Topological optimization of structures produced through 3D printing of fiber reinforced cementitious materials

Dissertação de mestrado integrado em Engenharia CivilTopology optimization can play an important role in the Architecture, Engineering and Construction (AEC) sector. This technology along with digital manufacturing can be a game changer in the future of civil construction, allowing to build, in a short time period, lighter constructions with very geometry complexity but keeping the same of even better structural functioning. These optimized structures when coupled with a material with high capacity efforts redistribution, e.g. fibre reinforced cementitious material (FRC), can partially or totally substitute the conventional reinforcement, consequently less raw material is use, contributing for a better sustainable development. Following this idea, this dissertation will focus on study topology optimization processes along with the use of FRC materials. Initially a comparison between some topology optimization software’s will be carried out, in order to proper evaluate to most suitable for the realization of the present work. In a second stage, considering only the linear behavior of the material, different topology optimization analyses will be done. These analyses will be based on the geometry and the intended structural application (support and load conditions), in addition to the optimization goal (design variable and constraint). This part aims to assess the influence of height / length ratio (H/L ratio) of the beam, in the optimization outcome. After that, a study of the influence of reinforcement amount in the optimization will be done. Afterwards, some finite element analysis (FEA) for one of the optimized structures will be performed and assessed using distinct approaches for obtaining the tensile stress – strain relationship, namely by adopting the ultimate limit state (USL) and service limit state (SLS) tensile diagrams according to the recommendations presented in FIB Model Code 2010. These simulations will serve to evaluate the nonlinear behavior of the FRC structure. For this study six FRC with different strength classes were considered. Finally, an optimized structural element obtained through the FEA was sliced for 3D printing and the influence of the nozzle dimensions, i.e. printing resolution was checked.A otimização da topologia pode desempenhar um papel importante no setor de Arquitetura, Engenharia e Construção (AEC). Esta tecnologia aliada à manufatura digital pode completamente revolucionar o futuro da construção civil, permitindo construir, num curto espaço de tempo, construções mais leves, mas mantendo o mesmo ou ainda melhor funcionamento estrutural. Estas estruturas otimizadas quando conjugadas a um material com alta capacidade de redistribuição de esforços, por ex. materiais cimentícios reforçado com fibras (FRC), pode substituir parcial ou totalmente o reforço convencional, onde consequentemente menos matéria-prima será utilizada, contribuindo-se assim, para um melhor desenvolvimento sustentável. Seguindo essa ideia, esta dissertação terá como foco estudar processos de otimização de topológica juntamente com o uso de materiais FRC. Inicialmente será realizada uma comparação entre alguns softwares de otimização de topológica, a fim de avaliar adequadamente o mais adequado para a realização do presente trabalho. Em uma segunda etapa, considerando apenas o comportamento linear do material, serão realizados diferentes processos de otimização topológica. Essas otimizações serão baseadas na geometria e na aplicação estrutural pretendida e no objetivo da otimização. Esta parte visa avaliar a influencia da relação altura/comprimento da viga (relação H/L), no resultado da otimização. Posteriormente, algumas análises de elementos finitos (FEM) para uma das estruturas otimizadas serão realizadas e avaliadas usando duas abordagens distintas para a obtenção da relação tensão de tração – deformação, uma para estado limite último (ELU) e estado limite de serviço (ELS), seguindo as recomendações presentes no FIB Model Code 2010. Estas simulações servirão para avaliar o comportamento não linear da estrutura de FRC. Para este estudo foram considerados seis FRC com diferentes classes de força. Finalmente, para um elemento estrutural otimizado anteriormente, foi realizada uma simulação de impressão 3D, de modo a estudar a influencia do tamanho do bico de impressão, ou seja, a resolução de impressão foi verificada

Práticas adotadas para o descarte de resíduos de medicamentos e saneantes domissanitários por alunos da educação básica

The study objective was to obtain information on the practices adopted by the students of the High School of Course technical of Environmental Sanitation and Biotechnology of Cedup Renato Ramos da Silva School, in Lages, SC for the disposal of residues of medicines and household cleaners in their homes. This study was developed by students of scientific initiation of High School (PIBIC/EM). For data collection a semi-structured questionnaire was applied to the students of the respective courses during the period of their classes in the Institution. It was observed that 63% do not have knowledge about the correct procedure of disposal of drug residues and 55.6% still discard the expired drugs in the common trash. Regarding household cleaning products, 90.1% of the participants do not know how to dispose of these residues in their homes, despite frequent use (83.8%). Concerning residues of insecticides, rodenticides and repellents, about 50% of the participants discard the waste in the common bin and 44% do not know how to dispose of these products. Overall, this study showed that High School students from the Environmental Sanitation and Biotechnology technical Course inappropriately dispose of the drug residues and sanitary household products in their homes. Thus, it emphasizes the importance of including the topic about waste management in basic education courses.Este estudo teve como objetivo levantar informações sobre as práticas adotadas pelos alunos de Ensino Médio do Curso técnico em Saneamento Ambiental e Biotecnologia do Cedup Renato Ramos da Silva de Lages, SC para o descarte dos resíduos de medicamentos e saneantes domissanitários em suas residências. O estudo foi desenvolvido por estudantes de iniciação científica do Ensino Médio (PIBIC/EM). Para a coleta de dados foi aplicado um questionário semiestruturado aos alunos do respectivo curso durante o período de suas aulas na Instituição. Observou-se que 63% não têm conhecimento sobre o procedimento correto de descarte dos resíduos de medicamentos e 55,6% ainda fazem o descarte dos medicamentos vencidos em lixeira comum. Com relação aos produtos domissanitários, 90,1% dos participantes desconhecem a forma de descarte desses resíduos em suas residências, apesar do uso frequente (83,8%). Já quanto relação aos resíduos de inseticidas, raticidas e repelentes, cerca de 50% dos participantes descartam os resíduos na lixeira comum e 44% desconhecem a forma de descarte desses produtos. No geral, este estudo mostrou que os estudantes do Ensino Médio do Curso técnico em Saneamento Ambiental e Biotecnologia não descartam adequadamente os resíduos de medicamentos e saneantes domissanitários gerados em seu domicílio. Dessa forma, enfatiza-se a importância da inserção do tema sobre gestão de resíduos nos cursos de formação básica. &nbsp

IMPACTO DO TRATAMENTO QUIMIOTERÁPICO NO CONSUMO ALIMENTAR DE PACIENTES ONCOLÓGICOS: Impact Of Chemotherapy Treatment On Food Consumption Of Cancer Patients

Introduction: Cancer is a CNCD, considered a serious public health problem, given the effects it has on the individual, negatively affecting their eating habits and their QoL. Objective: To evaluate the effect of chemotherapy treatment on the food consumption of cancer patients treated at the High Complexity Care Unit. Methodology: This is a cross-sectional study, carried out with 150 patients, which investigated the occurrence of effects of chemotherapy treatment and reduction of food intake through SGA, biochemical analysis and through the application of a questionnaire with socioeconomic and clinical questions. Results: Statistical significance was observed in the associations between the presentation of symptoms in the last two weeks with food intake in the last month, presence of previous illness, general SGA score, PA practice, weight change in the last two weeks and purpose of treatment. Regarding the reduction in food intake, the variables that showed an effect were habitual food intake and general SGA score. As for the presence of anemia, 78.7% of the patients had a positive diagnosis. Conclusion: Results showed a close relationship between the manifestation of symptoms and reduced food intake, emphasizing the need for nutritional monitoring to effect adherence and tolerance to chemotherapy treatment.El cáncer es una ECNT, considerada un grave problema de salud pública, dados los efectos que tiene en el individuo, afectando negativamente sus hábitos alimentarios y su CV.  Se trata de un estudio transversal, realizado con 150 pacientes, en los que se sospechó la ocurrencia de efectos del tratamiento quimioterápico  reducción de la ingesta alimentaria mediante PEG, análisis bioquímico y mediante la aplicación de un cuestionario con preguntas socioeconómicas y clínicas.  Se observó significación estadística en las asociaciones entre la presentación de síntomas en las últimas dos semanas con la ingesta de alimentos en el último mes, la presencia de enfermedad previa, la puntuación SGA general,  práctica de AF, el cambio de peso en las últimas dos semanas el propósito del tratamiento. En cuanto a la reducción de la ingesta de alimentos, las variables que mostraron un efecto fueron comunes a la ingesta de alimentos y al puntaje SGA general. En cuanto a la presencia de anemia, el 78,7% de los pacientes tuvo un diagnóstico positivo. Los resultados mostraron una estrecha relación entre la manifestación de los síntomas  la reducción de la ingesta de alimentos, enfatizando la necesidad de un seguimiento nutricional para lograr la tolerancia al tratamiento de quimioterapia.Introdução: O câncer é uma DCNT, considerada grave problema de saúde pública, diante ao efeitos que exerce sobre o indivíduo, afetando negativamente seus hábitos alimentares e sua QV. Objetivo: Avaliar o efeito do tratamento quimioterápico sobre o consumo alimentar de pacientes oncológicos tratados na Unidade de Assistência de Alta Complexidade. Metodologia: Trata-se de um estudo transversal, realizado com 150 pacientes, que investigava a ocorrência de efeitos do tratamento quimioterápico e redução da ingestão alimentar por meio da ASG, da análises bioquímicas e através da aplicação de questionário com questões socioeconômicas e clínicas. Resultados: Significância estatística foram observadas na associações entre a apresentação de sintomas nas duas últimas semanas com,  a ingestão alimentar no último mês, presença de enfermidade pregressa, pontuação geral da ASG, prática de AF, alteração de peso nas duas últimas semanas e finalidade do tratamento. Em relação à redução da ingestão alimentar, as variáveis que apresentaram efeito foram ingestão alimentar habitual e pontuação geral da ASG. Quanto à presença de anemia, 78,7% dos pacientes apresentavam o diagnóstico positivo. Conclusão: Resultados demonstraram estreita relação entre a manifestação dos sintomas e a redução da ingestão alimentar, enfatizando a necessidade do acompanhamento nutricional para efetivar adesão e tolerância ao tratamento quimioterápico

Estudo experimental e numérico de um alimentador venturi aplicado ao transporte pneumático de sólidos/ Experimental and numerical study of a venturi feeder applied to the pneumatic transport of solids

 O alimentador Venturi tem seu funcionamento baseado no efeito Venturi, que consiste na sucção de sólidos, causada pela diferença de pressão entre ambiente externo e o interior do equipamento. Tendo em vista a importância deste dispositivo para a indústria, faz-se necessário compreender o comportamento do escoamento gás-sólido no seu interior. O estudo experimental de diferentes configurações geométricas e vazões mássicas, geralmente requer muito recurso financeiro e não apresenta alto nível de detalhamento. Diante disso, técnicas numéricas, tais como, a dinâmica dos fluidos computacional, conhecida como CFD (Computational Fluid Dynamics) têm sido amplamente utilizadas a fim de prever melhores condições de operação e configurações geométricas ótimas para o melhor escoamento sólido-gás no seu interior. Sendo assim, este trabalho teve por objetivo a avaliação do ângulo de divergência em um alimentador Venturi utilizando as ferramentas CFD. O fluxo de escoamento do ar e os campos de velocidade foram determinados pelo pacote comercial Ansys CFX®. Nas simulações foi considerado uma distribuição uniforme da velocidade do gás na alimentação e ausência de sólidos particulados. Na seção de alimentação das partículas foi definido uma velocidade de entrada de 0.0055346 m/s. Os resultados mostraram que os perfis de velocidade da fase gasosa, simulados e experimentais, tiveram boa concordância entre eles, validando a técnica computacional aplicada. Fluxo reverso foi observado na metade superior do tubo à jusante do Venturi. Ao avaliar a influência do ângulo no canal divergente, foi possível inferir que ao aumentar o ângulo de divergência o refluxo de partículas no alimentador diminuía. Para que este refluxo de ar deixasse de existir seria necessário um comprimento muito grande para o canal. Nesse contexto, o uso da CFD se mostrou útil para compreender o escoamento no interior do alimentador Venturi à vários ângulos de divergência, garantindo assim uma melhora na operação do mesmo

Avaliação in silico e in vivo do perfil de metabolismo e toxicidade hepática de alcaloides β-carbolínicos sintéticos com prévia atividade antimalárica

Introduction: Malaria continues to be a serious global public health problem, given the high annual morbidity and mortality rates. It is caused by protozoa of the genus Plasmodium, with P. falciparum responsible for most serious cases and deaths. Treatment is based on the use of drugs such as chloroquine or artemisinin-based combined therapy, however, the resistance of parasites to available drugs has become an alarming reality. Therefore, it is necessary to study and develop new drugs with antimalarial activity. Objective: To evaluate the metabolism and liver toxicity profile of three β-carboline alkaloids (1, 2 and 3) selected in a previous study, which showed antimalarial activity in vitro and in vivo. Material and methods: This is a study with a qualitative and quantitative approach with an experimental and analytical nature. In silico analysis of the metabolism and toxicity properties of alkaloids was carried out using the SMILES notation through the AdmetSAR 2.0 program. Biochemical analysis of aspartate aminotrasferase (AST) and alanine aminotransferase (ALT) was also carried out in the serum of mice of the C57BL/6 lineage, treated with alkaloids or chloroquine, with subsequent statistical analysis using ANOVA and Tukey tests. Results: In the in silico analysis, the prediction of low hepatotoxic potential for alkaloids 1 and 2 was observed, and this result was corroborated by the ALT dosage, which presented results similar to those of the control group. Alkaloid 3, however, presented contrasting data, indicating hepatotoxic potential in in silico prediction, however, low potential in in vivo analysis, with ALT values ​​also close to the control group. All alkaloids under study showed potential for drug interactions. Conclusion: All alkaloids showed promising metabolic and toxicity parameters and could be good adjuvants for malaria pharmacotherapy. However, these results need to be confirmed to proceed the molecules in preclinical studies.Introdução: A malária continua sendo um grave problema de saúde pública mundial, dado os elevados índices anuais de morbimortalidade. O tratamento baseia-se no uso de medicamentos, entretanto, a resistência dos parasitos aos medicamentos disponíveis tem se tornado uma realidade alarmante, o que torna urgente o desenvolvimento de novos fármacos com atividade antimalárica. Em um estudo prévio, selecionou-se três alcaloides β-carbolínicos que apresentaram atividade antimalárica. Dessa forma, o presente trabalho se propôs a dar continuidade ao estudo dessas moléculas avaliando o perfil de metabolismo e toxicidade hepática. Objetivo: Avaliar o perfil de metabolismo e toxicidade hepática de três alcaloides β-carbolínicos (1, 2 e 3) selecionados em estudo prévio, que apresentaram atividade antimalárica in vitro e in vivo. Material e Métodos: Trata-se de um estudo de abordagem tanto qualitativa quanto quantitativa com caráter experimental e analítico. Foi realizada análise in silico das propriedades de metabolismo e toxicidade dos alcaloides empregando a notação SMILES por meio do programa AdmetSAR 2.0. A toxicidade hepática foi avaliada por meio da análise bioquímica da aspartato aminotrasferase (AST) e alanina aminotransferase (ALT) no soro de camundongos da linhagem C57BL/6, tratados com os alcaloides ou com cloroquina. Resultados: Na análise in silico foi observada a predição de baixo potencial hepatotóxico para os alcaloides 1 e 2, sendo este resultado corroborado pela dosagem de ALT, que apresentou resultados semelhantes ao do grupo controle. O alcaloide 3, no entanto, apresentou dados contrastantes, indicando potencial hepatotóxico na predição in silico, porém, baixo potencial em análise in vivo, com valores de ALT também próximos do grupo controle. Todos os alcaloides em estudo apresentaram potencial para interações medicamentosas. Conclusão: Os alcaloides avaliados nesse estudo apresentaram parâmetros metabólicos e de toxicidade promissores, podendo ser bons adjuvantes à farmacoterapia da malária. Entretanto, esses resultados precisam ser confirmados para seguimento das moléculas nos estudos pré-clínicos

Avaliação de desempenho de usina termelétrica operando com cogeração de energia/Performance evaluation of a thermal power plant operating with cogeneration power

Diferentes tecnologias são atualmente utilizadas para produzir energia, mas conforme o tipo de combustível utilizado a preocupação da poluição ambiental demanda diferentes ações para buscar alternativas viáveis de produção. Dentre as opções, as usinas termelétricas (UTE) podem admitir diferentes configurações de sistemas termodinâmicos cíclicos para recuperação de calor cedido pelo sistema, amplificando a disponibilidade de eletricidade. Quanto ao insumo, o gás natural (GN) apresenta menores efeitos ambientais quando comparado aos outros combustíveis fósseis, gerando menor taxa de emissão de poluentes, além de possuir menor custo associado. Desta forma, o atual artigo tenciona constatar a garantia da eficiência energética de uma UTE de 1772 MW de potência e avaliar as ponderações ambientais de emissão de gás carbônico (CO2), por meio de indicadores-chave de desempenho (KPI) e do estudo comparativo do projeto da planta modelo com dados da literatura. A metodologia do estudo de caso foi utilizada com aplicação da modelagem termodinâmica computacional em regime permanente por dois modelos analíticos para construção da planta de processo, contemplando o conjunto de equações de conservação de massa e energia. Os resultados obtidos demostraram eficiência ao admitir o ciclo em cogeração constatando um desvio percentual na faixa de 0,1% a 3,2 % entre a planta original e os dois modelos propostos. Adicionalmente, os resultados apresentam uma diminuição de até 79,2 % da emissão de CO2 quando confrontado a outras unidades geradoras de energia intensivas em carbono, gerando menor grau de impacto ambiental

Avaliação da citologia vaginal do ciclo estral fisiológico de um grupo de fêmeas bovinas comparado a um grupo de fêmeas com ciclo estral induzido por um protocolo de IATF: Evaluation of vaginal cytology in physiological estrus cycle of a group of bovine females compared to a group of females with estrus cycle induced by an iatf protocol

Esta pesquisa teve como objetivo demonstrar a efetividade da técnica de citologia vaginal em vacas, analisando os diferentes tipos celulares presentes em cada fase do ciclo estral (proestro, estro, metaestro e diestro) verificando se há diferença do epitélio vaginal entre um ciclo estral fisiológico e um induzido por protocolo de IATF. Em um dos lotes, os animais foram submetidos a um protocolo de IATF e após isso foi realizada a citologia vaginal, no outro lote de animais com o ciclo estral fisiológico foi realizada também a citologia vaginal. Posteriormente foram feitas as lâminas citológicas e analisadas no microscópio óptico

Clinical and biochemical parameters evaluation of pregnant and non-pregnant ewes from pantaneiro genetic group

Foram determinados os valores de alguns parâmetros bioquímicos clínicos de ovelhas do grupo genético pantaneiro GESTANTES e não GESTANTES. Foram utilizadas vinte fêmeas, GESTANTES (n = 13) e NÃO GESTANTES (n = 7). Amostras de sangue foram coletadas, semanalmente, da 5ª semana pré-parto até a 8a pós-parto das ovelhas GESTANTES e durante oito semanas consecutivas das ovelhas NÃO GESTANTES, correspondendo ao período pós-parto das GESTANTES. Foram realizadas análises de glicose, albumina, fósforo, beta-hidroxibutirato (BHB), aspartatoaminotrasferase (AST), ureia e colesterol. No período pré-parto, as concentrações de ureia foram menores (27,82 mg/dL ± 1,64 - P < 0,0001) e as da enzima AST, maiores (80,93 U/L ± 2,44 - P < 0,0001). Durante o parto, foi observado aumento nas concentrações de glicose (86,17 mg/dL ± 2,93 - P < 0,0001) em relação aos outros períodos; enquanto no pós-parto houve diminuição nas concentrações de fósforo (4,79 mg/dL ± 0,16 - P < 0,0111) e aumento nas concentrações de BHB (2,37 mmol/L ±0,16 - P < 0,0001). As concentrações de albumina foram menores nas ovelhas NÃO GESTANTES (2,22 g/dL ± 0,06 - P < 0,0001). As concentrações dos metabólitos analisados foram semelhantes às encontrados em outras raças da espécie ovina. As alterações metabólicas foram registradas próximo ao parto, o que ressalta a importância do conhecimento dos valores de referência para serem utilizados no monitoramento dos parâmetros bioquímicos durante o periparto de ovelhas pantaneiras, de modo a ser prevenida a ocorrência de transtornos metabólicos.This study evaluated the clinical biochemical profile of pregnant and non-pregnant ewes from pantaneiro genetic group. Twenty ewes were used, divided into two groups, PREGNANT (n = 13) and NON-PREGNANT (n = 7). Blood samples were collected weekly from five prepartum weeks to eight  postpartum weeks from pregnant ewes, and over eight consecutive weeks from NON-PREGNANT ewes, corresponding to the period of postpartum at PREGNANT ones. Analyses were performed to determine the concentrations of glucose, albumin, phosphorus, beta-hydroxybutyrate (BHB), aspartate aminotrasferase (AST), urea, and cholesterol. During prepartum, the urea concentration was lower (27,82 mg/dL ±1,64 - P < 0,0001)  and AST enzyme level was higher(80,93 U/L ±2,44 - P < 0,0001). During calving, increased concentrations of glucose (86,17mg/dL ±2,93 - P < 0,0001) were observed in relation to the other periods; while, during postpartum, phosphorus was reduced (4,79 mg/dL ±0,16- P < 0,0111) and BHB increased (2,37 mmol/L ±0,16- P < 0,0001). Albumin concentrations were lower in NON-PREGNANT ewes 2,22 g/dL ±0,06- P < 0,0001). The levels of the metabolites analyzed are similar to those found in other sheep breeds. The metabolic changes occur around parturition; therefore, for the prevention of metabolic disorders,it is important to have reference levels aiming to control biochemical parameters during the peripartum of pantaneiras ewes

Revisão e atualização de impresso de sistematização da assistência de enfermagem no perioperatório para uma assistência segura no centro cirúrgico: relato de experiência: Review and update of the form of systematization of nursing assistance in the perioperative for safe care in the operating room: experience report

Introdução: O presente estudo tem como objetivo descrever a experiência em revisar e atualizar um impresso de Sistematização da Assistência de Enfermagem no Perioperatório (SAEP) no Centro Cirúrgico (CC). Metodologia: Trata-se de um relato de experiência de uma pesquisa qualitativa, descritiva, que teve como referência o Arco de Maguerez para construção do impresso da SAEP que foi disponibilizado à equipe de enfermagem do CC, composta por 3 enfermeiras. Resultados e Discussão: Durante a análise dos artigos foram encontrados 154 Diagnósticos de Enfermagem (DE) referente ao período perioperatório, mas foram selecionados os 10 que apareceram com maior frequência e atualizados 3 DE. A partir das respostas obtidas no formulário de avaliação encaminhado a 3 enfermeiros constatou-se que o impresso de SAEP auxilia a enfermagem na otimização do tempo, além de contribuir para a segurança do paciente no perioperatório. Ademais, a última pergunta do formulário obteve sugestões para a melhorar o impresso de SAEP, sendo uma delas: “Um campo aberto para individualizar o diagnóstico”. Nessa perspectiva, é importante ressaltar que um campo aberto para a individualização de DE é extremamente necessário para uma assistência de enfermagem mais humanizada e segura, pois cada paciente é único e seu tratamento será feito de forma personalizada de acordo com seu diagnóstico. Considerações Finais: A partir da experiência da revisão foi possível identificar que os DE mais utilizados no centro cirúrgico, sendo mais comuns são os de risco, utilizados para prevenir possíveis eventos adversos. Ademais, através dos DE foi elaborado o impresso de SAEP que é uma ferramenta de otimização de tempo e contribui para a segurança do paciente no CC