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O mecanismo de autopropulsão de vórtices oceânicos: uma revisão/ The self-propulsion mechanism of oceanic eddies: a review

Azevedo, José Luiz Lima de; Mata, Mauricio Magalhães
2010-09-01

Resumo em português Vórtices oceânicos são efetivos transportadores de momentum, massa, calor, de características químicas e biológicas associadas, em geral, com o seu local de origem. Estas feições exercem influência na circulação global, na distribuição de larga escala de massas d'água e na biologia dos oceanos. Esta influência não envolve somente transferência de energia e de propriedades associadas com o local de origem do vórtice, mas também a sua acentuada atuação (mais) em processos de mistura. O movimento dos vórtices pelos oceanos é influenciado basicamente por três fatores: a autopropulsão intrínseca à feição, que a impulsiona no sentido oeste; a advecção por correntes externas e a influência de vórtices próximos. Para um melhor entendimento da importância dos vórtices nas largas escalas o seu comportamento isolado deve ser estudado. Este trabalho se concentra no primeiro aspecto, onde a autopropulsão de vórtices isolados é amplamente revisada e discutida. A expressão que permite o cálculo aproximado da velocidade de translação de vórtices isolados é deduzida. As equações básicas (águas rasas, função de Bernoulli e integrada do momentum meridional) necessárias para este desenvolvimento são apresentadas e discutidas, assim como as forças meridionais que atuam sobre estas feições em movimento, onde o formalismo matemático associado a cada uma delas é também revisado. Esta revisão mostra que todos os vórtices isolados são autopropulsionados no sentido oeste, independentemente do hemisfério considerado. Mostra ainda que três forças meridionais atuam sobre os vórtices em movimento: (1) a força β, devida à diferença do parâmetro de Coriolis entre os hemisférios norte e sul do vórtice, (2) a força de Coriolis e a (3) força ambiente, devida à ação do ambienteexterno sobre o vórtice. Diversas análises podem ser feitas com respeito a estas forças e esta revisão também apresenta, como exemplo, uma comparação da força β que atua na situação de vórtices anticiclônicos e ciclônicos, de mesmas características, em trânsito no hemisfério Sul. Conclui-se que a força β do primeiro ésuperior a do segundo. O presente estudo aborda ainda aspectos relacionados com o balanço de forças sobre as partículas em rotação dentro de um vórtice, ondeos balanços gradiente, geostrófico, quase-geostrófico e ciclostrófico são discutidos. Resumo em inglês Oceanic eddies are effective carriers of momentum, mass, heat, of chemical and biological characteristics associated generally with their place of origin. These features exercise influence on global circulation, in the distribution of large-scale water masses and in the biology of the oceans. This influence does not only involve the transfer of energy and properties associated with the place of origin of the eddy but also their strong performance in mixing processes. The (mais) motion of eddies across the oceans are primarily driven by three factors: the self-propulsion which is intrinsic to the feature and moves it towards the west; the advection by others currents and the influence of eddies nearby. This work focuses on the first point, where the self-propulsion of isolated eddies is widely reviewed and discussed. The expression that allows the approximate calculation of the translation speed of isolated vortices is deduced. The basic equations (shallow water, the Bernoulli function and integrated meridional momentum) required for this development are presented and discussed as well as the meridional forces that act on these features in motion, where the mathematical formalism associated with each of them is also reviewed. This review shows that all isolated vortices are self-propelled towards the west, regardless of the hemisphere considered. It also shows that three meridional forces act on the eddies in motion: (1) the β force, due to the difference of the Coriolis parameter between the northern and southern hemispheres of the eddy, (2) the Coriolis force and the (3) ambient force, due to the action of the external fluid on the isolated eddy. Several analyses can be made with respect to these forces and this review also presents, as an example, a comparison of the β forces acting in anticyclonic and cyclonic eddies, with the same characteristics, moving in the southern hemisphere. It is concluded that the β force in the former is greater than the force in the latter. This study also comments aspects related with the balance of forces on particles rotating inside the eddy, where the gradient, geostrophic, quasi-geostrophic and cyclostrophic balances are discussed.

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Susceptibilidade de animais de laboratório à intoxicação por Ateleia glazioviana (Leg. Papilionoideae)/ Susceptibility of laboratory animals to the intoxication by Ateleia glazioviana (Leg. Papilionoideae)

Leite, Lenir G.; Riet-Correa, Franklin; Medeiros, Rosane M. T.; Piacenti, Andrea; Aragão, Marcos; Schons, Sandro V.
2002-04-01

Resumo em português Coelhos, cobaias, ratos e camundongos foram utilizados com a finalidade de reproduzir a forma cardíaca da intoxicação por Ateleia glazioviana. Quatro animais de cada espécie receberam por 4 meses a planta, secada à sombra, na concentração de 10% na ração, fornecida na forma de pelets. Os pelets foram preparados misturando 700 g de ração comercial, 200 g de amido de milho, 1000 ml de água destilada e 100 g de planta seca e, posteriormente, secados em estufa a 1 (mais) 00ºC, durante 16 a 20 horas. Quatro animais de cada espécie serviram como testemunhas, recebendo a ração preparada da mesma forma, porém com a utilização de azevém (Lolium multiflorum) em lugar de A. glazioviana. Era fornecida água à vontade e, para os coelhos e cobaias, também aveia (Avena sativa) verde diariamente. Esses animais não apresentaram nenhuma alteração clínica, e foram pesados semanalmente nas últimas 5 semanas do período experimental, não apresentando diferença significativa no ganho de peso. À necropsia não foram observadas alterações macroscópicas e pelo exame histológico também não foram detectadas lesões significativas no coração e em outros órgãos. Para testar a atividade abortiva de A. glazioviana, ração contendo 10% de planta seca, preparada da mesma forma que no experimento anterior, foi administrada a 11 outros ratos, fêmeas, prenhes, nos dois últimos terços da gestação. Um grupo controle de 11 fêmeas recebeu a ração com azevém a 10%, durante o mesmo período. Esses animais tiveram filhotes normais e no prazo correto. Para determinar a possível perda de toxidez da planta durante a preparação dos pelets, A. glazioviana foi aquecida por 16 a 20 horas a 100ºC e, posteriormente, administrada a um ovino em 26 doses diárias de 2,65 g/kg de planta seca. Durante o período experimental, a ovelha apresentou batimentos cardíacos mais fortes, taquicardia e arritmia cardíacas, depois bradicardia e, no período final, apatia acentuada. Foi sacrificada 7 dias após a última administração da planta. Esse animal apresentava gestação de 2,5 a 3 meses e o feto não apresentava sinais de autólise. As alterações macroscópicas mais evidentes à necropsia foram ascite, hidrotórax, áreas esbranquiçadas no músculo cardíaco e fígado de coloração clara. Na histologia do coração foram observadas degeneração e necrose de fibras cardíacas e proliferação de tecido conjuntivo fibroso. O fígado apresentava congestão e degeneração de hepatócitos nas áreas centrolo-bulares. Os resultados indicam que esses animais de laboratório não foram susceptíveis à ação cardiotóxica de A. glazioviana, por via oral, e sugerem a possibilidade de que o princípio ativo da planta, que é resistente ao calor, seja semelhante ao princípio ativo das plantas do sul da África que causam fibrose cardíaca. Resumo em inglês Rabbits, guinea pigs, rats and mice were used to reproduce the cardiac lesions observed in ruminants in the intoxication by Ateleia glazioviana. Four animals of each species were fed during four months with a ration containing 10% of dry A. glazioviana. The pellets were made by mixing 700 g of commercial ration, 200 g of cornstarch, 1000 ml of distilled water and 100 g of the dry plant. Later this mixture was dried at 100ºC during 16-20 hours. Four control animals of eac (mais) h species were given similar food, but containing dry ryegrass (Lolium multiflorum) instead of A. glazioviana. Water was offered ad libitum and a daily amount of green oats (Avena sativa) was given to rabbits and guinea pigs. No clinical signs of disease were observed during the experiment. All animals were weighted weekly in the last 5 weeks of the experiment and no differences were observed in weight gains between treated and control groups. At the end of dosing all animals were euthanatized and necropsied. No macroscopic or histologic lesions were observed in the heart or other organs. The abortive properties of A. glazioviana were studied in rats. One group of 11 pregnant rats was fed, from day 7 to day 21 of gestation, ration containing 10% of A. glazioviana, prepared in the same way than in the previous experiment. A control group received the ration with 10% ryegrass. All rats delivered normal litters. To determine a possible loss of toxicity of the plant during the pellet preparation, dry A. glazioviana was heated for 16-20 hours at 100ºC and administered orally to one ewe. This sheep ingested daily 2.65 g/kg bw of dry A. glazioviana for 26 days. During the experimental period the animal had tachycardia and cardiac arrhythmia. At the end of the experiment bradycardia and severe depression were observed. It was euthanatized 7 days after the last plant administration. The sheep was 2.5-3 months pregnant and the fetus was apparently normal with no autolysis. Ascites and hydrothorax were observed at necropsy. Whitish areas were observed in the myocardium and the liver was pale. Degeneration and necrosis of cardiac fibers and proliferation of fibrous tissue were observed histologically in the heart. The liver had centrilobular degeneration of hepatocytes and congestion. These experiments indicate that A. glazioviana is not cardiotoxic for laboratory animals and suggest that the plant has a heat-stable active principle similar to the active principle of plants causing cardiac fibrosis (gousiekte) in Southern Africa.

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Determinação da espessura de filme bioativo SiO2-CaO-P2O5 obtido via sol-gel/ Evaluation of the thickness of SiO2-CaO-P2O5 bioactive film obtained via sol-gel

Federman, S. R.; Buono, V. T. L.; Vasconcelos, W. L.
2009-06-01

Resumo em português Foi preparado um filme bioativo do sistema SiO2-CaO-P2O5 via sol-gel pela hidrólise e condensação de TEOS, TEP, álcool e nitrato de cálcio em meio ácido. Após a mistura, a solução sintetizada serviu para revestir substrato de aço inoxidável pelo método de imersão utilizando baixa velocidade de emersão. Após o revestimento, o compósito foi tratado termicamente em diferentes temperaturas durante 1 h, com o propósito de avaliar a influência do tratamento t� (mais) �rmico especificamente na espessura do filme revestindo o substrato metálico. A influência da variação da temperatura foi acessada através das técnicas de microscopia eletrônica de varredura (MEV) e espectroscopia de centelhamento (GDS). Os resultados comprovaram a influência da temperatura na espessura do filme obtido. A reduzida espessura do filme bioativo foi determinada por MEV e GDS. Resumo em inglês A sol-gel bioactive film of the SiO2-CaO-P2O5 system was prepared, via a sol-gel method, by hydrolysis and condensation of tetraethylortosilicate [TEOS], triethylphosphate [TEP] and hydrated calcium nitrate under acidic conditions. After mixing, the as-obtained solution was used to coat stainless steel substrates by dip-coating in a low withdraw speed. After deposition, the composite was heat treated at different temperatures for 1 h to evaluate the temperature influence (mais) on the thickness of the coating over the stainless steel substrate. The development of the coating thickness was accessed through the techniques of scanning electronic microscopy (SEM) and glow discharge spectroscopy (GDS). Results indicated the heat treatment effect on the film thickness. Also, the SEM and the GDS techniques were used to determine the thin bioactive coating thickness.

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Avaliação da biocompatibilidade do compósito aço/filme bioativo SiO2-CaO para aplicação biomédica/ Biocompatibility evaluation of SiO2-CaO/stainless steel composite bioactive film for biomedical application

Federman, S. R.; Mansur, H. S.; Stancioli, E. F. B.; Vasconcelos, W. L.
2009-09-01

Resumo em português Foi obtido um filme bioativo sol-gel do sistema SiO2-CaO através da mistura de precursor de silício (TEOS - tetraetil ortosilicato), precursor de cálcio (nitrato de cálcio tetrahidratado) e álcool em meio ácido. Após a mistura, a solução serviu para revestir o aço inoxidável através do método de imersão empregando baixa velocidade de emersão. O compósito obtido foi então submetido a tratamento térmico para densificação do filme a 400 ºC durante 1 h. A (mais) biocompatibilidade do compósito foi avaliada através de dois métodos no sistema in vitro: a) solução concentrada similar ao fluido fisiológico - SFC 1,5 - e b) cultura de células. Imagens de microscopia eletrônica de varredura e espectroscopia de energia dispersiva comprovaram a precipitação de precursor da hidroxiapatita na superfície do filme bioativo após exposição à solução SFC durante 3 semanas. Imagens de microscopia eletrônica de varredura confirmaram aderência, crescimento e espalhamento celular na superfície do filme bioativo sol-gel após 24 h de cultivo celular, empregando células VERO (ATCC CCL-81), sugerindo que o compósito é um material potencialmente aplicável nas áreas de medicina e odontologia. Resultados obtidos com o ensaio de viabilidade celular através de MTT [brometo de 3-(4,5-dimetiltiazol-2-YL)-2,5-difeniltetrazolio] indicaram total ausência de toxicidade na interface filme sol-gel/células VERO. Resumo em inglês Sol-gel film in the SiO2-CaO system was prepared via reacting silicate precursor (TEOS - tetraethyl orthosilicate), calcium precursor (tetrahydrated calcium nitrate), alcohol in an acidic medium. After mixing, the coating was deposited on stainless steel by dip-coating technique at a low withdraw speed. After deposition, the composite was submitted to heat treatment, in air, at 400 ºC for 1 h. The composite biocompatibility has been analyzed by in vitro studies using two (mais) methods: a) concentrated simulated body fluid - SBF 1.5 - and b) cell culture. A scanning electron microscopy and energy dispersive spectrometer (SEM and EDS) analysis revealed the formation of hydroxyapatite precursor layer on bioactive film surface after 3 weeks into SBF solution. SEM analysis shows the adhesion, proliferation and spreading of cells on sol-gel derived bioactive film surface after 24 h of cellular culture, using VERO cells (ATCC CCL-81). Viability cellular essays with MTT [3-(4,5-dimethylthiazol-2yl)-2,5-diphenyltetrazolium bromide] indicated no citotoxicity in sol-gel film/VERO cells interface. Results suggested that this composite is an attractive material to be used in clinic field.

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