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:22:31Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2009-02-20Bitstream added on 2014-06-13T18:49:28Z : No. of bitstreams: 1 silva_erp_me_ilha.pdf: 509609 bytes, checksum: 37c083ec485dbc3db2cf95730b404b40 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Uma técnica de projeto de controladores robustos para sistemas não-lineares contínuos no tempo é proposta neste trabalho. É suposto que a planta não-linear está sujeita a falhas estruturais, que podem ser consideradas como incertezas politópicas. Os sistemas não-lineares são representados por modelos fuzzy propostos por Takagi-Sugeno e uma formulação para o tratamento das incertezas politópicas é apresentado para o projeto dos controladores. Este trabalho aborda projetos de controle usando a realimentação dos estados e a realimentação da derivada dos estados. O projeto do controlador é realizado através de condições baseadas em Desigualdades Matriciais Lineares (em inglês, Linear Matrix Inequalities (LMI)), que podem ser resolvidas facilmente utilizando técnicas de programação convexa. Essa metodologia permite a inclusão de restrições de desempenho no projeto, tais como: taxa de decaimento e restrição na entrada. Ao final, exemplos numéricos e suas simulações ilustram a eficiência da técnica proposta. / A technique of robust controllers design for nonlinear continuous-time systems is proposed in this work. It is supposed that the nonlinear plant is subject to structural failures, which can be considered as polytope uncertainties. The nonlinear systems are represented through fuzzy models proposed by Takagi-Sugeno and a formulation for the treatment of polytope uncertain is presented for the controllers design. This work focuses control designs using state feedback and state-derivative feedback. The controllers design is made through conditions based in Linear Matrix Inequalities (LMIs), which can be easily solved using convex programming techniques. This methodology allows the inclusion of performance restrictions on design, such as: decay rate and input constraint. Finally, numeric examples and their simulations show the efficiency of the proposed method.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2009. / Submitted by Allan Wanick Motta (allan_wanick@hotmail.com) on 2010-08-25T18:05:20Z No. of bitstreams: 1 2009_IvianeCunhaSantos.pdf: 4749089 bytes, checksum: cadbd63b932acb129dd322b3bb7a423b (MD5) / Approved for entry into archive by janne cury nasser(janne@bce.unb.br) on 2010-08-26T12:10:03Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2009_IvianeCunhaSantos.pdf: 4749089 bytes, checksum: cadbd63b932acb129dd322b3bb7a423b (MD5) / Made available in DSpace on 2010-08-26T12:10:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2009_IvianeCunhaSantos.pdf: 4749089 bytes, checksum: cadbd63b932acb129dd322b3bb7a423b (MD5) / Os modelos numéricos vêm sendo cada vez mais utilizados para representar o comportamento das estruturas. O método de elementos finitos pode ajudar no projeto de modificações da estrutura, na análise de carregamento externo, etc., no entanto o nível de exatidão dos modelos numéricos não é suficiente para garantir a precisão requerida na representação de estruturas complexas, como por exemplo, pontes e passarelas. As imprecisões dos modelos numéricos são geralmente devidas às modificações realizadas no processo de modelagem, às incertezas nas propriedades geométricas e dos materiais, imprecisões nas condições de contorno, etc. Para melhorar o modelo numérico de uma passarela, este deve ser atualizado com o intuito de aproximar o comportamento do modelo aos dados modais experimentais, de modo a torná-lo mais preciso. O princípio deste processo é alterar as matrizes do sistema, que descrevem completamente o modelo em elementos finitos, com base nos parâmetros modais obtidos experimentalmente. Neste trabalho avalia-se numericamente uma passarela de pedestres existente na cidade de Brasília, por meio do software ANSYS, onde foi realizada uma análise de sensibilidade para selecionar os parâmetros a serem utilizados no processo de atualização. A atualização foi dividida em duas fases, inicialmente a manual, com o objetivo do refinamento do modelo numérico, e a segunda fase, a automática, onde foi implementado um algoritmo de otimização que utiliza dois métodos: o de Primeira Ordem e o de Aproximação por Subproblema. Os resultados encontrados mostram uma redução do índice FER (Porcentagem de variação da frequência) de 8,77% para 1,50% e um aumento no índice MAC (Modal Assurance Criterion) de 0,870345 para 0,9133. O trabalho conclui que o modelo atualizado pode ser utilizado como uma ferramenta importante para a avaliação da estrutura. Um monitoramento contínuo acompanhado de uma seqüência de atualizações do modelo numérico pode possibilitar a identificação de danos na estrutura. _______________________________________________________________________________ ABSTRACT / The numerical models have been increasingly used to represent the behavior of structures. The finite element model can help in the design of structural modifications and analysis of external loading. However, the level of accuracy of numerical models is not sufficient to ensure the required precision in the representation of complex structures, such as bridges and footbridges. The lack of accuracy of numerical models is usually due to changes made in the modeling process, the uncertainties in the geometric and material properties, inaccuracies to represent the boundary conditions, etc. To improve the numerical modelling of a footbridge, the utilized model should be updated in order to approximate the numerical results to the observed experimental data, with the purpose of make it more precise. The principle of this methodology is to change the matrices, which describe completely the finite element model, based on modal parameters obtained experimentally. In this work, we evaluate numerically, using ANSYS software, a footbridge constructed in Brasilia, where sensitivity analysis were performed to select which parameters should be used in the update process. The update has been divided into two stages; the first one is a manual procedure of updating or tuning, with the goal of refinement the numerical model. The second stage, called automatic updating, was implemented with a optimization algorithm that uses two methods: the First Order and the Subproblem Approximation. The result shows a reduction of the index FER (Percent of frequency changes) of 8.77% to 1.50% and an increase in the index MAC (Modal Assurance Criterion) from 0.870345 to 0.9133. This work concludes that the updated model can be used as an important tool for structural evaluation. A continuous monitoring together with a sequence of updates of the numerical model can enable the damage identification of the structure.

A vibroacustografia (VA) é uma técnica de imagem de alta resolução lateral (<0,7 mm), livre de speckles, não invasiva e que utiliza radiação não-ionizante, baseada no fenômeno de combinação não-linear de ondas de ultrassom (MHz) que gera uma região focal estreita de baixa frequência (kHz). Neste trabalho, propõe-se uma avaliação tridimensional baseada em imagens de VA da área descoberta de implantes, após o procedimento cirúrgico de artroplastia total de quadril (ATQ). A ATQ é uma técnica terapêutica de substituição de articulações do quadril por implantes, em pacientes com osteoartrose avançada. Atualmente, o acompanhamento pós-operatório é auxiliado pela análise de radiografia plana por raios-X. Contudo, esta técnica apresenta limitações na avaliação da estabilidade dos implantes, tais como: avaliação imprecisa da área, uma vez que, a radiografia plana trata o problema tridimensional como bidimensional; impossibilidade de visualização de algumas regiões do implante, devido ao sobreposicionamento das regiões numa imagem planar; restrição do uso de radiação ionizante na região da pelve em pacientes jovens. Devido à alta atenuação da onda de ultrassom incidindo sobre objetos densos, a VA pode ser ajustada para adquirir imagens relativas, principalmente, à superfície destes. Uma correção da topologia baseada na geometria do implante é apresentada, a fim de se avaliar com precisão a área superficial na representação tridimensional da imagem de VA. A correção da topologia baseada em aquisições em modo-B também é apresentada, sendo útil na avaliação da forma de ossos ou nos casos em que a forma do objeto estudado é desconhecida. Além disso, é apresentado um estudo numérico da utilização de transdutores matriciais reconfiguráveis (RCA, do inglês reconfigurable array) para a formação de feixe em VA. Um estudo paramétrico da seleção de abertura, número de canais, número de elementos, distância focal e parâmetros de varredura eletrônica do feixe é apresentado para demonstrar a viabilidade e avaliar o desempenho da imagem de VA utilizando o RCA. A função de espalhamento de ponto do sistema foi calculada com base em métodos de espectro angular usando a aproximação de Fresnel para fontes retangulares. Foram discutidas as vantagens de transdutores bidimensionais e RCA, e aspectos relacionados à importância clínica da implementação do RCA na VA, tais como resolução espacial, taxa de aquisição da imagem e implementação do RCA em máquinas comerciais. Conclui-se que: a aquisição de imagens por VA foi menos sensível ao ângulo de incidência das ondas de ultrassom do que por modo-B e apresentou alta resolução e alto contraste entre o osso e o implante, o que permitiu uma avaliação precisa da área exposta do implante; os transdutores RCA podem aprimorar a aquisição de imagens por VA, devido à sua resolução espacial similar à de transdutores confocais e à possibilidade de deflexão eletrônica do feixe (em inglês steering) nos planos de elevação e azimutal. / Vibro-acoustography (VA) is a high lateral resolution (<0.7 mm), speckle-free, non- ionizing and non-invasive image based on the nonlinear combination phenomenon of ultrasound waves (MHz) that generates a narrow focus region of low frequency (kHz). In this work, we propose a VA-based tridimensional evaluation of the exposed area of implants, after total hip arthroplasty (THA). THA is a therapeutic surgery procedure in which the hip joints are replaced by metal prostheses in patients with advanced osteoarthritis. Currently, the postoperative assessment of THA is performed by analyzing planar X-ray radiographies. However, this technique presents limitations in the implant stability evaluation such as: inaccurate evaluation of the area, since the planar radiography reduces the tridimensional problem into a two-dimensional one; problems in the visualization of some regions of the implants due to the superimposition of the regions; limitations of using ionizing radiation in the pelvis region of young patients. Due to the high attenuation of the ultrasound wave into objects of high density, the VA image can be set to mainly acquire the surface information. Topological correction based on the geometry of the implant is presented in order to accurately evaluate the surface area in tridimensional representation of the VA image. The topological correction based on B-mode slices is also presented and is useful in the evaluation of bone shape or in cases which the shape of the object is unknown. Furthermore, it is presented a numerical study of the use of reconfigurable arrays (RCA) for VA beam formation. A parametric study of the aperture selection, number of channels, number of elements, focal distance and steering parameters is presented in order to show the feasibility and evaluate the performance of VA imaging based on RCA. The point-spread function of the system is calculated based on angular spectrum methods using the Fresnel approximation for rectangular sources. Advantages of two-dimensional and RCA arrays and aspects related to clinical importance of the RCA implementation in VA such as spatial resolution, image frame-rate, and commercial machine implementation are discussed. It is concluded that: the VA image is less sensitive to the wave incident angle than B-mode; the VA image presents high-resolution and high-contrast between bone and implant, which allowed an accurate evaluation of the uncovered area; RCA transducers improve the VA acquisition by producing spatial resolution similar to confocal transducers, and due to the possibility of steering in elevation and azimuthal planes.

Entre os grandes desafios da ecologia está a previsão e o entendimento das flutuações que ocorrem nas populações biológicas. Quando agregamos as intervenções humanas a esse entendimento, podemos, ao mesmo tempo em que fazemos previsões acerca do futuro das populações, entender melhor seus processos naturais de regulação e controle. Neste trabalho, realizamos um estudo da ecologia de duas espécies arbóreas tolerantes à sombra (Guapira opposita (Vell.) Reitz, pertencente ao dossel e Rudgea jasminoides (Cham.) Müll.Arg., pertencente ao sub-bosque) a fim de responder à questão de como a estrutura, a dinâmica populacional e o desempenho de plântulas respondem à heterogeneidade ambiental causada por distúrbios relacionados à fragmentação e à sucessão secundária. No Capítulo 1, testamos se a estrutura populacional, medida pela distribuição de tamanhos, está relacionada ao tamanho e/ou ao estádio sucessional do fragmento. A partir das conclusões geradas nesse primeiro estudo, no Capítulo 2 verificamos se parâmetros da dinâmica populacional, como a taxa assintótica de crescimento e as taxas vitais, explicam as variações encontradas na densidade e na estrutura. No Capítulo 3, testamos se o desempenho das plântulas destas espécies é afetado pelos fatores abertura do dossel e profundidade da serapilheira, os quais são reconhecidamente promotores da heterogeneidade ambiental em fragmentos florestais secundários. Para tanto, marcamos e acompanhamos por dois anos (de 2007 a 2009) populações das duas espécies em seis fragmentos de floresta secundária de distintos estádios sucessionais no Planalto Atlântico Paulista. Quanto à estrutura populacional, Guapira mostrou uma variação associada ao grau de estruturação da floresta, enquanto que para Rudgea o tamanho do fragmento foi a variável explicativa mais importante, o que nos levou a hipotetizar que Rudgea corre risco de extinção local nos fragmentos médios. Com relação às análises de dinâmica populacional, Rudgea apresentou um tempo de duplicação da população 4,5 vezes maior nos fragmentos médios do que nos grandes, o que nos leva a concluir que o risco de extinção local pode ser atenuado ou mesmo revertido. Para Guapira, as taxas não diferiram entre os estádios sucessionais, sendo previstas populações estáveis para ambos (955;8776;1). As análises do efeito da abertura do dossel e da profundidade da serapilheira no desempenho das plântulas demonstraram a importância da interação entre os fatores e a relevância de se considerar as diferentes fases ontogenéticas das plântulas. Através de uma abordagem inédita, demonstramos a importância do emprego de enfoques complementares (estrutura e dinâmica) para que se possa de fato entender o que ocorre em nível populacional. Além disso, destacamos a importância dos estudos de dinâmica para se elucidar os mecanismos demográficos atuantes em cada população. Esse conhecimento é uma ferramenta fundamental para o planejamento de ações direcionais de manejo e conservação. / One of the greatest challenges of ecology is to understand and predict the fluctuations in the biological populations. When we consider the human intervention in this understanding, we can, at the same time, make predictions about the future of the populations and understand better their natural processes of regulation and control. In this work we carried out a study about the ecology of populations of two shade tolerant tree species (Guapira opposita (Vell.) Reitz, that occupies the canopy and Rudgea jasminoides (Cham.) Müll.Arg., that occupies the understory) to answer the question of how the structure, population dynamics and seedling performance respond to environmental heterogeneity caused by disturbances related with fragmentation and secondary succession. In the first chapter we tested if the population structure, measured by size distributions, is related to the size and/or to the successional stage of the fragment. From the conclusions generated in this first study, in the second chapter we evaluated if population dynamics parameters, such as asymptotic growth rate and vital rates explain the variation in density and structure. In the third chapter we tested if the seedling performance of these species is affected by canopy openness and litter depth, which are known promoters of environmental heterogeneity in secondary forest fragments. In order to achieve this goal we marked and followed by two years (2007- 2009) populations of both species in six secondary forest fragments of different successional stages in the Southeast Atlantic Plateau. Regarding the population structure, Guapira showed variation associated to the degree of forest structuring, while for Rudgea the fragment size was the most important explanatory variable, what lead us to hypothesize that Rudgea is in risk of local extinction in the medium fragments. Regarding the analysis of population dynamics, Rudgea showed a population doubling time in the medium fragments 4.5 times greater than in the large ones, what lead us to conclude that this risk of local extinction can be mitigated or even reversed. For Guapira, the rates did not differ between the successional stages, being predicted stable populations in both (955;8776;1). The analysis of the effect of the canopy openness and the litter depth in the seedling performance showed the importance of the interaction between these factors and the relevance of considering the different seedling ontogenetic stages. Through a new approach, we demonstrated how important is to consider complementary studies (structure and dynamics) in order to really understand what happens at population level. Besides, we highlight the importance of studies with dynamics in order to elucidate the demographic mechanisms that occur in each population. This knowledge is a fundamental tool for planning more directional management and conservation actions.

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The association of these strategies has been performed in order to further increase the efficiency of the systems. Thus, the aim of the present work was develop pellets and matricial tablets containing different amounts of ethylcellulose and pectin for colon-specific release of prednisone. Pellets were obtained by extrusion-spheronization method and were evaluated for wet mass processability, sphericity, size distribution, flowability and drug content. Hydroethanolic mixtures and alcoholic or aqueous dispersions (Surelease®) of ethylcellulose were tested as granulation liquid. The release profiles of prednisone from pellets were determined using the apparatus III of the United States Pharmacopoeia, simulating the path of the dosage form through the gastrointestinal tract. The drug release from the pellets seems to be dependent on the ethylcellulose dispersion in the matrix, which was defined by the production method used. The addition of ethylcellulose in ethanol gave rise to a prednisone sustained release profile, whereas its incorporation as a dry powder resulted in rapid drug release. The use of ethylcellulose aqueous dispersion (Surelease®) resulted in an intermediate release performance. Furthermore, the amount of granulation liquid and its ethanol concentration have affected the shape of the pellets. Lower ethanol concentration (24%) impaired the spheronization of extrudates. Granulation liquid prepared with 40% ethanol enabled the formation of spherical pellets, but with reduced mechanical stability. The appropriate amount of solution prepared with 35% ethanol resulted in formulations with spherical shape and adequate mechanical strength. The sphericity of the pellets affected their flowability. In addition, tablets containing pectin and ethylcellulose were prepared by wet granulation or direct compression. The average weight, content uniformity and in vitro release from the tablets were evaluated. The tablets obtained by direct compression have provided better control release compared to those prepared by wet granulation. The reduction of particle size of the ethylcellulose in the tablets prepared by direct compression was critical to increasing the efficiency of the system. Thus, tablets prepared with ethylcellulose finer fraction (diameter <180μm), containing 20% pectin showed the highest efficiency of colon-specific drug release. These systems may represent a simple option for the control of inflammatory bowel disease. / As doenças inflamatórias intestinais são condições patológicas crônicas que afetam diferentes porções do trato gastrointestinal. O tratamento dessas condições objetiva induzir e manter a remissão dos sintomas, controlando as recidivas. A eficácia clínica dos tratamentos pode ser aumentada pelo emprego de sistemas de liberação cólon-específica, pois os mesmos possibilitam a realização de tratamento tópico, reduzem a absorção sistêmica dos fármacos e, por isso, aumentam a segurança da terapia. O emprego de polímeros de liberação tempo-dependente, como a etilcelulose, e a utilização de materiais degradáveis especificamente pela microbiota colônica, como a pectina, são duas importantes estratégias usadas no desenvolvimento de sistemas colônicos de liberação. A associação destas estratégias tem sido realizada no intuito de aumentar a eficiência de liberação dos sistemas. Dessa forma, foram desenvolvidos no presente trabalho, pellets e comprimidos matriciais contendo diferentes proporções de etilcelulose e pectina, para liberação cólon-específica de prednisona. Os pellets foram obtidos pelo método da extrusão-esferonização e foram avaliados quanto à processabilidade da massa úmida, esfericidade, distribuição de tamanho, fluxo e teor. Misturas hidroetanólicas e dispersões alcoólicas ou aquosas (Surelease®) de etilcelulose foram testadas como líquido de granulação. Os perfis de liberação da prednisona a partir de pellets contidos em cápsulas foram obtidos utilizando o aparato III da Farmacopéia Norte-Americana, simulando o trajeto da forma farmacêutica pelo trato gastrointestinal. O controle da liberação a partir dos pellets se mostrou dependente do grau de dispersão da etilcelulose na matriz e, por sua vez, este dependeu do método de incorporação usado. A adição de etilcelulose dispersa em etanol proporcionou liberação prolongada da prednisona, ao passo que sua incorporação à seco resultou na liberação rápida do fármaco. A adição de etilcelulose na forma de dispersão aquosa (Surelease®) proporcionou desempenho de liberação intermediário. Além disso, a quantidade de líquido de granulação e a concentração de etanol neste afetaram a forma dos pellets. Menor concentração de etanol no líquido de granulação (24%) dificultou a esferonização dos extrusados. Por outro lado, a adição de líquido com 40% de etanol possibilitou a formação de pellets esféricos, mas com reduzida estabilidade mecânica. O uso de quantidade adequada de solução preparada com 35% de etanol resultou em formulações esféricas e com resistência mecânica adequada. A esfericidade dos pellets afetou diretamente seu fluxo. Adicionalmente, foram obtidos comprimidos contendo pectina e etilcelulose pelos métodos de granulação úmida e compressão direta e os mesmos foram avaliados quanto ao peso médio, teor, uniformidade e liberação in vitro. Os comprimidos obtidos por compressão direta propiciaram melhor controle de liberação quando comparado aos obtidos por granulação via úmida. A redução no tamanho das partículas de etilcelulose na matriz obtida por compressão direta foi fundamental para aumentar a eficiência do sistema. Dessa forma, comprimidos preparados com fração fina de etilcelulose (diâmetro < 180μm), contendo 20% de pectina e obtidos por compressão direta apresentaram a mais alta eficiência de liberação cólon-específica. Esses sistemas podem representar opção simples para o controle das doenças inflamatórias intestinais.