O processo de injeção pelas ventaneiras dos altos-fornos (Pulverized Coal Injection - PCI) é uma das tecnologias mais promissoras para a incorporação de biomassas termicamente tratadas na siderurgia e um dos meios de alcançar uma redução consistente nas emissões de CO2 no setor. O objetivo deste trabalho foi avaliar a combustibilidade e reatividade ao CO2 de biomassas de madeira e caroço de azeitona tratadas em laboratório desde temperaturas de torrefação (250°C) até de carbonização (450°C) e comparar com carvões típicos utilizados em PCI, correlacionando com as características ocorridas devido aos tratamentos térmicos. Além da caracterização química, as transformações devido aos tratamentos térmicos das biomassas foram avaliadas via testes de combustão em termobalança, técnicas de microscopia ótica e eletrônica, espectroscopia de infravermelho por transformada de Fourier (FTIR) e técnicas de adsorção para análise da porosidade. Testes de combustibilidade foram conduzidos em um forno de queda livre (Drop Tube Furnace - DTF) em atmosferas convencional (O2/N2) e de oxi-combustão (O2/CO2) e os chars resultantes destes testes foram caracterizados quanto à estrutura e à reatividade ao CO2 em termobalança. Além disso, foram feitos testes de reatividade ao CO2 de misturas de eucalipto termicamente tratado e carvões em termobalança. A torrefação manteve o alto teor de voláteis das biomassas, enquanto que as biomassas carbonizadas apresentaram teores de carbono e poder calorífico semelhantes aos dos carvões de mais alto rank, com as vantagens típicas de biomassas de manterem um baixo teor de cinzas e enxofre. No entanto, o elevado teor de álcalis e fósforo nas cinzas pode ser um fator limitante na composição de misturas para PCI. O tratamento térmico das biomassas levou a gradual decomposição dos componentes da madeira com uma progressiva homogeneização da estrutura celular, associada a um aumento de aromaticidade e porosidade. De uma maneira geral, quanto menor foi a temperatura de tratamento térmico das biomassas, maior foi o burnout obtido no DTF. Comparada à atmosfera convencional (O2/N2), a atmosfera de oxicombustão (O2/CO2) levou a maiores burnouts para os chars de todas as biomassas e carvões. As biomassas carbonizadas apresentaram burnouts mais elevados que o carvão de mais baixo rank e o caroço de azeitona carbonizado apresentou baixa conversão, equivalente a um carvão de alto rank. Os chars das biomassas torrefeitas apresentaram estruturas cenosféricas isotrópicas de elevada porosidade nas paredes enquanto que os chars das carbonizadas preservaram a morfologia apresentada nas amostras originais. Os chars das biomassas foram altamente porosos, com áreas superficiais de meso e microporos em média 15 e 5 vezes maior que os chars dos carvões, respectivamente. Com relação aos testes de reatividade ao CO2 em termobalança, em geral, a reatividade dos chars das biomassas torrefeitas foi maior do que a reatividade dos chars das biomassas carbonizadas e estes foram pelo menos 10 vezes mais reativos ao CO2 do que o chars do carvão de mais baixo rank. Além das maiores áreas superficiais, principalmente o ordenamento da estrutura carbonosa e a morfologia foram fundamentais nas diferenças de reatividade ao CO2 entre os chars das biomassas e dos carvões. As misturas do carvão de mais baixo rank com a biomassa carbonizada apresentaram os melhores resultados em termos de aditividade na reatividade ao CO2. / Pulverized Coal Injection (PCI) in the blast furnace tuyeres is a promising technology for incorporation of thermally-treated biomasses and it is a way to reduce CO2 emissions in ironmaking processes. The aim of this work was to evaluate combustibility and CO2 reactivity of laboratory torrefied (250°C) and carbonized (450°) olive stone and woody biomasses, comparing with typical PCI coals. The transformations produced in biomasses due to torrefaction and carbonization were evaluated by chemical analyses, combustion tests in thermobalance, Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) and optical and electron microscopy and adsorption techniques. Combustion experiments were carried out in a Drop Tube Furnace (DTF) under conventional (O2/N2) and oxy-fuel (O2/CO2) atmospheres and the chars collected were characterized by its structure and CO2 reactivity in thermobalance. Reactivity tests were also conducted in thermobalance with blends of thermally-treated eucalyptus and coals. Torrefied samples maintained high contents of volatile matter, typical of raw biomasses, while carbonized biomasses showed carbon contents and high heating values similar to that of high rank coals, retaining low ash and sulfur contents. However, its high alkali and phosphorus contents could be a limiting factor to the use in blends for PCI. The thermal treatments of biomasses lead to a gradual decomposition of wood components and to a progressive homogenization of cell structure, associated to an increase in aromaticity and porosity. In general, the lower the thermal treatment temperature, the higher was the burnout in the DTF. Compared to conventional atmosphere, oxy-fuel combustion led to the highest burnouts for all biomass chars. The carbonized biomasses showed higher burnouts than the high-volatile coal and olive stone showed burnouts similar to a low-volatile coal. The chars from the torrefied biomasses showed isotropic cenospheric structures with high porosity within the walls and the chars from the carbonized biomasses preserved the morphology seen in original carbonized samples. The biomass chars presented highly porosity, with micro and mesoporosity in average, 5 and 15 times greater than the coal chars, respectively. In relation to the CO2 reactivity tests, in general, the torrefied biomass chars were more reactive than the carbonized biomass chars. However, due to its higher surface areas, structure arrangement and morphology, the carbonized biomass chars were at least 10 times more reactive than the high-volatile coal chars. The blends of high-volatile coal and carbonized eucalyptus showed good additivity in the CO2 reactivity tests in thermobalance.

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The treatments started after the 8 weeks of surgery trough subcutaneous pathway for 30 days. At the end of treatment, blood pressure measurement by tail plethysmograph was performed. In addition, aortic rings were isolated to evaluate contractile response to phenylephrine (Phe), relaxation to acetylcholine (ACh) or sodium nitroprusside (NPS) by means of concentration curves. The response to ACh in rings previously incubated with superoxide dismutase (SOD), catalase (CAT) or apocynin (NADPH oxidase inhibitor) was also evaluated. The protein expression of SOD, CAT, NOX 1, NOX 2 and NOX 4 were quantified by Western blotting. Follow-up of the weight gain after the OVX or Sham procedure was also performed. After euthanasia, the weight of retroperitoneal fat, uterus and heart were evaluated. E1 treatment decreased body weight and retroperitoneal fat, increased uterine weight, and corrected both the increased blood pressure, and the decreased hyperreactivity to Phe vasoconstrictor agent and also increased endothelium-dependent vasodilatory response to ACh. The effects presented by this hormone are related to compensatory mechanisms in the activity of antioxidant enzymes such as SOD and catalase besides the reduction in the expression of the NADPH oxidase NOX 4 isoform. In addition, E1 reverses the increase in total and LDL cholesterol in the OVX group. Our study confirms the role of oxidative stress in endothelial dysfunction of OVX rats and further demonstrates that E1 reverses elevation of blood pressure and restores endothelial function in OVX rats. / A estrona (E1), componente majoritário do Premarin® e estrogênio predominante na circulação feminina na pós-menopausa, não possui seus efeitos vasculares e mecanismos de ação completamente elucidados. Diante disso, o objetivo do presente trabalho foi avaliar os efeitos do tratamento com E1 em ratas Wistar ovariectomizadas (OVX) sobre a reatividade de anéis de aorta e pressão arterial. Para este estudo, ratas com 12 semanas de idade foram divididas em quatro grupos experimentais, Sham (ratas em estro fisiológico tratadas com veículo), OVX (ratas OVX tratadas com veículo), OVX + E1 (ratas OVX tratadas com 825μg/Kg de E1) e OVX + 17β-estradiol (E2) (ratas OVX tratadas com 15μg/Kg de E2). Os tratamentos foram iniciados após 8 semanas da cirurgia pela via subcutânea pelo período de 30 dias. Ao final do tratamento, foi realizada a medida de pressão arterial por pletismografia de cauda.Além disso, anéis de aorta foram isolados para avaliar resposta contrátil à fenilefrina (Phe), relaxamento à acetilcolina (ACh) ou ao nitroprussiato de sódio (NPS) por meio de curvas de concentração efeito cumulativas. Foi ainda avaliada a resposta à ACh em anéis incubados previamente com superóxido dismutase (SOD), catalase (CAT) ou apocinina (inibidor da NADPH-oxidase (NOX)). A expressão protéica da SOD, CAT, NOX 1, NOX 2 e NOX 4 foi quantificada por Western-blot. Foi realizado o acompanhamento do ganho de peso após o procedimento de ovariectomia nos grupos OVX ou Sham e, após a eutanásia, foi avaliado o peso da gordura retroperitoneal, útero e coração. O tratamento com E1 diminuiu o peso corporal e a gordura retroperitoneal, aumentou o peso uterino, normalizou os níveis de pressão arterial, o aumento da resposta contrátil à Phe e a resposta vasodilatadora dependente de endotélio à ACh. Os efeitos apresentados por este hormônio estão relacionados com mecanismos compensatórios na expressão e atividade de enzimas antioxidantes como SOD e CAT, além da redução na expressão da isoforma NOX 4. Além disso, a E1 reverteu o aumento do colesterol total e LDL observados nas ratas OVX. Os dados apresentados demonstram o papel benéfico da E1 frente ao estresse oxidativo na disfunção vascular, restabelecendo a função endotelial e os níveis fisiológicos da pressão arterial.

Para avaliar o efeito de uma refeição-teste rica em lipídeos, assim mimetizando o estado pós-prandial durante o dia, nos parâmetros metabólicos e na reatividade vascular, foram estudados quatro grupos de pacientes do sexo masculino, assim divididos: com diabetes mellitus Tipo 2 e sem doença arterial coronariana (DM, n = 10), com doença arterial coronariana e com diabetes mellitus Tipo 2 (DM + DAC, n = 11), com doença arterial coronariana e sem diabetes mellitus (DAC, n = 11) e Controle (n = 7). Todos os pacientes, após receberem uma dieta rica em gordura (60g) e pobre em hidratos de carbono (14g), foram avaliados em termos de perfil lipídico antes (0h) e 2h, 4h, 6h e 8h após a ingestão e realizada a avaliação da reatividade vascular nos tempos 0h, 4h e 8h. A reatividade vascular foi estudada por ultra-som de alta resolução, medindo-se a resposta vasodilatadora da artéria braquial durante hiperemia reativa (vasodilatação endotélio-dependente) e após administração de nitroglicerina (endotélio-independente). HbA1c não foi diferente entre os grupos do estudo, exceto, como seria de se esperar, nos Controles, que foi normal (média ± DP) (DAC: 6,3 ± 0,6% vs DM + DAC: 7,6 ± 1,6% vs DM: 6,8 ± 1,7% vs Controle: 5,43 ± 0,45%). Por outro lado, a glicemia e insulina de jejum foram significativamente menores dos DAC e grupo Controle, sendo similar nos dois grupos. Dos outros parâmetros metabólicos, apenas o ácido úrico foi significativamente maior no grupo DAC (p = 0,025) em comparação aos outros. Vasodilatação da artéria braquial pós-isquemia antes do teste de sobrecarga foi semelhante entre os grupos (DAC: 7,44 ± 4,30% vs 7,01 ± 4,53% no DM vs 10,34 ± 5,10% no DM+DAC vs 9,91 ± 2,97% no grupo Controle. A vasodilatação após administração de nitrato (realizada no dia anterior ao teste de sobrecarga lipídica) também se manteve dentro da normalidade nos quatro grupos, sem diferença entre eles (DAC: 19,85 ± 8,66% vs 15,68 ± 11,43% no DM vs 21,24 ± 11,82% no DM+DAC e 20,05 ± 3,73% no grupo Controle). HOMAIR (Homeostasis Model for Assessment of insulin resistance) aumentou progressivamente nos grupos DAC, DM e DM+DAC, respectivamente, sendo significativamente menor no grupo Controle. Após sobrecarga, os níveis de triglicerídeos aumentaram significativamente nos quatro grupos, com pico nos tempos 4h e 6h (p < 0,001 nos quatro grupos para 2h, 4h, 6h e 8h vs 0h). O colesterol total apresentou aumento, com p < 0,001 para 4h e 6h e p = 0,0019 para 8h, em comparação com 0h, nos quatro grupos. O LDL-colesterol (p = 0,001) e o HDL-colesterol (p < 0,001) apresentaram decréscimo em todos os tempos após o teste em relação ao basal. Não houve diferença significativa entre os quatro grupos no perfil lipídico após sobrecarga de gordura. A glicemia foi significativamente mais baixa nos grupos DAC e Controle do que nos grupos DM e DM+DAC. Nos grupos DAC e Controle, a glicemia manteve-se inalterada durante o teste. Os grupos DM e DM+DAC apresentaram um decréscimo significativo nos níveis glicêmicos nos tempos 4h, 6h e 8h. (p<0,001 para todos os grupos em relação ao tempo 0h). O comportamento da insulinemia foi semelhante entre os grupos e todos mostraram elevação nos tempos 2h (p<0,001) vs 0h, havendo progressiva queda no decorrer dos tempos, chegando aos níveis basais na oitava hora. A reatividade vascular foi semelhante entre os quatro grupos e não houve diferença nas medidas após sobrecarga. No grupo DM ocorreu uma redução limítrofe na reatividade vascular após a ingestão da sobrecarga lipídica (p = 0,0556). A vasodilatação pós-nitroglicerina também foi semelhante entre os grupos, assim como os resultados obtidos antes e após sobrecarga quando comparados entre si. Este estudo permitiu concluir que a hiperlipemia pós-sobrecarga lipídica nos grupos DAC, DM, DM+DAC e Controle resultou em hiperinsulinemia sem elevação glicêmica, mas sem efeito significativo da reatividade vascular, tanto quando avaliada pela hiperemia reativa (endotélio-dependente), quanto quando estimulada com vasodilatador (endotélio-independente) / To assess the effect of a high-fat meal to simulate to post-prandial state during the day, on the metabolic parameters and endothelial function, four groups of male patients with Coronary Heart Disease and without Diabetes Mellitus (DAC, n= 11); with known Type 2 Diabetes Mellitus and no Coronary Heart Disease (DM, n= 10); and with both Type 2 Diabetes and Coronary Heart Disease (DM+DAC, n = 11) as well as seven healthy controls (Control n = 7) were evaluated before and after receiving a high fat (60g) low carbohydrate (14g) meal test. Lipid profile (basal and 2, 4, 6 and 8 hours after the meal-test) and Vascular reactivity (2, 4 and 8h) were measured. Vascular reactivity was evaluated using high-resolution ultrasound and assessing brachial artery\'s vasodilatory responses during reactive hyperemia (endothelium-dependent vasodilatation), and after nitroglycerin administration, an endotheliumindependent vasodilator. Mean ± SD HbA1c was not significantly by different between groups (DAC: 6.3 ± 0.6% vs DM + DAC: 7.6 ± 1.6% vs DM: 6.8 ± 1,7%) except, as expected in the Control (5.43 ± 0.45%). Furthermore, fasting plasma glucose and insulin were significantly lower in the DAC and Control being however similar in both groups. DAC group had significant by higher uric acid levels than the other three groups (p = 0.025). Post-ischemia brachial artery vasodilation was similar among groups before lipid overload (DAC: 7.44 ± 4.30% vs 7.01 ± 4.53% no DM vs 10.34 ± 5.10% no DM+DAC vs 9.91 ± 2.97% in the Control). Basal change in the brachial artery diameter after sublingual nitrate, performed the day before the fat test, was also within the accepted normal range in all four groups, with no difference in between them (DAC: 19.85 ± 8.66% vs 15.68 ± 11.43 in DM vs 21.24 ± 11.82% in DM+DAC and 20.05 ± 3.73% in the Control). Homeostasis Model for Assessment of insulin sensitivity (HOMAIR) increased significantly and progressively from DAC to DM and to DM+DAC groups, however being significantly lower in the Control. After the fat overload test all four groups had a major increase in triglyceride levels peaking at 4h and 6h after the ingestion (p<0.001) for four groups for 2h, 4h, 6h and 8h vs 0h). Total cholesterol had a increase at all times of sampling (p < 0.001), while LDL-cholesterol (p < 0.001) and HDL-cholesterol (p = 0.001) decreased after the test-meal. Overall, there were no statistical differences among the four groups regarding post load-lipid profile. Glycemia was statistically lower in DAC and Control versus DM and DM+DAC groups. In DAC and Control glicemia was unchanged during testing, DM and DM+DAC groups had a considerable glycemic decrease at times 4h, 6h and 8h after fat-load (p<0.001, for both groups vs 0h). Insulin behaviors was similar among all four groups all of which showed higher levels at 2h (p<0.001 vs 0h, there being a progressive decrease during the test becoming within the basal range at the 8th hour. Vascular reactivity was similar within the four groups and there was no difference through the different measures after fat-loading. In the diabetic group without coronary hearth disease there was a borderline reduction in vascular reactivity after the fat load (p = 0.0556). Vasodilation after nitroglycerin was comparable among the groups again with no differences in the response before and after fat-loading. In conclusion this study showed than the post-load hyperlipemia in DAC,DM, DM+DAC and Control groups resulted in hyperinsulinemia without hyperglycemia and had no significant effects on vascular reactivity both endothelial dependent (hyperemia reactivity) and independent

Neste trabalho foram determinadas as razões de reatividade para a copolimerização entre estireno e VeoVa-10 através de estudo experimental de copolimerização em solução em tolueno. Os parâmetros foram obtidos através do ajuste aos dados experimentais dos modelos de Mayo-Lewis e Meyer-Lowry, utilizando o critério dos erros-nas-variáveis (método dos mínimos quadrados não-linear que considera a existência de erros em todas as variáveis medidas). A metodologia experimental desenvolvida, de polimerização em solução em ampolas preparadas dentro de uma glove box e submetidas a temperatura de 80°C, resultou em baixa conversão dos monômeros, adequada para a estimação das razões de reatividade pelos modelos. As amostras foram analisadas quantitativamente por espectroscopia de infravermelho para determinar, ao longo da reação, a conversão e as frações molares de cada um dos monômeros na mistura, sendo a composição do copolímero obtida pelo consumo dos monômeros. Foram obtidos valores de razões de reatividade bastante diferentes (restireno = 49.926 e rVeoVa10 = 1,062), evidenciando que a copolimerização destes monômeros em batelada leva a grandes desvios de composição, com tendência à formação de dois homopolímeros. O mesmo sistema de copolimerização foi também estudado no processo de polimerização em emulsão, em processos batelada alimentada e batelada intermitente. A conversão global dos monômeros e a distribuição de diâmetro médio das partículas foram analisadas durante a reação através das amostras coletadas ao longo do processo. Os efeitos das estratégias de alimentação avaliados foram apenas preliminares, pois não apresentaram resultados conclusivos. / In this work the reactivity ratios for the copolymerization between styrene and VeoVa-10 were determined through an experimental study of solution copolymerization in toluen. The parameters were obtained by fitting the experimental data with the Mayo-Lewis and Meyer-Lowry models using the error-in-variables criterion (non-linear least squares method that considers the existence of errors in all measured variables). The experimental methodology developed, solution polymerization in ampoules prepared in a glove box and reacted at 80 °C, resulted in low conversion of the monomers, suitable for estimation of the reactivity ratios by the models employed. The samples were analyzed quantitatively by infrared spectroscopy to determine, during the reaction, the conversion and the mole fractions of each monomer in the mixture, the composition of the copolymer being obtained by the consumption of the monomers. Very different reactivity ratios were obtained (rstyrene = 49.926 and rVeoVa10 = 1.062), showing that the batch copolymerization of these monomers leads to large composition drift, with a tendency to form two homopolymers. The same copolymerization system was also tested in emulsion polymerization process, in semi-continuous and intermittent batch modes. The overall conversion of the monomers and the mean particle diameter distribution were analyzed during the reaction through the samples collected throughout the process. The effects of the feeding strategies evaluated were only preliminary, as they did not present conclusive results.

Mulheres asmáticas na pós-menopausa podem apresentar piora dos sintomas, portanto neste trabalho investigamos o papel dos hormônios sexuais femininos (HSF) sobre a inflamação alérgica pulmonar. A re-exposição ao antígeno exacerbou a inflamação alérgica pulmonar e a liberação de mediadores no pulmão dos animais alérgicos ovariectomizados (OVx). O valor da reatividade traqueal foi semelhante ao observado nos animais alérgicos Sham/OVx. O tratamento com estrógeno exacerbou a inflamação pulmonar, mas atenuou a reatividade das vias aéreas. O tratamento com progesterona não alterou o número de células do lavado broncoalveolar e atenuou a reatividade das vias aéreas, apesar acentuar a produção de muco e de colágeno. O tratamento com estrógeno em associação com a progesterona atenuou a inflamação pulmonar aos valores encontrados nos animais alérgicos Sham/OVx. Nossos estudos apontam para uma possível dissociação entre os efeitos moduladores dos HSF sobre a resposta inflamatória, notadamente no recrutamento celular e as alterações de mecânica respiratória. / Asthmatic postmenopausal women may experience worsening of symptoms, so in this work we investigated the role of female sex hormones (HSF) on pulmonary allergic inflammation. The re-exposure to antigen exacerbated allergic lung inflammation and release of mediators in the lungs of ovariectomized allergic mice (OVX ) . The value of tracheal reactivity was similar to that observed in allergic Sham/OVx . Treatment with estrogen exacerbated pulmonary inflammation but attenuated airways reactivity. Treatment with progesterone did not alter the number of cells in bronchoalveolar lavage and attenuated airways reactivity, although enhance mucus production and collagen. Treatment with estrogen in combination with progesterone attenuated lung inflammation to the values found in allergic animals Sham/OVx. Our studies point to a possible dissociation between the modulatory effects of HSF on the inflammatory response, especially on cell recruitment and alterations in respiratory mechanic.

Evidências epidemiológicas tem sugerido que a desnutrição intra-uterina pode ter papel importante no desenvolvimento de hipertensão arterial na fase adulta. No presente trabalho, foi estudada a influência da desnutrição intra-uterina na reatividade vascular e na pressão arterial de animais Wistar e SHR (ambos os sexos). Para tanto, ratas prenhes foram submetidas à restrição alimentar equivalente a 50% da dieta normal, durante toda a gestação. Curvas concentração-efeito à noradrenalina (NA), acetilcolina (ACh) e ao nitroprussiato de sódio (NPS) foram realizadas em anéis de aorta de ratos Wistar e SHR nutridos e desnutridos (ambos os sexos). A desnutrição intra-uterina elevou a pressão arterial em animais Wistar, machos e fêmeas, até níveis considerados de hipertensão. Além disso, acarretou alterações da reatividade à NA e à ACh, mas não ao NPS. Em animais SHR, de ambos os sexos, os efeitos deletérios da desnutrição intra-uterina foram capazes de exacerbar a hipertensão e a disfunção endotelial já existentes nesses animais. / Epidemiological studies suggest that intrauterine undernutrition can play an important role in the development of arterial hypertension in adulthood (FERRARI et al., 2000). Furthermore, maternal malnutrition during organ developmental stage impairs fetal growth and is believed to alter permanently the metabolism and physiology of the developing tissues. The aim of the present study was to examine the effects of intrauterine undernutrition in the arterial blood and vascular reactivity pressure of male and female normotensive (Wistar) and spontaneously hypertensive (SHR) rats offspring. Female pregnant rats (Wistar and SHR) were fed either normal or 50% of the normal intake diets, during the whole gestational period. Arterial blood pressure and the norepinephrine (NE), acetylcholine (ACh) and sodium nitroprusside (SNP) dose-response curves in isolated aortic rings of their offspring (male and female – when they reached adulthood) were determined. In Wistar rats, the intrauterine undernutrition induced an increase in the arterial blood pressure, leading to hypertension. Dietary restriction during pregnancy of Wistar rats altered the vascular reactivity to NE and ACh, whereas the response to SNP remained unaltered in the offspring. In the SHR offspring (male and female) the intrauterine undernutrition exacerbates the already existing hypertension and endothelial dysfunction. In summary, this study has shown that intrauterine undernutrition increased the arterial blood pressure and altered the vascular reactivity of male and female normotensive and SHR offspring.

Este trabalho apresenta uma nova abordagem experimental para determinar a reatividade de sistemas subcríticos. O método a ser apresentado utiliza o modelo da cinética subcrítica desenvolvido por Gandini e Salvatores e baseia-se apenas em grandezas medidas, tais como a taxa de contagem no detector, e nos parâmetros que surgem do ajuste dos mínimos quadrados APSD (Auto Power Spectral Density) e CPSD (Cross Power Spectral Density), não sendo necessário lidar com as quantidades de maior complexidade como a eficiência de detector. A única hipótese feita neste método foi que a fração efetiva de nêutrons atrasados e o tempo de geração de nêutrons prontos fossem independentes do nível de subcriticalidade do sistema. O método proposto foi aplicado nas medidas de reatividade de várias configurações subcríticas do reator IPEN/MB-01. Foram realizadas medidas da APSD e CPSD em diversos graus de subcriticalidade (até em torno de -7000 pcm). Nos dados das densidades espectrais foram feitos ajustes por meio do método de mínimos quadrados para obter a constante de decaimento pronto (&alpha;) e outras grandezas. Com a finalide de melhorar as estatísticas de contagem de nêutrons, fonte externa de nêutrons de Am-Be foi instalada próximo ao núcleo, além da fonte de partida. O método experimental proposto mostra claramente que, a teoria da cinética pontual clássica não descreve a reatividade medida. Em vez disso, a reatividade inferida a partir do modelo da cinética pontual clássica é próxima, em seus valores absolutos, ao índice de subcriticalidade (&zeta;) para um determinado arranjo das fontes do experimeno. A concordância dos resultados obtidos por MCNP5 e GPT-TORT, ambos utilizando os dados nucleares da biblioteca ENDF/B-VII.0, com os resultados experimentais correspondentes são de boa qualidade. / This work presents a new experimental approach to determine the reactivity levels of subcritical systems. The method employs the subcritical kinetic model developed by Gandini and Salvatores and it is based only on measured quantities such as counting rates of the detectors employed in the experiments and the parameters arising from the least squares fitting of the APSD (Auto Power Spectral Density) and CPSD (Cross Power Spectral Density). Detector efficiencies, quantity required in other procedures such as Neutron Source Multiplication (NSM) method, are not needed in the proposed method. The only hypothesis made in the method was the independence of the effective delayed neutron fraction and the prompt neutron generation time to the subcriticality level of the system. The proposed method was applied to measure the reactivity of several subcritical configurations of the IPEN/MB-01 reactor. Measurements of APSD and CPSD were performed in several degrees of subcriticality (up to around -7000 pcm). The spectral densities data were least squares fitted to get the prompt decay mode (&alpha;) and other quantities. Beside the startup source of the facility, an external neutron source of Am-Be was installed near the core in order to improve neutron counting statistics. The final experimental results are of good quality. The proposed experimental method shows clearly that the classical point kinetic theory cannot describe the measured reactivity. Instead, the reactivity inferred from this model follows closely the subcriticality index (&zeta;) for the source arrangements in the experiment. The agreement of the MCNP5 and GPT-TORT results, both with ENDF/B-VII.0 as the basic nuclear data library, when compared to the corresponding experimental ones was also good.

O processo de injeção pelas ventaneiras dos altos-fornos (Pulverized Coal Injection - PCI) é uma das tecnologias mais promissoras para a incorporação de biomassas termicamente tratadas na siderurgia e um dos meios de alcançar uma redução consistente nas emissões de CO2 no setor. O objetivo deste trabalho foi avaliar a combustibilidade e reatividade ao CO2 de biomassas de madeira e caroço de azeitona tratadas em laboratório desde temperaturas de torrefação (250°C) até de carbonização (450°C) e comparar com carvões típicos utilizados em PCI, correlacionando com as características ocorridas devido aos tratamentos térmicos. Além da caracterização química, as transformações devido aos tratamentos térmicos das biomassas foram avaliadas via testes de combustão em termobalança, técnicas de microscopia ótica e eletrônica, espectroscopia de infravermelho por transformada de Fourier (FTIR) e técnicas de adsorção para análise da porosidade. Testes de combustibilidade foram conduzidos em um forno de queda livre (Drop Tube Furnace - DTF) em atmosferas convencional (O2/N2) e de oxi-combustão (O2/CO2) e os chars resultantes destes testes foram caracterizados quanto à estrutura e à reatividade ao CO2 em termobalança. Além disso, foram feitos testes de reatividade ao CO2 de misturas de eucalipto termicamente tratado e carvões em termobalança. A torrefação manteve o alto teor de voláteis das biomassas, enquanto que as biomassas carbonizadas apresentaram teores de carbono e poder calorífico semelhantes aos dos carvões de mais alto rank, com as vantagens típicas de biomassas de manterem um baixo teor de cinzas e enxofre. No entanto, o elevado teor de álcalis e fósforo nas cinzas pode ser um fator limitante na composição de misturas para PCI. O tratamento térmico das biomassas levou a gradual decomposição dos componentes da madeira com uma progressiva homogeneização da estrutura celular, associada a um aumento de aromaticidade e porosidade. De uma maneira geral, quanto menor foi a temperatura de tratamento térmico das biomassas, maior foi o burnout obtido no DTF. Comparada à atmosfera convencional (O2/N2), a atmosfera de oxicombustão (O2/CO2) levou a maiores burnouts para os chars de todas as biomassas e carvões. As biomassas carbonizadas apresentaram burnouts mais elevados que o carvão de mais baixo rank e o caroço de azeitona carbonizado apresentou baixa conversão, equivalente a um carvão de alto rank. Os chars das biomassas torrefeitas apresentaram estruturas cenosféricas isotrópicas de elevada porosidade nas paredes enquanto que os chars das carbonizadas preservaram a morfologia apresentada nas amostras originais. Os chars das biomassas foram altamente porosos, com áreas superficiais de meso e microporos em média 15 e 5 vezes maior que os chars dos carvões, respectivamente. Com relação aos testes de reatividade ao CO2 em termobalança, em geral, a reatividade dos chars das biomassas torrefeitas foi maior do que a reatividade dos chars das biomassas carbonizadas e estes foram pelo menos 10 vezes mais reativos ao CO2 do que o chars do carvão de mais baixo rank. Além das maiores áreas superficiais, principalmente o ordenamento da estrutura carbonosa e a morfologia foram fundamentais nas diferenças de reatividade ao CO2 entre os chars das biomassas e dos carvões. As misturas do carvão de mais baixo rank com a biomassa carbonizada apresentaram os melhores resultados em termos de aditividade na reatividade ao CO2. / Pulverized Coal Injection (PCI) in the blast furnace tuyeres is a promising technology for incorporation of thermally-treated biomasses and it is a way to reduce CO2 emissions in ironmaking processes. The aim of this work was to evaluate combustibility and CO2 reactivity of laboratory torrefied (250°C) and carbonized (450°) olive stone and woody biomasses, comparing with typical PCI coals. The transformations produced in biomasses due to torrefaction and carbonization were evaluated by chemical analyses, combustion tests in thermobalance, Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) and optical and electron microscopy and adsorption techniques. Combustion experiments were carried out in a Drop Tube Furnace (DTF) under conventional (O2/N2) and oxy-fuel (O2/CO2) atmospheres and the chars collected were characterized by its structure and CO2 reactivity in thermobalance. Reactivity tests were also conducted in thermobalance with blends of thermally-treated eucalyptus and coals. Torrefied samples maintained high contents of volatile matter, typical of raw biomasses, while carbonized biomasses showed carbon contents and high heating values similar to that of high rank coals, retaining low ash and sulfur contents. However, its high alkali and phosphorus contents could be a limiting factor to the use in blends for PCI. The thermal treatments of biomasses lead to a gradual decomposition of wood components and to a progressive homogenization of cell structure, associated to an increase in aromaticity and porosity. In general, the lower the thermal treatment temperature, the higher was the burnout in the DTF. Compared to conventional atmosphere, oxy-fuel combustion led to the highest burnouts for all biomass chars. The carbonized biomasses showed higher burnouts than the high-volatile coal and olive stone showed burnouts similar to a low-volatile coal. The chars from the torrefied biomasses showed isotropic cenospheric structures with high porosity within the walls and the chars from the carbonized biomasses preserved the morphology seen in original carbonized samples. The biomass chars presented highly porosity, with micro and mesoporosity in average, 5 and 15 times greater than the coal chars, respectively. In relation to the CO2 reactivity tests, in general, the torrefied biomass chars were more reactive than the carbonized biomass chars. However, due to its higher surface areas, structure arrangement and morphology, the carbonized biomass chars were at least 10 times more reactive than the high-volatile coal chars. The blends of high-volatile coal and carbonized eucalyptus showed good additivity in the CO2 reactivity tests in thermobalance.

Um novo laboratório experimental desenvolvido para investigar a combustão de carvão em atmosferas de oxicombustão é descrito em detalhes na tese. Um reator ciclônico é utilizado para a combustão de carvões de baixo rank em condições de escoamento turbulento e com swirl, e operando em temperaturas similares às encontradas em câmaras de combustão industriais. Um sensor potenciométrico de oxigênio, instalado dentro do reator ciclônico, é utilizado para medir o consumo de oxigênio durante a combustão das amostras de carvão. Amostras de carvão com alto teor de cinzas, das minas do Leão e Bonito localizadas no sul do Brasil, e amostras de carvão linhito pré-seco (LTBK), da região da Lusácia, na Alemanha, foram submetidos à combustão em atmosferas de ar e de oxicombustão (O2/CO2/H2O). Os experimentos foram realizados em três temperaturas médias do gás de combustão: 1073, 1173 e 1273 K. Para as amostras do carvão LTBK, a oxicombustão foi composta com duas atmosferas de O2/CO2 sem vapor d’água (21/79 e 30/70) e três atmosferas de O2/CO2/H2O (30/60/10, 30/50/20 e 30/40/30) em base molar, enquanto para as amostras dos carvões Leão e Bonito, a oxicombustão foi composta com duas atmosferas de O2/CO2 (21/79 e 30/70). As amostras de carvão foram peneiradas para uma faixa de tamanho de partículas de 1250 a 2000 μm e 125 a 500 μm, e com massas de 1g e 3g. Em adição aos testes, amostras de char dos carvões Leão e LTBK foram preparadas para investigar o comportamento da combustão de suas matrizes carbonosas com diferentes níveis de matéria volátil. Primeiramente, a investigação da combustão do carvão é feita diretamente a partir das curvas de concentração de oxigênio medidas para a combustão das amostras de carvão LTBK submetidos às atmosferas de ar e oxicombustão com vapor d’água, conforme explicado no Capítulo 2 desta tese. Entretanto, devido ao grande número de experimentos realizados e a necessidade de entender a influência dos fatores, como temperatura e as composições das atmosferas oxidantes, e as interações entre esses fatores na combustão do carvão, a análise pela metodologia do Projeto de Experimentos (DoE) é aplicada nos experimentos, conforme detalhado no Capítulo 3. A reatividade dos carvões de baixo rank é investigada por meio do cálculo dos parâmetros cinéticos globais e dos coeficientes da taxa de reação de combustão do char, considerando a hipótese de um reator bem misturado, a ser verificada ao longo da investigação, conforme descrito no Capítulo 4. A partir da análise das curvas de concentração de oxigênio (Capítulos 2 e 3), os resultados mostram que a atmosfera de oxicombustão com 79% de CO2 (21/79, O2/CO2) aumenta o consumo de oxigênio para os carvões de alto teor de cinzas, Bonito e Leão, e para o carvão linhito com alto teor de voláteis (LTBK), devido à influência da reação de gaseificação do CO2 a partir de temperaturas acima de 1073 K. A partir da análise dos parâmetros cinéticos globais calculados para avaliar a reatividade dos carvões, os resultados mostram que a hipótese do reator bem misturado não é o suficiente para capturar a cinética da combustão do carvão por batelada no interior do reator ciclônico. A reatividade dos carvões investigados, através das constantes efetivas da taxa de reação, variando-se a composição da atmosfera oxidante, temperatura do gás de combustão, tamanho de partículas, massa da amostra e posição do sensor de oxigênio, têm influência do escoamento com swirl e seus termos advectivos e difusivos. / A novel laboratory facility designed to investigate coal oxy-fuel combustion is described in the present work. A cyclone chamber allows for the combustion of low-rank coal under turbulent conditions and swirling flows, covering a temperature range similar to those found on practical furnaces. A potentiometric oxygen sensor with oxide-ion conducting solid electrolytes, as stabilized zirconia, installed within the cyclone reactor, is used to measure the oxygen consumption during the combustion of coal samples. High ash coals samples, from Leão and Bonito mining sites located in South Brazil, and pre-dried lignite coal samples (LTBK), from the Lusatian region, in Germany, were burned under air and oxy-fuel (O2/CO2/H2O) atmospheres. Experiments were carried out at three average gas combustion temperatures: 1073, 1173 and 1273 K. For LTBK coal, oxy-fuel combustion was composed with two O2/CO2 atmospheres (21/79 and 30/70) and three O2/CO2/H2O atmospheres (30/60/10, 30/50/20 and 30/40/30) in molar basis, whereas for Leão and Bonito coals, the oxy-fuel combustion was composed with two O2/CO2 atmospheres (21/79 and 30/70). Coal samples were sieved to a size range of 1250 to 2000 μm and 125 to 500 μm and with 1g and 3g. In addition, char samples from Leão and lignite coals were prepared in order to investigate the combustion behavior of its carbon matrix for different levels of volatile matter. The investigation of coal combustion behavior is made firstly directly on the oxygen concentration curves measured for LTBK coal samples burned under air and oxy-fuel atmospheres with water vapor, as detailed in Chapter 2 of this thesis. However, due to the great number of experiments performed and the need to understand the influence of the factors, as temperature and atmosphere compositions, and the interactions between them on the coal combustion, the Design of Experiments (DoE) analysis is applied in the laboratory test facility, as developed in Chapter 3. The reactivity of low rank coals is assessed by means of global kinetic parameters and of char combustion reaction coefficients, under assumption of a well stirred reactor to be tested along the investigation, as described in Chapter 4. From the analysis of oxygen concentration curves (Chapter 2 and 3), results show that oxidizer oxy-fuel atmosphere with 79% CO2 (21/79, O2/CO2) increases the oxygen consumption for high ash coals, Bonito and Leão, and for pre-dried lignite coal, LTBK, due to the influence of CO2 gasification reaction on their coal combustion reactions from gas combustion temperatures higher than 1073 K. From the analysis of global kinetic parameters calculated to assess the coal reactivity, the results show that the hypothesis of a well stirred reactor is not enough to capture the kinetic involved in coal combustion burned in batch mode within the cyclone reactor. The coal reactivity investigated with the effective reaction rate constants for different oxidizer atmospheres, gas combustion temperatures, particle diameters, sample masses and oxygen sensor position, is influenced by the swirling flow with its advective and diffusive terms.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Diabetes mellitus (DM) is presented as a metabolic disorder characterized by chronic hyperglycemia that is associated with endothelial dysfunction (ED). Among the various therapies employed in the improvement of ED, primary prevention, which includes changes in diet and physical training (PT), has been the right one. This study evaluated the effects of resistance training (RT) on vascular reactivity of diabetic rats induced by alloxan. Wistar rats (250-300g) were divided into 3 groups: sedentary control (SC), sedentary diabetic (SD) and diabetic trained with resistance exercise (TD). The TR was performed in a squat aparatus of TAMAKI in 3 sets of 10 repetitions, 3 times a week for 8 weeks. The intensity was set at 40% of the maximum established by the test of one repetition maximum. At the end of the training protocol the animals were sacrificed by exsanguination, and the superior mesenteric artery was removed and sectioned into rings (1-2 mm), which were put into chambers containing 10 mL of Tyrode solution at 37°C and gasified with carbogen. Changes in vascular reactivity to phenylephrine contracturantes agents (PHE) and potassium chloride (KCl) and relaxing, acetylcholine (ACh), sodium nitroprusside (NPS) and pinacidil (PIN) was assessed by obtaining concentration-response curves. It was not observed differences between the potency (pD2) and maximum response (Rmax) of the contractions induced by contract agents in all groups. On the other hand, It was observed a significant (p < 0.05) decrease of Rmax of the relaxation induced by ACh in the SD (79.7 ± 1.4%; n = 6) when compared with SC (98.8 ± 2.0%; n = 6), and an increase in the DT (93.1 ± 2.6%; n = 6), both without changing the pD2. In the presence of L-NAME, the relaxation induced by ACh was significantly (p < 0.05) reduced in SC (from 7.0 ± 0.06 to 5.5 ± 0.1; n = 6) and TD (from 7.0 ± 0.08 to 4.9 ± 0.2; n = 6), but not in SD. Furthermore, it was observed a significant (p < 0.001) increase in the pD2 of SNP in SD (from 7.9 ± 0.08 to 8.3 ± 0.03 compared with SC) and PIN (from 6.2 ± 0.09 to 6.9 ± 0.08 compared with SC). The RT was able to prevent this increase only for PIN (from 6.9 ± 0.08 to 6.3 ± 0.1). These results demonstrate the RT was able to improve the relaxation induced by ACh and to prevent the changes in the sensitivity of the ATP-sensitive potassium channels (KATP) caused by DM. Thus, the RT presents an therapeutic potential in the treatment of vascular complications produced by the DM. / O diabetes mellitus (DM) se apresenta como uma desordem metabólica caracterizada por hiperglicemia crônica que está associada à disfunção endotelial (DE). Dentre as diversas terapêuticas empregadas na melhora da DE, a prevenção primária, que inclui mudanças na dieta alimentar e treinamento físico (TF), tem sido a mais indicada. Este estudo avaliou os efeitos do treinamento resistido (TR) sobre a reatividade vascular de ratos diabéticos induzidos por aloxano. Ratos Wistar (250-300g) foram divididos em 3 grupos: controle sedentário (CS); diabético sedentário (DS) e diabético treinado com exercício resistido (DT). O TR foi realizado no aparelho de agachamento de TAMAKI em 3 séries de 10 repetições, 3 vezes por semana, durante 8 semanas. A intensidade foi definida em 40% da carga máxima estabelecida pelo Teste de uma repetição máxima. Ao final do protocolo de treinamento os animais foram sacrificados por dessangramento, e a artéria mesentérica superior foi removida e seccionada em anéis (1-2 mm), os quais foram montados em cubas contendo 10 mL de solução de Tyrode, a 37°C e gaseificada com carbogênio. As alterações na reatividade vascular para os agentes contracturantes fenilefrina (FEN) e cloreto de potássio (KCl) e relaxantes, acetilcolina (ACh), nitroprussiato de sódio (NPS) e pinacidil (PIN) foram avaliadas através da obtenção de curvas concentração-resposta. Não foram observadas diferenças entre a potência (pD2) e resposta máxima (Rmax) nas contrações induzidas pelos agentes contracturantes em todos os grupos. Por outro lado, foi observado uma redução (p <0,05) significativa da Rmax do relaxamento induzido pela ACh no DS (79,7 ± 1,4%, n = 6) quando comparado com o CS (98,8 ± 2,0%, n = 6 ), e um aumento do DT (93,1 ± 2,6%, n = 6), ambos sem alterar o pD2. Na presença do L-NAME, o relaxamento induzido pela ACh foi significativamente (p <0,05) reduzido em CS (de 7,0 ± 0,06 para 5,5 ± 0,1, n = 6) e DT (de 7,0 ± 0,08 para 4,9 ± 0,2 n; = 6), mas não no DS. Além disso, foi observado um aumento (p <0,001) significativo na pD2 do SNP em DS (7,9 ± 0,08 para 8,3 ± 0,03 comparado com CS) e PIN (de 6,2 ± 0,09 para 6,9 ± 0,08 comparado com CS). O TR foi capaz de evitar esse aumento apenas para PIN (de 6,9 ± 0,08 para 6,3 ± 0,1). Estes resultados demonstram que o TR foi capaz de melhorar o relaxamento induzido pela ACh e impedir as mudanças na sensibilidade dos canais de potássio sensíveis ao ATP (KATP), causada pelo DM. Assim, o TR apresenta um potencial terapêutico no tratamento de complicações vasculares produzidas pelo DM.