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A divulgação científica no currículo de cursos de licenciatura em ciências e matemática da Universidade Federal de Itajubá
Get PDFWhen inserted into the educational context, the scientific disssemination (CD) can bring significant contributions to the teaching and learning process, but for such, it is necessary that the teacher is prepared to implement it in their practice, knowing their resources, characteristics, limitations and other relevant aspects. In this sense, it is understood that CD should be addressed in the context of teacher training. The Federal University of Itajubá (Unifei) has undergraduate courses in the areas of Chemistry, Physics, Biological Sciences and Mathematics, which, since 2020, have been working in the process of updating their Pedagogical Projects of Courses (PPC). In this context, we ask ourselves: if and how has been the insertion of CD in the curricula of training teachers of Science and Mathematics of Unifei in this context of curricular updating? The present research had, therefore, the objective of analyzing the space and strategies destined to the insertion of CD in the undergraduate courses in Sciences (Chemistry, Physics and Biological Sciences) and Mathematics at Unifei. This study is characterized as qualitative and of the documental type. The research data were obtained through questionnaires applied to members of the Núcleo Docente Estruturante of each of the courses mentioned above. The PPCs (previous and updated) of each course were also selected for analysis, and a focus group was conducted with the coordinators, in order to understand the influences for the insertion, or not, of CD in the curricula. Regarding the profile of the course teachers, it was observed that it is diverse and contributes significantly to the curriculum and the education of the students, from the perspective of their different cultural and social backgrounds. It was observed that the PPC of the analyzed courses contemplate the specifications established by the competent bodies and mention DC, each with its own specificity and in different topics of the documents. As for the influences for insertion, it was observed that the main factors are the curricular guidelines, the course workload, the availability of teachers with experience and training in the area, and the existence of physical spaces available to receive visitors.Quando inserida no âmbito educacional a Divulgação Científica (DC) pode trazer significativas contribuições para o processo de ensino e aprendizagem, mas para tal, é necessário que o professor esteja preparado para implementá-la em sua prática, conheça seus recursos, suas características, limitações e outros aspectos pertinentes. Nesse sentido, entende-se que a DC deva ser abordada no contexto da formação docente. A Universidade Federal de Itajubá (Unifei) possui cursos de Licenciatura nas áreas de Química, Física, Ciências Biológicas e Matemática, os quais, desde 2020, vêm trabalhando no processo de atualização de seus Projetos Pedagógicos dos Cursos (PPC). Nesse contexto, nos questionamos: se e como tem sido a inserção da DC nos currículos de formação de professores de Ciências e Matemática da Unifei nesse contexto de atualização curricular? A presente pesquisa teve, portanto, o objetivo de analisar o espaço e as estratégias destinados à inserção da DC nos cursos de licenciatura em Ciências (Química, Física e Ciências Biológicas) e Matemática da Unifei. Este estudo caracteriza-se como qualitativo e do tipo documental. Os dados da pesquisa foram obtidos por meio de questionários aplicados a membros do Núcleo Docente Estruturante de cada um dos cursos citados. Também foram selecionados para análise os PPC (anteriores e atualizados) de cada curso, e foi realizado um grupo focal com os coordenadores, a fim de se compreender as influências para inserção, ou não, da DC nos currículos. Sobre o perfil dos docentes do curso, observou-se que este é diverso e contribui de maneira significativa para o currículo e a formação dos licenciandos, sob a perspectiva de suas diferentes bagagens culturais e sociais. Observou-se que os PPC dos cursos analisados contemplam as especificações estabelecidas pelos órgãos competentes e apresentam menções a DC, cada qual com sua especificidade e em diferentes tópicos dos documentos. Quanto às influências para inserção, observou-se que os principais fatores são as diretrizes curriculares, a carga horária dos cursos, a disponibilidade de docentes com experiência e formação na área, e a existência de espaços físicos com disponibilidade para receber visitantes
Communication technology selection method for smart energy metering based on analytic hierarchy process
Get PDFAs new communication technologies continue to emerge and the integration of these
technologies into the modernization of the electricity grid becomes increasingly necessary,
a variety of communication protocols and combinations are being explored for their
potential use in the smart grid domain. However, given the multitude of technological
possibilities available, choosing the optimal technology capable of adequately addressing
the communication requirements of the intelligent grid remains a challenge for utilities.
This is due, on the one hand, to the fact that different intelligent grid applications have
different qualitative and quantitative communication requirements. Moreover, on the
other hand, each technology has advantages and disadvantages concerning its performance
characteristics in such requirements. This work uses the AHP (Analytic Hierarchy Process)
methodology to select the wireless technology that presents the best performance
characteristics concerning determined requirements. For this, a computational algorithm
was developed in the Matlab programming environment, through which criteria such
as data rate, latency, range, security, reliability, and interoperability were compared to
select the best technological alternative among Wi-Fi, ZigBee, Z-Wave, and Bluetooth.
Data collected from the literature review, with the performance characteristics of these
technologies, were applied in a single case study simulating the practical implementation
of this work. Among the analyzed criteria, simulations demonstrated that Wi-Fi was the
winning technology alternative with 32.353%, followed by Z-Wave with 29.865% in second
place, and ZigBee and Bluetooth were ranked third and fourth with 25.255% and 12.527%,
respectively. In addition, sensitivity analysis shows how the AHP methodology can be a
feasible alternative to assist decision-making in the smart grid domain.À medida que novas tecnologias de comunicação continuam a surgir e a integração destas
tecnologias na modernização da rede elétrica se torna cada vez mais necessária, uma
variedade de protocolos e combinações de tecnologias de comunicação vem sendo explorados
para a sua potencial utilização no domínio da rede inteligente. No entanto, dada a multiplicidade
de possibilidades tecnológicas disponíveis, a escolha da melhor tecnologia capaz
de responder, adequadamente, aos requisitos de comunicação da rede elétrica inteligente
continua sendo um desafio para diferentes atores interessados. Isto se deve, por um lado, ao
fato de diferentes aplicações de rede inteligente terem diferentes requisitos de comunicação,
quer sejam quantitativos ou qualitativos. Além disso, por outro lado, cada tecnologia tem
vantagens e desvantagens relacionadas com as suas características de desempenho em
tais requisitos. Este trabalho, portanto, utiliza a metodologia AHP (Analytic Hierarchy
Process) para selecionar a tecnologia sem fios que apresenta as melhores características
de desempenho relativamente a determinados requisitos. Para tal, foi desenvolvido um
algoritmo computacional no ambiente de programação Matlab, através do qual critérios
tais como taxa de dados, latência, alcance, segurança, confiabilidade e interoperabilidade
foram comparados para selecionar a melhor alternativa tecnológica entre Wi-Fi, ZigBee,
Z-Wave e Bluetooth. Os dados coletados na revisão de literatura, com as características de
desempenho destas tecnologias, foram aplicados num único estudo de caso simulando a
implementação prática deste método em ambiente residencial. Dentre os critérios analisados,
as simulações demonstraram que o Wi-Fi foi a alternativa tecnológica vencedora
com 32,353%, seguido pelo Z-Wave com 29,865% em segundo lugar, e ZigBee e Bluetooth
ficaram em terceiro e quarto lugar com 25,255% e 12,527%, respectivamente. Além disso,
a análise de sensibilidade, dos resultados, mostra como a metodologia AHP pode ser uma
alternativa viável para auxiliar na tomada de decisões no domínio da rede inteligente
Estudo da influência de diferentes granulometrias na densificação de compósitos de aço duplex uns s31803 produzido por metalurgia do pó
Get PDFDuplex stainless steels (DSS) are so named because they exhibit a biphasic microstructure, with roughly equal volumetric proportions of ferrite and austenite. They find extensive use in industries such as oil, pulp and paper, chemical, nuclear, and others, typically when a material with high mechanical strength and corrosion resistance is required. Powder metallurgy can provide a means of recycling scraps and leftovers from production processes like machining. This study focused on investigating the influence of different particle sizes and pressing methods (uniaxial and isostatic) on the densification of a DSS composite, specifically the UNS S31803 grade, produced through powder metallurgy. The powders were subjected to milling for 20, 40, and 80 hours, with the addition of 3% vanadium carbide and 1% methanol as a process control agent. Heat treatment at 1050 ºC for 30 minutes was applied to relieve the stresses resulting from the milling process. The powders obtained at different milling times were classified and characterized in terms of morphology and particle size distribution using scanning electron microscopy and laser granulometry techniques. Subsequently, the powders with different particle sizes were pressed using uniaxial and isostatic pressing methods. Pellets were produced using powders milled for 20, 40, and 80 hours, as well as mixtures of equal weight fractions of powders milled for 20 and 40 hours, 40 and 80 hours, and 20, 40, and 80 hours. Green density measurements were conducted on the obtained pellets, which were then sintered at 1250 ºC for 1 hour. The sintered pellets were characterized in terms of porosity, pore size, and densification using optical microscopy, X-ray diffraction, and density measurements using the Archimedes method. The results showed that particle dimensions decreased with longer milling times. The average particle size decreased from 60.57 μm at 20 hours of milling to 52.35 μm at 40 hours and 39.02 μm at 80 hours. The porosity values were similar for uniaxial and isostatic pressing. The highest densification value (determined using the Archimedes method) was achieved with the mixture of powders milled for 20, 40, and 80 hours using isostatic pressing, resulting in a density of 6.9528 g/cm³. The density value for UNS S31803 DSS produced via casting is 7.80 g/cm³.Os aços inoxidáveis duplex (AID) são assim denominados por apresentar uma microestrutura bifásica, com a proporção volumétrica aproximadamente iguais de ferrita e austenita, sendo muito empregado na indústria de petróleo, papel celulose, química, nuclear entre outras. De modo geral são empregados quando existe a necessidade de um material com alta resistência mecânica aliada a alta resistência a corrosão. A metalurgia do pó pode ser uma forma de reaproveitamento para sucatas e sobras de componentes produzidos a partir de processos de produção, como usinagem. Neste trabalho foi realizado um estudo sobre a influência de diferentes granulometrias e de diferentes formas de prensagem (uniaxial e isostática) na densificação de um compósito de AID UNS S31803 produzido por metalurgia do pó. As moagens foram realizadas, por 20, 40 e 80 horas, com adição de 3% de carbeto de vanádio e de 1% de metanol como agente controlador do processo. Os pós foram tratados termicamente a 1050 ºC por 30 minutos, para alívio das tensões oriundas do processo de moagem. Os pós obtidos nos diferentes tempos de moagem foram classificados e caracterizados quanto à sua morfologia e distribuição granulométrica, utilizando as técnicas de microscopia eletrônica de varredura e granulometria a laser. Após a caracterização os pós, com diferentes granulometrias, foram prensados utilizando prensagens uniaxial e isostática. Foram produzidas pastilhas utilizando os pós moídos por 20, 40 e 80 horas, também foram produzidas pastilhas utilizando a mistura em frações iguais de peso dos pós 20 e 40 horas, 40 e 80 horas e 20, 40 e 80 horas. Após a obtenção das pastilhas, foi realizado a medida da densidade a verde e posteriormente as pastilhas foram sinterizadas na temperatura 1250 ºC por 1 h. As pastilhas sinterizadas foram caracterizadas segundo à porosidade, dimensão dos poros e densificação utilizando as técnicas de microscopia óptica, difração de raios x e medidas de densidade pelo método de Arquimedes. Os resultados mostraram que as dimensões dos particulados reduzem com o aumento do tempo de moagem. No tempo de 20 horas a dimensão média das partículas ficaram em 60,57 μm, no tempo de 40 horas a dimensão média reduziu para 52,35 μm e no tempo de 80 horas a dimensão ficou em 39,02μm. Com os resultados da porosidade foi possível verificar que os valores ficaram próximos para a compactação uniaxial e isostática. O maior valor de densificação (utilizando a técnica de Arquimedes) foi obtido com a mistura na fração igual dos pós de 20, 40 e 80 horas utilizando a prensagem isostática e o valor alcançado foi de 6,9528 g/cm3. O valor da densificação do AID UNS S31803 produzido via fundição é de 7,80 g/cm³
Implementação de um medidor de taxa de erro de bits com CRC utilizando linguagem VHDL
Get PDFThis work presents the project of a device with a low cost to measure the bit error rate
in data communications systems. Through the detention of the errors occurred during the
transmission of the data in a certain interval of time, it is gotten measure it of bits error rate.
This work also shows the program developed in VHDL language by using MAX+PLUS II
tool, (version 10.2, of ALTERA Company) that simulates the functioning of measurer device
bit error rate proposed.Este trabalho apresenta o projeto de um dispositivo de baixo custo para medir a taxa
de erro de bits nos sistemas de comunicação de dados. Através da detecção dos erros
ocorridos durante a transmissão dos dados em um certo intervalo de tempo, obtém-se a
medida de taxa de erro de bits (“BER meter”). Este trabalho mostra também o programa
desenvolvido em linguagem VHDL utilizando a ferramenta MAX+PLUS II, (versão 10.2, da
Companhia ALTERA) que simula o funcionamento do dispositivo de medida de taxa de erro
de bits proposto
Comparando alternativas para uso do gás canalizado: centrais termelétricas ou aquecimento de água em residências
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Cobertura com potencial para tratamento de ferida de queimadura a partir de membrana de poli (vinil álcool), dendrímero de poliglicerol, extrato de cinnamomum zeylanicum, e nanopartículas de prata
Get PDFIn the present article, the green synthesis of silver nanoparticles (NPsAg) was studied using plant extract of Cinnamomum zeylanicum (Cz-extract) as the reducing agent. The green synthesis of NPsAg was performed in the presence of the polymer matrix of poly (vinyl alcohol) (PVA) and polyglycerol dendrimer (DPG). The Cz-extract was prepared by ultrasonic technique and characterized by UV-visible spectroscopy (UV-vis), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), aiming to evaluate the chemical composition. The UV-vis spectrum confirmed the presence of cinnamaldehyde. FTIR confirmed the presence of carbonyl (C=O) aldehyde, alcohol (O-H) and glycosidic (C-O-C) bonds. The thermogravimetric analysis (TGA) of the Cz-extract confirmed the presence of thermally stable compounds in the plant extract. The green synthesis of NPsAg was performed using different amounts (5, 10 and 20 mL) of Cz-extract. The surface plasmon resonance (SPR) band in the UV-vis spectrum confirmed the formation of NPsAg in the green syntheses studied. The PVA/DPG-NPsAg films were obtained by the pouring technique (solvent evaporation) on Teflon molds. The membranes were obtained from the films after crosslinking PVA with citric acid, aiming at greater dimensional stability. Membranes were characterized by FTIR, TGA, X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM) and antimicrobial activity. FTIR and TGA characterization showed differences between uncured (films) and cured (membranes) PVA/DPG-NPsAg systems. The XRD pattern confirmed the presence of metallic silver, with an average crystallite size, calculated by Scherrer, of 13.64 nm, 16.63 nm and 20.27 nm for AgNPs prepared with 5 mL, 10 mL and 20 mL of extract-Cz, respectively. To study the release mechanism of NPsAg, the Korsmeyer-Peppas and Higuchi kinetic model was used. The results suggested that the NPsAg release fit the Korsmeyer-Peppas kinetic model. The antimicrobial results revealed that the PVA/DPG-NPsAg5 system was the one that presented the best antibacterial behavior against Escherichia coli.Neste trabalho, estudou-se a síntese verde de nanopartículas de prata (NPsAg) usando extrato vegetal de Cinnamomum zeylanicum (extrato-Cz) como agente redutor. A síntese verde das NPsAg foi realizada na presença da matriz polimérica de poli (vinil álcool) (PVA) e dendrímero de poliglicerol (DPG). O extrato-Cz foi preparado pela técnica ultrassônica e caracterizado por espectroscopia UV-visível (UV-vis), espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), visando avaliar a composição química. O espectro UV-vis confirmou a presença de cinamaldeído. O FTIR confirmou a presença de ligações carbonila (C=O) de aldeído, álcool (O-H) e glicosídica (C-O-C). A análise termogravimétrica (TGA) do extrato-Cz confirmou a presença de compostos termicamente estáveis no extrato vegetal. A síntese verde de NPsAg foi realizada usando diferentes quantidades (5, 10 e 20 mL) de extrato-Cz. A banda de ressonância de plasmon de superfície (RPS), no espectro de UV-vis, confirmou a formação das NPsAg nas sínteses verdes estudadas. Os filmes PVA/DPG-NPsAg foram obtidos pela técnica de vazado (evaporação do solvente) sobre moldes de teflon. As membranas foram obtidas a partir dos filmes após a reticulação do PVA com ácido cítrico, visando a uma maior estabilidade dimensional. As membranas foram caracterizadas por FTIR, TGA, difração de raios X (DRX), microscopia eletrônica de varredura (MEV) e atividade antimicrobiana. A caracterização por FTIR e TGA mostraram diferenças entre os sistemas PVA/DPG-NPsAg sem curar (filmes) e curados (membranas). O padrão de DRX confirmou a presença de prata metálica, com média de tamanho dos cristalitos, calculados por Scherrer, de 13,64 nm, 16,63 nm e 20,27 nm para NPsAg preparadas com 5 mL, 10 mL e 20 mL de extrato-Cz, respectivamente. Para estudar o mecanismo de liberação das NPsAg, foi utilizado o modelo cinético de Korsmeyer-Peppas e Higuchi. Os resultados sugeriram que a liberação de NPsAg se ajustou ao modelo cinético de Korsmeyer-Peppas. Os resultados antimicrobianos revelaram que o sistema PVA/DPG-NPsAg5 foi o que apresentou melhor comportamento antibacteriano contra Escherichia coli
Estimador do comportamento do conjugado de motores de indução através de DSP
Get PDFThe purpose of
this work is the implementation of a method for
estimation of the dynamic torque to induction motor, using the three phases
voltages and currents samples, with a DSP (Digital Signal Processor) based
circuit tool.
Nowadays, the vector control is used in drives where high-performance
dynamic is required. The flux is measured directly in the gap, with Hall effect
sensors, or another measurement technique. The gap measured flux feedback
is made available to the drive system and the currents, which produce torque,
are synthesized. The direct flux measurement is expensive and the process
accuracy may not be enough.
currents and then, the stator
Another process consists in the measurement of the stator voltages and
flux is calculated by means of equations
processing. The process
strategy
is
the stator
flux
estimation by
the
programmable cascaded low-pass filter (PCLPF). This method is well known
because it permits the stator voltage integration, since extremely low frequency
to high frequency on the field-weakening range, without introducing any offset at
the output.
Besides the stator voltage and current measurement, the only parameter
under consideration to the stator flux estimation, using the programmable low-
pass filter (PCLPF) method, is the stator equivalent impedance, where the
significant component is the resistance. This stator flux estimation method
eliminates flux and speed sensors, decreasing cost and making the system
reliably better.
It is important to notice that the programmable cascaded low-pass filter
(PCLPF) was substituted by recurrent neural network (RNN), which permits the
fast and simple flux estimation. The recurrent neural network (RNN) response,
compared with another digital signal processing based PCLPF implementation,
shows equal behavior at steady state, but is superior at transient response. A
Kalman filter based algorithm is used to recurrent neural network (RNN)
training.A proposta deste trabalho é a implementação de um método de
estimação do conjugado dinâmico de motores de indução trifásicos, a partir de
amostras das correntes e tensões trifásicas, utilizando como ferramenta um
circuito baseado em DSP (Digital Signal Processor).
Atualmente, é utilizado o controle vetorial em acionamentos nos quais é
exigido um alto desempenho dinâmico. Para avaliação do fluxo utiliza-se o
sensoriamento direto no entreferro, através de sondas de efeito Hall ou outra
técnica de medição. O fluxo medido no entreferro é realimentado para o
sistema de controle e usado para gerar as componentes de corrente
responsáveis pelo conjugado. O sensoriamento direto do fluxo tem alto custo e
o sistema de medição pode não apresentar a precisão necessária ao processo.
partir
Outro processo consiste na medição da tensão e corrente do estator e a
estimar o fluxo do entreferro através do
dos
valores medidos,
processamento de algumas equações. A estratégia do processo tem como
base a utilização de um filtro passa-baixas em cascata programável (PCLPF -
Programmable Cascaded Low-Pass Filter) para a estimação do fluxo do
estator. Esta técnica é conhecida por permitir a integração ideal da tensão do
estator, desde freqüências extremamente baixas, até altas freqüências na
escala de enfraquecimento de campo, sem introduzir nenhum offset DC na
saída.
Além da medição da tensão e da corrente do estator, o único parâmetro
do motor necessário para estimação do fluxo do estator, utilizando-se o a
técnica
do
filtro
passa-baixas
programável em cascata (PCLPF), é a
impedância equivalente ao enrolamento do estator, do qual a resistência
representa parcela significativa. Este método de estimação do fluxo do estator
elimina sensores de fluxo e de velocidade, diminuindo o custo e aumentando a
confiabilidade do sistema.
iv
É importante observar que a implementação do filtro passa-baixas em
cascata programável (PCLPF), foi substituída por rede neural recorrente (RNN-
Recurrent Neural Network), que permite a estimação do fluxo de forma simples
e rápida. A resposta da rede neural recorrente (RNN) comparada com a
resposta de um PCLPF baseado em alguma técnica de processamento digital
de sinais,
apresenta comportamento idêntico em regime permanente, mas
mostra superioridade na resposta transitória. Para o treinamento da rede neural
recorrente (RNN) é utilizado um algoritmo baseado em filtro de Kalman
Planejamento urbano e a pavimentação asfáltica em município de pequeno porte: estudo de caso de Inconfidentes-MG
Get PDFThe projects of public managers for works to improve the infrastructure of urban space have
been characterized by the use of civil construction techniques, such as, for example, asphaltic
paving of streets, including increasingly in small municipalities. These decision-making
processes are most often carried out without proper management/supervision of public
resources employed, with a lack of appropriate urban planning techniques added to the lack
of projects to mitigate impacts resulting from the execution of works. In 2020, the public
management of the city of Inconfidentes-MG, carried out paving works, notably without a
prior technical study, with the use of asphalt coating in parts of the streets, including in areas
considered at risk located in the identified parts with less slope and that historically, it already
had records of urban floods, with residences very close to the banks of the Moji-Guaçu River,
a watercourse that runs through the region and runs throughout the city's urban perimeter.
Through analysis of satellite images, elaboration of thematic maps for the study area and
documentary research, the present study was able to find evidence that the use of asphalt
coating on the streets presented itself as a technique that did not bring significant apparent
benefits to the population, especially the population that is already in a situation of
vulnerability due to the proximity of their homes to the banks of the river.Os projetos dos gestores públicos para obras de melhorias na infraestrutura do espaço urbano
têm se caracterizado com a utilização de técnicas da construção civil, como por exemplo, a
pavimentação asfáltica de ruas, inclusive de forma crescente em municípios de pequeno
porte. Essas tomadas de decisões, são na maioria das vezes, executadas sem uma correta
gestão/fiscalização de recursos públicos empregados, com a falta de técnicas apropriadas de
planejamento urbano somadas à inexistência de projetos para mitigação de impactos
decorrentes da execução das obras. Em 2020, a gestão pública da cidade de
Inconfidentes-MG, realizou obras de pavimentação, notadamente sem estudo técnico prévio,
com a utilização de revestimento asfáltico em partes das ruas, inclusive em áreas
consideradas de risco localizadas nas partes identificadas com menor declive e que
historicamente já apresentava registros de inundações urbanas, possuindo residências bem
próximas às margens do Rio Moji-Guaçu, curso d’água que banha a região e que percorre por
todo o perímetro urbano do município. Através de análises de imagens de satélite, elaboração
de mapas temáticos para área de estudo e pesquisa documental, o presente estudo pôde apurar
evidências de que a utilização de revestimento asfáltico nas ruas, se apresentou como uma
técnica que não trouxe benefícios significativos aparentes para a população, em especial a
população que já se encontra em situação de vulnerabilidade decorrente do fato da
proximidade de suas casas com as margens do Rio
Estudo da controlabilidade e observabilidade de representações de sistemas de controle
Get PDFNão const
Síntese e caracterização de estruturas porosas de quitosana pela técnica de separação de fase para aplicações biomédicas
Get PDFThe purpose of this research was to prepare and characterize porous hydrogels to
biomedical applications. The studied system is based on the polymeric blend poly(vinyl
alcohol)/Chitisan (PVA/Ch) developed by pH the induced phase separation. The PVA/Ch
hydrogels were characterized by scanning electron microscopy (SEM), attenuated total
reflectance-Fourier transform infrared (ATR-FTIR) spectroscopy, contact angle, and
equilibrium swelling measurements. The water sorption kinetics in the PVA/Ch
membranes were used to determinate the diffusion coefficient and transport properties in
according to Fick’s law. Contact angle data were evaluated for the determination of
surface free energy (gc) of the PVA/Ch membranes. The biocompatible properties were
evaluated by “in vitro” test as albumin (HSA) and fibrinogen (HSFb) adsorption. The cell
viability (citotoxicity) was studied using colony supression assay (CHO-K, cell) method.
Nitrofurazone, a topical antibiotic, was incorporated in the PVA/Ch membranes and drug
permeation experiment was performed in phosphate buffer solution (PBS) in pH range of
pH 2.0 - 9.0, respectively. A dependence was observed between the surface free energy
(gc) and PVA membrane compositions. The water diffusion coefficients at pH 7.4 increased
with increasing PVA content on the blends indicating that the water molecules still possess
a high degree of trasnlational mobility and are not tightly bound in the PVA/Ch blend
structure. The membranes swelling behaviors responded rapidly to the change in the
enviromental pH condition due to the ionic nature of Ch. The results of nitrofurazone
permeation demonstrate that with a PVA/Ch system, in vitro, a near zero-order release of
the drug is observed. It appears that the mechanism of drug release may be due to
diffusion through the swollen PVA/Ch membranes in the PBS solution. The diminution on
the HSFb adsorption and increased adsorption of HSA for PVA/Ch membranes as well as
xv
the existance of a certain range of surface free energies for an improved biocompatibility,
hints that it must due to the surface composition, molecular mobility of the hydrogel chains
and interaction of the plasma proteins with water in PVA/Ch hydrogels. The results
suggest that the PVA/Ch membranes will can be used as wound dressings in the
treatment of skin ulcerations in burned or patients with restrincted mobility.O propósito desta pesquisa foi preparar e caracterizar hidrogéis porosos para aplicações
biomédicas. O sistema estudado está baseado na blenda polimérica de poli(álcool
vinílico)/quitosana (PVA/Ch), desenvolvida através do processo de separação de fase induzido pelo
pH. Os hidrogéis de PVA/Ch foram caracterizados físico-quimicamente por microscopia eletrônica
de varredura (MEV), espectroscopia no infravermelho (ATR-FTIR), ângulo de contato e medidas
de intumescimento. A cinética de sorção de água nas membranas de PVA/Ch foi utilizada para
determinar o coeficiente de difusão e as propriedades de transporte nas membranas de PVA/Ch de
acordo com a lei de Fick. A energia livre de superfície (gc) foi determinada a partir de medidas do
ângulo de contato. As propriedades de biocompatibilidade das membranas PVA/Ch foram avaliadas
"in vitro” por ensaios de adsorção de albumina (HSA) e fibrinogênio (HSFb). A viabilidade das
células (citotoxicidade) foi estudada através do ensaio de supressão de colônias (células CHO-K).
Nitrofurazona, um antibiótico tópico, foi incorporado nas membranas de PVA/Ch sendo os ensaios
de liberação do fármaco estudado em solução tampão fosfato (PBS) no intervalo de pH 2,0–9,0,
respectivamente. Observou-se uma dependência entre a energia livre de superfície (gc) e a
composição das membranas de PVA/Ch. O coeficiente de difusão de água em pH 7,4 aumenta com
o conteúdo de PVA nas membranas de PVA/Ch indicando que as moléculas de água possuem um
alto grau de mobilidade translacional. O intumescimento das membranas de PVA/Ch em PBS
dependeu significativamente do pH devido à natureza iônica da quitosana. Os resultados de
liberação da nitrofurazona das membranas de PVA/Ch obedecem uma cinética de liberação de
ordem-zero nas condições “in vitro” estudadas. O mecanismo de liberação do fármaco parece
ocorrer devido à difusão através das membranas de PVA/Ch intumescidas em solução PBS.
Observou-se uma diminuição na adsorção de HSFb e um aumento na adsorção de HSA nas
membranas de PVA/Ch bem como a existência de um certo intervalo de energia livre de superfície
xiii
que poderá contribuir para a biocompatibilidade do material. Nos hidrogéis PVA/Ch os resultados
obtidos neste trabalho sugerem que as membranas poderiam ser utilizadas no tratamento de
pacientes com ulcerações na pele ocasionadas por queimaduras ou mobilidade restringida