Projetos de Pesquisa

 

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Alexandre Trofino Neto

Engenharias

Engenharia Elétrica
  • aerogeradores baseados em aerofólios cabeados
  • O objetivo geral deste projeto de pesquisa é finalizar a construção de um protótipo de aerogerador de 12 kW baseado em aerofólio cabeado flexível de aproximadamente 18 m2, que possa operar de forma contínua e automatizada, o que seria até o momento inédito no mundo. A finalização deste protótipo irá permitir, ainda no escopo deste projeto, a realização de estudos mais realistas sobre a eficiência, manutenção, robustez na operação e viabilidade econômica desta nova tecnologia, comumente conhecida na literatura pela sigla AWE (do inglês, "airborne wind energy"). A motivação para o desenvolvimento deste novo tipo de aerogerador é o significativo potencial de redução dos custos de exploração da energia eólica em relação à tecnologia vigente (turbinas de eixo horizontal montadas sobre grandes torres), entre outros fatores, devido ao potencial de operação em até 600 m de altitude. Além disso, espera-se que a tecnologia AWE seja viável em um número maior de localidades se comparada com a tecnologia eólica atual, uma vez que número maior de áreas apresentam ventos fortes e frequentes o suficiente acima de 200 m de altitude (limite de operação dos aerogeradores atuais). Dado que as soluções atuais para a prospecção de ventos em altitudes elevadas, tais como LIDAR e SODAR (de "light-" e "sound-detection-and-ranging", respectivamente), são caras e/ou geralmente envolvem equipamentos pesados e que consomem muita energia, uma nova estação de medição de vento, de baixo custo e baseada em drone e tomografia acustica, será também finalizada e testada durante este projeto.
  • Universidade Federal de Santa Catarina - SC - Brasil
  • 18/02/2019-28/02/2022
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Alexandre Urban Borbely

Ciências Biológicas

Morfologia
  • o papel do versicam na regulação da transição epitélio-mesenquimal de células trofoblásticas invasivas
  • O versicam é conhecido por ocorrer em pelo menos cinco variantes de splicing: as isoformas V0, V1, V2, V3 e V4, sendo conhecido por ativar vias de sinalização intracelulares envolvidas na inflamação, proliferação, migração, invasão, adesão, organização de citoesqueleto e transição epitélio-mesenquimal (TEM). A TEM se caracteriza pela diferenciação morfológica e funcional de uma célula epitelial para um genótipo e fenótipo mesenquimal e ocorre em diversas situações fisiológicas e patológicas, sendo muito estudada por seu papel fundamental nas metástases neoplásicas. A TEM também ocorre durante a implantação embrionária e placentação, sendo essencial para que as células trofoblásticas possam invadir os tecidos maternos e estabelecer a interface materno-fetal no primeiro trimestre. No entanto, a TEM das células trofoblásticas é parcial e possui sua atividade controlada temporal e espacialmente ao longo da gestação, de forma fisiológica, para correta placentação e desenvolvimento embrionário. No entanto, desregulações nesse controle da TEM dessas células está ligado a uma ausência/deficiência de decidualização uterina e consequente invasão exacerbada das células trofoblásticas, gerando uma doença de relevante significado clínico, mas muito negligenciada no Brasil, a placenta acreta ou placenta anormalmente invasiva (PAI). Embora de alta severidade e com incidência crescente, a PAI não possui biomarcadores específicos e opções de tratamento pouco invasivas, necessitando de um corpo clínico altamente qualificado e equipamentos modernos de imagem para o correto diagnóstico. Uma vez diagnosticado, o tratamento padrão é a remoção total do útero, através de histerectomia. Nesse contexto, a necessidade de pesquisas envolvendo a fisiopatologia da AIP e a procura de alvos terapêuticos, modelos experimentais e novos métodos de diagnóstico são essenciais para a melhoria da morbimortalidade dessa doença. Por conseguinte, objetivamos avaliar se o versicam regula a TEM e a invasão das células trofoblásticas in vitro e se seu silenciamento gênico é capaz de reverter esses processos, com a finalidade de transformar o versicam no primeiro alvo terapêutico para a AIP.
  • Universidade Federal de Alagoas - AL - Brasil
  • 18/02/2019-28/02/2022
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Alexandre Wagner Silva de Souza

Ciências da Saúde

Medicina
  • polimorfismos em genes relacionados ao metabolismo da homocisteína na arterite de takayasu
  • Introdução. A arterite de Takayasu (AT) é uma vasculite sistêmica que afeta artérias de grande calibre, especialmente a aorta e seus ramos principais. Eventos isquêmicos, especialmente envolvendo o sistema nervoso central, são complicações relativamente frequentes da AT e trazem impacto ao prognóstico. Pacientes com AT apresentam concentrações plasmáticas de homocisteína mais elevadas em relação a controles saudáveis e, entre pacientes com AT, elevação da concentração plasmática de homocisteína é fator de risco independente para eventos arteriais isquêmicos. Objetivos. Comparar a frequência de polimorfismos em genes da via de metabolismo da homocisteína entre pacientes com AT e controles; avaliar suas associações com concentração plasmática da homocisteína; analisar se a maior concentração plasmática de homocisteína em pacientes com AT se deve a deficiência de vitaminas que participam de seu metabolismo como ácido fólico e vitamina B12 e avaliar associações com extensão de acometimento arterial e eventos isquêmicos na AT. Métodos. Será realizado estudo transversal com grupo controle, onde serão incluídos pacientes com AT e controles saudáveis. Tempo desde o diagnóstico de AT, terapia com glicocorticoides e imunossupressores, extensão de doença serão avaliados em pacientes com AT, enquanto o histórico de eventos trombóticos venosos e eventos arteriais isquêmicos serão avaliados em ambos os grupos. Serão medidos os níveis plasmáticos de homocisteína, vitamina B12 e de ácido fólico em ambos os grupos e será pesquisada a presença dos seguintes polimorfismos nos genes das enzimas metilenotetra-hidrofolato redutase (C667T e A1298C), metionina sintase redutase (A66G) e da metionina sintetase (A2756G) por reação da cadeia da polimerase com polimorfismo no comprimento de fragmentos de restrição (PCR-RFLP).
  • Universidade Federal de São Paulo - SP - Brasil
  • 18/02/2019-28/02/2022
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Alexey Maylybaev

Ciências Exatas e da Terra

Matemática
  • soluções pós-blowup em equações diferenciais com aplicações em dinâmica de fluidos
  • Diversas classes de equações diferenciais parciais que descrevem evolução de sistemas físicos desenvolvem singularidades em tempo finito, fenômeno conhecido como blowup. Matematicamente, a singularidade impede a extensão da solução para tempos posteriores à sua formação, ou pelo menos de maneira única, fazendo-se mister um critério de seleção. Fisicamente, singularidades ensejam a manifestação de um novo fenômeno não considerado previamente no modelo sob estudo. O problema central é como estender a solução após a formação de uma singularidade de modo que a dinâmica pós-blowup descreva os fenômenos físicos emergentes. Na área de leis de conservação hiperbólicas, este problema foi resolvido de forma bem-sucedida. As soluções para estas equações (chamadas ondas de choque) possuem pontos de descontinuidade que surgem devido ao blowup e a sua teoria exerce papel fundamental em aplicações bastante distintas, desde ondas para recuperação de petróleo à formação de galáxias. Entretanto, um grande número de problemas ainda clama por solução. Basta lembrar a famosa questão em aberto sobre a formação de singularidades nas equações de Navier-Stokes, elencada como um dos sete problemas do milênio pelo Clay Mathematics Institute, cuja solução será premiada com um milhão de dólares. Problemas com singularidades também estão presentes na área de equações diferenciais ordinárias; neste caso, as singularidades são entendidas como pontos nos quais a equação deixa de ser contínua em sentido de Lipschitz. O exemplo clássico é o problema de N corpos da Mecânica Celeste, no qual a singularidade corresponde fisicamente a colisões entre os corpos. A dinâmica do blowup em um sistema pode ser segmentada em três estágios: comportamento assintótico até a formação da singularidade (dinâmica pré-blowup); propriedades das soluções no ponto singular; e comportamento da solução após a singularidade (dinâmica pós-blowup). A teoria para o comportamento pré-blowup se encontra bem estabelecida; entretanto, não se pode dizer o mesmo para o caso pós-blowup: apenas alguns poucos casos específicos (como as já citadas ondas de choque) possuem solução satisfatória. O nosso grupo do Laboratório de Dinâmica dos Fluidos no IMPA, em colaboração com outros centros internacionais de pesquisa, tem proporcionado avanços teóricos neste tópico de pesquisa. A maior parte destes estudos foi incorporada a projetos de alunos no IMPA ou do exterior. Para além da teoria, os resultados têm alto potencial de aplicação na Física e na Engenharia, comprovado pelas nossas publicações em revistas científicas de grande impacto — Nature, Physical Review Letters - e pela grande visibilidade de nosso trabalho na mídia internacional. Tal progresso e seus impactos demonstram a relevância do problema e da metodologia por nós desenvolvida. O novo projeto será subdividido de acordo com o método por meio do qual os problemas serão abordados: métodos matemáticos e métodos numéricos. Essas duas partes serão organizadas como projetos de alunos de doutorado e pós-doutorado no IMPA, em colaboração ativa com pesquisadores renomados de universidades nacionais e internacionais. Os resultados esperados deste projeto são: (1) teoria rigorosa de pós-blowup em equações diferenciais ordinárias com singularidades pontuais; esta será baseada no método de regularização; (2) nova geração de modelos simplificados para problema de blowup e pós-blowup nas equações de Euler para escoamento tridimensional incompressível; neste caso, a dinâmica de pós-blowup possui interpretação física de turbulência; (3) teoria de singularidades para as equações de Euler com fronteira sólida e sua aplicação à Teoria de Camada Limite; (4) Desenvolvimento de método numérico de Lattice Boltzmann para simulação de fluxos bifásicos. Analise numérica de instabilidade de Rayleigh-Taylor em fase turbulenta. Partes deste programa já estão em fase inicial de desenvolvimento; algumas ideias já foram inclusive discutidas em um workshop ocorrido em agosto de 2018 no IMPA, ratificando a relevância dos temas a serem estudados.
  • Instituto Nacional de Matemática Pura e Aplicada - RJ - Brasil
  • 18/02/2019-28/02/2022